DE2541726C2

DE2541726C2 - Hauptrotor-Getriebe für einen Hubschrauber

Info

Publication number: DE2541726C2
Application number: DE2541726A
Authority: DE
Inventors: Ray Dennis Woodbridge Conn. Leoni; Robert Arthur Stratford Conn. Stone
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1974-10-15
Filing date: 1975-09-18
Publication date: 1986-02-27
Also published as: BR7506593A; JPS5164299A; FR2288032B1; GB1521054A; US3942387A; IL48170A0; FR2288032A1; EG11908A; JPS5844520B2; DE2541726A1; IT1043367B; AU8505275A; CA1008434A; IL48170A

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Solche Getriebe dienen zur Übertragung der Antriebsleistung von der Abtriebswelle eines Triebwerkes auf die abgewinkelt dazu angeordnete Antriebswelle des Hauptrotors eines Hubschraubers. Solchen Getrieben ist stets eine Freilaufkupplung zugeordnet, die sich entweder innerhalb des Getriebekastens (DE-AS 42 388) oder außerhalb des Getriebekastens befindet (GB-PS 8 39 999) und dem Hauptrotor während des Fluges gestattet, sich in Autorotation unabhängig vom Triebwerk weiterzudrehen, falls das Triebwerk stillgesetzt wird oder sich sehr langsam dreht.

Bei dem bekannten Getriebe mit in dem Getriebekasten vorgesehener Freilaufkupplung (DE-AS 10 42 388), welches den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Aufbau hat, ist die Freilaufkupplung oberhalb des eigentlichen Hauptuntersetzungsgetriebes, das als PIanetenradgetriebe ausgebildet ist, in dem Hauptgetriebekasten angeordnet. Die Freilaufkupplung kann deshalb nur unter Schwierigkeiten gewartet und nur mit großem Arbeitsaufwand ausgebaut werden. Um an die Freilaufkupplung heranzukommen, müssen der gesamte Getriebekasten ausgebaut und die Anschlußkupplungen der Antriebswelle und der Abtriebswelle des Heckrotors gelöst werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, dieses bekannte Getriebe so zu verbessern, daß die Freilaufkupplung einfach und ohne großen Arbeitsaufwand aus- und wieder eingebaut werden kann.

Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dem Getriebe nach der Erfindung kann die Freilaufkupplung auf einfache Weise aus- und wieder eingebaut werden, weil weder der Getriebekasten ausgebaut noch der Anschluß der Antriebswelle gelöst zu werden braucht. Da bei dem Getriebe nach der Erfindung die Antriebswelle, die Abtriebswelle und die Freilaufkupplung alle unabhängig voneinander in dem Getriebekasten befestigt sind, kann die Freilaufkupplung zu Wartungszwecken ohne Störung der Antriebswelle und der Abtriebswelle und der Ausrichtung der mit diesen verbundenen Hochgeschwindigkeitskegelräder aus- und wieder eingebaut werden. Außerdem hat dadurch der Getriebekasten des Getriebes einen kompakteren Aufbau.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. leine Schnittansicht des Getriebes nach der Erfindung und

Fig.2 in kleinerem Maßstab eine Schnittansicht, in der die Freilaufkupplung aus dem Getriebekasten herausgezogen dargestellt ist.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist ein Getriebekasten A an einem Triebwerkstraggehäuse 10 befestigt. Das Triebwerk, von welchem lediglich eine Welle 11 dargestellt ist, treibt eine in Lagern 14 und 16 gelagerte Antriebsso welle 12 des hier als Winkelgetriebe dargestellten Getriebes an. Zwischen den Lagern 14 und 16 trägt die Antriebswelle 12 ein Kegelradritzel 18. Antriebswelle 12, Lager 14 und 16 sowie das Kegelradritzel 18 bilden eine Baueinheit B des Getriebes, die lösbar an dem Triebwerkstraggehäuse 10 und an dem Getriebekasten A mittels Schrauben 20 befestigt ist und von dem Getriebekasten A insgesamt ohne Beeinflussung der Antriebswelle 12 und der dieser zugeordneten Lager 14 und 16 gelöst werden kann.

Ein Lagergehäuse 23 der Baueinheit B ist ebenfalls mittels der Schrauben 20 an einem Zwischengehäuse 22 befestigt. Das Zwischengehäuse 22 ist an einem Außenflansch eines Übergangsgehäuses 26 mittels Schrauben 24 befestigt. Das Übergangsgehäuse 26 verbindet den Getriebekasten A mit einem Hauptgetriebekasten 28, an welchem es mittels Schrauben 25 befestigt ist. Der Hauptgetriebekasten 28 enthält das Hauptuntersetzungsgetriebe (nicht dargestellt) für den Hauptrotor ei-

nes Hubschraubers.

Ein als Hohlwelle 32 ausgebildetes Kegelrad 30 ist zu der Antriebswelle 12 abgewinkelt angeordnet und steht mit dem Kegelradritzel 18 im Eingriff. Die Hohlwelle 32 ist mit ihrem zum Rotor gerichteten Ende in dem Übergangsgehäuse 26 mittels Rollenlagern 34 und mit ihrem vom Rotor weggerichteten Ende in dem Zwischengehäuse 22 mittels eines Rollenlagers 36 gelagert. Die Hohlwelle 32 ist an ihrem vom Rotor weggerichteten Ende glockenförmig erweitert, so daß eine axiale Kammer 37 gebildet ist.

Eine in der Hohlwelle 32 verlaufende Abtriebswelle 38 verbindet die Abtriebsseite einer Freilaufkupplung C mit dem nicht dargestellten Hauptuntersetzungsgetriebe. Die Abtriebsweile 38 ragt in die Kammer 37 der Freilaufkupplung C und hat ein äußeres Vielkeilprofil 42. das mit einem inneren Vielkeilprofil 61 der Freilaufkupplung Cin Eingriff ist.

Die Freilaufkupplung C weist als Abtriehsteil eine innere Hülse 46 und als AntriebsteiJ eine hierzu konzentrische äußere Hülse 48 auf, die mittels zwischen den Hülsen 46,48 angeordneter Lager 45 relativ zueinander drehbar und an ihren einander zugewandten Enden über Kupplungsrollen 50 miteinancer verbunden sind. Die Kupplungsrollen 50 wirken mit schrägen Flächen an einer der Hülsen zusammen, wobei die innere Hülse 46 in einer Richtung angetrieben wird, jedoch ist die innere Hülse 46 in bezug auf die äußere Hülse 48 frei drehbar, wenn das Triebwerk stillsteht und sich der Hauptrotor in Autorotation befindet.

Die innere Hülse 46 trägt an einem Ende ein Lager 5*, welches mit der Freilaufkupplung C axial in eine Position bewegt werden kann, in der es mit einer Führungsfläche 54 der Hohlwelle 32 in Berührung ist. Die äußere Hülse 48 hat einen Führungsflansch 56 und ein Vielkeilprofil 58 (F i g. 2), die mit einer Führungsfläche 60 bzw. einem Vielkeilprofil 44 der Hohlwelle 32 zusammenwirken. Das innere Vielkeilprofil 61 der inneren Hülse 46 greift in das äußere Vielkeilprofil 42 der Abtriebswelle 38 ein und stellt somit eine Verbindung zwischen der Hohlwelle 32 und der Abtriebswelle 38 über die Freilaufkupplung Cher.

Die Freilaufkupplung C wird in der Kammer 37 mittels einer Hülse 62, die mit einem Außengewinde 64 versehen ist, in ein Innengewinde 66 in dem äußeren Ende der Hohlwelle 32 eingeschraubt und dort in ihrer Betriebsstellung festgehalten. Die Hülse 62 drückt gegen die äußere Hülse 48 der Freilaufkupplung C und bildet für diese ein axiales Widerlager. Eine Riegelplatte 63 ist mit der Hülse 62 verkeilt und zum Festhalten derselben mittels einer Schraube 67 mit der Hülse 48 verbunden. Die Schraube 67 dient außerdem zur Befestigung einer Lagerhaltemutter 65.

Ein als Kegelrad ausgebildetes Zahnrad 68 zum Antrieb von Zubehörteilen wird durch ein Vielkeilprofil 69 angetrieben, das mit einem Vielkeilprofii 70 der inneren Hülse 46 auf der Abtriebsseite der Freilaufkupplung C in Eingriff ist. Das Zahnrad 68 ist mit einem Kegelrad 72 in Eingriff, welches die Zubehörteile antreibt, die in einem Gehäuse 74 angeordnet sind, das an dem Zwischengehäuse 22 befestigt ist. Das Zahnrad 68 ist an der Freilaufkupplung Cmittels einer Mutter 76 befestigt, die auf ein Gewinde 78 der inneren Hülse 46 der Freilaufkupplung Caufgeschraubt ist. Der Getriebekasten A hat eine Öffnung, welche axial mit der Hohlwelle 32 ausgerichtet b5 ist. Die Öffnung ist durch einen Deckel 80 verschlossen, der an dem Getriebekasten A mittels Schrauben 82 befestigt ist. Die Öffnung hat einen Durchmesser, der wenigstens so groß ist wie der Durchmesser der Kammer 37, damit die Freilaufkupplung C auf einfache Weise gelöst und aus dem Getriebekasten A herausgezogen werden kann.

Im Betrieb wird die Antriebsleistung von dem Triebwerk üoer die Antriebswelle 12 und das Kegelradritzel 18 auf das Kegelrad 30 und auf die das Antriebsteil der Freilaufkupplung Cbildende äußere Hülse 48 durch die VivMkeilprofile 58 und 44 übertragen. Die Übertragung der Antriebsleistung erfolgt dann weiter über die festgeklemmten Kupplungsrollen 50 der Freilaufkupplung Cauf die das Abtriebsteil der Freilaufkupplung bildende innere Hülse 46 und schließlich über die Vielkeilprofile 61 und 42 auf die Abtriebswelle 38.

Wenn das Triebwerk abgeschaltet ist und sich der Haupirotor in Autorotation befindet, dreht sich die innere Hülse 46 der Freilaufkupplung Cin den Lagern 45 relativ zu der mit dem Triebwerk verbundenen äußeren Hülse 48. Die Vielkeilprofile 69 und 70 des Zahnrades 68 bzw. der inneren Hülse 46 bewirken in diesem Betriebszustand den Antrieb der Zubehörteile.

Zum Einbauen und Ersetzen der Freilaufkupplung C brauchen die anderen Teile des Getriebes auf der Antriebsseite und/oder auf der Abtriebsseite der Freilaufkupplung C nicht entfernt zu werden. Die Baueinheit B mit dem Kegelradritzel 18 und den Lagern 14,16 ist von diesen Montagearbeiten nicht betroffen. Dies gilt auch für das Kegelrad 30 und die in dem Übergangsgehäuse 26 gelagerte Hohlwelle 32 sowie die Abtriebswelle 38. Das ist wichtig, weil die Antriebswelle 12 und die Hohlwelle 32 mit dem Kegelradritzel 18 und dem Kegelrad 30 die gesamte Antriebsleistung des Hauptrotors bei hoher Drehzahl übertragen und wegen der abgewinkelten Wellanordnung außerordentlich großen seitlichen Schubkräften ausgesetzt sind. Es ist deshalb sehr wichtig, daß die ursprüngliche Einstellung des Kegelradritzels 18 und des Kegelrades 30 und ihre genaue gegenseitige Lagebeziehung bei der Wartung der Freilaufkupplung C unverändert bleiben. Die Freilaufkupplung C erfordert hingegen keinen sehr genauen axialen Einbau bezüglich der anderen Teile des Getriebes, da ihre Teile konzentrisch angeordnet sind und das Drehmoment durch axiale Vielkeilprofile übertragen wird.

In ihrer Betriebsstellung befindet sich die Freilaufkupplung C in der glockenförmigen Kammer 37 der Hohlwelle 32 und ist dabei an ihrem inneren Ende durch das Lager 52 abgestützt, welches mit der durch eine Bohrung gebildeten Führungsfläche 54 in Berührung ist. Das Lager 52 wird durch den Führungsflansch 56 in diese Stellung geführt, der zum Einführen des Vielkeilprofiles 58 in das Vielkeilprofil 44 der Hohlwelle 32 beiträgt und schließlich mit der durch eine Bohrung gebildeten Führungsfläche 60 am inneren Ende der inneren Hülse 46 in Berührung gelangt. Das Lager 52 und die Führungsfläche 54 sowie die ineinandergreifenden Vielkeilprofile können mit einer Gleitpassung versehen sein, da die Freilaufkupplung C nur ein Drehmoment überträgt und keinen axialen Belastungen ausgesetzt ist.

Es ist auch möglich, eine Freilaufkupplung zu verwenden, bei der die innere Hülse das Antriebsteil und die äußere Hülse das Abtriebsteii bildet. Die Verwendung von inneren oder äußeren Vielkeilprofilen ist fakultativ.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hauptrotor-Getriebe für einen Hubschrauber, mit einem Getriebekasten (A), mit einer in Lagern (14,16) in dem Getriebekasten gelagerten Antriebswelle (12), welche ein Kegelradritzel (18) trägt, mit einer winkelig zu der Antriebswelle angeordneten Hohlwelle (32), die in Lagern (34,36) in dem Getriebekasten gelagert ist und ein Kegelrad (30) trägt, das mit dem Kegelradritzel (18) in Eingriff ist, mit einer Abtriebswelle (38), die in ein Ende der Hohlwelle hineinragt, deren anderes Ende eine Kammer (37) mit größerem Durchmesser aufweist, mit einer Getricbekastenöffnung, welche auf der Seite der Kammer (37) der Hohlwelle liegt und auf diese ausgerichtet ist, und mit einer Freilaufkupplung (C), dadurch gekennzeichnet, daß die Freilaufkupplung (C) in der Kammer (37) der Hohlwelle (32) angeordnet, antriebsseitig mit der Hohlwelle (32) und abtriebsseitig mit der Abtriebswelle (38) verbunden und durch die Getriebekastenöffnung montierbar ist.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebsteil (46) der Freilaufkupplung (C) und die Abtriebswelle (38) sowie das Antriebsteil (48) der Freilaufkupplung (C) und die Hohlwelle (32) zusammenwirkende Vielkeilprofile (61, 42; 58,44) aufweisen, die durch axiales Einführen der Freilaufkupplung (C) in die Kammer (37) in Eingriff bringbar sind.

3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem zum Rotor gerichteten Ende der Kammer (37) die Hohlwelle (32) eine Führungsfläche (54) für den äußeren Lagerring eines auf dem Antriebsteil (48) der Freilaufkupplung (C) sitzenden Lagers (52) aufweist und daß in der Nähe des anderen Endes der Kammer (37) die Hohlwelle eine weitere Führungsfläche (60) für einen an dem Antriebsteil (48) der Freilaufkupplung (C) angeordneten Führungsflansch (56) aufweist.

4. Getriebe nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch Befestigungsmittel (62, 63, 75, 67) zum Festhalten der Freilaufkupplung (C) gegen axiale Verschiebung in der Kammer (37).

5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel (62, 63, 65, 67) das Antriebsteil (48)der Freilaufkupplung (C) lösbar mit der Hohlwelle (32) verbinden.

6. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebsteil (46) der Freilaufkupplung (C) ein Zahnrad (68) zum Antrieb von Zubehörteilen trägt.