Propeller mit variabler Steigung. Vorliegende Erfindung betrifft einen Propeller mit variabler Steigung, insbeson- dere für Flugzeuge.
Gemäss :der Erfindung ist der Propeller, dessen Flügel mittels eines umsteuerbaren Flüssigkeitsmotors kontinuierlich um ihre Alten gedreht werden können, mit Mitteln ausgestattet zur Begrenzung der Verstellung der Flügel zwecks Festlegung einer maxima len und minimalen Steigung.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Aus führungsbeispiel des Erfindungsgegenstan des und Einzelheiten desselben, sowie eine Detailvariante.
Fig. 1 ist ein Vertikalschnitt nach der Linie 1-1 in Fig. 4 eines Teils des Naben stückes des Propellers mit variabler Steigung. Fig. 2 ist ein Querschnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1. Fig. 3 isst ein. Aufriss eines Details. Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 1. Fig. 5 ist ein Schnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 4. Fig. 6 ist ein Schnitt einer Detailpartie. Fig. 7 ist eine schematische Stirnansicht dazu. Fig. 8 ist ein Schnitt nach der Linie 8-8 in Fig. 7. Fig. 9 ist ein Längsschnitt nach .der Linie 9-9 in Fig. 10 der Propellernabe, wobei Teile deutlichkeitshalber weggebrochen oder weggelassen sind. Fig. 10 ist. ein Aufriss hierzu ohne die Nase. Fig. 11 ist ein Schnitt nach der Linie 11-11 in Fig. 9, wobei in Fig. 10 und 11 deutlichkeitshalber Teile weg gelassen sind. Fig. 12 ist ein Teilgrundriss.
Fig. 13 ist ein Längsschnitt einer Einrich tung zur Steuerung des Ölflusses zum flüs sigkeitsbetätigten Motor. Fig. 14, 15 und 16 sind Schnitte nach den Linnen 14-14, 15-1:5 und 16-16 in Fig. 13. Fig. 17 ist ein Schnitt. nach der Linie 17-17 in Fig. 15.
Fig. 18 zeigt in ,axialer Richtung schema tisch ein abgeändertes Getriebe zur Übertra gung der Verstellkraft vom flüssigkeitsbetä- tigten Motor auf die Propellerflügel und Fig. 19 ist eine Seitenansicht hierzu mit teil weisem Schnitt.
Die Wurzel 41 (Fig. 1) jedes Flügels ist in eine Büchse 42 eingeschraubt und durch einen Stift 43 gesichert. Das äussere Ende der Büchse 42 ist von einer Hülse 44 umge ben, welche in einer in den Nabenkörper 46 eingeschraubten Büchse 45 drehbar ist.
Auf das innere Ende der Büchse 42 ist ein Schneckenrad 47 geschraubt (Fig. 1 und 2) und ein Walzenlager 48 ist zwischen das in nere Ende der Büchse 45 und das Schnecken rad 47 eingesetzt, um den Zentrifugaldruck der Flügelwurzel 41 durch die Büchse 42, das Schneckenrad 47, das Walzenlager 48 und die Büchse 45 auf den Nabenkörper 46 zu übertragen. Das Schneckenrad 47 ist mit tels einer Platte 49 (Fig. 1 und 3), welche mittels Nuten, und Federn auf dem innern Ende der Büchse 42 sitzt und mit dein Schneckenrad 47 durch Dübelstifte 50 und Schrauben 5:1 verbunden ist, auf der Büchse 12 gesichert.
Ein zweites Lager 52 ist als Drehlager der Flügelwurzel 41 ausgebildet.
In das Schneckenrad 47 greift eine Schnecke 53, welche im Nabenkörper 46 durch Axiallager 54, die den Axialdruck in beiden Richtungen aufnehmen und so die Lage der Schnecke 53 festsetzen, gelagert ist. Der Schneckenantrieb des Flügels ist somit selbsthemmend.
Auf der Welle der ,Schnecke 53 ist ein Kegelrad 55 befestigt und die zu den verschiedenen Flügeln des Propellers ge- hörenden Kegelräder 55 --reifen in Kegel räder 5,6, -elche auf in Hülsen 59 drehbaren Wellen 57 (Fig. 6) sitzen, auf deren gegen überliegenden Enden drehbar gelagerte Schraubenräder 58 sitzen.
Wie Fig. 7 und 8 zeigen, bilden die, Hülsen 59 Teile eines Ge häuses 60 und sind so angeordnet, dass die Schraubenräder 58 in eine gemeinsame, auf der Welle 62 des flüssigkeitsgetriebenen Mo tors 63 (Fig. 9) festsitzende Schnecke 61 einzugreifen vermögen. Der flüssigkeitsge- triebene Motor 63 ist umsteuerbar.
Es können mit dem Motor somit über die Schnecke 61, die Schraubenräder 58, die Wellen 57, die Kegelräder 56, 55, die Schnecken 53 und die Schneckenräder 47 die Propellerflügel in der einen oder andern Richtung kontinuier lich gedreht werden, wobei die genannten Flügel in ihren eingestellten Stellungen blok- kiert sind, wenn der Motor 63 gestoppt ist; der vorgesehene Mechanismus ist eingerichtet, um die genannten Flügel bis um 360 zu drehen.
Dem Motor 6.3 wird 01 unter Druck von der Ölzufuhrquelle der Flugzeugkraftma schine (oder von einer später beschriebenen Steuerungseinrichtung) durch Röhren 64 und 65 (Fig. 4. 5 und 12) zugeführt, welche dank eines Zweiweghahnes abwechselnd als Ein lass- und Auslassröhren wirken. Die Röhren 64 und 65 sind mit dem Gehäuse 66 verbun den, welches zur Befestigung am vordern Ende des Kurbelgehäuses der Flugzeugkraft maschine eingerichtet ist, und liegen nicht in derselben Querebene, wie Fig. 12 zeigt.
An genommen 64 sei für eine gegebene Zeit die Öleinlassröhre, so strömt Öl daraus in eine Nut 67 im Gehäuse 66, längs einem Zwil lingskanal 68 nach einem Kanal 69 (Fig. 9) und von da durch eine Öffnung 70 zu Kanä len 71 und 72 (Fig. 11) und durch eine Öff nung 73 zum Motor 63. Der Auslass vom Motor 63 geschieht durch eine Öffnung 74.
durch Kanäle 75 und 76, eine mit der Öff nung 7(1 korrespondierende Öffnung 77, einen mit dem Kanal 68 korrespondierenden Zwil lingskanal 78 und eine zur Röhre 65 füh rende Nut 79 im Gehäuse 66 und von dort zum Kurbelgehäuse oder zum Öltank zurück.
Ein Ölverlust aus -den Nuten<B>67</B> und 79 wird durch drei Kolbenringe 80 begrenzt, und ein Ölverschluss 81 ist vorgesehen, um ein Diirc#hsiekern von öl zur Aussenseite des Ge häuses 66 zu verhindern, während Abzugs- kamile 8? vorgesehen sind, um einen Ölüber- sehuss in das Motorkurbelb hause zurückzu führen.
Obschon der beschriebene Mechanismus gebaut ist, um die Propellerflügel bis um :360 zu drehen, ;sind Mittel vorgesehen, um die Steigung der genannten Flügel auf vor bestimmte Maximal- und Minimalwerte fest zulegen, @d. h.
die Flügel nicht auf mehr als auf eine vorbestimmte Steigung oder nicht auf weniger als eine vorbestimmte Steigung, aber auf jede gewünschte Zwischensteigung einstellen zu .können. Zu diesem Zweck schlie ssen die beiden Ölwege zwei Ventile '83 (Fig. 9) ein, deren Winkeleinstellungen zu einander durch die Ventilgehäuse 84 und 85 in Fig. 11 angedeutet sind. Die auf diese Gehäuse zulaufenden zwei Wellen der Schnecken 53 haben Gewindeansätze 86 (Fig. 9) und auf jedem Gewindeansatz sitzt eine Mutter 87, deren Umfang gezahnt ist, wie Fig. 10 zeigt.
Ein eine Öffnung im be nachbarten Teil der Propellernabe abschlie ssender Deckel 88 weist eine Rippe 89 auf, welche in die Nute zwischen zwei benachbar ten Zähnen der Mutter 87 eingreift und -da durch letztere am Verdrehen hindert. Bei der Drehung der Schnecken 53 werden daher die Muttern 87 auf den Gewindeansätzen 86 ver anlasst, sich längs dieser zu verschieben.
Es ist unter Hinweis auf Fig. 10 zu bemerken, dass die Verzahnung an der Mutter 87 eine solche ist, -dass, wenn .eine Nute zwischen zwei Zähnen der Mutter 87 oben steht, der eine Zahn unten in der vertikalen Mittelebene ist. Jedes Ventil 83 besitzt einen radial auswärts vorspringenden Schaft 90, .dessen freies Ende den untersten Zahn der Mutter 87 übergreift, wenn das Ventil auf seinem Sitz ist.
Fig. 9 zeigt die Stellung ,der Teile, bei welcher das Ventil sich gerade .geschlossen hat, der Motor mangels Ölzirkulation :gestoppt wurde und die Drehung, der !Schnecken 53 aufgehört hat, d. h. dis Propellerflügel auf einen vorbe stimmten Grenzsteigungswert, in diesem Fall auf den minimalen Wert, eingestellt wurden. Wenn nun Öl unter Druck durch die Röhre 65 zugelassen wird, wird das in Fig. 9 ge zeigte Ventil 83 von seinem Sitz abgehoben.
das 01 zirkuliert durch den Motor 63. und die Schneeken 53 drehen sich. Die in Fig. 9 gezeigte Mutter 87 ist dann .imstande, über das Ende des Schaftes 90 des Ventils 83 zu Passieren., da. das :
genannte Ventil durch den Öldruck von,seinem Sitz abgehoben ist, wäh rend das andere Ventil durch den Kontakt des Endes seines Schaftes 90 mit einem Zahn auf .der entsprechenden Mutter 87 von seinem Sitz abgehoben gehalten wird, bis der maxi male Steigungswert erreicht und die letzt genannte Mutter um soviel längs dem zuge hörigen Gewindeansatz 86 verschoben ist.
dass das Ende des Ventilschaftes 90 von dem Zahn der genannten Mutter frei wird und das Ventil, welches als Auslassventil wirkte, eich schliesst, wobei der Motor mangels Öl zirkulation wiederum gestoppt wird und die Variation der Steigung aufhört.
Bei entfernten Deckeln Q88 können die Muttern 87 gedreht werden, so dass beim Wiederaufsetzen der Deckel 88 die Deckel rippen 89 zwischen andere Zähne eingreifen und so der maximale und :der minimale 'Stei- gungswert für die Propellerflügel variiert werden kann. Vorliegend bedingt eine Win kelverstellung einer Mutter 87 um einen Zahneine Änderung,des Steigungswertes um annähernd 30'. Dieser Betrag kann durch Wahl anderer Schraubengewinde und ge zahnter Muttern in beliebiger Weise geändert werden.
Fig. 13 bis 17 veranschaulichen eine Ein richtung zum Steuern des Ölzuflusses zum flüssigkeitsbetätigten Motor 63. Diese Ein richtung enthält eine von ineinandergreifen den Rädern 91, 92 gebildete Pumpe, von denen das Rad 91 auf einer- hohlen Welle 93 und das Rad 92 saufeiner hohlen, sich auf wärts durch die Einrichtung erstreckenden Welle 94 befestigt ist.
Das 01 wird durch einen Kanal 95 in die Einrichtung eingelas sen und fliesst durch die hohle Welle 93 in Zwillingskanäle 96, 97 (Fix. 16), welche mit Pumpen - Zwillings - Einlasskanälen 98, 99 (Fix. 1,6 und 17) kommunizieren. Pumpen- Zwillings-Auslasskanäle 100, 101 kommuni zieren einerseits durch einen Kanal 102 mit einer um die Welle 94 herumgebildeten Ring nut 1,03 (Fix. 13 und 14) und anderseits durch einen Kanal 104 über ein Auslassventil 1,05 (Fix. 14) mit einem Ölauslass zur Pumpe.
Wie gezeigt, sind der Einlasskanal 98 und .der Auslasskanal '1-00 durch Stöpsel 106 ge- schlos @n: wenn jedoch ;gewünscht ist, können diese Kanäle offen .gelassen und dafür der Einlasskanal 99 uni der Auslasskanal l01 durch :Stöpsel geschlossen werden. Auf diese Weise kann die Pumpe Öl in den Kanal 102 unbeachtet ihres Drehsinnes abgeben.
Der Ringraum l03 kommuniziert durch Öffnun gen 107 in der Welle 94 mit einem Ring raum l08 zwischen einem Doppelkolbenventil <B>109</B> und der genannten Welle 94. Das ge- nannte Kolbenventil 109 ist, wie nachstehend beschrieben, unter Zentrifugalwirkung axial zur Welle 9-1 verschiebbar. und in seiner Mittelstellung schliesst es zwei Öffnungen 110, 111, durch welche das Öl zu den nach dem flüssigkeitsbetätigten Motor 63 führen den Röhren 61, 65 zugelassen wird.
Im übern Teil des Kolbenventils 109 sind Öffnungen l1.2 vorhanden und die hohle Welle 94 kom- Inuniziert an ihren untern Enden durch eine Öffnung 113 (Fig. 13) zu einem später er wähnten Zweck mit dem Kurbelgehäuse.
Die Welle 94 endigt in einem schüssel ähnlichen Organ 114, in welchem ein Paar Fliehgewichte 115 an Ansätzen 116 drehbar gelagert sind. Nasen 117 der Fliehgewichte 115 legen sich auf die Unterseite eines Kugel lagers 118, welches auf eine Verlängerung 119 des Kolbenventils 109 aufgesetzt ist.
Die Welle 94 wird vom Motor des Flug zeuges aus über an ihrem untern Ende vor gesehene Nuten und Federn angetrieben. Eine Feder 122 ist zwischen einem an der Verlängerung 119 befestigten Ring 123 und einem Teil 121 angeordnet, der auf einer vom Ring 123 getragenen Stange verschieb bar ist. Der Teil 121 weist eine Zahnung auf. mit, der ein Zahnrad 120 kämmt. Das Zahn rad 120 kann mittels einer nicht dargestell ten Steuereinrichtung von der Flugzeug kabine aus gedreht werden, wobei eine axiale. Verstellung des Teils 121 stattfindet und da mit eine Veränderung des von der Feder 1.22 ausgeübten Druckes.
Beim Betrieb tritt 01 (vom gewöhnlichen Öldrucknetz des Motors) durch den Kanal 95 in die Einrichtung, strömt durch die hohle Welle 93 hinunter und gelangt durch den Kanal 97 zum Pumpeneinlasskanal 99. Die Pumpe, welche durch die hohle Welle 94 in Umdrehung versetzt wird, fördert Öl durch den Auslasskanal 101 nach dem Kanal 102, von wo es in den Ringraum 103 und von da durch die Öffnungen 107 in den das Kol benventil 109 umgebenden Ringraum 108 gelangt. Wenn nun die Motorgeschwindigkeit derart ist, dass das Kolbenventil die Öffnun gen 110 und 11.1 schliesst, so öffnet der im Kanal 102 erzeugte Öldruck das Auslass ventil 105 und gestattet dem Öl den Rück fluss zur Pumpe.
Es :sei nun vorausgesetzt. dass die Motorgeschwindigkeit derart sei, dass das Kolbenventil 109 durch die Fliehge wichte 115 gehoben wird, um die Öffnungen I.10 und 111 frei zu legen. Alsdann fliesst Ö1 unter Druck aus dem Ringraum 108 durch die Öffnung 110 in die Röhre 64 und zum flüssigkeitsbetätigten Motor 63 und wird der genannte Motor in Umdrehung ver setzt, um die Steigung der Flügel zu erhö ben. Vom Motor fliesst das Öl durch die Röhre 65 zurück, durch die Öffnung 111 in die hohle Welle 94 und zieht durch die Öff nung 113 zum Kurbelgehäuse ab.
Wenn anderseits die Motorgeschwindig keit sinkt und das Kolbenventil 109 sich un ter die Mittelstellung senkt, in welcher die Öffnungen 110 und 111 geschlossen sind, so werden die genannten Öffnungen geöffnet und es fliesst Öl unter Druck aus dem Ring- rauni 108 durch die Öffnung 111 zu der nach dem flüssigkeitsbetätigten Motor 63 führen den Röhre 65.
Der Motor wird dann in einem die, Steigung .der Propellerflügel vermindern- den Sinn gedreht. Das 01 fliesst durch die Röhre (34- zurück und durch die Öffnungen 110 und l12 ins Innere des Kolbenventils 1_(19,
von wo es durch die hohle Welle 94 hin- unter und durch die Öffnung 113 ins Kur- helgehäuse zurückfliesst. Das Kolbenventil 109 wirkt also ade das Küken eines Zwei- Nach Fig. 18 und 19 trägt die Welle 62 des flüssigkeitsl.etätigten Motors 63 ein Schraubenrad 124,
welches in ein entspre- chendes Schraubenrad 125 auf einer Welle 126 eingreift, auf deren anderem Ende ein Schraubtnnrad 12i sitzt:, welches ein Sehrau- benrad 128 auf einer Welle 129 treibt, auf welcher ein Zahnkolben 13,0 sitzt.
Dieser Zahnkolben greift in ein Stirnrad 131, in wel ches auch Zahnkolben 132 auf Wellen 133 eingreifen, auf denen,die Schnecken 53 fest sitzen, über welche hier also auf abgeänderte Weise die Verstellbewegung vom Motor auf die Flügel übertragen wind.
Der beschriebene Propeller ist zur Ver wendung an verschiedenen Kraftmaschinen unterschiedlicher Leistung geeignet.