DE60306708T2

DE60306708T2 - Hubschrauber ausgestattet mit elektrischer Verbindungseinheit

Info

Publication number: DE60306708T2
Application number: DE60306708T
Authority: DE
Inventors: Mario Fabiani
Original assignee: Agusta SpA
Current assignee: Agusta SpA
Priority date: 2002-04-12
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2023-04-11
Also published as: ITTO20020330A0; US6880781B2; EP1353419B1; CA2424920A1; EP1353419A1; JP2004161237A; CA2424920C; DE60306708D1; US20030230668A1; JP4283583B2; ITTO20020330A1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungseinheit für Hubschrauber und einen Hubschrauber mit einer solchen Verbindungseinheit. In der folgenden Beschreibung wird speziell lediglich als Ausführungsbeispiel Bezug genommen auf eine elektrische Verbindungseinheit zur Verbindung von Bordinstrumenten mit einer Enteisungsvorrichtung für die Heckrotorblätter des Hubschraubers oder für Versuchsflug-Sensoren zur Bestimmung der Rotor-Betriebsparameter.
Es sind Verbindungseinheiten der vorstehenden Art bekannt, welche einen im Wesentlichen axialsymmetrischen Stator mit einer Anzahl von radialen Kontaktzungen und einer koaxial vom Stator gehalterten beweglichen Bauteil aufweisen, welcher von den Antriebseinrichtungen für den Heckrotor in Drehung versetzt wird und mit ringförmigen Leiterbahnen versehen ist, welche gleitend oder schleifend mit den Kontaktzungen zusammenwirken, um den Stator und den beweglichen Bauteil elektrisch miteinander zu verbinden.
Im speziellen Fall ist der Stator normalerweise starr an einem äußeren Gehäuse einer Kraftübertragungseinheit zwischen der Heckrotor-Nabe und einer Antriebseinheit des Hubschraubers befestigt.
Der bewegliche Bauteil andererseits ist mittels einer Anzahl von Lagern radial durch den Stator gehaltert und wird durch eine Welle der Heckrotor-Übertragungseinheit in Drehung versetzt.
Ein Hauptnachteil der Verbindungseinheiten der vorstehenden Art liegt im betrieblichen Verschleiß, welcher zu Spiel zwischen den aneinander anliegenden Bauelementen der den beweglichen Bauteil halternden Lager führt, wodurch sich die relativen Positionen des Stators und des beweglichen Bauteils verändern, woraus Unsicherheiten oder sogar Unterbrechungen der elektrischen Verbindung zwischen den Leiterbahnen und den Schleifkontakten resultieren.
Die GB-A-683979 offenbart eine dynamoelektrische Maschine zur Umwandlung mechanischer Energie in elektrische Energie und umgekehrt, welche einen Schleifring aufweist.
Die US-A-6322324 offenbart einen Hubschrauber mit einem festen Teil, wenigstens einem in Bezug auf den festen Teil rotierenden Bauteil und eine elektrische Verbindungseinheit zur elektrischen Verbindung des rotierenden Bauteil mit dem festen Teil.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine elektrische Verbindungseinheit für einen Helikopter zu schaffen, welche so ausgebildet ist, dass eine unkomplizierte und kostengünstige Lösung für die bei den bekannten Verbindungseinheiten auftretenden Nachteile geschaffen wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Hubschrauber der im Anspruch 1 gekennzeichneten Art gelöst.
Ein bevorzugtes, nicht in beschränkendem Sinne zu verstehendes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen beispielsweise beschrieben, und zwar zeigt:
1 schematisch eine Seitenansicht eines Hubschraubers, welcher mit einer Verbindungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist; und
2 eine maßstäblich vergrößerte axiale Schnittansicht der erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungseinheit, welche an einer mit dem Heckrotor des Hubschraubers verbundenen Übertragungseinheit angebracht ist.
In 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Hubschrauber in seiner Gesamtheit bezeichnet, welcher mit einer erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungseinheit 2 (1 und 2) versehen ist.
Der Hubschrauber 1 weist in an sich bekannter Weise einen auf einem oberen Zwischenabschnitt des Rumpfs 4 angeordneten Hauptrotor 3 und einen sekundären Heckrotor 5 auf, welche beide von einer Antriebseinheit 6 über jeweils zugeordnete Übertragungseinheiten 7, 8 angetrieben sind.
Die Verbindungseinheit 2 dient zur elektrischen Verbindung des festen Teils des Hubschraubers 1 und der beweglichen Teile, und zwar – beim gezeigten Ausführungsbeispiel – dem sekundären Rotor 5.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel dient die Verbindungseinheit 2 zur Verbindung der (nicht gezeigten) Bordinstrumente mit einer (ebenfalls nicht gezeigten) am sekundären Rotor 5 angebrachten Enteisungsvorrichtung, oder mit Versuchsflugsensoren zur Bestimmung der Betriebsparameter des sekundären Rotors 5.
Wie in 1 gezeigt ist, weist der sekundäre Rotor 5 eine mittige Nabe 9 auf, welche über eine Übertragungseinheit 8 drehfest an einem (nicht gezeigten) Abtriebsglied der Antriebseinheit 6 angeschlossen ist, und weist außerdem eine Anzahl von an der Nabe 9 befestigten und radial von ihr vortretenden Rotorblättern 10 auf.
Die Verbindungseinheit 2 weist, wie in 2 ersichtlich ist, eine Achse A auf und ist zwischen einem äußeren Gehäuse 11 der Übertragungseinheit 8 und einer Welle 12 der Übertragungseinheit 8 gehaltert, die ihrerseits drehfest mit der Nabe 9 des sekundären Rotors 5 verbunden ist.
Im Speziellen weist die Verbindungseinheit 2 einen Stator 5, welcher – beispielsweise mittels (nicht gezeigter) Schrauben – starr mit dem Gehäuse 11 der Übertragungseinheit 8 verbunden ist, und eine Anzahl von Kontaktzungen 16 sowie einen durch die Welle 12 um die Achse A rotierenden beweglichen Bauteil 17 auf, welcher mit ringförmigen Leiterbahnen 18 versehen ist, welche in schleifendem Kontakt mit den jeweils zugeordneten Kontaktzungen 16 zusammenwirken.
Der Stator 15 hat im Wesentlichen die Form einer zylindrischen Hülse und umgibt unter Zwischenschaltung des beweglichen Bauteils 17 die Welle 12.
Der Stator 15 weist zwei diametral gegenüberliegende winkelversetzte Durchgangsöffnungen 19 auf, welche an ihrer Außenseite durch jeweils zugehörige Abdeckungen 20 abgeschlossen sind, von denen jede mit einer Anzahl von Kontaktzungen 16 versehen ist, die radial vom Stator 15 in Richtung auf den beweglichen Bauteil 17 vortreten.
Im speziellen Fall sind die Kontaktzungen 16 jeder Abdeckung seitlich nebeneinander angeordnet und in Richtung parallel zur Achse A fluchtend ausgerichtet.
Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass der bewegliche Bauteil 17 starr mit der Welle 12 verbunden und radial zwischen der Welle 12 und dem Stator 15 angeordnet ist.
Der bewegliche Bauteil 17 hat im Wesentlichen die Form einer in Bezug auf die Achse A zylindrischen Hülse und weist auf einer radialen Außenfläche Leiterbahnen 18 auf.
An den gegenüberliegenden Endabschnitten 21 ist der bewegliche Bauteil 17 mit der Welle 12 über jeweils zugeordnete konische begrenzte Flächen 22 verbunden, welche konisch aufeinanderzu laufen und mit zugeordneten Büchsen 23 zusammenwirken, welche im Klemmeingriff zwischen dem beweglichen Bauteil 17 und der Welle 12 angeordnet sind.
Die Büchsen 23 sind auf dem Schaft 12 axial aufgebracht und im Bereich der Endabschnitte des beweglichen Bauteils 17 mittels jeweils zugeordneter und komplementär entsprechend den zusammenwirkenden Flächen 22 ausgebildeten konischen Flächen 24 befestigt.
Die Büchsen 23 haben im speziellen Fall Querschnitte in Form von rechtwinkligen Trapezen, deren kürzere Basisseiten aufeinander zuweisend ausgerichtet sind und die – ebenso wie die längeren Basisseiten – in Bezug auf die Achse A radial verlaufen, wobei die schräg verlaufenden Begrenzungsseiten so positioniert sind, dass sie an den entsprechenden Flächen 22 des beweglichen Bauteils 17 anliegen.
Die Büchsen 23 sind stramm zwischen der Welle 12 und den jeweils zugeordneten Endabschnitten 21 des beweglichen Bauteils 17 mittels einer Anzahl von Schraubbolzen 25 befestigt, welche durch jeweils im beweglichen Bauteil 17 vorgesehene Durchgangsöffnungen hindurchgreifen und parallel zur Achse A verlaufende Achsen aufweisen.
Die Schraubbolzen 25 dienen im speziellen Fall zum Ergreifen von zwei in Radialrichtung lose auf der Welle 12 angeordneten Ringscheiben 27, und wirken jeweils mit den Enden der gegenüberliegenden Enden des beweglichen Bauteils 17 und den zugeordneten Büchsen 23 zusammen.
Die Vorteile des Hubschraubers 1 und der elektrischen Verbindungseinheit 2 gemäß der Erfindung sind aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich.
Insbesondere erfordert die starr und direkt mit der Welle 12 der Übertragungseinheit 8 verbundene Anordnung des beweglichen Bauteils 17 keine weitere radiale Halterung des beweglichen Bauteils 17 auf dem Stator 15 durch Lager, welche also entfallen können, so dass die relative Ausrichtung der Bauteile der Verbindungseinheit 2 stabiler ist und geringerer Abnutzung unterliegt.
Es ist klar, dass im Rahmen des Schutzumfangs der zugehörigen Ansprüche Abwandlungen des vorstehenden beschriebenen und den Zeichnungen gezeigten Hubschraubers 1 und der Verbindungseinheit 2 getroffen werden können.

Claims

Hubschrauber mit einem festen Teil (11), wenigstens einem relativ zum festen Teil (11) rotierenden Bauteil (12) und einer elektrischen Verbindungseinheit (2), welche den besagten rotierenden Bauteil (12) und den besagten festen Teil (11) elektrisch miteinander verbindet; dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindungseinheit (2) einen starr mit dem besagten festen Teil (11) des Hubschraubers (1) verbundenen Stator (15) mit ersten elektrischen Kontaktmitteln (16) und einen durch den besagten rotierenden Bauteil (12) um eine zugeordnete Achse (A) in Drehung versetzbaren beweglichen Bauteil (17) aufweist, welcher mit zweiten elektrischen Kontaktmitteln (18) versehen ist, die schleifender Anlage mit den ersten elektrischen Kontaktmitteln (16) zusammenwirken; dass der bewegliche Bauteil (17) starre Befestigungsmittel (23, 25, 27) zur Verbindung mit besagtem rotierenden Bauteil (12) aufweist; dass der besagte Stator (15) starr an einem äußeren Gehäuse (11) einer zwischen einer Antriebseinheit (6) und einem Rotor (5) des Hubschraubers (1) angeordneten Kraft-Übertragungseinheit (8) befestigt ist; und dass der besagte rotierende Bauteil eine Welle (12) der besagten Übertragungseinheit (8) ist.
Hubschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Stator (15) und der besagte bewegliche Bauteil (17) koaxial zueinander angeordnet sind, und dass der besagte bewegliche Bauteil (17) radial zwischen dem besagten Stator (15) und dem besagten rotierenden Bauteil (12) vorgesehen ist.
Hubschrauber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die starren Befestigungsmittel (23, 25, 27) zwei Büchsen (23) aufweisen, welche stramm zwischen besagtem rotierenden Bauteil (12) und den jeweils gegenüberliegenden Endabschnitten (21) des besagten beweglichen Bauteils (17) verklemmt sind.
Hubschrauber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die starren Befestigungsmittel (23, 25, 27) eine Anzahl von Schraubbolzen (25) aufweisen, mittels welcher die besagten Büchsen (23) jeweils in Klemmeingriff mit den zugeordneten besagten Endabschnitten (21) des beweglichen Bauteils (17) bringbar sind.
Hubschrauber nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Endabschnitte (21) des besagten beweglichen Bauteils (17) in Richtung auf den besagten rotierenden Bauteil (12) durch jeweils konisch aufeinander zu verlaufende erste Flächen (22) begrenzt sind, und dass die Büchsen (23) in Bezug auf den beweglichen Bauteil (17) durch zweite konische Flächen mit den ersten Flächen (22) komplementär entsprechender Form begrenzt sind, welche mit den ersten Flächen (22) zusammenwirken.
Hubschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten elektrischen Kontaktmittel eine Anzahl von radialen Kontaktzungen (16) und die zweiten elektrischen Kontaktmittel eine Anzahl von ringförmigen Leiterbahnen (18) aufweisen, mit welchen die besagten Kontaktzungen (16) in schleifender Anlage zusammenwirken.