DE2017021B - Einziehbarer Rotor für Drehflügelflugzeuge - Google Patents

Description

Drehsinn angetrieben werden und die zweite, den Rotor tragende Welle relativ zur ersten Welle durch einen hydraulischen Servomotor zwischen einer aus- und einer einfahrba/cn Stellung in Richtung der Rotorachse bewegbar ist, wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zweite Welle an ihrem Außenumfang eine erste konische Anschlagfläche, die mit einer konischen Anschlagfläche am innenumfang der ersten Welle zur Begrenzung der Auffahrbewegung der zweiten Welle zusammenwirkt und unterhalb der ersten konischen Anschlagfläche eine zweite, entgegengesetzt zur ersten geneigte konische Anschlagfläche trägt, die mit einer am Innenumfang einer koaxial zur zweiten Welle an deren unterem Ende angeordneten ersten Hülse befestigten konischen Anschlagfläche zur Verriegelung der zweiten gegenüber der ersten Welle in der ausgefahrenen Stellung der zweiten Welle zusammenwirkt, wobei die erste Hülse am Außenumfang des unteren Endes der zweiten Welle relativ zu dieser und zur ersten Welle nxial verschiebbar, jedoch drehfest angeordnet ist, an ihrer Unterseite einen Anschlag zur Anlage an das untere Ende der zweiten Welle bei Beendigung der Entriegelungsbewegung vor dem Einfahren der zweiten Welle aufweist und durch Druckmittel relativ zur zweiten Welle axial in eine die zweite Welle verriegelnde bzw. entriegelnde Stellung nach oben bzw. nach unten verschiebbar ist.

Zweckmäßige Weiterbildungen eines in solcher Weise ausgeführten Rotors bilden Gegenstand der •inliegenden Unteransprüche.

Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil ist vor allem darin zu erblicken, daß eine Einrichtung geschaffen wurde, die neben der Erzielung der Spielfreiheit zwischen den beim Ein- und Ausfahren des Rotors relativ zueinander verschiebbaren Teilen den Rotor in der ausgefahrenen Stellung zugleich ver- bzw. entriegelt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen einziehbaren Hubschrauberrotor,

F i g. 2 eine Ansicht der Betätigungs- und Verriegelungsvorrichtung der Teleskopwelle in der ausgefahrenen Stellung,

Fig. 3 eine Darstellung der Betätigungs- und Verriegelungsvorrichtung der Teleskopwelle in der zurückgezogenen Stellung.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Rotor 10 dargestellt, der eine um die Drehachse 14 umlaufende Nabe 12 aufweist, die sich aus dem Rumpf 16 eines Flugzeuges erstreckt. Eine Anzahl Rotorblätter 18 ist an der Nabe 12 befestigt und dreht sich mit derselben.

Die an der Nabe 12 befestigten Blätter 18 können um die Achse 15 Einstellwinkeländerungen ausführen, und diese Änderungen des Einstelhvinkels werden durch eine Taumelscheibe 17 gesteuert, welche mit dem üblichen Blatthebel 19 durch einen Gelenkstab 21 verbunden ist.

Die Antriebswelle des ausfahrbaren Rotors 10 ist in Fig. 2 in der ausgefahrenen Stellung und in Fi g. 3 in der eingezogenen Stellung dargestellt.

Die Nabe 12 ist mit der Welle 20 verbunden oder kann mit derselben einen Teil bilden. Die Welle 20 wird im Innern der äußeren Rotorwelle 22 getragen und ist mit derselben über axial verlaufende Nuten 24 verbunden, so daß die beiden Rotorwellen 20 und 22 sich zusammen um die Achse 14 drehen, wenn der Rotor zur Auftriebserzeiigung in Drehung versetzt wird. Die Welle 20 ist entlang der Achse 14 in bezug auf die Welle 22 verschiebbar, um die Rotornabe 12 mit den Blättern 18 zwischen der mit durchgezogenen Linien angedeuteten ausgefahrenen Stellung und der mit gestrichelten Linien angedeuteten zurückgezogenen Stellung zu bewegen.

Die äußere Rotorwelle 22 wird durch übliche Wälzlager 26 und 30, wie z. B. Kugellager oder RoI-

Ienlager, getragen, die ihrerseits im Getriebekasten 32

konzentrisch zur Achse 14 angeordnet sind. Ein üblicher Motor treibt die Rotorwellen 22 und 20 über das Getriebe 34 an.

Ein hydraulisch betätigter Zylinder-Kolbenmotor

36 dient zum Verschieben der Welle 20 in bezug auf die Welle 22 und ein h· Jraulisch betätigter Zylinder-Kolbenmotor 38 dient zurr Verriegeln der Welle 20 in der ausgefahrenen Stellung, wie im folgenden näher beschrieben wird.

Der Betätiger 36 umfaßt einen Wellenteil 40, der koaxial zur Achse 40 ist und mit der äußeren Welle 22 durch eine Vielkeilverbindung 42 verbunden und durch eine Mutter 44 in Stellung gehalten wird. Die Welle 40 ist in Abstand zu der Welle 22 angeordnet, so daß zwischen diesen beiden Wellen eine ringförmige Kammer 46 begrenzt ist. Infolge der Befestigung der Welle 40 an der Welle 22 dreht sich dieselbe ebenfalls um die Achse 14. Eine Hülse 48 ist in der ringförmigen Kammer 46 vorgesehen und an die Welle 20 durch eine Schraubverbindung 49 angeschlossen, so daß die Hülle 48 mit der Welle 20 entlang der Achse 14 verschiebbar und um die Achse drehbar ist.

Die Wellen 40, 20 und 22 und die Hülse 48 sind vorzugsweise von kreisförmigem Querschnitt und konzentrisch zur Achse 14 angeordnet. Die Hülse 48 weist zwei Ringe 50 und 52 auf, die sich von derselben radial nach innen erstrecker und mit einem Ring 54 auf der Welle 40 zusammenwirken, um ringförmige Kammern 56 und 58 zwischen der Welle 40 und der Hülse 48 zu bilden. Hieraus geht hervor, daß durch wahlweises Zuführen von Dnicköl in die Kammern 56 oder 58 die Wellen 20 und die Hülse 48 in bezug auf die Achse 14 verschoben werden können, um den Rotor 10 entweder auszufahren oder einzuziehen. Die Druckölzuführung kann durch übliche Vorrichtungen erfolgen, wie z. B. durch ein Steuerventil 60, einen hydraulischen Schleifring 62 und ein Rohr 64, welches zu der öffnung 66 und demnach zu der Kammer 56 oder zu der öffnung 68 und demnach zu der Kammer 58 führt.

Der hydraulische Zylinder-Kolbenmotor 38 dieni zum Verriegeln der Welle 22 in der ausgefahrenen Stellung und zum Entriegeln der Welle bevor dieselbe zurückgezogen wird, wie im folgenden beschrieben wird. Der Motor 38 umfaßt eine Hülse 70, welche die Welle 48 umgibt. Von der Hülse 70 erstrecken sich zwei Ringe 72 und 74 nach innen, und diese Ringe bilden zusammen mit einem Ring 76, der auf der Welle 78 vorgesehen ist, zwei ringförmige Kammern 78 und 80. Hieraus geht hervor, daß durch wahlweises Einführen von Drucköl durch die Öffnung 82 in die ringförmige Verriegelungskammer 78 oder durch die Öffnung 84 in die ringförmige Entriegelungskam-

mer 80 die Hülse 70 entlang der Achse 14 in" bezug auf die Hülse 48 verschoben werden kann, um oen konirchen Verriegelungsring 86 entweder in odc?r außer Eineriff zu brineen. fts wird hh

daß der kegelförmige Verriegelungs- und Entriege- zuführung werden die Welle 20 und die Hülse 48 lungsring 86, der zum Zwecke eines leichten Einbaues nach oben oder nach links, wie in den Zeichnungen vorzugsweise aus mehreren Teilen besteht, durch die dargestellt ist, in die mittels durchgezogenen Linien Verbindung 88 an die Hülse 70 angeschlossen ist. Der angedeutete Stellung entsprechend den F i g. 1 oder 2 Ring 86 weist in seiner äußeren Oberfläche Vor- S bewegt. Sobald die öffnung 82 sich über den Ring 54 sprünge 90 auf, die in die Nuten 24 der Wellen 22 hinausbewegt und dadurch mit der Kammer 56 in eingreifen, so daß der Kegelring 86 mit der Welle 22 Verbindung kommt, wird das Drucköl in die Kamverbunden ist und somit auf derselben entlang der mer 78 geleitet und verstellt den hydraulischen Motor Achse 14 verschiebbar und um die Achse 14 drehbar 38 nach links, um den kegelförmigen Verriegelungsist. Die äußere Oberfläche des Kegelringes 86 drückt io ring 86 in die in F i g. 2 dargestellte Stellung zu brinsomit gegen die innere Oberfläche der Welle 22, und gen. Tn dieser Stellung wird die Welle 20 in der ausdie innere kegelförmige Oberfläche 92 des Ringes 86 gefahrenen Stellung verriegelt und liegt ebenfalls an drückt gegen und wirkt mit dem Kegelsitz 94 der dem Kegelring 98 an, wodurch sie in der ausgefahre-Welle 20 zusammen, um die Welle 20 in der ausge- nen Stellung durch unter Abstand liegende Auflager fahrenen Stellung zu verriegeln, wie später erläutert 15 getragen wird, wobei eine Reibungsabnützung der wird. einander berührenden metallischen Teile verhindert

Ein Kegelring 98 ist am äußeren Ende der Welle wird, die infolge einer durch die verschiedenen Rotor-

22 vorgesehen und weist eine äußere Oberfläche 100 belastungen hervorgerufenen Bewegung zwischen die-

auf, welche an einer Oberfläche 102 der Welle 22 an- sen Teilen entstehen könnte.

liegt, sowie eine kegelförmige innere Oberfläche 104, *o Zum Zurückziehen des Rotors 10 in die in Fig. 1 welche gegen einen entsprechenden Kegelsitz 106 b mittels gestrichelten Linien angedeutete Stellung wird der Welle 20 drückt. Die Kegelsitze 106 und 94 der Drucköl in die Kammer 58 durch die öffnung 68 und Welle 20 sind entlang der Achse 14 in Abstand ange- demnach durch die öffnung 84 in die Entriegelungsordnet, wie am besten aus F i g. 2 ersichtlich ist, und kämme 80 eingeleitet. Da die beaufschlagte Fläche durch diese Kegelsitze wird die Welle 20 in der aus- 15 110 in der Kammer 80 größer ist als die beaufgefahrenen Stellung von der Welle 22 getragen, als schlagte Fläche 112, wird der Motor 38 nach rechts ob sie mit der Welle 22 ein Stück bilden würde. Die bewegt, um den kegelförmigen Verriegelungsring 86 Neigung der Kegelsitze 106 und 94 verläuft in ent- ebenfalls nach rechts zu bewegen, wodurch die Welle entgegengesetzten Richtungen in bezugaufdie Achse 14, 20 und demnach die Hülse 48 zum Zurückziehen ent- und die Zusammenwirkung zwischen dem Kegelsitz 30 riegelt wird. Sobald der Ring 74 den Vorsprung 114 106 und dem Kegelsitz 98 verhindert, daß die Welle berührt und dadurch den Motor 38 abschaltet, begin-20 bis über die in F i g. 2 dargestellte ausgefahrene nen sich die Welle 20 und die Hülse 48 nach rechts Stellung hinausbewegt wird. zu bewegen, um den Rotor 10 aus der ausgefahrenen

Der Kegelring 86 verriegelt sich selbst, und er kann Stellung in die zurückgezogene Stellung zu bewegen,

die Welle 22 nicht entriegeln, wenn die Druckölzu- 35 Hieraus geht hervor, daß der hydraulische Motor

führung zu dem hydraulischen Betätigungsmotor 38 36 zum Verschieben der Welle 20 in bezug auf die

ausfallen sollte. Welle 22 und der Motor 38 zum Verriegeln der Welle

20 in der ausgefahrenen Stellung und zum Entriegeln

Betriebsweise der Welle vor dem Einziehen dienen. Es wird noch-

40 mais erwähnt, daß die Kegelringe 86 und 98 in der

Wenn der Rotor 10 sich in der in F i g. 1 mittels ausgefahrenen Stellung an den Wellen 20 und 22 angestrichelten Linien dargestellten zurückgezogenen liegen, und mit denselben zusammenwirken, um eine Stellung befindet, wird er durchzuführen von Druck- feste Verbindung zwischen den beiden Wellen zu bilöl in die Kammer 56 durch die öffnung 66 und über den, welche sowohl eine wettere Ausfahrbewegung die Druckölzuführungsvorrichtung 60 bis 64 in die 45 der Welle als auch ein Zurückziehen der Welle beim ausgefahrene Stellung bewegt. Durch diese Drucköl- Ausfallen der Drucköfzuführung verhindert

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einziebarer Rotor für Drehflügelflugzeuge mit einer ersten Welle und einer zweiten, innerhalb der ersten koaxial und mit dieser drehfest angeurdneten Welle, wobei beide Wellen im gleichen Drehsinn angetrieben werden und die zweite, d;n Rotor tragende Welle relativ zur ersten Welle durch einen hydraulischen Servomotor zwischen einer aus- und einer eingefahrenen Stellung in Richtung der Rotorachse bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Welle (20) an ihrem Außenumfang eine erste konische Anschlagfläche (106), die mit einer konischen Anschlagfläche (104) am Innenumfang der ersten Welle (22) zur Begrenzung der Ausfahrbewegung der zweiten Welle zusammenwirkt, und unterhalb der ersten konischen Anschlagfläche eine zweite, entgegengesetzt zur ersten geneigte konische Anschlagfläche (94) trägt, die mit einer am Innenumfang einer koaxial zur zweiten Welle an deren unterem Endt angeordneten ersten Hülse (70) befestigten konischen Anschlagfläche (92) zur Verriegelung der zweiten gegenüber der ersten Welle in der ausgefahrenen Stellung der zweiten Welle zusammenwirkt, wobei die erste Hülse am Außenumfang des unteren Endes der zweiten Welle relativ zu dieser und zur ersten Welle axial verschiebbar, jedoch drehfest angeordnet ist, an ihrer Unterseite einen Anschlag zur Anlage an das untere Ende (114) der zweiten Welle bei Beendigung der Entriegelungsbewegung vor dem Einfahren der zweiten Welle aufweist und durch Druckmittel relativ zur zweiten Welle axial in eine die zweite Welle verriegelnde bzw. entriegelnde Stellung nach oben bzw. nach unten verschiebbar ist.

2. Einziehbarer Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der zweiten Welle (22) koaxial zu dieser eine mit der ersten Welle (22) an deren unterem Ende verbundene dritte Welle (40) angeordnet ist, durch welche zwei in der Wellenwandung übereinander angeordneten ersten Bohrungen (66, 68) Druckmittel zuführbar ist und daß an der zweiten Welle eine die dritte Welle umgebende zweite Hülse (48) befestigt ist, welche an ihrem Innenumfang zwei durch einen am Außenumfang der dritten Welle befestigten ersten Ring (54) getrennte, übereinanderliegendc erste Kammern (56, 58) aufweist, wobei bei Zufuhr von Druckmittel in jeweils eine der ersten Kammern die zweite Welle ein- bzw. ausgefahren wird.

3. Einziehbarer Rotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Hülse (70) am Umfang der zweiten Hülse (48) an deren unterem Ende axial verschiebbar angeordnet ist und zwei durch einen am Außenumfang der zweiten Hülse befestigten zweiten Ring (76) getrennte, übereinanderliegende zweite Kammern (78, 80) aufweist, von denen jede durch eine zweite Bohrung (82, 84) mit dem Zwischenraum zwischen der dritten Welle (40) und der zweiten Hülse in Verbindung steht, wobei in der ausgefahrenen Stellung der zweiten Welle (20) jeweils eine erste Bohrung über einer zweiten Bohrung zu liegen kommt.

Die Erfindung bezieht sich auf ausfahrbare oder zusammenfaltbare Hubschrauberrotoren oder Luftschrauben und insbesondere auf eine Welle, welche das Ausfahren des Rotors möglich macht und weiche Mittel umfaßt, um die Rotorwelle in de./ ausgefahrenen Stellung sicher zu tragen und zu verriegeln.

Rotoren von Kombinationsflugschraubem werden in vorteilhafter Weise ausgefahren, damit das Flugzeug als Hubschrauber fliegen kann, und zurückgezogen, wenn das Flugzeug einen Festfiügelflug ausführen soll.

Bei der Konstruktion der Rotorwelle für solche Rotoren ist zu beachten, daß die Welle wegen der vielfältigen Belastungen entsprechend dimensioniert und ausgebildet werden muß.

So ist beispielsweise die Welle durch das Moment, welches der Rotor während des Fluges auf den Rumpf ausübt, auf Biegung beansprucht. Der Rotorschub wird über die Rotorwelle auf den Rumpf als Axialkraft übertragen. Schließlich wird die Rotorwelle beim Antrieb des Rotors auf Torsion beansprucht. Diese verschiedenen Belastungen überlagern einander und setzen sich außerdem jeweils aus einer gleichbleibenden Komponente und einer durch die Rotorbewegung hervorgerufenen Wechselbelastungskomponente zusammen.

Zur Aufnahme dieser Belastungen muß dafür Sorge getragen werden, daß jedes Spiel ausgeschaltet ist, wenn der Rotor sich in der ausgefahrenen Stellung befindet, um eine Reibungsabnützung zu verhindern, welche auftreten würde, wenn das Spiel nicht vollständig beseitigt wäre.

Zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten hat man bekanntermaßen die Rotorwc'h starr ausgeführt und die Rotorwelle zusammen mit den Antriebsvorrichtungen ausfahrbar und zurückziehbar ausgebildet (USA.-Patentschrift 2 481 502). Nachdem bei dieser Konstruktion aber nicht nur die gesamte Welle, sondern auch die Antriebsvorrichtungen bewegt werden müssen, ergeben sich ein nachteilig hohes Gewicht, ein komplizierter Aufbau und ein großer Raumbedarf.

Ferner ist ein ausfahrbarer und einziehbarer Rotor

für Drehflügelflugzeuge bekanntgeworden, dessen Rotorwelle als Teleskopwelle ausgeführt ist, deren mit dem Rotor fest verbundener Wellenteil mittels eines hydraulischen Antriebs axial verschiebbar ist (USA.-Patentschrift 2 094 105).

Die bekannte Wellenkonstruktion ist abvir nicht ausreichend starr, um das zuvor erwähnte, schädliche Spiel auszuschalten, was auch nicht mit der verhältnismäßig schweren Ausführung der bekannten Wellenkonstruktion möglich ist. Bei einem Ausfall der Betätigungsvorrichtung kann ferner der bekannte Rotor nicht in der ausgefahrenen Stellung gehalten werden, und schließlich ist der einseitige Angriff der Betätigungsvorrichtung für den bekannten Rotov nachteilig, da ein Verkanten der Teleskop-Wellenteile zu befürchten ist.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, einen einziehbaren Rotor für Drehflügelflugzeuge so auszubilden, daß er bei einfachem Aufbau und geringem Gewicht in ausgefahrenem Zustand eine spielfreie, starre Rotorwelle besitzt, die in der ausgefahrenen Stellung sicher verriegelbar ist.

Bei einem einziehbaren Rotor für Drehflügelflugzeuge mit einer ersten Welle und einer zweiten, innerhalb der ersten koaxial und mit dieser drehfest angeordneten Welle, wobei beide Wellen im gleichen