DE2939924A1 - Rotor eines drehfluegelflugzeugs - Google Patents

Description

• Rotor eines Drehflügelflugzeugs
• Das Hauptpatent (Patentanmeldung P 27 12 706.6-22) betrifft einen Rotor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wobei beispielsweise das die druckbelastbare Verbindung überbrückende Zwischenstück ein integraler Bestandteil des Rotorblattes bzw. seiner Blattwurzel ist, aber ebenso ein von der Blattwurzel lösbares Bauteil beispielsweise in Form eines Gabelstückes gemäß der älteren Zusatzanmeldung P 28 27 320.3 sein kann. Allen möglichen Ausführungsformen des Zwischenstückes ist aber gemeinsam, daß es eine attwurzelverlängeri-mg im Rahmen eines gelenklosen Blattanschlusses darstellt. Da gelenklose Rotorblätter bei mangelnder Dämpfung der Blattschwenkbewegungen zu instabilen Schwingungen neigen, ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende in Blattschwenkrichtung hochwirksame Dämpfungseinrichtung unter Beibehaltung des einfacher Blattanschlusses bei einem Rotor der vorgenannten Art zu schaffen.
• Diese Aufgabe ist gemäß dem Rennzeichen des Patent an spruchs 1 gelöst, also durch eine dem Blattwinkellager integrierte Dämpfungseinrichtung. Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, daß das vorgenannte im Blattwinkellager sich abstützende Zwischenstück als Blattwurzelverlängerung unter der Blattschwenkbiegung im Grunde als Hebel mit der (zur Rotordrehachse achsparallelen) Längsachse der druckbelastbaren Verbindung als Hebel-Schwenkachse nutzbar gemacht werden kann, dessen Relativbewegung gegenüber der Blatthalterung bzw. ihren Gabelschenkeln zu einer Schubverformung der elastisch nachgiebigen Verbindung zwischen den Gabelschenkeln und dem auf dem Außenring des Blattwinkellagers aufbauenden Formteil führt. Für die Größe der Schubverformung bzw. Dämpfungskraft der vorzugsweise mittels eines Elastomers hergestellten elastisch nachgiebigen Verbindung ist im wesentlichen ihr Abstand von der LängsachseA Eckbelastbaren Verbindung maßgebend, so daß bei entsprechender Länge des Zwischenstückes mit relativ geringer Dämpfungskraft bereits ein hoher Dämpfungsgrad erzielbar ist.
• Weitere bemerkenswerte Einzelheiten hierzu werden im nachfolgenden Ausführungsbeispiel der Erfindung und ihrer in den Unteransprüchen gekennzeichneten baulichen Weiterbildungen verdeutlicht. Hierzu zeigt die Zeichnung in Fig. 1 einen der Fig. 3 des Hauptpatents entsprechenden vertikalen Längsschnitt durch einen Rotorarm eines Rotorkopfteils in Verbindung mit einer Blattwurzel, Fig. 2 in einem größeren Maßstab einen Schnitt gemäß Schnittlinie II-II der Fig. 1.
• Zur Aufhängung des jeweiligen Rotorblattes in der gabelförmigen Blatthalterung 2, dem sogenannten Rotorarm, eines Rotor-Kopfteils ist entsprechend dem Hauptpatent die Blattwurzel 6 mittels eines Zwischenstückes 6.1 über ein Radial-Axial-Elastomerlager 8 hinausgehend bis zu einem Radialelastomerlager 13 verlängert. Das Zwischenstück 6.1 kann, wie dargestellt in lösbarer Verbindung mit einem über einen Zapfen 11.1 im Radialelastomerlager 13 sitzenden Gabelstück 11, integraler Bestandteil der Blattwurzel 6 sein oder auch eine von ihr lösbare Fassung. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat das Zwischenstück 6.1 bloß insofern Bedeutung, als sich mit dessen Hilfe eine mit dem Radialelastomerlager 13 über seinen Außenring 13.1 vereinigte Dämpfungseinrichtung das Prinzip der Kraftübersetzung nach dem Hebelgesetz zunutze macht: Es werden mittels des Zwischenstückes 6.1 als Hebel, dessen Schwenkachse die (zur Rotordrehachse parallele) Längsachse 7.1 des Radial-Axial-Elastomerlagers 8 ist, bei einer Sch.wenkbiegebelastung der Blattwurzel 6 relativ große Kräfte zur Schubverformung von Schichten 13.2, 13.3 erzielt, die aus einem elastomeren Material hoher Dämpfungsfähigkeit, z.B. Silikon, Polyurethan oder eine Gummimischung, bestehen. Hierzu ist der Außenring 13.1 des Radialelastomerlagers 13 der zentrale Bestandteil eines durch zwei angeformte Metallplatten 13.4 beiderseits der Blatthalterung 2 ihren zwei ebenflachigen Gabelschenkeln 2.1 angepaßten Formteiles, welches beidseitig in Stoffschlußverbindung (z.B. durch Vulkanisation) mit einer Elastomerschicht 13.2 (je Metallplatte 13.4) über eine damit stoffschlüssig verbundene metallische Deckplatte 13.5 an dem jeweils gegenüberliegenden GabelscheDXel 2.1 sitzt. Sogleich ist eine Verbindung zwischen den Deckplatten 13.5 und den beiden Gabelschenkenln 2.1 der Blatthalterung 2 mittels zweier jeweils von Gabelschenkel zu Gabelschenkel durchgehender Bolzen 13.6 hergestellt, welche in den Deckplatten spiel- frei eingepaßt sind, dagegen in den dem Außenring 13.1 angeformten Metallplatten 13.4 mit radialem Spiel 13.7 nach Maßgabe der größtmöglichen Nachgiebigkeit der Elastomerschichten 13.2 sitzen. Somit kann sich das Zwischenstück 6.1 der Blattwurzel 6 bzw. der Außenring 13.1 des Radialelastomerlagers 13 gegenüber der Blatthalterung 2 in Blattschwenkrichtung innerhalb des Spiels 13.7 zwischen den Bolzen 13.6 und den Metallplatten 13.4 am Außenring 13.1 sllter Schubverformung der Elastomerschichten 13.2 bewegen. Die Folge ist eine Dämpfung der Blattschwenkbewegungen. Um den Dämpfungsgrad noch zu steigeren, können gemäß Fig. 2 die angeformten Metallplatten 13.4 beidseitig des Außenringes 13.1 in einem über den jeweiligen Bolzen 13.6 hinausgehenden Bereich längsgeschlitzt sein, so daß in jeden Schlitz 13.8 zwei weitere Elastomerschichten 13.3 mit einer metallischen Zwischenplatte 13.9 passen. Da zum einen jeder Bolzen 13.6 auch in der jeweiligen Zwischenplatte 13.9 spielfrei sitzt und bei der Ausfüllung der Schlitze 13.8 an ihrer Wurzel ein Spalt 13.10 von einer Weite entsprechend der größtmöglichen Nachgiebigkeit der Elastomerschichten 13.3 freigelassen ist, zum anderen von den Elastomerschichten 13.3 sowohl zur jeweiligen Zwischenplatte 13.9 als auch zur äeweiligen Metallplatte 13.4 des Außenringes 13.1 eine Stoffschlußverbindung besteht, wird es unter einer Schwenkbewegung des Zwischenstückes 6.1 in der Rotorebene auch in diesen weiteren Elastomerschichten 13.3 zu einer Schubverformung und damit einer Dämpfung der Blattschwenkbewegung kommen.
• Somit wird durch mehrere gleichzeitig wirkende elastomere Verbindungen zwischen dem Außenring 13.1 bzw. seinen angeformten Metallplatten 13.4 und dem jeweiligen Gabelschen- kel 2.1 der Blatthalterung 2 unter Zwischenschaltung der Bolzen 13.6 eine wirkungsvolle Blattschwenkdämpfung erzielt und zugleich der Forderung nach einer Austauschbarkeit des Radialelastomerlagers 13 bei geringem baulichen Aufwand nachgekommen. Erforderlichenfalls können nach dem der Fig. 2 entnehmbaren Prinzip weitere elastomere Verbindungen zwischen dem Außenring 13.1 und den Gabelschenkeln 2.1 vorgesehen werden.

Claims (5)

1. Rotor eines Drehflügelflugzeugs Zusatzanmeldung zu Patent anmeldung P 27 12 706.6-22 Patentansprüche 1. Rotor eines Drehflügelflugzeugs mit am Rotorkopf über Blattwinkeliger in radial nach außen sich erstreckenden Blatthalterungen eines zentralen Kopfteiles drehwinkelbeweglich abgestützten Rotorblättern, wobei zum einen das Kopfteil ein integraler Faserverbundwerkstoffkörper ist, bei dem die Blatthalterungen jeweils die Form einer Gabel mit rechtwinklig zur Rotorebene flach ausgebildeten Schenkeln aufweisen, und zum anderen je Blatthalterung zwischen ihren beiden (Gabel-)Schenkeln und dem zugehörigen Rotorblatt bzw.

   seiner Blattwurzel eine in Blattlängsrichtung druckbelastbare, aber die Blattdrehwinkelbewegungen zulassende Verbindung hergestellt ist und bis zu dem an der Wurzel der Blatthalterung angeordneten Blattwinkellager sich die Blattwurzel über ein die druckbelastbare Verbindung überbrückendes Zwischenstück fortsetzt, gemäß Patent ........................

   (Patentanmeldung P 27 12 706.6-22), dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Außenring (13.1) des Blattwinkellagers der zentrale Bestandteil eines beiderseits der Blatthalterung (2) ihren ebenflächigen Gabelschenkeln (2.1) angepaßten Formteiles ist und zwischen jedem Gabelschenkel und dem Formteil eine nur für Bewegungen desselben in der Rotorebene elastisch nachgiebige Verbindung hoher Dämpfungsfähigkeit (Elastomerschicht 13.2, 1.3) hergestellt ist.
2. 2 Rotor nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i ç h -n e t , daß ein Elastomer das Mittel der jeweiligen elastisch nachgiebigen Verbindung hoher Dämpfungsfähigkeit ist.
3. 3. Rotor nach Anspruch 1 und 2, insbesondere mit einem (Lager-)Außenring aus Metall, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß dem Außenring (13.1) beiderseits der Blatthalterung (2) angeformte Platten (13.4) mit dem Elastomer beschichtet sind, wobei je Elastomerschicht (13.2) eine stoffschlüssig verbundene metallische Deckplatte (13.5) ihr Bindeglied mit dem zugeordneten Gabelschenkel ist.
4. 4. Rotor nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß eine Verbindung zwischen den Deckplatten (13.5) und den Gabelschenkeln (2.1) mittels von Gabelschenkel zu Gabelschenkel durchgehender Bolzen (13.6) hergestellt ist, die-in den Deckplatten (13.5) spielfrei eingepaßt sind und in den angeformten Platten (13.4) des Außenringes (13.1) mit radialem Spiel (13.7) nach Maßgabe der größtmöglichen Nachgiebigkeit des Elastomers sitzen.
5. 5. Rotor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die angeformten Platten (13.4) beidseitig des Außenringes (13.1) in einem über den jeweiligen Bolzen (13.6) hinausgehenden Bereich längsgeschlitzt sind und jeder Schlitz (13.8) mindestens mit zwei Elastomerschichten (13.3) mit einer metallischen Zwischenplatte (13.9), in welcher der Bolzen spielfrei sitzt, bis auf einen nach Maßgabe der größtmöglichen Nachgiebigkeit des Elastomers an der Wurzel des Schlitzes verbleibenden Spalt (13.10) ausgefüllt ist.