IT8368108A1

IT8368108A1 - ANTI-TORQUE ROTOR TRANSMISSION FOR HELICOPTERS

Info

Publication number: IT8368108A1
Application number: ITTO1983A068108A
Authority: IT
Original assignee: Costr Aeronautiche Giovanni Agusta S P A
Priority date: 1983-10-26
Filing date: 1983-10-26
Publication date: 1985-04-26
Also published as: IT1161530B; IT8368108A0; FR2554082B1; GB2148818A; GB8426451D0; FR2554082A1; DE3437582A1; JPS60166595A

Description

D E SC R I Z I O N E DESCRIPTION

dell'invenzione industriale dal titolo: of the industrial invention entitled:

"Trasmissione per rotore anticoppia di elicotteri" "Helicopter Anti-Torque Rotor Transmission"

di COSTRUZIONI AERONAUTICHE Giovanni AGUSTA S.p.A?. , of Giovanni AGUSTA AERONAUTICAL CONSTRUCTION S.p.A.?. ,

di nazionalit? italiana, of Italian nationality,

a 21017 CASCINA COSTA DI SA MARATE (VA) at 21017 CASCINA COSTA DI SA MARATE (VA)

Inventori designati : Santino PANCOTTI e Ivan PERGETTI Designated inventors: Santino PANCOTTI and Ivan PERGETTI

68108 A/83 Depositata il 2 6 OTT. 1983 Domanda n?. 68108 A/83 Filed on 2 6 OCT. 1983 Application No.

RIASSUNTO SUMMARY

Trasmissione (1) per rotore anticoppia di elicotteri, in cui un albero motore (2) cavo estendentesi a sbalzo Transmission (1) for helicopter anti-torque rotor, in which a hollow drive shaft (2) extending cantilevered

da una scatola (3) di trasmissione ? attraversato da un albero (25) di comando della variazione del passo montato _o assialmente scorrevole all'interno dell'albero motore (2) o CL from a transmission box (3) ? crossed by a pitch variation control shaft (25) mounted _or axially sliding inside the crankshaft (2) or CL

ed angoiarmente solidale a quest'ultimo. Una estremit? deJL O oc o l'albero di comando (25; fuoriesce dalla scatola di trasmi_s sione (3) ed ? collegato in modo girevole, tramite cu sci netti (41) di spinta disposti all'esterno dell'albero motore (2) e della scatola di trasmissione (3), ad un'asta tubolare (45) di uscita di un servocomando di cambio-passo (43) disposto all'interno della scatola (3) stessa ed attraversato dal citato albero di comando (25). and is integral with the latter. One end of the O oc or the control shaft (25) protrudes from the transmission box (3) and is rotatably connected, by means of thrust bearings (41) arranged on the outside of the drive shaft (2) and the transmission box (3), to a tubular rod (45) outputting a pitch-change servocontrol (43) arranged inside the box (3) itself and crossed by the aforementioned control shaft (25).

0?^ La presente invenzione ? relativa ad una trasmissione per rotore anticoppia di elicotteri . 0?^ The present invention relates to a transmission for a helicopter anti-torque rotor.

Nei ro tori anticoppi a per elicotteri , ? noto di uti lizzare un albero motore cavo supportato in modo girevole ad una estremit? da una campana , la quale racchiude degli organi di trasmissione atti a trasmettere il moto di rotazio ne al citato albero motore. Quest 'ultimo porta calettato al la propria estremit? libera un mozzo normalmente provvisto . di due o pi? pale radiali a passo variabile'. In anti-coupling rotors for helicopters, it is known to use a hollow drive shaft rotatably supported at one end by a bell, which contains transmission organs capable of transmitting the rotational motion to the aforementioned drive shaft. The latter has a hub keyed to its free end, normally equipped with two or more variable-pitch radial blades.

In alcuni rotori anticoppia noti , il passo delle pale viene controllato tramite un albero di comando , il quale si estende all ' interno del citato albero motore tubolare e fuoriesce dal la estremit? libera di quest 'ultimo per supportare un piatto , la cui periferia esterna ? collegata a ciascuna p_a la tramite una biella di camb i o passo'. In some known anti-torque rotors, the blade pitch is controlled by a drive shaft, which extends inside the aforementioned tubular drive shaft and emerges from the free end of the latter to support a platter, the outer periphery of which is connected to each blade by a pitch-changing connecting rod.

Il ci tato albero di comando ? collegato , alla propria estre mit? opposta a quella ? collegata al citato piatto , all ?uscita di un servocomando esterno atto ad impartire all ' albero JORIO Plaoo di comando stesso degli spo stamenti assiali che, trasmessi alle pale attraverso le ci tate bielle, determinano i desi derati cambiamenti di passo . The aforementioned control shaft is connected, at its opposite end to the one connected to the aforementioned plate, to the output of an external servo control capable of imparting axial movements to the control shaft itself which, transmitted to the blades through the aforementioned connecting rods, determine the desired changes in pitch.

Nei rotori anticoppia noti , il citato albero di comando ? normalmente suddiviso in due parti , di cui una prima, colle gata al citato servocomando , ? angolarmente fissa, mentre la seconda ruota con l ' albero motore. Le citate due parti sono generalmente collegate fra loro da un attacco comprendente In known anti-torque rotors, the aforementioned drive shaft is normally divided into two parts, of which the first, connected to the aforementioned servo control, is angularly fixed, while the second rotates with the drive shaft. The aforementioned two parts are generally connected to each other by an attachment comprising

un cuscinetto reggispinta atto a rendere le ci tate due parti fra loro solidali in senso assiale , ma libere di ruotare una ri spetto all ' altra attorno al proprio asse. a thrust bearing designed to make the two parts integral with each other in an axial direction, but free to rotate with respect to each other around their own axis.

I rotori anticoppia noti sopra descritti presentano nume rosi inconvenienti dovuti da una parte all ' esistenza di un tratto pi? o meno lungo di albero di comando montato angolar mente fisso rispetto alla campana di supporto dell ' albero motore, e dall ' altra alla dislocazione sia del citato cuscinetto reggispinta , che dal citato servocomando . The known anti-torque rotors described above present numerous drawbacks due on the one hand to the existence of a more or less long section of the drive shaft mounted at a fixed angle with respect to the crankshaft support bell, and on the other to the location of both the aforementioned thrust bearing and the aforementioned servo control.

In particolare, il citato tratto angolarmente fisso dell ' albero di comando ? normalmente supportato all ' interno dell 'albero motore tramite dei cuscinetti generalmente costituiti da bronzine , la cui vita ? relativamente ridotta dal momento che le stesse sono sottoposte a sollecitazioni sia in senso circonferenziale, dovute alla rotazione relativa del citato tratto di albero di comando rispetto all' albero motore, sia o ? ?. in senso assiale dovute agli spostamenti assiali dell ' albero g oc di comando ri spetto all ' albero motore. Per quanto riguarda o invece il cuscinetto reggispinta, esso ? normalmente dispo sto all ' interno o della citata campana o dell ' albero motore in una posizione difficilmente accessibile e tale da rendere imposs_i bile un controllo vi sivo immediato ed estremamente onerose le normali operazioni di manutenzione e le eventuali sostituzioni . Fer quanto riguarda, infine, il citato servocomando, esso ? normalmente collegato direttamente ad una porzione della co da dell 'elicottero , in particolare alla deriva dello stesso , in corrispondenza d i punti di fissaggio la cui realizzazione non soltanto ? difficoltosa, ma comporta degli indesiderati incrementi di peso della deriva stessa . In particular, the aforementioned angularly fixed section of the drive shaft is normally supported inside the crankshaft by bearings generally made of bronze bushings, whose life is relatively short since they are subjected to stresses both in the circumferential direction, due to the relative rotation of the aforementioned section of the drive shaft with respect to the crankshaft, and in the axial direction due to the axial movements of the drive shaft with respect to the crankshaft. As regards the thrust bearing, it is normally located inside either the aforementioned bell or the crankshaft in a position that is difficult to access and such as to make an immediate visual inspection impossible and the normal maintenance operations and any replacements extremely costly. Finally, as regards the aforementioned servo control, it is normally connected directly to a portion of the helicopter's tail, in particular to the fin itself, at the attachment points which are not only difficult to make, but also lead to unwanted increases in the weight of the fin itself.

Scopo della presente invenzione e quello di reali zzare un rotore anticoppia per elico tteri' il quale sia esente dagli inconvenienti sopra descritti . The aim of the present invention is to provide an anti-torque rotor for helicopters which is free from the drawbacks described above.

Il suddetto scopo ? raggiunto dalla presente invenzione in quanto essa ? relativa ad una trasmissione per rotore anticoppia di elicotteri , comprendente una scatola di trasmissione , un albero motore tubolare estendentesi a sbalzo dalla detta scato la e girevole rispetto alla stessa , un rotore calettato su una estremit? libera del detto albero motore , un albero di comando di variazione passo alloggiato par zialmente all 'interno del detto albero motore, un servo co man do per impartire al detto albero di comando degli spostamenti assiali di cambio passo rispetto al detto albero motore, The above object is achieved by the present invention since it relates to a transmission for a helicopter anti-torque rotor, comprising a transmission box, a tubular drive shaft extending cantilevered from said box and rotatable with respect to the same, a rotor keyed onto a free end of said drive shaft, a pitch change control shaft housed partially inside said drive shaft, a servo control for imparting to said drive shaft axial displacements for changing pitch with respect to said drive shaft,

JORIO Plaoo mezzi di giunzione a cuscinetto interposti fra il detto albero di comando ed il detto servocomando , e mezzi di collegamento per collegare angolarmente fra loro i detti due alberi , caratterizzata dal fatto che il detto albero di comando si estende lungo il detto albero motore' ed ? supportato in nodo assi almente scorrevole ed angolarmente fisso dal detto albero motore tramite l 'interpo sizione di mezzi di centraggio , una estremit? del detto albero di comando fuoriuscendo dal detto albero motore e dalla detta scatola di trasmissione e portando collegati i detti mezzi di giunzione a cuscinetto , ed il detto servocomando essendo di forma tubolare, essendo di spo sto all ' interno della detta scatola , ed essendo attraversato dal detto albero di comando'. JORIO Plaoo bearing joint means interposed between the said control shaft and the said servo control, and connecting means for angularly connecting the said two shafts to each other, characterised in that the said control shaft extends along the said drive shaft and is supported in an axially sliding and angularly fixed node by the said drive shaft through the interposition of centering means, one end of the said control shaft protruding from the said drive shaft and from the said transmission box and carrying the said bearing joint means connected thereto, and the said servo control being of tubular shape, being arranged inside the said box, and being passed through by the said control shaft.

L 'invenzione verr?' ora descritta con riferimento al disegno annesso che ne illustra in sezione assi ale una forma di attuazione non limitativa . The invention will now be described with reference to the attached drawing which illustrates a non-limiting embodiment in axial section.

Nella figura allegata ? illustrata una trasmi ssione per un rotore anticoppia di elicottero indicata nel suo complesso con 1 e comprendente un albero motore tubolare 2 estendentesi a sbalzo da una scatola di trasmissione o campana 3 provvista di una presa di moto A e portante calettato alla pro pri a estre mit? libera un mozzo (non illustrato ) di un rotore anticoppi a indicato nel suo complesso con 5. The attached figure shows a transmission for a helicopter anti-torque rotor, indicated as a whole by 1, and comprising a tubular drive shaft 2 extending cantilevered from a transmission box or bell 3 provided with a PTO A and carrying, keyed to its free end, a hub (not shown) of an anti-torque rotor, indicated as a whole by 5.

La campana 3 ? co stituita da due corpi 6 e 7 sostanzialmen p o n te conformati a tazza fra loro solidalmente co llega ti e dispo CL o sti con le loro concavit? affacciate e contrappo ste e da bsn- ? de opposte di una ruota dentata conica 8 solidale ad una porzione dell' albero 2 disposta all ' interno d?lia campana 3. La ruota 8 ingrana con un pignone conico 9 calettato su di un al bero 10 della presa di moto 4. L ? albero 10 penetra all 'interno della campana 3 attraverso un ' appendic e tubolare 1 1 del corpo 6, all 'interno della quale l ' albero 10 stesso ? supportato gi_ revole tramite cuscinetti 1 2. Il corpo 6 co perchio asportabile 1 3 di fondo disposto coassiale all'albero 2 e presentante un'appendice tubolare assiale esterna 14. Il coperchio 13 ? solidalmente collegato ad una porzione 15 tubolare del corpo 6, la quale supporta girevole una estremit? dell'albero 2 tramite l'interposizione di un cuscinetto 16. The bell 3 is made up of two bodies 6 and 7 substantially cup-shaped, solidly connected to each other and arranged with their concavities facing and opposite each other and by opposite ends of a bevel gear wheel 8 solidly connected to a portion of the shaft 2 arranged inside the bell 3. The wheel 8 meshes with a bevel pinion 9 keyed onto a shaft 10 of the drive shaft 4. The shaft 10 penetrates inside the bell 3 through a tubular appendage 11 of the body 6, inside which the shaft 10 itself is located. supported in a rotatably manner by bearings 12. The body 6 is a removable bottom cover 13 arranged coaxially with the shaft 2 and featuring an external axial tubular appendage 14. The cover 13 is integrally connected to a tubular portion 15 of the body 6, which rotatably supports one end of the shaft 2 by means of the interposition of a bearing 16.

La campana 3 ? provvista di due appendici laterali 17 esten dentisi verso 1 ' esterno , una dalla parete esterna del corpo 6 e l'altra dalla appendice tubolare 11, e provviste, ciascuna, di un foro 16 per il fissaggio della campana 3 ad una porzione della coda (non illustrata) dell'elicottero. The bell 3 is provided with two lateral appendages 17 extending outwards, one from the external wall of the body 6 and the other from the tubular appendage 11, and each provided with a hole 16 for fixing the bell 3 to a portion of the tail (not shown) of the helicopter.

Il corpo 7 presenta una forma sostanzialmente tronco -conica e comprende una parete maggiore di fondo 20 rivolta verso il corpo 6 e provvista di un foro centrale 21, il quale ? allineato ad un foro centrale 22 ricavato attraverso una parete minore di fondo 23 del corpo stesso! I fori 21 e 22 sono impegnati in modo girevole, tramite l'interposizione di cusci _o "o CL The body 7 has a substantially truncated conical shape and comprises a larger bottom wall 20 facing the body 6 and provided with a central hole 21, which is aligned with a central hole 22 obtained through a smaller bottom wall 23 of the body itself! The holes 21 and 22 are engaged in a rotatably manner, through the interposition of bearings _o "o CL

netti 24, da una porzione centrale dell'albero motore 2. O ex Attraverso l'albero motore 2 si estende un albero 25 di O comando della variazione del passo, il quale ? co stituito ' .da almeno due segmenti tubolari 26 e 27 fra loro solidali e coa_s siali. Il segmento 27 ? supportato in maniera assialmente scorrevole dall'albero 2 tramite una bussola 28 di centraggio disposta all'interno del corpo 7, mentre il segmento 26 si estende attraverso il corpo 6 e l'appendice tubolare 14, dalla quale fuoriesce per impegnare di testa una porzione di estremit? di un perno cilindrico 29 sol idale al segmento 26. net 24, from a central portion of the crankshaft 2. Through the crankshaft 2 extends a shaft 25 for controlling the pitch variation, which is constituted by at least two tubular segments 26 and 27 which are integral and coaxial with each other. The segment 27 is supported in an axially sliding manner by the shaft 2 via a centering bushing 28 arranged inside the body 7, while the segment 26 extends through the body 6 and the tubular appendage 14, from which it emerges to engage head-on an end portion of a cylindrical pin 29 integral with the segment 26.

Il perno 29 ? impegnato all ' interno dell ' anello interno di due cuscinetti 30 di spinta assialmente fissati sul perno 29 tramite un dado 31 avvitato su di un tratto fi lettato The pin 29 is engaged inside the inner ring of two thrust bearings 30 axially fixed on the pin 29 by a nut 31 screwed onto a threaded section

32 di estremit? del perno 29 stesso'. 32 of the end of the pin 29 itself'.

Il perno 29 supporta girevole , tramite i cuscinetti 30, una bussola 33 provvista di un ' appendice tubolare 34 coassiale al perno 29 e di sposta fra i bracci di una fo rcella The pin 29 pivotally supports, via the bearings 30, a bushing 33 provided with a tubular appendage 34 coaxial to the pin 29 and which moves between the arms of a fork.

35 costituente un braccio di un bilanciere 36 di comando della variazione del passo'. L a bussola 33 presenta due fori radiali (non illustrati) disposti in posizioni diametralmente opposte ed allineati , ciascuno , ad un corrispondente foro 35 constituting an arm of a balance wheel 36 controlling the pitch variation. The bushing 33 has two radial holes (not illustrated) arranged in diametrically opposed positions and each aligned with a corresponding hole

(non illustrato) ric avato attraverso il corrispondente braccio della forcella 35. Ciascuna coppia dei citati fori corri spondenti (non illustrati) ? impegnata da un rispettivo (not illustrated) obtained through the corresponding arm of the fork 35. Each pair of the aforementioned corresponding holes (not illustrated) is engaged by a respective

perno 37 estendentesi da una pastigli a 38 collegata al relativo braccio della forcella 35 tramite una vite 39. pin 37 extending from a pad 38 connected to the relevant fork arm 35 via a screw 39.

Il bilanciere 36 ? infulcrato centralmente sulla estremi JORIO Plaoo t? di un biscotto di snodo 40 a sua volta infulcrato , all 1 al tra estremit?, su di un ' appendice 41 estendentesi radialmen te verso l ? esterno dell ? appendice 14. The balance wheel 36 is pivoted centrally on the end of a joint link 40 which is in turn pivoted, at the other end, on an appendix 41 extending radially towards the outside of the appendix 14.

L ? appendice 14 costitui sce parte di un corpo tubolare 42 esterno di un servocomando a doppio corpo indicato nel suo complesso con 43 e solidale al coperchio 1 3. Il servocomando 43 si estende all 'interno della scatola 3 ed ? suddivi so in The appendix 14 constitutes part of an external tubular body 42 of a double-body servo control indicated as a whole with 43 and integral with the cover 13. The servo control 43 extends inside the box 3 and is divided into

due parti uguali da un anello interno 44 fissato alla superficie interna del corpo tubolare 42 ed impegnato in modo scor revole da un?asta tubolare 45, una cui estremit? fuoriesce da_l l'appendice 14 ed ? solidalmente collegata all'appendice 34. two equal parts from an internal ring 44 fixed to the internal surface of the tubular body 42 and slidably engaged by a tubular rod 45, one end of which protrudes from the appendix 14 and is integrally connected to the appendix 34.

L'asta 45 ? completamente attraversata dal segmento 26 de_l l'albero 25 ad essa coassiale, ed ? esternamente accoppiata in modo scorrevole ed a tenuta di fluido con due anelli 46 di estremit? del corpo tubolare 42. Gli anelli 44 e 46 definisco, no, fra il corpo tubolare 42 e l'asta 45, due cilindri 47 a sezione anulare, i quali sono impegnati da rispettivi pistoni anulari 48 portati dall'asta 45. The rod 45 is completely crossed by the segment 26 of the shaft 25 coaxial with it, and is externally coupled in a sliding and fluid-tight manner with two end rings 46 of the tubular body 42. The rings 44 and 46 define, between the tubular body 42 and the rod 45, two cylinders 47 with annular section, which are engaged by respective annular pistons 48 carried by the rod 45.

Dalla descrizione che precede risulta immediatamente chia_ ro che, a causa della presenza dei cuscinetti 30, tutto l' albero 25 risulta angolarmente solidale all'albero 2 e ruota con esso sollecitando in maniera relativamente ridotta la From the preceding description it is immediately clear that, due to the presence of the bearings 30, the entire shaft 25 is angularly integral with the shaft 2 and rotates with it, placing relatively little stress on the

o bussola 2E, il cui compito ? unicamente quello di guidare gli o ?D scorrimenti assiali dell'albero 25 lungo l'albero 2. O CK or bush 2E, whose task is solely to guide the axial sliding of shaft 25 along shaft 2. O CK

o Inoltre, poich? i cuscinetti 30 si trovano all'esterno della campana 3, qualsiasi ispezione al giunto di collegamento fra l'albero 25 ed il servocomando 43 risulta estremamen te semplificata dal momento che ? sufficiente svitare il dado 31 per sfilare la bussola 35 ed i cuscinetti 30 dal perno 29. o Furthermore, since the bearings 30 are located outside the bell 3, any inspection of the connecting joint between the shaft 25 and the servo control 43 is extremely simplified since it is sufficient to unscrew the nut 31 to remove the bushing 35 and the bearings 30 from the pin 29.

Infine, la disposizione del servocomando 43 all'interno della scatola 3 permette di eliminare qualsiasi problema di attacco del servocomando 43 stesso alla coda dell'elicottero Finally, the arrangement of the servo 43 inside the box 3 allows to eliminate any problem of attachment of the servo 43 itself to the tail of the helicopter.

? senza con questo incrementare gli ingombri della scatola 3, e permette , allo stesso tempo , di disporre il servocomando 43 in una posi zione relativamente protetta. ? without increasing the overall dimensions of the box 3, and at the same time allows the servo control 43 to be placed in a relatively protected position.

Rivendicazioni Claims

1 . - Trasmissione per rotore anticoppia di elicotteri , comprendente una scatola di trasmissione, un albero motore tubolare esterndentesi a sbalzo dalla detta scatola e girevole rispetto alla stessa, un rotore calettato su una estremit? li_ bera del detto albero motore, un albero di comando di variazione passo alloggiato parzialmente all 'interno del detto albero motore, un servocomando per impartire al detto albero di comando degli spostamenti assiali di cambio passo rispetto al detto albero motore, mezzi di giunzione a cuscinetto interposti fra il dette albero di comando ed il detto servocomando , e mezzi di collegamento per co llegare angolarmente fra loro i detti due alberi , caratterizzata dal fatto che il detto albero di comando ( 25) si estende lungo il detto 1. - Transmission for anti-torque rotor of helicopters, comprising a transmission box, a tubular drive shaft projecting from said box and rotatable with respect to the same, a rotor keyed onto a free end of said drive shaft, a pitch change control shaft housed partially inside said drive shaft, a servo control to impart to said drive shaft axial displacements to change pitch with respect to said drive shaft, bearing joint means interposed between said drive shaft and said servo control, and connecting means to angularly connect said two shafts to each other, characterised in that said drive shaft (25) extends along said

JORIO Plaoe albero motore ( 2) ed ? supportato in modo assialmente scorrevole ed ango larmente fisso dal detto albero motore ( 2) tramite 1 'interpo sizione di mezzi di centraggio ( 28 ) , una estremit? del detto albero di comando ( 25) fuoriuscendo JORIO Plaoe drive shaft ( 2) and is supported in an axially sliding and angularly fixed manner by said drive shaft ( 2) through the interposition of centering means ( 28 ), one end of said drive shaft ( 25) protruding

dal detto albero motore ( 2) e dalla detta scatola ( 3) di trasmissione e portando co llegati i detti mezzi di giunzione a cuscinetto ( 30, 33 ) , ed il detto servocomando ( 43) essendo di forma tubolare, essendo disposto all'interno della from the said crankshaft ( 2) and from the said transmission box ( 3) and having connected the said bearing joint means ( 30, 33 ), and the said servo control ( 43) being of tubular shape, being arranged inside the

c c

Claims

said box (3), and being crossed by said drive shaft (25).

2.- Transmission according to claim 1, characterised in that said bearing joint means comprise at least one thrust bearing (30) mounted on said end of said control shaft (25), and a bushing (33) rotatably supported by said bearing (30) and connected to an output (45) of said servo control (43).

3.- Transmission according to claim 2, characterised in that said servo control (43) comprises a tubular output rod (45) extending through the servo control (43) itself and crossed along its entire length by said control shaft (25); said rod (45) being connected at one end to said bushing (33).

p. i , : Giovanni AGUSTA AERONAUTICAL CONSTRUCTION S.p.A

JORIO Paolo

JORIOl Paoo