DE3739758A1 - Hubschrauber-hilfsrotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hilfsrotor für einen Hub­ schrauber.

Hilfsrotoren von modern konzipierten Hubschraubern um­ fassen üblicherweise eine zentrale Nabe mit mindestens zwei peripheren Rotorblättern, von denen jedes eine Wurzel aufweist, die an dem gegen die Nabe gerichteten Ende mit zwei Bohrungen versehen ist.

Bei bekannten solchen Rotoren ist jedes Rotorblatt mit der Nabe über ein zwischengeschaltetes Verbindungsele­ ment verbunden, welches zwischen dem zugehörigen Rotor­ blatt und der Nabe angeordnet ist und sich im wesent­ lichen koaxial zu dem Rotorblatt erstreckt. An einem Ende trägt das Verbindungselement eine Gabel, die an der zugehörigen Rotorblattwurzel angreift und mit dem Rotorblatt über zwei Stifte verbunden ist. Am anderen Ende ist jedes Verbindungselement rohrförmig ausgebil­ det und trägt zwei axiale Ansätze, die eine Bohrung definieren, um die Rotorblatt-Verbindungselement-Anord­ nung an der Nabe anzulenken, und zwar mittels eines Kugelgelenks. Ferner ist an diesem Ende des Verbindungs­ elements ein seitlicher Ansatz zum Anschluß eines He­ bels für eine Änderung des Anstellwinkels vorgesehen.

Für jedes der Rotorblätter trägt die Nabe ein im we­ sentlichen radiales Blatt, das mit dem zugehörigen Rotorblatt im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene liegt. Jedes Blatt erstreckt sich im Inneren des rohr­ förmigen Endes des zugehörigen Verbindungselementes und ist mit letzterem über ein axiales elastomeres Lager verbunden.

Es ergibt sich also, daß bei bekannten Hilfsrotoren der vorstehend diskutierten Art der Anschluß der Rotor­ blätter an die Nabe extrem kompliziert ist, und zwar bedingt durch den Einsatz der Verbindungselemente. Noch gravierender schlägt zu Buche, daß die für die Verbindungselemente erforderliche Festigkeit in hohem Maße dazu beiträgt, das Gesamtgewicht des Hilfsrotors als Ganzes zu erhöhen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hilfsrotorkonstruktion zu schaffen, die die obigen Nachteile vermeidet, das heißt, die vor allem einfach und leichtgewichtig ist.

Dieses Ziel vor Augen, schafft die Erfindung einen Hub­ schrauber-Hilfsrotor mit einer Nabe und mindestens zwei radial von der Nabe abstehenden Rotorblättern, von denen jedes eine Wurzel zu seinem Anschluß an die Nabe und einen Träger aufweist, der seinerseits zwei Flügel trägt, die sich über die Vorderseite bzw. die Rückseite des Rotorblattes erstrecken, wobei die Nabe eine Mittel­ platte und für jedes Rotorblatt ein Blatt aufweist, das von der Mittelplatte nach außen ragt und am zugehörigen Rotorblatt befestigt ist, und zwar ist der erfindungs­ gemäße Hilfsrotor dadurch gekennzeichnet, daß sich die beiden Flügel jedes Rotorblattes divergierend entlang der Wurzel erstrecken unter Bildung einer Gabel, an der die Mittelplatte angreift, daß ein Kuglegelenk zwischen der Gabel und der Mittelplatte angeordnet ist, daß sich jedes Blatt innerhalb der Gabel erstreckt und daß ein Axialanschluß zwischen jedem Blatt und dem Träger des zugehörigen Rotorblattes angeordnet ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines bevor­ zugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der bei­ liegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 einen axialen Teilschnitt durch einen erfin­ dungsgemäßen Hilfsrotor;

Fig. 2 einen z.T. geschnittenen Grundriß eines zum Rotor nach Fig. 1 gehörenden Rotorblattes, wobei einige Teile aus Gründen der Vereinfachung fortgelassen sind;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt einer Einzelheit nach Fig. 1;

Fig. 5 einen Schnitt einer Einzelheit nach Fig. 4.

Fig. 1 zeigt einen Hubschrauber-Hilfsrotor 1, dessen Nabe 2 eine Platte 3 aufweist, die sich senkrecht zur nicht dargestellten Drehachse des Rotors 1 erstreckt und von der mindestens zwei Blätter 4 (von denen le­ diglich eines dargestellt ist) nach außen abstehen. Die Blätter liegen in der Ebene der Platte 3, wobei jedes an ein zugehöriges Rotorblatt 5 angeschlossen ist.

Wie insbesondere aus Fig. 2 und 3 hervorgeht, umfaßt jedes Blatt 5 einen Träger 6, der vorzugsweise aus Verbundmaterial hergestellt ist und sich über die volle Länge des zugehörigen Rotorblatts 5 erstreckt, wobei er für letzteres im wesentlichen einen Vorderabschnitt definiert.

Der Träger 6 hat einen im wesentlichen C-förmigen Querschnitt und umfaßt einen vorderen Zentralkern 7, von dem zwei Flügel 8 entlang der Hinter- bzw. Vorder­ fläche des Rotorblattes 5 nach rückwärts abstehen. Der Träger 6 trägt eine rohrförmige äußere Abdeckung 9, die ihrerseits eine äußere Abdeckung 10 aus Stahllamellen aufweist, deren Vorderabschnitt, der sich um die Vor­ derkante des Rotorblattes 5 herum erstreckt, eine weitere, abriebfeste Abdeckung 11 aufweist. Der hin­ tere Abschnitt jedes Rotorblattes 5 besteht aus Waben 12 mit einer äußeren Abdeckhaut 13, deren Vorderab­ schnitt z.T. die Abdeckung 10 aus Stahllamellen über­ deckt, um die Waben 12 am Träger 6 zu befestigen.

Jedes Rotorblatt 5 besteht im wesentlichen aus einem Flügelabschnitt 14, der vom freien (nicht dargestellten) Ende des Rotorblattes 5 ausgeht und einen im wesent­ lichen konstanten Querschnitt besitzt, und aus einem Wurzelabschnitt 15 zum Anschluß des Rotorblattes 5 an die Nabe 2. Die beiden Abschnitte jedes Rotorblattes 5 werden durch eine Querrippe 16 gegeneinander abgesetzt, die gemäß Fig. 3 zwischen die Flügel 8 des Trägers 6 eingreift. Entlang des Flügelabschnitts 14 behält der Träger 6 einen im wesentlichen konstanten Querschnitt bei, wobei die Flügel 8 im wesentlichen parallel gehal­ ten werden. Von der Querrippe 16 aus einwärts umfassen die Flügel 8 gemäß Fig. 1 Abschnitte 17, die diver­ gieren, bis eine zweite Rippe 18 das innere Ende der Honigwaben 12 definiert. Die Flügel 8 erstrecken sich über die Rippe 18 hinaus und bilden weitere zugehörige parallele Abschnitte 19, deren gegen die Hinterkante des zugeordneten Rotorblattes 5 gerichtete Enden mit einer Abdeckplatte 20 verbunden sind. Letztere defi­ niert zusammen mit den Abschnitten 19 und dem zugehö­ rigen Zentralkern 7 ein rohrförmiges Element 21, das im wesentlichen parallel zur Längsachse des Rotorblattes 5 verläuft und an dem gegen die Nabe 2 gerichteten Ende offen ist.

Gemäß Fig. 2 erstreckt sich die Abdeckhaut 13 über das von der Rippe 18 definierte innere Ende der Waben 12 hi­ naus und umhüllt zum Teil das rohrförmige Element 21, um zwischen dessen Abdeckplatte 20 und der Rippe 18 eine Kammer 22 zu bilden, in der zwei bekannte stati­ sche Auswuchtvorrichtungen 23 an der Rippe 18 bzw. an der Abdeckplatte 20 befestigt sind.

Gemäß Fig. 1 und 2 bildet jeder Abschnitt 19 der Flügel 8 am freien Ende des rohrförmigen Elements 21 einen Vor­ sprung 24, der sich, bezogen auf das zugehörige Rotor­ blatt 5, in Achsrichtung erstreckt und mit dem anderen, gegenüberliegenden Vorsprung 24 eine Gabel 25 zur Hal­ terung eine Stiftes 26 bildet. Hierzu weist jeder Vor­ sprung 24 eine Durchgangsöffnung 27 auf, deren Rand von einem Verstärkungsstreifen 28 umgeben ist. Letzterer besteht aus Kunststoff, umschlingt die zugehörige Durchgangsöffnung 27 und erstreckt sich über den ge­ samten Wurzelabschnitt 15 bis zur Querrippe 16. Zuge­ hörige koaxiale Buchsen 29 sind in die Durchgangsöff­ nungen 27 eingetrieben und dort eingebunden. Sie stehen im Eingriff mit den entgegengesetzten Enden des Stiftes 26.

Ein Mittelabschnitt des Stiftes 26 erstreckt sich durch eine diametrale Öffnung 30 in einem Kugelkörper 31 eines Kugelgelenks, welches das Rotorblatt 5 mit der Platte 3 verbindet. Der Kugelkörper 31 sitzt in einer Öffnung 32 der Mittelplatte 3 und steht im Eingriff mit einem Einsatz 33, der einen Kugelsitz 34 für den Kugel­ körper 31 definiert.

Wie insbesondere aus Fig 1 und 4 ersichtlich, erstreckt sich jedes Blatt 4 axial innerhalb des zugehörigen rohr­ förmigen Elements 21 und trägt an seinem freien Ende einen Kopf 35 mit einer Durchgangsöffnung 36. Letztere läuft parallel zur Durchgangsöffnung 27 und steht in drehbarem Eingriff mit dem Mittelabschnitt eines Ge­ lenkstiftes 37, dessen entgegengesetzte Enden aus dem Kopf 35 vorstehen und in zugehörige Öffnungen 38 in den Armen einer axialen Gabel 39 eines Hohlstiftes 40 eingreifen. Letzterer gehört zu einem Axialanschluß 41, der das Blatt 4 mit dem zugehörigen Rotorblatt 5 ver­ bindet.

Insbesondere aus Fig. 4 geht hervor, daß der Axialan­ schluß 41 in eine Öffnung 42 eingreift, die in einem Abschnitt der Rippe 18 zwischen den Flügeln 8 liegt. Er umfaßt eine Kappe 43, die mit ihrer konkaven Seite gegen das zugehörige Blatt 4 gerichtet ist und eine zylindrische Seitenwand 45 aufweist, welche luftdicht in der Öffnung 42 sitzt und mit der Rippe 18 verbunden ist. Ferner weist die Kappe 43 eine Stirnwand 46 sowie einen Flansch 47 auf, der vom freien Ende der Seiten­ wand 45 nach außen absteht und gemäß Fig. 5 zwei Ohren 48 trägt, die jeweils eine durchgehende Gewindebohrung 49 enthalten.

Der Axialanschluß 41 umfaßt ferner eine zylindrische Buchse 50 aus selbstschmierendem Material, die innen in die Seitenwand 45 der Kappe 43 eingepaßt ist und eine Teflon-beschichtete Innenfläche 5 i aufweist, welche auf der Außenfläche des Hohlstiftes 40 sitzt, und zwar unter Zwischenschaltung einer Dichtung 52. An ihrem dem Blatt 4 zugewandten Ende trägt die Buchse 50 einen Flansch 53 mit nicht dargestellten Durchgangsöffnungen, durch die ebenfalls nicht dargestellte Schrauben hin­ durchgehen, die in die Gewindebohrungen 49 eingreifen, um die Buchse 50 an der Kappe 43 zu sichern.

Gemäß Fig. 4 weist der Hohlstift 40 einen axialen Schlitz 54 auf, der der Stirnwand 46 der Kappe 43 ge­ genüberliegt und mit der Atmosphäre über eine Entlüf­ tung 55 in Verbindung steht.

Nach Fig. 2 sind die Abschnitte 19 der Flügel 8 außen durch zugehörige Metallplatten 56 abgedeckt, die die Außenenden der zugehörigen Buchsen 29 umgeben und je­ weils Lappen 57 bilden. Die Lappen 57 stehen im wesent­ lichen radial vom rohrförmigen Element 21 ab und bil­ den eine Gabel 58, um in einstellbarer Weise eine Stange 59 aufzunehmen, die an ihrem einen Ende eine Schale 60 zum Anschluß an einen (nicht dargestellten) Hebel zur Änderung des Anstellwinkels aufweist.

Wie es sich aus der obigen Beschreibung ergibt, ist je­ des Rotorblatt 5 des Rotors 1 direkt mit der Nabe 2 verbunden, ohne daß es zwischengeschalteter Verbin­ dungselemente bedürfte. Auch kann ein direkter An­ schluß an den Hebel zur Einstellung des Anstellwinkels erfolgen.

Aufgrund der obigen Merkmale wird das Gewicht des hier beschriebenen Rotorblattes 5 und folglich also auch des kompletten Rotors 1 beträchtlich reduziert. Außer­ dem ergibt das Fortlassen des zwischengeschalteten Verbindungselements zwischen Rotorblatt 5 und Nabe 2 eine größere Zuverlässigkeit des Rotors 1 sowie auch verminderte Herstellungskosten.

Claims (6)

1. Hubschrauber-Hilfsrotor mit einer Nabe (2) und mindestens zwei radial von der Nabe abstehenden Rotorblättern (5), von denen jedes eine Wurzel (15) zu seinem Anschluß an die Nabe (2) und einen Träger (6) aufweist, der seinerseits zwei Flügel (8) trägt, die sich über die Vorderseite bzw. die Rückseite des Rotorblattes erstrecken, wobei die Nabe (2) eine Mittelplatte (3) und für jedes Rotorblatt (5) ein Blatt (4) aufweist, das von der Mittelplatte (3) nach außen ragt und am zugehörigen Rotorblatt (5) befestigt ist, dadurch gekennzeich­ net, daß sich die beiden Flügel (8) jedes Rotor­ blattes (5) divergierend entlang der Wurzel (15) erstrecken unter Bildung einer Gabel (25), an der die Mittelplatte (3) angreift, daß ein Kugelgelenk (31, 32) zwischen der Gabel (25) und der Mittelplat­ te (3) angeordnet ist, daß sich jedes Blatt (4) innerhalb der zugehörigen Gabel erstreckt und daß ein Axialanschluß (41) zwischen jedem Blatt (4) und dem Träger (6) des zugehörigen Rotorblattes (5) angeordnet ist.

2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedes Rotorblatt (5) mindes­ tens eine erste Querrippe (18) aufweist, die zwi­ schen den beiden divergierenden Flügeln (8) des Trägers (6) angeordnet ist, und daß der Axialan­ schluß (41) zwischen jedem Blatt (4) und der zugehö­ rigen Querrippe (18) vorgesehen ist.

3. Rotor nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Axialanschluß (41) jedes Rotorblattes (5) einen am freien Ende des zugehöri­ gen Blattes (4) angelenkten Stift (40) und eine Buchse (50) aufweist, in die der Stift (40) axial gleitend eingreift, daß die Querrippe (18) eine zwischen den zughörigen divergierenden Flügeln (8) liegende Durchgangsöffnung (42) aufweist und daß die Buchse (50) unter Zwischenschaltung von Dicht­ mitteln (43) in der zugehörigen Durchgangsöffnung (42) sitzt.

4. Rotor nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dichtmittel eine Kappe (43) umfassen, die in der zugehörigen Durchgangsöffnung (42) sitzt und an der Querrippe (18) befestigt ist, wobei ihre konkave Seite gegen das zugehörige Blatt (4) weist, und daß eine lösbare Verriegelung vorge­ sehen ist, um die Buchse (50) axial gegenüber der zugehörigen Kappe (43) festzulegen.

5. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabel (25) seitlich geschlossen ist, um ein rohrförmiges Element (21) zu bilden, in das das zugehörige Blatt (4) ein­ greift, und daß eine Einrichtung (60) zum Anschluß des zugehörigen Rotorblattes (5) an einen Hebel zur Verstellung des Anstellwinkels seitlich von dem rohrförmigen Element (21) absteht und einstückig mit letzterem verbunden ist.

6. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rotorblatt (5) eine Zwischenrippe (16) aufweist und daß die beiden zugehörigen Flügel (8) von der Zwischenrippe (16) aus divergieren.