DE3320081A1 - TORQUE COMPENSATING ROTOR FOR HELICOPTER - Google Patents
TORQUE COMPENSATING ROTOR FOR HELICOPTERInfo
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Description
Bes chreibungDescription
Die Erfindung betrifft einen Drehmomentenausgleichs-Rotor für Hubschrauber.The invention relates to a torque compensation rotor for helicopters.
Die gegenwärtig in Gebrauch befindlichen Drehmomentenausgleiche-Rotoren haben in der Regel eine rohrförmige Nabe, die mittig auf die querverlaufende Antriebsachse aufgekeilt ist und an ihren gegenüberliegenden Enden mit Stopfen aus elastischem Material verschlossen ist. Jeder dieser Stopfen dient als Schwenkanschluß für eine Ankerstange, welche vom zugeordneten Ende der Nabe vorspringt und verschwenkbar mit einem zugeordneten Rotorblatt gekoppelt ist. Dieses Rotorblatt hat einen rohrförmigen Befestigungsfuß, der unter Zwischenschaltung einer Hülse aus elastischem Material auf das jeweils zugeordnete rohrförraige Ende der Nabe aufgeschoben ist.The torque balancer rotors currently in use usually have a tubular hub centered on the transverse drive axle is wedged and is closed at their opposite ends with plugs made of elastic material. Each of these plugs serves as a swivel connection for an anchor rod, which from the associated end of the The hub protrudes and is pivotably coupled to an associated rotor blade. This rotor blade has one tubular mounting base, which is interposed a sleeve made of elastic material is pushed onto the respective associated rohrförraige end of the hub.
Bei den vorstehend beschriebenen Rotoren wurde die rohrförmige Ausgestaltung der Nabe gewählt, um der Gesamtstruktur eine bestimmte Steifigkeit zu geben; es hat sich jedoch herausgestellt, daß gerade wegen dieser Steifigkeit infolge der ständigen Veränderungen des BlattansteilwinkeIs Brüche resultieren. Dies ist darauf zurückzuführen, daß sich die kritische Frequenz dieser Rotoren mit der Veränderung der Blattanstellung ändert, was zu der ständigen Gefahr führt, daß zu bestimmten Zeiten erzwungene Schwingungen ausgelöst werden, welche in kürzester Zeit zu Brüchen der Rotorblätter führen.In the rotors described above, the tubular design of the hub was chosen to the To give the overall structure a certain rigidity; however, it has been found that precisely because of this Rigidity as a result of the constant changes in the blade pitch angle, fractures result. This is upon it attributable to the fact that the critical frequency of these rotors changes with the change in the pitch of the blades, which leads to the constant risk that forced vibrations are triggered at certain times, which lead to breakage of the rotor blades in a very short time.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Drehmomentenausgleichs-Rotor zu schaffen, welcher die vorstehend geschilderten Nachteile nicht aufweistIn contrast, the invention is based on the object of creating a torque compensation rotor which does not have the disadvantages outlined above
und gleichzeitig einer einfacheren und wirtschaftlicher herstellbaren Aufbau als <-i * e bekannten Rotoren hat.and at the same time a simpler and more economical one manufacturable structure has rotors known as <-i * e.
Erfindungsgemäß wird diese Aul gäbe bei einem Drehmoraentenausgleichs-Rotor für Hubschrauber mit einer zur Befestigung einer Antriebswelle dienenden Nabe, welche auf ge genübei'i i β genden Seiten ihres Mittelbereichs awei sich quer zur Achse der Antriebswelle erstreckend® Armansät3© aufweist, von denen jeder in ein zugeordnetes Gabelelement eingreift, an denen jeweils ein zugeordnetes Rotorblatt befesti-gbar ist, dadurch gelöst, daß jeder der Armansätae als langgestreckte Platts ausgebildet ist, deren Hauptachse im %*esentlichen mit der Achse der Blattverstellung des zugehörigen Motorblatts zusammenfällt und im wesentlichen rechtwinklig zur Antriebswelle verläuft, daß jedes der rohrartig geformten Gabelelemente auf die zugeordnete Platte aufgeschoben und an einem mittigen Punkt derselben durch ein Kugelgelenk und an deren freiem Ende durch eine Schwenkverbindung mit der Platte gekoppelt ist, wobei die Achse der Schwenkverbindung mit der Achse der Blattverstellung im wesent-Iieheη zusammenfallt.According to the invention, this Aul would be given in a torque compensation rotor for helicopters with a hub used to attach a drive shaft, which on opposite sides of their central area awei extending across the axis of the drive shaft® Armansät3 ©, each of which is assigned to a Fork element engages, on each of which an associated rotor blade can be fastened, solved in that each of the Armansätae is designed as an elongated Platts, whose main axis is essentially the same as the pitch axis of the associated motor blade coincides and essentially at right angles to the drive shaft runs that each of the tubular shaped fork elements pushed onto the associated plate and on a central point of the same by a ball joint and at its free end by a pivot connection the plate is coupled, the axis of the pivot connection with the axis of the blade adjustment in wesent-Iieheη coincides.
¥©iter® Eigenschaften und Vorteile dsr Erfindung sind ±n d©r folgendan Beschreibung in Verbindung· mit der zugehörigen Zeichnung eines Ausführungsboispiels näher und zu&t zeigts¥ © iter® properties and advantages of the invention are ± n the following description in connection with the associated drawing of an exemplary embodiment and to & t shows
Figo 1 eine teilweise geschnitten© und der besseren Übersichtlichkeit halber zum Teil aufgebrochene ©raufsieht aydf ©inen Drehmomenton-=* ausgleiche-Rotor g@iraäß der Krfindungj undFigo 1 is a partially cut © and the better Partly broken open for the sake of clarity © looks up aydf © inen torqueon - = * compensating rotor g @ ira according to the Krfindungj and
Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie U=IX in Fig. 1.FIG. 2 shows a sectional view along the line U = IX in FIG. 1.
In Fig. 1 ist ein in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichneter Ürelifflomentenausgleichs-Rotor tür Hubschrauber gezeigt , der eine mi L t i g-e Nabe 2 aufweist, welche zwei an ihr befestigte Gabelelemente 3 trägt, an denen jeweils ein zugeordnetes (nicht gezeigtes) Rotorblatt befestigbar ist.In Fig. 1 is designated 1 in its entirety Ürelifflomentenausgleichs-Rotor in the helicopter shown, which has a middle hub 2, which two attached to her fork elements 3 carries, on each of which an associated (not shown) rotor blade is attachable.
Die Nabe 2 weist einen Mittelabschnitt auf, der von einem an seinen gegenüberliegenden Enden durch zwei Stopfen 5 verschlossenen und mit einer radialen Durchgangsbohrung 6 versehenen rohrförmigen Körper 4 gebildet wird. Innerhalb des rohrförmigen Körpers k ist ein Übertragungsschaft 7 angeordnet, der mittig eine mit einer Vielkeilverzahnung versehene Durchgangsbohrung 8 aufweist, in welche das mit einer komplementären Vielkeilverzahnung versehene Ende einer Antriebswelle 9 einsetzbar ist, die dann mittels einer Mutter 10 im Übertragungsschaft 7 befestigt ist.The hub 2 has a central section which is formed by a tubular body 4 closed at its opposite ends by two plugs 5 and provided with a radial through hole 6. A transmission shaft 7 is arranged inside the tubular body k , which has a through-hole 8 provided with a splined toothing in the center, into which the end of a drive shaft 9 provided with a complementary splined toothing can be inserted, which is then fastened in the transmission shaft 7 by means of a nut 10.
Die (nicht gezeigten) gegenüberliegenden Enden des Übertragungsschafts 7 sind mit Gewinde versehen und treten gleitend verschiebbar durch zugeordnete (nicht gezeigte) Axialbohrungen in den Stopfen 5 hindurch, von denen sie dann noch vorstehen, so daß Muttern 11 auf ihre freien Enden aufgeschraubt werden können. Durch Drehen der Muttern 11 kann die Achse der Antriebswelle 9 in Richtung der Achse des Übertragungsschafts versetzt werden.The opposite ends (not shown) of the transmission shaft 7 are threaded and enter slidably through associated (not shown) axial bores in the plug 5, of which they then protrude so that nuts 11 can be screwed onto their free ends. By turning the nuts 11, the axis of the drive shaft 9 can be in the direction of the axis of the transmission shaft be moved.
Weiterhin ist die Nabe 2 mit zwei Armansätzen in Form von Platten 12 versehen, welche in der Draufsicht eine im wesentlichen "rechteckige langgestreckte Form haben und bezüglich des rohrförmigen Körpers 4 auf diametralFurthermore, the hub 2 is in shape with two arm extensions of plates 12, which in plan view have a substantially "rectangular elongated shape and with respect to the tubular body 4 to diametrically
f; O Ö ί> ο C f; O Ö ί> ο C
*~4* ~ 4
gegenüberliegenden Seiten stehen,, Di© Flatten 12 sich leicht in Kichtung auf ihr freies Ihre aus inander parallelen und bezüglich dex* Achs© des XOliTi'öviuigtiii ilürpers. schräg angesetzten HamptaoiiisaB fallen im wesentlichen mit den Achsen dar Blatt"V©r st ©llung <ier auge ordne tesi (nicht gezeigten) Rotorblätter gusaataen»Opposite sides stand, Di © Flatten 12 slightly in the direction of their free your from mutually parallel and with respect to the dex * axis © of the XOliTi'öviuigtiii ilürpers. inclined HamptaoiiisaB fall essentially with the axes of the sheet "V © r st © llung <ier auge order tesi (not shown) rotor blades gusaataen»
J©d© Platt© 12 hat in ihrem Hiittles?©n Bereich ei na BuTchgBMgBholiTung 139 deren Achs© isa wesentlichen parallel SU3T Äeksse der Asafcrisfoswell® 9 verläuft o Xh jeder Btsrcfo-13 ist ©in Miag 14 f©st @i-siges@tsts dsggea oho als Teil eimer Kug®loheTi.'lä.Gh.<B "bildet© Ismarafläoli© eine Sitzfläche 15 i'ür des Isopf l6 ©Imaa Kugelg&lesuts IJ bildet „ welches Platte 12 mit ein©a zugeordnetQn Gato©l©l©m©2it 3 Dm© jeweilig© Gabelelerajen.t tj©i©t an &±ν J © d © Platt © 12 has in their Hiittles? © n area a BuTchgBMgBholiTung 139 whose axis © isa essentially parallel SU3T Äeksse of Asafcrisfoswell® 9 o Xh every Btsrcfo-13 is © in Miag 14 f © st @ i-siges @tst s dsggea oho as part of the bucket Kug®loheTi.'lä.Gh. <B "forms © Ismarafläoli © a seat 15 for the Isopf l6 © Imaa Kugelg & lesuts IJ " which forms plate 12 with a © a associated Qn Gato © l © l © m © 2it 3 Dm © respectively © Gabelelerajen.t tj © i © t an & ± ν
Körper 4 auge wand ten EnUo0 jeweils swei gueinandsr ausgerichtete MHd ©isaasides* gegen= axiale Voicg-pTÜng® 18 &u£ 0 w®lch® aufBody 4 eyes applied EnUo 0 , MHd © isaasides * aligned in two directions against = axial Voicg-pTÜng® 18 & u £ 0 w®lch®
si Seitesa der sugeosrdbnioton Platt© 12 sand sie simd rait isoaxial au©i.s3Lasi<ä@r Durchgangsbohriasageai 19si Seitesa the sugeosrdbnioton Platt © 12 sand them simd rait isoaxial au © i.s3Lasi <ä @ r Through drilling ai 19
Ui© Ih Figo 2 gezeigt ist5 ist jeder iCugallsopf 16 rait ©iner mittigen liurchgaagsbolirusig 20 versehen9 welche eisi rohrförmig-er Trägeraapfsn 21 hindiarchgefülir ist5 dessen ®iaess mit eisaom Flansch v©rseii©a@s Esid® in ©isae der &wrcfag&ng&foohTung@n 19 vm.d dessen aadores Und© in die andere Durcligaagabohrung 19 eingreift<> Ώ®ζ· srolirförmig© Trägersapfoa 21 ist auaß©n mit sw©i Abstamdslaülsen v©rsehen9 wa denen j©d® jeweils an ©iacsn - Ende an der Seitonf ISch© des Kugelkopf g> l6Ui © Ih Figo 2 is shown 5 each iCugallsopf 16 rait © in a central liurchgaagsbolirusig 20 provided 9 which is a tubular-shaped carrier cup 21 hindiarchgefülir5 whose ®iaes s with an eisaom flange v © rseii © a @ s Esid® in © isae der & wrcfag & ng & ng & ng & ng & ng & ng & ng & ng & ng & ng & ng & ng & ng & ng & ng & ng & ng & ng & ng & ng & ng & ng & ng & ng & ng & ng & ng & ng & ng & ng & ng & ng & ng @n 19 vm.d its aadores And © engaging the other Durcligaagabohrung 19 <> Ώ®ζ · srolirförmig © Trägersapfoa 21 is auaß © n sw © i Abstamdslaülsen v © rsehen 9 wa where j © d® respectively at © iacsn - End at the side of the ball head g> l6
anliegt, während das jeweils andere Ende in die Durchgangsbohrungen 19 eingreift. Die vom Kugelkopf l6 und den beiden Abstandshülsen 22 gebildete Baugruppe zwischen den Vorsprüngen 18 ist durch eine Schraube 23 fixiert, deren Kopf auf dem mitdem Flansch versehenen Ende des rohrförmigen Trägerzapfen 21 liegt, während auf das freie Ende ihres Gewindeschafts eine Mutter 2k aufgeschraubt ist, welche über eine zwischengelegte Unterlegscheibe 25 mit dem anderen Ende des Trägerzapfens 21 und einer der Abstandshülsen 22 zusammen wirkt.while the other end engages in the through bores 19. The assembly formed by the ball head 16 and the two spacer sleeves 22 between the projections 18 is fixed by a screw 23, the head of which lies on the end of the tubular support pin 21 provided with the flange, while a nut 2k is screwed onto the free end of its threaded shaft Via an interposed washer 25 with the other end of the support pin 21 and one of the spacer sleeves 22 cooperates.
Die Gsbelelemente 3 haben jeweils eine rohrairtige Form mit einem axialen Hohlraum 26, in welchen jeweils ein Endabschnitt der zugeordneten Platte Γ2 eingreift, und der außen durch eine Abschlußwand 27 geschlossen ist. Von dieser Abschlußwand springen zwei einander gegenüberliegende Platten 28 nach außen vor, in denen Bohrungen zur Aufnahme von (nicht gezeigten) Befestigungsbolzen für ein zugeordnetes (ebenfalls nicht gezeigtes) Rotorblatt vorgesehen sind.The Gsbelelemente 3 each have a tubular Shape with an axial cavity 26, in each of which an end section of the associated plate Γ2 engages, and which is closed on the outside by an end wall 27. From this end wall two opposite one another jump Plates 28 to the outside in which holes for receiving (not shown) fastening bolts are provided for an assigned (also not shown) rotor blade.
Auf der Außenseite der Abschlußwand 27 ist mit Schrauben 30 jeweils ein Befestigungsflansch 31 einer zylindrischen elastischen Lagerbüchse 32 befestigt, deren Mittelachse jeweils mit der Achse der Blattverstellung des zugeordneten Rotorblatts zusammenfällt. Die LagerbüchsenOn the outside of the end wall 27 is a mounting flange 31 of a cylindrical with screws 30 elastic bearing bush 32 attached, the central axis of which is associated with the axis of the blade adjustment of the associated Rotor blade collapses. The bearing bushes
32 weisen jeweils eine äußere Hülse 33 auf, welche sich durch eine axiale Durchgangsbohrung 3^· in der Abschlußwand 27 erstreckt, und eine innere, koaxial zur Hülse32 each have an outer sleeve 33 which extends through an axial through hole 3 ^ · in the end wall 27 extends, and an inner one, coaxial with the sleeve
33 angeordnete Hülse 351 welche mit der äußeren Hülse33 arranged sleeve 351 which with the outer sleeve
durch, einen aus elastischem Material hergestellten durchbohrten zylindrischen Stopfen 36 verbunden ist.by, a pierced cylindrical plug 36 made of elastic material is connected.
Jn die innere Hülse 35 greift gleitend verschiebbar ein Zapfen 37 ®in, dessen äußeres Ende mit GeiriLnde versehen ist und sich durch den Befestigungsflansch 31 hindurch erstreckt, so daß eine Mutter 39 aufgeschraubt und angezogen werden kann, während das innere Ende des Zapfens eine an ihm befestigte U~förmige Klemme 40 trägt, welche das freie Ende der augeordneten Platte 12 umgreift und mit zwei Schraubbolzen 4l an der Platte.befestigt ist.The inner sleeve 35 is slidably engaged a pin 37 ®in, the outer end of which with a thread is provided and extends through the mounting flange 31 so that a nut 39 is screwed on and can be tightened while the inner end of the tenon has a U-shaped attached to it Terminal 40 carries, which is the free end of the unordered Plate 12 engages around and is fastened to the plate with two screw bolts 4l.
Von ύ&τ Außenseite jedes Gabelelements 3 springt jeweils ein Hebelarm 42 vor, an dessen freiem iSnde jeweils ein, der zugeordneten Mutter 11 gegenüberliegender und mit zwei Bohrungen 44 zur Aufnahme eines (nicht gezeigten) Bolzens versehender Gabelkopf angeformt ist. Der Bolzen^ dessen Achse im wesentlichen rechtwinklig zur Achse des Übertragung®schafts 7 verläuft, dient zur Anlenkung einer (nicht gezeigten) Stoßstange für die Blattverstellung.Of ύ & τ outer side of each fork element 3 each jumping a lever arm 42 before, at the free iSnde each one, of the associated nut 11 opposed and (not shown) with two holes 44 for receiving a bolt shipping budding fork head is formed. The bolt, the axis of which runs essentially at right angles to the axis of the transmission shaft 7, is used to articulate a bumper (not shown) for the blade adjustment.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist unmittelbar ersichtlich, daß die Ausgestaltung des Rotors ls welche keine Ankerstangen für die Befestigung der Rotorblätter und Halterungsbüchsen für die am Ende vorgesehenen Gabelelemente benötigt,- wesentlich einfacher als die der oben beschriebenen bekannten Rotoren ist.From the above description it is immediately apparent that the design of the rotor 1 s, which does not require any anchor rods for fastening the rotor blades and mounting sleeves for the fork elements provided at the end, is much simpler than that of the known rotors described above.
Des weiteren erlaubt es die rohrförmige Ausbildung der Gabelelement® 3» daß alle Verbindungselemente zwischen Furthermore , the tubular design of the fork element® 3 »allows all connecting elements between
- IO- OK
der Nabe 2 und den Rotorblättern gegen die Einwirkung von auftreffenden Körpern geschützt angeordnet werden können.the hub 2 and the rotor blades against the action be arranged protected from impacting bodies can.
Die Kräfteverteilung im Rotor 1 ist deshalb im Vergleich zu den beschriebenen bekannten Rotoren gleichmäßiger. In der Praxis werden Momente infolge einer Änderung der Blattanstellung praktisch nicht auf die Nabe 2 übertragen, weil sie sowohl von den elastischen Lagerbüchsen 32 als auch vom Kugelgelenk 17 absorbiert werden. Die Platten 12 sind im Betrieb deshalb weitgehend nur von den Antriebsspannungen infolge der Biegemoment er beansprucht, welche über die elastischen Lagerbüchsen 32 übertragen werden, und durch die über die Kugelgelenke 17 übertragenen Zentrifugalkräfte.The distribution of forces in the rotor 1 is therefore more uniform compared to the known rotors described. In practice, moments as a result of a change in the blade pitch are practically not transferred to the hub 2, because they are absorbed both by the elastic bearing bushes 32 and by the ball joint 17. The plates 12 are in operation, therefore, substantially only by the drive voltages due to the bending moment he claimed, which are transmitted through the elastic bushings 32, and the data transmitted via the ball joints 17 centrifugal forces.
Am wesentlichsten ist letztendlich, daß die von den Platten 12 gebildeten Armansätze eine geringere Steifigkeit als bei den oben beschriebenen rohrförmigen Naben haben und sich mit einer Veränderung der Biegeebene ändert. Mit anderen Worten, die Nabe 2 verhält sich wie ein anisotroper Körper, so daß die Gefahr der Entstehung von Schwingungen bei Änderungen des Blatt-Anstellwinkels der Rotorblätter im wesentlichen vollständig vermieden ist.Ultimately, the most important thing is that the arm extensions formed by the plates 12 have a lower rigidity than with the tubular hubs described above and deal with a change in the bending plane changes. In other words, the hub 2 behaves like an anisotropic body, so that there is a risk of formation of vibrations in the event of changes in the blade angle of attack of the rotor blades is essentially completely avoided is.
Claims (6)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: AGUSTA S.P.A., CASCINA COSTA DI SAMARATE, VARESE, |
|
| 8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: ZENZ, J., DIPL.-ING., 4300 ESSEN HELBER, F., DIPL. |
|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |