DE2926180C2

DE2926180C2 - Verstellrotor

Info

Publication number: DE2926180C2
Application number: DE2926180A
Authority: DE
Inventors: Marc Auguste Pelissanne Bouches-du-Rhone Declercq; Maurice Louis Aix-en-Provence Bouches-du-Rhone Duret; Bernard Léon Joseph Velaux Bouches-du-Rhone Lamarche; Robert Denis Aix-en-Provence Bouches-du-Rhone Martin
Original assignee: Airbus Group SAS
Current assignee: Airbus Group SAS
Priority date: 1978-07-07
Filing date: 1979-06-28
Publication date: 1986-10-30
Also published as: JPS5511986A; GB2082964A; IT1122047B; US4281966A; JPS591636B2; FR2430354B1; DE2954466A1; DE2954466C2; IT7924159A0; GB2082964B; DE2954465A1; GB2026416B; FR2430354A1; DE2926180A1; GB2026416A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verstellrotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Rotor ist aus der US-PS 36 69 566 bekannt. Der bekannte Rotor weist zwei diametral ausgerichtete Rotorblätter auf, bei denen zwei Seitenstränge aus glasfaserverstärktem Kunststoff über die Antriebsnabe verlaufen, die Rotorblätter miteinander verbinden, indem ein Seitenstrang entlang der Vorderkante und der andere Seitenstrang entlang der Hinterkante des Rotorblattprofils verläuft und im Bereich des nabenseitigen Endes der Rotorblätter verlaufen die Stränge zu einem einzigen Strang zuammen, wobei im Nabenbereich die Stränge wieder geteilt um einen Metallkern verlaufen. Zwischen den genannten Strängen befindet sich als Kern eine Zellstruktur. Die freiliegenden Faserstränge im Bereich der Nabe sind dabei relativ kurz ausgebildet, so daß keine Möglichkeit besteht, mehrere Rotorpaare gleichzeitig an der Nabe zu befestigen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Verstellrotor der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die Verbindungselemente zwischen zwei diametral gegenüberliegenden Rotorblättern so ausgebildet sind, daß mehrere Verbindungselemente in der Nabe befestigt werden können, wobei die Verbindungselemente eine für die Verstellung der Rotorblätter ausreichende Elastizität aufweisen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst

Entsprechend dieser Lösung sind in den diametral gegenüberliegenden Rotorblättern über deren gesamte Länge erstreckende einzige flache Lamellen vorgesehen, und zwar derart, daß die schlitzförmige öffnung der beiden Faserbündel des Mittelbereiches sich über mehr als die Hälfte der Länge der Lamelle erstreckt Dadurch besteht die Möglichkeit, die Mitteiabschnitte aller Paare von Rotorblättern übereinanderzuschichten und miteinander zu verkleben. Dadurch wird außerdem eine bessere Krafteinleitung erzielt Der leicht konische Verlauf der äußeren Abschnitte jeder langgestreckten Lamelle wirkt einem Herausreißen der anderen Elemente eines Rotorblatts unter Einwirkung der Zentrifugalkräfte entgegen. Die besondere Form der schlitzartigen öffnung einer jeden Lamelle verhindert, daß die Wände jeder mittigen öffnung und insbesondere die die öffnung bildenden Fasern bei den maximalen Steigungen der zugehörigen Rotorblätter erheblichen Einschnittwirkungen ausgesetzt sind. Die gleichen Maßnahmen wirken radialen Verschiebungen der langgestreckten Lamelle entgegen, weil sich ihr mittlerer breiterer Teil zwischen zwei Paaren von Bolzen befindet, deren Abstand kleiner als die maximale Breite des genannten mittleren Teils ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Anschließend wird in Verbindung mit den Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel eines Verstellpropellers mit mehreren Rotorblättern gemäß der Erfindung erläutert, der als hinterer Rotor für ein Drehflügelflugzeug verwendet wird. In den Zeichnungen zeigt
F i g. 1 eine Seitenansicht eines Verstellrotors,
F i g. 2 eine Ansicht des Verstellrotors gemäß F i g. 1 von hinten, im Schnitt und mit teilweise weggebrochenen Teilen,

F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie 1II-1II der F i g. 2, F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der F i g. 2 und

Fig.5 eine vergrößerte Darstellung einer Einzelheit der F i g. 2.

Der in den F i g. 1 bis 6 dargestellte Verstellrotor weist drei Paar Rotorblätter auf, wovon jedes Paar im wesentlichen aus einer einzigen langgestreckten Lamelle la, 16oder lcbesteht.die in ihrer Mitte an einer Nabe 2 befestigt ist, sowie zwei Schalen mit stromlinienförmiger Formgebung 3a 1 bis 3c 2, die jeweils an der zugehörigen langgestreckten Lamelle la bis Ic beiderseits der Nabe 2 befestigt sind.
Jede langgestreckte Lamelle la bis Ic ist aus zwei

flachen Faserbündeln la 1 und la 2 aufgebaut, wobei die Fasern eine hohe mechanische Festigkeit besitzen und durch ein Kunstharz, beispielsweis ein hitzegehärtes Kunstharz, miteinander verbunden sind.

Jede langgestreckte Lamelle la bis Ic ist derart hergestellt, daß die flachen Faserbündel IaI und la 2, welche die Lamelle bilden, in ihrer Mitte eine Öffnung 4a bis 4c für den freien Durchtritt einer verschiebbaren Achse 5 aufweisen, die zur gemeinsamen Steuerung der Steigung allei Rotorblätter dient

Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform besteht die mittige Öffnung 4a bis 4c jeder länglichen Lamelle la bis Ic aus einem Schlitz, dessen Breite gegen die beiden Enden der Lamelle hin abnimmt, und der in der Mitte seiner Länge gemäß F i g. 2 am breitesten ist Gemäß einem weiteren Merkmal haben die Abschnitte jeder langgestreckten Lamelle la bis Ic, die sich in den beiden zugehörigen Schalen 3a 1 bis 3c 2 befinden, jeweils eine Breite, die gegen das entsprechende Ende der Lamelle hin geringfügig ansteigt; insbesondere ist aus dem oberen Teil der F i g. 2 ersichtlich, daß der Abschnitt der Lamelle la, der in der Schale 3a 1 Hegt, im Bereich des inneren Endes der Schale eine breite e aufweist die kleiner als die Breite E seines äußeren Endes ist

Gemäß einem weiteren Merkmal des aus mehreren Rotorblättern aufgebauten Verstellrotors ist seine starre Nabe 2, wie aus dem Schnitt der F i g.4 hervorgeht aus einer geklebten Schichtung aufgebaut, die übereinanderliegend die mittigen Abschnitte aller länglichen Lamellen la, 16 und Ic umfaßt, sowie mindestens zwei äußere Schichten 6a und 6b, die aus Glasfasern bestehen, die mit ßinem polymerisierten Kunstharz imprägniert wird, wobei die Anordnung als Füüstoff mit einem Kunststoff 6c aufgefüllt ist Die auf diese Weise gebildete Nabe 2 ist an einer rohrförmigen Antriebswelle des Versteiirotors, die in den F i g. 1 und 3 mit dem Bezugszeichen 7 angegeben ist durch Paare von Bolzen 8a bis 8/verbunden, welche durch den Umfang der geklebten, die Nabe 2 bildenden Schichtung beiderseits des entsprechenden Abschnitts jeder langgestreckten Lamelle hindurchtreten; in F i g. 2 ist beispielsweise der obere Teil der Lamelle la zwischen den beiden Bolzen 8a und 8b angeordnet, während der rechte Teil der Lamelle \b zwischen den beiden Bolzen 8b und 8c liegt Gemäß einen« weiteren Merkmal weist der mittige Abschnitt jeder langgesteckten Lamelle, beispielsweise la, der zwischen zwei Paaren von Bolzen liegt, insbesondere 8a—8b und 8e—8d, eine Breite auf, die sich ausgehend von jeden Bolzenpaar, beispielsweise 8a—8b gegen die Mitte der Lamelle (im Bereich der Achse S) vergrößert, in der die Breite der Lamelle einen Maximalwert erreicht, der größer als der Abstand der Bolzen eines jeden Bolzenpaars, wie beispielsweise 8a—8b, ist.

Schließlich besieht jede Schale, wie 3a 1, im wesentlichen aus Glasfasergewebelagen und einer Vorderkante aus Blech, insbesondere rostfreiem Stahlblech 9a 1 bis 9c 2; die Anordnung wird durch ein polymerisiertes Kunstharz derart zusammengehalten, daß die Vorderkante 9a 1 in den Gewebeschichten, die die Schale 3a 1 bilden, aufgenommen wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal ist die Schale eines jeden Rotorblatts, beispielsweise 3a 1, dessen Aufbau eben beschrieben wurde, über ihre gesamte Länge mit dem entsprechenden Abschnitt der langgestreckten Lamelle la durch einu Masse 10a 1 aus synthetischem, zellenförmigem oder schirmförmigem Klebstoff verbunden.

Die Schale eines jeden Rotorblatts, wie beispielsweise 3a 1, umfaßt vorzugsweise mehrere übereinanderliegende Glasfasergewebeschichten, die derart angeordnet sind, daß ihre Kettfaden unter einem Winkel von 45° liegen, um den mechanischen Widerstand der Schale 3a 1 nach Versteifung derselben durch Polymerisation des Imprägnierungsharzes zu erhöhen.

Gemäß einem weiteren Merkmal ist jeder Rotorblattfuß mit einer Hülse, beispielsweise 11a 1, verbunden, die

ίο beispielsweise aus mit Glasfasern gefülltem Polyamid besteht. Bei der Herstellung dieser Hülse durch Spritzgießen ist ein kreisförmiger Metallring 12a 1 (Fig.5), beispielsweise aus außen eloxiertem Aluminium, in die Hülse derart eingesetzt daß der eloxierte Außenumfang des Metallriqgs 12a 1 geringfügig über die Außenfläche der Hülse 11a 1 vorsteht, um dort eine Fläche mit hoher mechanischer Festigkeit zu bilden. Wie aus den F i g. 1 und 3 klar hervorgeht hat das Ende jeder Hülse, wie beispielsweise 11a 1, die mit der Rotorblattwurzel verklebt ist. -ine abgeflachte Innenform, die dem Außenprofil der Rotorblattwurzel entspr ny.t während das entgegengesetzie Ende der Hülse iia ί e*ue Zyiinderform aufweist die das Einsetzen des kreisförmigen Rings 12a 1 gestattet Der kreisförmige Ring 12a 1 liegt koaxial zur Längsachse des zugehörigen Rotorblatts, d. h. zur Längsachse des entsprechenden Abschnitts der Lamelle la. Schließlich ist jeder innere, im wesentlichen zylindrische Abschnitt einer jeden Hülse, wie beispielsweise 11a 1, mit einem seitlichen Arm 13a 1 (F i g. 2 und

5) ausgestattet, in welchem teilweise ein Steuerstift 14a 1 eingesetzt ist, dessen freies Ende gegen die Achse 5 zur gemeinsamen Steigungssteuerung gerichtet ist und zwar in einer im wesentlich senkrecht zu dieser Achse verlaufenden Ebene.

Die Lagerflächen aller Rotorblätter, die jeweils durch einen kreisförmigen Metallring, wie 12a 1, gebildet werden, sind frei beweglich in einer gleicher. Anzahl von Lagern, wie 15a 1 angeordnet die selbst am Umfang eines ringförmigen Gehäuses 16 befestige sind, welches bei diesem Ausführungsbeispiels tellerförmig ausgebildet ist Wie insbesondere aus F i g. 3 hervorgeht hat das Gehäuse 16 die Form eines ringförmigen Tellers und ist an der Nabe 2 des Verstellpropellers durch die bereits beschriebenen Bolzen 8a—8/befestigt Die Grundplatte 16a des Gehäuses 16 ist zu diesem Zweck zwischen der Basis der Nabe 2 und einem ringförmigen Kragen 7a eingespannt der einstückig mit dem Ende der rohrförmigen Antriebswelle 7 ausgebildet ist wobei die Anordnung 2,16a und 7a durch die Bolzen 8a bis 8/verbunden

so wird. Bei der beschriebenen Ausführungsform wird jedes Lager, wie beispielsweise 15a 1, durch einen selbstschmierenden Werkstoff gebildet und wird beispielsweise durch Spritzgießen hergestelt. Jedes Lager, beispielsweise 15a 1 liegt in einer halbkreisförmigen Ausnehmung der Seitenwand des tellerförmigen Gehäuses 16. Bei der dargestellten Ausführungsform weist jedes Lager 15a 1 zwei seitliche Vorsprünge auf, die zur Befestigung an der Seitenwand des tellerförmigen Gehäuses 16 mittels zweier Schrauben dienen, die in Fig. 1 mit 17a und 176 bezeichnet sind und von Muttern 27a, 276 gehalten werden, um das Lager 156 1, das der Schale 3b 1 zugeordnet ist zu halten. Jedes tellerförmige Gehäuse 16 ist mit einer Abdeckung 18 versehen, die gemäß der in den Fig. 1 und 3 dargstellten Ausführungsform leicht gewölbt ist Die Abdeckung 18 ist ferner mit halbkreisförmigen Ausnehmungen für den Durchtritt der Lager, wie beispielsweise 15a 1, der verschiedenen Rotorblätter, versehen. Zusätzlich zu diesen haibkreis-

förmigen Ausnehmungen sind an der freien Kante der Seitenwand der Abdeckung 18 offene Schlitze 19a für den Durchtritt zumindest einiger der Befestigungsschrauben, wie 176, der genannten Lager, wie 156 1 vorgesehen, während einfache Bohrungen in der Seiten- s wand der Abdeckung 18 für den Durchtritt weiterer Befestigungsschrauben, wie 17a vorhanden sind.

Die verschiebbare Achse 5 der gemeinsamen Steigungssteuerung der verschiedenen Rotorblätter erstreckt sich, nach Durchtritt durch die mittige öffnung der Nabe 2, die insbesondere den sich überdeckenden Abschnitt der mittigen öffnung, wie 4a, der verschiedenen Lamellen, wie la, entspricht, über eine ausreichende Länge in Richtung der Abdeckung 18; am Ende 5a der Achse 5 (Fig.3) ist eine !Einrichtung befestigt, welche is die Achse 5 mit den Steuerstiften, wie 14a 1, der Hülsen, wie Hai, der verschiedenen Rotorblätter verbindet. Bei der dargestellten Ausführungsform weist die Verbindungseinrichtung eine Platte 19 auf, die im wesentlichen senkrecht zur Achse 5 liegt und an welcher drei Teile 2OA bis 2OC (F i g. 2) befestigt sind, von denen jeder ein Paar Ansätze aufweist, die mit Löchern zum Erfassen der Steuerstifte 14a 1 der Hülsen Hai der beiden benachbarten Rotorblätter ausgestattet sind; insbesondere zeigt F i g. 2 deutlich das Teil 20/4 in Gestalt eines Kreisringabschnitts, der insbesondere durch Bolzen auf der Innenseite der Platte 19 befestigt ist, die an ihren beiden Enden Ansätze 21a 1 und 216 1 trägt, die jeweils mit Ringen ausgekleidete Löcher 22a 1 und 2261 zum Erfassen der Steuerstifte 14a 1 und 1461 der beiden benachbarten Schalen 3a 1 und 36 1 aufweisen; diesbezüglich wird auch auf F i g. 5 verwiesen. Befindet sich die verschiebbare Achs 5, die zur gemeinsamen Steigungssteuerung alier Rotorblätter dient, in ihrer in F i g. 3 gezeigten neutralen Stellung, so sind die mit Ringen versehenen öffnungen 22a 1,226 1 der Ansätze des Teils 20/1 im wesentlichen in einer gleichen Ebene zentriert, die senkrecht zur Achse 5 verläuft und auf der praktisch die Mittenachsen aller langgestreckten Lamellen, wie la liegen, so daß diese letzteren jeweils über ihre ganze Länge eben verlaufen und die Steigung aller Rotorblätter Null ist Wird dagegen die verschiebbare Achse 5 im Sinne des Pfeils /(Fig.3) verschoben, so verschiebt ihr Ende 5a im gleichen Sinne die Platte 9, welche alle Teile, wie 20/1 in Richtung der Abdeckung 18 mit sich nimmt, so daß die entsprechenden, mit Ringen versehenen Löcher, wie 22a 1, die Steuerstifte, wie 14a 1, der Hülsen, wie 11a 1 der verschiedenen Rotorblätter von der vorausgehend genannten Ebene nach außen verschiebea Infolgedessen wird auf die Lamelle, wie beispielsweise la- eines jeden Rotorblatts, unter Zwischenschaltung der entsprechenden Hülse lla 1 ein Torsionsmoment übertragen, welches um die Längsachse der genannten langgestreckten Lamelle la zentriert ist Die identischen Verdrehungen der äußersten Abschnitte aller langgcstrecken Lamellen wie la, führen zu einer Drehung der entsprechenden Schalen 3a 1— 3c 2 aller Rotorblätter im gleichen Drehsinn, so daß diesen gemeinsam eine Steigung gleicher Größe erteilt wird, wie aus F i g. 1 hervorgeht

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verstellrotor mit mehreren Rotorblättern, insbesondere für den Einsatz als Heckrotor eines Drehflüglers, wobei zwei diametral einander gegenüberliegende Rotorblätter durch eine widertandsfähige Verbindungskonstruktion verbunden sind, die aus durch ein Kunstharz miteinander verbundenen Fasern hoher mechanischer Festigkeit gebildet ist und in ihrem in zwei im Abstand voneinander liegende Faserbündel unterteilten Mittelbereich mit einer Antriebswelle verbunden ist, wobei zwischen den Faserbündeln eine in ihrer Breite zu den radial äußeren Enden der Verbindungskonstruktion hin abnehmende, schlitzförmige Öffnung gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß jede widerstandsfähige Verbindungskonstruktion mehrere Paare von Rotorblättern aus einer sich entlang der Mittelachse der beiden Rotorblätter über deren gesamte Länge erstreckenden einzigen flachen Lamelle {la, Xb, Xc)besieht, daß die schlitzförmige öffnung (4a, 46, Ac) der beiden Faserbündel (la 1, la 2, \b 1, 16 2, Ic 1, Ic2) des Mittelbereichs sich über mehr als die Hälfte der Länge der Lamelle (la, 16, ic) erstreckt, daß die Mittelabschnitte aller Paare von Rotorblättern übereinandergeschichvet und miteinander verklebt sind und daß an den verklebten Mittelabschnitten zwei äußere Schichten (6a, 6b) aus hoch widerstandsfähigem, mit einem polymerisierten Kunstharz getränkten Fasergewebe unter Bildung einer starren Niü>e (2) mit der Antriebswelle (7) verbunden sind.

2. Verstellpropeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite jeder langgestreckten Lamelle (la, IZ), ic) vom Ende der schlitzförmigen öffnung (4s, 4b, 4c) in Richtung auf das äußere radiale Ende der Lamelle (1,16, ic)leicht zunimmt.

3. Verstellpropeller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die starre Nabe (2) an der rohrförmigen Antriebswelle (7) mittels Gewindebolzen (8a bis Zf) befestigt ist, welche am Umfang des verklebten Verbundaufbaus der Nabe (2) seitlich neben jeder langgestreckten Lamelle (la, 16, ic)hindurchtreten.

4. Verstellpropeller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelabschnitt jeder langgestreckten Lamelle (la, 16, ic), der zwischen zwei Gewindebolzenpaaren (8a bis Zf) liegt, eine Breite aufweist, die sich ausgehend von jedem Paar Gewindebolzen (8a bis 8/;zur Mitte der Lamelle (la, 16, ic) hin vergrößert, wo sie einen größten Wert erreicht, der größer als der Abstand zwischen den Gewindebolzen (8a bis %f)jedes Paares ist.