DE2259598A1 - Hubschrauberrotoranordnung - Google Patents

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W/p 7557

Tag i4. November 1972 W/He

WESTLAND AIRCRAFT LIMITED, Yeovil/Somerset, England

Hubs ehrauberrο t oranordnung

Die Erfindung bezieht sich auf Hubschrauberrotoranordnungen mit einer Rotornabe, Rotorblättern und einer Vorrichtung zum Befestigen eines jeden Rotorblattes mit der Nabe»

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Befestigungsvorrichtung zwei zusammenpassende zylindrische Bauteile/ deren einer am wurzelseitlgen Ende des Blattes und deren anderer am äußeren Ende einer radialen.Nabenverlängerung ausgebildet ist, und wenigstens zwei in radialer Richtung verlaufende Ansätze aufweist, die an einem Ende der Bauteile angeordnet sind und mit einer gleichen Anzahl von im zweiten Bauteil ausgebildeten Schlitzen in Eingriff bringbar sind.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand zweier Ausführungsbeisiiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Aufsicht auf eine Rotoranordnung nach einer Ausführungsform der Erfindung,

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Fig. 2 eine Teilschnittansicht längs der Linie A-A der Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie B-B der Fig. 1, und

Fig. 4 eine Teilschnittansicht ähnlich der nach Fig. 2 einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein Rotorblatt 10 an seinem inneren oder wurzelseitigen Ende mit einer Befestigungsvorrichtung, die insgesamt mit 11 bezeichnet ist, und die sich in radialer Richtung von einer (nicht dargestellten) Rotornabe, die drehbar in einer horizontalen Sbene um eine Achse 12 angeordnet ist, nach außen erstreckt, verbunden dargestellt.

ι Das Rotorblatt 10 besteht aus glasfaserverstärktem Kunststoffmaterial. Nach Fig. 3 weist das Blatt 10 einen Hauptkastenholm 13 auf, der um einen Schaumkern 14 herum ausgebildet ist. Der Kastenholm 13 weist eine konstante Sehnendimension über die gej samte Länge des Blattes auf (Fig. 1) und die Wanddicke verläuft j von der Wurzel zur Spitze konisch, wie in Fig. 2 gezeigt ist.

Das Blatt hinter dem Holm besteht aus Schaum 19 und wird durch einen Teil 15 vervollständigt, der die ablaufende Kante des Blattes bildet. Ein Ausgleichgewicht 16 aus Glasfaser 1st mit der Vorderfläche des Holmes 13 verbunden, das führende Ende wird dabei von einer vorgeformten Nasenkappe 38 mit verlaufender f Kante gebildet. Der Nasenabschnitt des Rotorblattes ist mit einer Glasgewebeschicht bedeckt und der gesamte Blattabschnitt

in
ist einer Querlagenschicht eingeschlossen, damit die erforderliche

; Torsionsst4eifigkeit erzielt wird. Sin Schutz gegen Erosion wird

; durch einen Polyurethanstreifen 17 erzielt, der sich Ms 23# der

N Sehne über die gesamte Länge des Blattes erstreckt. Ein radialer

f Abgleich wird durch die Abgleichgewichte l8 erzielt, die an der

Spitze des Blattes angeordnet sind, und es sind Feinabgleichein-Stellungen während der Herstellung dadurch möglich, daß die Tiefe

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eines Schlitzes 37 im Abgleichgewicht 16 verändert wird. Das Rotorblatt besitzt einen konstanten Selrenabschnitt und weist eine lineare Verdrehung von 8° aus der Mitte der Drehung auf.

Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung besteht der Kastenholoa 13 aus etwa 40# Querlagenmaterial von 45° und 60# in einer Richtung liegendem Material, obgleich diese Anteile geändert werden können, um ein Verhältnis von Steifigkeit zu Gewicht zu erhalten, das für ein einwandfreies dynamisches Verhalten erforderlich ist. Der Schaumkern 14 besitzt eine Dichte von l6 kg/nr und der Schaum 19 hinter dem Kastenholm 13 eine Dichte von 48 kg/m . Die Wände des Kastenholmes 13 nehmen von 7,6 im Dicke an der Wurzel bis auf 3 mm Dicke an der Spitze ab. Die Dicke der Abdeckung des Nabenabschnittes beträgt 25 mm, und die Abdeckung der äußeren Querlage beträgt 38 mm.

Die Rotorblattbefestigung nach vorlegender Erfindung weist zusammenpassende zylindrische Bauteile auf, deren einer am wurzelsei tigen Ende des Rotorblattes und deren anderer am äußeren Ende einer radialen Nabenverlängerung ausgebildet ist.

Bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2 weist die Befestigungsvorrichtung 11 ein Gehäuse 20 mit einer Bohrung an jedem Ende auf; das innere Ende ist drehbar um Lager 21 befestigt, die auf einem Arm 22 angebracht sind, der sich in radialer Richtung von einer Rotornabe (nicht dargestellt) nach außen erstreckt. Eine Drehung des Gehäuses 20 bewirkt eine Änderung der Steigung des Rotorblattes und wird von einem Steigungssteuerarm 23 (Fig. 1) gesteuert, der mit den Hubschraubersteuerungen (nicht dargestellt) verbunden ist. Zentrifugalbelastungen zwischen dem Arm 22 und dem Gehäuse 20 werden von efciem Ankerbolzen 24 aufgenommen, der an den Enden über Schrauben 25 befestigt ist.

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Die Bohrung am entgegengesetzten Ende des Gehäuses 20 ergibt die Befestigung für das Rotorblatt 10.

Ein wurzelseitiges Ende 26 des Kastenholmes 13 ist örtlich verdickt und zu einer konischen Gestalt geformt, die um einen Dorn 27 aus einer Aluminiumlegierung verbunden ist. Das wurzelseitige Ende 26 ist über einen geschlitzten Klemmring 28 befestigt, der von einer Muffe 29 festgehalten wird, die auf einen mit Schraubgewinde versehenen Flansch 30 auf dem Dorn 27 aufgeschraubt ist. Ein Flansch 31 am äußeren Durchmesser der Hülse 29 ist mit Schlitzen zum Eingriff durch ein Spannglied versehen.

Ein Bund 32 ist in der Bohrung der Hülse 29 über zwei Stifte 33, die einen Abstand von l80° voneinander haben, angeordnet. Jeder Stift ist Jn den Bund eingeschraubt und weist einen Schaftteil auf, der sich in radialer Richtung über Löcher nach außen erstreckt, und von der äußeren zylindrischen Fläche der Hülse 29

in

vorsteht. Die vorstehenden Schaftteile können zwei in der inneren Fläche der Bohrung im Gehäuse 20 ausgebildete Schlitze in Eingriff kommen und sind so angeordnet, daß das Blatt um etwa 70° während der Bewegung der Stifte 33 über die Länge der Schlitze 34 zwischen der freien und der festgelegten Stellung drehbar sind. Das Blatt ist in der eingebauten Betriebsstellung, wie in den Zeichnungen dargestellt, über eine Schraube 35 gesperrt, die durch das Gehäuse 20 und die Hülse 29 eingesetzt wird; die Schraube 35 ist dabei vorzugsweise eine selbstsperrende Schraube. In der angebauten Stellung dient eine innere Fläche des Bundes zum Zusammenpressen einer Federbeilage 36, die zentrisch im Gehäuse 20 verschraubt ist. An den geschlossenen Enden der Schlitze 34 können Aussparungen vorgesehen sein, die die Stifte 35 mit dem Rotorblatt 10 in seiner eingebauten Stellung festlegen.

Zentrifugalkräfte werden auf die (nicht dargestellte) Nabe über die Stifte 33 und die Halteschraube 35 in Seherbeanspruchung übertragen, während Torsionsbelastungen von der Schraube 35 aufgenommen

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werden. Biegemomenten wird durch die Länge der Hülse 29 entgegengewirkt, die in der Bohrung des Gehäuses 20 angeordnet ist. Die Federbeilage 36 übt einen konstanten Druck auf den Bund 32 in Sehnenrichtung aus, damit eine in Sehnenriehtung wirkende Vibration vermieden wird.

Die Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 4 ist ähnlich der vorbesehriebenen, mit der Ausnahme, daß die zusammenpassenden zentrischen Bauteile vertauscht sind, so daß die Bohrung der Hülse 29 mit der äußeren Fläche des Gehäuses 20 zusannenpaßt. Zur Bezeichnung ähnlicher Teile werden in der folgenden Beschreibung die gleichen Bezugszeiehen verwendet.

Bei dieser Ausführungsform sind die Bolzen 33 in die Wand der Hülse 29 eingeschraubt, und die ebenen Schaftteile erstrecken sich in radialer Richtung nach innen und kommen in Eingriff mit Schlitzen 34, die in der äußeren zylindrischen Fläche des Gehäuses 20 ausgebildet sind. Die Federbeilage 36 ist in der Mitte des Domes 27 festgeschraubt und wirkt gegen einen Flansch 39» der am äußeren Ende des Gehäuses 20 ausgebildet ist.

Die Anordnung der Fig. 4 ermöglicht eine Verkleinerung des Durchmessers der Befestigungsvorrichtung 11, ohne daß die erforderlichen Festigkeitseigenschaften herabgesetzt werden. Ferner läßt sich eine Verringerung des Gewichtes erzielen, insbesondere, da der Bund 32 bei dieser Ausführungsform mit eingebaut ist.

Vorliegende Erfindung ergibt ein Rotorblatt mit einer bayonettförmigen Befestigungsvorrichtung, die direkt ist, die ein rasches und einfaches Entfernen und Auswechseln ermöglicht und die ein Minimum an Wartung erfordert, insbesondere, wenn die Lager 21 so ausgebildet sind, daß sie keine Schmierung erfordern. Sind die Stifte 33 in den Schützen 34 angeordnet, wird das Blatt in setie eingebaute Stellung entgegen der von der Feder 36 über ein in dem Flansch 31 angeordnetes Spannglied ausgeübten Kraft

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verdreht und indieser Stellung durch eine einzige Schraube 35
gesperrt.wAed.

Die hier beschriebene Befestigungsvorrichtung ist zur Verwendung bei beliebigen bekannten Rotoranordnungen geeignet, ferner auch bei Rotoranordnungen mit einer beliebigen Anzahl von Rotorblättern.

Die Erfindung ist nicht aufdie hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, beispielsweise kann bei den in Verbindung mit den Figuren 2 bis 4 beschrieben Aus führungs formen die Lage der Verlängerungen und Schlitze vertauscht sein.

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Claims (1)

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Patentansprüche;

Hubschrauberrotoranordnung mit einer Rotornabe, Rotorttern und einer Vorrichtung zum Befestigen eines jeden Rotorblattes mit der Nabe, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtung zwei zusammenpassende, zylindrische Bauteile, deren einer am wurzelseitigen Ende des Blattes und deren anderer am äußeren Ende einer radialen Habenverlängerung ausgebildet ist, und wenigstens zwei in radialer Richtung verlaufende Ansätze aufweist, die am einen Ende der Bauteile angeordnet sind und mit einer gleichen Anzahl von im zweiten Bauteil ausgebildeten Schlitzen in Eingriff bringbar sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze so ausgebildet sind, daß das Rotorblatt um seine Achse in Spannrichtung während der Bewegung der Ansätze über die Länge der Schlitze zwischen Reihen und eingebauten Stellungen gedreht wird.

3· Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das.Rotorblatt um seine Achse in Spannrichtung etwa 70° wahrend der Bewegung der Ansätze über die Länge der Schlitze drehbar ist. ■

4·. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil am wurzelseitigen Ende des Blattes eine äußere zylindrische Oberfläche einer hohlen Hülse und das Bauteil am äußeren Ende der radialen Nabenverlängerung eine Bohrung in einem Gehäuse ist.

5· Anordnung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze sich in radialer Richtung von der zylindrischen Oberfläche η ach außen erstrecken und daß die Schlitze in der Oberfläche der Bohrung im Gehäuse ausgebildet sind.

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6. Anordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß

die Ansätze durch ebene Schaftteile zweier diametral gegenüberliegender Bolzen ausgebildet sind, die sich durch Löcher in der Wand der hohlen Hülse erstrecken, und daß die Bolzen in einen Bund eingeschraubt sind, der in der Bohrung der hohlen Hülse angeordnet ist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß das Bauteil am vrurzelseitigen Ende des Blattes eine Bohrung in einer hohlen Hülse und das Bauteil am äußeren Ende der radialen Nabenverlängerung eine äußere ZJJ.inderfläche eines Gehäuses ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerungen sich in radialer Richtung von der Bohrung in die Hülse erstrecken, und daß die Schlitze in der äußeren zylindrischen Fläche des Gehäuses ausgebildet sind.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze durch ebene Schaftteile zweier diametral gegenüberliegender Bolzen ausgebildet sind, die durch die Wand der Hülse geschraubt sind.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9* dadurch gekennzeichnet, daß eine Aussparung an den geschlossenen Enden eines Jeden Schlitzes vorgesehen ist, um die Ansätze zwangsläufig festzulegen, wenn das Rotorblattseine eingebaute Stellung einnimmt.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Federanordnung vorgesehen ist, die eine Kraft in Richtung einer axialen Trennung der zusammenpassenden Bauteile ausübt.

12. Anordnung nach omem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sperrvorrichtung vorgesehen ir>t, um das Rotorblatt in der eingebauten Stellung zu verriegeln.

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15- Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die J"e der anordnung ein Federring ist.

14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung eine Halteschraube aufweist, die durch ,die zusammenpassenden zylindrischen Bauteile geführt ist.

15. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotorblatt einen Hauptkastenhdm mit konischer Geäüalt an einem örtlich verdickten Ansatzende aufweist, der mit einem in der hohlen Hülse befestigten Dorn verbunden ist.

16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spannring auf dem konischen Ende des Hauptkastenholmes befestigt ist.

17. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, die Steigungsänderungen der Rotorblätter ergibt.

18. Anordnung nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß die Steigungsänderungsvorrichtung ein hohles Innenteil des Gehäuses aufweist, das drehbar auf einer Vielzahl von Lagern befestigt ist, welche auf dem äußeren Ende eines sich in radialer Richtung von der Rotornabe nach außen erstreckenden Armes befestigt sind.

19- Anordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steigungsänderungssteuerarm an dem Gehäuse befestigt und mit einem Steigungsänderungsnechanismus verbindbar ist.

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20. Anordnung nach Anspruch 18 oder 19» dadurch gekennzeichnet, daß eine Zugstange sich innen zwischen dem Arm und dem Gehäuse erstreckt.

21. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein Plansch, der in Eingriff mit einem Spannglied kommt, auf dem zusammenpassenden Teil am Ansatzende des fiotorblattes vorgesehen ist.

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