DE1037272B - Propeller, especially for helicopters, with friction damper for the pivoting movement of the wing blades in the plane of rotation - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Luftschraube für Hubschrauber, bei der die Flügel bzw. die Flügelträger in der Drehebene schwenkbar an der Schraubennabe angeordnet und benachbarte Flügel bzw. Flügelträger durch je aus einem Zylinder und einem KoI-ben bestehende Dämpfer miteinander verbunden sind.The invention relates to a propeller for helicopters, in which the wing or the wing carrier pivotally arranged in the plane of rotation on the screw hub and adjacent wings or wing carriers are connected to each other by dampers, each consisting of a cylinder and a piston.

Bei den bekannten Luftschrauben dieser Art sind die Dämpfer so ausgebildet, daß ihre Dämpfungskraft in allen Hubstellungen im wesentlichen gleich ist. Dies hat jedoch den Nachteil, daß die Dämpfer starke Abweichungen der Flügel von ihren Normalstellungen nicht verhindern können. Bei kritischen Drehzahlen während des Starts oder Auslaufens der Luftschraube bei auf dem Boden stehendem Flugzeug können dann Unausgeglichenheiten entstehen, die eine Beschädigung des Triebwerks nach sich ziehen können.In the known propellers of this type, the dampers are designed so that their damping force is essentially the same in all stroke positions. However, this has the disadvantage that the dampers are strong Can not prevent deviations of the wings from their normal positions. At critical speeds during take-off or coasting down of the propeller when the aircraft is on the ground, you can then Imbalances arise that can damage the engine.

Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil durch Verwendung von Dämpfern, die so ausgebildet sind, daß sie bei geringem Ausschlag mit einer bestimmten Reibungskraft arbeiten, bei großem Ausschlag aber in an sich bekannter Weise eine zunehmende Reibungskraft aufbringen, dann also eine progressive Dämpfungscharakteristik aufweisen. Das Neue liegt in der Ausbildung solcher Dämpfer. Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß der Kolben des Dämpfers mehrere angelenkte, auf den L^Tmfang verteilte Reibsegmente trägt, deren Außenflächen mit Reibbelägen versehen sind und deren Innenflächen mit einem Konus zusammenarbeiten, der unter der Wirkung einer vorgespannten Feder steht, die eine zunehmende Vorspannung erhält, wenn die Relativbewegungen zwischen dem Zylinder und dem Kolben das zulässige geringe Maß überschreiten.The invention avoids this disadvantage by using dampers which are designed in such a way that they work with a certain frictional force when the deflection is small, but apply an increasing friction force in a known manner when the deflection is large, so that they then have a progressive damping characteristic. The novelty lies in the formation of such dampers. The invention is characterized in that the piston of the damper ^{carries several articulated friction segments distributed over the L T} mfang, the outer surfaces of which are provided with friction linings and the inner surfaces of which cooperate with a cone which is under the action of a pretensioned spring which increases the pretension obtained when the relative movements between the cylinder and the piston exceed the permissible low level.

Vorzugsweise ist die vorgespannte Feder zwischen dem Konus und einer auf der Kolbenstange verschiebbaren Scheibe angeordnet, die bei größeren Relativbewegungen zwischen dem Kolben und dem Zylinder am Zylinderende anstößt und dadurch auf der Kolbenstange so verschoben wird, daß die Feder eine erhöhte Spannung erhält. -+<jThe pretensioned spring is preferably displaceable between the cone and one on the piston rod Disc arranged that with larger relative movements between the piston and the cylinder abuts the end of the cylinder and is thereby displaced on the piston rod in such a way that the spring has an increased Tension is maintained. - + <j

Um auch bei erhöhtem Druck ein Verklemmen zwischen den Kegelflächen des Dämpfers zu verhindern, sind zweckmäßig zwischen dem Konus und der konischen Innenfläche der Reibsegmente Kugeln angeordnet, die durch zugeordnete Käfige in ihrer Lage +5 zwischen den Teilen gesichert sind.In order to prevent jamming between the conical surfaces of the damper even with increased pressure, balls are expediently arranged between the cone and the conical inner surface of the friction segments, which are secured in their position +5 between the parts by assigned cages.

Damit die Dämpfer in beiden Richtungen gleichmäßig arbeiten, sind sie zweckmäßig doppeltwirkend ausgebildet, wobei jeder Dämpfer zwei Sätze von Reibsegmenten, zwei Konusse, zwei Federn und zwei Scheiben enthält, die so zwischen dem Kolben und dem Zylinder des Dämpfers angeordnet sind, daß der eine Satz von Reibsegmenten bei einer Bewegung des Kolbens in der einen Richtung, der andere Satz bei Luftschraube, insbesondere für
Hubschrauber, mit ReibungsdämpferSo that the dampers work evenly in both directions, they are expediently double-acting, each damper containing two sets of friction segments, two cones, two springs and two discs, which are arranged between the piston and the cylinder of the damper that one set of friction segments when the piston moves in one direction, the other set for propellers, especially for
Helicopter, with friction damper

für die Schwenkbewegung
der Flügelblätter in der Drehebenefor the swivel movement
of the blades in the plane of rotation

Anmelder:Applicant:

Saunders-Roe Limited,
East Cowes, Wight (Großbritannien)Saunders-Roe Limited,
East Cowes, Wight (UK)

Vertreter: Dipl.-Ing. G. Weinhausen, Patentanwalt,
München 22, Widenmayerstr. 46Representative: Dipl.-Ing. G. Weinhausen, patent attorney,
Munich 22, Widenmayerstr. 46

Kenneth Watson,Kenneth Watson,

Southampton, Hampshire (Großbritannien),
ist als Erfinder genannt wordenSouthampton, Hampshire (UK),
has been named as the inventor

entgegengesetzter Bewegung des Kolbens wirksam wird.opposite movement of the piston becomes effective.

Die Zeichnung zeigt ein Beispiel für die Ausführung einer mit Reibungsdämpfern nach der Erfindung ausgerüsteten Luftschraube für Hubschrauber, und zwar zeigtThe drawing shows an example of the design of one equipped with friction dampers according to the invention Propeller for helicopter, namely shows

Fig. 1 eine Draufsicht auf die teils geschnittene Nabe der Luftschraube,Fig. 1 is a plan view of the partially cut hub of the propeller,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II in Fig. 1 undFig. 2 shows a section along the line H-II in Fig. 1 and

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform des in der Nabe vorgesehenen Dämpfungselements. 3 shows a longitudinal section through another embodiment of the damping element provided in the hub.

Jeder der nicht dargestellten Flügel der Luftschraube ist an einem Verbindungsstück 10 befestigt, das auf einem Träger 11 drehbar angeordnet ist, damit die Flügelsteigung geändert werden kann. An dem Verbindungsstück ist ein Hebel 12 vorgesehen, über den diese Verstellung durch eine nicht dargestellte Vorrichtung vorgenommen wird.Each of the propeller's wings, not shown, is attached to a connecting piece 10, which is rotatably arranged on a carrier 11 so that the wing pitch can be changed. At The connecting piece is provided with a lever 12, via which this adjustment is carried out by a not shown Device is made.

Jeder der drei Träger 11 ist an der eigentlichen Nabe 13 mittels eines Bolzens 14 frei, d. h. ohne Reibung verursachende Platten od. dgl., angelenkt. Außerhalb dieser Anlenkstellen sind die Träger 11 und damit die Flügel durch drei Teleskopdämpfer 15 in Dreiecksform miteinander verbunden, d. h.. jeder Dämpfer verbindet zwei benachbarte Flügel. Alle Dämpfer sind von gleicher Konstruktion, so daß nur einer beschrieben zu werden braucht.Each of the three carriers 11 is free on the actual hub 13 by means of a bolt 14, i. H. without friction causative plates or the like. Articulated. Outside these articulation points are the carriers 11 and thus the wings are connected to one another in a triangular shape by three telescopic dampers 15, d. h .. everyone Damper connects two adjacent wings. All dampers are of the same construction, so only one needs to be described.

809 598/53809 598/53

Jeder Dämpfer 15 besteht aus einem Zylinder 16, der durch ein Kugelgelenk 17 mit einem der Flügelträger 11 verbunden ist, und einem Kolben 18, der über eine Kolbenstange 19 und ein Kugelgelenk 20 mit einem anderen Flügelträger 11 verbunden ist. Der Kolben besteht aus einer auf der Kolbenstange befestigten Scheibe 18, über deren Rand mehrere auf den Umfang verteilte Segmente 21 greifen, die außen mit einem Reibbelag 22 versehen sind. Die Innenflächen der Segmente bilden zusammen eine konische Fläche, mit der sie sich über in einem Käfig 24 angeordnete Kugeln 23 gegen einen Konus 25 abstützen, der mittels einer als ringförmige Gummipackung ausgebildeten Feder 26 mit einer auf der Kolbenstange 19 angeordneten zweiten Scheibe 27 verbunden ist. Die Gummifeder 26, die auch durch eine Schraubendruckfeder oder durch eine pneumatische Feder ersetzt sein kann, ist zwischen den beiden Scheiben 18 und 27 vorgespannt und hält die Kugeln 23 normalerweise in der dargestellten Lage, in der die Außenflächen der Reibbeläge 22 eine zylindrische Fläche bilden, mit der sie sich gegen die Innenwand des Zylindermantels 16 anlegen. Bei geringen relativen Bewegungen des Kolbens und des Zylinders ergibt sich daher eine konstante Dämpfungsreibung zwischen Kolben und Zylinder.Each damper 15 consists of a cylinder 16 which is connected to one of the wing carriers 11 by a ball joint 17 , and a piston 18 which is connected to another wing carrier 11 via a piston rod 19 and a ball joint 20. The piston consists of a disk 18 fastened to the piston rod, over the edge of which a plurality of segments 21 distributed over the circumference grip, which are provided with a friction lining 22 on the outside. The inner surfaces of the segments together form a conical surface with which they are supported against a cone 25 via balls 23 arranged in a cage 24, which is connected to a second disk 27 arranged on the piston rod 19 by means of a spring 26 designed as an annular rubber packing. The rubber spring 26, which can also be replaced by a helical compression spring or a pneumatic spring, is pretensioned between the two disks 18 and 27 and normally holds the balls 23 in the position shown, in which the outer surfaces of the friction linings 22 form a cylindrical surface, with which they lay against the inner wall of the cylinder jacket 16. With small relative movements of the piston and the cylinder, there is therefore a constant damping friction between the piston and the cylinder.

Ist jedoch die relative Bewegung derart, daß das Spiel zwischen der Scheibe 27 und dem Ende des Zylinders 16 verschwindet, so wird die Gummifeder 26 zusätzlich zusammengedrückt, so daß sich der innere Konus 25 in axialer Richtung bewegt, wodurch die Segmente 21 über die Kugeln 23 stärker nach außen gedrückt werden, wodurch die Reibungskraft erhöht wird. Die axiale Bewegung des Konus 25 und damit die Erhöhung der Reibungskraft wird durch das Anschlagen des Konus gegen die Scheibe 18 begrenzt.However, if the relative movement is such that the play between the disc 27 and the end of the cylinder 16 disappears, the rubber spring 26 is additionally compressed so that the inner cone 25 moves in the axial direction, whereby the segments 21 over the balls 23 be pressed more strongly outwards, whereby the frictional force is increased. The axial movement of the cone 25 and thus the increase in the frictional force is limited by the impact of the cone against the disk 18.

Die Flächen des Konus 25 und der Segmente 21, mit denen die Kugeln 23 zusammenarbeiten, sind gehärtet, so daß sich hier nur ganz geringe Reibungsverluste ergeben können. Der Kugelkäfig 24 weist, wie Fig. 2 erkennen läßt, radiale Ansätze 28 auf, die in die zwischen den Segmenten 21 vorhandenen Schlitze eingreifen, wodurch die gewünschte genaue Lage der Kugeln auf dem Umfang gewährleistet wird. Die axiale Anordnung der Kugeln ergibt sich selbsttätig durch die Ausbildung der beiden konischen Flächen, zwischen denen sie liegen.The surfaces of the cone 25 and the segments 21, with which the balls 23 work together, are hardened, so that only very small frictional losses can result here. As can be seen in FIG. 2, the ball cage 24 has radial projections 28 which engage in the slots present between the segments 21 , whereby the desired precise position of the balls on the circumference is ensured. The axial arrangement of the balls results automatically from the formation of the two conical surfaces between which they are located.

Der beschriebene Dämpfer weist, wie erwähnt, für normale Schwingungen zwischen benachbarten Flügeln eine praktisch konstante Dämpfungskraft auf, dagegen bei einem Anwachsen der Schwingungsamplitude zwischen den Flügeln infolge der stärkeren Kompression der Feder ein Anwachsen der Dämpfungskraft. Wenn aber eine Erhöhung der Dämpfungskraft sowohl beim Zusammendrücken als auch beim Auseinanderziehen des Dämpfers erreicht werden soll, so kann dies durch doppeltwirkende Ausbildung des Dämpfers geschehen, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Dieser Dämpfer ist grundsätzlich von gleicher Bauart wie der bereits beschriebene, doch sind zwei Konusse 25, 25^4, zwei Kugelsätze 23, 23^4, zwei Reibungssegmentsätze 21, 21 ^4 und zwei Gummifedern 26, 26^i vorgesehen. Die Segmente sind über eine in axialer Richtung in der Mitte des Dämpfergehäuses 16 auf der Kolbenstange 19 befestigte Doppelscheibe 118 übergesteckt und erstrecken sich nach beiden Enden des Dämpfers. Zwischen den innerhalb der Segmente vorgesehenen Konussen 25, 25 A und zwei in der Nähe der Zylinderenden auf der Kolbenstange 19 vorgesehenen Scheiben 27, 27 A befinden sich die Gummifedern 26, 26 A. Bei einer übermäßigen axialen Bewegung des Kolbens relativ zum Zylinder, gleichgültig, in welcher Richtung sie erfolgt, legt sich das eine oder ίο das andere Ende des Zylinders 16 gegen eine der Scheiben 27 bzw. 27 A an und drückt dabei die eine der Gummifedern zusammen. Dadurch werden die Reibsegmente 21 oder 21 A nach außen gedrückt, wodurch ihre Reibung mit dem Zylinder 16 erhöht wird.As mentioned, the described damper has a practically constant damping force for normal vibrations between adjacent wings, whereas the damping force increases when the vibration amplitude between the wings increases as a result of the greater compression of the spring. If, however, an increase in the damping force is to be achieved both when the damper is compressed and when it is pulled apart, this can be done by means of a double-acting design of the damper, as shown in FIG. This damper is basically of the same design as the one already described, but two cones 25, 25 ^ 4, two sets of balls 23, 23 ^ 4, two sets of friction segments 21, 21 ^ 4 and two rubber springs 26, 26 ^ i are provided. The segments are slipped over a double disk 118 fastened in the axial direction in the center of the damper housing 16 on the piston rod 19 and extend to both ends of the damper. Between the provided inside of the segments cones 25, 25 A and two provided near the ends of the cylinder on the piston rod 19 disks 27, 27 A, the rubber springs 26, 26 A. When an excessive axial movement of the piston relative to the cylinder, regardless of in which direction it takes place, one or the other end of the cylinder 16 rests against one of the disks 27 or 27 A and thereby presses one of the rubber springs together. As a result, the friction segments 21 or 21 A are pressed outward, whereby their friction with the cylinder 16 is increased.

Claims (4)

PaTENTANSPRCCHE:PATENT CLAIM: 1. Luftschraube für Hubschrauber, deren Flügel bzw. Flügelträger in der Drehebene schwenkbar au der Nabe angeordnet und durch je aus einem Zylinder und einem Kolben bestehende Reibungsdämpfer verbunden sind, die bei Überschreiten einer bestimmten Relativbewegung zwischen benachbarten Flügeln mit zunehmender Reibungskraft arbeiten, dann also eine progressive Dämpfungscharakteristik aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (18) des Dämpfers (15) mehrere angelenkte, auf den Umfang verteilte Reibsegmente (21) trägt, deren Außenflächen mit Reibbelägen (22) versehen sind und deren Innenflächen mit einem Konus (25) zusammenarbeiten, der unter der Wirkung einer vorgespannten Feder (26) steht, die eine zunehmende Vorspannung erhält, wenn die Relativbewegungen zwischen dem Zylinder (16) und dem Kolben das zulässige geringe Maß überschreiten.1. Propeller for helicopters, whose wings or wing carriers can be pivoted in the plane of rotation arranged on the hub and by friction damper each consisting of a cylinder and a piston are connected when a certain relative movement is exceeded between neighboring Wings work with increasing frictional force, then a progressive damping characteristic have, characterized in that the piston (18) of the damper (15) has several articulated, distributed over the circumference Carries friction segments (21), the outer surfaces of which are provided with friction linings (22) and the inner surfaces of which cooperate with a cone (25) under the action of a pretensioned spring (26) stands, which receives an increasing bias when the relative movements between the Cylinder (16) and the piston exceed the permitted small dimension. 2. Luftschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgespannte Feder (26) zwischen dem Konus (25) und einer auf der Kolbenstange (19) verschiebbaren Scheibe (27) angeordnet ist, die bei größeren Relativbewegungen zwischen dem Kolben (18) und dem Zylinder (16) am Zylinderende anstößt und dadurch auf der Kolbenstange so verschoben wird, daß die Feder eine erhöhte Spannung erhält.2. Propeller according to claim 1, characterized in that the pretensioned spring (26) arranged between the cone (25) and a disk (27) displaceable on the piston rod (19) is that with larger relative movements between the piston (18) and the cylinder (16) abuts the end of the cylinder and is thereby displaced on the piston rod in such a way that the spring receives increased tension. 3. Luftschraube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Konus (25) und der konischen Innenfläche der Reibsegmente (21) in Käfigen (24) angeordnete Kugeln (23) vorgesehen sind.3. Air screw according to claim 1 or 2, characterized in that between the cone (25) and the conical inner surface of the friction segments (21) in cages (24) arranged balls (23) are provided. 4. Luftschraube nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Dämpfer zwei Sätze von Reibsegmenten (21, 21A), zwei Konusse (25, 25^4), zwei Federn (26, 26 A) und zwei Scheiben (27,27^4) enthält, die so zwischen dem Kolben4. Propeller according to claim 2, characterized in that each damper has two sets of friction segments (21, 21A), two cones (25, 25 ^ 4), two springs (26, 26 A) and two washers (27, 27 ^ 4 ) contains the so between the piston (18) und dem Zylinder (16) des Dämpfers angeordnet sind, daß der eine Satz von Reibsegmenten bei Bewegung des Kolbens in der einen Richtung, der andere Satz bei entgegengesetzter Richtung des Kolbens wirksam wird.(18) and the cylinder (16) of the damper are arranged that the one set of friction segments when moving the piston in one direction, the other set when moving in the opposite direction Direction of the piston takes effect. ' ' In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 897 210, 735 193;
USA.-Patentschrift Nr. 2 593 335;
britische Patentschrift Nr. 612 687.Considered publications:
German Patent Nos. 897 210, 735 193;
U.S. Patent No. 2,593,335;
British Patent No. 612 687. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 809 59*8/53 8.58© 809 59 * 8/53 8.58