DE69005813T2

DE69005813T2 - Verfahren und gerät um rotorblätter zu falten und zu verriegeln.

Info

Publication number: DE69005813T2
Application number: DE69005813T
Authority: DE
Inventors: Dan Anastas; Cecil Covington; Paul Keefer; William Neathery; Ernst Schellhase; Joseph Zierer
Original assignee: Boeing Co; Bell Helicopter Textron Inc
Current assignee: Boeing Co; Bell Helicopter Textron Inc
Priority date: 1989-11-20
Filing date: 1990-10-09
Publication date: 1994-07-28
Anticipated expiration: 2010-10-10
Also published as: WO1991007314A1; AU6895291A; JP3489829B2; DE69005813D1; JPH04504240A; EP0455797B1; US5031858A; EP0455797A4; MX173578B; IL96406A0; EP0455797A1

Description

Diese Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Luftfahrzeuge mit relativ großen Rotoren, wie Hubschrauber oder ein Flugzeug mit gekipptem Rotor. Insbesondere, aber nicht als Begrenzung gesehen, bezieht sich diese Erfindung auf eine verbesserte Vorrichtung und ein Verfahren zum Falten und Verriegeln der Rotorblätter eines Luftfahrzeugs mit Drehflügel oder gekipptem Rotor, bei denen die Blätter in der Rotornabe verkleidet sind. Luftfahrzeuge mit Drehflügeln und gekippten Rotoren sind aufgrund der durch die relativ langen Rotoren abgedeckte Spannweite schwierig unterzubringen. Dieses Problem wurde insbesondere durch die Verwendung von Hubschraubern mit Mehrfachrotoren und mit der Entwicklung von Luftfahrzeugen mit gekippten Rotoren, bei denen die Rotoren an den Spitzen des Flügels getragen werden, akut. Es wird ein großer Raum benötigt, um derartige Luftfahrzeuge unterzubringen, und in einigen Fällen, wie beispielsweise auf einem Flugzeugträger, ist der Raum, der zum Lagern solcher Luftfahrzeuge, bei denen die Rotoren ausgebreitet sind, erforderlich ist, nicht vorhanden.
Bei früheren Drehflügel-Luftfahrzeugen wurde, wenn ein Falten notwendig war, eine manuelle Handhabung der Blätter und der die Blätter haltenden Verriegelungsstifte angewandt. Allerdings ist es bei größeren Luftfahrzeugen und insbesondere bei Luftfahrzeugen mit gekipptem Rotor, bei denen die Blätter sehr hoch und an den Spitzen des Flügels liegen, unbedingt notwendig, ein kraftbetriebenes Falten vorzusehen.
Das US-Patent Nr. 3,625,631, das für Cecil E. Covington, et al. am 7. Dezember 1971 erteilt wurde, beschreibt ein System zum Positionieren von Rotorblätterpaaren, so daß sie parallel zu der Mittellinie des Rumpfes ausgerichtet sind. Da dort keine Flügel an dem Luftfahrzeug vorhanden sind, verringert das Falten der Rotorblätter auf diese Weise den benötigten Lagerraum im wesentlichen auf die Breite und Länge des Rumpfes.
Das US-Patent Nr. 3,749,515, das am 31. Juli 1973 an Cecil Covington, et al. erteilt wurde, beschreibt einen Blätterfaltmechanismus, der ein Drehblatt relativ zu dem anderen faltet. Auch wird während des Faltvorgangs ein Verriegelungsstift weggezogen und automatisch wieder eingeführt, so daß das Blatt in der entfalteten Position verriegelt wird.
Es sei bemerkt, daß in dem Patent Nr. 3,749,515 ein derartiger kraftbetriebener Faltmechanismus bei Konvert-a-Planes verwendet wird, so daß die Blätter gefaltet werden können, um während des Horizontalfluges den Luftwiderstand zu verringern. Bei dieser Art von Luftfahrzeug wird ein getrennter Propeller oder Vortrieb während des Horizontalfluges verwendet, so daß die Rotorblätter nicht für diesen Zweck verwendet werden. Mit der Entwicklung des Luftfahrzeuges mit Kipprotor werden dasselbe Triebwerk und dieselben Rotorblätter für den Horizontalflug und den Vertikalflug verwendet. Um vom Vertikalflug zum Horizontalflug umzuschalten, werden die Kipprotoren relativ zu dem Luftfahrzeug gedreht, so daß die Rotoren mit den Blättern in geeigneter Stellung für einen Horizontalflug angeordnet sind. Um den Luftwiderstand auf das Luftfahrzeug während des Horizontalflugs zu verringern, ist es wünschenswert, Verkleidungen über die Rotorantriebsnabe und über die Verbindungen zwischen den Blättern und den Rotornaben vorzusehen. Bei einem Kipprotor-Luftfahrzeug ist es wirklich zwingend, daß solche Blätter kraftbetrieben zusammenfaltbar sind, wenn Lagerraum berücksichtigt werden muß.
Die US-A-4 436 483, US-A-3 187 818 und die US-A-3 247 907 offenbaren jeweils eine Falt- und Verriegelungsvorrichtung für ein Rotorblatt einstellbarer Steigung mit:
einem Blattspannelement zum Verbinden des Blatts mit einem Rotorantrieb, wobei das Spannelement für die Einstellung des Steigungswinkels des Blatts schwenkbar ist;
Drehbetätigungsmitteln, die in dem Spannelement zum Schwenken des Blattes zwischen einer entfalteten und einer gefalteten Stellung angeordnet sind und Blattverriegelungsmitteln auf dem Spannelement, die in Wirkverbindung mit den Betätigungsmitteln stehen und von diesen bewegbar sind, um ungewolltes Falten des Blattes zu verhindern, wenn das Blatt in der entfalteten Stellung ist, und um eine Änderung des Steigungswinkels zu verhindern, wenn das Blatt gefaltet ist.
Um die Blätter von verkleideten Rotoren kraftbetrieben zu falten, ist es notwendig, nicht nur eine Verriegelung vorzusehen, die automatisch vor dem Falten weggezogen wird und die nach dem Entfalten des Blattes wieder eingefügt wird, sondern es ist auch notwendig, das Entfernen eines Teils der Verkleidung oder der Verkleidungstür in der Richtung, in der das Blatt gefaltet ist, vorzusehen. Es ist auch notwendig, daß eine derartige Verkleidungstür sicher eingeklinkt ist, wenn das Blatt entfaltet ist.
Ein zusätzliches Problem bei der Verwendung der Rotoren im Horizontalflug liegt darin, daß die Blätter solche mit einstellbarer Steigung sein müssen. Um die Stellung der Blätter, wenn sie gefaltet sind und während der Lagerung auf dem Kipprotor-Flugzeug, zu steuern, ist es notwendig, daß eine Verriegelung vorgesehen ist, die eine unbeabsichtigte Änderung des Steigungswinkels verhindert.
Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren für das kraftbetriebene Falten von Rotorblättern vorzusehen, deren Steigung veränderlich einstellbar ist.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist ein Kipprotor für ein Luftfahrzeug mit einer Rotornabe, einem Blattspannelement, das in bezug auf die Rotornabe zur Drehung auf einer Längsachse für eine Steuerung der Steigung eines hängenden Blattes befestigt ist, wobei das Blatt sich von dem Blattspannelement erstreckt und daran befestigt ist, um sich um eine im wesentlichen senkrecht zu der Längsachse stehenden Achse zum Falten des Blattes zu drehen, Mitteln zum Falten des Blattes und zum Verriegeln des Blattspannelementes und der Rotornabe gegen eine Drehung des Blattspannelementes und zum Entfalten des Blattes und zum Verriegeln des Blattes und des Blattspannelementes gegen das Falten des Blattes und mit einem angetriebenen Blattfaltmechanismus, der Betätigungsmittel zum Betätigen der Mittel zum Falten und Verriegeln und Drehen des Blattes zwischen der gefalteten und entfalteten Stellung einschließt, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Mittel zum Falten und Verriegeln auf dem Blattspannelement angeordnet sind, daß eine Verkleidung um die Mittel zum Falten und Verriegeln und den angetriebenen Blattfaltmechanismus zur Verringerung des Luftwiderstandes angeordnet ist und daß ein verkleidetes Türelement relativ zu der Verkleidung zwischen einer offenen Stellung unbehindert von dem Blatt, wenn es in der gefalteten Position ist, und einer geschlossenen Stellung, wenn das Blatt in der entfalteten Position ist, schwenkbar ist.
Auch ist entsprechend der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Falten eines Rotorblatts mit veränderlicher Steigung auf einer Rotornabe vorgesehen, die einen Blattverriegelungsstift, der zwischen einer das Rotorblatt mit variabler Steigung verriegelnden Stellung im entfalteten Zustand und einer Stellung, die erlaubt, das Blatt in einen gefalteten Zustand zu bewegen, bewegbar ist, einen Steigungsverrieglungsstift, der zwischen einer das Blatt gegen Steigungsänderungen verriegelnden Stellung, wenn das Blatt im gefalteten Zustand ist, und einer Änderungen in der Steigung zulassenden Stellung, wenn das Blatt im aufgefalteten Zustand ist, und einen Falt- und Verriegelungsmechanismus zum Bewegen des Blattverriegelungsstiftes, des Steigungsverriegelungsstiftes und zum Falten des Blattes trägt, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
Einschließen des Blattverriegelungsstiftes, des Steigungsverriegelungsstiftes und des Falt- und Verriegelungsmechanismus in ein Verkleidungsgehäuse; Ausbilden eines Bereichs des Verkleidungsgehäuses mit einer verkleidenden Tür;
Öffnen der Verkleidungstür in eine Stellung, die ein Bewegen des Blattes in die gefaltete Position ermöglicht;
Bewegen des Blattverriegelungsstiftes in die ein Falten des Blattes ermöglichenden Position; Bewegen des Steigungsverriegelungsstiftes in eine das Blatt gegen Änderungen der Steigung verriegelnden Stellung und
Schwenken des Blattes von der entfalteten Stellung in die gefaltete Stellung.
Auch ist entsprechend der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Entfalten eines Rotorblattes mit veränderlicher Steigung auf einer Rotornabe vorgesehen, die einen Blattverriegelungsstift, der zwischen einer das Rotorblatt mit variabler Steigung verriegelnden Stellung im entfalteten Zustand und einer das Rotorblatt mit variabler Steigung aus dem entfalteten Zustand lösenden Stellung, einen Steigungsverriegelungsstift, der zwischen einer das Blatt gegen Änderungen in der Steigung verriegelnden Stellung, wenn das Blatt im gefalteten Zustand ist, und einer Änderungen in der Steigung zulassenden Stellung, wenn das Blatt im entfalteten Zustand ist, bewegbar ist und einen Verriegelungs- und Entfaltungsmechanismus zum Bewegen des Blattverriegelungsstiftes, des Steigungsverriegelungsstiftes und Entfalten des Blattes aus dem gefalteten Zustand aufweist, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
Vorsehen eines Verkleidungsgehäuses, das den Verriegelungs- und Entfaltungsmechanismus, den Steigungsverriegelungsstift und den Blattverriegelungsstift für das Rotorblatt mit veränderlicher Steigung umschließt;
Vorsehen einer Verkleidungstür als Teil des Verkleidungsgehäuses;
Schwenken des Blattes aus der gefalteten Stellung in die entfaltete Stellung;
Bewegen des Blattverriegelungsstiftes in die das Blatt gegen Falten verriegelnden Stellung;
Bewegen des Steigungsverriegelungsstiftes zum Ermöglichen einer Änderung des Blattsteigungswinkels und Schließen der Verkleidungstür.
Die zuvor erwähnten und zusätzlichen Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden ersichtlicher, wenn die folgende detaillierte Beschreibung im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird, wobei gleiche Bezugszeichen die gleichen Teile in allen Ansichten bezeichnen und wobei:
Fig. 1 eine Bildansicht eines Kipprotor-Flugzeugs ist, das eine angetriebene Blattfalt- und -verriegelungsvorrichtung umfaßt, die in Übereinstimmung mit der Erfindung konstruiert ist.
Fig. 2a und 2b zusammen zeigen die für die Verbindung des Blattes zum Rotorantrieb verwendeten Vorrichtung und die Falt- und Verriegelungsvorrichtung, die in Übereinstimmung mit der Erfindung konstruiert ist. Fig. 3 ist eine Seitenansicht eines Teils von Fig. 2b, bei der bestimmte Teile entfernt sind, um einen bei der Vorrichtung verwendeten Nocken zu zeigen.
Fig. 4 ist eine Ansicht ähnlich zu Fig. 3, die jedoch einen in der Vorrichtung verwendeten "over-center"- Mechanismus (Sperrmechanismus) zeigt.
Fig. 5 ist eine Teilansicht eines Bereichs eines Gestänges, das eine bei der Vorrichtung verwendete Bremse zeigt.
Fig. 6 ist eine Bildansicht, die die Falt- und Verriegelungsvorrichtung der Erfindung zeigt.
Fig. 7 ist eine vergrößerte, etwas schematische Ansicht, die einen zum Verriegeln des Rotorblattes in der entfalteten Stellung verwendeten Verriegelungsstift zeigt.
Fig. 8 ist eine Ansicht ähnlich zu Fig. 4, die jedoch die Vorrichtung in einer anderen Betriebsstellung zeigt.
Bezugnehmend auf die Zeichnung und insbesondere auf Fig. 1 ist dort ein Kipprotor-Flugzeug 10 gezeigt, das im allgemeinen durch das Bezugszeichen 10 bezeichnet wird. Das Kipprotor-Flugzeug umfaßt eine zentral angeordnete Rumpfanordnung 12 mit einer Flügelanordnung 14, die an dem oberen Bereich des Rumpfes angeordnet ist und die sich in bezug auf die Längsachse des Rumpfes 12 quer erstreckt. An jedem Ende der Flügelanordnung 14 ist ein Kipprotor 16 vorgesehen. Jeder Kipprotor 16 umfaßt einen Rotorrumpf 18, der schwenkbar an den Enden des Flügels angeordnet ist und der einen nicht dargestellten Motor für den Antrieb einer Rotoranordnung 20 aufweist. Die Rotoranordnungen 20 umfassen jeweils eine Antriebsnabe 22, die in einer Verkleidung 24 eingeschlossen ist. An der Antriebsnabe 22 ist eine Mehrzahl von Rotorblättern 26 befestigt. Wie dargestellt ist, haben die Blätter 26 einen umfänglichlichen Abstand von ungefähr 120 Grad. Die Blätter 26 sind an der Rotorantriebsnabe 22 befestigt, und ihre Befestigung ist durch eine Verkleidung 28 abgedeckt.
In der Abdeckung 28 jedes Rotorblattes 26 ist ein Blattspannelement 30 eingeschlossen, das schwenkbar mit der Nabe 22 verbunden ist, um die Änderung des Steigungswinkels des Blattes 26 entsprechend den Fig. 2a und 2b zu ermöglichen. Die Rotorblätter 26 sind schwenkbar an dem Spannelement 30 befestigt, wie genauer in den Fig. 5 und 7 dargestellt wird.
Die Rotorantriebsnaben 22 werden durch die Motoren (nicht dargestellt) über Wellen 32 angetrieben. Um eine Veränderung des Steigungswinkels der Blätter 26 vorzusehen, ist ein Hebelarm 34 an jedem Spannelement 30 befestigt. Jeder Hebelarm 34 ist mit einem Steuerhebel (nicht dargestellt) verbunden, der in der Weise betätigt wird, daß das Spannelement 30 um die Längsachse jedes Blattes 26 gedreht wird.
Ein Bestandteil der Verriegelungs- und Faltvorrichtung, die allgemein mit dem Bezugszeichen 50 bezeichnet ist, ist eine Steigungsverriegelungsanordnung, die mit dem Bezugszeichen 52 bezeichnet ist. Wie in Fig. 2a gezeigt wird, umfaßt die Steigungsverriegelungsanordnung 52 einen Steigungsverriegelungsstift 54, der gleitend in einem mit dem Spannelement 30 verbundenen Lagerelement 56 angeordnet ist. Obwohl es nicht gezeigt wird, ist es selbstverständlich, daß der Stift 54 in eine Öffnung in der Nabe 22 eingeführt wird, der das Spannelement 30 mit der Nabe 22 verriegelt und die Drehung des Spannelementes 30 und des befestigten Blattes um die Achse des Blattes verhindert. Mit dem Stift 54 ist ein Gestänge 58 verbunden, das in Wirkverbindung mit einem Winkelhebel 60 steht. Wie genauer im folgenden erläutert wird, bewirkt eine Betätigung des Kniehebels 60 zu geeigneter Zeit, daß das Gestänge 58 den Stift 54 in den oder aus dem verriegelnden Eingriff mit der Antriebsnabe 22 bewegt.
In den Fig. 6 und 8 kann gesehen werden, daß das Blatt 26 schwenkbar mit dem Spannelement 30 über zwei beabstandete Blattmitnehmer 61 und einen durch diesen hindurchgreifenden Blattschwenkstift 62 verbinden ist. In dem Schwenkstift 62 ist ein Antriebsmotor 64 angeordnet, der an jedem Ende daran befestigte Planetenübersetzungsgetriebe 66 aufweist. Die Untersetzungsgetriebe 66 weisen jeweils zwei Ausgangsringe oder Elemente 68, 70 auf, die so angeordnet sind, daß sie getrennt bewegt werden, abhängig davon, welches verriegelt ist. Die Ausgangsringe 70 sind auf den Blattmitnehmern 61 befestigt, so daß die Blätter 26 mit den Ausgangsringen 70 bewegt werden. Das Untersetzungsgetriebe 66 und die Ausgangselemente 68 und 70 umfassen ein rotierendes Betätigungsglied 71 zum Schwenken jedes Blattes 26.
Der Ausgangsring 68 ist über ein Gestänge 72 mit einem Kniehebel 74 verbunden, der die Bewegungsrichtung eines Gestänges 76 ändert, das gleichfalls daran befestigt ist. Das Gestänge 76 ist mit einem von einer Welle 80 getragenen Winkelhebel 78 verbunden. Es sei bemerkt, daß der Winkelhebel 60, der der Steigungsverriegelungsanordnung 52 zugeordnet ist, ebenfalls an der Welle 80 befestigt ist.
Der Motor 64 und das Planetenuntersetzungsgetriebe 66 umfassen einen rotierenden Betätiger zum Schwenken des Blattes 26. Um die Bewegung der Ausgangsringe 68 und 70 des Planetenuntersetzungsgetriebes 66 zu steuern, trägt ein schwenkbar befestigter Balken 82 zwei Nockenfolger 84 und 86, die mit den Ausgangselementen 68 und 70 im Eingriff stehen. Der Balken 82 ist in bezug auf die Ausgangsringe 68 und 70 bemessen und angeordnet, so daß der Nockenfolger 84 im Eingriff mit dem Ausgangsring 68 und der Nockenfolger 68 mit der äußeren Fläche des Ausgangselementes 70 im Eingriff steht.
In dem entfalteten Zustand des Blattes 26 ist der Nockenfolger 86 in einer nicht dargestellten Arretierung in der Fläche des Ausgangselementes 70 angeordnet, die die Drehung des Elementes 70 verhindert, während der Ausgangsring oder -element 68 in Richtung des Pfeils 88 (siehe Fig. 6) über einen Bogen von ungefähr 54 Grad gedreht werden kann. Nach 54 Grad des Wegs des Untersetzungsgetriebes 66 fällt der Nockenfolger 84 in eine Vertiefung oder Rastung (nicht dargestellt) in der Fläche des Ausgangselementes 68, wodurch das Element 68 gegen eine weitere Bewegung verriegelt wird. Wenn dies auftritt, bewegt sich der Nockenfolger 86 aus der Arretierung in dem Ring 70 heraus, wobei zu diesem Zeitpunkt sich die Richtung der Drehung umdreht, und das Blatt 26 wird in die in Fig. 8 gezeigte Stellung gefaltet.
Obwohl es nicht vorher erwähnt wurde, kann das Blatt 26 sich nicht falten, bis die Tür 90 in der Verkleidung 28 in die Richtung, in der das Blatt 26 gefaltet werden soll, geöffnet wird. Auch ist es notwendig, sicher die Verkleidungstür 90 in die geschlossene Stellung einzuklinken, wenn das Blatt 26 in der in Fig. 6 gezeigten entfalteten Stellung ist. Zu diesem Zweck ist ein Klinkenelement 92 auf dem Ausgangsele ment 68 des Planetengetriebes 66 angeordnet. Während der ersten wenigen Grade der Drehung des Ausgangselementes 68 wird die Klinke 92 gedreht (vgl. Fig. 6 und 8), um die Tür 90 zu entklinken.
Das Öffnen und Schließen der Verkleidungstür 90 wird über Türschwenkelemente 94 durchgeführt, deren eines Ende mit der Verkleidungstür 90 und deren entgegengesetztes Ende mit einem Schwenkkniehebel 96 verbunden sind. Der Kniehebel 96 ist über ein Gestänge 98 mit einem geschlitzten Winkelhebel 100 (s. Fig. 3) verbunden, der auf einer Welle 80 angeordnet ist. Der geschlitzte Winkelhebel 100 trägt einen Nockenfolger 102, der in einem feststehenden Verweilnocken 104 gleitet.
Wie genauer in Fig. 3 gesehen wird, umfaßt der Verweilnocken 104 einen Schlitz 106, der einen vertikalen Bereich 108 und einen in etwa horizontalen Bereich 110 aufweist. Die Anordnung ist derart, daß, wenn die erste Bewegung des Planetenausgangselementes 68 auftritt, der geschlitzte Winkelhebel 100 sich mit der Welle 80 dreht. Wenn diese Drehung auftritt, gleitet der Nockenfolger 102 in dem vertikalen Bereich 108 des Verweilnockens 104 und in dem geschlitzten Winkelhebel 100 aufwärts. Somit tritt keine Bewegung in dem Gestänge 98 und keine Bewegung des Türscharniers 94 auf.
Auch während der ersten 54 Grad der Drehbewegung des Planetenausgangselementes 68 treibt die Welle 80 den Winkelhebel 60 in der Gegenuhrzeigerrichtung an, wie in Fig. 4 gesehen werden kann, um den Blattverriegelungsstift 114 aus dem verriegelnden Eingriff zu bringen. Der Stift 114 ist auch in den Fig. 2b, 4, 6, 7 und 8 dargestellt.
In Fig. 7 kann gesehen werden, daß die Achse 116 des Verriegelungsstiftes 114 in einem Winkel relativ zu der Achse 117 des Blattes 26 angeordnet ist. Die leichte winkelmäßige Anordnung wird bevorzugt, so daß, wenn der Verriegelungsstift 114 sich in den Eingriff mit dem Mitnehmer 61 auf dem Rotorblatt 26 bewegt, eine Steuerkurvenwirkung auftritt, die den Mitnehmer 61 des Blattes 26 fest gegen ein Blattanschlagelement 118 hält, das auf dem Blattspannelement 30 angeordnet ist. Somit wird solange der Stift 114 wie gezeigt im Eingriff ist, das Blatt 26 in der entfalteten Stellung verriegelt.
Der Blattverriegelungsstift 114 ist mittels eines Sperrmechanismus 120 (over-center-Mechanismus) (s. Fig. 4) mit dem Winkelhebel 60 verbunden. Der Sperrmechanismus 120 ist dafür vorgesehen, daß, wenn der Stift 114 in der in den Fig. 2b, 4, 6 und 7 dargestellten verriegelten Position ist, er nicht unabsichtlich entfernt werden kann, noch die auf ihn wirkende Kraft des Blattes 26 den Stift 114 aus der verriegelten Position drücken kann. Ein einstellbarer Anschlag 122 ist vorgesehen, so daß der Abstand 124 "über Mitte" des Sperrmechanismus 120 wie gewünscht eingestellt werden kann.
Fig. 5 stellt eine Bremse 130 dar, die dazu verwendet wird, eine Reibungskraft gegen einen auf der Welle 80 angeordneten Winkelhebel 132 auszuüben. Die Bremse 130 umfaßt eine Schichtfeder 134, die die Reibungsbremsenelemente 136 und 138 in Eingriff mit den Winkelhebel 132 zwingt.
Die obige Beschreibung bezieht sich hauptsächlich auf eine einzelne Falt- und Verriegelungsvorrichtung 50. Es ist selbstverständlich, daß jedes Blatt des Flugzeugs mit einer derartigen Vorrichtung, wie gewünscht oder verlangt, versehen werden kann.
Wie zuvor erwähnt wurde, wird der Falt- und Verriegelungsmechanismus verwendet, um die Lagerung des Flugzeugs 10 in einem kleineren Raum durch Falten der Rotorblätter 26 zu ermöglichen.
Es wird angenommen, daß die Blätter 26 anfänglich in der entfalteten Stellung entsprechend den Fig. 1 und 6 sind, und dann wird der Drehbetätigungsmechanismus 71 betätigt, wodurch der Motor 64 das Planetengetriebe 66 dreht. Wenn dies anfänglich auftritt, wird das Ausgangselement 70 durch den Balken 82 in Stellung gehalten, und das Blatt 26 verbleibt feststehend. Allerdings dreht sich der Ausgangsring 68 im Uhrzeigersinn, wie in Fig. 6 gezeigt wird, wodurch er auf das Gestänge 72 drückt und über den Kniehebel 74 das Gestänge 76 zieht. Die Bewegung des Gestänges 76 bewirkt eine Drehung der Welle im Uhrzeigersinn, wie in den Fig. 3, 4 und 8 zu sehen ist. Wenn dies auftritt, beginnt unmittelbar der Sperrmechanismus 120 den Blattverriegelungsstift 114 außer Eingriff mit den Blättern 26 zu ziehen, und das Gestänge 58 bewegt den Steigungsverriegelungsstift 54, so daß er in Eingriff mit der Rotorantriebsnabe 22 tritt und das Blatt 26 gegen Drehung in die Steigungsrichtung verriegelt. Wenn der Blattverriegelungsstift zurückgezogen ist, ist das Blatt in der zu faltenden Lage.
Die Bewegung des Planetenelementes 68 in die Uhrzeigerrichtung bewegt auch die Klinke 92 der Verkleidungstür in die in Fig. 8 dargestellte Stellung. Diese Bewegung löst die Verkleidungstür 90, so daß sie geöffnet werden kann.
Während dieses gleichen Zeitraums hat sich die Welle 80, die mit dem geschlitzten Winkelhebel 100 verbunden ist, in eine Uhrzeigerrichtung, wodurch der Nokkenfolger 102 in dem vertikalen Bereich 108 des Schlitzes 106 in dem Verweilnocken 104 nach oben bewegt wird. Wie zuvor erwähnt wurde, tritt keine Bewegung des Scharniers 94 der Verkleidungstür während dieses Zeitraums auf. Wenn allerdings der horizontale Bereich 114 des Verweilnockens 104 erreicht wird, wird das Gestänge 98 in die geeignete Richtung angetrieben, um den Winkelhebel 26 zu veranlassen, das Türscharnier 94 in eine Gegenuhrzeigerrichtung zu bewegen, wie in Fig. 6 gezeigt wird, wodurch die Verkleidungstür 90, wie in Fig. 8 gezeigt wird, geöffnet wird. Das Blatt 26 ist nun in der zu schwenkenden oder zu faltenden Lage.
Nach Beendigung des Öffnens der Verkleidungstür 90, fällt der Nockenfolger 84 in die in dem Planetenausgangselement 68 vorgesehene Arretierung, wodurch das Element gegen Bewegung verriegelt wird. Wenn dies auftritt, bewegt sich der Nockenfolger 86 aus der Arretierung im Ausgangselement 70, und das Planetengetriebesystem bewegt sich in eine Gegenuhrzeigerrichtung, wie in Fig. 6 und Fig. 8 gezeigt wird, wodurch das Blatt 26 sich in die gefaltete Stellung bewegt, wie in Fig. 8 gezeigt wird.
Um eine unbeabsichtigte Drehung der Welle 80 zu verhindern, tritt die Bremse 130 mit dem Winkelhebel 132 in Eingriff. Die zur Überwindung der Bremse 130 und zur Bewirkung der Drehung und der Bewegung der Welle 80 notwendige Kraft wird durch das Betätigungsglied 71 ausgeübt.
Wenn es gewünscht wird, die Blätter 26 zu entfalten, wird der rotierende Betätiger 71 erneut betätigt. Das Planetenausgangselement 70 ist in der nicht verriegelten Stellung, und das Planetenausgangselement 68 ist in der verriegelten Stellung, und daher wird zuerst eine Schwenkung des Blattes in die in Fig. 6 dargestellte entfaltete Stellung bewirkt. Das Blatt 26 schwenkt, bis es in Eingriff mit dem auf dem Spannelement 30 angeordneten Blattanschlag 118 kommt. Wenn dies auftritt, fällt der Nockenfolger 86 in die Arretierung in dem Planetenausgangselement 70, wodurch das Planetenelement 68 gelöst wird, so daß es in die Gegenuhrzeigerrichtung drehen kann. Diese Drehung zieht den Hebel 72 und drückt das Gestänge 76 aufgrund des Kniehebels 74 und dreht die Welle 80 in die Gegenuhrzeigerrichtung.
Da der Nockenfolger 102 sich auf dem flachen Bereich 110 des Nockens 104 befindet, wird die Verkleidungstür 90 geschlossen. Gleichzeitig schwenkt der Winkelhebel 112 den Sperrmechanismus 120 in eine Stellung, in der der Verriegelungsstift 114 in die in Fig. 7 dargestellte Position bewegt wird, wodurch das Blatt gegen eine Schwenkbewegung verriegelt wird.
Gleichzeitig bewegt sich der Winkelhebel 60 in eine Richtung, um den Hebel 158 von der Rotorantriebsnabe 22 wegzuziehen, wodurch der Blattsteigungsverriegelungsstift 54 daraus herausgezogen wird, so daß die Steigungseinstellung des Blattes 26 auftreten kann.
Der Endvorgang des Wiederentfaltens des Blattes 26 tritt auf, wenn das Planetenausgangselement 68 seine Drehung in die Gegenuhrzeigerrichtung fortführt, obwohl keine Bewegung der Welle 80 aufgrund der Bewegung des Nockenfolgers 102 durch den vertikalen Bereich 108 des Schlitzes 106 auftritt. Der Endvorgang liegt darin, daß das Klinkenelement 92 in Eingriff mit der Verkleidungstür 90 tritt, wodurch sie sicher in der geschlossenen Stellung verriegelt wird.
Es sei bemerkt, daß auf jedem Blatt 26 ein oberer und ein unterer Verriegelungs- und Faltmechanismus angeordnet sind, die in ihrer Konstruktion im wesentlichen identisch sind. Es sei gleichfalls bemerkt, obwohl es nicht detailliert beschrieben ist, daß eine Anzahl von Sensoren in der Verriegelungsvorrichtung 50 angeordnet ist, die Warnsignale oder sich auf den verriegelten oder entriegelten Zustand von verschiedenen Bauteilen der Blattverriegelungs- und -faltvorrichtung 50 beziehende Signale abgibt.
Aus der obigen detaillierten Beschreibung ist zu erkennen, daß die beschriebene Vorrichtung eine angetriebene Falt- und Verriegelungsvorrichtung vorsieht, die wirksam ist, um schnell und effektiv die Rotorblätter eines Flugzeuges der oben beschriebenen Art zu falten und zu entfalten, wodurch eine effektive Maßnahme zur Verringerung des notwendigen Speicherraums zur Verfügung gestellt wird.

Claims

1. Kipprotor (16) für ein Flugzeug (10) mit einer Rotornabe (22), einem Blattspannelement (30), das in bezug auf die Rotornabe zur Drehung auf einer Längsachse für eine Steigungssteuerung eines hängenden Blattes (26) befestigt ist, wobei das Blatt sich von dem Blattspannelement erstreckt und daran befestigt ist, um sich um eine im wesentlichen senkrecht zu der Längsachse stehenden Achse zum Falten des Blattes zu drehen, Mitteln (68,70,52,120) zum Falten des Blattes und zum Verriegeln des Blattspannelementes und der Rotornabe gegen eine Drehung des Blattspannelementes und zum Entfalten des Blattes und Verriegeln des Blattes und des Blattspannelementes gegen eine Faltung des Blattes und mit einem angetriebenen Blattfaltmechanismus (71), der Betätigungsmittel (64-66) zum Betätigen der Mittel zum Falten und Verriegeln und Drehen des Blattes zwischen der gefalteten und entfalteten Stellung einschließt,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Mittel zum Falten und Verriegeln auf dem Blattspannelement angeordnet sind, daß eine Verkleidung (28) um die Mittel zum Falten und Verriegeln und den angetriebenen Blattfaltmechanismus zur Verringerung des Luftwiderstandes angeordnet ist und ein verkleidendes Türelement (90) schwenkbar relativ zu der Verkleidung zwischen einer offenen Stellung unbehindert von dem Blatt, wenn es in der gefalteten Position ist, und einer geschlossenen Stellung, wenn das Blatt in der entfalteten Position ist, angeordnet ist.

2. Kipprotor nach Anspruch 1, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Falten und Verriegeln Steigungsverriegelungsmittel (52), die einen Steigungsverriegelungsstift (54) zwischen einer außer Eingriff stehenden Stellung in der die Drehung des Blattspannelementes auf der Rotornabe ermöglicht wird, und einer in Eingriff stehenden Stellung, in der die Drehung des Blattspannelementes auf der Nabe verhindert wird, positionieren und Faltverriegelungsmittel (120) aufweisen, die einen Faltverriegelungsstift (114) zwischen einer in Eingriff stehenden Stellung, die die Drehung des Blattes auf dem Blattspannelement zum Falten verhindert, und einer außer Eingriff stehenden Stellung, die ein Falten des Blattes ermöglicht, positionieren.

3. Kipprotor nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Falten und Verriegeln über Türscharniere (94) mit dem verkleidenden Türelement zum Bewegen des Türelementes zwischen der offenen und der geschlossenen Stellung verbunden sind.

4. Kipprotor nach Anspruch 3, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Falten und Verriegeln des Blattes und des Blattspannelementes ein Riegelelement (92) für den Eingriff mit dem verkleidenden Türelement in der geschlossenen Stellung und zum Entriegeln, wenn das verkleidende Türelement geöffnet werden soll, aufweisen.

5. Kipprotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Falten und zum Verriegeln eine Vorrichtung (68,84) zum Verzögern des Faltens des Blattes bis nach dem Verriegeln des Blattspannelementes und der Rotornabe gegen Drehung des Blattspannelementes, zum Lösen der Verriegelung des Blattes und des Blattspannelementes zum Ermöglichen des Faltens des Blattes und zum Öffnen des verkleidenden Türelementes aufweisen.

6. Kipprotor nach Anspruch 2, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß der Steigungsverriegelungsstift und der Blattverriegelungsstift miteinander verbunden sind, um gemeinsam bewegt zu werden, wobei eine Drehung des Blattspannelementes zur Einstellung der Steigung erlaubt ist, wenn das Blatt auseinandergefaltet und gegen Falten verriegelt ist, und wobei die Einstellung der Steigung verriegelt ist, wenn das Blatt und das Blattspannelement entriegelt sind, um ein Falten zu ermöglichen.

7. Kipprotor nach Anspruch 5, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Falten und Verriegeln eine Verweilvorrichtung mit einem Verweilnockenelement (104), das in Wirkverbindung mit den Betätigungsmitteln steht, einem Nockenstößel (102), der abhängig von der Bewegung der Betätigungsmittel bewegbar ist, aufweisen, wobei das Verweilnockenelement einen Schlitz (106) für die Aufnahme des Nockenstößels aufweist, um eine Bewegung des drehbaren Betätigers zum Entriegeln des verkleidenden Türelementes vor dem Öffnen der verkleidenden Tür und zum Verriegeln der verkleidenden Tür nach dem Schließen der Tür zu erlauben.

8. Verfahren zum Falten eines Rotorblatts (26) mit veränderlicher Steigung auf einer Rotornabe (22), die einen Blattverriegelungsstift (114), der zwischen einer das Rotorblatt mit variabler Steigung verriegelnden Stellung im aufgefalteten Zustand und einer Stellung im aufgefalteten Zustand und einer Stellung, die erlaubt, das Blatt in einen gefalteten Zustand zu bewegen, bewegbar ist, einen Steigungsverriegelungsstift (54), der zwischen einer das Blatt gegen Änderungen in der Steigung verriegelnden Stellung, wenn das Blatt im gefalteten Zustand ist, und einer Änderungen in der Steigung zulassenden Stellung, wenn das Blatt im aufgefalteten Zustand ist, und einen Falt- und Verriegelungsmechanismus (50) zum Bewegen des Blattverriegelungsstiftes (114), des Steigungsverriegelungsstiftes (54) und Falten des Blattes trägt, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:

Einschließen des Blattverriegelungsstiftes (114), des Steigungsverriegelungsstiftes (54) und des Falt- und Verriegelungsmechanismus (50) in ein Verkleidungsgehäuse (28);

Ausbilden eines Bereiches des Verkleidungsgehäuses (28) mit einer verkleidenden Tür (90);

Öffnen der verkleidenden Tür (90) in eine Stellung, die ein Bewegen des Blattes in die gefaltete Stellung ermöglicht;

Bewegen des Blattverriegelungsstiftes in die ein Falten des Blattes ermöglichenden Stellung;

Bewegen des Steigungsverriegelungsstiftes in eine das Blatt gegen Änderungen der Steigung verriegelnden Stellung und

Schwenken des Blattes von der auseinandergefalteten Stellung in die gefaltete Stellung.

9. Verfahren nach Anspruch 8, weiterhin die folgenden Schritte umfassend:

Vorsehen eines drehbaren Betätigers (71) zum Durchführen der Schritte des Entfernens des Blattverriegelungsstiftes und Einführen des Steigungsverriegelungsstifes, des Öffnens der verkleidenden Tür und danach des Schwenkens des Blattes.

10. Verfahren zum Entfalten eines Rotorblattes (26) mit veränderlicher Steigung auf einer Rotornabe (22) mit einem Blattverriegelungsstift (114), der zwischen einer das Rotorblatt mit variabler Steigung verriegelnden Stellung im aufgefalteten Zustand und einer das Rotorblatt mit variabler Steigung aus dem auseinandergefalteten Zustand lösenden Stellung, einem Steigungsverriegelungsstift (54), der zwischen einer das Blatt gegen Änderungen in der Steigung verriegelnden Stellung, wenn das Blatt im gefalteten Zustand ist, und einer Änderungen in der Steigung zulassenden Stellung, wenn das Blatt im aufgefalteten Zustand ist, bewegbar ist und einem Verriegelungsund Entfaltungsmechanismus (50) zum Bewegen des Blattverriegelungsstiftes (114), des Steigungsverriegelungsstiftes (54) und Entfalten des Blattes aus dem gefalteten Zustand, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:

Vorsehen eines Verkleidungsgehäuses (28), das den Verriegelungs- und Entfaltungsmechanismus (50), den Steigungsverriegelungsstift (54) und den Blattverriegelungsstift (114) für das Rotorblatt mit veränderlicher Steigung einschließt;

Vorsehen einer verkleidenden Tür (90), die einen Teil des Verkleidungsgehäuses (28) bildet;

Schwenken des Blattes in die auseinandergefaltete Stellung von der gefalteten Stellung;

Bewegen des Blattverriegelungsstiftes (114) in die das Blatt gegen Falten verriegelnden Stellung;

Bewegen des Steigungsverriegelungsstiftes (54) zum Ermöglichen der Änderung des Blattanstellwinkels und

Schließen der verkleidenden Tür (90).

11. Verfahren nach Anspruch 10, weiterhin die folgenden Schritte umfassend:

Vorsehen eines drehbaren Betätigungsgliedes (71) zum Durchführen der Schritte des Schwenkens des Blattes, des Bewegens des Blattverriegelungsstiftes und des Steigungsverriegelungsstiftes und des Schließens der verkleidenden Tür nach dem Schwenken des Blattes in den auseinandergefalteten Zustand.