DE2855113C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Dämpfer zur Verbindung einer Steuerstange mit einer Taumelscheibe bei Hubschrauberro­ toren.

Bei Verbindungen einer Steuerstange mit einer Taumelscheibe bei Hubschrauberrotoren war es bisher üblich, Lagerungen zu verwenden, die insgesamt aus Metall bestehen. Derartige La­ ger führten zu einem frühzeitigen Versagen, da derartige Lager hoch beansprucht sind und einer hohen statischen und dynamischen Belastung meist in Verbindung mit einer überla­ gerten Schwingung in Richtung ein oder mehrere zueinander senkrechte Achsen standhalten müssen. Da bei einem Versagen derartiger Metallager diese sich plötzlich festfressen kön­ nen, kann es hierbei zu Katastrophen, wie einen Absturz des Hubschraubers, kommen. Zudem erfordern derartige Metall­ lager Schmierungen, wozu meist ein Schmiermittelversorgungs­ system vorgesehen sein muß, so daß derartige Metallager sowohl hinsichtlich der Wartung als auch hinsichtlich des Einbaus aufwendig sind.

Aus US-PS 38 41 586 ist ein Rotorblatthaltesystem bekannt, mittels dem das Rotorblatt an einer sich drehenden Nabe angebracht ist. Hierbei werden Elastomerlageranordnungen verwendet, um Scherenglieder mit einer Rotorwelle zu verbin­ den. Für jede Verbindungsstelle ist ein einziges Elastomer­ lager vorgesehen.

Aus DE-OS 23 14 785 ist ein Doppel-Verbindungsgestänge, insbesondere an Hubschraubern, bekannt, das ein Elastomer­ lager enthält. Hierbei ist ein aus einer Elastomerschicht bestehendes Lager vorgesehen, das Belastungen ausgesetzt ist, die mit jenen einer Verbindung einer Steuerstange mit einer Taumelscheibe bei Hubschrauberrotoren nicht vergleich­ bar sind.

Aus US-PS 22 87 608 ist ein Stoßdämpfer für Fahrzeuge be­ kannt, bei dem Kautschukeinsätze verwendet werden, die auf Platten aufliegen. Die Kautschukeinsätze sind hierbei nicht mit den Platten verbunden. Auch treten hierbei keine ver­ gleichbaren oder ähnliche Belastungen wie bei einer Verbin­ dung einer Steuerstange mit einer Taumelscheibe bei Hub­ schrauberrotoren auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dämpfer zur Verbindung einer Steuerstange mit einer Taumelscheibe bei Hubschrauberrotoren bereitzustellen, der hohe statische und dynamische Belastungen in Verbindung mit einer überla­ gerten Schwingbewegung in Richtung einer oder mehrerer zu­ einander rechtwinkligen Achsen zuverlässig aufnehmen kann, möglichst wartungsfrei ist und bei Verschleiß aus Sicher­ heitsgründen noch mit verminderter Leistungsfähigkeit im Hinblick auf die Betriebssicherheit eines solchen Hubschrau­ bers weiterarbeiten kann.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Dämpfer zur Verbindung einer Steuerstange mit einer Taumelscheibe bei Hubschrauberrotoren mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Dämpfer sind erste und zweite aus im Wechsel elastomere und nicht-elastomere Schichten aufgebaute Lager vorgesehen. Diese Lager sind über ein starres Verbindungselement derart miteinander verbunden, daß im Zusammenwirken zuverlässig die an dieser Verbindung auftretenden statischen und dynamischen Belastungen sowie gegebenenfalls einer überlagerten Schwingung aufgenommen werden können, wobei der Dämpfer im Zusammenwirken Belastun­ gen entgegenwirken kann und Bewegungen längs entsprechenden Achsen aufnehmen kann. Hierdurch kann der Dämpfer mit Hilfe der beiden Lager auf die jeweils erforderlichen Eigenschaften so abgestimmt werden, daß er den auftretenden Belastungen zuverlässig standhalten kann. Selbst wenn der Dämpfer auf­ grund der aufzunehmenden Belastungen Verschleißerscheinun­ gen unterworfen ist, so führen diese nicht zu einem plötz­ lichen Versagen, sondern es werden wenigstens noch Notlauf­ eigenschaften aufrechterhalten, so daß Abstürze oder ähn­ liche Unfälle wirksam vermieden werden. Ferner arbeitet der erfindungsgemäße Dämpfer weitgehend wartungsfrei, da man keine Schmierung benötigt, so daß sich auch der Einbau und die Auslegungslager insgesamt gesehen hierdurch vereinfachen. Die beiden Lager des Dämpfers sind zugleich hinsichtlich ihrer Wirkung derart zugeordnet, daß Bewegungen und Belastun­ gen in mehreren zueinander senkrechten Achsen aushalten kön­ nen. Die beiden beim erfindungsgemäßen Dämpfer vorgesehenen Lager haben wenigstens zwei zueinander senkrechte Wirkrich­ tungen, und die Auslegung ist derart getroffen, daß durch eine entsprechende Abstimmung der Lager des Dämpfers die gewünschte Funktionsweise im Zusammenwirken erzielt wird. Die elastomeren Schichten der Lager des Dämpfers dienen zur Dämpfung von Erschütterungen, so daß Geräusche vermin­ dert werden und durch Erschütterungen bedingte Verschleiß­ und Belastungserscheinungen reduziert werden. Ferner können die Lager des Dämpfers vormontiert und hierbei auf den ge­ wünschten Anwendungszweck abgestellt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 10 wiedergegeben.

Die Erfindung wird nachstehend an Beispielen näher erläu­ tert. Darin zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Anordnung einer Taumelscheibe bei Hubschrauberrotoren mit einem Dämpfer zur Verbindung einer Steuer­ stange mit der Taumelscheibe,

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht eines Dämpfers,

Fig. 3 eine Teilschnittansicht des Dämpfers nach Fig. 2, welche um 90° gedreht und mit einer Steuerstange verbunden ist, und

Fig. 4 bis 12 Schnittansichten weiterer Ausführungsvarianten des Dämpfers.

In den Figuren der Zeichnung sind gleiche oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.

Bezugnehmend auf Fig. 1 zeigt diese einen typischen Be­ wegungssteuer- und -übertragungsmechanismus für den (nicht gezeigten) Hauptrotor eines Hubschraubers. Der Mechanismus weist eine Taumelscheibe und Stützanordnung sowie eine An­ ordnung aus Scheren und Hülsen auf, welche um den Mast des Hauptrotors herum angeordnet werden können, um Bewegun­ gen aus der zyklischen Steueranlage und der Kollektivsteuer­ anlage zu übertragen, welche in der Kabine des Hubschrau­ bers und in dem Rumpf vorgesehen sind, und zwar auf Steuer­ stangen, welche sich mit dem Hauptrotor drehen. Die Taumel­ scheibe weist eine Innenringhilfsanordnung 2 und eine Außen­ ringhilfsanordnung 3 auf, welche durch eine Stützanordnung 4 getragen ist. Die Scheren- und Hülsenanordnung weist eine Scherenanordnung 5 und eine Hülsenanordnung 6 auf. Die Taumel­ scheiben-Außenringhilfsanordnung 3 ist in bezug auf die In­ nenringhilfsanordnung 2 drehbar, wobei die gesamte Taumel­ scheibe derart angeordnet ist, daß die Stützanordnung 4 durch eine (nicht gezeigte) Kardananordnung abgestützt wird, um entsprechend der Stellung des zyklisch arbeitenden Steuer­ knüppels des Hubschraubers universell geneigt oder gekippt zu werden, wobei Antriebsverbindungselemente vorgesehen sind, die mit der Taumelscheiben-Innenringhilfsanordnung 2 verbunden sind. Zu diesem Zwecke ist die Innenringhilfsanordnung 2 mit zwei Trägerarmen 7 A und 7 B versehen. Jeder dieser Trägerarme 7 A und 7 B endet in einem Joch oder Bügel 8, welcher mit dem vom Piloten betätigten Steuerknüppel für zyklische Steuerung (der nicht gezeigt ist) durch eine Drehzapfen-Lageranordnung 9 und ein entsprechendes Verbindungselement gewöhnlich in Form einer Steuerstange, wie bei 17 gezeigt, verbunden ist. Die Taumelscheibe-Innenringhilfsanordnung 2 ist auch mit einem dritten Trägerarm 7 C versehen. Der Trägerarm 7 C endet auch in einem Joch oder Bügel 8, der eine Drehzapfen-Lageranordnung 9 trägt, welche verwendet wird, um sie mit einer Steuer­ stange zu verbinden, welche zu einer synchronisierten Höhen­ rudersteueranlage führt, wobei der Helikopterstabilisator mit der Nickachsensteuerung verbunden ist.

Die Scheren- und Hülsenanordnung bewegt sich senkrecht inner­ halb der Taumelscheibenanordnung, wobei diese Bewegung durch einen (nicht gezeigten) von dem Piloten betätigten Kollektiv­ steuerknüppel erzeugt wird, der mit einem Doppelkollektiv­ hebel 10 arbeitsmäßig verbunden ist und durch ihn wirkt, der an einem Ende mit der Stützanordnung 4 bis 11 schwenkbar verbunden ist und der auch an der Hülsenanordnung 6 durch eine (nicht gezeigte) Einrichtung schwenkbar befestigt ist, die sich durch Öffnungen in der Stützanordnung 4 erstreckt. Die Hülsenanordnung 6 umgibt den (nicht gezeigten) Haupt­ rotormast und enthält eine Antriebsplatte 13 mit einem In­ nenzahnrad 13 A, welches in einen Teilwellenabschnitt des Mastes eingreift und mit ihm zusammenarbeitet, jedoch axial entlang dieses Teilwellenabschnittes des Mastes verschieb­ bar ist. Die Scherenanordnung weist zwei Scherenglieder 12 A und 12 B auf, welche zwischen ihren Enden mit der Antriebs­ platte 13 verschwenkbar verbunden sind. Ein Ende dieses Scherengliedes ist mit einem Verbindungsglied 14 (A & B) verschwenkbar verbunden, welches wiederum durch eine Dreh­ zapfen- oder Lageranordnung 15 mit einem Joch oder Bügel 16 gekoppelt ist, der einen Teil der Taumelscheibenaußenring­ hilfsanordnung 3 bildet. Die beiden Joch- oder Bügelglieder 16, welche vom Ring 3 getragen sind, sind diametral entgegen­ gesetzt angeordnet. Jedes der Scherenglieder 12 A und 12 B ist an seinem entgegengesetzten Ende 17 A mit einem (nicht ge­ zeigten) zweckmäßigen Verbindungsglied verbunden, gewöhnlich in Form einer Steuerstange mit einem (nicht gezeigten) obe­ ren Gestänge, welches mit der (nicht gezeigten) Längsneigungs­ steuerstange einer der Rotorblätter des Hauptrotors mechanisch ge­ koppelt ist. Wie bekannt, bestimmt die kombinierte Wirkung auf die Scherenelemente und das obere Gestänge der senkrech­ ten Bewegung der Hülsenanordnung 6 und die Kippbewegung der Taumelscheibe die Hauptrotorneigung und die Platzlängsneigung. Die besondere Konstruktion des Taumelscheiben/scheren- und -hülsenmechanismus bildet keinen Teil der vorliegenden Erfin­ dung, wobei es zu verstehen ist, daß sämtliche Formen der Lager nach der vorliegenden Erfindung in Kombination mit an­ deren Ausführungsformen von Taumelscheibenanordnungen oder Scheren- und -hülsenanordnungen oder mit anderen Mechanismen für denselben Zweck oder mit Gelenkstangen oder mit Verbindungs­ gliedern anderer Mechanismen verwendet werden können, bei welchen die Belastung und Bewegung entlang einer oder meh­ rerer ausgewählter Achsen aufgenommen werden muß.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind die Jochelemente oder Bügel 8 und 16 im allgemeinen gleich, so daß die nachfolgende Be­ schreibung des Jochs oder Bügels 8 auch für das Jochelement 6 gilt. Jedes Joch 8 ist entlang einer Trennlinie in zwei Teile 8 A und 8 B (Fig. 3) gespalten, welche eine längliche Bohrung 19 (Fig. 1) zur Aufnahme eines Endes einer Stangen­ endlageranordnung 9 bilden. Bei der hier gezeigten Taumel­ scheibe sind die Bohrungen zylindrisch, während die Jochele­ mente oder Gabelgelenke 8 und 9 so ausgebildet sind, daß sich die Bohrungen radial zur Mittelachse der Taumelscheibe er­ strecken (d. h. zur Achse des Hauptrotormechanismus, wovon die Taumelscheibe einen Teil bildet). Daher ist es wichtig, daß die Lager 9 und 15 so konstruiert sind, daß jedes Verbindungs­ element, das mit einem Joch 8 oder 16 verbunden ist, dieselbe Schwenkbewegung um eine Schwenkachse herum ausführen kann, welche zur Achse der Jochbohrung 19 senkrecht verläuft, und wobei dieses Element auch imstande sein soll, vorbestimmte Be­ lastungen auf die Steuerstange oder das Verbindungselement aufzunehmen. Gegebenenfalls sollte die Steuerstange eine be­ grenzte Bewegung um die Achse der Bohrung 19 herum ausführen können. Die Anforderungen an die Belastungsfähigkeit der Lager 9 und 15 hängen von dem Normalwinkel zwischen den Jochelemen­ ten und den damit verbundenen Verbindungselementen ab. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind die Steuerstange 17 und das Verbindungselement 14 etwa senkrecht, so daß die Lager 9 und 15 auf Belastungen ansprechen müssen, die radial zur Gelenkschwenkachse und annähernd radial zur Achse der Bohrung 19 einwirken. Es ist jedoch ersichtlich, daß die Jochelemente oder Verbindungselemente in einem unterschiedlichen Winkel angeordnet werden können, wobei es erforderlich ist, daß die Lager eine Belastung in verschiedenen Richtungen aufnehmen müssen. Falls die Jochelemente so angeordnet sind, daß die Bohrungen 19 senkrecht wären, oder falls die Verbindungs­ elemente stattdessen zur Bohrung 19 einen Winkel einschlie­ ßen, würden die Lager auf Axialbelastungen ansprechen. Dem­ entsprechend zeigen die Fig. 2-12 verschiedene Ausführungs­ formen von Dämpfern für verschiedene Belastungsreaktions­ und Bewegungsaufnahmezwecke im Bereich der Lager.

Bezugnehmend nun auf die Fig. 2 und 3 zeigen diese einen Dämpfer 18, welcher auf Belastungen entlang der Achsen der Bohrungen 19 der Jochelemente 8 und 16 ansprechen kann. Dieser Dämpfer 18, welcher zum Verbinden einer Steuerstange 17 mit einer Taumelscheibe 2, 3 Verwendung finden kann, weist zur Belastungsübertragung im wesentlichen ein erstes Lager 18 A und ein zweites Lager 18 B auf. Das erste Lager 18 A ist im allgemeinen seiner Form nach einem Augenbolzen ähnlich, mit einem zylindrischen Abschnitt 20 und einem starren Ver­ bindungselement 22, welches sich vom zylindrischen Abschnitt 20 radial weg erstreckt und ein Ende 24 mit einem Gewinde und verringertem Durchmesser hat. Das Verbindungselement 22 ist beispielsweise aus einem hochfesten Metall, wie rostfreiem Stahl hergestellt, während innerhalb der Öffnung, die durch die Innenoberfläche des zylindrischen Abschnitts 20 gebildet ist, im Wechsel elastomere und nicht-elastomere Schichten vor­ gesehen sind, die aus zwei zylindrischen elastomeren Schichten 26 besteht, die durch eine zylindrische nicht-elastomere Schicht (Block) 28 getrennt sind. Ferner ist ein inneres zy­ lindrisches Lagerteil 30 vorgesehen. Dieses Lagerteil sowie die nicht-elastomere Schicht 28 sind zweckmäßigerweise aus nicht dehnbarem Werkstoff hergestellt, vorzugsweise demselben Material, wie das Verbindungselement 22 hergestellt. Die ela­ stomeren Schichten 26 sind zweckmäßigerweise aus synthetischem Gummi hergestellt und mit der nicht-elastomeren Schicht 28 und den zylindrischen Abschnitten 20 und 30 derart verbunden, daß sie ein stabiles zylindrisches Schichtlager bilden, wobei die Abschnitte 20 und 30 als die äußere bzw. innere Lagerlauf­ bahn dienen.

Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist das zweite Lager 18 B im wesentlichen T-förmig und weist einen Schaft­ abschnitt 32 und einen Umfangsflansch 34 auf. Der Schaftab­ schnitt 32 hat ein Gewindeloch, in welches das mit einem Ge­ winde versehene Ende 24 des Verbindungselements 22 zu dem er­ sten Lager 18 A eingeschraubt ist. Das zweite Lager 18 B ist innerhalb eines zylindrischen Gehäuses 36 angeordnet, welches an beiden Enden offen und mit einer Innenschulter 38 versehen ist, die als ein Anschlag für einen kreisringförmigen Metall­ ring 40 dient. Das zweite Lager 18 B umfaßt im Wechsel zwischen dem Flansch 34 und dem Ring 40 kreisringförmige Schichten 42 aus nicht-elastomerem Material aus Metallbeilagen und elasto­ meren Schichten 44, welche miteinander sowie mit dem Flansch 34 und dem Ring 40 verbunden sind. Das zweite Lager 18 B weist Metallbeilagen als nicht-elastomere Schichten 43 auf, welche sich mit elastomeren Schichten 45 abwechseln, wobei die letzteren mit den nicht-elastomeren Schichten 43, dem Flansch 34 und auch mit einem Endring 46 verbunden sind, welcher durch einen Endstopfen 48 in Stellung gehalten wird, der in das hintere Ende des Gehäuses 36 eingeschraubt ist. Ein elasti­ scher Deckel 50 gegen Staub und Feuchtigkeit, der zweckmäßiger­ weise aus Gummi hergestellt ist, umgibt das schaftförmige, starre Verbindungselement 22 des ersten Lagers 18 A und ist in ent­ sprechender Weise, beispielsweise durch Schrauben 52, mit dem Vorderende des Gehäuses 36 fest verbunden.

Das Gehäuse 36 ist in eine Bohrung 19 eines Jochelements 8 oder 16 eingesetzt und wird in Stellung gehalten, indem das Jochelement ringsherum mittels Bolzen 54 festgeklemmt ist, die sich durch die Öffnungen 53 in einer Hälfte des Joch­ elements erstrecken und in Gewindehalterungen 55 in der an­ deren Hälfte aufgenommen sind. Zusätzlich ist das Gehäuse 36 mit Quernuten 56 auf seiner äußeren Oberfläche versehen, wobei das Jochelement so angepaßt ist, daß Teile der Bolzen 54 in Nuten 56 liegen und mit dem Gehäuse in diesen Bereichen in Eingriff stehen, wobei die Bolzen 54 das Gehäuse 36 gegen Drehung oder gegen Axialbewegung in bezug auf das Jochelement hindern. Die Steuerstange 17 ist mit dem ersten Lager 18 A des Dämpfers durch einen herkömmlichen Gabelschuh 58 gekoppelt, der als einstückiger Teil der Steuerstange 17 oder anders ge­ trennt gebildet sein kann und an der Steuerstange beispiels­ weise durch Verschweißen oder eine Zapfen- oder Schrauben­ verbindung befestigt ist. Die beiden Arme 60 und 62 des Gabel­ schuhs 58 sind mit fluchtenden Öffnungen versehen, durch wel­ che sich ein Bolzen 64 erstreckt. Flache Unterlegscheiben 66 sind zwischen den beiden Gabelschuharmen 60, 62 und den fla­ chen Stirnseiten des inneren Lagerteiles 30 gepreßt, während eine Verriegelungsunterlegscheibe 68 und eine Mutter 70 mit dem Bolzen 64 zusammenwirken, um den Gabelschuh 58 und die Unterlegscheiben mit dem inneren Lagerteil 30 des zylindri­ schen Lagers festzuklemmen, wobei der Gabelschuh 58 die Achse des Bolzens 64 umgreifend befestigt ist und keine Drehbewe­ gung relativ zum inneren Lagerteil 30 ausführen kann.

Das Belastungsreaktions- und Bewegungsaufnahmevermögen des Dämpfers gemäß den Fig. 2 und 3 (sowie den Darstellungen ge­ mäß den Fig. 4-12) ist ersichtlich, indem der Taumelscheibe 2, 3 zueinander rechtwinklige Achsen x-x, y-y und z-z zuge­ ordnet werden, worin die Achse x-x sich parallel zur Mittelachse des Dämpfers 18 mit den Lagern 18 A und 18 B erstreckt, während die Achse y-y sich quer zum Gehäuse 36 und die Achse z-z sich parallel zur Mit­ telachse des kreisringförmigen inneren Lagerteiles 30 er­ streckt.

Das erste Lager 18 A des Dämpfers 18 kann den radial zu den Teilen und Schichten 20, 26, 28 und 30 einwirkenden Belastun­ gen widerstehen und diese abstützen, insbesondere wenn diese Belastungen längs der Steuerstange 17 wirken. Gleichzeitig kann das erste Lager 18 A des Dämpfers als zylindrische Einheit um die Mittelachse des zylindrischen Abschnitts 20, d. h. um die Achse z-z, eine begrenzte Schwenkbewegung ausführen, da die elastomeren Schichten 26 in bezug auf Scherwirkung nach­ giebig sind. Das erste Lager 18 A und das zweite Lager 18 B mit dem Gehäuse 36 wirken so zusammen, daß der Dämpfer die Belastungen, welche entlang der Achse x-x wirken, abgestützt werden und auf diese reagiert wird, da die abwechselnden Schich­ ten an den beiden Enden des Dämpfers 18 zusammendrückbar sind. (Hierbei ist zu beachten, daß die Druckbelastung auf die elasto­ meren und nicht-elastomeren Schichten 42 und 44 sich umgekehrt zur Druckbelastung auf die elastomeren und nicht-elastomeren Schichten 43 und 44 ändert). Der Teil des Dämpfers, welcher das zweite Lager 18 B mit dem Gehäuse 36 verbindet, kann auch in bezug auf Scherkraft nachgeben, um eine begrenzte Ver­ drehbewegung aufzunehmen, d. h. die Bewegung um die Achse x-x herum.

Wie zuvor erwähnt, kann das erste Lager 18 A eine gewisse Schwenkbewegung um die Achse z-z ausführen, da die elastomeren Schichten 26 in bezug auf Scherkräfte nachgeben können. Das zylindrische erste Lager 18 A kann so konstruiert werden, daß die elastomeren Schichten eine Relativdrehung zwischen den Lagerteilen 20 und 30 um die Achse z-z bis zu einem Betrag von etwa + 10° von ihrer Ruhestellung, d. h. der Stellung, in welcher die elastomeren Schichten frei von Scherbeanspru­ chung sind, aufnehmen werden. Daher muß die Wirkung der Steuer­ stange 17 innerhalb Grenzen gehalten werden, welche durch die Scherbeanspruchungseigenschaften der elastomeren Schichten 26 bestimmt sind. Der erforderliche Betrag einer Schwenk­ bewegung zwischen der Taumelscheibe 2, 3 und den Steuerstangen, beispielsweise die Steuerstange 17 zeigt, ist verhältnismäßig gering, typisch etwa + 5° und liegt somit innerhalb des Be­ wegungsaufnahmevermögens, das mit Schichtlagern gemäß den Fig. 2 und 3 erreicht werden kann.

Es versteht sich natürlich, daß es Fälle geben kann, in welchen der Gabelschuh so angeschlossen werden kann, daß er am Bolzen 64 relativ zum inneren Lagerteil 30 frei drehbar ist, wobei die elastomeren Schichten zur Gewährleistung einer begrenzten Schwenkbewegung der Steuerstange in dem Fall dient, in welchem der Gabelschuh mit dem inneren Lagerteil 30 verbunden wird.

Fig. 4 zeigt eine Abwandlung des Dämpfers gemäß den Fig. 2 und 3, durch welche der Deckel 50 entfällt. In diesem Fall besteht der Dämpfer 18 aus einem Stück, während die Schulter 38 für den Endring 40 mit einem kreisringförmigen Bundring versehen ist, der aus zwei aneinander passenden Hälften 72 A und B besteht, welche Lippen 74 haben, die in einer Umfangs­ nut in der Stirnseite des Gehäuses 36 sitzen. Die Schrauben 76 verriegeln die Teile 72 A und B mit dem Gehäuse 36. Die inneren Oberflächen der Bundringhälften 72 A und B liegen im Abstand vom Verbindungselement 22 und sind mit einer Nut zur Aufnahme eines O-Ringes 78 versehen, welcher mit dem Verbin­ dungselement 22 in satter Anlage steht. Der O-Ring 78 wirkt als ein Schutz gegen Staub und Feuchtigkeit, während er anderer­ seits es den Lagern 18 A und B ermöglicht, sich relativ zum Gehäuse 36 bis zu dem Ausmaß zu bewegen, das durch die im Wechsel vorgesehenen elastomeren und nicht-elastomeren Schich­ ten innerhalb des Gehäuses möglich ist. Diese Auslegungsform ermöglicht, das Lager mit dem Flansch 34 und den Ringen 40 und 46 als eine Einheit zusammenzusetzen und in das Gehäuse 36 durch seine Stirnseite einzusetzen.

Fig. 5 zeigt eine Ausbildungsform, welche jener nach den Fig. 2 und 3 ähnlich ist und eine Bewegung um drei zuein­ ander senkrechte Achsen ermöglicht. In diesem Fall sind die inneren Oberflächen der Endringe 40 A und 46 A kugelig ge­ krümmt, statt flach. Zusätzlich sind die entgegengesetzten Oberflächen des Flansches 34 A und die elastomeren und nicht­ elastomeren Schichten 42 A, 43 A und 44 A bzw. 45 A sämtlich ku­ gelförmig ausgebildet. Infolgedessen kann das sphärisch ge­ krümmte Lager Belastungen stützen und darauf reagieren, welche entlang der Achse x-x wirken, sowie eine Bewegung um diese Achse herum sowie um die Achse y-y aufnehmen, während das erste zylindrische Lager 18 A auf Belastungen, welche ent­ lang der Achse x-x wirken, reagieren und eine Bewegung um die Achse z-z aufnehmen kann.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 läßt sich derart modifizieren, daß die kugelförmigen Oberflächen der Teile 34 A, 40 A, 42 A, 43 A, 44 A, 45 A und 46 A durch fluchtende zylindrische Oberflächen ersetzt sind, so daß die zuvor erwähnten Oberflächen in einer Schnittansicht flach erscheinen, welche um 90° um die Achse des Gehäuses 36 von Fig. 5 verschoben ist. Mit zylindrischen Oberflächen würde die Anordnung immer noch eine Belastungsreaktionsfähigkeit entlang der Achse x-x haben, wobei jedoch ihre Bewegungs­ aufnahmefähigkeit auf eine Bewegung um die Achsen x-x und z-z begrenzt sein würde.

Fig. 6 zeigt einen Dämpfer mit einer unterschiedlichen O-Ringstütze, wobei sie konstruiert ist, um auf Belastungen entlang der Achse y-y zu reagieren. Daher kann er als das La­ ger 9 oder 15 bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 verwendet wer­ den. Bei dieser Konstruktion ist das vordere Ende des Gehäu­ ses 36 A mit einem Gewinde versehen, um einen einstückigen, kreisringförmigen Bundring 70 aufzunehmen, der mit einer Nut versehen ist, um einen O-Ring 78 zu tragen, der das Verbin­ dungselement 22 des ersten Lagers 18 A umgibt und mit ihm in Anlage steht. Das zweite Lager 18 C des Dämpfers ist eine zy­ lindrische Stange, welche zu im Wechsel vorgesehenen zylin­ drischen nicht-elastomeren Schichten 90 und 92 und damit ver­ bundenen zylindrischen elastomeren Schichten 94 ist. Die nicht-elastomere Schicht 92 steht in satter Anlage mit dem Gehäuse 90 und ist mit ihm zweckmäßigerweise durch Kleben verbunden. Ein Endzapfen 48 A ist in das hintere Ende des Gehäuses 90 eingeschraubt und wirkt, um die nicht-elastomere Schicht 92 in satter Anlage mit dem Bundring 70 zu bringen. Dieser Dämpfer kann eine Bewegung um seine eigene Achse x-x aufnehmen, während sie auf Belastungen reagiert, die entlang der Koordinatenachse y-y wirken.

Fig. 7 zeigt einen Dämpfer, welcher dem in Fig. 6 gezeigten ähnlich ist, mit der Ausnahme, daß der Dämpfer 18 einstückig ist und ein Verbindungselement 22 A hat, das an einer Metall­ beilage 95 befestigt ist, die mit der elastomeren Schicht 94 verbunden ist. Das Verbindungselement 22 A kann an der Beilage 95 durch Schweißen oder durch Klebestoff durch Reibungs­ greifsitz oder durch eine Gewindeverbindung, wie gezeigt, befestigt sein. Die letztere Möglichkeit erleichtert die Be­ festigung des Dämpfers 18, nachdem die nicht-elastomeren Schichten 90, 92 und 95 an den elastomeren Schichten 94 angebracht sind.

Die Fig. 8 und 9 zeigen zwei Auslegungsformen, welche zum Abstützen von Belastungen entlang der Achsen x-x und y-y die­ nen, so daß sie zweckmäßigerweise zur Verwendung bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 dienen. Gemäß Fig. 8 befindet sich der Flansch 34 des zweiten Lagers 18 D des Dämpfers zwischen den Enden des Schaftes 32, während die von diesem Schaft 32 getragenen und im Wechsel vorgesehenen nicht-elastomeren Schichten (Metall) 101, 102 und 103 und elastomeren Schichten 104 und 106 zylindrische Abschnitte aufweisen, die zum Schaft 32 oder zum Gewindebolzen 32 konzentrisch sind, sowie kreis­ ringförmige Abschnitte, welche zum Flansch 34 parallel sind. Das Gehäuse 36 A, der Flansch 34, der Schaft 32 und die dazwi­ schen liegenden nicht-elastomeren Schichten sind mit den elasto­ meren Schichten 104 und 106 verbunden, wobei der so erhaltene Dämpfer auf Belastungen entlang der Achse x-x reagieren kann, und zwar infolge seiner sich radial erstreckenden Abschnitte, wobei er auch auf Belastungen entlang der Achse y-y reagieren kann, und zwar infolge seiner zylindrischen Abschnitte. Gemäß Fig. 9 weisen die beiden Lager 18 A bzw. 18 E des Dämpfers ein Verbindungselement 22 B bzw. einen Gewindebolzen 32 A mit Flan­ schen 34 B bzw. 34 C auf, welche konisch zusammenlaufende Ober­ flächen 107 bzw. 108 haben, wobei ein Gehäuse 36 C mit zwei ko­ nisch sich verringernden Schultern 109 und 110 versehen ist. Sich konisch verjüngende und im Wechsel angeordnete nicht-ela­ stomere Schichten 112 und elastomere Schichten 114 sind zwischen der Oberfläche 107 und der Schulter 109 angeordnet und mit der Oberfläche 107 und mit der Schulter 109 verbunden, während eine zweite ähnliche Anordnung von ihm Wechsel vorgesehenen nicht-elastomeren Schichten und elastomeren Schichten zwischen der Oberfläche 108 und der Schulter 110 vorgesehen und mit ihnen verbunden ist. Infolgedessen können die kegelstumpfför­ mig ausgebildeten Lager Belastungen aufnehmen und auf sie re­ agieren, welche entlang der Achse x-x sowie entlang der Achse y-y wirken, sowie eine Bewegung um die Achse x-x aufnehmen. Fig. 10 zeigt eine Ausführungsvariante eines Dämpfers, welcher am anderen Ende angeordnet ist. In diesem Fall ist das äuße­ re, erste Lager 18 A mit einer Öffnung in seinem Außenende ver­ sehen, welche von einer kugelig gekrümmten Oberfläche 116 ge­ bildet ist, worin im Wechsel angeordnete sphärische nicht-ela­ stomere Schichten und elastomere Schichten (insgesamt 118) vorgesehen sind, welche um eine Achse z-z konzentrisch verlaufen, die zur Längsachse x-x des ersten Lagers 18 A senkrecht und im Querschnitt kugelig gekrümmt sind. Die innerste elastomere Schicht ist mit der sphärisch gekrümmten Außenoberfläche eines Kreisringes 126 verbunden, der eine zylindrische Innen­ oberfläche hat, welche mit einem zylindrischen als Schicht­ lager ausgebildeten Lagerteil 128 verbunden ist und einen Teil desselben bildet. Das letztere besteht aus einem inneren Lager­ zylinder 132, der vom Kreisring 126 in Abstand liegt und an diesem Kreisring durch eine Vielzahl konzentrischer zylindri­ scher und im Wechsel von nicht-elastomeren Schichten und elasto­ meren Schichten befestigt ist. Das äußere als Doppelschichtla­ ger ausgelegte Lager kann in das Außenende des Dämpfers 18 ei­ ner der in den Fig. 2-9 gezeigten Auslegungsform eingebaut werden. Die Auslegung gemäß Fig. 10 bietet den Vorteil, daß sie auf Belastungen entlang der Achse x-x reagiert, während der innere zylindrische Lagerabschnitt 128 eine Bewegung um die Achse z-z aufnimmt und der äußere sphärische Laberabschnitt 118 eine Bewegung um die Achse y-y aufnimmt, welche zu den beiden anderen Achsen senkrecht verläuft.

Fig. 11 zeigt eine andere Ausführungsform eines ersten Lagers 18 A, welches am Außenende anstelle des zylindrischen Lagers ge­ mäß den Fig. 2-9 vorgesehen werden kann, das aus den Teilen und Schichten 20, 26, 28 und 30 besteht. In diesem Fall ist die Öffnung im kreisringförmigen Außenende 20 A des Lagers 18 A an jedem Ende eine Gegenbohrung, während die zylindrischen Teile und Schichten 26, 28 und 30 durch entsprechende zylindrische Teile 26 A, 28 A und 30 ersetzt sind, welche radial erstreckende Außenflansche an jedem Ende haben, die sich in die beiden Ge­ genbohrungen hinein erstrecken. Infolgedessen kann das so ausgebildete Lager 18 A auf Belastungen reagieren, welche so­ wohl radial als auch axial zur Achse z-z wirken, wobei es auch eine Bewegung um dieselbe Achse herum aufnehmen kann.

Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsvariante, welche in mancher Hinsicht der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ähnlich ist. In diesem Fall entfallen die Endringe 40 und 46, wobei statt­ dessen das Lager an entgegengesetzten Seiten des Flansches 34 unmittelbar am Bundring 70 und an Zapfen 48 B befestigt sind. Der Zapfen 48 B kann zusätzlich als ein zweites Verbin­ dungselement wirken, wobei es mit einem Schaft 130 versehen ist, der ein zylindrisches Ende 132 hat, welches dem zylindri­ schen Ende 20 des Lagers 18 A zwar ähnlich ist, jedoch um 90° zu versetzt ist. Das zylindrische Ende 132 bildet einen Teil ei­ nes zweiten zylindrischen Lagers aus im Wechsel vorgesehenen zylindrischen nicht-elastomeren Schichten 136 und 138 und elasto­ meren Schichten 140. Diese Auslegungsform findet dort Anwen­ dung, wo es notwendig ist, Belastungen entlang der Achse x-x abzustützen und darauf zu reagieren, während eine Bewegung um diese Achse herum sowie um die Achse y-y und z-z vom Dämpfer aufgenommen werden kann. Das Lager innerhalb des Gehäuses 36 A gestattet eine begrenzte Bewegung um die Achse x-x, während das Lager 18 A eine Bewegung um die Achse z-z und das vom Schaft 130 getragene Lager eine Bewegung um die Achse y-y erlaubt.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 11 kann in Verbindung mit einem Kugellager gemäß Fig. 5 oder mit einem kegelstumpfförmigen Lager gemäß Fig. 9 verwendet werden. Das Lager gemäß Fig. 11 kann ebenso abgewandelt werden, daß die Schichten kugelig oder kegelstumpfförmig im Querschnitt sind. Auch die Auslegungs­ formen nach Fig. 2, 5, 6, 8 und 9 können abgewandelt werden, indem der Dämpfer einstückig gemacht wird. Eine weitere Abän­ derung besteht darin, daß das Gehäuse 36 derart abgewandelt wird, daß es an die Taumelscheibe auf andere Weise als mit einem Joch (wie gezeigt) befestigt werden kann. Das Gehäuse 36 und die Bohrung 19 des Jochelementes können mit Gewinden ver­ sehen werden, so daß das Gehäuse 36 in das Jochelement einge­ schraubt werden kann oder das Gehäuse könnte mit Flanschen oder Ösen versehen sein, so daß es unmittelbar an der Taumel­ scheibe durch Bolzen befestigt werden kann. Eine weitere Ab­ änderung besteht in der Veränderung der Anzahl der nicht-ela­ stomeren und elastomeren Schichten jedes Lagers. Hierbei ist zu beachten, daß auch der Deckel 50 oder die Bundringe 70 und die O-Ringe 78 bei vielen Verwendungszwecken weggelassen werden können, da Schichtlager einen größeren Widerstand gegen­ über Verschlechterung und Defekten infolge von Schmutz und Feuchtigkeit als die Ganzmetallager haben.

Hierbei ist zu beachten, daß die Verbindungsglieder 14 A und 14 B kabelschuhähnliche Enden haben, welche an die zylindri­ schen als Schichtlager ausgebildeten Lager, welche vom Teil 8 A getragen sind, in derselben Art und Weise, wie der Gabel­ schuh 58 gemäß Fig. 3 befestigt werden können. Lagerausbil­ dungsformen, welche wie hier beschrieben hergestellt sind, können auch verwendet werden, um ein Steuerverbindungsglied mit dem Doppelkollektivhebel 10 zu verbinden, wie durch das Lager 150 gezeigt. Die freien Enden der beiden Teile 10 A und 10 B des Kollektivhebels 10 bilden ein Joch, welches das Ge­ häuse 36 eines Lagers aufnehmen und das Gehäuse ergreifen kann, wobei die Bolzen 152 genau die Funktion des Bolzens 57 haben.

Claims (10)

1. Dämpfer zur Verbindung einer Steuerstange mit einer Taumelscheibe bei Hubschrauberrotoren dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfer (18) an seinem einen der Steuerstange (17) zu­ gewandten Ende ein mit im wesentlichen senkrecht zur Steuerstangenachse angeordneten im Wechsel elastomere und nicht-elastomere Schichten (26, 28) aufgebautes erstes Lager (18 A) aufweist und an seinem anderen der Taumelscheibe (Innenringhilfsanordnung 2, Außenringhilfsanordnung 3) zugewandten Ende ein mit im wesentlichen senkrecht zur Achse des ersten Lagers (18 A) angeordneten im Wechsel elastomere und nicht-elastomere Schichten (42, 44) aufge­ bautes zweites Lager (18 B) aufweist und wobei das erste und zweite Lager (18 A, 18 B) über ein starres Verbindungselement (22), das sich zwischen den Lagern (18 A, 18 B) erstreckt, verbunden sind und wobei das Verbindungselement (22) an seinem einen der Steuerstange (17) zugewandten Ende das erste Lager (18 A) in axialer Weise ringförmig umfaßt und an seinem anderen der Taumelscheibe (Innenringhilfsanordnung 2, Außenringhilfsanordnung 3) zugewandten Ende von einem einen Ring­ raum bildenden Gehäuse (36) mit dem zweiten Lager (18 B) aufgenommen ist.

2. Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Wechsel vorgesehenen elastomeren und nicht-elasto­ meren Schichten (26, 28) des ersten Lagers (18 A) zylin­ drisch ausgebildet sind.

3. Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Lager (18 B) erste und zweite Laminate aus elastomeren und nicht-elastomeren Schichten (44, 42; 45, 53) aufweist.

4. Dämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Laminate des zweiten Lagers (18 B) derart angeordnet sind, daß sie sich bezüglich Be­ lastungen versteifen, die längs der Längsachse des Dämpfers einwirken.

5. Dämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laminate ringförmige, ebene Scheiben sind (Fig. 2).

6. Dämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laminate sphärisch gekrümmt sind und eine konkave Fläche, die der Steuerstange (17) zugewandt ist, und eine konvexe Fläche haben, die der Taumelscheibe (Innenringhilfsanordnung 2, Außenringhilfsanordnung 3) zu­ gewandt ist (Fig. 5).

7. Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Lager (18 B) ein einziges zylindrisches Lami­ nat aufweist, das eine Verlängerung (18 C) des Verbindungs­ elements (22) umgibt (Fig. 6).

8. Dämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laminate konisch kegelstumpfförmig ausgebildete Flächen haben (Fig. 9).

9. Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Lager (18 B) eine Verlängerung (18 D) des Verbindungselements (22) enthält, daß das Verbindungsele­ ment (22) einen T-förmigen Querschnitt hat, und die Lami­ nate sowohl den langen Teil als auch die kurzen Teile des T-förmigen Querschnitts umgeben (Fig. 8).

10. Dämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Lager (18 A) ebenfalls sphärische elastomere und nicht-elastomere Schichten (118) umfaßt, die radial außer­ halb der zylindrischen elastomeren und nicht-elastomeren Schichten liegen (Fig. 10).