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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Schmieren eines Leistungsgetriebes mit veränderlicher
Orientierung insbesondere für
ein Wandelflugzeug mit schwenkbaren Rotoren gemäß den im Oberbegriff des Anspruchs
1 angeführten
und auf diesem Fachgebiet gut bekannten Merkmalen.
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Ganz allgemein umfasst eine Vorrichtung zum
Schmieren eines Getriebes insbesondere:
- – Mittel
zur Durchführung
der Schmierung wie beispielsweise Pumpen, welche das Schmiermittel mindestens
einem zu schmierenden Bauteil (Zahnradgetriebe, Lager, ...) des
besagten Getriebes zuführen;
und
- – einen
Rückgewinnungsbehälter, welcher
das Schmiermittel des besagten Getriebes rückgewinnt.
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Bekanntlich erfolgt bei einem gewöhnlichen Getriebe
mit zeitlich konstanter Orientierung bezüglich der sich um dieses Getriebe
herum befindlichen Bauteile und der ganzen Struktur wie beispielsweise bei
einem Hauptgetriebe eines Hubschraubers der Rückfluss des Schmiermittels
in Richtung des Rückgewinnungsbehälters im
Allgemeinen ohne besondere Hilfsmittel durch einfache Schwerkraftwirkung,
wobei das Schmiermittel längs
der Wände
des Getriebes rinnt und von dem besagten Behälter direkt rückgewonnen
wird, dessen Eingangsöffnung
im tiefsten Teil des Getriebes angeordnet ist.
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Verständlicherweise ist eine solche
Art der Rückgewinnung
einzig und allein dann möglich, wenn
das Getriebe eine stabile Orientierung dergestalt aufweist, dass
die Eintrittsöffnung
des Behälters dann
stets in vertikaler Richtung am unteren Teil des Getriebes in Höhe des Bereichs
angeordnet ist, wo sich das Schmiermittel sammelt.
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Wenn sich dagegen die Orientierung
des Getriebes ändert, ändert sich
auch der Bereich, in welchem sich das Schmiermittels in dem Getriebe
sammelt, und dieser hat die Neigung, sich von der Eintrittsöffnung des
Rückgewinnungsbehälters dergestalt weg
zu bewegen, dass diese Art der Rückgewinnung nicht
mehr geeignet ist.
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Aus diesem Grunde ist es erforderlich,
an den Getrieben mit veränderlicher
Orientierung wie beispielsweise dem Hauptgetriebe eines Wandelflugzeugs
mit schwenkbaren Rotoren spezifische Mittel für die Rückgewinnung vorzusehen. Bei
einem derartigen Luftfahrzeug, das in vertikaler Richtung in der Art
eines Hubschraubers abhebt, wobei die Rotoren wie eine Hubschraube
funktionieren, und bei einem, das im Streckenflug in der Art eines
Flugzeugs fliegt, wobei die Rotoren in diesem Fall wie Propeller
funktionieren, sieht man im Allgemeinen für die Übertragung der Leistung zwischen
jedem Rotor und dem Motor, mit dem er verbunden ist, ein Übertragungssystem
vor, welches ein schwenkbares Untersetzungsaggregat umfasst:
- – welches
in Form eines Getriebes verwirklicht wird;
- – welches
mit einem nicht schwenkbaren Untersetzungsaggregat verbunden ist,
das mit einer Welle des besagten Motors verbunden ist; und
- – welches
den Antrieb des besagten Rotors gewährleistet.
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Ganz allgemein benutzt man als spezifisches
Mittel zur Durchführung
der Rückgewinnung eine
Pumpe, welche das Schmiermittel aus einem Sammelbereich zum Vorratsbehälter für Schmiermittel
pumpt. Da es in diesem Fall (Getriebe mit veränderlicher Orientierung) mindestens
zwei unterschiedliche Sammelbereiche gibt, ist es erforderlich,
mindestens zwei Pumpen pro Übertragungssystem
vorzusehen (bei einem Wandelflugzeug eine für den Flugzeugmodus und eine
für den
Hubschraubermodus), was eine beträchtliche Erhöhung der
Masse und eine Herabsetzung der Betriebssicherheit mit sich bringt.
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Außerdem ist ein derartiges Übertragungssystem
komplex, und seine Wartung ist schwierig.
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Ferner ist bekannt, dass die üblichen
Pumpen, die beispielsweise bei den Getrieben eines Hubschraubers
benutzt werden, nicht im Leerlauf funktionieren können, ohne
Schaden zu nehmen. Aus diesem Grunde stellt der Einsatz derartiger
Pumpen in einem Wandelflugzeug ein ernsthaftes Problem für die Betriebssicherheit
dar, da ja in bestimmten Flugkonfigurationen wie beispielsweise
denen im Hubschraubermodus die für
die Leerung im Flugzeugmodus vorgesehenen Pumpen nicht oder nur
intermittierend mit Schmiermittel versorgt werden.
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Die vorliegende Erfindung hat zum
Gegenstand, diese Nachteile zu beheben. Sie betrifft eine einfache,
leichte und zuverlässige
Schmiervorrichtung für
ein Leistungsgetriebe, welches eine veränderliche Orientierung hat,
insbesondere eines Leistungsgetriebes für ein Wandelflugzeug mit Schwenkrotor(en).
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Zu diesem Zweck zeichnet sich die
besagte Schmiervorrichtung dieses Typs gemäß der vorliegenden Erfindung
dadurch aus, dass sie umfasst:
- – Mittel
zur Durchführung
der Schmierung, um das Schmiermittel mindestens einem zu schmierenden
Bauteil des besagten Getriebes, welches einen umschlossenen Raum
aufweist, zuzuführen;
und
- – einen
Rückgewinnungsbehälter, um
Schmiermittel aus dem besagten umschlossenen Raum rückzugewinnen,
und dadurch, dass sie außerdem
umfasst:
- – mindestens
eine drehbare Entleerungsschraube, die in Form einer archimedischen
Förderschnecke
ausgebildet ist und mit einer Anzahl von Löchern versehen ist und die
in dem besagten abgeschlossenen Raum untergebracht ist, um Schmiermittel
aus dem besagten umschlossenen Raum in Richtung auf den besagten
Rückgewinnungsbehälter zu
leiten; und
- – Antriebsmittel,
um die besagte Entleerungsschraube in Drehung zu versetzen,
und
dadurch, dass die besagten Öffnungen
in der Entleerungsschraube dergestalt angeordnet sind, dass die
besagte Entleerungsschraube das Schmiermittel aus dem besagten umschlossenen
Raum ungeachtet der Orientierung des besagten Getriebes rückgewinnen
kann.
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Da man einfach eine archimedische
Förderschnecke
benutzt, um das Schmiermittel rückzugewinnen,
werden daher die Fertigung und die Wartung der besagten Schmiervorrichtung
vereinfacht, und ihre Masse sowie ihre Abmessungen werden vermindert.
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Außerdem kann im Unterschied
zu den vorerwähnten
Lösungen
die archimedische Förderschnecke,
die auf bekannte Art und Weise eine Schnecke umfasst, die sich in
einer Rinne um ihre Achse dreht und den Transport des Schmiermittels gewährleistet,
ohne Schmiermittel mit einem Gemisch Luft/Öl funktionieren, und dies ohne
Gefahr der Kavitation.
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Darüber hinaus kann man dank der
Erfindung ein System zur Übertragung
der Bewegung und zur Führung
bei der Drehung der Entleerungsschnecke einsetzen, welches sehr
einfach ist. Insbesondere:
- – kann der Abtrieb der Entleerungsschraube (durch
die Antriebsmittel) mittels eines Treibriemens oder einer Kette
erfolgen. Vorzugsweise wird er jedoch mittels Zahnradgetriebe aus
Kunststoff erfolgen, die den Vorteil aufweisen, dass sie leicht
sind; und
- – kann
die Führung
durch Gleitlager an Stelle von Wälzlagern
erfolgen.
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Außerdem wird die besagte Entleerungsschraube
vorteilhafterweise wenigstens teilweise aus Kunststoff gefertigt,
wodurch es möglich
wird, auch noch die Masse und den Abrieb zu verringern.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ebenfalls ein Übertragungssystem
zur Übertragung
der Leistung zwischen einem Antriebsmotor und einem Schwenkrotor,
welches geeignet ist, zwischen einer ersten Stellung, in welcher
es als Hubschraube funktionieren kann, und einer zweiten Stellung,
in welcher es als Propeller funktionieren kann, zu schwenken, wobei
das besagte Übertragungssystem
ein schwenkbares Untersetzungsaggregat aufweist:
- – welches
in Form eines Getriebes ausgeführt
ist;
- – welches
mit einem nicht schwenkbaren Untersetzungsaggregat verbunden ist,
das mit einer Welle des besagten Motors verbunden ist; und
- – welches
den Antrieb des besagten Rotors gewährleistet.
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Gemäß der vorliegende Erfindung
zeichnet sich dieses Übertragungssystem
dadurch aus, dass das besagte Getriebe des schwenkbaren Untersetzungsaggregats
mindestens eine Schmiervorrichtung wie beispielsweise diejenige,
die bereits erwähnt
worden ist und die der Erfindung entspricht, enthält.
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Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ebenfalls
ein Wandelflugzeug mit Schwenkrotoren, welches im Flugzeugmodus
und im Hubschraubermodus funktionieren kann und welches umfasst,
mindestens einen Rumpf, ein festes Tragwerk, welches mindestens
zwei sich seitlich beiderseits des besagten Rumpfes befindliche
Tragflächen
aufweist, und im Hubschraubermodus eine Hubschraube aufweist, die
mindestens zwei Rotoren hat, die im Flugzeugmodus als Propeller
wirken und von denen jeder schwenkbar auf eine jeweilige feste.
Tragfläche
montiert ist und über
ein zugehöriges Übertragungssystem
mit einem zugehörigen
Motor, der von der entsprechenden Tragfläche getragen wird, verbunden ist.
Gemäß der Erfindung
ist mindestens eines der besagten Übertragungssysteme ein solches,
wie es entsprechend der Erfindung bereits erwähnt worden ist.
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Die Abbildungen des beigefügten Zeichnungssatzes
machen verständlich,
wie die Erfindung verwirklicht werden kann.
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In diesen Abbildungen bezeichnen
identische Bezugszahlen ähnliche
Teile.
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1 veranschaulicht
schematisch eine Schmiervorrichtung gemäß der Erfindung.
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2 veranschaulicht
schematisch die Unterbringung einer archimedischen Förderschnecke
in einem Hauptgetriebe eines Rotors.
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3 und 4 sind schematische Perspektivdarstellungen
eines Wandelflugzeugs im Flugzeugmodus bzw. im Hubschraubermodus.
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Die erfindungsgemäße Schmiervorrichtung 1,
die in 1 schematisch
dargestellt ist, dient dazu, ein Leistungsgetriebe 2 zu
schmieren, welches eine veränderliche
Orientierung aufweist, d. h. welches nacheinander mindestens zwei
Orientierungen oder unterschiedliche Stellungen einnehmen kann, nämlich beispielsweise:
- – eine „vertikale" Stellung 2A,
die in 1 gestrichelt
dargestellt ist, für
welche die Längsachse des
Getriebes 2 gemäß einer
Achse 3A angeordnet ist; und
- – eine „geneigte" Stellung, 2B,
die mit durchgezogenen Linien dargestellt ist, für welche die besagte Längsachse
gemäß einer
Achse 3B angeordnet ist, im Unterschied zur Achse 3A.
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Die besagte Schmiervorrichtung 1 ist
vom bekannten Typ und umfasst:
- – übliche Mittel 4 zur
Durchführung
der Schmierung, vorzugsweise Schmiermittelpumpen, welche das Schmiermittel,
wie das durch den Pfeil 5 veranschaulicht wird, mindestens
einem nicht dargestellten zu schmierenden Bauteil, beispielsweise
einem Zahnradgetriebe oder einem Lager des besagten Getriebes 2,
zuführen;
und
- – einen
Rückgewinnungsbehälter 6 zum
Rückgewinnen
des Schmiermittels des besagten Getriebes 2, welches einen
umschlossenen Raum aufweist. Das besagte Schmiermittel gelangt durch eine
Eintrittsöffnung 7 in
den besagten Behälter 6.
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Allgemein werden die Mittel 4 zur
Durchführung
der Schmierung mit Schmiermittel aus dem besagten Rückgewinnungsbehälter 6 gespeist.
Es ist jedoch ebenfalls vorstellbar, dass die besagten Mittel 4 zur
Durchführung
der Schmierung aus einem anderen, nicht dargestellten Vorratsbehälter gespeist
werden.
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Gemäß der Erfindung enthält die besagte Schmiervorrichtung 1 ferner:
- – mindestens
eine Entleerungsschraube 8, die in Form einer archimedischen
Förderschnecke
verwirklicht ist. Diese Entleerungsschraube 8:
- – umfasst
eine sich drehende Transportschnecke 9, die sich in einer
Fließrinne
11 um ihre Achse 10 dreht und den Transport des Schmiermittels
L in der durch den Pfeil E dargestellten Richtung gewährleistet;
- – ist
in dem Getriebe 2 dergestalt untergebracht, dass das Schmiermittel
L in den Rückgewinnungsbehälter 6 über die Öffnung 7 gefördert wird;
und
- – ist
mit einer Anzahl von Öffnungen
(oder Löchern) 12A, 12B, 12C, 12D ausgestattet,
die in einer solchen Anordnung ausgeführt sind, dass die besagte
Entleerungsschnecke 8 das Schmiermittel L aus dem Getriebe 2 ungeachtet
der Orientierung oder der Stellung 2A, 2B dieses
Letzteren rückgewinnen
kann. In der in 1 dargestellten Stellung 2B dringt
das Schmiermittel L im Wesentlichen durch die Öffnung 12A in die
Rinne 11 ein; und
- – Antriebsmittel 13,
um die Schnecke 8 in Drehung zu versetzen, wie das durch
den Pfeil F veranschaulicht ist. Diese Antriebsmittel 13 können übliche Antriebsmittel
sein, wie sie für
die vorliegende Erfindung spezifisch sind, wie beispielsweise ein
Elektromotor. Vorzugsweise handelt es sich jedoch um bewegliche
Organe, wie beispielsweise eine Leistungsübertragungswelle des besagten
Getriebes 2 oder um ein in der Nähe des Letzteren befindliches
Bauteil.
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Somit erhält man dank der Erfindung eine Schmiervorrichtung 1,
die auf eine einfache Art hergestellt werden kann und:
- – deren
Wartung erleichtert und vereinfacht ist,
- – deren
Masse und Abmessungen verringert sind, und
- – deren
Betriebssicherheit erhöht
ist.
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Gemäß der Erfindung kann der Abtrieb
von den Antriebsmitteln 13, wie er durch eine Verbindung 14 veranschaulicht
wird, durch einen Treibriemen oder eine Kette erfolgen. Vorzugsweise
verwendet man jedoch Zahnradgetriebe aus Kunststoff, welches es
ermöglicht,
die Masse und den Verschleiß zu
verringern.
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Um zudem noch die Masse der Schmiervorrichtung 1 zu
verringern, kann man auch die Entleerungsschnecke 8 oder
zumindest einen Teil davon, insbesondere ihre Transportschnecke 9,
aus Kunststoff fertigen, was ermöglicht,
den Verschleiß weiter zu
verringern.
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Außerdem kann die Führung der
Schnecke 9 bei Drehung auf vorteilhafte Weise mit Hilfe
von nicht dargestellten Gleitlagern an Stelle von Wälzlagern erfolgen.
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Man wird feststellen, dass, wenn
sich das Getriebe 2 in der vertikalen Stellung 2A befindet,
das Schmiermittel zumindest teilweise auf direktem Wege durch die
Wirkung der Schwerkraft rückgewonnen
werden kann, da sich die Eintrittsöffnung 7 in den Rückgewinnungsbehälter 6 dann
im Bereich der Ansammlung des Schmiermittels befindet.
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In 2 ist
schematisch und teilweise eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems
zur Leistungsübertragung 15 dargestellt,
welches das Getriebe 2 enthält, welches mit einem Rotor
verbunden ist, von dem teilweise der Stumpf 16 der Achse 17 vorzugsweise
eines Schwenkrotors dargestellt ist. Das besagte Übertragungssystem 15 gewährleistet
damit die Übertragung
der Leistung zwischen einem üblichen,
nicht dargestellten Antriebsmotor und dem besagten Rotor.
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Wie das in 2 dargestellt ist, ist das Getriebe 2 in
Zonen Z1, Z2 und Z3 unterteilt, welche durch Trennwände 18, 19 getrennt
sind.
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Die besagen Zonen Z1, Z2 und Z3 enthalten zu
schmierende Bauteile, und zwar insbesondere jeweils:
- – Wälzlager 21 des
Stumpfs 16 des Rotors;
- – einen
Plantetengetriebezug 22, welcher insbesondere Planetenräder 23 aufweist,
und
- – ein
kegelspiraliges Zahnradpaar 24.
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Die archimedische Förderschnecke 8 enthält mindesten
eine Öffnung 12B, 12C, 12D gegenüber einer
jeden der besagten Zonen Z1 bis Z3.
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Beispielsweise fängt die Öffnung 12B Schmiermittel
aus der Zone Z1 auf, wodurch verhindert wird, dass dieses Schmiermittel,
das eventuell verunreinigt ist (Späne, ...), in die Zone 2 gelangt. Dasselbe
trifft auf die Öffnung 12C zu,
die mit der Zone Z2 verbunden ist, und auf die Öffnung 12D, die mit
der Zone Z3 verbunden ist.
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Die auf der Entleerungsschraube 8 befindlichen Öffnungen 12A bis 12D können mit
nicht dargestellten gewöhnlichen
Magnetfiltern ausgestattet sein, die dafür bestimmt sind, im Schmiermittel
vorhandene metallische Verunreinigungen rückzugewinnen.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung
kann das Getriebe 2 mit veränderlicher Orientierung, dessen
Schmiervorrichtung 1 die Schmierung gewährleistet, entweder gänzlich oder
teilweise geschwenkt werden.
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Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Übertragungssystem 15,
das teilweise in 2 dargestellt
ist, dafür
bestimmt, die Leistung zwischen einem Antriebsmotor und einem Schwenkrotor
bekannten Typs zu übertragen,
der geeignet ist, zwischen einer ersten Stellung, in der er imstande
ist, als Hubschraube zu funktionieren, und einer zweiten Stellung,
in der er imstande ist, als Propeller zu funktionieren, geschwenkt
zu werden. Das besagte Übertragungssystem 15 umfasst
somit ein schwenkbares Untersetzungsaggregat:
- – welches
dem besagten Getriebe 2 zur Übertragung der Leistung entspricht;
- – welches
mit einem nicht dargestellten nicht schwenkbaren Untersetzungsaggregat
verbunden ist, das mit einer Welle des besagten Antriebsmotors verbunden
ist, wobei die Bewegung des besagten Antriebsmotors auf das schwenkbare
Untersetzungsaggregat mit Hilfe des besagten nicht schwenkbaren
Untersetzungsaggregats übertragen
wird; und
- – welches
den Antrieb des besagten Rotors gewährleistet.
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Ein derartiger Schwenkrotor wird
vorwiegend bei einem Wandelflugzeug 26 vom üblichen
Typ, wie es in den 3 und 4 dargestellt ist, vorgesehen.
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Dieses Wandelflugzeug 26 umfasst
einen Flugzeugrumpf 27 mit einem Cockpit 28 vorn
und einem Leitwerk in T-Form 29 hinten und zwei oben befestigten
Tragflächen 30 mit
Pfeilstellung Null und konstanter Flügeltiefe, mit einer Gondel 31,
die mit dem hinteren Teil 32 am Ende einer jeden der zwei Tragflächen 30 befestigt
ist und sich seitlich auf jeder Seite des Rumpfes 27 erstreckt.
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Jede Gondel 31 weist ein
stromlinienförmiges
Vorderteil 33 auf, das bezüglich des hinteren festen Teils 32 der
Gondel 31 und somit bezüglich
der jeweiligen Tragfläche 30 schwenkbar
befestigt ist.
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In jedem schwenkbaren Vorderteil 33 der Gondel
ist ein Rotor 34 drehbar und gleichzeitig mit dem Vorderteil 33 der jeweiligen
Gondel schwenkbar montiert. Jeder Rotor 34 weist einen
nicht dargestellten Stumpf auf, der, um durch das Übertragungssystem 15 in
Drehung versetzt zu werden, mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor
verbunden ist, welcher im hinteren Teil 32 der jeweiligen
Gondel 31 befestigt ist.
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Das besagte Wandelflugzeug 26 ist
daher mit zwei schwenkbaren Rotoren 34 ausgerüstet, von denen
jeder zwischen zwei Konfigurationen geschwenkt werden kann, und
zwar zwischen einer Konfiguration als Hubschrauber (4), in welcher jeder Rotor 34 um
eine deutlich senkrechte Drehachse für den Betrieb des Luftfahrzeugs
im Hubschraubermodus im Wesentlichen für das Abheben angetrieben wird,
und einer Konfiguration als Flugzeug (3),
in welcher jeder Rotor 34 einen Propeller darstellt, der
um eine deutlich in Flugrichtung ausgerichtete Achse für den Betrieb
des Luftfahrzeugs im Flugzeugmodus im Wesentlichen für den Streckenflug
in Drehung versetzt wird.
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Folglich führt man dank der Erfindung
auf einfache, zuverlässige
und raumsparende Weise die Schmierung der Hauptgetriebe 2,
die mit den besagten Schwenkrotoren 34 verbunden sind,
durch, eine Schmierung, die wegen der Änderung der Orientierung der
besagten, in die jeweiligen schwenkbaren Vorderteile 33 der
Gondel eingebauten Getriebe 2 bezüglich der stabilen Struktur
des Luftfahrzeugs je nach den verschiedenen Flugphasen des Luftfahrzeugs
komplex und schwierig zu bewerkstelligen ist.