DE1531361A1 - Rotor fuer Drehfluegelflugzeuge - Google Patents

Description

BÖLKOW Gesellschaft mit beschränkter Haftung Ottobrunn bei München

Ottobrunn, 7.JuIi 1967 BP 658 SX2 En/st

Rotor für Drehflügelflugzeuge

Die Erfindung betrifft einen Rotor für Drehflügelflugzeuge mit,einer geraden Anzahl von Rotorblättern, ^«doch mindestens vier Blättern, die schwenk- und schlaggelenklos symmetrisch am Rotorkopf angeschlossen sind» wobei je eine an «inen Rotorblatt ausgebildete und mit diesen starr verbun-

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dene Blattwurzelhülse in je einer am Rotorkopf ausgebildeten Blattwinkellagerhülse drehbar aufgenommen ist, und wobei die einander diametral gegenüberliegenden Rotorblätter mittels an den Blattwurzelhülsen angreifender, paketartig zusammengefaßter, torsionselastischer Lamellen miteinander verbunden sind.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei einem Vierblattrotor der oben beschriebenen Art die Lamellen als endlose, gestreckte Schlaufen auszubilden, wobei die das eine Blattpaar verbindende Schlaufe in einer senkrechten Ebene und die das andere Blatt· paar verbindende Schlaufe in einer waagerechten Ebene angeordnet und durch die senkrechte Schlaufe hindurchgeführt ist. Die Schlaufen sind im Zentrum des Rotorkopfes nicht eingespannt, und ihre Abmessungen sind so gewählt, daß sie bei allen zyklischen und kollektiven Winkellagen der Rotorblätter sich gegenseitig in ihrer Bewegung nicht behindern·

Auf diese Weise wird erreicht, daß durch die zyklische Anstellwinkelsteuerung, bei der jeweils zwei gegenüberliegende Blätter in der gleichen Richtung und um den gleichen Betrag gekippt werden, die verbindenden Lamellen nicht verdrillt, sondern mit dem Blattpaar gemeinsam gekippt werden, sodaß nur noch die kollektive Blattwinkelverstellung für die Verdrillung der Lamellen maßgebend ist. Auf diese Weise kann die gesamte Torsionsbeanspruchung der Lamellen erheblich verringert werden.

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Es hat sich jedoch gezeigt, daß Biese beschriebene Anordnung lit in einfacher Weise nur für Vierblattrotoren zu verwirklichen ist. Bei einer Ausführung mit mehr als vier, beispielsweise sechs Rotorblättern ergibt sich die Notwendigkeit, Schlaufen verschiedener Abmessungen zu verwenden, die zur Vermeidung unterschiedlicher Torsionseigenschaften sehr sorgfältig dimensioniert und aufeinander abgestimmt werden müssen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Rotor der eingangs beschriebenen Art, bei dem die Lamellenpakete entsprechend dem früheren Vorschlag keinerlei zentrische Einspannung aufweisen, derartig zu verbessern, daß er die Anordnung einer beliebigen geradzahligen Anzahl von Rotorblättern sowie die Verwendung der gleichen Lamellenform für alle Lamellenpakete erlaubt.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die einzelnen Rotorblattpaare sowie die zugehörigen Lamellenpakete in verschiedenen übereinanderliegenden Ebenen angeordnet sind und die Lamellenpakete ohne zusätzliche Zentrier- oder Haltevorrichtungen frei durchgehend von der Blattwurzel des einen Blattes zu der Blattwurzel des anderen Blattes gespannt sind.

In verschiedenen Ebenen angeordnete Rotorblattpaare sind an sich nicht mehr neu. Bei den bekannten Rotoren dieser Art handelt es sich jedoch in der Regel um zwei übereinander angeordnete Einzelrotoren, die entgegengesetzte Drehrichtungen aufweisen, um das Rotorrückdrehmoment auszugleichen·

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Im Falle der vorliegenden Erfindung sind jedoch alle Rotorblattpaare zu einem einzigen kompakten Rotor ζusamengefaßt. Der Rotorkopf, der beispielsweise aus einem Stück hergestellt sein kann, weist eine der Rotorblattzahl entsprechende Zahl von Blattwxnkellagerhülsen auf, die jeweils paarweise in verschiedenen Ebenen angeordnet sind. Auf diese V/eise kreuzen sich die zu je einem Blattpaar gehörigen Lamellenpakete nicht in einer Ebene, sondern sie verlaufen in einem vertikalen Abstand zueinander. Dieser Abstand ist so gewählt, daß sich die Lamellenpakete bei einer Winkelverstellung der Rotorblätter gegenseitig in ihren Bewegungen nicht behindern.

Die Lamellenform wird bei der erfindungsgemäßen Anordnung nicht durch ihre gegenseitige Lage zueinander bestimmt, sondern kann nach reinen Festigkeits- oder Fertigungserfordernissen festgelegt werden. Die zu verschiedenen Blattpaaren gehörigen Lamellen können alle die gleiche Form aufweisen, was neben den absolut gleichen Torsxonseigenschaften auch noch den Vorteil einer vereinfachten und verbilligten Fertigung ergibt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß den Lamellenpaketen mittels sich einerseits am Rotorkopf und andererseits an der Blattwurzelhülse abstützender Federelemente einer Vorspannung erteilt wird.

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Die Federelemente, die in Richtung der Zentrifugalkräfte der Rotorblätter eine geringere Federsteifigkeit aufweisen als die Lamellen, gewährleisten auch während des Betriebes, wenn die Zuglamellen aufgrund der auf die Rotorblätter wirkenden Zentrifugalkräfte gedehnt sind, noch eine spielfreie Lagerung der Blattwurzelhülsen in den Blattwxnkellagerhülsen.

Ein Ausführungsbeispxel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Figur 1 einen Rotor für sechs Rotorblätter in einer Seitenansicht, wobei ein Rotorarm in einem Längsschnitt dargestellt ist;

Figur 2 eine schematische Darstellung der in drei Ebenen angeordneten Lamellenpakete;

Der mit der Rotorwelle 1 durch Schrauben 2 verbundene Rotorkopf 3 weist sechs Rotorarme auf, die als Blattwxnkellagerhülsen H bis 9 ausgebildet und jeweils paarweise in drei übereinanderliegenden Ebenen angeordnet sind. Die Blattwxnkellagerhülsen sind außerdem in der Drehrichtung des Rotors um jeweils 60° gegeneinander versetzt, so daß sie in bezug auf die Rotorachse symmetrisch angeordnet sind.

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Wie am Beispiel des in einem Längsschnitt dargestellten Rotorarmes gezeigt ist, ist in der Blattwinkellagerhülse U eine Blattwurzelhülse 10 mittels zweiter Radiallager 11 und 12 drehbar gelagert. Die Blattwurzelhülse 10 dient zugleich als Beschlag für das Rotorblatt 20, welches mittels eines oder mehrerer Bolzen 13 in der Blattwurzelhülse befestigt ist.

Die während des Betriebes auf das RotorbäjjLtt 20 wirkenden Schwenk- und Schlagbiegemomente werden über die Radiallager 11 und 12 auf die Blattwinkellagerhülse H übertragen.

Zur Aufnahme der Zentrifugalkräfte sind jeweils zwei gegenüberliegende, in einer Ebene angeordnete Rotorblätter durch ein Lamellenpaket miteinander verbunden.

Das Lamellenpaket 20 ist mittels eines Bolzens W in einem Spannstück 15 befestigt, welches sich gegen einen Bund 16 der Blattwurzelhülse 10 anlegt. Der Bolzen IH kann für den Auseinanderbau nach oben durch die mit einem Schraubdeckel verschließbare Bohrung 18 herausgezogen v/erden.

Den Lamellenpaketen wird bereits bei der Montage eine Vorspannung erteilt. Diese wird dadurch erzielt, daß die Blattwurzelhülsen von den Lamellen gegen den Druck von Federelemente nach innen in die Blattwinkellagerhülsen gezogen werden. In Figur 1 ist eine Tellerfeder 33 gezeigt» die sich einerseits gegen einen am Rotorkopf ausgebildeten Bund 34· abstützt, und die andererseits ihre Federkraft über ein Axial-

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lager 35 auf die Blattwurzelhülse überträgt. Die Vorspannung der Lamellen gewährleistet eine spielfreie Lagerung der Blattwurzelhülsen bei allen Betriebszuständen und dient gleichzeitig zur Zentrierung eines Blattpaares bezüglich der Rotordrehachse. Die Federkennwerte der Tellerfedern sind so gewählt, daß sie imstande sind, eine Exzentrität eines Blattpaares bei jeder Rotordrehzahl auszugleichen·

In Figur 2 ist die Anordnung der Lamellenpakete für einen Sechsblatt-Rotor gemäß Figur 1 schematisch dargestellt. In der oberen Ebene befinden sich die durch das Lamellenpaket verbundenen Rotorblätter 20 und 21, in der mittleren Ebene die durch das Lamellenpaket 31 verbundenen Rotorblätter 22 und und in der unteren Ebene die durch das Lamellenpaket 32 verbundenen Rotorblätter 2H und 25. Der vertikale Abstand der Lamellenpakete 30, 31 und 32 ist mindestens so groß, daß eine zyklische und eine kollektive Blattwinkelverstellung aller Blätter möglich ist, ohne daß sich die Lamellenpaakete in ihrer Kipp- odeo? Verdrehbewegung gegenseitig behindern. Wie bereits ausgeführt wurde, entspricht eine Kippbewegung eines Lamellenpaketes einer zyklischen Wxnkelverstellung, eine Verdrehbewegung einer kollektiven Vjfxnkelverstellung der zugehörigen Blätter.

Patentansprüche:

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Claims (2)

1. - 8- 153136t

   BÖLKOW Gesellschaft Ottobrunn, 26,Juni 1967

   mit beschränkter Haftung BP 6 58 Ottobrunn bei München SX2 En/st

   Patentansprüche

   , 'Y^ Rotor für Drehflügelflugzeuge mit einer geraden Anzahl von Rotorblättern, jedoch mindestens vier Blättern* die schwenk- und schlaggelenklos symmetrisch am Rotorkopf angeschlossen sind, wobei, je eine an einem Rotorblatt ausgebildete und mit diesem starr verbundene Blattwurzelhülse in je einer am Rotorkopf ausgebildeten Blattwinkellagerhülse drehbar aufgenommen ist, und wobei die einander diametral gegenüberliegenden Rotorblätter mittels an den Blattwurzelhülsen angreifender, paketartig zusammengefaßter, torsionselastischer Lamellen miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Rotorblattpaare (20/21, 22/23, 24/25) sowie die zugehörigen Lamellenpakete (30, 31, 32) in verschiedenen übereinanderliegenden Ebenen angeordnet sind und die Lamellenpakete ohne zusätzliche Zentrier- oder Haltvorrichtungen frei durchgehend von der Blattwurzel des einen Blattes zu der Blattwurzel des anderen Blattes gespannt sind.
2. 2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Lamellenpaketen mittels sich einerseits

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   am Rotorkopf und andererseits an der Blattwurzelhülse abstützender Federelemente (33) eine Vorspannung erteilt wird. -

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