DE2017021C - Einziehbarer Rotor fur Dreh flugelflugzeuge - Google Patents

Description

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 aber 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 de.· Betätigungsvorrichtung für den bekannten Rotor nachteilig, da ein Verkanten dcrTelcskop-Wellenteile zu befürchten ist.

Durch !ic Erfindung soll die Aufgabe gelöst wer-

den, 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 verriegclbur ist.

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

Drehsinn angetrieben werden und die zweite, den Rotor tragende Welle relativ zur ersten Welle durch einen hydraulischen Servomotor zwischen einer aus- und einer einfahrbaren 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 zurzweiten 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 de 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 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 anliegenden Unteransprüche.

Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil ist vor ?.llem dann zu erblicken, daß eine Einrichtung geschaffen wurde, die neben der Erzielung der Spielfreiheit zwischen den beim Ein- und Ausfahren des Rotors relativ zueinander verschie!'l/aren Teilen den Rotor in der a-isgefahrenen Stellung zugleich ver- bzw. entriegelt.

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

F i g. 1 einen einziehbaren Hubschrauberrotor,

Fig. 2 eine Ansicht der Betätigungs- und Verriegelungsvorrichtung der Teleskopwelle in der ausgefahrenen Stellung,

F i g. 3 eine Darstellung der Betätigungs- und Verriegelungsvorrichtung der 'leleskopwelle 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 Nabu 12 befestigten Blätter 18 können um die Achse 15 Einstellwinkcländerungen ausführen, und diese Änderungen des Einstellwinkels werden durch eine Taumelscheibe 17 gesteuert, weiche mit dem üblichen Blatthebcl 19 durch einen Gelenkstab 21 verbunden ist.

Die Antriebswelle des ausfah/baren Rotors 10 ist in Fig. 2 in der ausgefahrenen Stellung und in Fig. 3 in der eingezogenen Stellung dargestellt.

Die NaI)C 12 ist mit der V/clle 20 verbunden oder kann mit derselben einen Teil bilden. Die Welle 20 wird im Innern der iiuüeren Rotorwelle 22 getragen und ist mit da seihen über ^.iul vei laufende Nuicii 24 verbunden, so d.iH die beiden Rotorwellen 20 und 22 sich zusammen um die Achse 14 diehen, wenn der Rotor zur Auftriebserzeugung 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-

lenlager, 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 hydraulisch betätigter Zylinder-Kolbenmoto«· 38 dient zum Verriegeln der Welle 20 in der ausgefahrenen Stellung, wie in. ί olgenden näher beschrieben wird.

Der Betätiger 36 umfaßt einen Wellenteil 40, der koaxial zur Achse 40 ist und mit der äußeren Wel'e 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,

as 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 Hülle48 mit der Welle20 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 erstrecken 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 Drucköl 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 Steuer ventil 60, einen hydraulischen Schleifring 62 und ein Rohr 64, welches zu der öffnung 66 und demnach /u der Kan.mer 56 oder zu der öffnung 68 und demnach zu der Kammer 58 führt.

Der hydraulische Zylinder-Kolbenmoior 38 dient zum Verriegeln der Welle 22 in der ausgefahrenen Stellung und /»m Fntriegeln 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 sii.ii zwei Ringe72 und 74 nach innen, und diese Rin_:·· bilden zusammen mit einem Ring 76, der auf ac Welle 78 vorgesehen ist, zwei ringförmige Kammern 78 und 80. Hieraus geht hervor, daß durch wahlwei ses Einfühlen von Orutköl durch die ölfnung 82 ui die ringförmige Verriegelungskammer 78 oder durch die öffnung 84 in die ringförmige Entriegelungskummer80 die Hülse 70 entlang der Achse 14 in bezug auf die Hülse 48 verschoben werden kann, um den konischen Verriegelungsring 86 entweder in oder außer Eingriff zu bringen. Es wird hervorgehoben.

daß der kegelförmige Vcrricgelungs- und Entriege-Iungsring86, der zum Zwecke eines leichten Einbaues vorzugsweise aus mehreren Teilen besteht, durch die Verbindung 88 an die Hülse 70 angeschlossen ist. Der Ring 86 weist in seiner äußeren Oberfläche Vorsprüngc 90 auf, die in die Nuten 24 der Wellen 22 eingreifen, so daß der Kegclring 86 mit der Welle 22 vcrbundcn ist und somit auf derselben entlang der Achse 14 verschiebbar und um die Achse 14 drehbar ist. Die äußere Oberfläche des Kcgelringcs 86 drückt somil gegen die innere Oberfläche der Welle 22, und dic innere kegelförmige Oberfläche 92 des Ringes 86 drückt gegen und wirkt mit dem Kcgclsitz 94 der Wcllc 20 zusammen, um die Welle 20 in der ausgcfahrcncn Stellung zu verriegeln, wie später erläutert wird.

Hin Kegclring 98 ist am äußeren Ende der Welle 22 vorgesehen und weist eine äußere Oberfläche 100 auf, welche an einer Oberfläche 102 der Welle 22 anliegt, sowie eine kegelförmige innere Oberfläche 104, welche gegen einen entsprechenden Kcgelsitz 106 b der Welle 20 drückt. Die Kegelsitze 106 und 94 der Welle 20 sind entlang der Achse 14 in Abstand angeordnet, wie am besten aus F i g. 2 ersichtlich ist, und durch diese Kcgclsitze wird die Welle 20 in der ausgefahrenen Stellung von der Welle 22 getragen, als ob sie mit der Welle 22 ein Stück bilden würde. Die Neigung der Kcgelsiize 106 und 94 verläuft in entcntgcgcngcselztcnRichtungen in bczugauf die Achse 14, und die Zusammenwirkung zwischen dem Kegelsitz 106 und dem Kcgclsilz98 verhindert, daß die Welle 20 bis über die in Fig. 2 dargestellte ausgefahrene Stellung hinausbewegt wird.

Der Kcgelring 86 verriegelt sich selbst, und er kann die Welle 22 nicht entriegeln, wenn die, Druckölzuführung zu dem hydraulischen Betätigimgsmotor 38 ausfallen sollte. ■ -

Betriebsweise

Wenn der Rotor 10 sich in der in Fig. 1 mittels gestrichelten Linien dargestellten zurückgezogenen Stellung befindet, wird er durchzuführen von Drucköl in die Kammer 56 durch die öffnung 66 und über die Druckölzuführungsvorrichtung 60 bis 64 in die ausgefahrene Stellung bewegt. Durch diese Druckölzuführung werden die Welle 20 und die Hülse 48 nach oben oder nach links, wie in den Zeichnungen dargestellt ist, in die mittels durchgezogenen Linien angedeutete Stellung entsprechend den F i g. 1 oder 2 bewegt. Sobald die öffnung 82 sich über den Ring 54 hinausbewegt und dadurch mit der Kammer 56 in Verbindung kommt, wird das Drucköl in die Kammer 78 geleitet und verstellt den hydraulischen Motor 38 nach links, um den kegelförmigen Verriegelungsring 86 in die in F i g. 2 dargestellte Stellung zu brin- gen. In dieser Stellung wird die Welle 20 in der ausgefahrenen Stellung verriegelt und liegt ebenfalls an dem Kegclring 98 an, wodurch sie in der ausgefahrencn Stellung durch unter Abstand liegende Auflager

»5 getragen wird, wobei eine Reibungsabnützung der einander berührenden metallischen Teile verhindert wird, die infolge einer durch die verschiedenen Rotorbelastungen hervorgerufenen Bewegung zwischen diesen Teilen entstehen könnte.

ao Zum Zurückziehen des Rotors 10 in die in Fig. 1 mittels gestrichelten Linien angedeutete Stellung wird Drucköl in die Kammer 58 durch die öffnung 68 und demnach durch die öffnung 84 in die Entriegelungskammer 8P eingeleitet. Da die beaufschlagte Fläche HO in der Kammer 80 größer ist als die beaufschlagte Fläche 112, wird der Motor 38 nach rechts bewegt, um den kegelförmigen Verriegelungsring 86 ebenfalls nach rechts zu bewegen, wodurch die Welle ZO und demnach die Hülse 48 zum Zurückziehen entriegelt wird. Sobald der Ring 74 den Vorsprung 114 berührt und dadurch den Motor 38 abschaltet, beginnen sich die Welle 20 und die Hülse 48 nach rechts zu bewegen, um den Rotor 10 aus der ausgefahrenen

. Stellung in die zurückgezogene Stellung zu bewegen.

Hieraus geht hervor, daß der hydraulische Motor 36 zum Verschieben der Welle 20 in bezug auf die

, Welle 22 und der Motor 38 zum Verriegeln der Welle 20 in der ausgefahrenen Stellung und zum Entriegeln der Welle vor dem Einziehen dienen. Es wird noch mais erwähnt, daß die Kegelringe 86 und 98 in der! ausgefahrenen Stellung an den Wellen 20 und 22 anJ liegen, und mit denselben zusammenwirke. um eine feste Verbindung zwischen den beiden Weucn zu bill den, welche sowohl eine weitere Ausfahrbewegung

der Welle als auch ein Zurückziehen der Welle bein] Ausfallen der Druckölzuführung 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 angeordneten Welle, wobei beide Wellen im gleichen Drehsinn angetrieben werden und die zweite, den 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 zw-;^:ten 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 Ende 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 reh'iv zu diener und zur erster Welle axial verschiebbar, jedoch ^rehfest angeordnet ist, an ihrer Unterseite einen Anschlag zur Anlage an das untere Ende (114) 1er 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 I, 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 Wellenwan.dung 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, übereinanderliegende 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 dei 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, übereinandcrliegcnde 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 Bohrunp 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 welche

Mittel umfaßt, um die Rotorwelle ia der ausgefahrenen Stellung sicher zu tragen und zu verriegeln.

Rotoren von Kombinationsflugschraubern werden in vorteilhafter Weise ausgefahren, damit das Flugzeug als Hubschrauber fliegen kann, und zuriickgezo-

gen, wenn das Flugzeug einen Festflügelflug ausführen soll.

Bei der Konstruktion der Rotorwelle für solche Rotoren ist zu beachten, daß die WeUe 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 Axial-

»o kraft übertragen. Schließlich wird die Rotorwelle beim Antrieb des motors auf Torsion beansprucht. Diese verschiedenen Belastungen überlagern einander und setzen sich außerdem jeweils aus einer gleichbleibenden Komponente und einer durch die Rotorbewegi'ng

a5 hervorgerufenen Wechselbelastungskomponente zusammen.

Zur Aufnahme dieser Belastungen muß dafür Sorge getragen werden, laß jedes Spiel ausgeschaltet ist, wenn der Rotor s.ch in der -usgefahrenen Stellung befindet, um eine Reibungsabnützung zu verhindern, welche auftreten würde, wenn das Spiel nicht voll ständig beseitigt wäre.

Zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten hat man bekanntermaßen die Rotorwelle 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