DE580181C - Schraubenflugzeug mit verspannter Hubschraube - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schraubenflugzeug, bei dem die Flügel der Hubschraube um ihre eigenen Achsen drehbar sind und als Ganzes wie auch während ihrer Drehbewegung verschiedene Einfallwinkel oder Einstellungen erhalten können, so daß die Hubwirkußg sowohl als Ganzes verändert als auch an verschiedenen Punkten des Umlaufkreises verschieden gehalten werden kann, während die Punkte des größten oder kleinsten Einfallwinkels in dem Kreise nach Belieben veränderlich sind.

Der Bau der Schraubenwelle eines solchen Flugzeuges ist insofern besonders schwierig, als sie außer dem hohen Drehmoment noch sehr hohe Biegemomente auszuhalten hat. So besitzen derartige Schraubenflieger bekannter Bauart eine lange schwache Welle, die unerwünscht hohen Beanspruchungen aus-

ao gesetzt ist. Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteil zu beheben, und erreicht dieses Ziel durch ein Lager von großem Durchmesser, von dessen Kugellagerringen der eine mit dem Rahmenwerk des Fliegers starr verbunden ist, während ,der vom Motor angetriebene andere Ring als Basis für die Stützung und Versteifung der Hubschraubennabe und die Verspannung der Schraubenflügel nutzbar gemacht wird, und zwar mittels eines den Ring mit der Nabe verbindenden konvergierenden Gestänges, Kegelmantels o. dgl., oder mittels Spanndrähte unter Verwendung eines Ständers von einstellbarer Länge auf der Hubschraubennabe, an dessen freiem Ende Spanndrähte der Flügel befestigt werden.

Bei dieser Bauweise können die Armenden der Flügel als Zapfen in Lagerbohrungen der Nabe eingesetzt werden, so daß beim Abmontieren der Hubschraube nur die' Spanndrahte durch Verkürzung der Länge des Ständers so weit entspannt zu werden brauchen, daß man die Zapfen der Flügelenden aus der Nabe herausziehen kann.

Um diese Verspannung vom Einstellen der Flügel und deren Drehbewegung um die Flügelachsen unabhängig zu machen, kann man auf den Flügelarmen frei drehbare, aber axial nicht verstellbare Verbindungshülsen vorsehen, mit denen sowohl die vom Lagerring, kommenden Spanndrähte als auch die zum Ständerende führenden Drähte verbunden werden.

Ein wesentliches Merkmal des Flugzeuges besteht auch in der Vorrichtung zum Verändern des Einstellwinkels der Flügel, die hier aus einem konaxial zur Hubschraube angeordneten Kugellager besteht, das sowohl in axialer Richtung wie auch winklig zur Achse eingestellt werden kann, indem die

beiden Lager ringe durch Zwischenmittel mit je einem .besonderen Steuergliede in Verbindung stehen. Die mit den Lagerringen verbundenen steuernden Vorrichtungen können hier auf einfachen Drehpunkten ruhen, die kein ständiges Gleiten oder Rollen zeigen, da die relative Drehbewegung zwischen den beiden Einstellvorrichtungen durch die relative Drehbewegung der beiden Lagerringe erfolgt.

Der zur Änderung der Schräglage der Drehungsebene des Kugellagers gegenüber der Hubschraubenachse vorgesehene Steuerhebel kann zusammen mit dem Kugellager in Richtung der Hubschraubenachse verstellt und überdies in jeder Richtung gedreht werden; der Hebel greift an einen Bauteil an, der mit dem nicht kreisenden Laufringe des Lagers verbunden ist und in der geometrischen Achse des Kugellagers oder annähernd darin liegt.

Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht, und zwar ist

.25 Abb. ι eine Seitenansicht des Flugzeugs, zum Teil abgebrochen,

Abb. 2 eine Seitenansicht in etwas verkleinertem Maßstabe mit einer anderen Einrichtung zum Verhüten von Drehbewegungen des Flugzeugkörpers während des Fluges, Abb. 3 ein Grundriß des ganzen Flugzeugs

in noch weiter verkleinertem Maßstabe und Abb. 4 eine schaubildliche Ansicht der hier

in Betracht kommenden wesentlichen Teile des Flugzeugs.

Im Körper 1 des Flugzeugs ist der Kugellagerring 2 von ungewöhnlich großem Durchmesser feststehend eingebaut. Der drehbewegliche Innenring 3 greift mit einem Kegel zahnkranz 4 in ein vom Motor 5 angetriebenes Kegelrad 6. Die antreibende Welle besitzt eine Freilaufkupplung 7, so daß sich bei abgestelltem Motor die Hubschraube frei drehen kann.

Der innere Laufring 3 dieses großen Kugellagers, der hohe Dreh- oder Hubkräfte aufnehmen kann, dient als Basis für die Versteifung und Stützung der in der geometrischen Achse des Ringes liegenden Hubschraubennabe 8 sowie der Schraubenflügelarme 9. Die Nabe 8 ist auf dem Ring 3 durch ein Gestänge 10 abgestützt, an dessen Stelle aber auch ein konischer, durchgehender Blechmantel o. dgl. treten könnte, dessen Bodenrand mit dem Ringe 3 zu verbinden wäre und dessen Spitze die Nabe 8 zu tragen hätte, die in jedem Falle mit radialen Bohrungen als Lager für die Endzapfen der Schraubenflügelarme 9 versehen wird. In der geometrischen Drehachse der Nabe 8 ist ein zweiteiliger Verspannungsständer 11 auf der Nabe angeordnet, der durch ein Spannschloß 12 hinsichtlich seiner Länge eingestellt werden kann.

Die Flügel sind durch mit dem Lagerring 3 6g verbundene Spanndrähte 13 und mit dem freien Ende des Ständers 11 verbundene Spanndrähte 14 versteift, und alle diese Drähte greifen an Hülsen 15 an, die auf den Flügelarmen 9 ortsfest angeordnet sind und in denen diese sich drehen lassen. Da sich so die Hülsen 15 auf den Flügelarmen nicht axial verstellen können, läßt sich die Spannung aller Drähte 13 und 14 gleichzeitig lediglich durch Verlängern oder Verkürzen des Ständers 11 regeln. Bei hinreichender Verkürzung kann der Ständer auch aus der Nabe 8 herausgehoben werden, wobei die Drähte 13 und 14 völlig entspannt werden und die Flügelarme 9 aus ihren Sitzen in der Nabe 8 herausgezogen werden können. Anstatt die Hülsen 15 auf den Flügelarmen ortsfest, d. h. ohne Längsverstellbarkeit, aber drehbeweglich anzuordnen, kann man sie auch starr mit den Flügelarmen verbinden, 8g da die nur an einen gemeinsamen Punkt des Flügelarmes angreifenden Verspannungsdrähte beim Drehen der Flügel hinreichend für die geringen Längenänderungen nachgeben können.

Jeder Flügelarm 9 hat eine Kurbel 16, die durch einen Lenker 17 mit dem äußeren Laufring 18 eines Kugellagers verbunden ist, das konzentrisch zum Kugellager 2, 3 angeordnet ist und dessen innerer Ring 19 so getragen wird, daß er in senkrechter Richtung eingestellt und in jeder Richtung schräg gestellt werden kann. Damit der Laufring 18 an der Drehbewegung des Laufringes 3 teilnehme, ist er durch Zapfen 21 mit Gleitführungen 20 des Ringes 18 zwangsläufig gekuppelt. Der Lagerring 19 und damit das ganze Kugellager ruht auf einem Traggestänge 22, mit dem der Ring durch ein Kardangelenk 25 verbunden ist, und kann mittels eines Hubgelenks 23 und Steuerhebels 24 am Fuße des Gestänges 22 in der Achsenrichtung der Nabe 8 angehoben werden. An Stelle des Kardangelenks könnte man auch ein Kugelgelenk oder eine andersartige Universalverbindung anwenden.

Das Kippen des Ringes 19 erfolgt durch einen Handhebel 26, der am Gestänge 22 angeordnet ist und an dessen senkrechten Einstellungen teilnimmt. , Der Hebel 26 greift in eine Büchse 28 des Bügels 27, dessen Enden mit dem Ring 19 verbunden sind. Die Büchse 28 liegt möglichst genau in der geometrischen Achse des Kugellagers 18, 19, bei dessen Aufundabbewegung vermittels des Handhebels 24 der Einstellwinkel für alle Flügel gleichzeitig geändert wird, während

^f>r

jede Schrägstellung des Lagers 18, 19 vermittels des Handhebels 26 eine Änderung des Einfallwinkels der Flügel während ihrer Drehbewegung herbeiführt.
Die Freilaufkupplung 7 soll bei abgestelltem Motor die Hubschraube frei weiterlaufen lassen. Während des Gleitens des Flugzeugs wird die Hubschraube durch den entgegenwirkenden oder aufsteigenden Luftstrom in Bewegung gehalten. Die in der Schraube aufgespeicherte Energie kann dann zum Aufnehmen des Landungsstoßes nutzbar gemacht werden, indem die Flügel in eine einen Hub erzeugende Stellung eingestellt werden.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schraubenflugzeug mit verspannter Hubschraube und Einrichtung zum Verändern des Einfallwinkels der Schrauben- flügel, gekennzeichnet durch ein Lager von großem Durchmesser mit einem starr mit dem Flugzeugkörper verbundenen Laufring (2), während der andere Ring (3) die Basis für die Vorrichtungen zum Tragen und Versteifen der in der geometrischen Achse des Ringes angeordneten Hubschraubennabe (S) mittels kegelig zusammenlaufender Streben (10) oder eines darauf errichteten vollständigen Kegels bildet, wobei der Antrieb der Hubschraubennabe (8) durch das Kegelgestell beim Antrieb des zweiten Ringes (3) von der Maschine her übertragen wird.

2. Flugzeug nach Anspruch r, gekennzeichnet durch einen hinsichtlich seiner Länge einstellbaren Ständer (n) auf der Nabe (8), der in der geometrischen Drehachse angeordnet und an seinem oberen Ende durch Spanndrähte (14) mit den Flügelarmen (9) verbunden ist, während Spanndrähte (13) ebenfalls von den Flügelarmen zum Antriebsring (3) führen, so daß durch eine Einregeluhg des Ständers (ir) die gesamte Verspannung aller Flügelarme (9) in einem einzigen Arbeitsgang eingestellt werden kann.

3. Flugzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Flügelarme (9) zapfenartig in Bohrungen der Nabe (8) eingesetzt sind, so daß beim Abmontieren der Hubschraube nur die Verspannungsdrähte (14) durch Verkürzung der Länge des Ständers (11) gelockert zu werden brauchen, um die Arme (9) aus den Nabenbohrungen herausnehmen zu können.

4. Flugzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vom angetriebenen Lagerring (3) und vom Ständer (11) zu den Flügelarmen (9) führenden Spanndrähte (13, 14) mit Hülsen (15) der Arme verbunden sind, die sich in der Längsrichtung auf den Armen nicht verstellen können, dagegen zweckmäßig Drehbewegungen der Arme nicht verhindern.

5. Flugzeug nach. Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Änderung des Einfallwinkels der Schraubenflügel aus einem konaxial zur Achse der Schraube angeordneten Kugellager besteht, von dem der eine Laufring (19) mit einer Vorrichtung zur Änderung seiner Schrägstellung und der andere Lagerring (18) mit einer Vorrichtung zum Drehen der Flügelarme zwecks Änderung des Einfallwinkels der Flügel verbunden ist.

6. Flugzeug nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Steuerhebel (24) an einem Traggestänge (22), auf dem der nicht kreisende Lagerring (19) ruht und das in der geometrischen Achse des Kugellagers oder annähernd darin liegt.

7. Flugzeug nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Freilaufkupplung (7) in der antreibenden Welle zwischen Motor und Hubschraube.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen