DE3518856C2 - Maschinen- und Antriebsanordnung für Hubschrauber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschinen- und Antriebsan­ ordnung für Hubschrauber gemäß dem Oberbegriff des Haupt­ anspruchs

Bei Hubschraubern sind die Antriebsmaschine und die An­ triebseinheit zum Antrieb der Rotoren und sonstiger Ver­ braucher üblicherweise durch ein zwischen dem Gehäuse der Antriebsmaschine und dem Gehäuse der Antriebsein­ heit angeordnetes Gelenkelement miteinander verbunden.

Dieses Gelenkelement weist üblicherweise einen aus zwei Segmenten bestehenden rohrförmigen Körper auf. Eines der Segmente ist starr mit dem Gehäuse der Antriebsein­ heit verbunden, während das andere Segment starr mit dem Maschinengehäuse verbunden ist, und die beiden Segmente sind durch ein Kugelgelenk oder Kardangelenk miteinander verbunden. Das rohrförmige Gelenkelement nimmt eine Ge­ lenkwelle oder Kardanwelle auf, die die Ausgangswelle der Antriebsmaschine mit der Eingangswelle der Antriebs­ einheit verbindet.

Die Verwendung eines Gelenkelements mit einem Kugelge­ lenk führt zu Problemen, wenn es sich bei dem Kugelge­ lenk, wie in vielen Fällen üblich, um ein elastomeres Gelenk handelt. In diesem Fall können die Gelenkwelle und die Antriebseinheit nur ausgebaut werden, wenn die Antriebsmaschine aus den Halterungen zur Befestigung an der tragenden Konstruktion des Hubschraubers gelöst und ihrerseits aus der tragenden Konstruktion entfernt wird.

Die Erfindung ist darauf gerichtet, diesen Nachteil zu überwinden und einen Ausbau der Gelenkwelle und/oder der Antriebseinheit zu ermöglichen, ohne daß die Antriebs­ maschine gelöst oder ausgebaut werden muß.

Eine erfindungsgemäße Maschinen- und Antriebsanordnung für Hubschrauber umfaßt eine Antriebsmaschine, eine Antriebseinheit, eine den Ausgang der Antriebsmaschine mit dem Eingang der Antriebseinheit verbindende Gelenk­ welle und ein die Gelenkwelle aufnehmendes rohrförmiges Gelenkelement, das an einem Ende lösbar mit dem Gehäuse der Antriebsmaschine und am anderen Ende lösbar mit dem Gehäuse der Antriebseinheit verbunden ist und we­ nigstens zwei durch ein Kugelgelenk miteinander verbun­ dene Segmente aufweist, und ist dadurch gekennzeichnet, daß we­ nigstens eines der beiden Segmente wenigstens zwei ko­ axiale Abschnitte aufweist, die teleskopisch miteinan­ der verbunden und durch lösbare Befestigungsorgane in einer vorgegebenen axialen Position miteinander verbind­ bar sind.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist ein axialer Schnitt durch eine erfindungsgemäße Maschinen- und An­ triebsanordnung für Hubschrauber, bei der einzelne Bauteile fortgelas­ sen wurden; und

Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1.

Gemäß Fig. 1 umfaßt eine Maschinen- und Antriebsanordnung 1 für Hubschrauber einen Motor oder eine Maschine 2, ei­ ne Antriebseinheit 3 und eine Gelenkwelle 4, die die Ausgangswelle 5 der Maschine 2 mit der Eingangswelle 6 der Antriebseinheit 3 verbindet.

Die Gelenkwelle 4 weist drei koaxiale Abschnitte 7, 8 und 9 auf. Die Abschnitte 7 und 9 sind an entgegenge­ setzten Enden des mittleren Abschnitts 8 angeordnet und mit Endabschnitten 10 und 11 versehen, die jeweils über Keil-Kupplungen 12, 13 mit der Ausgangswelle 5 bzw. der Eingangswelle 6 verbunden sind. Der Endabschnitt 10 weist eine Anzahl äußerer Keile auf, die in nicht ge­ zeigte innere Keilnuten der Ausgangswelle 5 eingreifen, und springt von einem einstückigen Gehäuse 14 vor, das mit einem ringförmigen Endflansch 15 versehen ist. Der Endflansch 15 ist mit gleichmäßig auf dem Umfang des Gehäuses 14 verteilten, radial nach außen vorspringen­ den Ösen 16 versehen. Der Endabschnitt 11 weist eine Anzahl innerer Keile auf, die in entsprechende äußere Keile der Eingangswelle 6 eingreifen, und springt von einem einstückig mit dem Endabschnitt 11 ausgebildeten Gehäuse 17 vor. Das Gehäuse 17 weist einen ringförmi­ gen Endflansch 18 auf, der mit gleichmäßig auf dem Um­ fang verteilten, radial nach außen vorspringenden Ösen 19 versehen ist, die mit den Ösen 16 übereinstimmen.

Der Abschnitt 8 der Gelenkwelle ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und an den entgegengesetzten En­ den mit zwei ringförmigen Flanschen 20 und 21 versehen, die an dem Endflansch 15 bzw. 18 anliegen und jeweils den gleichen Durchmesser wie der betreffende Endflansch aufweisen. Die Flansche 20 und 21 sind ebenfalls mit radial nach außen vorspringenden Ösen 22, 23 versehen, die an den Ösen 16 bzw. 19 der Gehäuse 14 und 17 an­ liegen.

Der Abschnitt 8 ist durch einen ersten Satz von Schrau­ ben 24, die sich durch koaxiale Öffnungen der paarweise aneinanderliegenden Ösen 22 und 16 erstrecken, und durch einen zweiten Satz von Schrauben 25, die sich durch koaxiale Öffnungen der paarweise aneinanderliegenden Ösen 23 und 19 erstrecken, starr mit den Abschnitten 7 und 9 verbunden.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist die Antriebseinheit 3 ein Gehäuse 26 mit einem rohrförmigen Fortsatz 27 auf. Die Eingangswelle 6 ist mittels eines Lagers 28 drehbar in dem rohrförmigen Fortsatz 27 abgestützt, und das freie Ende der Eingangswelle ist mit Hilfe einer Ringmutter 29 in Axialrichtung in dem Gehäuse 17 fest­ gelegt.

Das freie Ende des Fortsatzes 27 bildet eine zu der Eingangswelle 6 koaxiale ringförmige Fläche 30, die mit Hilfe einer Anzahl von Schrauben 31 mit einem End­ flansch 32 eines rohrförmigen Gelenkelements 33 verbun­ den ist. Das andere Ende des Gelenkelements bildet ei­ nen zweiten Flansch 34, der mit einem Flansch 35 an einem Gehäuse 36 der Maschine 2 verbunden ist. Die Flansche 34 und 35 sind im wesentlichen koaxial zuein­ ander angeordnet und durch eine Anzahl von Schrauben 37 miteinander verbunden, die in gleichmäßigen Winkelab­ ständen um die Gelenkwelle 4 angeordnet sind.

Das Gelenkelement 33 weist zwei rohrförmige Segmente 38 und 39 auf, die jeweils einstückig mit dem Flansch 32 bzw. 34 ausgebildet und durch ein elastomeres Kugel­ gelenk 40 miteinander verbunden sind.

Das rohrförmige Segment 39 weist einen ersten zylin­ drischen Abschnitt 41 auf, der einstückig mit dem Flansch 34 ausgebildet ist und von diesem aus in Richtung auf das Kugelgelenk 40 vorspringt. An seinem dem Gehäuse 26 zugewandten Ende weist der Abschnitt 41 einen ringförmigen äußeren Flansch 42 auf, der durch Schrauben 45 mit einem ringförmigen inneren Flansch 43 eines zweiten Abschnitts 44 des Segments 39 verbunden ist. Der Abschnitt 44 umfaßt einen von dem äußeren Rand des Flansches 43 in Richtung auf das Gehäuse 26 vorspringenden zylindrischen Körper 46 und einen ke­ gelstumpfförmigen Körper 47, der sich an das von dem Flansch 43 abgewandte Ende des zylindrischen Körpers 46 anschließt und in Richtung auf das Gehäuse 26 ver­ jüngt ist. An der Übergangsstelle zwischen den Körpern 46 und 47 weist der Abschnitt 44 einen ringförmigen äußeren Flansch 48 auf, der von Schrauben 49 durch­ setzt ist. Jede der Schrauben 49 greift in eine ent­ sprechende Öffnung eines äußeren Flansches 50 an einem kegelstumpfförmigen Ring 51 ein, der außerhalb des ke­ gelstumpfförmigen Körpers 47 angeordnet ist und durch rohrförmige Abstandshalter 52 auf den Schrauben 49 in einem vorgegebenen Abstand zu dem Körper 47 gehalten wird, so daß zwischen dem Körper 47 und dem Ring 51 ein ringförmiger, kegelstumpfförmiger Sitz 53 gebil­ det wird, der zu der dem Gehäuse 26 zugewandten Seite hin offen ist.

In den Sitz 53 greift ein ringförmiger, kegelstumpfför­ miger Endabschnitt 54 des Segments 38 ein. Der Endab­ schnitt 54 ist beweglich mit dem Körper 47 und dem Ring 51 verbunden mit Hilfe zweier kegelstumpfförmi­ ger elastomerer Ringe 55 und 56, die zur Bildung des Kugelgelenks 40 zwischen dem Endabschnitt 54 und dem Körper 47 bzw. zwischen dem Endabschnitt 54 und dem Ring 51 eingefügt und an die betreffenden Bauteile an­ vulkanisiert sind.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, weisen die Flansche 42 und 43 zueinander komplementäre freie Ränder 57 und 58 mit annähernd sinusförmigem Verlauf auf, die jeweils eine Anzahl von Flügeln 59 bzw. 60 bilden. Die Flügel 59 und 60 sind gleichmäßig und mit übereinstimmenden Abständen um die Achse des Segments 39 verteilt und derart ange­ ordnet, daß jeder der Flügel 59 an einem der Flügel 60 anliegt. Diese Anordnung wird dadurch erreicht, daß die einander entsprechenden Ränder 57 und 58 um einen hal­ ben Flügelabstand gegeneinander versetzt sind.

Die Flügel-Paare 59, 60 sind jeweils durch eine der Schrauben 45 miteinander verbunden, die sich durch ko­ axiale Öffnungen 61 und 62 der Flügel erstreckt.

Nach dem Lösen der Schrauben 37, 45 und 31 kann das rohr­ förmige Gelenkelement 33 gelöst und in der Länge ver­ kürzt werden, in dem die Segmente 38 und 39 um den er­ wähnten halben Flügelabstand relativ zueinander gedreht werden, so daß die komplementären Ränder 57 und 58 mit­ einander fluchten. Bei dieser Anordnung der Ränder kann der Flansch 42 durch den Flansch 43 geschoben und somit das Gelenkelement 33 axial verkürzt werden, so daß die Schrauben 24 und 25 zugänglich werden.

Nach dem Entfernen der Schrauben 24 und 25 wird der Ab­ schnitt 7 der Gelenkwelle axial in Bezug auf die Aus­ gangswelle 5 verschoben, so daß der Abschnitt 8 axial freigegeben wird und zusammen mit dem gesamten Gelenk­ element 33 entfernt werden kann. Die Ringmutter 29 und der Abschnitt 9 der Gelenkwelle lassen sich sodann leicht von außen entfernen, so daß das Gehäuse 26 und die gesamte Antriebseinheit 3 ausgebaut werden können, ohne daß die Maschine 2 hiervon in irgendeiner Weise beeinflußt wird.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann das Gelenkelement 30 mehr als zwei miteinander verbundene Segmente aufweisen, und mehrere dieser Segmente können aus lösbaren, teleskopisch gegeneinander verschiebba­ ren Abschnitten wie den Abschnitten 41 und 44 bestehen. Die Form der Flansche 42 und 43 kann ebenfalls abwei­ chend von dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel gewählt werden, soweit gewährleistet ist, daß eine Folge von Vorsprüngen und Lücken vorhanden ist, die derart geformt ist, daß in wenigstens einer Winkelstel­ lung die Vorsprünge des einen Flansches axial in die Lücken des anderen Flansches einführbar sind und daß in wenigstens einer anderen Winkelstellung die Vorsprün­ ge beider Flansche derart überlappen, daß sie durch Schrauben oder ähnliche Befestigungsmittel miteinander verbunden werden können.

Claims (3)

1. Maschinen- und Antriebsanordnung für Hubschrauber, mit einer Antriebsmaschine, einer Antriebseinheit, einer den Ausgang der Antriebsmaschine mit dem Eingang der Antriebseinheit verbindenden Gelenkwelle und einem die Gelenkwelle aufnehmenden rohrförmigen Gelenkelement, das an einem Ende lösbar mit dem Gehäuse der Antriebs­ maschine und am anderen Ende lösbar mit dem Gehäuse der Antriebseinheit verbunden ist und wenigstens zwei durch ein Kugelgelenk miteinander verbundene Segmente auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß we­ nigstens eines der beiden Segmente (38, 39) wenigstens zwei koaxiale Abschnitte (41, 44) aufweist, die teles­ kopisch miteinander verbunden und durch lösbare Be­ festigungsorgane (32, 43, 45) in einer vorgegebenen axialen Position miteinander verbindbar sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Befestigungsorgane einen äußeren Flansch (42) und einen inneren Flansch (43) umfassen, die jeweils von einem der einander zuge­ wandten Enden der beiden Abschnitte (41, 44) vorspringen und zueinander komplementäre Ränder aufweisen und die in einer Stellung, in der die komplementären Ränder ge­ geneinander versetzt sind, durch lösbare Verbindungs­ organe (45) miteinander verbunden sind.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Ränder einen annähernd sinusförmigen Verlauf haben, daß die beiden Flansche (42, 43) einander entsprechende Anzahlen von Flügeln (59, 60) aufweisen, die in gleichmäßigen und für beide Flansche übereinstimmenden Abständen um die Achse des Segments (39) verteilt sind, daß die Flügel (59) des einen Flansches (42) derart um einen halben Flügel­ abstand gegenüber den Flügeln (60) des anderen Flansches (43) versetzt sind, daß die Flügel der beiden Flansche einander paarweise gegenüberliegen,und daß die einander gegenüberliegenden Flansche jeweils durch eines der lösbaren Verbindungsorgane (45) miteinander verbunden sind.