FR2466394A2

FR2466394A2 - ROTOR FOR ROTARY SAILING APPARATUS

Info

Publication number: FR2466394A2
Application number: FR8020925A
Authority: FR
Inventors: Alois Schwarz; Karlheinz Mautz; Michael Stephan
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1979-10-02
Filing date: 1980-09-30
Publication date: 1981-04-10
Also published as: GB2059897A

Abstract

La bague extérieure 13.1 du palier permettant les déplacements angulaires de la pale 6 est l'élément central d'une pièce façonnée qui est ajustée, de part et d'autre du support de pale 2, aux branches planes de fourche 2.1 de celui-ci, et un raccordement à grand pouvoir d'amortissement (couches d'élastomère 13.2, 13.3) est réalisé entre chaque branche de fourche et la pièce façonnée, raccordement qui ne cède élastiquement qu'aux mouvements de ladite pièce dans le plan du rotor. Application aux pales de rotor sans articulations de traînée. (CF DESSIN DANS BOPI)The outer ring 13.1 of the bearing allowing the angular displacements of the blade 6 is the central element of a shaped part which is fitted, on either side of the blade support 2, to the flat fork branches 2.1 thereof. , and a connection with great damping power (elastomer layers 13.2, 13.3) is made between each fork leg and the shaped part, which connection yields elastically only to the movements of said part in the plane of the rotor. Application to rotor blades without drag joints. (CF DRAWING IN BOPI)

Description

Rotor pour appareil à voilure tournante La présente invention se rapporteRotor for rotary wing apparatus The present invention relates to

à un perfectionnement de l'objet de la demande de brevet no 7807683 qui concerne un rotor pour appareil à voilure tournante, comportant des pales qui, par l'intermédiaire de palierspermettant des déplacements angulaires, sont montées mobiles en rotation sur la tête du rotor, et pour lesquelles une partie centrale de la tête du an improvement of the subject of the patent application No. 7807683 which concerns a rotor for a rotary wing apparatus, comprising blades which, by means of bearings allowing angular displacements, are mounted rotatably on the head of the rotor, and for which a central part of the head of the

rotor comporte des supports s'étendant radialement vers l'ex- rotor has supports extending radially towards the outside.

térieur, la partie centrale de la tête étant, d'une part, un corps intégral en matériau composite fibreux, dans lequel les supports de pales ont la forme d'une fourche dont les deux branches sont réalisées plates perpendiculairement au plan du rotor, et un raccordement étant, d'autre part, réalisé, dans chaque support de pale, entre les deux branches de la interior, the central part of the head being, on the one hand, an integral body made of fibrous composite material, in which the blade supports have the shape of a fork whose two limbs are made flat perpendicularly to the plane of the rotor, and a connection being, on the other hand, made in each blade support, between the two branches of the

fourche et la pale ou le pied de pale correspondant, ce rac- fork and the corresponding blade or blade root, this connection

cordement pouvant être soumis à compression dans le sens lon- rope that can be compressed in the long-term

gitudinal de la pale, mais permettant des déplacements angu- of the blade, but allowing angular displacements

laires de cette dernière, et le pied de pale étant prolongé jusqu'au palier permettant des déplacements angulaires, qui est prévu au pied ou talon du support de pale, par une pièce intermédiaire enjambant le raccordement susceptible d'être soumis à compression. Ladite pièce intermédiaire peut faire partie intégrante de la pale de rotor ou du pied de pale, mais peut aussi être un composant amovible, que l'on peut retirer du pied de pale, par exemple sous la forme d'une lars of the latter, and the blade root being extended to the bearing allowing angular displacements, which is provided at the foot or heel of the blade support, by an intermediate piece spanning the connection may be subject to compression. Said intermediate piece may be an integral part of the rotor blade or blade root, but may also be a removable component, which can be removed from the blade root, for example in the form of a blade.

fourche, selon la demande de brevet RFA P 28 27 320.3. Cepen- fork, according to the German patent application P 28 27 320.3. How-

dant, le point commun à tous les modes de réalisation possi- the common point to all possible embodiments

bles de la pièce intermédiaire est que celle-ci constitue un prolongement du pied de pale dans le cadre d'un raccordement sans articulation de la pale. Etant donné que les pales de The fact that the intermediate piece is that this constitutes an extension of the blade root in the context of a connection without articulation of the blade. Since the blades of

rotor sans articulation présentent une tendance aux vibra- rotor without articulation have a tendency to vibrate

tions instables, lorsque l'amortissement des mouvements de traînée est insuffisant, un objet de la présente invention unstable, when the damping of drag movements is insufficient, an object of the present invention

est de mettre au point un dispositif d'amortissement appro- is to develop an appropriate damping device

prié, qui soit d'une grande efficacité dans le sens des mouve- requested, which is highly effective in the sense of

ments de traînée des pales, le mode de raccordement simple des dragging the blades, the simple way of connecting the

pales restant maintenu dans un rotor du type précédement men- blades remaining in a rotor of the type previously mentioned.

tionné. Ce problème est résolu, selon la présente invention, par le fait que la bague extérieure du palier permettant les déplacement angulaires de la pale est l'élément central d'une pièce façonnée qui est ajustée, de part et d'autre du support de pale, aux branches planes de fourche de celui-ci, et qu'un tioned. This problem is solved, according to the present invention, by the fact that the outer ring of the bearing allowing the angular displacement of the blade is the central element of a shaped part which is fitted on either side of the blade support. , with the flat branches of the fork of it, and that

raccordement à grand pouvoir d'amortissement qui ne cède élas- connection with high damping power which does not give way

tiquement qu'aux mouvements de ladite pièce dans le plan du rotor, est réalisé entre chaque branche de fourche et ladite only at the movements of said part in the plane of the rotor, is realized between each fork leg and said

pièce. Le dispositif d'amortissement est atcti palier per- piece. The damping device is at least

mettant les déplacements angulaires de la pale. La présente 1F invention met à profit la connaissance du fait que ladite pièce intermédiaire qui s'appuie dans le palier permettant les déplacements angulaires de la pale, peut, en tant que prolongement du pied de pale, sous l'effet des efforts de flexion dus à la-traînée, servir en fait de levier, l'axe longitudinal (parallèle à l'axe de rotation du rotor) du putting the angular displacements of the blade. The present invention makes use of the knowledge that said intermediate piece which rests in the bearing allowing the angular displacements of the blade, can, as an extension of the blade root, under the effect of the bending forces due to trailing, serve as a lever, the longitudinal axis (parallel to the axis of rotation of the rotor) of the

raccordement susceptible d'être soumis à compression consti- connection likely to be subject to compression

tuant l'axe de pivotement du levier, dont le mouvement rela- killing the pivot axis of the lever, the movement of which

tif par rapport au support de pale ou à ses branches de four- relative to the blade support or its branches of furnace

che conduit à une déformation par cisaillement du raccordement élastique entre les branches de fourche et la pièce façonnée leads to shear deformation of the elastic connection between the fork legs and the shaped part

montée.sur la bague extérieure du palier permettant les dépla- mounted on the outer ring of the bearing allowing the

cements angulaires. L'importance de la déformation par cisail- angular The importance of shear deformation

lement ou.de la force d'amortissement du raccordement élasti- or the damping force of the elastic connection

que qui est de préférence réalisé avec un élastomère, est es- that which is preferably made with an elastomer, is es-

sentiellement déterminée par la distance qui sépare ce raccor- determined by the distance between this connection and

dement de l'axe longitudinal du raccordement pouvant être soumis à compression, de sorte qu'en donnant une longueur appropriée à la pièce intermédiaire, on peut déjà obtenir un grand effet the longitudinal axis of the connection which can be subjected to compression, so that by giving an appropriate length to the intermediate part, a large effect can already be obtained.

ou degré d'amortissement avec une force d'amortissement rela- or degree of damping with a damping force

tivement faible.weak.

Notamment dans le cas.d'un rotor comportant une bague extérieure de palier métallique, des plaques réalisées d'un seul tenant avec la bague extérieure de part et d'autre du support de pale, sont recouvertes d'une couche d'élastomère, une plaque de recouvrement métallique, assemblée par liaison de matière, constituant le lien entre chaque couche d'élasto- In particular, in the case of a rotor comprising an outer metal bearing ring, plates made in one piece with the outer ring on either side of the blade support are covered with an elastomer layer, a metal cover plate, assembled by bonding material, constituting the link between each layer of elastomer

mère et la branche de fourche correspondante. mother and the corresponding fork leg.

De préférence, un raccordement est réalisé entre les plaques de recouvrement et les branches de fourche, au moyen de boulons qui traversent les deux branches de fourche de part Preferably, a connection is made between the cover plates and the fork legs, by means of bolts which pass through the two fork legs from each other.

en part et qui sont ajustés sans jeu dans les plaques de re- apart and adjusted without play in the nameplates

couvrement, mais ajustés avec un jeu radial qui est fonction covered, but adjusted with a radial clearance that is function

de l'élasticité maximale de l'élastomère,-dans les plaques réa- elasticity of the elastomer, in the plates

lisées d'un seul tenant avec la bague extérieure. in one piece with the outer ring.

Selon une autre caractéristique additionnelle de la présente invention, les plaques réalisées d'un seul tenant avec la bague extérieure présentent des fentes longitudinales, According to another additional feature of the present invention, the plates made in one piece with the outer ring have longitudinal slots,

de part et d'autre de cette dernière, dans une zone qui va au- on both sides of the latter, in an area that goes beyond

delà du boulon correspondant, et chaque fente est comblée par au moins deux couches d'élastomère, et une plaque intercalaire - métallique dans laquelle le boulon est ajusté sans jeu, à l'exception d'un intersticesubsistant au fond de la fente en beyond the corresponding bolt, and each slot is filled by at least two layers of elastomer, and a spacer plate - metal in which the bolt is adjusted without play, except for an interstice subsistent at the bottom of the slot.

fonction de l'élasticité maximale de l'élastomère. function of the maximum elasticity of the elastomer.

La présente invention sera mieux comprise à l'aide de The present invention will be better understood by means of

la description détaillée d'un mode de réalisation pris comme the detailed description of an embodiment taken as

exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé, sur lequel - la figure 1 est une coupe longitudinale verticale, - correspondant à la figure 3 de la nonlimiting example and illustrated by the accompanying drawing, in which - Figure 1 is a vertical longitudinal section, - corresponding to Figure 3 of the

demande de brevet no 78 07 683 -Patent Application No. 78 07 683 -

d'un bras de la partie centrale de la tête de rotor, en liaison avec un pied de pale, et - la figure 2 est une coupe, à plus grande échelle, an arm of the central part of the rotor head, in connection with a blade root, and - Figure 2 is a section, on a larger scale,

selon II-II de la figure 1.according to II-II of Figure 1.

Pour réaliser la suspension de chaque pale de rotor dans le support de pale 2 de fourche, ou bras de rotor, d'une partie centrale de la tête de rotor, le pied de pale 6 est prolongé, selon la demande de brevet no 7807683, à l'aide d'une pièce To achieve the suspension of each rotor blade in the fork blade support 2, or rotor arm, of a central portion of the rotor head, the blade root 6 is extended, according to the patent application No. 7807683, using a coin

intermédiaire 6.1, au-delà d'un palier radial-axial en élas- intermediate 6.1, beyond a radial-axial bearing in

tomère 8, jusqu'à un palier radial en élastomère 13. La pièce intermédiaire 6.1 peut,ainsi que cela est représenté sur le dessin, être reliée de façon amovible à une fourche 11, fixée dans le palier radial en élastomère 13, par l'intermédiaire d'un tenon 11.1, et faire partie intégrante du pied de pale 6, 8, to a radial elastomer bearing 13. The intermediate piece 6.1 may, as shown in the drawing, be removably connected to a fork 11, fixed in the radial elastomer bearing 13, by the intermediate a post 11.1, and be an integral part of the blade root 6,

ou bien aussi être reliée de façon amovible de ce dernier. or also be removably connected to the latter.

Dans le cadre de la présente invention, la pièce intermédiaire 1o 6.1 ne joue un rôle que dans la mesure o elle permet à un In the context of the present invention, the intermediate piece 10 6.1 plays only a role insofar as it allows a

dispositif d'amortissement, réuni au palier radial en élasto- damping device, joined to the radial elasto-

mère 13 par l'intermédiaire de la bague extérieure 13.1 de celui-ci, de mettre à profit le principe de la transmission des forces selon la loi du levier la pièce intermédiaire 6.1, servant de levier, dont l'axe de pivotement est constitué par l'axe longitudinal 7.1 du palier radialaxial en élastomère 8 (axe parallèle à l'axe de rotation du rotor), permet d'obtenir, en cas de sollicitation du pied de pale 6 par des efforts de flexion dus à la traînée, des forces relativement importantes en vue de la déformation par cisaillement des couches 13.2, 13 through the outer ring 13.1 thereof, to take advantage of the principle of the transmission of forces according to the law of the lever the intermediate piece 6.1, serving as a lever, whose pivot axis is constituted by the longitudinal axis 7.1 of the radially radial elastomeric bearing 8 (axis parallel to the axis of rotation of the rotor) makes it possible to obtain, in the event of the blade root 6 being subjected by bending stresses due to the drag, forces relatively important for the shear deformation of layers 13.2,

13.3, qui sont en un matériau élastomère ayant une grande capa- 13.3, which are made of an elastomeric material having a large capacity

cité d'amortissment, par exemple du silicone, du polyuréthane, ou un mélange de caoutchouc. A cet effet, la bague extérieure 13.1 du palier radial en élastomère 13 est l'élément central d'une pièce façonnée qui, à l'aide de deux plaques métalliques 13.4, réalisées d'un seul tenant avec la bague, est ajustée, de part et d'autre du support de pale 2, aux deux branches de cited cushioning, for example silicone, polyurethane, or a mixture of rubber. For this purpose, the outer ring 13.1 of the radial elastomer bearing 13 is the central element of a shaped part which, with the aid of two metal plates 13.4, made in one piece with the ring, is adjusted, from on either side of the blade support 2, to both branches of

fourche 2.1, à faces planes, dudit support, ladite pièce façon- fork 2.1, with flat faces, of said support, said workpiece

née étant, de part et d'autre, assemblée par liaison de matière (par exemple par vulcanisation) avec une couche d'élastomère 13.2 (pour chaque plaque métallique 13.4), par l'intermédiaire being, on both sides, assembled by bonding material (for example by vulcanization) with an elastomer layer 13.2 (for each metal plate 13.4), via

d'une plaque de recouvrement métallique 13.5, reliée à la cou- a metal cover plate 13.5, connected to the

che d'élastomère par liaison de matière, sur la branche de four- elastomer by bond of material, on the branch of furnace

che opposée 2.1. En même temps, un raccordement est réalisé en- opposite to 2.1. At the same time, a connection is made

tre les plaques de recouvrement 13.5 et les deux branches de fourche 2.1 du support de pale 2, à l'aide de deux boulons 13.6 traversant les deux branches de fourche de part en part, boulons qui sont ajustés sans jeu dans les plaques de recouvrement, tandis qu'ils sont ajustés dans les plaques métalliques 13.4, réalisées d'un seul tenant avec la bague extérieure 13.1, avec un jeu radial 13.7 qui est fonction de l'élasticité maximale de la couche d'élastomère 13.2. La pièce intermédiaire 6.1 du pied de pale 6 ou la bague extérieure 13.1 du palier radial en élastomère 13 peut, par conséquent, se déplacer par rapport au support de pale 2, dans le sens de traînée des pales, dans la mesure o le permet le jeu 13. 7 existant entre les boulons be the cover plates 13.5 and the two fork legs 2.1 of the blade support 2, with two bolts 13.6 crossing the two fork legs from one side, bolts which are adjusted without play in the cover plates, while they are fitted in the metal plates 13.4, made in one piece with the outer ring 13.1, with a radial clearance 13.7 which is a function of the maximum elasticity of the elastomer layer 13.2. The intermediate piece 6.1 of the blade root 6 or the outer ring 13.1 of the radial elastomer bearing 13 can therefore move relative to the blade support 2, in the direction of blade drag, as far as possible. clearance 13. 7 existing between the bolts

13.6 et les plaques métalliques 13.4 prévues sur la bague ex- 13.6 and the metal plates 13.4 provided on the outer ring

térieure 13.1, avec une déformation par cisaillement des cou- 13.1, with shear deformation of

ches d'élastomère 13.2. Il en résulte un amortissement des elastomer 13.2. This results in amortization of

mouvements de traînée des pales. Pour permettre une augmenta- drag movements of the blades. To allow an increase

tion supplémentaire du degré d'amortissement, on peut prévoir que les plaques métalliques 13.4, réalisées d'un seul tenant addition of the degree of damping, provision may be made for the metal plates 13.4, made in one piece

avec la bague extérieure 13.1, soient pourvues de fentes lon- with the outer ring 13.1, are provided with long slots

gitudinales, de part et d'autre de la bague extérieure 13.1, dans une zone allant au-delà du boulon 13.6 correspondant, ainsi que le montre la figure 2, de sorte que deux couches longitudinal direction, on either side of the outer ring 13.1, in an area beyond the bolt 13.6 corresponding, as shown in Figure 2, so that two layers

d'élastomère supplémentaires 13.3, avec une plaque interca- additional elastomer 13.3, with an interchangeable plate

laire métallique 13.9, soient insérées et ajustées dans cha- 13.9, are inserted and adjusted in each

que fente 13.. Etant donné que, d'une part, chaque boulon 13.6 est aussi ajusté, sans jeu, dans la plaque intercalaire 13.9 correspondante, et que, lorsque les fentes 13.8 sont comblées, il subsiste à leur fond, un interstice 13.10 dont la largeur correspond à l'élasticité maximale des couches that slot 13 .. As firstly, each bolt 13.6 is also adjusted, without play, in the corresponding intermediate plate 13.9, and that when the slots 13.8 are filled, there remains at their bottom, a gap 13.10 whose width corresponds to the maximum elasticity of the layers

d'élastomère 13.3, et que, d'autre part, les couches d'élas- elastomer 13.3, and that, on the other hand, the layers of elastomer

tomère 13.3 sont assemblées par liaison de matière, à la fois avec la plaque intercalaire correspondante 13.9 et avec la plaque métallique 13.4 correspondante de la bague extérieure 13.3 are assembled by bonding material, both with the corresponding intermediate plate 13.9 and with the corresponding metal plate 13.4 of the outer ring

13.1, une déformation par cisaillement-et, de ce fait, un amor- 13.1, a shear deformation-and, as a result, an amorphous

tissement du mouvement de traînée des pales se produiront aussi dans ces couches d'élastomère supplémentaires 13.3 lors d'un mouvement de pivotement de la pièce intermédiaire 6.1 dans le The drag movement of the blades will also occur in these additional elastomer layers 13.3 upon pivotal movement of the intermediate piece 6.1 in the

plan du rotor.plane of the rotor.

Ainsi, grâce à plusieurs raccordement en élastomère, à action simultanée, entre la bague extérieure 13.1 ou les plaques métalliques 13.4, réalisées d'un seul tenant avec Thus, thanks to several elastomer connection, with simultaneous action, between the outer ring 13.1 or the metal plates 13.4, made in one piece with

cette bague, d'une part, et chaque branche de fourche 2.1 du- this ring, on the one hand, and each branch fork 2.1 du-

support de pale 2, d'autre part, on obtient, en intercalant les boulons 13.6, un amortissement efficace des mouvements support blade 2, on the other hand, we obtain, by interposing the bolts 13.6, effective damping movements

de traînée des pales, et l'on satisfait en même temps à l'exi- dragging the blades, and at the same time satisfying the requirement of

gence qui veut que l'on puisse remplacer de façon simple le which wants to be able to replace in a simple way the

palier radial en élastomère 13. Le cas échéant, d'autres rac- radial bearing made of elastomer 13. Where appropriate, other

cordements en élastomère peuvent être prévus entre la bague elastomeric cords can be provided between the ring

extérieure 13.1 et les branches de fourche 2.1, selon le prin- 13.1 and fork legs 2.1, according to the prin-

cipe ressortant de la figure 2.Figure 2.

Claims

Rotor for a rotary wing apparatus, comprising blades which, by means of bearings allowing angular displacements, are rotatably mounted on the rotor head, and for which a central part of the rotor

the head of the rotorThese supports extending radially towards the ex-

interior, the central part of the head being, on the one hand, an integral body made of fibrous composite material, in which the blade supports have the shape of a fork whose two limbs are made flat perpendicularly to the plane of the rotor, and a connection being, on the other hand, made in each blade support, between the two branches of the fork and the blade or the corresponding blade root, this connection being compressible in the longitudinal direction of the blade, but allowing angular movements of

the latter, according to claims 1 and 4 of the application

Patent No. 7807683, and the blade root being extended

at the bearing allowing the angular displacements of the blade, which is provided at the foot or heel of the blade support, by an intermediate piece spanning the connection capable of being subjected to compression, characterized in that the ring

(13.1) of the bearing allowing the displacements

of the blade is the central element of a shaped part which is fitted, on either side of the blade support (2), to the plane fork legs (2.1) thereof, and that

connection with high damping power (elastomer

13.2, 13.3) which elastically yields only movements of said piece in the plane of the rotor is made between each

fork leg and said piece.

Rotor according to claim 1,

characterized in that it is a connection with a high damping power

which yields elastically is achieved by means of an elastic

tomère.

3. Rotor according to claim 1 or 2, in particular rotor comprising a metal outer ring (bearing), characterized in that plates (13.4) made in one piece with the outer ring (13.1) on both sides of the blade support 2 are covered with an elastomer layer, a metal covering plate (13, .5) assembled by bonding material, constituting the link between each layer

of elastomer (13.2) and the corresponding fork leg.

4. Rotor according to claim 3, characterized in that a connection is made between the cover plates (13.5) and the fork legs (2.1), by means of bolts (13.6) which pass through the two fork legs from side to side. parts and which are adjusted without clearance in the cover plates (13.5), but adjusted with a radial clearance (13.7) which is a function of the maximum elasticity of the elastomer in the plates (13.4) made in one piece with the ring

outside (13.1).

5. Rotor according to claim 3 or 4, characterized in that the plates (13.4) made of a single

with the ring (13.1) have longitudinal slots

nals, on either side of the latter, in an area that goes beyond the corresponding bolt (13.6), and that each slot (13.8) is filled by at least two layers of elastomer

(13.3) and a metal spacer plate (13.9) in the-

which bolt is adjusted without play except one. inter-

stice (13.10) remaining at the bottom of the slot according to

the maximum elasticity of the elastomer.