DE3639168A1 - Hubschrauber-hauptrotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hubschrauber-Hauptrotor. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einem Gelenkrotor der Bauart mit einer drehantreibbaren rohrförmigen Antriebswelle, einer am oberen Ende der rohrförmigen Antriebswelle vorgesehenen Nabe, einer Anzahl von sich von der Nabe aus radial nach außen erstreckenden und jeweils mit einem Verstellhebel für den Anstellwinkel versehenen Rotorblättern, einem koaxial zur Antriebswelle und wenigstens abschnittsweise innerhalb dieser angeordneten feststehenden Welle, einer auf der feststehenden Welle gehalterten oszillierenden Plattenanordnung, einer Anzahl von an der oszillierenden Plattenanordnung angeschlossenen, zur Veränderung des Anstellwinkels dienenden Steuerstangen, einer mit der Nabe verbundenen Abschlußglocke zum Schutz der oszillierenden Plattenanordnung und mit die Abschlußglocke durchgreifenden Kipphebeln, von denen jeder einen zugeordneten Anstellwinkel-Verstellhebel mit der oszillierenden Plattenanordnung verbindet.

Bei bekannten Rotoren der vorerwähnten Bauart weist die rohrförmige Antriebswelle üblicherweise einen an der Unterseite der Nabe anliegenden oberen Flansch auf, während die Abschlußglocke einen auf der Oberseite der Nabe aufliegenden unteren Flansch aufweist. Die beiden Flansche sind - durch die Nabe hindurch - mittels Durchsteckbolzen miteinander verbunden, welche zur Aufnahme von durch die zusammenwirkenden Kräfte zwischen der rohrförmigen Antriebswelle und der Nabe erzeugten Biegebeanspruchungen in zugeordnete Durchgangsbohrungen in der Nabe selbst eingepreßt sind.

Eine solche Verbindung der Glocke, Nabe und der rohrförmigen Antriebswelle erschwert jede Montage, Demontage, Inspektion und/oder Wartungsarbeiten an der oszillierenden Plattenanordnung in hohem Maße, weil der Zugang zu besagter Plattenanordnung nur nach Abnahme der Glocke möglich ist, was dadurch weiter erschwert wird, daß die durch die Nabe und den Flansch der rohrförmigen Antriebswelle getriebenen Stifte oder Bolzen entfernt werden müssen.

Mit anderen Worten, bei bekannten Rotoren der in Frage stehenden Bauart erfordert jedes Arbeiten an der oszillierenden Platte die Demontage des gesamten Rotors.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Rotor der in Frage stehenden Bauweise so auszugestalten, daß die geschilderten Nachteile vermieden sind, d. h. einen Rotor zu schaffen, der jedes Arbeiten an der oszillierenden Plattenanordnung einfach, schnell und preisgünstig auszuführen erlaubt.

Ausgehend von dieser Aufgabenstellung ist erfindungsgemäß ein Hubschrauber-Hauptrotor mit einer drehantreibbaren rohrförmigen Antriebswelle, einer am oberen Ende der rohrförmigen Antriebswelle vorgesehene Nabe, einer Anzahl von sich von der Nabe aus radial nach außen erstreckenden und jeweils mit einem Verstellhebel für den Anstellwinkel versehenen Rotorblättern, einer koaxial zur Antriebswelle und wenigstens abschnittsweise innerhalb dieser angeordneten feststehenden Welle, einer auf der feststehenden Welle gehalterten oszillierenden Plattenanordnung, einer Anzahl von an der oszillierenden Plattenanordnung angeschlossenen, zur Veränderung des Anstellwinkels dienenden Steuerstangen, einer mit der Nabe verbundenen Abschlußglocke zum Schutz der oszillierenden Plattenanordnung und mit die Abschlußglocke durchgreifenden Kipphebeln, von denen jeder einen zugeordneten Anstellwinkel-Verstellhebel mit der oszillierenden Plattenanordnung verbindet, vorgesehen, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß die Nabe als integraler Teil der rohrförmigen Antriebswelle ausgebildet ist, daß die Abschlußglocke an der Nabe nur mittels demontierbarer Verbindungselemente angeschlossen ist, wobei jeder Kipphebel mit der oszillierenden Plattenanordnung durch eine Gelenkverbindung gekoppelt ist, welche jeweils einen relativ zur Abschlußglocke radial verlaufenden Bolzen aufweist, und daß die Abschlußglocke mit seitlichen Zugangsöffnungen versehen ist, die jeweils zu einem zugeordneten Bolzen ausgerichtet sind.

Die Erfindung ist nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung eines nicht als Beschränkung zu verstehenden Ausführungsbeispiels näher erläutert, und zwar zeigt:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines in der erfindungsgemäßen Weise ausgestalteten Hubschrauber-Hauptrotors, wobei der besseren Übersichtlichkeit halber Teile weggelassen sind; und

Fig. 2 einen Axialschnitt durch einen Mittelabschnitt des in Fig. 1 gezeigten Rotors in größerem Maßstab.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Hauptrotor eines (nicht gezeigten) Hubschraubers bezeichnet. Der Rotor 1 weist eine im wesentlichen senkrecht verlaufende Hauptwelle 2 auf, welche an ihrem unteren Ende winkelig mit dem Abtrieb eines (nicht gezeigten) Untersetzungsgetriebe-Gehäuses verbinden ist, welches seinerseits wiederum am Abtrieb einer (ebenfalls nicht gezeigten) Antriebseinheit des besagten Hubschraubers angeschlossen ist.

Die Welle 2 weist einen unteren Abschnitt 3 und einen koaxial zu diesem ausgerichteten oberen Abschnitt 4 auf, deren einander zugewandte Enden jeweils mit einem Ringflansch 5 und 6 versehen sind, welche mit Durchgangsbolzen 7 miteinander verbunden sind.

Das obere Ende der Welle 2 ist mit einem sich radial nach außen vergrößernden Abschnitt versehen, der eine Nabe 8 für den Anschluß einer Anzahl von sich von der Nabe 8 aus radial nach außen erstreckenden Rotorblättern 9 an der Welle 2 bildet. Die Nabe 8 weist einen integral mit dem oberen Ende des oberen Abschnitts 4 der Welle 2 verbundenen Ringabschnitt 10 und eine Anzahl von radial vom inneren Abschnitt 10 aus nach außen vortretenden Ansätzen 11 auf, welche in einer im wesentlichen rechtwinklig zur Achse der Welle 2 verlaufenden Ebene liegen.

Jeder der Ansätze 11 wird - in bekannter Weise - von einem U-förmigen Gabelbügel 12 durchsetzt, der mit seiner konkaven Seite in bezug auf die Welle 2 derart radial nach außen weisend angeordnet ist, daß er mit seinem bogenförmig gekrümmten Mittelabschnitt 13 an einem entsprechend gekrümmten äußeren Abschnitt des geweiligen Ansatzes 11 angreift, mit welchem er über ein zwischengeschaltetes elastomeres Lagerelement 14 zusammenwirkt. Jeder Gabelbügel 12 weist zwei von den gegenüberliegenden Enden des bogenförmigen Mittelabschnitts 13 aus parallel zueinander verlaufende Schenkel 15 auf, welche einen Befestigungskopf 16 eines zugeordneten Rotorblatts 9 umgreifen, an welchem sie mittels Durchgangsbolzen 17 befestigt sind. Die Bolzen 17 legen darüber hinaus auf dem Befestigungskopf 16 des jeweiligen Rotorblatts 9 die gegenüberliegenden Schenkel 18 eines weiteren U-förmigen Gabelbügels 19 fest, welcher den inneren Abschnitt des Befestigungskopfs 16 umgibt und integral mit einem Anstellwinkel-Verstellhebel 20 verbunden ist, der vom jeweiligen Gabelbügel 19 aus im wesentlichen in der Ebene der Nabe 8 und rechtwinklig zur Ebene des zugeordneten Gabelbügels 12 aus nach außen vorspringt.

Wie insbesondere in Fig. 2 gezeigt ist, haltert die Nabe 8 eine im wesentlichen topfförmige Abschlußglocke oder einen Abschlußdom 21, welcher von einer konvexen Seitenwand 22 gebildet wird, die an ihrer Oberseite durch eine Abschlußwand 23 verschlossen ist und an ihrer Unterseite mit einem Flansch 24 versehen ist, der mittels Stiften 25 koaxial zur Welle 2 auf dem inneren Ringabschnitt 10 der Nabe 5 zentriert und an besagtem Ringabschnitt 10 mittels Durchgangsbolzen 26 befestigt ist, welche gleitend verschiebbar durch Durchgangsbohrungen 26 a in der Nabe 8 hindurchgesteckt sind.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist die Welle 2 in ihrem Innern mit einer im wesentlichen zylindrischen rohrförmigen Welle 27 versehen, deren (nicht gezeigtes) unteres Ende integral mit dem (nicht gezeigten) Gehäuse der besagten Antriebseinheit des Hubschraubers verbunden ist, während ihr oberes Ende in die Abschlußglocke 21 vortritt und mittels eines zwischengeschalteten Lagers 28 in einer mittig in der Abschlußwand 23 vorgesehene Öffnung 29 gehalten ist. Die Öffnung 29 ist durch einen mit Schrauben 31 auf der Außenfläche der Abschlußwand 23 befestigten Deckel 30 verschlossen.

Auf dem in das Innere der Abschlußglocke 31 ragenden Abschnitt der Welle 27 ist drehbar und axial verschieblich eine zylindrische Hülse 32 angeordnet, deren oberer Abschnitt von einem verdickten Kopf 33 gebildet wird, der an seiner äußeren Oberfläche 34 die Form einer ringförmig umlaufenden Kugelabschnittsfläche hat, während der untere Abschnitt ein radial nach außen gerichtetes Auge 35 aufweist.

Unterhalb der Hülse 32 ist die Welle 27 integral mit einer weiteren zylindrischen Hülse 36 mit einem radial nach außen weisenden Auge 37 verbunden. Das Auge 37 seinerseits ist über einen Gelenkmechanismus 38 so mit dem Auge 35 verbunden, daß die Hülse 32 sich axial auf der Welle 27 verschieben, jedoch nicht um die Achse dieser Welle drehen kann.

Die Oberfläche 34 ist in einer mittigen sphärischen Sitzfläche 39 einer oszillierenden Plattenanordnung 40 aufgenommen, die innerhalb der Abschlußglocke 21 auf der Welle 27 gehaltert ist.

Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, weist die Plattenanordnung 40 einen im folgenden als "fester Ring" bezeichneten Innenring 41 auf, der in (nicht gezeigter) bekannter Weise auf dem verdickten Kopf 33 derart winkelmäßig festgelegt ist, daß er in bezug auf den Kopf 33 in beliebige Richtungen um den Mittelpunkt der Oberfläche 34 verschiebbar ist, sich jedoch nicht um die Achse der Welle 27 drehen kann. Auf dem festen Ring 41 ist drehbar ein im folgenden als "drehbarer Ring" bezeichneter Außenring 42 gehaltert, wobei zwei Lager 43 zwischengeschaltet sind, die ihrerseits mittels zweier durch eine Anzahl von Schrauben 46 und 47 am festen Ring 41 einerseits bzw. am drehbaren Ring 42 andererseits befestigter Halteringe 44 und 45 in Axialrichtung festgelegt sind.

Der feste Ring 41 ist im Innern mit zwei übereinander angeordneten ringförmigen Einsätzen versehen, die koaxial zur Welle 27 angeordnet sind und die innere Form von ringförmig umlaufenden Kugelabschnittsflächen haben; der untere Einsatz 48 ist dabei mit Preßpassung im festen Ring 41 festgelegt, während der obere Einsatz 49 mit Schrauben 46 am festen Ring 41 befestigt ist. Die sphärischen Innenflächen der beiden Einsätze 48 und 49 bilden eine sphärische Sitzfläche 39.

Von der Unterseite des festen Rings 41 treten radial nach außen gabelförmige Ansätze 50 vor (, von denen nur einer gezeigt ist), deren Zahl gleich der Anzahl der Rotorblätter 9 ist und die jeweils mittels eines zugeordneten Kugelgelenks 51 am oberen Ende einer zugeordneten Steuerstange 52 zur Veränderung des Rotorblatt-Anstellwinkels angeschlossen sind. Die Steuerstangen 52 verlaufen innerhalb des Ringraums 53 zwischen der Innenfläche der Welle 2 und der Außenfläche der Welle 27 in Abwärtsrichtung.

Von der Außenfläche des drehbaren Rings 42 treten radial nach außen Arme 54 vor (, von denen wiederum nur einer gezeigt ist), welche in Abwärtsrichtung gebogen sind und deren Zahl wiederum der Anzahl der Rotorblätter 9 entspricht. Zusammen mit dem drehbaren Ring 42 bildet jeder Arm 54 eine an der Unterseite offene radiale Gabelung 55, durch welche ein Bolzen 56 radial zur Welle 27 und zu einer zugeordneten Öffnung 57 in der Seitenwand 22 der Glocke 21 ausgerichtet eingesetzt ist. Die Öffnung 57 ist durch einen abnehmbaren Deckel 58 verschlossen. Die gegenüberliegenden Enden jedes Bolzens 56 sind drehbar innerhalb radialer Durchgangsbohrungen 59 und 60 koaxial zur zugeordneten Öffnung 57 gelagert, wobei die eine Bohrung 59 im drehbaren Ring 42 und die andere im zugeordneten Arm 54 ausgebildet ist. Ein kugelförmig verdickter Mittelabschnitt jedes Bolzens 56 bildet den Innenteil eines Kugelgelenks 61, durch welches der Bolzen 56 am freien Ende eines ersten Hebelarms 62 eines Kipphebels 63 angeschlossen ist, dessen Mittelabschnitt in (nicht gezeigter) bekannter Weise innerhalb einer zugeordneten Öffnung 64 in der Seitenwand 22 der Glocke 21 gelagert ist, während der zweite Hebelarm 65 sich aus der Glocke 21 nach außen über die Nabe 8 erstreckt.

Wie in Fig. 1 erkennbar ist, wird das freie Ende jedes Hebelarms 65 von einem Gabelkopf 66 gebildet, an welchem über ein Kugelgelenk 67 das obere Ende einer zugeordneten Verbindungsstange 68 angeschlossen ist, welche längenverstellbar und mit ihrem unteren Ende über ein Kugelgelenk 69 mit einer Gabelung 70 am freien Ende eines zugeordneten Anstellwinkel-Verstellhebels 20 verbunden ist.

Die Art und Weise, in welcher die Steuerstangen 52, die oszillierende Plattenanordnung 40, die Kipphebel 63, die Verbindungsstangen 68 und die Verstellhebel 20 die periodische und die gemeinsame Blattverstellung der Rotorblätter 9 in der erforderlichen Weise bewirken, ist bekannt und muß deshalb hier nicht weiter erläutert werden.

Hingewiesen werden soll jedoch andererseits auf die durch den speziellen Aufbau der Welle 2 und der Abschlußglocke 21 im Vergleich zu bekannten Ausgestaltungen erreichten Vorteile.

Zum einen ist beim beschriebenen Rotor 1 die Nabe 8 integral mit der Welle 2 verbunden. Demzufolge müssen keine Bolzen oder Stifte zur Verbindung der Nabe mit der Hauptwelle eingeführt werden und die Abnahme der Abdeckung der oszillierenden Plattenanordnung 40 ist erheblich einfacher.

Zum anderen erleichtert die Tatsache, daß die Welle 2 aus zwei demontierbar miteinander verbundenen Abschnitten 3 und 4 besteht, die Bildung des oberen Abschnitts 4 und der integralen Nabe 8, während es gleichzeitig möglich ist, den Rotor 1 abzunehmen und/oder zur Lagerung abzuschwenken, indem einfach die Durchgangsbolzen 7 entfernt werden.

Schließlich ermöglicht die spezielle Ausgestaltung und Anordnung der Gabelung 55 und der zugeordneten Bolzen 56 sowie die Anordnung der zugeordneten Öffnung 57 in der Abschlußglocke 21 die Montage, die Entfernung und/oder Überprüfung der Bolzen 56 innerhalb der Durchgangsbohrungen 59 und 60 durch die Öffnungen 57 hindurch, ohne daß hierzu die Abschlußglocke 21 abgenommen werden muß.

Claims (6)

1. Hubschrauber-Hauptrotor mit einer drehantreibbaren rohrförmigen Antriebswelle, einer am oberen Ende der rohrförmigen Antriebswelle vorgesehenen Nabe, einer Anzahl von sich von der Nabe aus radial nach außen erstreckenden und jeweils mit einem Verstellhebel für den Anstellwinkel versehenen Rotorblättern, einer koaxial zur Antriebswelle und wenigstens abschnittsweise innerhalb dieser angeordneten feststehenden Welle, einer auf der feststehenden Welle gehalterten oszillierenden Plattenanordnung, einer Anzahl von an der oszillierenden Plattenanordnung angeschlossenen, zur Veränderung des Anstellwinkels dienenden Steuerstange, einer mit der Nabe verbundenen Abschlußglocke zum Schutz der oszillierenden Plattenanordnung und mit die Abschlußglocke durchgreifenden Kipphebeln, von denen jeder einen zugeordneten Anstellwinkel-Verstellhebel mit der oszillierenden Plattenanordnung verbindet, dadurch gekennzeichnet,
daß die Nabe (8) als integraler Teil der rohrförmigen Antriebswelle (2) ausgebildet ist,
daß die Abschlußglocke (21) an der Nabe (8) nur mittels demontierbarer Verbindungselemente angeschlossen ist, wobei jeder Kipphebel (63) mit der oszillierenden Plattenanordnung (40) durch einen Gelenkmechanismus gekoppelt ist, welcher jeweils einen relativ zur Abschlußglocke radial verlaufenden Bolzen (56) aufweist, und
daß die Abschlußglocke (21) mit seitlichen Zugangsöffnungen (57) versehen ist, die jeweils zu einem zugeordneten Bolzen (56) ausgerichtet sind.

2. Rotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die demontierbaren Verbindungselemente von Bolzen (26) gebildet werden, von denen jeder gleitend verschiebbar in eine zugeordnete, in der Nabe (8) gebildete Durchgangsbohrung (26 a) eingreift.

3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die drehantreibbare rohrförmige Welle (2) im wesentlichen senkrecht angeordnet ist und einen oberen und einen unteren Abschnitt (4; 3) aufweist, die koaxial zueinander ausgerichtet und demontierbar miteinander verbunden sind, wobei der obere Abschnitt (4) mit der Nabe (8) zu einem einzigen integralen Bauteil vereinigt ist.

4. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die oszillierende Plattenanordnung (40) einen festen Innenring (41) und einen Außenring (42) aufweist, der mit der rohrförmigen Welle (2) drehbar ausgebildet ist, daß mehrere in ihrer Anzahl der Zahl der Rotorblätter (9) entsprechende gebogene Arme (54) vom Außenring (42) radial nach außen vortreten, und daß jeder der gebogenen Arme (54) zusammen mit dem Außenring (42) eine Gabelung (55) bildet, durch welche jeweils ein Bolzen (56) hindurchgeführt ist, die in bezug auf die Abschlußglocke (21) in einer Radialebene liegen.

5. Rotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der gebogenen Arme (54) eine erste Durchgangsbohrung (60) aufweist, daß der Außenring (42) in der Nachbarschaft des gebogenen Arms (54) mit einer zweiten Durchgangsbohrung (59) versehen ist, und daß die erste und die zweite Durchgangsbohrung (60; 59) zueinander und zur seitlichen Zugangs-Öffnung (57) in der Abschlußglocke (21) ausgefluchtet sind und die gegenüberliegenden Enden jeweils eines der Bolzen (56) haltern.

6. Hubschrauber-Hauptrotor im wesentlichen wie beschrieben und in der beigefügten Zeichnung dargestellt.