DE567585C - Tragflaechenrotor fuer Flugzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Tragflächenrotor für Flugzeuge, bei dem mehrere z. B. durch den Fahrwind des Flugzeuges in Umlauf gesetzte Tragflächen um eine im wesentliehen senkrechte Achse drehbar und an eine gemeinsame Achsnabe derart angelenkt sind, daß sie unter der Einwirkung des Auf- und Abtriebes, des Trägheitsvermögens und der Zentrifugalkräfte unabhängig voneinander verschiedene Stellungen einnehmen können. Bei Rotoren dieser Art sind die einzelnen Tragflächen überdies so gelagert, daß sie unabhängig voneinander in der Hauptdrehebene schwingen können. Man hat nun bereits Vorrichtungen zur Begrenzung der senkrechten Einzelbewegungen jeder Tragfläche, also der Bewegungen quer zur Hauptdrehebene verwendet. Bei diesen Vorrichtungen wurde das Herabsinken der ruhenden und das Abwärtsschwingen der umlaufenden Tragflächen mittels Zugseile oder Zugstangen begrenzt, die von einer oberen Verlängerung der Rotornabe getragen werden. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, diese senkrechten Schwingbewegungen durch Anschlage zu begrenzen, mit denen die Tragflächen und deren Lenker in ihren unteren.Endstellungen zusammenwirkten. Diese Anschläge waren aber einerseits auf besonderen Tragarmen angeordnet, die aerodynamische Nachteile bieten, anderseits ließen die Anschläge keine freien Schwingbewegungen der Tragflächen in deren Hauptdrehebene zu.

Erfindungsgemäß werden diese Nachteile nun dadurch beseitigt, daß die Anschläge auf der Umlaufnabe mit den Lenkern oder deren senkrechten Gelenkzapfen derart zusammenwirken, daß die Längsholme der Tragflächen nur an solchen Punkten abgestützt sind, die mit den senkrechten Zapfen zusammenfallen oder zwischen diesen Zapfen und der Rotorachse liegen, und ferner die Tragflächen jederzeit unbehindert um die senkrechten Zapfen schwingen können.

Zwei Ausführungsformen der Erfindung sind auf der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.

Fig. ι zeigt teils in Ansicht und teils im Schnitt die Tragflächenrotornabe mit zum Teil abgebrochen veranschaulichten Tragflächen.

Fig. 2 zeigt eine Abänderungsform in der gleichen Darstellung wie Fig. 1. 50'

Der Tragflächenrotor nach Fig. 1 besteht aus mehreren Fußstützen 3, die sich vom Flugzeugrumpf nach oben erstrecken und deren obere Enden durch einen Knopf 4 zusammengehalten sind. Oberhalb des Kopfes erstreckt. sich eine Achse 5, auf der die Rotornabe 6

frei drehbar gelagert ist. Zwischen die zueinander beweglichen Teile 5 und 6 sind Lager 7 eingeschaltet.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 sind die Tragflächen des Rotors an die Nabe 6 mittels im wesentlichen waagerecht liegender Drehzapfen 8 angelenkt, die mit Anschlußgliedern 9 zusammenwirken. Die um den Zapfen 8 drehbaren Glieder 9 sind ihrerseits mittels ίο eines im wesentlichen senkrecht stehenden Zapfens 11 an ein gabelförmiges Verbindungsstück 10 angelenkt. Bei dieser Ausführungsform ist der Holm 12 jeder Tragfläche an dem Verbindungsstück 10 befestigt. Infolge dieser Lagerung der Tragflächen auf zwei Gelenkzapfen können die Tragflächen unabhängig voneinander die verschiedenartigsten Stellungen innerhalb sowie quer zu der Drehebene einnehmen, in welcher die Tragflächen um die Achse 5 umlaufen.

Nach der Erfindung sind Anschläge zur Begrenzung der Bewegung der einzelnen Tragflächen um ihre im wesentlichen waagerechten Drehzapfen 6 vorgesehen. Zu diesem Zweck läuft das untere Ende der Nabe 6 in einen vorspringenden Kranz 13 aus. Dieser Kranz erstreckt sich bis unterhalb der Anschlußglieder 9 für die Tragflächen. Außerdem ist der Kranz 13 mit einzelnen nachgiebigen Kissen 14 ausgerüstet, die vorzugsweise aus Gummi bestehen. =——^Diea-Guiaaaikiss 1iad-s«-aBgeordRetrtiaß-sie von den im wesentlichen senkrechten Gelenkzapfen 11 berührt werden, sobald die Tragflächen nach unten schwingen. Ferner sind nach der Erfindung Mittel vorgesehen, welche eine Schwingbewegung der Tragflächen nach oben um die Zapfen 8 begrenzen. • Zu diesem Zweck sind bei der Ausführungsform nach Fig. 1 oberhalb der Anschlußglieder 9 für die Tragflächen Ansätze 15 an der Nabe 6 angeordnet.

Bezüglich der Wirkung der beschriebenen Anschläge ist zu betonen, daß die Auftriebsund Trägheitskräfte, die während des ordnungsmäßigen Fluges auf die Tragflächen ausgeübt werden, so bemessen sind, daß die Tragflächen sowohl von dem oberen als auch von dem unteren Anschlag einen hinreichenden Abstand haben. Infolgedessen haben die Tragflächen während des normalen Fluges die Möglichkeit, sich unter dem Einfluß der verschiedenen beim Flug auftretenden Kräfte um ihre im wesentlichen waagerechten Gelenkzapfen 8 frei zu drehen. Die Anschläge treten also hierbei nur in Tätigkeit, um eine übermäßige Schwingbewegung jeder einzelnen Tragfläche zu begrenzen. Wenn jedoch das Flugzeug auf dem Erdboden steht und hierbei der Tragflächenrotor sich in Ruhe befindet oder mit nur sehr geringer Geschwindigkeit umläuft, ist die Abstützung der einzelnen Tragflächen zweckmäßig, damit sie nicht so weit herabsinken, daß sie andere Teile des Flugzeuges, z. B. den Propeller oder den Schwanzteil des Flugzeugrumpfes, berühren. Die unteren, mit den Gummiklötzen 14 versehenen Anschläge sind so angeordnet, daß die Tragflächen unter den angegebenen Verhältnissen in einer Stellung abgestützt sind, in der sie einen hinreichenden Abstand von anderen Teilen des Flugzeuges haben. Wie bereits oben erwähnt, wurde es bisher in dem Fall, daß die einzelnen Tragflächen des Rotors unabhängig voneinander an die gemeinsame Rotornabe oder Rotorachse angeschlossen sind, für notwendig gehalten, die Nabe oder Achse nach oben zu verlängern und von dem oberen Ende dieser Verlängerung zu den einzelnen Tragflächen Halteseile oder andere Stützglieder zu führen, damit die Tragflächen trotz ihrer Sicherung im Ruhezustand gegen zu tiefes Herabsinken unabhängig voneinander beim Flug frei schwingen können. Stützglieder dieser Art sind besonders dort notwendig gewesen, wo sowohl waagerechte als auch senkrechte Drehzapfen angeordnet waren, da bei dieser Bauart die Tragflächen sowohl seitlich als auch auf- und abwärts schwingen können. Obgleich Stützvorrichtungen dieser Art die gewünschte Wirkung hatten, zeigen sie doch verschiedene Nachteile, nämlich insofern, als diese Mittel einen beträchtlichen Abtrieb haben

. 'Ferner werden

beim Zerreißen dieser Stützglieder die Tragflächen beschädigt.

Wie erwähnt, ist der obere Anschlag 15 angeordnet, um für den Fall, daß die Tragflächen mit geringer Geschwindigkeit umlaufen und hierbei von einem Windstoß getroffen werden, eine zu große Aufwärtsschwingung der Tragflächen zu verhindern. Diese Aufgabe können die bisher verwendeten Halteseile überhaupt nicht mehr übernehmen. Zweckmäßig ist der Anschlag 15 so angeordnet, daß, sobald eine Tragfläche aufwärts schwingt und gegen den Anschlag stößt, die Abwärtsschwingung der Tragfläche nicht groß genug ist, um unzulässig große Kräfte auf den unteren Anschlag auszuüben. Auf diese Weise können die Tragflächen alle beim normalen Flug in Frage kommenden Bewegungen frei ausführen; gleichzeitig werden übermäßige Bewegungen der Tragflächen in einem solchen Maße beschränkt, daß eine Beschädigung der Tragflächen selbst oder der Rotornabe insbesondere dann vermieden ist, wenn das Flugzeug auf dem Erdboden steht. Gegebenenfalls können den Gummiklötzen 14 gleichartige Blöcke auch an dem oberen Anschlag 15 vorgesehen sein.

Da die Klötze 14 mit den Zapfen 11 in Berührung kommen, haben die Tragflächen jederzeit völlige Bewegungsfreiheit um ihre im wesentlichen senkrechten Gelenkzapfen 11. und

zwar auch dann, wenn der Rotor anfängt, umzulaufen. In diesem Fall werden die Tragflächen natürlich von den Klötzen 14 getragen, können sich jedoch trotzdem frei um die Zapfen 11 drehen. Dazu muß beachtet werden, daß die Tragflächen verhältnismäßig große Schwingbewegungen um die senkrechten Zapfen ausführen, wenn die Tragflächen beim Start angetrieben werden.

to Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die Rotorachse 16 auf einem nur zum Teil veranschaulichten Ständer 17 gelagert. Auch bei dieser Ausführungsform ist eine Rotornabe 18 vorgesehen, die um die Achse 16 frei umläuft.

An die Nabe 18 sind die Tragflächen mittels waagerechter Zapfen 19 angelenkt, die mit nach außen gerichteten durchbohrten Ansätzen 27 zusammenwirken. Auf jedem Zapfen 19 ist ein Lenker 20 gelagert. Zwischen den Teilen 16 und 18 sind Lager 31 eingeschaltet. Bei dieser Ausführungsform sind gabelförmige Verbindungsglieder 21 und im wesentlichen senkrechte Gelenkzapfen 22 mit den Lenkern 20 derart verbunden, daß jede einzelne Tragfläche für sich allein innerhalb der Hauptdrehebene schwingen kann. Die Tragflächenholme 23 sind in den gabelförmigen Anschlußgliedern 21 gelagert.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist ferner eine Startvorrichtung für den Rotor vorgesehen. Diese Vorrichtung besteht aus einer Trommel 24, die am unteren Ende der Nabe 18 angeordnet ist und ein Kegelrad 25 trägt, in das ein Antriebsritzel 26 eingreift. Diese Startvorrichtung wird nur in Benutzung genommen, wenn dem Tragflächenrotor beim Start eine Anfangsgeschwindigkeit erteilt werden soll. Obgleich diese Startvorrichtung nicht Gegenstand der Erfindung ist, soll sie doch nachstehend kurz beschrieben werden, um die Anwendbarkeit von Vorrichtungen dieser Art bei einem Rotor zu zeigen, der mit den Anschlägen nach der Erfindung ausgerüstet ist.
Nach Fig. 2 sind die Anschläge von einer Schulter 28 gebildet, die sich bis über den inneren, also der Achse 16 zugekehrten Teil 29 des Lenkers 20 erstreckt. Der Anschlag 28 kann mit den bei der Ausführungsform nach Fig. 1 verwendeten Polstern 14 ausgerüstet sein. Die Nabe 18 weist ferner vorspringende Ansätze 30 auf, die unterhalb der Lenker 20 an einer Stelle liegen, an der sie mit dem einwärts gekehrten Teil 29 des Lenkers zusammenwirken können, um eine Aufwärtsschwingung der Tragflächen um ihre Gelenkzapfen 19 zu verhindern. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß die Ausführungsformen nach Fig. 1 und 2 sich im wesentlichen durch die Anordnung der nahezu waagerechten Gelenkzapfen und die

fio Ausbildung der oberen und unteren Anschläge voneinander unterscheiden. Bei der Ausfühj rungsform nach Fig. 1 liegen die waagerechten Zapfen 8 verhältnismäßig dicht an der Achse 5, und die Anschläge sind so angeordnet, daß sie mit den Lenkern 9 an Punkten zusammenwirken, die radial unterhalb der Zapfen 8 liegen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 haben dagegen die waagerechten Zapfen 19 einen beträchtlichen Abstand von der Achse 16, und die Anschläge sind so angeordnet, daß sie mit den einwärts gekehrten Enden 29 des Lenkers 20 zusammenwirken. Auf diese Weise ist bei der Ausführungsform nach Fig. 1 die Schwingbewegung der Tragflächen durch Anschläge begrenzt, die unterhalb der Tragflächen liegen, während bei der Ausführungsform nach Fig. 2 das Abwärtsschwingen der Tragflächen durch Anschläge begrenzt wird, die oberhalb der Lenker liegen. Die anderen Anschläge sind bei beiden Ausführungsformen natürlich an der entsprechenden entgegengesetzten Stelle angeordnet.

Bei beiden Ausführungsformen der Erfindung ist der Vorteil erreicht, daß der etwa erforderliche Ausbau des Rotors und der an ihm befestigten Tragflächen zwecks Schmierung oder Überwachung erleichtert ist, weil keine außenliegenden Tragseile für die Tragflächen vorhanden sind. Es brauchen also solche Tragglieder nicht von den Tragflächen oder der Nabe gelöst zu werden. Auch die Abmontierung einzelner Tragflächen ist weitgehend erleichtert, da nur die waagerechten oder senkrechten Gelenkzapfen entfernt zu werden brauchen.

Die beiden Ausführungsformen, bei denen obere und untere Anschläge nahezu in der Ebene der zwischen der Nabe und der Achse angeordneten oberen und unteren Lager vorgesehen sind und die waagerechten Zapfen zwischen dem oberen und unteren Lager liegen, zeichnen sich durch große Widerstandsfähigkeit und dadurch aus, daß auf die Anschläge ausgeübte Kräfte unmittelbar und gleichmäßig verteilt werden. Außerdem sind beide Ausführungsformen, unter aerodynamischen Ge-Sichtspunkten betrachtet, besonders wirkungsvoll, weil keine frei liegenden Seile o. dgl. vorhanden sind und auch die Höhe der Nabe in Vergleich mit den bekannten Ausführungsformen beträchtlich vermindert ist. no

Die Ausführungsform nach Fig. 1 ist ferner deshalb besonders vorteilhaft, weil es möglich ist, die waagerechten Gelenkzapfen verhältnismäßig dicht an die Drehachse des Rotors zu legen.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 ist wiederum besonders zweckmäßig bei Verwendung bestimmter Arten von Startvorrichtungen, deren einzelne Teile leicht zugängig angeordnet werden können. Natürlich können solche Startvorrichtungen auch bei der Ausführungsform nach Fig. ι angewendet werden, da die Fig. 2 nur

eine Ausführungsmöglichkeit veranschaulicht. Die Ausführungsform nach Fig. 2 ist ferner besonders dann geeignet, wenn es die Bauart des Flugzeuges aus bestimmten Gründen für wünschenswert erscheinen läßt, die waagerechten Drehzapfen in einem größeren Abstand von der Drehachse anzuordnen.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Tragflächenrotor für Flugzeuge, bei dem mehrere Tragflächen mittels Lenker und je zwei rechtwinklig zueinander liegender Gelenkachsen unabhängig voneinander auf einer gemeinsamen Umlaufnabe derart gelagert sind, daß jede Tragfläche für sich allein sowohl quer als auch parallel zur Hauptdrehebene gerichtete Schwingungen ausführen kann, von denen die Querschwingungen durch Anschläge begrenzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (13,15; 28; 30) auf der Umlaufnabe mit den Lenkern (9; 20) oder deren senkrechten Gelenkzapfen (11) derart zusammenwirken, daß die Längsholme (12; 23) der Tragflächen nur an solchen Punkten abgestützt sind, die mit den senkrechten Zapfen zusammenfallen oder zwischen diesen Zapfen und der Rotorachse liegen, und ferner die Tragflächen jederzeit unbehindert um die senkrechten Zapfen schwingen können.
2. 2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Begrenzung der Abwärtsbewegung der Tragflächen bestimmten Anschläge (13) mit den'Ü senkrechten Gelenkzapfen (11) und die für die Begrenzung der Aufwärtsbewegung der Tragflächen bestimmten Anschläge (15) mit den Lenkern (9) zusammenwirken.
3. 3. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker (20) mit von den waagerechten Gelenkzapfen (19) nach innen gerichteten Ansätzen (29) versehen sind, die mit den Anschlägen (28, 30) zusammenwirken, welche die Auf- und Abwärtsbewegung der Tragflächen begrenzen.
4. 4. Rotor nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (z. B. 13) mit Polstern (14) versehen sind

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen