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Luftschraube od. dgl. mit durch Druckfiiissigkeit steuer baren Drehflügeln.
Die Erfindung betrifft eine Luftschraube od. dgl. mit durch Druckflüssigkeit steuerbaren Drehflügeln, die durch einen an der Schraubenwelle oder-nahe gleiehachsig verschiebbar geführten Steuer- zylinder oder-kolben eines Druckflüssigkeitsmotors zwangläufig verdrehbar sind. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Luftschrauben dieser Art mit beiderends offener Schraubenhohlwelle. Gemäss vorliegender Erfindung ist die Luftschraube mit mindestens einer zur Feststellung des Steuerzylinders in jeder Steuerlage geeigneten und durch die Druckflüssigkeit entgegen einer Ausgleichsfeder ausser Eingriff gehaltenen, z.
B. als Zahnkupplung ausgebildeten Sperrvorrichtung ausgestattet, so dass bei Unterschreiten eines bestimmten Flüssigkeitsdruckes selbsttätig die sofortige Feststellung der Flügel in ihrer jeweiligen Steuerlage erfolgt. Bei einer solchen Luftschraube werden somit die Drehflügel beim Ausfall des zu deren Fernverstellung benötigten Flüssigkeitsdruckes selbsttätig festgestellt, so dass dann die Luftschraube wie eine solche mit festsitzenden Flügeln weiterarbeiten kann. Die an der Luftschraube angebrachten Vorrichtungen nach der Erfindung verhindern dabei in keiner Weise eine kontinuierliche Verstellung der Drehflügel innerhalb eines grossen Verstellbereiches.
Auf der Zeichnung sind drei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes beispielsweise veranschaulicht, u. zw. zeigt Fig. 1 einen Teil einer ersten Ausführungsform einer Luftschraube nach der Erfindung, wobei gewisse Teile in Seitenansicht und andere in einem axialen Längsschnitt gezeigt sind. Fig. 2 ist teilweise eine Draufsicht zur Fig. 1 und teilweise ein Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1. Fig. 3 zeigt in derselben Weise wie Fig. 1 eine zweite Ausführungsform und Fig. 4 ist teilweise eine Draufsicht zur Fig. 3 und teilweise ein Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3. Fig. 5 zeigt in einem axialen Längsschnitt einen Teil einer dritten Ausführungsform, von der in Fig. 6 ein Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 5 und in Fig. 7 ein Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 6 gezeigt ist.
In den Fig. 1 und 2 bezeichnet 1 das Nabengehäuse einer Luftschraube mit drei steuerbaren Drehflügel 2. Die Wurzel jedes Flügels 2 ist mit einem Zapfen 3 versehen ; von diesen ist nur einer in Fig. 1 ersichtlich. An jedem Zapfen 3 greift ein Verstellenker 4 an ; sämtliche Lenker 4 sind an einen Steuerzylinder 5 mit Druckflüssigkeit angelenkt, der auf der doppelwandigen Rohrwelle 6 gleichachsig verschiebbar gelagert ist, so dass bei seiner Verschiebung eine Verdrehung der Flügel 2 erfolgt. Die Rohrwelle 6 ermöglicht ein Schiessen durch die Nabe der Luftschraube.
Die zwei Wandungen der Rohrwelle 6 begrenzen zwei voneinander unabhängige Gruppen von Längskanälen 7, 8, die über eine nicht gezeigte Steuervorrichtung an eine ebenfalls nicht gezeigte Flüssigkeitsdruckquelle, vorzugsweise eine Öldruckquelle, angeschlossen sind. Im Zylinder 5 sind durch einen starr mit der Rohrwelle 6 verbundenen Kolben 9 zwei Räume 10, 11 gebildet. Je nach der Einstellung der erwähnten Steuervorrichtung fliesst dem einen oder andern dieser Räume Drucköl zu, wobei dann aus dem andern Drucköl abfliesst, was eine axiale Verschiebung des Zylinders 5 in dem einen oder andern Sinne zur Folge hat.
Der Zylinder 5 ist am Aussenumfange mit drei achsparallelen, zahnstangenartigen Schienen 12 versehen.
Am Nabengehäuse 1 sind ferner drei kleine Hilfszylinder 13 befestigt, in denen sich Kolben 14 verschieben können. Der auf der einen Seite dieser Kolben 14 befindliche Raum 15 ist durch Leitungen, von denen nur Teilstüeke 25 gezeigt sind, an dieselbe Druckquelle angeschlossen wie die Kanäle 7, 8 der Rohrwelle 6. Auf die andere Seite jedes Kolbens 14 wirkt eine gespannte Ausgleichsfeder 16 ein.
Die Kolben 14 sind ferner je durch einen Lenker 17 und einen Hebel 18 mit einem gemeinsamen Ring 19 verbunden, der achsgleich zur Achse der Luftschraube innerhalb eines starr mit dem Nabengehäuse 1 verbundenen Kranzes 20 drehbar gelagert ist und drei Zahnstangen 21 trägt. Der Kranz 20 weist ferner
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drei vorstehende Finger 23 auf, welche je in eine Nut 22 von Führungsschienen 24 des Steuerzylinders 5 greifen und diesen gegen Verdrehung in bezug auf die Schraubenwelle bzw. -nabe sichern.
Versagt bei der beschriebenen Verstellvorrichtung aus irgendeinem Grunde der zum Verstellen der Drehflügel 2 benotigte Flüssigkeitsdruek, d. h. sinkt er unter einen gewissen Mindestwert, so über- wiegt in den Hilfszylindern 13 die Feder 16, so dass die Kolben 14 einwärts gedrückt und der Ring 19 als Folge davon so verdreht wird, dass die Zahnstangen 21 in die zahnstangenartigen Schienen 12 ein- greifen, wodurch der Steuerzylinder blockiert wird. Die Luftschraube arbeitet dann wie eine Schraube mit festsitzenden Flügeln.
Die erwähnte Steuervorrichtung, welche den Zufluss von Druckflüssigkeit nach den Zylindern 5 und 13 beherrscht, ist in nicht gezeigter Weise mit einer Einstellvorrichtung verbunden, die sich vom
Fliegersitz aus betätigen lässt, so dass es dem Flieger möglich ist, die beschriebene Feststellvorrichtung zur Wirkung zu bringen oder ausser Tätigkeit zu setzen. Das bietet den Vorteil, dass die eigentlichen
Verstellmittel der Flügel nur so lange in Tätigkeit zu sein brauchen, als unbedingt erforderlich ist, was die Ölverluste und die Abnutzung der Teile auf ein Mindestmass zu beschränken gestattet. Anderseits gewährleistet die beschriebene Vorrichtung in der festgestellten Lage der Schraubenflügel einen durchaus sicheren Betrieb.
Die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der beschriebenen grundsätzlich dadurch, dass die den drei Flügeln zugehörigen drei Gruppen von Hilfsmittel nicht auf einen gemeinsamen Blockierring 19 einwirken, sondern unabhängig voneinander zur unmittelbaren Blockierung des Steuerzylinders dienen.
Bei dieser zweiten Ausführungsform bezeichnet 30 den relativ zu einem feststehenden, nicht gezeichneten Kolben sieh verschiebenden Steuerzylinder, der auf der Schraubenwelle verschiebbar angeordnet ist. Die axiale Verschiebung dieses Zylinders 30 wird mit denselben Mitteln wie beim ersten Ausführungsbeispiel erreicht, weshalb sich deren Darstellung und Beschreibung erübrigt. Der Zylinder 30 ist durch Lenker 31 in nicht gezeigter Weise mit den zu verstellenden Flügeln 32 der gezeigten dreiflügeligen Luftsehraube so verbunden, dass die Längsbewegung dieses Zylinders in eine Drehbewegung der Schraubenflügel. 32 umgesetzt wird.
Aussen am Zylinder 30 sind drei achsparallele Zahnstangen 33 befestigt. 34 sind ebenfalls aussen am Steuerzylinder 30 angebrachte Führungsschienen, die mit einer Längsnut versehen sind, in welche mit dem Nabengehäuse 35 verbundene Finger 43 eingreifen, wodurch der Zylinder 80 am Drehen verhindert wird. An dem Nabengehäuse 35 sind ferner drei Hilfszylinder 36 befestigt. Auf die in diesen Zylindern 36 verschiebbaren Kolben 37 wirkt einerseits derselbe Flüssigkeitdruek ein, wie auf die Verstellmittel für die Schraubenflügel 32, indem die Zylinder 36 durch Leitungen 38 in nicht gezeigter Weise an dieselbe Druckquelle wie diese Mittel angeschlossen sind. Anderseits wirkt auf jeden Kolben 37 eine gespannte Ausgleichsfeder 39 ein.
Jeder Kolben 37 ist durch dessen Stange und einem Lenker 40 mit einem Kniehebel 41 verbunden, der einen Schubriegel 42 betätigt.
Versagt in irgendeinem der Zylinder 36 der Flüssigkeitsdruck, so überwiegt die Feder 39, so dass der betreffende Kolben 37 einwärts gedrückt wird, was eine solche Verstellung des dem Kolben zugeordneten Schubriegels 42 zur Folge hat, dass dieser in die ihm zugeordnete Zahnstange 33 eingreift und dadurch den Steuerzylinder 30 verhindert, sich weiter in axialer Richtung zu bewegen, diesen also blockiert.
Bei der in den Fig. 5 bis 7 gezeigten Ausführungsform sind die Hilfsmittel zum Blockieren des Steuerzylinders nicht ausserhalb, sondern im Inneren desselben angeordnet. Der Zylinder ist in diesen Fig. 5 bis 7 mit 50 bezeichnet. Der mit der Schraubenwelle fest verbundene Kolben setzt sich in Achsrichtung aus zwei Teilen 51, 52 zusammen. Auch in diesem Falle lässt sich die axiale Verschiebung des Zylinders 50 dadurch erreichen, dass eine Druckflüssigkeit in den einen oder andern der vom Kolben 51, 52 unterteilten Räume 55, 56 des Zylinders 50 durch nicht gezeichnete Kanäle geleitet wird. Letzterer weist am Innenumfange eine grössere Anzahl von Rillen 53 auf. Zum Blockieren des Steuerzylinders 50 dienen drei im Kolben M, 52 verschiebbar angeordnete Hilfskolben 54.
Jeder Hilfskolben begrenzt zusammen mit dem Kolbenteil 51 einen Raum 58, in den von einer nicht gezeichneten Druckquelle, an die sich auch die erwähnten Räume 55, 56 zu beiden Seiten des Kolbens N, 52 anschliessen lassen, Druckflüssigkeit gelangen kann, wobei dann der betreffende Hilfskolben 54 entgegen der Wirkung einer Ausgleichsfeder 59 in einer bestimmten Endlage gehalten wird. In Fig. 5 bezeichnet 60 eine Hülse, welche den Zu-und Abfluss der Druckflüssigkeit zu den verschiedenen Räumen 58 sowie über die erwähnten, nicht gezeichneten Kanäle zu den Räumen 55, 56 beherrscht.
In Verbindung mit jedem Hilfskolben 54 sind zwei zu beiden Seiten desselben angeordnete, als Schwenkriegel 61 ausgebildete Sperrorgane vorgesehen, die zwischen den Kolbenteilen 51, 52 ver- schiebbar sind. Diese Schwenkriegel 61 sind an ihrem Aussenumfange mit Zähnen 63 versehen, deren Querschnitt dem Querschnitt der Umfangsrillen 53 des Steuerzylinders 60 entspricht. Jeder dieser Schwenkriegel ist schwingbar um einen Zapfen 62 (Fig. 6) angeordnet. Die verschiedenen Zapfen 62 sind in den Kolbenteilen 51, 52 gelagert. Jeder Schwenkriegel 62 ist durch eine Stange 64 mit einem verschiebbaren Körper 57 verbunden, der im zugeordneten Hilfskolben 54 quer verschiebbar ist.
Die Gegenzähne 63 der Schwenkriegel 61 sindin der Achsrichtung des Steuerzylinders 50 in bezug aufeinander so versetzt, dass jeweils nur zwei diametral gegenüberliegende Schwenkriegel in die Umfangsrillen 53
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des Zylinders 50 eingreifen können. In Fig. 6 sind die Schwenkriegel A und B in der Eingriffslage gezeigt, während die übrigen vier Schwenkriegel 61 in der Lage gezeigt sind, in welcher sie gegen die vorspringenden Teile der Rillen 53 anliegen, nicht aber in die Rillen selbst eingreifen können. Auf diese Weise lässt sich eine sehr genaue Einstellung des Steuerzylinders 50 in der blockierten Lage erreichen und damit auch eine genaue Einstellung der Schraubenflügel in einer bestimmten, einzuhaltenden Lage.
Das Eingreifen von zwei diametral gegenüberliegenden Schwenkriegel 61 in die Rillen 53 des Steuer-
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ausgeübte Kraft. Durch die dann in die Zylinderrillen 53 eingreifenden zwei Schwenkriegel 61 wird der Steuerzylinder 50 an weiteren Längsbewegungen verhindert, womit auch die nicht gezeichneten Mittel zum Verstellen der Schraubenflügel blockiert werden.
Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass die Längsbewegung des Steuerzylinders 50 durch Zapfen 65 auf die nicht gezeichneten Mittel zum Verstellen der Schraubenflügel übertragen wird. Die verschiedenen Zapfen 65 bilden mit einem Ring 66 ein Ganzes. Dieser Ring 66 ist durch eine Mutter 67 am Steuerzylinder 50 befestigt. Auch in diesem Falle wird der Steuerzylinder 50 durch nicht gezeichnete Mittel, die an dem ebenfalls nicht gezeichneten Nabengehäuse angebracht sind, am Verdrehen gehindert.
Die beschriebenen Verstellvorrichtungen sind besonders geeignet für Luftschrauben mit Hohlwelle für Durchschussmöglichkeit. Die Erfindung lässt sich jedoch ohne weiteres auch bei Luftschrauben mit axial geschlossenen Naben anwenden. Ferner umfasst sie auch Verstellvorrichtungen für die Flügel von Gebläsen und Ventilatoren, vor allem solchen mit axialem Durchfluss der Luft oder eines Gases.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Luftschraube od. dgl. mit durch Druekflüssigkeit steuerbaren Drehflügeln, die durch einen an der Schraubenwelle oder-nabe gleichaehsig verschiebbar geführten Steuerzylinder oder-kolben eines Druckflüssigkeitsmotors zwangläufig verdrehbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube mit mindestens einer zur Feststellung des Steuerzylinders (5 bzw. 30 bzw. 50) in jeder Steuerlage geeigneten und durch die Druckflüssigkeit entgegen einer Ausgleichsfederung (16 bzw. 39 bzw. 59) ausser Eingriff gehaltenen, z. B. Zahnsperrkupplung (12, 21 bzw. 33,42 bzw. 53, 61) ausgestattet ist, so dass bei Unterschreiten eines bestimmten Flüssigkeitsdruckes selbsttätig die sofortige Feststellung der Flügel in ihrer jeweiligen Steuerlage erfolgt.