DE2432879A1

DE2432879A1 - Lagerung einer rotorwelle, insbesondere fuer drehfluegelflugzeuge

Info

Publication number: DE2432879A1
Application number: DE2432879A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Rieger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1974-07-09
Filing date: 1974-07-09
Publication date: 1976-01-22

Description

Lagerung einer Rotorwelle, insbesondere für Drehflügelflugzeuge Die aus Gewichtsgründen üblicherweise hohl ausgeführten Rotorwellen sind im allgemeinen zugleich als Getriebeausgangswelle des die Rotorwelle antreibenden Getriebes ausgebildet. Die von der Lagerung zu übertragenden Kräfte sind Radial-, Axial- und Kippkräfte aus Momenten quer zur Lagerachse und entstehen einerseits durch den Rotor und andererseits durch den Zahneingriff von Getriebeteilen.
Übliche Rotorwellenlagerungen werden wegen der nicht unerheblichen dynamischen Kräfte des Rotors mit relativ großem Lagerabstand ausgeführt. Dieser große Lagerabstand macht das Getriebe lang und damit schwer, weil zugleich auch das die Lager umgebende Gehäuse länger und mit größerer Wandstärke ausgeführt sein muß, um die Lagerkräfte auszunehmen und auf tragende Bauteile, z. B. eines Flugzeuges, abzuleiten.
Aufgabe der Erfindung ist eine Lagerung einer Rotorwelle mit besonders geringem axialen Raumanspruch bei steifer Bauweise mit einem geringstmöglichen Gewicht einschließlich der hierdurch beeinflußten Umgebung im Bereich des Getriebes. Diese Aufgabe wird durch Anspruch 1 dieser Erfindung gelöst.
Durch die winklig gegeneinander angestellten Laufbahnen des Wälzlagerpaars läßt sich die Lagerung nahezu spielfrei einstellen bzw. durch Paßarbeit an Distanzteilen anpassen.
Die winklig angestellten Laufbahnen des Wälzlagerpaares ergeben insbesondere bei großen Lagerdurchmessern und entsprechend gewählten Laufwinkeln der Wälzkörper eine große effektive Lagerbasis zur Aufnahme von Kippmomenten und ermöglichen gleichzeitig einen geringen axialen Abstand der beiden Wälzlager zueinander, ohne die Genauigkeit der Führung der Rotorwelle zu beeinträchtigen. Der geringe Abstand der beiden Wälzlager zueinander ergibt eine Konzentrierung der Lagerung der Rotorwelle in einem schmalen Ebenenbereich und damit die Möglichkeit, die Lagerung durch einen Stützring hoher Festigkeit zusammenzufassen, der die Lagerbelastungen direkt in einen Grundrahmen oder Fundament ableitet. Hierdurch ist das Gehäuse von diesen Kräften entlastet und kann entsprechend leichter gestaltet werden, ohne daß störende Verformungen auftreten.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2 bis 5 beschrieben. Wird die Rotorwelle über einen Zahnkranz angetrieben, so ergeben sich bei Anordnung dieses Zahnkranzes in etwa der gleichen axialen Ebene wie das Wälzlagerpaar günstige Eingriffsverhältnisse der Verzahnung durch geringe Deformationsneigung des Zahnkranzes. Hierdurch kann der Zahnkranzquerschnitt gering gewählt werden, wodurch Gewicht gespart wird.
Wenn die hohl ausgebildete Rotorwelle zur Unterbringung der Steuer- und Blattverstelleinrichtung dient, so ergeben sich große Lagerdurchmesser, die für die Tragfähigkeit der Lagerung günstig sind. Um jedoch insbesondere in diesen Fällen den Platzbedarf der Rotorwelle und des sie antreibenden Zahnkranzes in radialer Richtung in Grenzen zu halten, was für das Gesamtgewicht von Bedeutung ist, können die Merkmale nach Anspruch 4 vorteilhaft eingesetzt werden.
Der beiden Wälzlagern gemeinsame Lagerring ergibt, wenn er mit dem Zahnkranz zu einem Stück vereinigt wird, eine Anordnung, die wesentlich steifer und gleichzeitig leichter ist bei radial gedrängterer Bauweise gegenüber getrennt hergestellten und zusammengefügten Einzelteilen. Eine weitere Verbesserung im gleichen Sinne entsteht, wenn Rotorwelle, Zahnkranz und der beiden Wälzlagern gemeinsame Lagerring aus einem Stück bestehen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert.
Eine Rotorwelle 41 ist als Hohlwelle ausgebildet und mit einem Zahnkranz 42 verbunden. Ein Wälzlagerpaar, hier zwei gegeneinander angestellte Schrägkugellager 44, 45, 46 und 47, 48, 49 mit gemeinsamen, mit der Rotorwelle 41 und dem Zahnkranz 42 aus einem Stück bestehenden Außenring 51 und axial aneinanderstoßenden Innenringen 45, 48 ist in einem Stützring 57 zusammengefaßt und geführt. Der Stützring 57 ist mit einem Gehäuse 52 verschraubt, das im Vergleich zum Stützring 57 aus einem Werkstoff mit geringeren Festigkeitsanforderungen besteht. Der Stützring 57 weist mehrere Zapfen 54 auf, die durch öffnungen 53 des Gehäuses 52 hindurchgreifen. Die Zapfen 54 sind als Verbindungspunkte 56 für Stützstreben 58 ausgebildet, die direkt mit einem Grundrahmen verbunden sind. Das Wälzlagerpaar 44, 47 ist durch maßliche Abstimmung der Innenringe 45, 48 mit funktionsgerechtem Spiel eingestellt und durch einen Gewindering 50 gesichert.
Diese Erfindung ist nicht auf Rotorlagerungen mit Kugellagern beschränkt. In gleicher Weise lassen sich auch Kegelrollen oder Zylinderrollen als Wälzkörper des Wälzlagerpaares verwenden.
Ein Wälzlagerpaar im Sinne dieser Erfindung bedeutet nicht unbedingt zwei völlig gleiche Lager, sondern zwei Lager des gleichen Lagertyps, z. B. zwei Kegelrollenlager oder zwei Schrägkugellager. Ob diese Lager völlig gleich ausgeführt werden oder Unterschiede im Laufbahnwinkel und den Abmessungen aufweisen, entscheidet jeweils die konstruktive Zweckmäßigkeit.

Claims

Patentansprüche

Lagerung einer Rotorwelle, insbesondere für Drehflügelflugzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wälzlagerpaar (44, 47) mit winklig gegeneinander angestellten Laufbahnen (45, 46, 48, 49) mit geringem Abstand in einem Stützring (57) zusammengefaßt und geführt ist, der mit einem Gehäuse (52) oder Gestell, vorzugsweise aus einem Werkstoff mit im Vergleich zum Stützring (57) geringeren Festigkeitsanforderungen, verbunden ist und über Stútzstreben (58) oder andere Befestigungsmittel direkt gegenüber einem Grundrahmen oder Fundament abgestützt wird.
2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zahnkranz (42) zum Antrieb der Rotorwelle in etwa der gleichen axialen Ebene wie das Wälzlagerpaar (44, 47) angeordnet ist.
3. Lagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (57) mehrere Zapfen (54) aufweist, die durch Öffnungen (53) in der Gehäusewand (52) hindurchgreifen, und daß die Zapfen (54) als Verbindungspunkte (56) für Befestigungsmittel, z. B. Stützstreben (58) ausgebildet sind.
4. Lagerung nach einem oder mehreren der Ansprüche von 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wälzlagerpaar (44, 47) einem gemeinsamen Lagerring (51) aufweist, der mindestens mit dem Zahnkranz (42) aus einem Stück besteht.
5. Lagerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Wälzlagerpaar (44, 47) gemeinsame Lagerring (51) mit dem Zahnkranz (42) und der Rotorwelle (41) aus einem Stück besteht.

L e e r s e i t e