DE3501060A1 - Rotor-blade connection - Google Patents

Rotor-blade connection

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DE3501060A1 DE19853501060 DE3501060A DE3501060A1 DE 3501060 A1 DE3501060 A1 DE 3501060A1 DE 19853501060 DE19853501060 DE 19853501060 DE 3501060 A DE3501060 A DE 3501060A DE 3501060 A1 DE3501060 A1 DE 3501060A1
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    • B64C27/32—Rotors
    • B64C27/35—Rotors having elastomeric joints

Abstract

In a connection of a rotor blade to a rotor hub via a fork-shaped rotor arm (2) by means of a blade angle bearing (3) which is arranged in a recess in the blade root (1) between its two fork limbs (2.1), can be subjected to pressure in the longitudinal direction of the blade and is connected to the fork limbs (2.1) and the blade root (1) by at least one bolt (4) crossing the plane of rotation of the rotor, the blade-root end (1.1) is supported on the base (6) of the rotor hub in the blade-stroke and blade-swivelling direction via a bearing journal (7) coaxial with the blade-angle axis, the blade root (1) being free to move over a limited blade swivelling angle relative to the blade angle bearing (3) and the bearing journal (7) being free to move over a limited blade swivelling angle relative to the rotor-hub base (6) and the supporting bearing surfaces (3.1.1 and 6.1) of the blade angle bearing (3) and of the rotor-hub base (6), which surfaces support the blade root (1) in the direction of the centrifugal force on the blade and the bearing journal (7) in the blade-stroke direction or support a bearing (8) assigned to the said journal, having a motion-damping effect with the corresponding bearing surfaces of the blade root (1) and of the bearing (8) of the bearing journal (7) to give damping of blade swivelling in the event of a deflection of the latter. <IMAGE>

Description

PatentabteilungPatent department

14.01.85, O241A01/14/85, O241A

Hb-hCHb-hC

96679667

RotorblattanschlußRotor blade connection

Die Erfindung betrifft einen Anschluß eines Rotorblattee an einer Rotornabe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a connection of a rotor blade on a rotor hub according to the preamble of the claim 1.

Bei einem derartigen Rotor beispielsweise gemäß der DE-PS 27 12 706 hat sich gezeigt, daß die Forderung nach einer in Blattschwenkrichtung wirksamen Dämpfung der Blattbewegungen nicht bereits durch ein (Radial-) Elastomerlager für den Lagerzapfen erfüllbar ist. Deshalbvist auch schon vorgeschlagen worden, das Blattwurzelende mit dem Lagerzapfen unter den Blattschwenkbewegungen als einen Hebel nutzbar zu machen für die Schubverformung von im Kraftweg zwischen dem Radiallager des Lagerzapfens und der Rotornabe in paralleler Anordnung zur Blattschwenkebene eingefügten Elastomerschichten (DE-OS 29 39 924). Solche Elastomerschichten werden jedoch (wie das Radiallager des Lagerzapfens) zwangsläufig einer hohen Belastung durch die Kräfte aus den Blattschwenkmomenten ausgesetzt sein. Das bedingt eine hohe Festigkeit, so daß nur durch eine große Anzahl von Elastomerschichten eine wirksame Dämpfung erzielbar ist. Folglich beansprucht eine derartige Dämpfungseinrichtung bei ausreichender Wirksamkeit viel Raum in der Rotornabe.In such a rotor, for example, according to FIG DE-PS 27 12 706 has shown that the requirement for an effective damping in the blade pivoting direction the blade movements cannot already be fulfilled by a (radial) elastomer bearing for the bearing pin. Thereforevist It has also already been suggested that the blade root end with the bearing pin under the blade pivoting movements to be used as a lever for the shear deformation of the force path between the radial bearing of the Bearing pin and the rotor hub in a parallel arrangement to the blade pivot plane inserted elastomer layers (DE-OS 29 39 924). However, such elastomer layers (like the radial bearing of the bearing journal) are inevitable be exposed to a high load by the forces from the blade pivoting moments. That requires a high strength, so that effective damping can only be achieved with a large number of elastomer layers is. Consequently, such a damping device takes up a lot of space in the sufficiently effective Rotor hub.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, in wesentlich raumsparenderer Bauweise eine wirksame Dämpfung der Blattschwenkbewegungen sicherzustellen.In contrast, the invention is based on the object of providing an effective one in a significantly more space-saving design Ensure damping of the blade pivoting movements.

Diese Aufgabe ist bei einem Rotor der eingangs genannten Art gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst in der Erkenntnis, daß mit der begrenzten FreigabeIn the case of a rotor, this task is the one mentioned at the beginning Kind according to the characterizing part of claim 1 solved in the knowledge that with the limited release

MBBMBB

PatentabteilungPatent department

14.01.85, 0241A1/14/85, 0241A Hb-hcHb-hc 96679667

1010

des Lagerzapfens und Blattwuczelendes in Blattschwenkrichtung das Blattwinkellager als ein Gelenk zur Ermöglichung von durch Gleitreibung dämpfbaren Schwenkbewegungen derselben nutzbar ist nach Maßgabe der auf die betreffenden Auflageflächen wirkenden Druckkräfte, wobei diese Auflageflächen allenfalls als Gleitlagerflächen auszubilden sind (Unteranspruch 3). Hierbei läßt sich in der im Unteranspruch 2 gekennzeichneten Weise eine zwangsläufige Rückführung des ausgelenkten Blattwurzelendes und Lagerzapfens mit einem Minimum an baulichem Aufwand erreichen.of the bearing pin and Blattwuczelendes in the blade pivoting direction, the blade angle bearing can be used as a joint to enable pivoting movements of the same which can be damped by sliding friction, in accordance with the requirements of the relevant bearing surfaces acting pressure forces, these bearing surfaces are at most to be designed as sliding bearing surfaces (dependent claim 3). Here lets in the manner characterized in dependent claim 2, an inevitable return of the deflected Achieve blade root end and bearing journal with a minimum of structural effort.

1515th

Die -Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Hierzu zeigt die Zeichnung inThe invention is further explained below using an exemplary embodiment. The Drawing in

Fig. 1 in einem vertikalen Längsschnitt einenFig. 1 in a vertical longitudinal section a

Blattanschluß an eine Rotornabe eines Drehflügelflugzeugs,Blade connection to a rotor hub of a rotary wing aircraft,

Fig. 2 eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf Teile des Blattanschlusses gemäß Fig. 1,Fig. 2 is a partially broken away plan view Parts of the blade connection according to FIG. 1,

2525th

Fig. 3 einen Schnitt gemäß Schnittlinie III-III der Fig. l.Fig. 3 is a section according to section line III-III of Fig. L.

3030th 3535

Die Rotornabe gemäß Fig. 1 und 2 beispielsweise eines Vierblattrotors hat (wie diejenige des durch die eingangs genannte DE-PS bekannten Rotors) für den Rotorblattanschluß je Blattwurzel 1 einen radial auswärtsgerichteten gabelförmigen Rotorarm 2, wobei deren Verbindung über ein in einer Ausnehmung der Blattwurzel 1 zwischen den beiden Gabelschenkeln 2.1 des Rotorarmee 2 angeordnetes Axial-Radial-Elastomerlager 3 hergestellt ist. Dieses Elastomerlager 3 ist einerseits mittelsThe rotor hub according to FIGS. 1 and 2, for example, of a four-blade rotor (like that of the rotor known from the DE-PS mentioned at the beginning) for the rotor blade connection per blade root 1 has a radially outwardly directed fork-shaped rotor arm 2, the connection of which via a recess in the blade root 1 Axial-radial elastomer bearing 3 arranged between the two fork legs 2.1 of the rotor army 2 is produced is. This elastomer bearing 3 is on the one hand means

XX 14.01.801/14/8

MBBMBB

PatentabteilungPatent department

14.01.85, O241A01/14/85, O241A Hb-hCHb-hC

96679667

eines die Blattwinkelachse kreuzenden Bolzens 4 am Rotorarm 2 bzw. an dessen Gabelschenkeln 2.1 und andererseits über ein Gabelstück 3.1 mittels zweier zur Blattwinkelachse symmetrisch angeordneter Bolzen 5 an der Blattwurzel 1 befestigt. Das Elastomerlager 3 erfüllt die Funktion eines Blattwinkellagers, welches in Blattlängsrichtung druckbelastbar ist, d.h. die Blattfliehkräfte aufzunehmen vermag. a bolt 4 crossing the blade angle axis on the rotor arm 2 or on its fork legs 2.1 and on the other hand via a fork piece 3.1 by means of two bolts 5 arranged symmetrically to the blade angle axis attached to the leaf root 1. The elastomer bearing 3 fulfills the function of a blade angle bearing, which in The longitudinal direction of the blade can be subjected to pressure, i.e. is able to absorb the centrifugal forces of the blade.

Die bei einem derartigen schwenk- und schlaggelenklosen Blattanschluß nötige Abstützung der Blattwurzel 1 bzw. des über das Elastomerlager 3 hinaus sich erstreckenden Blat'twurzelendes 1.1 an der Rotornabenbasis 6 erfolgt mittels eines zur Blattwinkelachse koaxialen Lagerzapfens 7 in einem Radial-Elastomerlager 8, wobei jener über ein Gabelstück 7.1 mittels zweier Bolzen 9 an dem Blattwurzelende 1.1 angeschlossen ist. Um hierbei eine Schwenkdämpfung des betreffenden Rotorblattes zu erzielen, ist über einen begrenzten Blattschwenkwinkel fürThe necessary support of the blade root 1 or of the blade root end 1.1 extending beyond the elastomer bearing 3 on the rotor hub base 6 takes place by means of a bearing journal 7 coaxial to the blade angle axis in a radial elastomer bearing 8, with the latter is connected via a fork piece 7.1 by means of two bolts 9 to the blade root end 1.1. To do this a To achieve swivel damping of the rotor blade concerned is over a limited blade swivel angle for

2020th

Bewegungsfreiheit sowohl der Blattwurzel 1 bzw. des Blattwurzelendes 1.1 gegenüber dem Axial-Radial-Elastomerlager 3 bzw. dessen Gabelstück 3.1 als auch des Lagerzapfens 7 mit dessen Radial-Elastomerlager 8 gegenüber der Rotornabenbasis 6 gesorgt. Zu diesem ZweckFreedom of movement for both the leaf root 1 and the Blade root end 1.1 compared to the axial-radial elastomer bearing 3 or its fork piece 3.1 as well as the bearing pin 7 with its radial elastomer bearing 8 opposite the rotor hub base 6 is taken care of. To this end

2525th

sind zum einen die Verbindungsbolzen 5 für das Gabelstück 3.1 (des Axial-Radial-Elastomerlagers 3) in den zugeordneten Bohrungen der Blattwurzel 1 mit radialem Spiel angeordnet. Außerdem sitzt der Außenkörper 8.1 des Radial-Elatomerlagers 8 mit entsprechendem Spiel in Blattschwenkrichtung in der Rotornabenbasis 6. Zum anderen sind die Auflageflächen 3.1.1 des Gabelstücks 3.1 (des Axial-Radial-Elastomerlagers 3), an welchen unter der Wirkung der Blattfliehkräfte sich die Blattwurzel 1 bzw. das Blattwurzelende 1.1 abstützt, sowie die Auflageflächen 6.1 der Rotornabenbasis 6, an welchen infolgeare on the one hand the connecting bolts 5 for the fork piece 3.1 (of the axial-radial elastomer bearing 3) in the associated bores of the blade root 1 with radial Game arranged. In addition, the outer body 8.1 of the radial elastomer bearing 8 sits with a corresponding play in Blade pivoting direction in the rotor hub base 6. On the other hand, the bearing surfaces 3.1.1 of the fork piece 3.1 (of the axial-radial elastomer bearing 3), on which under the leaf root 1 or the blade root end 1.1 is supported, as well as the bearing surfaces 6.1 of the rotor hub base 6, on which as a result

, — — i BAD OFHGINAC, - - i BAD OFHGINAC

MBBMBB

PatentabteilungPatent department

14.01.85,01/14/85, Hb-hcHb-hc 96679667

O 24IAO 24IA

dec Blattschlagbewegungen sich dec Lagerzapfen 7 übec den Außenkörper 8.1 des Radial-Elastomerlagers 8 abstützt, durch je einen verschleißmindernden Belag 10 bzw. 11 beispielsweise aus sog. Teflongewebe als Gleitlagerflächen ausgebildet.dec blade flapping movements dec bearing pin 7 is supported by the outer body 8.1 of the radial elastomer bearing 8, by a wear-reducing coating 10 or 11, for example made of so-called Teflon fabric as sliding bearing surfaces educated.

1010 1515th 2020th 2525th 3030th

Zwangsläufig wicd es folglich unter dec (Blattfliehkcaft-)Dcuckwickung des Blattwurzelendes 1.1 und des Lager-Außenkörpers 8.1 auf diese Auflageflächen 3.1.1 bzw. 6.1 zu einer Reibungsdämpfung dec begrenzt zugelassenen Schwenk- bzw. Auslenkbewegungen des Blattwurzelendes l.l und des Lagerzapfens 7 kommen. Hierbei ist die zwangsläufige Rückführung des ausgelenkten Blattwurzelendes 1.1 und. Lageczapfens 7 durch elastisch nachgiebige Stützglieder 12 bzw. 13 sichergestellt, wobei die einen Stützglieder 12 als Elastomerbuchsen in den Bohrungen dec Blattwurzel 1 (oder des Gabelstücks 3.1) für die Verbindungsbolzen 5 zwischen der Blattwurzel l und dem Gabelstück 3.1 des Axial-Radial-Elastomerlagers 3 angeordnet und die anderen Stützglieder 13 als Elastomerfedern in paralleler Anordnung zur Blattschlagebene zwischen dem Radial-Elastomerlager 8 bzw. dessen Außenkörper 8.1 und dec Rotornabenbasis 6 eingefügt sind.Inevitably, therefore, it wraps itself under the (leaf-fleeing) pressure of the blade root end 1.1 and the bearing outer body 8.1 on these bearing surfaces 3.1.1 or 6.1 to a friction damping dec limited permitted pivoting or deflection movements of the blade root end l.l and the journal 7 come. This is the inevitable return of the deflected leaf root end 1.1 and. Lageczapfens 7 ensured by elastically yielding support members 12 and 13, respectively the one support members 12 as elastomer bushings in the bores dec blade root 1 (or of the fork piece 3.1) for the connecting bolt 5 between the blade root l and the fork piece 3.1 of the axial-radial elastomer bearing 3 arranged and the other support members 13 as elastomer springs in a parallel arrangement to the blade lay plane between the radial elastomer bearing 8 or the outer body 8.1 and the rotor hub base 6 are inserted.

Selbstverständlich können auch anstelle dec Auflageflächen 3.1.1 und 6.1 odec zusätzlich zu diesen die korrespondierenden Auflageflächen der Blattwurzel 1 bzw. des dem Lageczapfen 7 zugeordneten Elastomerlagers 8(am Außenkörper 8.1) mit einem verschleißmindernden Belag versehen sein.Of course, instead of the support surfaces 3.1.1 and 6.1 or in addition to these, the corresponding Contact surfaces of the blade root 1 or of the elastomer bearing 8 assigned to the bearing pin 7 (on the Outer body 8.1) be provided with a wear-reducing coating.

3535

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Claims (4)

Patentabteilung 14.01.85, O 24IA Rotorblattanschluß Patentansprüche 10 15 20 25 30 35Patent department 01/14/85, O 24IA rotor blade connection claims 10 15 20 25 30 35 1. Anschluß eines Rotorblattes an einer Rotornabe über einen gabelförmigen Rotorarm mittels eines in einer Ausnehmung der Blattwurzel zwischen dessen beiden Gabelschenkeln angeordneten, in Blattlängsrichtung druckbelastbaren Blattwinkellagers, welches ,mit den Gabelschenkeln und der Blattwurzel durch wenigstens einen die Qotordrehebene kreuzenden Bolzen verbunden ist, wobei das Blattwurzelende über einen zur Blattwinkelachse koaxialen Lagerzapfen an der Basis der Rotornabe in Blattschlag- und Blattschwenkrichtung gestützt ist, dadurch gekennzeichnet , daß sowohl die Blattwurzel (1) gegenüber dem Blattwinkellager (3) als auch der Lagerzapfen (7) gegenüber der Rotornabenbasis (6) über einen begrenzten Blattschwenkwinkel bewegungsfrei ist, wobei die in Blattfliehkraftwirkungsrichtung die Blattwurzel (1) und in Blattschlagrichtung den Lagerzapfen (7) oder ein diesem zugeordnetes Lager (8) stützenden Auflageflächen (3.1.1 bzw. 6.1) des Blattwinkellagers (3) bzw. der Rotornabenbasis (6) bewegungsdämpfend wirksam sind mit den korrespondierenden Auflageflächen der Blattwurzel (1) bzw. des Lagers (8) des Lagerzapfens (7).1. Connection of a rotor blade to a rotor hub via a fork-shaped rotor arm by means of an in one Recess of the blade root arranged between its two fork legs, in the longitudinal direction of the blade pressure-resistant blade angle bearing, which, with the fork legs and the blade root is connected by at least one bolt crossing the Qotor plane of rotation, wherein the blade root end via a bearing journal coaxial to the blade angle axis at the base of the rotor hub in Sheet flapping and sheet pivoting direction is supported, characterized in that both the Blade root (1) opposite the blade angle bearing (3) and the bearing pin (7) opposite the rotor hub base (6) is free of movement over a limited blade pivot angle, the direction of the blade centrifugal force the blade root (1) and, in the direction of blade flapping, the bearing pin (7) or a bearing assigned to it (8) supporting bearing surfaces (3.1.1 or 6.1) of the blade angle bearing (3) or the rotor hub base (6) dampens movement are effective with the corresponding contact surfaces of the blade root (1) or the bearing (8) of the journal (7). 2. Rotorblattanschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die der Blattwurzel (1) und dem Blattwinkellager (3) zugeordneten Verbindungsbolzen (5) in elastisch nachgiebigen Stützgliedern (12) gebettet sind und daß in paralleler Anordnung zur Blattschlagebene zwischen dem Lager (8) des Lager-2. rotor blade connection according to claim 1, characterized in that the blade root (1) and the connecting bolt (5) assigned to the blade angle bearing (3) in elastically flexible support members (12) are embedded and that in a parallel arrangement to the blade lay plane between the bearing (8) of the bearing MBBMBB PatentabteilungPatent department 14.01.85, 0241A1/14/85, 0241A Hb-heHb-hey 96679667 2020th 2525th 3030th Zapfens (7) und der Rotornabenbasis (6) elastisch nachgiebige Stützglieder (13) eingefügt sind.Pin (7) and the rotor hub base (6) elastically resilient Support members (13) are inserted. 3. Rotorblattanschluß nach Anspruch 2, g e kennzeichnet durch eine Bettung der Verbindungsbolzen (5) mittels der elastisch nachgiebigen
Stützglieder (12) in den zugeordneten Verbindungsbohrungen entweder der Blattwurzel (1) oder des
Blattwinkellagers (3).3. Rotor blade connection according to claim 2, characterized by a bedding of the connecting bolts (5) by means of the elastically resilient
Support members (12) in the associated connecting bores of either the blade root (1) or the
Blade angle bearing (3). 1515th 4. Rotorblattanschluß nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet , daß die Auflageflächen (3.1Vl; 6.1) des Blattwinkellagers (3) und der Rotornabenbasis (6) und /oder die korrespondierenden Auflageflächen der Blattwurzel (1) bzw. des dem Lagerzapfen
(7) zugeordneten Lagers (8) als Gleitlagerflächen ausgebildet sind.4. rotor blade connection according to claim 1, characterized
characterized in that the bearing surfaces (3.1Vl; 6.1) of the blade angle bearing (3) and the rotor hub base (6) and / or the corresponding bearing surfaces of the blade root (1) or the bearing pin
(7) associated bearing (8) are designed as sliding bearing surfaces. 3535
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