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Vorrichtung zum kontinuierlichen Schmieren der Gelenklager von Drehflügelrotoren
für Drehflügelflugzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen
Schmieren der Gelenklager von Drehflügelrotoren für Drehflügelflugzeuge, beispielsweise
der Blattanschluß- oder Schlaggelenke mit frei fließenden Schmiermitteln.
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Es ist bereits bekannt, zum kontinuierlichen Schmieren der Gelenklager
von Drehflügelrotoren mit frei fließenden Schmiermitteln einen konzentrisch zur
Rotorachse angeordneten Schmiermittelbehälter vorzusehen. Das im Behälter befindliche
Schmiermittel, im Regelfalle Öl, wird bei sich drehendem Rotor infolge der Zentrifugalkräfte
über Verteilerleitungen zu den einzelnen Schmierstellen geführt.
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Die Anordnung eines zentralen Schmiermittelbehälters erfordert die
Verlegung langer und eventuell freiliegender Verteilerleitungen zu den einzelnen
Schmierstellen. Dieser Nachteil soll durch die Erfindung vermieden werden. Sie besteht
darin, daß an mindestens einem an seinem Ende Gelenklager, zur Aufnahme der Rotorblätter
aufweisenden Rotorarm außerhalb der Drehachse des Rotors ein mit den Gelenklagern
kommunizierender Behälter zur Aufnahme von frei fließenden Schmiermitteln, z. B.
Öl, derart angeordnet ist, daß bei umlaufendem Rotor das Schmiermittel infolge der
zentrifugalen Kräfte den Schmierstellen der Gelenklager selbsttätig zugeführt wird.
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Eine vorteilhafte Ausbildung einer Vorrichtung zum Schmieren der Gelenklager
ergibt sich gemäß der Erfindung dadurch; daß der bzw. die Behälter als ein sich
in Blattlängsrichtung erstreckender, einen beispielsweise zylindrischen Querschnitt
aufweisender rohrförmiger Teil der Rotorarme ausgebildet ist. Durch die Ausbildung
des Behälters im Innern eines Rotorarmes ist im Gegensatz zu den bekannten Schmiervorrichtungen
eine strömungstechnisch günstige Anordnung erzielt.
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Um eine strömungstechnisch günstige Anordnung des Behälters auch in
den Fällen sicherzustellen, in denen aus konstruktiven oder sonstigen Gründen eine
Unterbringung bzw. Anordnung des Behälters im Rotorarm nicht möglich ist, ist gemäß
einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen; daß der bzw. die Behälter als ein
Teil des rohrförmigen Gestänges zum Verstellen der Rotorblätter ausgebildet ist.
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Eine Erhöhung des Druckes, mit dem das Schmiermittel den einzelnen
Schmierstellen der Gelenklager zugeführt wird, läßt sich unter Ausnutzung der Zentrifugalkräfte
gemäß der Erfindung in einfacher und aufwandsgarender Weise dadurch erzielen, daß
im Behälter ein bei sich drehender Rotoraehse in Richtung der Gelenklager einen
Druck auf das Schmiermittel ausübender, beispielsweise aus Schwermetall gefertigter
Kolben geführt ist.
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Eine technisch einfache und keinerlei Einpaßarbeit erfordernde Führung
des Kolbens im Behälter ergibt sich bei gleichbleibender Wirksamkeit desselben dadurch,
daß am Außenumfang des Kolbens Führungs-und Dichtringe angeordnet sind. .
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Um dem Piloten des Drehflügelflugzeuges auch während des Betriebes
eine Übersicht über die zur Schmierung der Gelenklager noch zur Verfügung stehende
Schmiermittelmenge zu geben, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß am austrittseitigen
Ende des bzw. der Schmiermittelbehälter ein mit dem Kolben zusammenarbeitender Schalter
vorgesehen ist, welcher beim Erreichen einer im Behälter befindlichen Mindest-Schmiermittehnenge
eine vom Piloten wahrnehmbare optische; akustische oder ähnliche Schmiermittel-Anzeigevorrichtung
betätigt. Durch diese Kontrollvorrichtung wird ein unvorbereiteter plötzlicher Ausfall
der Schmiervorrichtung infolge gänzlichen Verbrauches des Schmiermittels vermieden,
wodurch eine optimale Betriebssicherheit des Drehflügelflugzeuges gewährleistet
ist.
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In den Figuren und der Beschreibung sind zwei Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt und beschrieben. Hieran sind die vorgenannten und weitere,
sich aus der Erfindung ergebende Vorteile näher erläutert. Alle nicht unmittelbar
zum Erfindungsgegenstand gehörenden Teile eines Drehflügelflugzeuges
sind
aus Gründen der übersichtlichkeit weggelassen worden. Es zeigt Fig. 1 in Seitenansicht
und teilweisem Schnitt die Ausbildung eines erfindungsgemäßen Schmiermittelbehälters
in einem Teil des ungelenkigen Rotorarmes, Fig.2 in perspektivischer Darstellung
und teilweisem Schnitt einen Teil eines mit einem Schwenkgelenk ausgerüsteten Rotorblattes.
Der Schmiermittelbehälter befindet- sich in diesem Ausführungsbeispiel im rohrförmigen
Schwenkgestänge.
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In den Figuren ist mit 1 der Kopf eines Drehflügelrotors bezeichnet,
an welchem entsprechend der Anzahl der vorgesehenen Rotorblätter Arme 2 ausgebildet
sind, von denen in den Figuren jeweils nur einer gezeigt ist. An den Enden der Arme
2 sind im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 in an sich bekannter Weise Gelenklager
für die verschiedenen Bewegungen der Rotorblätter 3, von denen ebenfalls nur eines
gezeigt ist, ausgebildet.
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Wie aus der Figur ersichtlich, besitzt der Arm 2 ein Schlaggelenk
4, ein Schwenkgelenk 5 und ein Gelenk 6 zum Einstellen des Blattanstellwinkels.
Da der Aufbau und die Funktion der vorgenannten Gelenklager von an sich bekannter
Art ist, ist auf eine nähere Bezeichnung der konstruktiven Einzelheiten und auf
eine Beschreibung der Wirkungsweise verzichtet worden.
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Die Schmierung der Gelenklager 4, 5 und 6 erfolgt mittels eines frei
fließenden Schmiermittels, beispielsweise Öl, welches gemäß der Erfindung in außerhalb
der Drehachse des Rotors, angeordneten, mit den Gelenklagern kommunizierenden Behältern
untergebracht ist, so daß bei umlaufendem Rotor das Schmiermittel infolge der zentrifugalen
Kräfte den einzelnen Schmierstellen der Gelenklager selbsttätig zugeführt wird.
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Eine von mehreren möglichen vorteilhaften Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes
zeigt die Fig. 1, bei welcher der Behälter 7 zur Aufnahme des Schmiermittels als
ein sich in Längsrichtung des Rotorblattes 3 erstreckender, einen beispielsweise
zylindrischen Querschnitt aufweisender rohrförmiger Teil des Rotorarmes 2 ausgebildet
ist.
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Das Füllen des Behälters 7 erfolgt durch ein Einfüllventil 8, welches
ein Zurückfließen des Schmiermittels verhindert. Die beim Einfüllen im Behälterraum
befindliche Luft kann durch eine am anderen Ende des Behälters vorgesehene Entlüftungsbohrung
9 entweichen.
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An der Schmiermittelaustrittseite des Behälters 7 ist eine Bohrung
1.0 ausgebildet, durch welche das Schmiermittel über eine Leitung 11 dem
Schlaggelenk 4 zugeführt wird. Die Versorgung des Schwenkgelenks 5 und des Gelenks
6 zum Einstellen des Blattanstellwinkels mit Schmiermittel geschieht über Leitungen
12 und 13, die an ein mit dem Behälterraum verbundenes Verteilerstück 14 angeschlossen
sind.
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Um eine ausreichende Versorgung der einzelnen Schmierstellen auch
bei abnehmender Schmiermittelmenge zu gewährleisten und darüber hinaus einen Druckabfall
in Verteilerleitungen, die zu relativ weit entfernten Schmierstellen führen, zu
vermeiden, ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung im Behälter 7 ein bei
sich drehender Rotorachse auf das Schmiermittel einen zusätzlichen Druck ausübender,
beispielsweise aus Schwermetall gefertigter Kolben 15 geführt. Da der Kolben 15
bei laufendem Rotor zusätzlich auf die Schmiermittelsäule einwirkt, wird ein höherer
Schmiermitteldruck erzielt.
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Zur Vermeidung von Leckverlusten, die durch ein nicht einwandfreies
Einpassen des Kolbens 15 im Behälter 7 auftreten können, sind am Außenumfang des
Kolbens 15 Führungs- und Dichtringe 16 angeordnet. Durch die Anordnung von Führungs-
und Dichtringen entfällt außerdem das Einhalten bestimmter Passungen, wodurch wiederum
die Herstellung des Kolbens und der Behälterbohrung vereinfacht wird.
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Um dem Piloten einen Hinweis über die noch zur Schmierung der Gelenklager
zur Verfügung stehende Schmiermittelmenge zu geben, ist gemäß der Erfindung im Ausführungsbeispiel
am austrittseitigen Ende des Schmiermittelbehälters 7 ein mit dem Kolben 15 zusammenarbeitender
Schalter 17 angeordnet, welcher beim Erreichen einer im Behälter befindlichen Mindestschmiermittelmenge
eine vom Piloten wahrnehmbare optische, akustische oder ähnliche Schmiermittelanzeigevorrichtung
betätigt.
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Die Einstellung des Schalters 17, der im übrigen gegen das Schmiermittel
isoliert ist, kann so vorgenommen sein, daß dem Piloten nach Auftreffen des Kolbens
15 auf den Schalter 17 und Betätigen der Anzeigevorrichtung noch eine
ausreichende Schmiermittelmenge zur Durchführung einer baldigen Landung zur Verfügung
steht.
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Als Anzeigevorrichtung könnte beispielsweise ein Horn, ein Lichtsignal
oder eine ähnliche Vorrichtung vorgesehen sein. Desgleichen könnte außer einer Schmiermittelendstands-
bzw. Reserveanzeige auch eine Vorrichtung angeordnet sein, welche die Gesamtmenge
des Schmiermittels im Behälter und dessen Verbrauch anzeigt. Auf die Darstellung
dieser Vorrichtungen kann jedoch verzichtet werden, da sie von an sich bekannter
Art sind.
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In Fig. 2 ist ein von Fig. 1 verschiedenes Ausführungsbeispiel gezeigt.
Die in dieser Figur vorkommenden Teile sind, soweit sie bereits in Fig. 1 gezeigt
sind, mit den gleichen Bezugszeichen wie dort belegt.
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Zum Zwecke einer vereinfachten Darstellung ist in Fig. 2 ein Teil
eines Rotorblattes 3 gezeigt, welches lediglich ein Schwenkgelenk 5 besitzt. Die
Verstellung des Blattes 3 erfolgt in an sich bekannter Weise mittels eines rohrförmigen
Schwenkgestänges 18; dessen eines Ende 1,8 a an einen Arm 19 des Rotorblattes 3
angreift.
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Gemäß der Erfindung ist in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen,
daß der Behälter 7 zur Aufnahme des Schmiermittels als ein Teil des rohrförmigen
Schwenkgestänges 18 ausgebildet ist. Hierdurch werden die gleichen Vorteile erzielt
wie bei der Anordnung des Behälters 7 im Arm 2 gemäß Fig. 1. Die Ausbildung des
Behälters 7 als ein Teil des Schwenkgestänges 1.8 ist insbesondere in den
Fällen von Vorteil, in denen eine Unterbringung bzw. Ausbildung des Schmiermittelbehälters
im Arm 2 aus räumlichen oder konstruktiven Gründen nicht möglich ist.
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Die Versorgung des Schwenkgelenks 5 mit Schmiermittel erfolgt über
eine flexible Leitung 20, die an ein mit dem Behälter-Innenraum verbundenes Verteilerstück
21 angeschlossen ist. Zur Schmierung des das Schwenkgelenk 18 mit dem Arm 19 verbindenden
Gelenks 22 ist im Endteil 18 a des Schwenkgestänges eine axial verlaufende Bohrung
23 vorgesehen, die die Schmierstelle mit dem Behälter-Innenraum verbindet. Bei laufendem
Rotor gelangt das Schmiermittel infolge seiner eigenen Zentrifugalkraft und der
des
Kolbens 15 über die Bohrung 23 und die Leitung 20 zu den' vorgesehenen
Schmierstellen.
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In den Ausführungsbeispielen ist der Erfindungsgegenstand aus Gründen
einer vereinfachten Darstellungsweise jeweils nur für ein Rotorblatt dargestellt
und beschrieben. Grundsätzlich sind jedoch für die Gelenklager eines jeden Rotorblattes
je ein Schmiermittelbehälter vorgesehen, wobei letztere wie in Fig. 1 im Innenraum
des Rotorarmes 2 oder wie in Fig. 2 im Innern des Schwenkgestänges 18 untergebracht
sein können. Außer der vorbeschriebenen Anordnung von mehreren Schmiermittelbehältern
könnte jedoch in einigen Fällen auch ein einziger im Arm 2 oder im Schwenkgestänge
18 ausgebildeter Behälter zur Schmiermittelversorgung der Gelenklager von zwei oder
mehreren Rotorblättern dienen.