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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Falten und Spreizen von einzelnen Blattdrehgelenken am ausgebauten oder hydraulisch abgeklemmtem Hauptrotorkopf eines Hubschraubers.
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Blattdrehgelenke an Hubschraubern sind bereits bekannt. Besonders für die Unterbringung von Hubschraubern in beengten Platzverhältnissen, beispielsweise auf Schiffen oder in Hallen, kann der Raumbedarf eines Hubschraubers durch das Falten der Rotorblätter deutlich reduziert werden.
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Aus der Patentschrift
DE 1 260 317 ist beispielsweise eine Einrichtung zum Beiklappen und Wiederherausklappen eines Drehflügelblattes, das ein Schwenkgelenk und auswärts von diesem ein Klappgelenk besitzt, und zum Verriegeln des Blattes in seiner herausgeklappten Stellung sowie zum Verriegeln des Einstellwinkels des Blattes während des Beiklappens und des Wiederherausklappens bekannt, dadurch gekenn. zeichnet, dass zum Beiklappen des Blattes ein Arm um die Klappachse durch ein Drehmoment schwenkbar ist, das zwischen dem Arm und dem zunächst gegen eine Drehung um die Klappachse blockierten Blatt wirkt, und über einen ersten Lenker an einem ersten Hebel angreift, der drehfest auf einer im Lagergehäuse für die Einstellwinkelwelle des Blattes drehbaren Welle sitzt, auf der ein zweiter Hebel befestigt ist, der über einen zweiten Lenker einen an sich bekannten, parallel zum Blattholm geführten Stift verschiebt, wodurch dessen der Rotornabe zugekehrtes Ende in eine Bohrung eines Ansatzes der Einstellwinkelwelle eintritt, wie ebenfalls an sich bekannt, und danach gegen einen Anschlag am Verbindungsstück zwischen Schwenkgelenk und Rotornabe stößt, worauf durch die weitere Verschwenkung des Armes und eine dadurch bewirkte weitere Streckung des zweiten Hebels und des zweiten Lenkers zueinander das Blatt mit dem Lagergehäuse um seine Schwenkachse eine Teilschwenkung erfährt, bis der zweite Hebel am Lagergehäuse anschlägt, worauf durch das Fortwirken des Drehmomentes nun das inzwischen durch eine Zusatzeinrichtung entblockte Blatt um seine Klappachse verschwenkt wird.
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Im einsatzfähigen Zustand des Hubschraubers erfolgt der Vorgang hydraulisch. Dabei werden sowohl die Sicherungs- als auch die Verriegelungsbolzen und zuletzt die Rotor- und Rotorblattbewegung mit bordeigener Hydraulikleistung betätigt. Diese Vorgänge sind komplex und die Lösung des Problems hat bereits zu patentfähigen Lösungen geführt.
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So ist beispielsweise aus der US-Patentschrift
US 781,356 ein Hubschrauber mit einem Rotor offenbart, wobei jedes von mehreren Blättern des Rotors mit Scharniermitteln an der Achse versehen ist, um die das Blatt gefaltet werden kann, und mit Mitteln zum Verriegeln der Scharniermittel, die zwischen einer Verriegelungsposition, ' in der das Blatt in der Flugposition verriegelt ist, und einer entriegelten Position, in der das Blatt frei gefaltet werden kann, bewegbar sind, mit Mitteln, die auf die Entriegelung der Verriegelungsmittel ansprechen, um die Blätter zu falten, und mit Mitteln, die auf die Bewegung der Blätter von der gefalteten Position in die entfaltete Position ansprechen, um die Verriegelungsmittel in die Verriegelungsposition zu bewegen.
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Die Lehre der US-Patentschrift
US 3,218,027 betrifft eine hydraulische Ventilsteuerung und insbesondere eine hydraulische Ventilsteuerung zur Bestimmung der Position eines beweglichen Elements in Bezug auf eine vorbestimmte Position und zur Steuerung des Fluidstroms durch das Ventil, so dass das Element in die vorbestimmte Position zurückgeführt wird.
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Zuletzt ist aus der weltweiten Patentanmeldung
WO 2010/141132 A2 Ein Näherungssensor-Ventil bekannt, ein Gehäuse umfassend, das einen Fluideinlass und einen Fluidauslass in Verbindung mit einem Hohlraum definiert. Ein Plungerstift innerhalb des Hohlraums zur Bewegung entlang einer Achse, wobei der Plungerstift zwischen einer ausgefahrenen Position und einer eingefahrenen Position beweglich ist. In der vollständig ausgefahrenen Stellung ragt der Kolbenstift zumindest teilweise aus dem Gehäuse heraus. In dem Hohlraum befindet sich ein Schieber, der entlang der gleichen Achse wie der Kolbenstift beweglich ist, so dass der Schieber und der Kolbenstift in Bezug zueinander beweglich sind, um den Fluidstrom zwischen dem Fluideinlass und dem Fluidauslass zu steuern.
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Alle diese Steuer- und Regelungselemente haben den Nachteil, dass sie nur im eingebauten Zustand bei funktionsfähiger Hubschrauberhydraulikanlage funktionieren. Der Hauptrotor/Rotorkopf besitzt bis zu sechs Blattdrehgelenke (BDG), die wiederum ein Rotorblatt-Faltgelenk besitzen. Sind die Rotorblattfaltgelenke geöffnet, dann ist der Hauptrotor gefaltet. Alle Blätter liegen in Längsrichtung am Luftfahrzeug an. Sind die Gelenke geschlossen ist der Hauptrotor gespreizt, d.h. er ist in Flugstellung.
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Wird der Hauptrotor, beispielsweise zu Wartungszwecken, ausgebaut, müssen alle Stell- und Regelungsvorgänge manuell mit Spezialwerkzeug einzeln, nacheinander durchgeführt werden. Diese Arbeiten sind mühsam und bedürfen einer Menge Zeit.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Vorrichtung vorzustellen, die ein einfaches, einheitliches und verständliches „Öffnen/Falten“ und „Schließen/Spreizen“ eines Blattdrehgelenkes ohne die Verwendung von mechanisch wirkendem Spezialwerkzeug zum Betätigen der Verriegelungsbolzen und Rotorfaltsperrenzylinder ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass eine Vorrichtung zum Falten und Spreizen von Rotorblattdrehgelenken abgebauter Hauptrotoren von Hubschraubern reversibel am Hauptrotor befestigt wird, aber keine mechanische Betätigung ausführt. Während bekannte Vorrichtungen die hydraulischen Komponenten des Hauptrotors mechanisch bewegen, nutzt die erfindungsgemäße Vorrichtung die vorhandene Hydraulik. Vorteilhafterweise müssen bei diesem Vorgehen weder Montageeinrichtungen wie Schutzkappen, Gewinde o.ä. genutzt und damit eventuell zerstört werden, noch wird ein Trockenlauf der Hydraulikkomponenten provoziert. Darüber hinaus bedeutet die Nutzung der vorhandenen Hydraulikkomponenten eine schnelle Betätigung der Rotorblattgelenke bei gleichzeitiger Überprüfung der Funktionsfähigkeit und Dichtheit des Systems.
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Zur Adaption der mechanischen Sonderwerkzeuge sind Schnittstellen vorgesehen, die vor Verschleiß, Korrosion und auch Zerstörung geschützt werden müssen. Abdeckungen wie Kappen oder Hauben, Lacke und ähnliche Maßnahmen werden durch die Montage und Demontage häufig zerstört und sind zu ersetzen. Die Vorrichtung ermöglicht ein Verfahren zur Betätigung der Rotorblatt-Faltgelenke, ohne die mechanischen Schnittstellen für Sonderwerkzeuge nutzen zu müssen.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das System mit Hydrauliköl beaufschlagt wird und damit, anders wie bei den bekannten mechanisch funktionierenden Sonderwerkzeugen, nur wenig Luft ins System gelangt. Mit dem Eindringen von Luft besteht die Gefahr des Trockenlaufs und der Kompression der Luft bei der Betätigung der hydraulischen Stellelemente der Rotorblatt-Falteinrichtung was wiederum zu Beschädigungen oder Zerstörung von Dichtungen führen kann.
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Die mechanischen Sonderwerkzeuge werden zum Betätigung der Verriegelungs- und Stelleinrichtungen der Rotorblatt-Falteinrichtung an jedem Element einzeln an und wieder abgebaut. Dies bedarf viel Zeit während der Instandsetzung. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können alle Verriegelungsbolzen und Rotorfaltsperrenzylinder, sowie die Stellelemente gleichzeitig betätigt werden. Die Verwendung mehrerer erfindungsgemäßer Vorrichtungen ermöglicht es außerdem entsprechend mehr Rotorblatt-Faltgelenke gleichzeitig zu betätigen, sofern dass für die Wartungs- und Inspektionsarbeiten vorteilhaft ist, beispielsweise bei der Sicht- oder Dichtigkeitsprüfung des Gesamtsystems.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Ausgestaltung der Vorrichtung darauf ausgerichtet ist, die vorrichtungseigenen Schnittstellen nah an den Bereich der hauptrotorseitigen Schnittstellen zu bringen, sodass es aufgrund des geringen Abstands sich entsprechender Schnittstellen nicht zu Verwechslungen der Schlauchleitungen kommt. Erfindungsgemäß sind die Schnittstellen bzw. Verschraubungen so platziert, dass die Original Schlauchverbindungen genutzt werden. Ebenso voreilhaft ist die Ausführung der Schnittstellen bzw. Verschraubungen derart, dass die Gewinde jeweils in die Richtung der zu verbindenden Schlauchleitung weisen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist derart ausgestaltet, dass Schnittstellen, die beispielsweise für dieselbe Funktion genutzt werden sich räumlich im selben Bereich der Vorrichtung befinden. D.h. Hydraulikverschraubungen, die mit der Druckleitung verbunden werden für die Funktion „Öffnen/Falten“ befinden sich im oberen Bereich der Vorrichtung im einsatzfähigen Zustand, die Anschlüsse für die Rücklaufleitung dann entsprechend im unteren Bereich. Für die Funktion „Schließen/Spreizen“ sind die entsprechenden Anschlüsse in umgekehrter Lage zu beaufschlagen. Die Anordnung ermöglicht ebenfalls eine einfache optische Überprüfung der korrekten Einbausituation. Diese vorteilhafte Ausgestaltung ist in Unteranspruch 3 beschrieben.
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Zum besseren Verständnis wird folgender Funktionsablauf beschrieben:
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Die Vorrichtung wird mit zwei beiliegenden Schrauben über dem jeweiligen Blattdrehgelenk (BDG) am Verteilerring, wo sonst der Domdeckel angeschraubt wird befestigt.
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Danach werden die 4 Hydraulikleitungen (2x Falten, 2x Spreizen) vom Verteilerring ab- und an die Vorrichtung darüber angebaut. Die freiwerdenden Dichtstopfen werden unten auf den Verteilerring geschraubt, damit die Leitungen vor Dreck geschützt werden.
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Zum Öffnen des Blattdrehgelenks:
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Hochdruckpumpe am Anschluss „Faltdruck“ anschließen. Rücklaufleitung an Anschluss „Spreizdruck“ anschließen. Mit der Hochdruckpumpe so lange pumpen, bis das BDG offen und die Faltendlagensperren verriegelt sind.
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Zum Schließen des Blattdrehqelenks:
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Hochdruckpumpe am Anschluss „Spreizdruck“ anschließen. Rücklaufleitung an Anschluss „Faltdruck“ anschließen. Mit der Hochdruckpumpe so lange pumpen, bis das BDG geschlossen und die Rotorfaltsperrenkolben durch die Verriegelungsbolzen verriegelt sind.
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Nach dem „Schließen/Spreizen“ wird die Hydraulikpumpe und die Rücklaufleitung von der Vorrichtung getrennt. Die vier Hydraulikleitungen (2x Falten, 2x Spreizen) werden von der Vorrichtung an den Verteilerring angeschlossen. Die Vorrichtung wird abgebaut.
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Es zeigt 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung angebracht am Hauptrotor. Es zeigt 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung verbunden mit dem hydraulischen System eines Rotorblattdrehgelenks.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Falten und Spreizen von Rotorblattdrehgelenken angeschraubt am Verteilerring 2 des Hauptrotors an den Befestigungslaschen des Domdeckels. Am Verteilerring 2 sind jeweils für jedes Rotorblatt-Drehgelenk vier hydraulische Anschlüsse platziert 3-6. Der Anschluss Spreizleitung 1 am Verteilerring 3 und der Anschluss Spreizleitung 2 am Verteilerring 4 führen systembedingt das Drucköl zum Schließen/Spreizen des Rotorblatts. Der Anschluss Faltleitung 1 am Verteilerring 5 und der Anschluss Faltleitung 2 am Verteilerring 6 führen das Rücklauföl beim Spreizen. Beim Falten führen der Anschluss Faltleitung 1 am Verteilerring 5 und der Anschluss Faltleitung 2 am Verteilerring 6 das Drucköl und der Anschluss Spreizleitung 1 am Verteilerring 3 und der Anschluss Spreizleitung 2 am Verteilerring 4 das Rücklauföl. Die Vorrichtung 1 weist sechs Hydraulikanschlüsse 7-12 auf, wobei die Hydraulikanschlüsse 7-10 jeweils oberhalb der Anschlüsse Faltleitung bzw. Spreizleitung am Verteilerring 3-6 liegen und diesen funktional zugeordnet sind. Der Anschluss für den Faltdruck 11 und der Anschluss für den Spreizdruck 12 werden wahlweise mit dem Druck- bzw. Rücklaufanschluss der Hydraulikvorrichtung beispielsweise einer Pumpe, hier nicht dargestellt, verbunden. Dabei sind die funktional zusammengehörenden Anschlüsse für den Faltdruck 7, 8 und 11 im oberen Bereich der Vorrichtung angeordnet, die Anschlüsse für den Spreizdruck 9, 10 und 12 im Unteren.
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Es zeigt 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1. Die Schlauchleitungen der Anschlüsse Spreizleitung bzw. Faltleitung am Verteilerring 3-6 wurden mit den Anschlüssen Spreizleitung bzw. Faltleitung an der Vorrichtung 7-10 der Vorrichtung 1 verbunden. Die Staubdeckel der Anschlüsse Spreizleitung bzw. Faltleitung an der Vorrichtung 7-10 wurden zum Schutz auf die frei gewordenen Anschlüsse Spreizleitung bzw. Faltleitung am Verteilerring 3-6 aufgeschraubt. Der Anschluss für den Faltdruck 11 und der Anschluss für den Spreizdruck 12 sind je nach Funktion „Schließen/Spreizen“ oder „Öffnen/Falten“ mit der Hydraulikeinrichtung beispielsweise einer Pumpe und dem Rücklauf zu verbinden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Verteilerring
- 3
- (Spreizleitung 1 am Verteilerring)
- 4
- (Spreizleitung 2 am Verteilerring)
- 5
- (Faltleitung 1 am Verteilerring)
- 6
- (Faltleitung 2 am Verteilerring)
- 7
- (Faltleitung 1 an der Vorrichtung)
- 8
- (Faltleitung 2 an der Vorrichtung)
- 9
- (Spreizleitung 1 an der Vorrichtung)
- 10
- (Spreizleitung 2 an der Vorrichtung)
- 11
- (Anschluss für den Faltdruck bzw. Rücklauf Spreizdruck)
- 12
- (Anschluss für den Spreizdruck bzw. Rücklauf Faltdruck)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 1260317 [0003]
- US 781356 [0005]
- US 3218027 [0006]
- WO 2010/141132 A2 [0007]