DE2520952C2 - Rotorblattanschluß für ein Drehflügelflugzeug, insbesondere Hubschrauber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotorblattanschluß gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 21 50 741 ist bereits ein derartiger Rotorblattanschluß mit Yerdrehlagern bekannt, der zusätzlich durch einen Spanngurt gegen einen Bruch der Blattwurzelhülse geschützt ist. In einem derartigen Notfall übernimmt der Spanngurt als Zugmittel die gesamte Kraftübertragung vom Rotorblatt zur Rotornabe.

Aus der DE-PS 6 30 238 ist ein Rotorblattanschluß mit Anschlagflächen bekannt, bei dem ein drehungsbiegsames Zugmittel zur Verbindung von Rotor und Rotorblatt vorgesehen ist. Ferner sind Anschlagflächen vorgesehen, welche zur Sicherung des Rotorblattes bei einem Bruch des Zugmittels dienen. Die Anschlagflächen schützen das Blatt jedoch lediglich vor einer Ablösung vom Rotor, erlauben jedoch keinen Notbetrieb des Drehflügelflugzeugs.

Schließlich ist es aus der US-PS 38 07 896 bekannt, im Blattanschlußbereich des Rotors eines Drehflügelflugzeugs ein Elastomerlager vorzusehen; eine weitere Sicherung gegen Bruch der Blattanschlußhülse in Form eines Zugmittels o. ä. ist jedoch nicht vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Rotorblattanschluß der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß zusätzlich zu dem Zugmittel (Spanngurt) ein wirksam werdendes Mittel zur Kraftübertragung vorgesehen ist, wenn es zu einem Bruch der Blattwurzelhülse kommen sollte.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.

Dadurch wird ein zuverlässigerer Notbetrieb im Falle des Bruches einer Blattwurzelhülse erreicht, da nicht alle auf das Rotorblatt einwirkenden Zentrifugalkräfte von dem Spanngurt aufgenommen und übertragen werden müssen. Der Spanngurt wird lediglich so weit gedehnt, bis die erfindungsgemäßen Anschlagflächen an ihrem zugehörigen Querelement anliegen. Dies ermöglicht entweder den Einsatz eines geringer dimensionierten Spanngurtes oder verlängert die Möglichkeit eines Notbetriebs, wenn der Spanngurt gleich wie beiLi Stand der Technik dimensioniert ist

ίο Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Teil der Rotorachse, der Gabelkopf/BIattanschlußkopf-Anordnung und eines Rotorblattes eines Hubschraubers.
F i g. 2 zeigt vergrößert und teilweise im Schnitt die Anordnung aus F i g. 2.

F i g. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 3-3 aus F i g. 1 in Richtung der Pfeile.

F i g. 4 zeigt einen Schnitt ähnlich F i g. 3 bei Ausfall der Hauptverbindung.

F i g. 5 und 6 zeigen in Schnitten ähnlich F i g. 3 weitere Ausführungsbeispi-ile der Erfindung.

In den verschiedenen Figuren sind gleiche oder entsprechende Elemente jeweils mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet

Mit der in F i g. 1 gezeigten Gabelkopf/Blattanschlußkopf-Anordnung ist ein Hauptrotorblatt 10 an der Rotorachse 12 des Hauptrotors eines Hubschraubers befestigt Am oberen Ende der Rotorachse 12 ist eine Nabe 14 zur Verbindung mit einem Gabelkopf 16 mittels einer Lagerbefestigung 18 vorgesehen. Der Gabelkopf 16 erstreckt sich zu beiden Seiten der Rotorachse 12. Jede Seite des Gabelkopfes 16 ist drehbar mit einem Blattanschlußkopf 20 verbunden.

Der Blattanschlußkopf 20 hat vier Ansätze 22, an denen mittels Bolzen 24 die Blattwurzel des Rotorblattes 10 befestigt ist. Von der der Strömung abgewandten Seite des Blattanschlußkopfes 20 geht ein Steuerungshorn bzw. Blatthebel 26 aus, an dem eine Stoßstange 28 zur Steuerung des Einstellwinkels des Rotorblattes 10 angebracht ist

In F i g. 2 sind Einzelheiten der Hauptverbindung zwischen Gabelkopf 16 und Blattanschlußkopf 20 dargestellt, die eine Einstellwinkeldrehung des Rotorblattes 10 sowie die Aufnahme von auf das Rotorblatt wirkenden Zentrifugalkräften ermöglicht. Der Blattanschlußkoof 20 weist eine längliche Kammer 30 auf, in der der Gabelkopf 16 befestigt ist, der eine der Rotorachse 12 näherliegende innere Aussparung 32 und eine von der Rotorachse 12 weiter entfernte äußere Aussparung 34 aufweist, die den Gabelkopf vollständig durchdringen. Zwischen den Aussparungen 32 und 34 ist im Gabelkopf 16 eine sich in axialer Richtung erstreckende Kammer 36 vorgesehen, die eine Abdeckung für die Gurtanordnung der Hauptverbindung bildet.

Eine innere Lagerhaltung 38 ist an dem der Rotorachse 12 näherliegenden Ende des Blattanschlußkopfes 20 befestigt und erstreckt sich durch die Aussparung 32 sowie über die inneren Enden der Kammern 30 und 36. Diese Lagerhalterung 38 ist mittels Bolzen 40 am Blattanschlußkopf 20 angebracht, und mit ihr ist eine äußere zylindrische Fläche eines aus elastomerem Material bestehenden Verdrehlagers 42 verbunden. Dieses Verdrehlager 42 ist von üblicher Bauart und besteht ab-

wechselnd aus konzentrisch angeordneten zylindrischen Elementen aus elastomerem Material und aus zylindrischen Elementen aus Metall, die miteinander verbunden, beispielsweise verklebt sind. Die Lagerhalterung 38 hat eine Abdeckkappe 44, die das Verdrehlager 42 gegen Schmutz schützt

Ein innerer, also der Rotorachse 12 näherliegender Gurtbeschlag 50 hat einen zylindrischen Bereich 52, der mit der inneren zylindrischen Fläche des Verdrehlagers 42 verbunden, beispielsweise verklebt ist. Dieser Gurtbeschlag 50 weist einen sich zwischen dem zylindrischen Bereich 52 und einem großen zylindrischen Bereich 56 erstreckenden konischer. Bereich 54 auf. Der Bereich 56 des Gurtbeschlags 50 ist in eine Ringnut 58 eingepaßt, die am inneren, also an dem der Rotorachse 12 näherliegenden Ende der Kammer 36 vorgesehen ist

Im Inneren des zylindrischen Bereichs 56 ist eine Kammer 60 vorgesehen, und durch den Bereich 56 erstrecken sich miteinander fluchtende Bohrungen 6Z In die Kammer 60 ist eine zylindrische, innere Gurtspule 64 eingepaßt, durch die sich eine mit den Bohrungen 62 fluchtende Mittelbohrung 66 erstreckt Ein innerer Gurtzapfen 68 ist durch die Bohrungen 62 und 66 geführt um die Gurtspuie 64 in ihrer Lage in der Kammer 60 festzulegen.

Diese Ringnut 58 hat eine Schulter 70, an der der Gurtbeschlag 50 anliegt, wenn die Hauptverbindung belastet wird. Auf diese Weise ist der Gurtbeschlag 50 mit einem Ende am Gabelkopf 16 angebracht, und sein anderes Ende wird vom Verdrehlager 42 gehalten. Dieses Verdrehlager 42 ist wiederum am Blattanschlußkopf 2C befestigt um eine axiale Ausrichtung von Blattanschlußkopf und Gabelkopf aufrecht zu erhalten. Durch Verformung des Verdrehlagers 42 ist eine begrenzte Drehung zwischen Blattanschlußkopf 20 und Gabelkopf 16 möglich, um so den Blatteinstellwinkel zu verändern.

Ein entsprechender Lageraufbau befindet sich am äußeren, also von der Rotorachse 12 weiter entfernten Ende der K immer 30. In diesem Aufbau ist eine äußere Lagerhalterung 80 am Blattanschlußkopf 20 befestigt und erstreckt sich durch die äußeren Enden der Kammern 30 und 36. Durch den Blattanschlußkopf 20 und die Lagerhalterung 80 geführte Bolzen 82 legen die Lagerhalterung fest. Die äußere zylindrische Fläche eines elastomeren Verdrehlagers 84, das enuprechend dem Verdrehlager 42 aufgebaut ist, ist mit der Lagerhalterung 80 verbunden, beispielsweise mit ihr verklebt.

Zusätzlich zu diesem Aufbau ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel er7^:7idungsgemäß ein zusätzliches Halteeiement 86 vorgesehen, das am äußeren, also von dem der Potorachse 12 ferner liegenden Ende des Gabelkopfes 16 befestigt und von diesem gehalten ist und das eine verbesserte Radiallagerung bewirkt Das Halteelement 86 hat nicht dargestellte Flansche, die an bezüglich der Aussparung 34 von der Rotorachse 12 weiter entfernt liegenden Stellen verbolzt bzw. verschraubt sind, und es weist einen zylindrischen Bereich 88 auf, der sich nach außen, d. h. von der Rotorachse 12 weg erstreckt und mit dem Inneren des Verdrehlagers 84 verbunden, beispielsweise verklebt ist. Ein konischer Bereich 90 verbindet den Bereich 88 mit einem größeren zylindrischen Bereich 92. Dieser Bereich 92 erstreckt sich nach innen, also auf die Rotorachse 12 zu, und an seiner Innenseite, also seiner der Rotorachse 12 zugewandten Seite ist ein Drucklager 94 befestigt.

Eine äußere Gurtspuk.· 100 erstreckt sich quer durch den Innenraum der Kammer 30 und durch die Aussparung 34. Sie ist in der Kammer mitfels eines äußeren Gurtzapfens 102 befestigt, der durch eine Bohrung 104 in der Gurtspuie 100 und durch fluchtende Bohrungen 106 in den Wänden des Blattanschlußkopfes 20 geführt ist Dieser Gurtzapfen 102 wird mittels einer Mutter 107 in seiner Lage gehalten. Die Gurtspule 100 hat eine ebene äußere Fläche 108, die sich in einem geringen Abstand »A« von der inneren Seite, also der der Rotorachse 12 zugewandten Seite des Drucklagers 94 befindet

ίο Durch die Kammer 36 verläuft ein Spanngurt 110, der an der inneren Gurtspuie 64 und der äußeren Gurtspuie 100 befestigt ist und so eine Hauptverbindung zur Übertragung der Zentrifugalkräfte zwischen dem Blattanschlußkopf 20 und dem Gabelkopf 16 bildet Der Spanngurt 110 ist von üblicher Bauart und kann über seine Länge verdreht werden, wodurch eine Veränderung des Einstellwinkels des Rotorblattes 10 ermöglicht wird. Die elastomeren Verdrehlager 84 und 42 halten den Blattanschlußkopf 20 und den Gabelkopf 16 außerdem in radialer Ausrichtung.

Üblicherweise führt der BlattanscUußkopf 20 bei Ausfall des Spanngurtes 110 oder seiner Halterungen eine Translationsbewegung bezüglich dem Gcbelkopf 16 aus, bis entweder das Rotorblatt 10 sich vollständig von dci Rotorachse 12 löst oder die Steuerung der Einstellung verlorengeht Beide Fälle können zu einem Absturz des Drehflügelflugzeugs führen.

Dieses Problem wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung vermieden, und die zusätzliche Kraftübertragungs- bzw. Lastaufnahmeanordnung wird wirksam, wenn der Spanngurt 110 beispielsweise, wie in Fig.4 dargestellt, in seinem geraden Teil 120 reißt Durch einen derartigen Riß kommt der Blattanschlußkopf 20 frei und kann sich bezüglich dem Gabelkopf 16 in radialer Richtung 122 bewegen. Diese Bewegung hat die angedeutete Verformung der Verdrehlager 84 und 42 zur Folge, und das Drucklager 94 bewegt sich in F i g. 3 um eine Strecke »A« und kommt in Berührung mit der Fläche 108 der äußeren Gurtspule 100. Da das Le5er 94 von einem mit dem Gabelkopf 16 verbundenen Halteelement 86 getragen wird, wird die Relativbewegung des Blattanschlußkopfes 20 bezüglich dem Gabelkopf 16 auf die Strecke »A« begrenzt.
Außerdem ermöglicht der Eingriff dcj Druckfagers 94 mit der Fläche 108 Veränderungen des Einstellwinkeis des Rotorblattes 10, so daß also das Rotorblatt 10 während einer kurzen Zeitspanne betriebsbereit bleibt und eine sichere Landung des Drehflügelflugzeugs möglich wird.

Die vorstehend beschriebene Zusatzhalterung wird auch bei Ausfall anderer Elemente wirksam, etwa bei Ausfall bzw. Bruch des Gurtzapfens 68 oder des Gurtbescnlags 50.

Somit wird mit der Erfindung erreicht, daß auch bei Ausfall der Hauptverbindung die Zentrlfugaikräfte zwischen Blattanschlußkopf 20 und Gabelkopf 16 übertragen werden und eine Verstellung bzw. Einstellung des Einstellwinkels df., Rotorblatts 10 möglich bleibt.
In Fig.5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Zusatzverbindung zum Ersatz der ausgefallenen Hauptverbindung dargestellt. In diesem Fall befindet sich das Drucklager 94 nicht an einem äußeren, also von der Rotorachse 12 entfernten Halteelement 86', sondern ein Lager 130 ist am inneren, also dem der Rotorachse 12 zugewandten Ende des Bereichs 52 des Gurtbeschlags 50 befestigt. Eine innere Radialhalterung 132 weist eine sich quer über den Blattanschlußkopf 20 erstreckende Abdeckkappe 134 auf, die das Lager 130 umschließt und

eine ebene Fläche 136 hat, die sich normalerweise in einem geringen Abstand vom Lager 130 befindet. Die Abdeckkappe 134 kann bei Ausfall der Hauptverbindung axiale Lasten aufnehmen. Wenn entweder der Spanngurt 110, die Gurtspule 100 oder der Gurtzapfen 102 ausfällt, so bewegt sich das Lager 130 in Berührung mit der Fläche 136 und ermöglicht eine Einstellung des Einstellwinkels des Rotorblattes 10.

Ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig.6 gezeigt, bei dem anstelle eines Spanngurtes 110 ein elastomeres Druckpolster 137 vorgesehen ist, das entsprechend den Verdrehlagern 42 und 84 aufgebaut ist. Das Druckpolster 137 wird an der inneren, also der Rotorachse 12 zugewandten Seite von einer mittels eines Bolzens 139 am Blattanschlußkopf 20' befestigten Halterung 138 gehalten, während die äußere Seite des Druckpolsters 137 von einer Halterung 140 gehalten ist, die Flausche 141 aufweist, durch die sich Bolzen 142 erstrecken, die auch durch den Gabelkopf 16' geführt sind. Ferner ist am Gabelkopf 16' mittels Bolzen 143 ein innerer Gurtbeschlag 50' mit äußeren, also von der Rotorachse 12 entfernteren Flanschen 5Γ befestigt. Bei Ausfall entweder des Druckpolsters 137 oder des Zapfens 139 kommt das Lager 130 in Berührung mit der Fläche 136, wie dies in Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 beschrieben wurde.

Obwohl vorstehend drei Ausführungsbeispiele einer Zusatzverbindung zwischen Gabelkopf und Blattanschlußkopf beschrieben wurden, die bei Ausfall der Hauptverbindung wirksam werden, sind auch andere Aufbauten derartiger Zusatzverbindungen möglich. So sind beispielsweise anstatt der Drucklager Elemente mit verringerter Reibung vorzusehen, die bei Ausfall der Hauptverbindung wahlweise in Eingriff mit einem Querelement kommen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

40

45

50

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Rotorblattanschluß für ein Drehflügelflugzeug, insbesondere Hubschrauber, gebildet aus einem rotornabenseitigen Anschlußkörper und einem blattwurzelseitigen Anschlußkörper, die ineinander mittels Verdrehlager gelagert sind und die beide jeweils bezüglich der Rotorachse radial im Abstand voneinander angeordnete Querelemente aufweisen, über die ein torsionselastisches endloses Zugmittel geführt ist, das die beiden Anschlußkörper miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehlager (42, 84) als Elastomerlager ausgebildet sind, die radial zur Rotorachse (12) nachgiebig sind und daß am freien Ende des blattwurzelseitigen oder des rotornabenseitigen Anschlußkörpers (Blattanschlußkopf 20 bzw. Gabelkopf 16) mindestens eine „* nschlagfläche (Drucklager 94, Lager 130) ausgebildet ist, die bezüglich der Rotorachse (12) einen radialen Abstand (A) zu dem Zugmittel (Spanngurt 110) aufweist sowie parallel zu dem Querelement (äußere Gurtspule 100; innere Radialhalterung 132) angeordnet ist

2. Rotorblattanschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rotornabenseitige Elastomerlager (Verdrehlager 42) durch eine Abdeckkappe (44) vor Schmutz geschützt ist

3. Rotorblattanschluß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckkappe (134) als axiale Kräfte aufnehmendes Teil des Querelements (innere Radialhalterung 132) ausgebildet ist