DE3109690A1

DE3109690A1 - Rotor, especially for a rotary-wing aircraft

Info

Publication number: DE3109690A1
Application number: DE19813109690
Authority: DE
Inventors: Karlheinz 8012 Ottobrunn Mautz; Alois Dipl.-Ing. 8011 Putzbrunn Schwarz; Michael Dipl.-Ing. 8012 Ottobrunn Stephan
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1981-03-13
Filing date: 1981-03-13
Publication date: 1982-09-23

Abstract

The invention relates to a rotor having rotor blades which move in terms of rotation angle on the rotor head in blade holders (rotor arms) which extend radially outwards. In this case, the individual blade roots are intended to be held in the associated blade holder via a support which can be stressed in compression in the blade longitudinal direction and at the same time permits blade incidence-angle movements, and furthermore, during the blade pivoting movements, act in a shear-deforming manner on an elastomeric connection (which is capable of damping and is produced for blade retention) by means of an intermediate element which extends beyond the said support; the intermediate element is at the same time supported via a bearing journal (which is coaxial with respect to the blade angle axis) on the root of the blade holder in a radial elastomeric bearing. In the case of such a rotor, in order to keep the elastomeric connection which is capable of damping largely free of shear stress resulting from the blade pivoting moments, it is produced between the blade holder (limb 2.1) and a coaxial projection (41.3) of the bearing journal (41.2). In addition, this journal projection (41.3) is connected to the elastomeric connection (elastomeric layers 50) in a connection (radial bearing 51) which is stiff in compression in the blade pivoting direction but allows its rotational angle movements. <IMAGE>

Description

Rotor, insbesondere für ein Drehflügelflugzeug Rotor, especially for a rotary wing aircraft

Die Erfindung betrifft einen Rotor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a rotor according to the preamble of the patent claim 1.

Bei einem derartigen Rotor kann, wie bei demjenigen gemäß der DE-OS 27 12 706, das Zwischenstück im wesentlichen ein integraler Bestandteil der Blattwurzel sein, aber ebenso ein von der Blattwurzel lösbares Bauteil beispielsweise in Form einer Gabel wie bei dem Rotor gemäß der DE-OS 28 27 320, Allen möglichen Ausführungsformen des Zwischenstückes ist gemeinsam, daß es primär der Blattwurzelverlängerung zum Zwecke einer Zapfenlagerung der Blattwurzel im Rahmen eines gelenklosen Blattanschlusses dient. Hierbei hat sich gezeigt, daß sich die Forderung nach einer in Blattschwenkrichtung wirksamen Dämpfung der Blattbewegungen nicht bereits durch die Verwendung eines Elastomerlagers als Radiallager für die Zapfenlagerung erfüllen läßt. Daher wird das Zwischenstück schon in Weiterbildung der vorgenannten Rotoren unter den Blattschwenkbewegungen als ein Hebel für die Schubverformung einer zusätzlich im Kraftweg zwischen diesem Radialelastomerlager und der Blatthalterung hergestellten elastomeren Verbindung hoher Dämpfungsfähigkeit nutzbar gemacht (Patentanmeldung P 29 39 924.4). Eine entsprechende Ausführungsform einer Dämpfungseinrichtung wird allerdings (wie das Radialelastomerlager) zwangsläufig einer hohen Belastung durch die Kräfte aus den Blattschwenkmomenten ausgesetzt sein, was eine hohe Federsteifigkeit bedingt. Unter diesem Kriterium läßt sich eine wirksame Dämpfung mittels Elastomerlagen nur bei einer großen Lagenzahl erreichen, so daß die vorgeschlagene Dämpfungseinrichtung bei ausreichender Wirksamkeit in der Blatthalterung relativ viel Raum beanspruchen wird.In such a rotor, as with that according to DE-OS 27 12 706, the intermediate piece essentially an integral part of the leaf root but also a component that can be detached from the leaf root, for example in the form a fork as in the rotor according to DE-OS 28 27 320, all possible embodiments the intermediate piece has in common that it is primarily the leaf root extension to the Purpose of a journal bearing of the leaf root in the context of a hingeless leaf connection serves. It has been shown that the requirement for a blade pivoting direction effective damping of the blade movements is not already achieved by the use of a Can meet elastomeric bearing as a radial bearing for the journal bearing. Hence will the intermediate piece already in development of the aforementioned rotors under the blade pivoting movements as a lever for the shear deformation in addition in the force path between these Radial elastomer bearing and the blade holder made elastomeric connection high damping capability made usable (patent application P 29 39 924.4). A corresponding Embodiment of a damping device is, however (like the radial elastomer bearing) inevitably a high load from the forces from the blade pivoting moments be exposed, which requires a high level of spring stiffness. Under this criterion effective damping can be achieved by means of elastomer layers only at achieve a large number of layers, so that the proposed damping device take up a relatively large amount of space in the blade holder if it is sufficiently effective will.

Der Erfindung liegt dem gegenüber die Aufgabe zugrunde, bei einem Rotor der eingangs genannten Art die Dämpfungseinrichtung bzw. elastomere Verbindung von einer aus den Blatt-.The invention is based on the object in a Rotor of the type mentioned at the beginning, the damping device or elastomeric connection from one from the leaf.

schwenkmomenten resultierenden Schubbeanspruchung weitgehend freizuhalten, ohne auf die Nutzung des Zwischenstückes als einem dort Schubverformungen bewirkenden Hebels verzichten zu müssen.to keep the shear stress resulting from pivoting torques largely free, without causing shear deformations on the use of the intermediate piece as one there Lever to have to do without.

Diese Aufgabe ist gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the characterizing part of claim 1.

Demnach wird erfindungsgemäß bereits mittels eines über das Radialelastomerlager hinausgehenden Lagerzapfenfortsatzes sichergestellt, daß die durch das Zwischenstück schubverformbare elastomere Verbindung in Parallelschaltung zu den vom Lagerzapfen über das Radialelastomerlager zur Blatthalterung verlaufenden Kraftweg sitzen und somit allein nach Maßgabe der gewünschten Dämpfungswirkung dimensioniert werden kann. In diesem Sinne ist schließlich auch die erfindungsgemäß zugleich bewirkte Entkopplung.der elastomeren Verbindung von den Blattanstellwinkelbewegungen zu sehen.Accordingly, according to the invention, by means of an over the radial elastomer bearing going beyond the journal extension ensures that the intermediate piece Shear-deformable elastomeric connection in parallel to the one of the bearing journal sit on the radial elastomer bearing to the blade holder running force path and can thus be dimensioned solely in accordance with the desired damping effect can. In this sense, finally, the one effected according to the invention is also effected at the same time To see decoupling of the elastomeric connection from the blade pitch movements.

Durch die in den Unteransprüchen gekennzeichneten Weiterbildungen läßt sich eine im übrigen angestrebte besonders komexakte Ausgestaltung erreichen, was das nachfolgende Ausführungsbeispiel der Erfindung u.a. verdeutlicht. Hierzu zeigt die Zeichnung von einem Rotorkopf bloß den Bereich der blattwurzelseitigen Blattlagerung in einer gabelförmigen Blatthalterung (Rotorarm), wovon in der gewählten Darstellung eines Ausschnittes - entsprechend der Fig. 1 der vorgenannten DE-OS 28 27 320 - bloß der untere Schenkel 2.1 teilweise zu sehen ist. Mit dem bekannten Rotorkopf bzw. Rotor besteht beispielsweise insoweit Übereinstimmung, daß ein für den Anschluß der Blattwurzel gesondert vorgesehenes Gabelstück 41 zwischen den Schenkeln 2..1 der Blatthalterung liegend angeordnet ist und sich über einen an der Wurzel seiner Gabel angeformten Lagerzapfen 41.2 in einem Radialelastomerlager 42 an der Wurzel der Blatthalterung abstützt. Bekanntlich ist dieses Gabelstück 41 andererseits als ein die Blattwurzel fassendes Zwischenstück blattwurzelseitiger Stützpunkt eines (nicht dargestellten) in Blattlängsrichtung druckbelastbaren, zugleich die Blattanstellwinkelbewegungen zulassenden Lagers (in Funktion eines Blattsicherungs- und Blattzentrierungsmittels in Blattfliehkraftwirkung srichtung).Through the further developments characterized in the subclaims a particularly com-precise design can be achieved, which the following embodiment of the invention, inter alia, clarifies. For this shows the drawing of a rotor head only the area of the leaf root Blade storage in a fork-shaped blade holder (rotor arm), of which in the chosen one Representation of a Section - corresponding to Fig. 1 of the aforementioned DE-OS 28 27 320 - only the lower leg 2.1 can be partially seen. With the known Rotor head or rotor is, for example, agreement that a for the connection of the leaf root separately provided fork piece 41 between the legs 2..1 of the blade holder is arranged horizontally and is located at the root via one his fork molded bearing journals 41.2 in a radial elastomer bearing 42 on the The root of the blade holder. As is known, this fork piece 41 is on the other hand as an intermediate piece gripping the leaf root, the support point on the leaf root side (not shown) pressure-loadable in the longitudinal direction of the blade, at the same time the blade pitch movements allowable bearing (in the function of a blade securing and blade centering means in the direction of the centrifugal force of the blade).

Um bei einem derartigen schlag- und schwenkgelenklosen Blattanschluß unter der Blattschwenkbiegung die Hebelwirkung dieses Gabel- bzw. Zwischenstücks 41 zur Schubverformung von hoch dämpfungsfähigen Elastomerlagen 50 (z.B. aus Silikon, Polyurethan, einer Gummimischung o.dgl.) nutzbar zu machten, ist der Lagerzapfen 41.2 mit einem koaxialen zapfenförmigen Fortsatz 41.3 von wesentlich geringerem Durchmesser versehen. Hierauf sitzt ein Radiallager 51, dessen scheibenförmiger Außenring 51.1 über einen in Radialrichtung steifen, torsionsweichen Elastomerkörper 51.2 mit dem Zapfenfortsatz 41.3 verbunden ist. Der somit von Drehwinkelbewegungen des Zapfenfortsatzes 41.3 bzw. Lagerzapfens 41.2 freigehaltene Außenring 51.1 hat aufgrund seiner Scheibenform den Vorteil, daß er mit den vorgenannten entsprechend großflächigen Elastomerlagen 50 beschichtbar ist, über welche schließlich der scheibenförmige Außenring 51.1 von dem Außenring 42.1 des Radialelastomerlagers 42 mittels eines entsprechend gestalteten Flansches 42.2 gefaßt ist. Über in den Schenkeln 2.1 der Blatthalterung festsitzende Bolzen 53 wird sowohl für das Radialelastomerlager 42 als auch für das (Hilfs-)Radiall.ager 51 mit den aufsitzenden Elastomerlagen 50 der jeweilige Kraftweg zur Blatthalterung (Schenkel 2.1), d.h. zum Rotorkopf geschlossen. Bei der gewählten - zum Radialelastomerlager 42 wirkungsmäßig parallelen - Anordnung der Elastomerlagen 50 sind sie im wesentlichen frei von jeglicher Schubbeanspruchung aus Blattmomenten.To with such a flap and pivot jointless blade connection the leverage of this fork or intermediate piece under the blade pivot bend 41 for shear deformation of highly dampening elastomer layers 50 (e.g. made of silicone, Polyurethane, a rubber mixture or the like.) To make usable, is the bearing pin 41.2 with a coaxial peg-shaped extension 41.3 of much less Diameter provided. A radial bearing 51 is seated on it, its disk-shaped Outer ring 51.1 via a torsionally flexible elastomer body that is rigid in the radial direction 51.2 is connected to the pin extension 41.3. The thus of angular movements of the pin extension 41.3 or bearing pin 41.2 has the outer ring 51.1 kept free due to its disc shape has the advantage that it can be compared with the aforementioned large-area elastomer layers 50 can be coated, over which finally the disc-shaped Outer ring 51.1 from the outer ring 42.1 of the Radial elastomer bearing 42 is taken by means of a correspondingly designed flange 42.2. Over in the Legs 2.1 of the blade holder tightly fitting bolt 53 is used for both the radial elastomer bearing 42 as well as for the (auxiliary) radial bearing 51 with the elastomer layers seated thereon 50 the respective force path to the blade holder (leg 2.1), i.e. to the rotor head closed. In the case of the selected one - which are effectively parallel to the radial elastomer bearing 42 - Arrangement of the elastomer layers 50, they are essentially free of any shear stress from leaf moments.

Claims

Rotor, in particular for a rotary wing aircraft Patent claims 1. Rotor, especially for a rotary wing aircraft, with the rotor head in a radial direction externally extending blade holders (rotor arms) rotor blades that can be moved at an angle of rotation, the individual leaf root in the associated leaf holder over a lengthwise direction of the leaf pressure-resistant, at the same time the blade pitch movements permitting bearing held is and, under the blade pivoting movements, by means of an extending beyond this Intermediate piece, which extends over a bearing pin that is coaxial to the blade angle axis supported at the root of the blade holder in a radial elastomer bearing, on a Damping, elastomeric connection produced to hold the blade, shear-deforming acts, in that the elastomeric connection (elastomer layers 50) between the blade holder (leg 2.1) and a coaxial extension (41.3) of the bearing pin (41.2) is made and that with the elastomeric connection of the Pin extension (41.3) in a pressure-resistant in the leaf pivot direction, but its Angular movements permitting connection (radial bearing 51) is.

2. Rotor according to claim 1, in which the elastomeric connection is via elastomer layers is produced, thereby g e k e n n n z e i c h n e t that on the pin extension (41.3) a radial bearing (51) (stiff in the radial direction) is seated, the outer ring of which (51.1) with the outer ring (42.1) of the radial elastomer bearing (42). over the elastomer layers (50) is connected.

3. Rotor according to claim 1 or 2, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the pin extension (41.3) is a pin of a much smaller diameter than the journal (41.2).

4. Rotor according to claim 2, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the outer ring (51.1) of the radial bearing (51) assigned to the journal extension (41.3) designed in the form of a disk and on its two disk surfaces over the Elastomer layers (50) taken from the outer ring (42.1) of the radial elastomer bearing (42) is.