DE3307625A1

DE3307625A1 - Hubschrauber-rotor

Info

Publication number: DE3307625A1
Application number: DE19833307625
Authority: DE
Inventors: Vittorio 21013 Gallarate Caramaschi; Luigi 21052 Busto Arsizio Castelli
Original assignee: Costruzioni Aeronautiche Giovanni Agusta SpA 21017 Cascina Costa Di Samarate Varese; Costruzioni Aeronautiche Giovanni Augusta SpA
Current assignee: Agusta SpA
Priority date: 1982-03-11
Filing date: 1983-03-04
Publication date: 1983-10-20
Anticipated expiration: 2003-03-05
Also published as: FR2523070B1; GB2116506B; DE3307625C2; IT1155132B; IT8267303A0; GB8306343D0; US4516909A; FR2523070A1; GB2116506A

Description

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Beschreibung

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Die Erfindung betrifft einen Hubschrauber-Rotor.

Ein Hubschrauber-Rotor weist im allgemeinen e-> ne zentrale plattenartige Nabe mit im wesentlichen polygonalem Umfang auf, von der eine Anzahl von Rotorblättern in gleichmäßiger Anordnung um eine mittlere Drehachse des Rotors selbst radial nach außen vorsteht. Jedes der besagten Rotorblätter ist üblicherweise mittels eines Befestigungselements oder einer Anschlußklammer mit der Nabe verbunden, wobei ein mittiger Teil dieses Anschlußelements eine zugeordnete Axialöffnung in der Nabe durchgreift. Die Verbindung zwischen dem jeweiligen Befestigungselement und der Nabe erfolgt überlicherweise über eine zwischen dem besagten Mittelteil des Befestigungselements und einem Stegelement angeordnete elastische Kupplung. Die Stegelemente erstrecken sich dabei entlang des Umfangs der Nabe und begrenzen den radial außen liegenden Teil der besagten Axialöffnungen.

Aus den vorstehenden Darlegungen ist ersichtlich, daß bei den Rotoren des beschriebenen bekannten Pyps die zwischen der Nabe und dem jeweiligen Ansclilußelement angeordnete elastische Kupplungen a.cht nur durch von der Zentrifugalkraft erzeugte Druckspannung, sondern auch durch Schubspannungen beansprucht ist und daher nicht unter optimalen Betriebsbedj π,-ungeii arbeiten.

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Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Hubschrauber—Rotor des beschriebenen Typs zu schaffen, welcher von derartigen Nachteilen im wesentlichen frei ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen HuUschrauber· Rotor mit einer um ihre Achse drehbaren Mittelnabc und einer Anzahl von im wesentlichen radial von dor Nabe vorstehenden Rotorblättern, die jeweils mit einem durch eine zugeordnete Axialöffnung hindurchgreifenden Befestigungselement versehen sind und über eine zwischengeschaltete elastische Kupplung mit der Innenflache jeweils eines zugeordneten, in Umfangsrichtung verlaufenden Stegelements der Nabe zusammenwirken, wobei jedes Stegelement den in Radialrichtung außen liegenden Teil der Axialöffnung abschließt, dadurch gelöst, daß die Axialöffnungen in gleichmäßiger Verteilung um eine mittlere Tragstruktur der Nabe herum verteilt angeordnet sind, die mit einer Anzahl von jeweils in einer zuge ordneten Axialöffnung in Richtung auf das jeweilige Stegelement vorstehenden radialen Vorsprüngen und einer radialen Durchgangsöffnung im jeweiligen Befestigungselement versehen sind, und daß jeder der Vorsprünge unter Zwischenschaltung einer weiteren elastischen Kupplung axial verschieblich mit der zugeordneten Durchgangsöffnung verbunden ist.

Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels ersichtlich, und zwar zeigt t

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Figo 1 eine Teil-Draufsicht mit zur

besseren Übersichtlichkeit weggelassenen Teilen eines in der erfindungsgemäßen Weise ausgestalteten Hubschrauber· Rotors; und

Figo 2 eine Schnittansicht, gesehen entlang der Linie II-II in Fig. 1.

Die beigefügten Zsiciinungsfiguren zeigen einen in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichneten Hubschrauber-Rotor mit einer Mittelnabe 2, die von einer koaxial zur Nabe 2 und zu einer mittigen Rotationsachse 4 ausgerichteten Übertragungswelle 3 getragen wird. Der Rotor 1 ist außerdem mit einer Anzahl von gleichmäßig um die mittige Rotorachse h verteilt angeordneten Rotorblättern 5 versehen, welche von der Nabe 2 radial nach außen vorstehen.

TJio insbesond©re in Figo 2 gezeigt ist, weist die ^abe einen niittigen Rohrkörper 6 mit zwei äußeren ringförmigen Endflanschen 7 auf, die in Axialrichtung von zwei ebenen Ringflächen 8 begrenzt sind, welche ihrerseits rechtwinklig zur mittigen Achse 4 liegen, zu der der Rohrkörper 6 koaxial ausgerichtet ist.

Die Ringflächen 8 sind mit einer Anzahl von im wesentlichen U-förmigen Kanälen 9 versehen, die gleichmäßig um die mittige Achse 4 herum verteilt und in Radialrichtung nach außen gesehen konkav gekrümmt ausgebi Ldet sind. Die Kanäle 9 sind durch zwei ringförmige Platten geschlossen, die mittels Schrauben 11 (Fig. 1) auf len zugeordneten Ringflächen 8 befestigt sind und mit d.jm

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Rohrkörper 6 eine rohrförmige metallische Tragstruktur 12 bilden, die an ihrer Oberseite durch einen Deckel 13 verschlossen und an ihrer Unterseite an einem Flansch 14 am Ende der Welle 3 befestigt ist. Die Verbindung zwischen dieser Welle, der Tragstruktur 12 und dem Deckel 13 wird von einem Ring von axialen Durchsteckbolzen 15 gebildet.

Jeder der Kanäle 9 wird vom inneren Teil eines ringförmigen Bandes oder Strangs 16 durchsetzt, welcher von der Tragstruktur 12 aus nach außen vortritt und mittels umhüllender Abdeckungen 17 in der Nähe dex' Tragstruktur 12 starr mit zwei benachbarten Stränden

. bestehen verbunden ist. Die Stränge 16 vorzugsweise aus orientierten Kunststoffasern und liegen in zwei gegenüberstehenden kegelstumpfförmigen Flächen, die mit ihrer größeren Basis im wesentlichen in Anlage aneinander stehen, während ihre im Durchmesser kleineren Endflächen an den gegenüberliegenden axialen Stirnflächen dex Tragstruktur 12 befestigt sind. Die besagten kegelstumpfförmigen Flächen werden von zwei hohlen zusammengepaßten Gehäusen 18 begrenzt, welche außen durch die Abdeckung 17 verstärkt sind und die Stränge 16 und ein Füllmaterial 19 umschließen.

Die äußeren Umfange der beiden Gehäuse 18 sind aufeinander aufgesetzt und bilden einen Kanal 20, der von einem ringförmigen Band oder Strang 21 (Fig. 2) ausgefüllt ist, welcher wiederum vorzugsweise aus orientierten Kunststoffasern hergestellt ist und sich

über den gesamten Umfang der Nabe 2 erstreckt.

Jeder obere Strang 16 ist mit einem zugeordneten unleren Strang 16 ausgerichtet und bildet mit diesem eine axiale Durchgangsöffnung 22 (Fig. i)_f welche im Bereich des Umfangs der Nabe 2 durch einen Steg 23 abgeschlossen ist. Dieser Steg wird, wie in Fig. 2 gezeigt isi, hauptsächlich von drei übereinanderliegenden Schichten gebildet, von denen die äußere Schicht von Abschnitten der Stränge 16 und die dazwischenliegende Schicht voa jeweils einem Abschnitt des Strangs 21 gebildet wird.

Wie insbesondere in Fig. 2 gezeigt ist, ist auf jedeai Steg 23 eine U-förmige Klammer 24 aufgepaßt, welche in einer senkrechten Ebene liegt und mit ihrer konkaven Öffnung radial zur Tragstruktur 12 weist. Die freien Enden jeder Klammer Zk sind mit Schrauben 25 an einem äußeren Schuh 26 einer elastischen Kupplung 27 befestigt. Diese Kupplung weist außerdem einen inneren Schuh 28 und einen Block 29 aus elastomerem Material auf, welcher zwischen einer konkaven kugelabschnittsförmigen Fläche des äußeren Schuhs 26 und einer konvexen kugelabschnlttsförmigen Fläche 31 des inneren Schuhs 28 angeordnet ist. Der innere Schuh ist in einer im wesentlichen senkrechten Position innerhalb der zugeordneten Axialöffnung 22 angeordnet und weist einen nach außen konvexen, von -ier Fläche 31 begrenzten Teil und einen ebenen Umfangsteil auf, an dem die Außenfläche einer Platte 32 angeschlossen. ist. Die Platte 32 ist mit einer mittigen Durchgangsöffnung 33 versehen, welche in bezug auf die Tragstruktur ι im wesentlichen radial ausgerichtet ist.

Jede Platte 32 bildet einen Zwischenabschnitt oder Steg einer zugeordneten, im wesentlichen U-förmigen gegabelten Halterung 34, welche in einer im wesentlichen senkrechten Ebene angeordnet ist und bezüglich der Nabe 2 mit dem geöffneten Ende radial nach außen weist. Jede Halterung Jh weist eine ebene obere Platte 35 und eine ebene im wesentlichen horizontale untere Platte 36 auf, welche mit Abstand übereinander angeordnet sind, den zugeordneten Steg 23 umgreift und miteinander an der Platte 32 befestigt sind. Diese Befestigung erfolgt mit Bolzen 37» weiche in Dickenerstreckung der Platte parallel zur Achse 4 in der Platte vorgesehene Durchgangsbohrungen 38 durchsetzen. Die freien äußeren Enden der Platten 35 und 36 nehmen zwischen sich das Befestigungsende eines zugeordneten Rotorblatts 5 auf, welches mit zwei parallel zu den Bolzen 37 verlaufenden Bolzen 39 an den Platten 35 und 36 befestigt ist.

Der innere Schuh 28 weist einen rohrförmigen Vorsprung auf, welcher in der Durchgangsöffnung 33 der zugeordneten Platte 32 liegt und als äußerer Halterungsteil einer elastischen Kupplung 41 dient, welche ein konzentrisch zu den Flächen 30 und 3I angeordnetes elastisches Kniegelenk 42 aufweist. Der Vorsprung 40 ist in eine im wesentlichen koaxial zur Durchgangsöffnung 33 angeordnete rohrförmige Hülse 43 eingepaßt. Die Hülse ist mit einer inneren Keilverzahnung versehen und axial verschiebbar auf einem zylindrischen mit einer Keilverzahnung versehenen Abschnitt 44 am Ende eines kegelstumpfförmigen rohrförmigen Vorsprungs 45 angeordnet. Der Vorsprung 45 erstreckt sich von einer Grundplatte 46

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bezogen auf die Achse 4 im wesentlichen radial in die zugeordnete Axialöffnung 22. Die Grundplatten sind jeweils an ihrem oberen Rand 47 über die obere ringförmige Platte 10 umgekantet und an dieser Platte und dem oberen Endflansch 7 durch parallel zur Achse verlaufende Schrauben 48 befestigt. Im unteren Bereich sind die Grundplatten 46 mit radialen Schrauben 49 am unteren Endflansch 7 befestigt.

Jeder Vorsprung 45 weist einen Ansatz 50 auf, der mit einem zugeordneten Ansatz 51 der Platte 32 derart zusammenzuwirken vermag, daß ein Abwärtsschwingen des zugeordneten Rotorblatts 5 begrenzt wird. Außerdem ist jeder Vorsprung 45 mit einer einen schwenkbar gelagerten Kipphebel 53 tragenden oberen Gabelung versehen. Der Kipphebel ist so gelagert, daß er in einer im wesentlichen senkrechten Ebene schwingen und mit einem Ansatz 54 der zugeordneten Platte 32 derart zusammenwirken kann, daß er das Aufwärtsschwingen des zugeordneten Rotorblatts 5 in veränderlicher Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit des Rotors begrenzt.

Schließlich ist jede Platte 32 seitlich mit einer Gabelung 55 versehen, welche zur Übertragung der Schwenk—Steuerbewegungen auf das zugeordnete Rotorblatt 5 dient.

Im Betrieb erlaubt das Vorhandensein der elastischen Kupplung 41 die direkte Übertragung aller vom jeweiligen Rotorblatt 5 auf die ^abe übertragenen Scherkräfte direkt auf die metallische Tragstruktur 12, wodurch

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in der elastischen Kupplung 29 im wesentlichen nur Druckbeanspruchungen wirken, d.h. beide Kupplungen ar bei ten. im Hinblick auf die Betriebsbedingungen und die Lebensdauer unter optimalen Bedingungen./

Claims

PATENTANWÄLTE HELBEH S. ZEN Z · G I E*S SE R >Εί,4? %.'-> <* ftY|ft C3.E,ft B E R G TEL. QB251-741OB A 8302 Costruzioni Aeronautiche Giovanni Agusta S.p.A. 1-2.1017 Cascina Costa di Samarate (Varese - Italien) Hubschrauber-Rotor Patentansprüche

1. Hubschrauber-Rotor mit einer um ihre Achse drehbaren Mittelnabe und einer Anzahl von im wesentlichen radial von der Nabe vorstehenden Rotorblättern, die jeweils mit einem durch eine zugeordnete Axialöffnung hindurchgreifenden Befestigungselement versehen sind und über eine zwischengeschaltete elastische Kupplung mit der Innenfläche jeweils eines zugeordneten, in Umfangsrichtung verlaufenden und den in Radialrichtung außen liegenden Teil des Axialöffnung abschließenden Stegelements der Nabe zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialöffnungen (22) in gleichmäßiger Verteilung um eine mittlere Tragstruktur (12) herum verteilt angeordnet sind, die mit eingr Anzahl von jeweils in einer zugeordneten Axialöffnung (22) in Richtung auf das jeweilige Stegelement (23) vorstehenden radialen Vorsprüngen (k5) und einer radialen Durchgangsöffnung (33)

im jeweiligen Befestigungselement (34) versehen sind, und daß jeder der Vorsprünge (45) unter Zwischenschaltung einer weiteren elastischen Kupplung (41) axial verschieblich mit der zugeordneten Durchgangsöffnung (33) verbunden ist.

2. Hubschrauber-Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Befestigungselement (34) zwei Platten (35t 36) aufweist, welche im wesentlichen radial von der Nabe (2) vorstehen und über bzw. unter dem zugeordneten Stegelement (23) angeordnet sind, und daß ein im wesentlichen parallel zur Rotor-Drehachse (4) und sich durch die zugeordnete Axialöffnung (2) erstreckender Bauteil (Platte 32) die inneren Enden der beiden Platten (35I 36) verbindet, wobei die Durchgangsöffnung (33) den verbindenden Bauteil (32) durchsetzt.

3» Hubschrauber-Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite elastische Kupplung (41) ein Kniegelenk (42) aus elastischem Material aufweist, welches innerhalb der zugeordneten Durchgangsöffnung (33) angeordnet und η it dem zugeordneten radialen Vorsprung (45) ül er eine keilverzahnte Kupplung (43, 44) gekopp«Lt ist.

4. Hubschrauber-Rotor nach Anspruch 3» dacurch gekennzeichnet, daß jedes Kniegelenk (42) in einem rohrförmigen) Vorsprung (4θ) angeordnet ist, der innerhalb der zugeordneten DurchgangsöiTnung (33)

liegt und starr mit einem inneren Schuh (28) der ersten elastischen Kupplung (27) verbunden ist.

5· Hubschrauber-HOtor, wie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben.