DE69106215T2 - Antriebsteiler für den Hauptrotor eines Hubschraubers mit Drehschwingungsdämpfer aus Elastomerwerkstoff. - Google Patents
Antriebsteiler für den Hauptrotor eines Hubschraubers mit Drehschwingungsdämpfer aus Elastomerwerkstoff.Info
- Publication number
- DE69106215T2 DE69106215T2 DE69106215T DE69106215T DE69106215T2 DE 69106215 T2 DE69106215 T2 DE 69106215T2 DE 69106215 T DE69106215 T DE 69106215T DE 69106215 T DE69106215 T DE 69106215T DE 69106215 T2 DE69106215 T2 DE 69106215T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- drive system
- shaft
- torque split
- flange
- gear
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 title claims description 25
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 title claims description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 title description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 13
- 230000036316 preload Effects 0.000 claims description 5
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 claims description 2
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920005560 fluorosilicone rubber Polymers 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 15
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000012208 gear oil Substances 0.000 description 1
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229920000131 polyvinylidene Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
- F16H55/02—Toothed members; Worms
- F16H55/14—Construction providing resilience or vibration-damping
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/04—Helicopters
- B64C27/12—Rotor drives
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
- F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
- F16F15/121—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon using springs as elastic members, e.g. metallic springs
- F16F15/124—Elastomeric springs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
- F16H1/20—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members
- F16H1/22—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/19—Gearing
- Y10T74/19014—Plural prime movers selectively coupled to common output
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/19—Gearing
- Y10T74/19633—Yieldability in gear trains
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/19—Gearing
- Y10T74/1987—Rotary bodies
- Y10T74/19893—Sectional
- Y10T74/19907—Sound deadening
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/19—Gearing
- Y10T74/1987—Rotary bodies
- Y10T74/19893—Sectional
- Y10T74/19921—Separate rim
- Y10T74/19926—Detachable
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Gears, Cams (AREA)
- Gear Transmission (AREA)
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf Hubschrauberhauptrotorantriebssysteme mit Drehmomentaufteilung und mehr insbesondere auf einen elastomeren Torsionsisolator zum Ausgleichen der Drehmomentbelastungen zwischen zwei das Drehmoment aufteilenden Getrieben.
- Es ist bekannt, wenn Gasturbinentriebwerke in Hubschraubern benutzt werden, zu versuchen, den Antriebsstrang in einem Getriebeabschnitt aufzuteilen, um die Zahnbelastung zu reduzieren und Redundanz für den Fall zu schaffen, daß während des Fluges eine Getriebegruppe ausfallen sollte. Das wird erreicht, indem zwei Zahnräder durch ein Triebwerk angetrieben werden, wobei jedes der angetriebenen Zahnräder seinerseits zwei Hauptritzel antreibt, die mit einem großen Antriebsrad kämmen und dieses antreiben, welches den Hauptrotor dreht. Jede Gruppe von Zahnrädern (im folgenden als "Getriebe" bezeichnet), die zwischen das Triebwerk und das große Antriebsrad geschaltet ist, bildet einen separaten Antriebsweg, wobei jedes Getriebe in der Lage ist, 100% der Triebwerksausgangsleistung auf den Rotor zu übertragen, um den Betrieb aufrechtzuerhalten, sollte ein Getriebe ausfallen.
- Das Problem bei dem Entwurf eines solchen redundanten Systems besteht darin, eine gleichmäßige Aufteilung der Belastung zwischen den Getrieben zu gewährleisten, da selbst die geringste Abweichung in der Bearbeitungstoleranz in dem Getriebe zu einer 100%-Aufteilung führen kann, das heißt dazu, das ein Getriebe die gesamte Drehmomentbelastung überträgt, während das andere Getriebe im wesentlichen leerläuft. Das führt zu übermäßigem Verschleiß und übermäßiger Beanspruchung bei dem belasteten Getriebe.
- Eine Hohlwelle wurde bei der früheren Anordnung zum Kompensieren von Variationen in der Drehmomentbelastung benutzt, um für eine gleichmäßige Aufteilung zwischen den Getrieben zu sorgen. In Fig. 1, auf die nun Bezug genommen wird, ist ein bekanntes Getriebe 1 gezeigt. Bei dem Getriebe wird eine angetriebene Zahnradwelle 2 benutzt, auf der ein angetriebenes Zahnrad 3 befestigt ist, wobei die Welle 2 in zwei Lagern 5 und 6 gelagert ist. Eine Ritzelwelle 7 mit zwei Hauptritzeln 8 und 9, die darauf befestigt sind, ist ebenfalls durch zwei Lager 10 und 11 gelagert. Zwischen diesen Wellen 2 und 7 ist eine Hohlwelle 12 angeordnet, die ein schraubenförmig keilverlzahntes Ende 13 und ein gerades keilverzahntes Ende 14 hat, welche mit keilverzahnten inneren Abschnitten in der angetriebenen und Ritzelwelle zusammenpassen. Die Hohlwelle gestattet eine Justierung der Zahnradzahnausrichtung zwischen der angetriebenen und Ritzelwelle unter Verwendung einer Beilage 15. Dadurch, daß die Hohlwelle mit der Beilage versehen wird, wird eine angemessene Drehmomentaufteilung gewährleistet, und so kompensiert das Getriebe Variationen in den Bearbeitungstoleranzen.
- Ein solches Getriebe ist zwar wirksam, es ist jedoch in der Herstellung und Montage kompliziert und verlangt eine mehrfache Lagerung, was zusätzliches Gewicht mit sich bringt und die Betriebslebensdauer des Getriebes verkürzt.
- In der DE-C-331 989 ist ein Zahnrad beschrieben, das einen äußeren Zahnkranz aufweist, der durch Gummizwischenschichten auf einer Radscheibe befestigt ist. Zwei derartige Zahnräder können parallel montiert werden, um die zu übertragende Belastung auf beide Zahnräder in gleichem Ausmaß aufzuteilen. Ein Zahnrad, das einen äußeren Zahnkranz hat, der durch eine Gummischicht auf einer Zahnradnabe befestigt ist, ist auch in der DE-A-1 945 264 beschrieben.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Gewicht und die Komplexität eines Hubschrauberhauptrotorantriebssystems mit Drehmomentaufteilung zu reduzieren.
- Es ist ein weiteres Ziel, eine vereinfachte Einrichtung zum Ausgleichen der Drehmomentbelastung an zwei Hubschrauberhauptrotorantriebssystemen mit Drehmomentaufteilung zu schaffen.
- Es ist noch ein weiteres Ziel, die Zuverlässigkeit eines Hubschrauberhauptrotorantriebssystems mit Drehmomentaufteilung zu steigern.
- Diese und andere Ziele der vorliegenden Erfindung werden erreicht durch Schaffung eines Hubschrauberhauptrotorantriebssystems mit Drehmomentaufteilung, das Antriebseinrichtungen hat, die über zwei Getriebe mit einer angetriebenen Einrichtung verbunden sind, welche mit der Hauptrotorwelle verbunden ist, wobei jedes Getriebe eine Welle hat, auf der Welle eine Einrichtung vorgesehen ist zum Eingriff mit der angetriebenen Einrichtung und auf der Welle eine Zahnkranzeinrichtung vorgesehen ist zum Eingriff mit den Antriebseinrichtungen, wobei das Getriebe weiter eine Flanscheinrichtung aufweist, die auf der Welle befestigt ist, wobei die Flanscheinrichtung zwei abgewinkelte äußere Oberflächen hat, wobei die Zahnkranzeinrichtung zwei abgewinkelte Oberflächen hat, die so angeordnet sind, daß sie den beiden abgewinkelten äußeren Oberflächen der Flanscheinrichtung zugewandt sind, und wobei wenigstens eine elastomere Schicht zwischen den abgewinkelten Oberflächen der Zahnkranzeinrichtung und den abgewinkelten Oberflächen des Flansches angeordnet ist, um Drehmoment von der Zahnkranzeinrichtung über die Welle reibschlüssig auf die angetriebene Einrichtung zu übertragen.
- Fig. 1 ist ein bekanntes Getriebe, bei dem eine Hohlwelle benutzt wird.
- Fig. 2 ist eine Querschnittansicht eines Getriebes, bei dem ein elastomerer Torsionsisolator benutzt wird.
- Fig. 3 ist eine Querschnittansicht des Getriebes nach Fig. 2, montiert in einer Hubschraubertransmission.
- Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Anordnung aus drei Triebwerken, in der sechs Getriebe benutzt werden.
- Fig. 5 ist eine vergrößerte Ansicht des elastomeren Torsionsisolators.
- Fig. 6 ist eine Draufsicht auf das Getriebe nach der Linie 6-6 in Fig. 2.
- Fig. 7 ist eine vergrößerte Querschnittansicht, die den Abstand zwischen Stirnrad und Flanschrad zeigt.
- Fig. 8 ist eine illustrative Ansicht, die die Herleitung der Zahngeometriebeziehungen für den Antrieb mit Drehmomentaufteilung zeigt.
- Fig. 9 ist eine illustrative Ansicht einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die das Elastomer nach innen zusammengedrückt zeigt.
- Fig. 10 ist eine illustrative Ansicht einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der das zweite Lager außerhalb des Getriebes statt innerhalb desselben angeordnet ist.
- In Fig. 2, auf die nun Bezug genommen wird, ist ein Getriebe 20, das die vorliegende Erfindung aufweist, gezeigt. Das Getriebe 20 hat eine zentrale Welle 21 und zwei Hauptritzel 22 und 23, die auf derselben gebildet sind. Die Welle 21 ist durch ein unteres Lager 24 und ein oberes Lager 25 gelagert. Ein Zahnradflansch 26 ist an dem oberen Ende der Welle vorgesehen und hat Schraubenlöcher 27, die sich um einen inneren Umfang desselben erstrecken. Der Flansch 26 hat Zähne 28 an seinem äußeren Umfang.
- Ein Stirnrad 29 wird an dem Flansch 26 festgehalten, indem ein oberer und unterer Radkranz 30 und 31 benutzt werden. Der obere und untere Radkranz sind im wesentlichen identisch, weshalb nur der obere Radkranz beschrieben wird. Der obere Radkranz 30 hat eine ebene, kreisförmige Scheibe 32 mit Schraubenlöchern 33 und einer abgewinkelten äußeren Wand 34. Eckplatten 35, die zwischen der Wand und der Scheibe vorgesehen sind, steigern die Steifigkeit des Radkranzes, um dessen Durchbiegung zu minimieren. Eine oder mehrere elastomere Schichten 36 sind mit einer äußeren Oberfläche 37 der Wand 34 verbunden. Wie dargestellt sind 3 elastomere Schichten mit dem Radkranz verbunden. Diese elastomeren Schichten dienen als ein elastomerer Torsionsisolator, was im folgenden noch näher beschrieben wird. Das Stirnrad 29 hat äußere Keilzähne 38 und innere Keilzähne 39 sowie eine innere Oberfläche 40, die im Winkel der äußeren Radkranzoberfläche 37 entspricht. Die innere Oberfläche 40 erfaßt die äußere elastomere Schicht.
- In der Darstellung in Fig. 3, auf die Bezug genommen wird, ist das erfindungsgemäße Getriebe 20 bei seiner Verwendung in einem Hubschrauberantriebssystem gezeigt. Das ist zwar exemplarisch, es ist jedoch klar, daß sich die vorliegende Erfindung nicht auf diesen besonderen Verwendungszweck beschränkt und bei jedem Antriebssystem mit Drehmomentaufteilung benutzt werden kann.
- Gemäß Fig. 3, auf die wieder Bezug genommen wird, sind bei dem Getriebe 20 die äußeren Zahnkranzkeilzähne 38 mit einem Antriebsritzel 41 in Eingriff, das durch eine Gasturbinentriebwerkswelle 42 angetrieben wird. Die Ritzel 22 und 23 sind mit Hauptritzeln 43 und 44 in Eingriff, welche ihrerseits die Hubschrauberhauptrotorwelle 45 antreiben. Das Getriebe 20 hat darüber hinaus einen Wellenfortsatz 46 zum Antreiben einer Hydraulikpumpe 47. Ein solches Zubehörantriebssystem kann wahlweise über das Getriebe angetrieben werden, ohne den Betrieb des elastomeren Torsionsisolators nachteilig zu beeinflussen.
- In Fig. 4, auf die Bezug genommen wird, ist ein Antriebssystem mit drei Triebwerken illustrativ gezeigt, um zu demonstrieren, wie das Drehmoment von drei Gasturbinentriebwerken (42A, B und C) aus auf sechs Getriebe (20A, 20B, 20C, 20D, 20E und 20F) aufgeteilt werden würde, um einen Hubschrauberrotor anzutreiben. Solange ein Triebwerk funktionsfähig ist und wenigstens eines der Getriebe funktionsfähig ist, wird, wie dargestellt, Drehmoment von einem der Triebwerke auf das große Antriebsrad übertragen, um den Hauptrotor zu drehen. Umgekehrt, solange eines der Getriebe funktionsfähig ist, kann Drehmoment in umgekehrter Richtung durch das große Antriebsrad ausgeübt werden, um Zusatzgeräte anzutreiben.
- In Fig. 5, auf die Bezug genommen wird, ist eine vergrößerte Ansicht des elastomeren Torsionsisolators gezeigt. Der obere und untere Radkranz 30 und 31 bilden zusammen eine Unterbaugruppe mit den äußeren Wandoberflächen 37 und 37A, die eine konische Tasche zum Aufnehmen des Zahnkranzes bilden. Jeder Radkranz hat drei elastomere Schichten 36, die mit seiner äußeren Oberfläche verbunden sind. Jede Schicht umfaßt vorzugsweise ein Elastomer 48 und einen metallischen Tragstreifen 49, der mit diesem verklebt ist. Es sind zwar drei Schichten gezeigt, es kann jedoch jede Anzahl von Schichten benutzt werden. Zum Beispiel kann ein massiver Elastomerblock für manche Verwendungszwecke ausreichend sein. Bis zu etwa 6 Elastomerschichten werden in Betracht gezogen. Das Elastomer kann von irgendeinem Typ sein und ist vorzugsweise entweder ein Nitrilgummi oder ein Fluorkohlenstoffgummi, ein Fluorelastomergummi oder ein Fluorsilikongummi. Zum Beispiel kann Polyvinylidenfluoridcohexafluorpropylen benutzt werden. Diese Materialien werden wegen ihrer ausgezeichneten Hochtemperatureigenschaften und ihrer Beständigkeit gegen Getriebe- und Hydrauliköle bevorzugt. Es wird auch in Betracht bezogen, unterschiedliche Typen von Elastomeren miteinander zu kombinieren, um die Eigenschaften einzustellen. Der metallische Tragstreifen kann aus Stahl, rostfreiem Stahl, Titan oder anderem Metall oder aus einer Legierung bestehen. Die elastomeren Schichten können zwar mit dem Radkranz verbunden werden, indem Klebstoffe oder irgendein bekannter Prozeß benutzt werden, Vulkanisieren in einer geschlossenen Form wird jedoch bevorzugt.
- Die elastomeren Schichten fungieren als ein elastomerer Torsionsisolator und sind vorbelastet, um eine Vorkompressionsbelastung in dem Elastomer zu erzeugen, da das Elastomer hinsichtlich Zugbeanspruchung schlecht ist. Die axiale und radiale Federkonstante sind vorzugsweise steif, wogegen die Torsionsfederkonstante vorzugsweise weich ist. Zum Beispiel sind bei einem Hubschrauberantriebssystem mit Drehmomentaufteilung die folgenden Federkonstanten erwünscht:
- Kaxial = 2 610 000 N/cm (1,490,000 Pfund/Zoll),
- Kradial = 4 820 000 N/cm (2,750,000 Pfund/Zoll) und
- Ktorsion = 2 540 000 N/rad (570,000 Zoll Pfund/rad).
- Der elastomere Torsionsisolator gestattet vorzugsweise etwa 2 bis 0,4 mm (0.080 bis 0.016 Zoll) Torsionsbiegung an dem Radius der Radzähne. Der obere und untere Radkranz spannen, wenn sie zusammengeschraubt sind, das Elastomer an dem Zahnkranz ein, um das Elastomer vorzukomprimieren, wobei der Winkel der äußeren Oberflächen die Vorbelastung erleichtert. Die Vorbelastung ergibt eine hohe Normalkraft, welche eine hohe Reibungskraft zum Übertragen von Drehmoment über die Elastomergrenzfläche auf den Zahnkranz ohne Zahneingriff aufrechterhält. Der Zahnkranz wird somit durch Reibung angetrieben, statt durch direktes Kämmen der Flanschkeilzähne und der inneren Zahnkranzkeilzähne. Infolgedessen nimmt das Elastomer die Differenz in der Bearbeitungstoleranz auf, um zu gewährleisten, daß das Drehmoment gleichmäßig zwischen zwei Getrieben aufgeteilt wird.
- Gemäß Fig. 5, auf die weiterhin Bezug genommen wird, ergibt eine Serie von Schrauben 50 die Vorbelastung, die erforderlich ist, um die elastomeren Schichten zum Reibantrieb des Zahnkranzes zusammenzudrücken. Jede Schraube verlangt jedoch zwei Beilagscheiben 51 und 52 zum Einstellen der Vorbelastung. Zum Bestimmen der Beilagscheibendicke werden der obere und untere Radkranz 30 und 31 mit dem Flansch 26 fest verschraubt. Ein Maß T1 wird gemäß der Darstellung in Fig. 5 genommen, vorzugsweise in drei gleichbeabstandeten Positionen um den Radkranz. Die Radkränze werden demontiert, und die Dicken T2, T3 und T4 werden gemessen, wiederum vorzugsweise an drei Stellen. Die Beilagscheibendicke wird so berechnet, daß sich 0,254 mm (0.010 Zoll) Klemmung an jeder Beilagscheibe gemäß folgenden Formeln ergibt:
- Dicke der oberen Beilagscheibe = [(T1 - T2)/2)] - T3 - 0,254.
- Dicke der unteren Beilagscheibe = [(T1 - T2)/2] - T4 - 0,254.
- Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf den oberen Radkranz und den Zahnkranz.
- In Fig. 7, auf die Bezug genommen wird, ist die Beziehung zwischen den inneren und äußeren Keilzähnen der Zahnkranz- und Flanschkeilzähne gezeigt. Im Betrieb wird der Zahnkranz 29 reibschlüssig festgehalten, um einen Kontakt zwischen den inneren Keilzähnen 39 und den äußeren Flanschkeilzähnen 28 zu verhindern. Diese Keilverzahnungen sind durch einen Spalt getrennt, der während des normalen Betriebes aufrechterhalten wird und geschaffen werden kann, indem jeder zweite Keilzahn an dem Flansch eliminiert wird. Wenn ein Überdrehmomentzustand auftritt oder wenn das Elastomer versagen sollte, werden die inneren Zahnkranzkeilzähne die äußeren Flanschkeilzähne erfassen und somit fortfahren, das Ritzel und das große Antriebsrad anzutreiben. Das erfindungsgemäße Getriebe umfaßt somit ein zusätzliches Reservesystem zum Aufrechterhalten des Betriebes, wenn das Elastomer versagen sollte.
- Fig. 8 zeigt die Herleitung der Zahngeometriebeziehungen für den Antrieb mit Drehmomentaufteilung.
- In Fig. 9, auf die Bezug genommen wird, ist eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. In dieser Ausführungsform sind äußere Wände 61 und 61A nach innen statt nach außen abgewinkelt, wobei die Zahnkranzpaßflächen 62 und 62A entsprechend abgewinkelt sind. Ein zusätzlicher Satz Schraubenlöcher 53 ist vorgesehen, um Schrauben auf beiden Seiten der elastomeren Schichten 54, 55 aufzunehmen. Die anderen Teile des Getriebes sind jedoch im wesentlichen die gleichen wie bei der vorhergehenden Ausführungsform. Dieser Entwurf dürfte in Fällen mit Selbstausrichtung brauchbarer sein, wenn der elastomere Isolator weicher als bei dem vorherigen Entwurf ist. Praktisch ist es so, daß bei der vorherigen Ausführungsform das Elastomer so zusammengedrückt wird, daß es nach außen getrieben wird, wogegen bei dieser Ausführungsform die abgewinkelten Oberflächen das Elastomer nach innen treiben. Infolgedessen wird in Betracht bezogen, daß die Oberflächen von einer normalen Achse um bis zu plus oder minus etwa 45º abweichen können, je nach dem Verwendungszweck.
- In Fig. 10, auf die Bezug genommen wird, ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei der ein oberes Lager 56 außerhalb eines Flansches 57 statt innerhalb desselben vorgesehen ist. Das vergrößert die Spreizung zwischen den Lagern, erleichtert die Montage und kann in gewissen Fällen zu bevorzugen sein. Jeder Entwurf ist gleichermaßen anwendbar, da beide eine verbesserte Lebensdauer ergeben, indem sie die Anzahl der Lager reduzieren, die in dem Getriebe erforderlich sind.
- Unter Verwendung der vorliegenden Erfindung kann ein Antriebssystem mit Drehmomentaufteilung geschaffen werden, welches die Drehmomentübertragung bei reduziertem Gewicht und reduzierter Komplexität gleichmäßig aufteilt. Ein solches Drehmomentantriebssystem eliminiert wenigstens zwei Lager pro Welle, vier Lager pro Triebwerk, wobei es außerdem für einen ausfallsicheren Betrieb bei Überdrehmomentzuständen oder bei einem Ausfall des Elastomers sorgt. Außerdem eliminiert ein solcher Entwurf die Notwendigkeit des Dreiwellengetriebes nach dem Stand der Technik, indem stattdessen ein Einzelwellenentwurf benutzt wird. Das erlaubt, die gesamte Länge, das Gewicht und die Komplexität des Antriebssystems zu reduzieren.
Claims (14)
1. Hubschrauberhauptrotorantriebssystem mit
Drehmomentaufteilung, das Antriebseinrichtungen (41, 42) hat, die über zwei
Getriebe (20) mit einer angetriebenen Einrichtung (43, 44)
verbunden sind, welche mit der Hauptrotorwelle (45) verbunden ist,
wobei jedes Getriebe eine Welle (21) hat, auf der Welle (21)
eine Einrichtung (22, 23) vorgesehen ist zum Eingriff mit der
angetriebenen Einrichtung (43, 44) und auf der Welle (21) eine
Zahnkranzeinrichtung (29) vorgesehen ist zum Eingriff mit den
Antriebseinrichtungen (41, 42), wobei das Getriebe (20) weiter
eine Flanscheinrichtung (26; 57) aufweist, die auf der Welle
(21) befestigt ist, wobei die Flanscheinrichtung (26; 57) zwei
abgewinkelte äußere Oberflächen (37, 37A; 61, 61A) hat, wobei
die Zahnkranzeinrichtung (29) zwei abgewinkelte Oberflächen
(40; 62, 62A) hat, die so angeordnet sind, daß sie den beiden
abgewinkelten äußeren Oberflächen (37, 37A; 61, 61A) der
Flanscheinrichtung zugewandt sind, und wobei wenigstens eine
elastomere Schicht (36; 54, 55) zwischen den abgewinkelten
Oberflächen (40; 62; 62A) der Zahnkranzeinrichtung und den
abgewinkelten Oberflächen (37, 37A; 61, 61A) des Flansches angeordnet
ist, um Drehmoment von der Zahnkranzeinrichtung (29) über die
Welle (21) reibschlüssig auf die angetriebene Einrichtung (43,
44) zu übertragen.
2. Antriebssystem mit Drehmomentaufteilung nach Anspruch 1,
wobei die Flanscheinrichtung (26; 57) zwei Radkränze (30, 31)
aufweist, die an einem Flansch (26; 57) befestigt sind, welcher
auf der Welle (21) vorgesehen ist.
3. Antriebssystem mit Drehmomentaufteilung nach Anspruch 2,
wobei die Radkränze (30, 31) mit dem Flansch (26; 57) verschraubt
sind, um die elastomere Schicht (36; 54, 55) vorzubelasten.
4. Antriebssystem mit Drehmomentaufteilung nach Anspruch 1,
weiter mit inneren Keilzähnen (39), die an einer inneren
Oberfläche
der Zahnkranzeinrichtung (29) vorgesehen sind, und
äußeren Keilzähnen (28), die an dem Umfang der Flanscheinrichtung
(26) vorgesehen sind, wobei die Zähne (28, 39) in gegenseitiger
Nähe angeordnet und durch einen Spalt getrennt sind, sofern
nicht ein Überdrehmomentzustand auftritt.
5. Antriebssystem mit Drehmomentaufteilung nach Anspruch 1,
wobei die elastomere Schicht (36; 54, 55) ein Elastomer (48)
aufweist, das mit einem metallischen Tragstreifen (49) verbunden
ist.
6. Antriebssystem mit Drehmomentaufteilung nach Anspruch 5,
wobei das Elastomer (48) Nitrilgummi ist.
7. Antriebssystem mit Drehmomentaufteilung nach Anspruch 5,
wobei das Elastomer (48) ein Fluorelastomer ist.
8. Antriebssystem mit Drehmomentaufteilung nach Anspruch 7,
wobei das Fluorelastomer (48) ein Fluorkohlenstoff- oder
Fluorsilikonelastomer ist.
9. Antriebssystem mit Drehmomentaufteilung nach Anspruch 1,
wobei das Getriebe (20) weiter zwei Lager (24, 25; 56) aufweist,
von denen eines (24) an einem unteren Ende der Welle (21)
angeordnet ist und eines (25; 56) an einem oberen Ende der Welle
(21) angeordnet ist, um das Getriebe (20) drehbar zu lagern.
10. Antriebssystem mit Drehmomentaufteilung nach Anspruch 1,
wobei die angetriebene Einrichtung ein großes Antriebsrad (43,
44) ist und wobei die Einrichtung zum Eingriff mit der
angetriebenen Einrichtung zwei Ritzel (22, 23) aufweist.
11. Antriebssystem mit Drehmomentaufteilung nach Anspruch 1,
wobei die abgewinkelten Oberflächen (37, 37A; 61, 61A) der
Flanscheinrichtung und die abgewinkelten Oberflächen (40; 62,
62A) der Zahnkranzeinrichtung relativ zu einer normalen Achse
derselben um plus oder minus 45 Grad abgewinkelt sind.
12. Antriebssystem mit Drehmomentaufteilung nach Anspruch 1,
wobei die abgewinkelten Oberflächen (37, 37A, 40) relativ zu
der Welle (21) nach außen abgewinkelt sind, um die elastomere
Schicht (36) in einer Auswärtsrichtung vorzubelasten.
13. Antriebssystem mit Drehmomentaufteilung nach Anspruch 1,
wobei die abgewinkelten Oberflächen (61, 61A, 62, 62A) einwärts
abgewinkelt sind, um die elastomere Schicht (54, 55) in einer
Einwärtsrichtung vorzubelasten.
14. Antriebssystem mit Drehmomentaufteilung nach Anspruch 1,
wobei die Antriebseinrichtung eine Gasturbinentriebwerkswelle
(42) aufweist, die über ein Ritzel (41) mit dem Getriebe (20)
in Verbindung steht, und weiter äußere Keilzähne (38), die an
dem äußeren Umfang der Zahnkranzeinrichtung (29) angeordnet
sind, um in das Triebwerksritzel (41) einzugreifen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/525,388 US5117704A (en) | 1990-05-16 | 1990-05-16 | Elastomeric torsional isolator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE69106215D1 DE69106215D1 (de) | 1995-02-09 |
DE69106215T2 true DE69106215T2 (de) | 1995-05-11 |
Family
ID=24093048
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE69106215T Expired - Fee Related DE69106215T2 (de) | 1990-05-16 | 1991-05-14 | Antriebsteiler für den Hauptrotor eines Hubschraubers mit Drehschwingungsdämpfer aus Elastomerwerkstoff. |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5117704A (de) |
EP (1) | EP0457711B1 (de) |
JP (1) | JPH04228952A (de) |
CA (1) | CA2042002A1 (de) |
DE (1) | DE69106215T2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3816043A1 (de) | 2019-10-30 | 2021-05-05 | Airbus Helicopters | Drehmomentübertragungssystem mit normalverbdinung und notverbbindung zwischen einer antriebswelle und einer angetriebenen welle, und fahrzeug |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07286623A (ja) * | 1994-04-15 | 1995-10-31 | Mitsubishi Electric Corp | 可とう歯車継手 |
US5716300A (en) * | 1996-05-01 | 1998-02-10 | Sikorsky Aircraft Corporation | Isolated ring gear for planetary gear drive systems |
JPH1159593A (ja) * | 1997-08-14 | 1999-03-02 | Fuji Heavy Ind Ltd | ヘリコプタの動力伝達装置 |
DE19736572A1 (de) | 1997-08-22 | 1999-02-25 | Zf Luftfahrttechnik Gmbh | Getriebe mit Leistungsverzweigung, insbesondere für einen Hubschrauber-Rotor-Antrieb |
ATE226289T1 (de) * | 1997-11-03 | 2002-11-15 | Honeywell Ag | Einrichtung zur erzeugung einer längsbewegung und oder einer drehbewegung |
US5911788A (en) * | 1998-02-20 | 1999-06-15 | Sundstrand Corporation | Compliant gear |
US6428443B1 (en) | 2001-01-29 | 2002-08-06 | Delphi Oracle Corp. | Split torque epicyclic gearing |
US7022023B2 (en) | 2002-04-30 | 2006-04-04 | Don Guo | Integrated driveline flange torsional damper |
US20060123942A1 (en) * | 2004-12-14 | 2006-06-15 | Facciolla Arthur O | Constructive arrangement in metallic gear |
US8141812B2 (en) * | 2006-11-14 | 2012-03-27 | Textron Innovations Inc. | Multiple drive-path transmission with torque-splitting differential mechanism |
US8128076B2 (en) * | 2008-11-07 | 2012-03-06 | Itt Manfacturing Enterprises, Inc. | Noise attenuator for side wall panel |
CN103742604B (zh) * | 2014-01-13 | 2016-08-17 | 西北工业大学 | 一种相位可调节的弹性轴均载装置 |
AT514590B1 (de) * | 2014-02-13 | 2015-02-15 | Metaldyne Internat Deutschland Gmbh | Zahnrad |
WO2015167893A1 (en) * | 2014-04-29 | 2015-11-05 | Sikorsky Aircraft Corporation | Radially compliant quill shaft |
US10151379B2 (en) * | 2014-10-14 | 2018-12-11 | Dayco Ip Holdings, Llc | Torsional vibration dampers |
CN104500707B (zh) * | 2014-12-19 | 2017-11-14 | 重庆大学 | 减速用分扭传动机构 |
CN104633006A (zh) * | 2015-01-09 | 2015-05-20 | 哈尔滨东安发动机(集团)有限公司 | 传动系统均载结构 |
US20160215855A1 (en) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | Honeywell International Inc. | Aircraft electric drive train with damping/compliance device |
JP6841806B2 (ja) * | 2018-10-05 | 2021-03-10 | ファナック株式会社 | 回転力伝達部品 |
CN109677599A (zh) * | 2019-02-22 | 2019-04-26 | 一飞智控(天津)科技有限公司 | 双旋翼无人机动力系统 |
US10808753B1 (en) * | 2019-06-03 | 2020-10-20 | Raytheon Technologies Corporation | Method and apparatus for mounting multiple bearings on a shaft |
IT201900016145A1 (it) | 2019-09-12 | 2021-03-12 | Ge Avio Srl | Ammortizzatore di un sistema assialmente iperstatico |
US11702197B2 (en) * | 2020-03-19 | 2023-07-18 | Lockheed Martin Corporation | Coaxial split torque gearbox with sequential load distribution |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US403326A (en) * | 1889-05-14 | Thomas j | ||
US95122A (en) * | 1869-09-21 | Improved railway-car and driving- wheel | ||
US623883A (en) * | 1899-04-25 | Cushioned car-wheel | ||
DE331989C (de) * | 1919-11-21 | 1921-01-18 | Huldreich Keller | Zusammensetzbares Zahnrad |
US2674897A (en) * | 1949-06-11 | 1954-04-13 | S D M Company | Resilient sheave |
FR1147556A (fr) * | 1955-03-08 | 1957-11-27 | Napier & Son Ltd | Perfectionnements aux engrenages |
GB979541A (en) * | 1962-11-29 | 1965-01-06 | Angus George Co Ltd | Improvements in and relating to gearwheels |
US3408830A (en) * | 1966-08-25 | 1968-11-05 | Eaton Yale & Towne | Torsion drive assembly |
DE1945264A1 (de) * | 1969-09-06 | 1971-03-11 | Bhs Bayerische Berg | Elastische,drehmomentuebertragende Abstuetzung eines Zahnkranzes |
DE2215881A1 (de) * | 1972-03-28 | 1973-10-11 | Mannesmann Meer Ag | Verzweigungsgetriebe, insbesondere fuer schiffsantriebsanlagen |
DE2438549A1 (de) * | 1974-08-10 | 1976-02-19 | Hurth Masch Zahnrad Carl | Zahnrad |
US3871248A (en) * | 1974-08-13 | 1975-03-18 | Thomas Barish | Two-power-path bevel gearing for high loads and high speeds |
SU579489A1 (ru) * | 1976-05-24 | 1977-11-05 | Институт Проблем Надежности И Долговечности Машин Ан Белорусской Сср | Зубчатое колесо |
JPS6049796B2 (ja) * | 1978-01-06 | 1985-11-05 | 日本ゼオン株式会社 | ゴム管またはゴムホ−ス |
US4489625A (en) * | 1982-11-23 | 1984-12-25 | Transmission Research, Inc. | Split torque transmission |
US4674351A (en) * | 1985-12-23 | 1987-06-23 | Sundstrand Corporation | Compliant gear |
GB8610756D0 (en) * | 1986-05-02 | 1986-06-11 | Pengilly E A | Power transmission |
US4831897A (en) * | 1987-10-05 | 1989-05-23 | Sundstrand Corporation | Torsionally compliant gear for use in multiple load path transmissions |
-
1990
- 1990-05-16 US US07/525,388 patent/US5117704A/en not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-05-07 CA CA002042002A patent/CA2042002A1/en not_active Abandoned
- 1991-05-14 DE DE69106215T patent/DE69106215T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-05-14 EP EP91630028A patent/EP0457711B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-15 JP JP3139818A patent/JPH04228952A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3816043A1 (de) | 2019-10-30 | 2021-05-05 | Airbus Helicopters | Drehmomentübertragungssystem mit normalverbdinung und notverbbindung zwischen einer antriebswelle und einer angetriebenen welle, und fahrzeug |
FR3102820A1 (fr) * | 2019-10-30 | 2021-05-07 | Airbus Helicopters | Système de transmission de couple à multiples chemins de passage entre un arbre menant et un arbre mené et véhicule |
US11555522B2 (en) | 2019-10-30 | 2023-01-17 | Airbus Helicopters | Torque transmission system having multiple torque transmission pathways from a driving shaft to a driven shaft, and a vehicle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5117704A (en) | 1992-06-02 |
EP0457711B1 (de) | 1994-12-28 |
EP0457711A1 (de) | 1991-11-21 |
DE69106215D1 (de) | 1995-02-09 |
CA2042002A1 (en) | 1991-11-17 |
JPH04228952A (ja) | 1992-08-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69106215T2 (de) | Antriebsteiler für den Hauptrotor eines Hubschraubers mit Drehschwingungsdämpfer aus Elastomerwerkstoff. | |
DE3222119C1 (de) | Axial nachgiebige Mitnehmerscheibe | |
DE1931300C3 (de) | Kraftfahrzeug-Radlagerung | |
DE3850415T2 (de) | Ausgeglichener frei-planetenantriebsmechanismus. | |
DE102013107561B4 (de) | Differentialflanschanordnung, Drehmomentübertragungsdifferentialvorrichtung und Differentialanordnung mit Drehsicherungsschlitzen | |
DE2942600A1 (de) | Kardangelenk | |
DE69101404T2 (de) | Torsionsdämpfende Vorrichtung für Reibplatte einer Kraftfahrzeugkupplung. | |
DE2932910A1 (de) | Geschwindigkeitswechselgetriebe mit wahlweise axial verschieblichen zahnraedern | |
DE3710390A1 (de) | Elastische wellenkupplung | |
WO2011088860A1 (de) | Elastische kupplung | |
DE2657575A1 (de) | Parallelwellenantrieb | |
DE2653007A1 (de) | Vorrichtung zur verbindung einer antreibenden mit einer angetriebenen welle | |
DE102004008538B4 (de) | Differential mit einer Bolzenbefestigungsbaugruppe | |
EP0025901B1 (de) | Elastische Kupplung | |
DE3827249C2 (de) | ||
DE2752445C2 (de) | Elastische Gelenkscheibe für Wellenkupplungen | |
DE3018610C2 (de) | Mehrwegegetriebe mit Lastausgleich, insbesondere für Schiffe | |
DE4017226A1 (de) | Verzweigungsgetriebe | |
CH645171A5 (de) | Flexible drehmomentuebertragungskupplung. | |
EP0152568B1 (de) | Kardanische Doppelkupplung | |
DE69100392T2 (de) | Hydrostatisch angetriebene Achse eines Gabelstaplers. | |
DE3516604C2 (de) | ||
EP0425769B1 (de) | Elastische Kupplung zur Drehmoment-Übertragung | |
EP0856675A1 (de) | Antrieb mit einer Drehmomentbegrenzung zwischen einer Welle und einer Nabe | |
DE970740C (de) | Elastische Wellenkupplung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |