DE667668C - Rotor fuer Steilschrauber - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rotor für Steilschrauber mit paarweise gegenüberliegenden und paarweise um einen gemeinsamen Klappzapfen einzeln schwingbaren Flügeln.

Das Auftreten von Reibungen an den Klappzapfen der Flügel ist außerordentlich schädlich. Die Schwierigkeit der Vermeidung solcher Reibungen besteht darin, daß die auf die Flügel wirkenden Fliehkräfte die Klapp- -zapfen stark belasten und, infolgedessen erhebliche Reibungskräfte hervorrufen.

Nach der Erfindung werden diese Reibungen im wesentlichen dadurch vermieden, daß zwischen dem Zapfen und den Rotorflügelwurzeln eine Buchse eingeschaltet ist, die dadurch, daß sie mit einer der Flügelwurzeln drehbar und mit der anderen fest oder mit beiden Flügelwurzeln drehbar verbunden ist, unterschiedliche Schwingbewegungen der Rotorflügel zuläßt. Auf diese Weise werden die Fliehkräfte des einen Flügels durch diejenigen des anderen ausgeglichen, ohne daß sie auf das Hauptlager übertragen werden.

Es ist an sich bekannt, die gegenüberliegenden Flügel in einem einzigen Drehzapfen zu lagern. Bei dieser bekannten Anordnung sind jedoch die Flügel gänzlich unabhängig voneinander, so daß die Fliehkraft eines jeden Flügels von seinem Lager aufgenommen und daher eine sehr erhebliche Reibkraft erzeugt wird. Bei starr miteinander verbundenen, einander gegenüberliegenden Flügeln tritt die durch die Erfindung gelöste Aufgabe nicht auf, weil bei derartigen Flügelanordnungen die Lagerung der Flügel der Fliehkraft überhaupt nicht unterworfen ist.

Auf der Zeichnung sind vier verschiedene Ausführungsformen der Erfindung als Beispiele dargestellt.

Die Fig. 1 bis 3 beziehen sich auf die erste Ausführungsform der Erfindung.

Fig. ι zeigt einen mittleren senkrechten Längsschnitt durch den Rotorkopf und die angeschlossenen Teile.

Fig. 2 ist eine zum Teil im Schnitt gehaltene Vorderansicht.

Fig. 3 veranschaulicht eine ebenfalls teils im Schnitt gehaltene Draufsicht.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Abänderungsform der Ausführung nach den Fig. 1 bis 3; einzelne unverändert gebliebene Teile sind dabei weggelassen worden.

Die Fig. 6 bis 10 veranschaulichen die zweite Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 6 ist ein mittlerer senkrechter Längsschnitt durch den Rotorkopf.

Fig. 7 zeigt einen Teilschnitt nach der Linie 7-7 in Fig. 6.

Fig. 8 ist ein Schnitt nach der Linie 8-8 in Fig. 6.

Fig. 9 zeigt eine teils im Schnitt gehaltene Vorderansicht des Rotorkopfes.

Fig. 10 ist eine Draufsicht, bei der einzelne Teile weggelassen sind; die Zughebel sind mit strichpunktierten Linien eingezeichnet.

Fig. 11 zeigt teils im Schnitt eine Endansicht einer dritten Ausführungsform.

Fig. 12 ist ein senkrechter Schnitt durch die Rotornabe und die Flügellagerung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Die Rotorkopfausführung nach der Erfip> dung ist bestimmt für einen Tragschraüb/eÄ der an sich bekannten, mit einem Rüra|>fy, einem Fahrgestell, Steuerungen und einer Kraftanlage für den Antrieb der Vortriebsschraube und ferner mit einer lösbaren, von ίο der Kraftanlage ausgehenden Übertragungsverbindung zum Zwecke des Startens des Rotors versehenen Art. Alle dargestellten Ausführungsformen des neuen Rotorkopfes sind mit Mitteln versehen, die ein Kippen der iS Rotorumlaufachse sowohl in der Längs- als auch in der Querrichtung zum Zwecke der Steuerung ermöglichen.

Bei der in den Fig. ι bis 3 dargestellten Ausführungsform endet das in diesem Fall aus einem einzigen Rohr 21 bestehende Rotortraggerüst nach obenhin in einen gabelförmigen Körper 22, der ein Universalgelenk trägt. Dieses Universalgelenk ist mit einem zusammengesetzten mittleren Gelenkkörper 23 versehen, der in Kugellagern 24, 25 drehbar ist. Die Achsen dieser Kugellager verlaufen waagerecht und in der Querrichtung bzw. in der Längsrichtung des Flugzeuges.

Das Universalgelenk bildet das Schwenkmittel für einen senkrechten Rotorachsenkörper 26; es gibt dem Achsenkörper zum Zwecke der Steuerung in der Längs- und in der Querrichtung Kippibarkeit. Die Rotornabe 27, 28 ist mit Hilfe von Kugellagern 29 auf dem Rotorachsenkörper 26 abgestützt. Der untere Teil der Rotornabe 27, 28 bildet ein sich nach unten hin öffnendes zylindrisches Gehäuse, das das Universalgelenk der Rotorachse umfaßt. Das untere Ende des Gehäuses 28 bildet einen nach außen ragenden Flansch 30, an dem ein innen verzahnter Kegelring 31 abgestützt ist. Der Kegelzahnring Ji erhält seinen Antrieb von einem Ritzel 32, das über eine Welle 33 vom Vortriebsmotor zwecks Ausübung eines Startmomentes auf den Rotor antreibbar ist. An den Innenflächen des Flansches 30 der Nabe kann, um sie als Bremstrommel zu verwenden, ein Schuh 47 zur Anlage gebracht werden. Die beiden einander gegenüberliegenden Rotorflügel sind mit Hilfe koaxial verlaufender Schwingzapfen an der Nabe befestigt. Diese Schwingzapfen liegen außen an der Nabe einander gegenüber und sind (das Wurzelpaßstück des einen Flügels ist in Fig. 2 bei 34 dargestellt) mit Hilfe von senkrechten Zugzapfen 3,7 an die Zughebel 3,5, 36 (Fig. 2, 3) angelenkt. Die Zughebel sind jochförmig ausgebildet und umfassen beide die Nabe vollständig.

Jede Schwingzapfeneinheit besteht aus einem Gehäuse 38, das mit der Außenseite des zylindrischen Teils 28 der Nabe verbolzt ist. Dieses Gehäuse trägt einen Schwenkzapfen ."■ 40, auf dem eine Hülse 41 lose drehbar ist. '. Die inneren Enden 42, 43 der einander gegen- -' 'überliegenden Zughebel 35, 36 sind um die Hülse 41 drehbar. Die Enden 42 des einen Zughebels 35 sind gabelförmig ausgebildet; der andere damit zusammenwirkende Zughebel 36 hat einfache Enden 43, die zwischen den Zinken der gabelförmigen Enden 42 des ersten Zughebels 35 eingesetzt sind.

Sowohl zwischen dem Schwingzapfen und der Hülse als auch zwischen der Hülse und den Zughebeln sind Nadellager 44, 45, 46 vorgesehen. Die Innenfläche der frei drehbaren Hülse bildet so die äußere Lauffläche des inneren Nadellagers 44, dessen innere Lauffläche durch den Drehzapfen 40 gebildet wird. Die äußere Fläche der Hülse stellt die innere Laufbahn der äußeren Nadellager 45, 46 dar, deren äußere Laufflächen durch die Zughebel oder durch in die Züghebel eingesetzte Buchsen 42⁰ und 43⁰ gebildet sind. Die Nadeln 44 erstrecken sich über die ganze Länge des inneren Lagers. Das äußere Nadellager besteht aus drei verschiedenen Nadelsätzen, nämlich einem mittleren Satz längerer, das einfache Zughebelende tragender Nadeln 45 und zwei äußeren Sätzen kürzerer, das gabelförmige Ende des anderen Zughebels tragender Nadeln 46.

Die Schwingzapfeneinheiten sind an dem zylindrischen Teil der Rotornabe in einer solchen Lage angeordnet, daß die während des Rotorumlaufs von der gemeinsamen Achse der Schwingzapfenstifte 40 beschriebene Ebene die Achsen des Universalgelenkes 23 bis 25 enthält. ■

An dem Universalgelenkteil 23 ist ein Träger 48 befestigt, an dem ein nach unten ragendes Rohr 49 sitzt. Dieses Rohr ist an den nicht dargestellten Steuerhebel angeschlossen, und zwar derart, daß der Bewegungssinn des Steuerhebels ins Gegenteil gekehrt wird, also z. B. eine Rückwärtsbewegung des Steuerhebels eine Vorwärtsbewegung des Rohres 49 auslöst, und umgekehrt. Das gleiche gilt in bezug auf seitliche Bewegungen nach rechts und links. An dem Träger 48 sitzt auch eine Hülse 50, die mit einem Schwenkauge 51 versehen ist. An diesem Auge ist ein Hebel 52 drehbar angeordnet, der den Bremsschuh 47 trägt. Der Hebel 52 wird durch ein Steuerkabel53 gegen eine Rückzugfeder 54 angedrückt.

Das Einrücken und Ausrücken der Rotorstartübertragung wird durch Verschwenken des Rotorachsenkörpers 26, 28 in ihrem Universallager bewerkstelligt. Die Innenverzahnung 31 kommt mit dem Ritzel 32 nur dann

in Eingriff, wenn die Rotorachse in die äußerste Vornlage gekippt ist.

Die beschriebene Ausführungsform könnte auch mit den in den Fig. 4 und 5 dargestellten abgeänderten Schwingzapfensystemen versehen sein, bei denen der mit Hilfe eines Innenlagers auf einem Schwenkzapfen lose drehbare Körper anstatt aus einer Hülse 41 zu bestehen, die Form eines Zapfens 55 aufweist, der der Gewichtsersparnis wegen hohl ausgebildet ist und in axialer Richtung nach beiden Seiten hin über den die innere Lauffläche der Zughebellager 42*, 43*, 45, 46 bildenden mittleren Teil hinausragt. Beide überragenden Enden des lose drehbaren Zapfens sind in Rollenlagern 56 abgestützt, deren äußere Lauffläche 57 unmittelbar in dem Schwingzapfengehäuse 38 angeordnet ist.

Bei dieser Ausführungsform haben abweichend von der vorher beschriebenen beide Zughebel 35, 36 jeder die gleiche Gestalt, in dem sie auf der einen Seite mit einem einfachen Jochende 43* und auf der anderen Seite mit einem gabelförmigen Jochende 42* versehen sind. Dies ist insofern vorteilhaft, als so die Zahl der voneinander verschiedenen Teile verringert ist, was das Problem der Haltung von Reserveteilen und des Ersatzes vereinfacht.

Bei der zweiten, in -den Fig. 6 bis 10 dargestellten Ausführungsform bestehen die Gehäuse 58 für die Schwingzapfeneinheiten und der untere Teil des Nabenteils aus einem Stück; dieser Nabenteil hängt in Form von Trägern an dem Gehäuse 58. In diesem Fall kommt der zylindrische Teil des Nabenkörpers in Wegfall, oder er ist auf einen schmalen Ring verkleinert. Der innen verzahnte Antriebsring 31 der Rotorstartvorrichtung ist an gegenüberliegenden Stellen mit Hilfe von Schrauben 59 an den Schwingzapfengehäusen 58 befestigt. Eine weitere Abstützung für den innen verzahnten Ring bilden die Träger 60, die mit Hilfe von Schrauben 61 an dem Nabenkörper 28 befestigt sind. Die Träger 60 sind am Umfang des verzahnten Ringes in Abständen an gegenüberliegenden Stellen angeordnet.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Rotor auf einem pyramidenartigen Gerüst angeordnet, das aus Streben 62 und einer Spitze 63 besteht. Die Spitze 63 ist mit einem Paar seitlicher Träger 64 versehen, in denen seitliche Kugellager 24 vorgesehen sind. In diesen Lagern ist der quer gerichtete Achszapfen 23* des mittleren Teils 23 des Universalgelenkes abgestützt. Das Universalgelenk ist im einzelnen in Fig. 7 dargestellt. Auf dem von vorn nach hinten laufenden Achszapfen 23⁰ des mittleren Gelenkteils 23 ist mit Hilfe von Kugellagern 25 der Rotorachsenkörper 26 abgestützt, der bei 26* über das Universalgelenk hinaus nach unten verlängert ist und in einem Rohr 65 endigt, das an die Steuerhandnabe angeschlossen ist. Die Achse ist bei 2 6° für den Querzapfen 23* des Universalgelenkteils 23 ausgespart.

Die Rotorbremse arbeitet bei diesem Ausführungsbeispiel mit Innenausdehnung; sie ist im einzelnen in Fig. 7 und 8 dargestellt und besteht aus einer Platte 66, die an dem nach unten ragenden Ansatz 26* der Achse 26 abgestützt ist. An der Platte 66 sind bei 67 die beiden Bremsschuhe 68 angelenkt. Die Bremsschuhe werden mit Hilfe der üblichen Nocke 69 auseinandergedrückt. Die Nocke 69, die ebenfalls in der Platte 66 drehbar gelagert ist, wird von einem Hebel 70 gesteuert. Die Bremstrommel 71 ist mit einem äußeren Flansch versehen und mit Hilfe von Schrauben 72 (Fig. 9) an den Trägern 60 befestigt, an denen der Zahnring 31 sitzt.

Bei der in Fig. 11 dargestellten dritten Ausführungsform besteht das Rotortraggerüst aus einem Paar Streben 73 von umgekehrter V-Form, die quer zum Rumpf in weitem Abstand voneinander angeordnet sind.

Das Universalgelenk für die Kippbewegung des Rotors ist kardanartig ausgebildet. Es besteht aus äußeren und inneren Kardanringen 74, 75, von denen der äußere, 74, von den beiden V-förmigen Streben mittels quer gerichteter koaxialer Zapfen 76 getragen wird. Der äußere Ring 74 trägt seinerseits den inneren Kardanring 75. Der innere Kardanring 75 besteht mit einem hohlen mittleren Gehäuse 78 aus einem Stück. Der Verbindungsteil 79 zwischen dem mittleren Gehäuse 78 und dem inneren Kardanring hat Kegelmantelform. In dem Gehäuse 78 sind Kugellager 80 angeordnet, die die Rotorachse 81 tragen. Der obere Teil der Rotorachse 81 läuft in einen gabelförmigen Träger 82 aus, der in waagerechter Richtung durchbohrt ist, um den mittleren, von einem hohlen lose drehbaren Zapfen 83 gebildeten Teil des Schwingzapfensystems aufnehmen zu können. Um die äußere Fläche des Zapfens 83 sind die inneren Enden der Zughebel drehbar. Der eine Zughebel ist mit einem einfachen Lagerring 84* no versehen; dieser sitzt zwischen den zwei Zinken 85* des gabelförmigen Endes des anderen Zughebels. Die Zughebel enden gemäß einem andern Patent in Gehäusen, in denen paarweise angeordnete Kegelrollenlager vorgesehen sind, welche die Zugzapfen tragen. Die Zugzapfen sind die inneren Enden gänsehalsartig ausgebildeter Flügelwurzelkörper 88 und bestehen mit diesen aus einem Stück, so daß die Körper 88 Raum für die Kardanringe 74, 75 lassen. Die Schwingzapfen und die Zughebel sind zusammen innerhalb der Kar-

danringe angeordnet. An Flanschen der gänsehalsartigen Flügelwurzelkörper 88 sind die Wurzeln der Rotorflügel befestigt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 12 wird das gleiche Ergebnis in bezug auf den Ausgleich der Fliehkräfte der einander gegenüberliegenden Flügel ohne Übertragung auf die Nabe und unter Ausschaltung der Übertragung der durch die Fliehkraft entstehenden Reibkräfte auf die Nabe in einer etwas anderen Weise erreicht.

Bei dieser Ausführungsform sitzt der Nabenteil 204 unter Einschaltung von Lagern 202, 203 an dem Rotorachsenkörper 201. Wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen bestehen die Träger 205 und die Nabe aus einem Stück, um das geteilte Schwingzapfensystem aufnehmen zu können, von dem lediglich eine Seite dargestellt ist. Jeder Träger 205 ist als Gehäuse ausgebildet, in dem der hauptquer gerichtete Schwingzapfen 206 angeordnet ist. Dieser trägt ein Paar Kegelrollenlager 207, auf denen eine Hülse 208 drehbar ist. Diese Hülse ist zwischen den Backen des Gehäuses 205 angeordnet.

Wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen sind die Zughebelwurzeln 209, 212 jochförmig ausgebildet (obgleich das aus der Zeichnung nicht zu erkennen ist) und umschließen die Hülse 208. Bei dieser Ausführungsform haben beide Zughebel nicht gegabelte einfache Enden; das eine Ende liegt innerhalb des anderen. Das eine der Zughebelenden 209 ist mit Hilfe einer Ringmutter2io an der Hülse 208 festgeklemmt, während das andere Zughebelende 212 mit einem Kegelrollenlager 211 auf der Hülse 208 drehbar ist.

Die Fliehkraft des einen Flügels wird durch das Zughebelende 212 dieses Flügels auf die Hülse 208 übertragen und durch die Fliehkraft des gegenüberliegenden Flügels aufgehoben, dessen Zughebel 209 an der Hülse '208 festsitzt. Es werden daher keinerlei Fliehkräfte durch die Lager 207 auf den Schwingzapfen 206 übertragen. Es werden lediglich diejenigen Reibkräfte auf, den Zapfen 206 und die Nabe 204, 205 übertragen, die sich aus der übrigbleibenden Druckkraft und der Querkraft ergeben. Diese Kräfte sind aber im wesentlichen konstant.

Wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen ist die Rotorachse auf einem Universalschwenksystem zum Zwecke des Kippens des Rotors gelagert. Die Achsen des Kippzapfensystems befinden sich in der rechtwinklig zur Umlaufachse liegenden und die Achse des geteilten Schwingzapfensystems, d. h. die Achse der Zapfen 206, enthaltenden Ebene. Das Rotorkippzapfensystem ist in dem hohlen Achsenkörper 201 enthalten; es ist nur unvollständig in der Zeichnung dargestellt, da es der Anordnung nach den Fig. 1 bis 10 im wesentlichen ähnelt. Der eine Zapfen des Universalzapfensystems für die Rotor kippbewegung ist mit 213 bezeichnet.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Rotor für Steilschrauber mit paarweise gegenüberliegenden und paarweise um einen gemeinsamen Klappzapfen einzeln schwingbaren Flügeln, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zapfen und den Rotorflügelwurzeln eine Buchse (41, 55, 83, 208) eingeschaltet ist, die dadurch, daß sie mit einer der Flügel wurzeln (212) drehbar und mit der anderen (209) fest oder mit beiden Flügelwurzeln (42, 43, 42*, 43*; 84*, 85*) drehbar verbunden ist, unterschiedliche Schwingbewegungen der Rotorflügel zuläßt.

2. Rotor für Steilschrauber nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Flügel wurzel gabelförmig (42,42*, 85¹) ausgebildet und die gegenüberliegende Flügelwurzel (43, 43*, 84*) zwischen den Gabelzinken angeordnet ist.

3. Rotor für Steilschrauber nach den Ansprüchen. 1 und 2 mit außen an der Nabe angeordneten geteilten Klappzapfen, go dadurch gekennzeichnet, daß die jochartigen Flügelwurzeln die hohl ausgebildete, ein Kreuzgelenk aufnehmende Nabe umschließen und die Klappzapfen in außen an der Nabe angesetzten Gehäusen gelagert sind.

4. Rotor für Steilschrauber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Jochteile (35, 36) beider Flügel einander gleich sind und auf der einen Seite in ein einfaches Lagerende (43*) und auf der anderen Seite in ein gegabeltes, das einfache Ende des gegenüberliegenden Joches umschließendes Lagerende (42*) auslaufen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen