DE4105808A1 - Daempfungseinrichtung fuer ein rotorblatt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Dämpfung eines Rotorblattes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer derartigen z. B. durch die DE-PS 37 34 592 bekannten Dämpfungs­ einrichtung insbesondere für die Blattschwenkdämpfung ist die Flüssig­ keit des Dämpfers üblicherweise Silikonöl, welches relativ großen Temperaturschwankungen unterliegt (ca. -45°C bis 100°C) und folglich sein Volumen stark ändert. Dabei erzeugt das Fliehkraftfeld, in welchem sich die Dämpfungseinrichtung beim Blattumlauf befindet, einen erheb­ lichen Druckgradienten in der Dämpferflüssigkeit. Außerdem ist der Dämpfer Wechselbewegungen des Rotorblattes in Blattschwenkrichtung bis zu 7 Hz ausgesetzt. Unter solcher Belastung kommen zur Abdichtung des Arbeitszylinders des Dämpfers gegen dessen Kolbenstange allein Dich­ tungsbälge oder -membranen in Betracht, weil nur solche aus nachgiebigen oder flexiblen Werkstoffen bestehenden Hüllwände die Volumenschwankungen der Dämpferflüssigkelt aufnehmen können. Jedoch vermögen die üblichen Ausführungsformen dieser Dichtungen, wie Faltenbälge, erfahrungsgemäß dem Fliehkraftfeld nicht dauerhaft standzuhalten. Zumeist kommt es zu unkontrollierten (unabsehbaren) Verformungen und damit Reibungen des Faltenbalges am Arbeitszylinder mit der Folge eines frühen Verschleißes.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für eine Dämpfungs­ einrichtung der eingangs genannten Art die Abdichtung zwischen dem Arbeitszylinder und der Kolbenstange mittels eines Dichtungsbalges derart auszubilden, daß dessen Verformungen beherrschbar sind, d. h. absehbar ablaufen.

Diese Aufgabe ist bei einer gattungsgemäßen Dämpfungseinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Gegenüber Dichtungsbälgen von bei Rotorblättern bisher erprobten Dämpfungseinrichtungen können demnach Volumenschwankungen der Dämpfer­ flüssigkeit zu Volumenänderungen des Balges ausschließlich durch Quer­ schnittsänderungen führen, wobei die Formänderung des Balges auf eine Streckung in Blattfliehkraftwirkungsrichtung zunehmend bis zur Kolben­ endlage in ausgefahrener Stellung der Kolbenstange beschränkt ist, ohne jegliche elastische Dehnung, d. h. ohne Ausbeulen der Balgwandung. Diese Streckung des Balges im Blattfliehkraftfeld ist auf die gleichgerichtete Anordnung der beiden Balgenden zurückzuführen, der zufolge der Balg­ körper bereits in der Torusform eine Neigung in Blattfliehkraftwirkungs­ richtung aufweist.

Die Undehnbarkeit des Balges gemäß der Erfindung und damit die Möglich­ keit seiner Ausbildung gemäß dem Unteranspruch stellt zudem sicher, daß der Balg dauerhaft den Fliehkräften und dynamischen Beanspruchungen gewachsen ist.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Hierzu zeigt die Zeichnung im Querschnitt einen beispielsweise, wie in der DE-PS 37 34 592 offenbart, bei einem Rotorblatt mit biegeweichem Blatt­ hals zwischen dem Blattflügel und der Blattwurzel zur Blattschwenk­ dämpfung in Blattlängsrichtung sich erstreckenden Flüssigkeitsdämpfer, und zwar in

Fig. 1 in der eingefahrenen Stellung seiner Kolbenstange,

Fig. 2 in der ausgefahrenen Stellung der Kolbenstange,

Fig. 3 in der Mittelstellung der Kolbenstange.

Der dargestellte Flüssigkeitsdämpfer ist ein Kolbendämpfer mit einem Arbeitszylinder 1 für geradlinige Bewegungen zweier Kolben 2 in je einer z. B. mit (nicht dargestellten) Silikonöl gefüllten Zylinderkammer 1.1. Die Axialverschieblichkeit der Kolben 2 in der zugeordneten Zylinderkam­ mer 1.1 mittels einer Kolbenstange 3 wird dadurch sichergestellt, daß das Silikonöl über eine Bohrung 3.1 die hohle Kolbenstange 3 durchströ­ men kann. Die dabei erforderliche Abdichtung zwischen der Kolbenstange 3 und dem Arbeitszylinder 1 an dessen Einführungsöffnung ist durch einen undehnbaren Balg 4 beispielsweise aus einem glasfaserverstärkten Elastomer hergestellt.

Damit dieser Balg 4 (beim Umlauf des nicht dargestellten Rotorblattes) unter der Wirkung von in der angegebenen Pfeilrichtung 5 wirkenden Fliehkräften nur in deren Wirkungsrichtung formänderbar ist, hat der Balg 4 bei seiner maximalen Füllung mit Silikonöl in der bis zur Kolbenendlage eingefahrenen Stellung der Kolbenstange 3 (Fig. 1) eine einem Torus zumindest ähnliche Form, wobei eine zur Dämpferachse 3.2 rotationssymmetrische Ringfläche 4.1 des Balges 4 in am Arbeitszylinder 1 und an der Kolbenstange 3 gegen die Blattfliehkraftwirkungsrichtung (Pfeilrichtung 5) gerichtet befestigte, zylindrische Balgenden 4.2 bzw. 4.3 übergeht. Durch diese Gestaltung und Anordnung des Balges 4 wird sichergestellt, daß er im Fliehkraftfeld ausgehend von der eingefahrenen Stellung der Kolbenstange 3 gemäß Fig. 1 über deren Mittelstellung gemäß Fig. 3 bis zu deren ausgefahrenen Stellung gemäß Fig. 2 die Balgform nur durch Übergehen in eine zunehmend gestreckte, d. h. abgeflachte Form ändert. Der Balg 4 bedarf folglich, da er bei dieser definierten Formänderung ungedehnt bleibt, keiner Abstützung durch Wandungen o. dgl. ihn reibungsverschleißende Bauteile.

Es sei schließlich noch verdeutlicht, daß sich die Balgform gemäß Fig. 1 bei maximaler Füllung des Balges 4 mit Silikonöl infolge temperaturbe­ dingter Ölausdehnung, Ölfülltoleranz und größtem Dämpferweg, d. h. bei zusammengeschobenem Flüssigkeitsdämpfer bzw. eingefahrener Stellung der Kolbenstange 3 einstellt, wobei die Balgkontur bereits in Fliehkraft­ richtung (Pfeilrichtung 5) weist. Bei den sich in Fliehkraftrichtung abflachenden Balgformen beim Auseinanderziehen des Flüssigkeitsdämpfers (Fig. 3) bis zur ausgefahrenen Stellung der Kolbenstange 3 (Fig. 2) ist das aufzunehmende Ölvolumen auch durch eine reduzierte Ölausdehnung vermindert. Zu einer Größenänderung der Balgoberfläche kommt es dabei nicht, weshalb in der Balgwandung nur sog. Membranspannungen wirken. Wegen der relativ kleinen Biegeradien der Balgwandung sind auch die Biegespannungen gering.

Claims (2)

1. Einrichtung zur Dämpfung eines Rotorblattes, insbesondere für ein Drehflügelflugzeug, mittels eines in Blattlängsrichtung sich erstrecken­ den Flüssigkeitsdämpfers mit einem Arbeitszylinder für geradlinige Bewegungen eines Kolbens durch eine Kolbenstange, gegenüber welcher der Arbeitszylinder an seiner Einführungsöffnung für die Kolbenstange abgedichtet ist, gekennzeichnet durch eine Abdichtung mit einem undehnbaren Balg (4) in einer einem Torus zumindest ähnlichen Form bei maximaler Füllung desselben mit Dämpferflüssigkeit in der bis zur Kolbenendlage eingefahrenen Stellung der Kolbenstange (3), wobei eine zur Dämpferachse (3.2) rotationssymmetrische Ringfläche (4.1) des Balges (4) in am Arbeitszylinder (1) und an der Kolbenstange (3) gegen die Blattfliehkraftwirkungsrichtung gerichtet befestigte, zylindrische Balgenden (4.2, 4.3) übergeht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg (4) aus einem faserverstärkten, fluiddichten Werkstoff besteht.