CH220634A - Einrichtung an Flugzeugen zur selbsttätigen Regelung der Steigung von Verstelluftschrauben. - Google Patents

Einrichtung an Flugzeugen zur selbsttätigen Regelung der Steigung von Verstelluftschrauben.

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CH220634A
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Akti Flugzeug-Und-Motorenwerke
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Messerschmitt Boelkow Blohm
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/30Blade pitch-changing mechanisms
    • B64C11/38Blade pitch-changing mechanisms fluid, e.g. hydraulic
    • B64C11/42Blade pitch-changing mechanisms fluid, e.g. hydraulic non-automatic

Description


  Einrichtung an Flugzeugen zur selbsttätigen Regelung der Steigung  von Verstelluftschrauben.    Bei Verstelluftschrauben mit hydrauli  schem Verstellmotor erfolgt die Regelung  des hydraulischen Mittels im allgemeinen  durch einen Regler, der in Verbindung mit  einem in der Druckmittelleitung zwischen  der dauernd fördernden Pumpe und dem  Verstellmotor angeordneten Schieber steht.  Die Stellung des Steuerschiebers, welche dem  Gleichgewichtszustand der Verstelleinrich  tung entspricht, bei welchem die     Verstell-          luftschraube    mit der festgesetzten Solldreh  zahl umläuft, ist scharf     begrenzt,    und im  Idealfalle müsste der Steuerechieber im Be  harrungszustand diese Lage genau einhal  ten.

   Der Idealfall lässt sich aber nicht ver  wirklichen; vielmehr tritt ein dauerndes  Pendeln des     Steuerschiebers    - wenn auch  mit kleinen     Ausschlägen    - um diese Stel  lung ein. Die Auswirkung dieser     Steuer-          schieberpendelung    auf den Bewegungszu  stand der Luftschraubenblätter um ihre    Längsachse lässt sich weitgehend dadurch  unterdrücken, dass das Untersetzungsverhält  nis des Getriebes zwischen Verstellmotor  und Luftsühraubenblättern möglichst gross  gewählt wird. Die Grösse dieses Unter  setzungsverhältnisses ist aber auch mass  gebend für die Verstellgeschwindigkeit der  Luftschraubenblätter; diese wird mit stei  gendem Untersetzungsverhältnis kleiner.

   Für  das Überführen der Luftschraubenblätter in  Brems- oder Segelstellung müssen aber hohe  Verstellgeschwindigkeiten gefordert werden,  vor allen Dingen bei Militärflugzeugen,  deren     Anpassungsfähigkeit    an die Erforder  nisse des Augenblickes, wesentlich von der  Möglichkeit abhängt, dass sich die Luft  schraubenblätter in kürzesten     Zeiträumen     über grosse Bereiche verstellen können.  



  Dieselben Forderungen können auch bei  Verstelluftschrauben mit elektrischem     Ver-          stellmotor    auftreten. Um die     Übertragung    von      Schwankungen des von dem Regler betätig  ten Schaltgliedes in einem elektrischen Kon  takt zu verhindern,     müssen    grosse     Unterset-          zunbsverhältnisse    der Getriebe vor den Luft  schraubenblättern     verlangt         =erden.,    welche  zu kleinen Verstellgeschwindigkeiten führen,  während anderseits zur     Überführung    der  Luftschraubenblätter in die Brems- oder  Segelstellung grosse Verstellgeschwindigkei  ten nötig sind,

   wenn die Vorteile der Ver  stelluftschrauben wirksam ausgenutzt wer  den sollen.  



  Die Erfüllung dieser beiden einander       entgegenwirkenden    Forderungen ist nicht  möglich und deshalb findet bei Verstelluft  schrauben im allgemeinen eine mittlere Ver  stellgeschwindigkeit Anwendung, durch wel  che einerseits Drehzahlschwanlungen - her  vorgerufen durch Pendeln des     Schallgliedes     der Verstelleinrichtung - bis zu einem ge  wissen. Grade unterdrückt werden und ander  seits eine noch brauchbare Manövrierfähigkeit  der Luftschraube sichergestellt wird.

   Diese  Lösung versagt aber bei     mehrmotorigen          Flugzeugen    mit synchronisierten Verstell  t'  Die Synchronisierung der Verstelluft  schrauben erfolgt bekanntlich unter anderem  zu dem Zwecke,     beringe    Unterschiede in den  Umlaufzahlen der verschiedenen Luftschrau  ben auszugleichen. Diese Ausgleichung ist  erforderlich, um die Bilden- von Schwebun  gen durch Überlagerung von Schwingungen,  die in     Abhängigkeit    von den Drehzahlen der  Luftschrauben an den Luftschraubenblättern  auftreten und auch am     Flugzeug    selbst auf  treten können, zu verhindern.

   Bekanntlich  ist die Zahl der Schwebungen in der Zeit  einheit, die durch     Überlagerung    von zwei  Schwinungen entstehen, gleich dein Unter  schied zwischen deren Schwingungszahlen,  und die Schwebungen bilden sich um so voll  kommener aus, je mehr die Amplituden der  beiden     Einzelschwingungen    einander     gleich     sind. Die letzte Voraussetzung ist     bei        mehr-          motorigen        Flugzeugen    meistens vollkommen  erfüllt.

   Die Unterschiede, welche zwischen  den     Drehzahlen    der einzelnen Luftschrauben    bei     mehrmotorigen        Flugzeugen    infolge des  oben beschriebenen Pendelns- der Schaltglie  der in den Verstelleinrichtungen bei norma  ler Verstellgeschwindigkeit entstehen, liegen  ausserdem     gerade    zwischen den     Grenzen,    die  das Zustandekommen     akustisch    äusserst lästi  ger Schwebungen zur Folge haben.

   Ausser  dem besteht die Möglichkeit, dass die bleiche  Schwebung sich aus der Überlagerung mecha  nischer, gleichfalls von der Drehzahl der  Luftschrauben     abhängiger        Schwingungen    an  der Flugzeugzelle oder den Antriebsmaschi  nen     ergibt    und dort mit der     Eigenschwin-          gung        irgendeines        Teils    in Resonanz kommt,  so dass die Gefahr mechanischer Zerstörun  gen     gegeben    ist.

   Um bei     mehrmotorigen          Flugzeugen    mit synchronisierten     Verstell-          luftschrauben    die     beabsichtigte        Wirkung    der  Synchronisierung sicherzustellen, ergibt sich  denen ach der Zwang, die Verstelleinrichtun  gen der Luftschrauben für kleine     Verstell-          Geschwindigkeiten    zu zu bauen, so dass die Be  wegungen der Luftschraubenblätter nur sehr       langsam    den Pendelengen der Schaltglieder  folgen und bei kurzzeitigen Pendelungen an  genähert in Ruhe verbleiben.

   Durch die er  forderliche kleine Verstellgeschwindigkeit  wird die     Anpassungsfähigkeit    von synchro  nisierten Verstelluftschrauben mehrmotoriger       Flugzeuge    an schnell wechselnde     Flugbe-          dingungen    stark einbeschränkt, und auf die  volle     Ausnutzung    der Vorteile von Verstell  luftschrauben muss     dabei    verzichtet werden.  



  Beim     Gegenstand    der     Erfindung    sollen  diese Schwierigkeiten dadurch     beseitigt    sein,  dass die     Regelimpulse    der Einrichtung zur  selbsttätigen Regelung der Steigung     von     Verstelluftschrauben, welche in Abhängig  keit von bestimmten     Betriebsgrössen    der     An-          triebsbrennkraftmaschine,    oder in Abhängig  keit von     bestimmten    Flugzuständen des  Flugzeuges einen Kraftmittelfluss zum Ver  stellmotor regelt, zusätzlich eine Schaltvor  richtung beeinflussen,

   welche von einer be  stimmten Grösse der     Regelimpulse    an auf  eine Erhöhung der Verstellgeschwindigkeit  der     Luftschraubenblätter    hinwirkt. Um eine  d     erartibe        Erhöhung    der Verstellgeschwin-      digkeit zu erreichen, können zwei grund  sätzlich verschiedene Möglichkeiten vorge  sehen sein. Einmal kann durch Zwischen  schaltung einer weiteren Energiequelle die  Kraft, welche den Verstellmotor bewegt, er  höht und damit dessen Geschwindigkeit ge  steigert werden. Das andere Mal kann das  Getriebe zwischen Verstellmotor und Luft  schraubenblätter als Wechselgetriebe für  zwei Geschwindigkeiten ausgestaltet sein.  



  In der Zeichnung ist der Gegenstand der  Erfindung in drei Ausführungsbeispielen  mit hydraulischem Verstellmotor und Flieh  kraftregler schematisch dargestellt.  



  Fig. 1 zeigt eine Regeleinrichtung mit  einem Verstellmotor und einem Wechselge  triebe zwischen Verstellmotor und Luft  schraubenblätter,  Fig. 2 eine Regeleinrichtung mit zwei  auf den Verstellmotor wirkenden Druck  pumpen, von denen eine selbsttätig in Ab  hängigkeit vom Reglerstand zugeschaltet  wird und  Fig. 3 eine besonders zweckmässige Regel  einrichtung mit zwei auf den Verstellmotor  wirkenden Druckpumpen mit Steuerschieber  und Servomotor zur zusätzlichen Schaltung.  



  Bei der Ausführungsform nach Fig. 1  wird die Verstelluftschraube mit den Schrau  benblättern 1 von der nicht dargestellten  Brennkraftmaschine mittels der Welle 2 an  getrieben und enthält in ihrer Nabe den als  Zahnradmotor ausgebildeten Verstellmotor 3  und das Planetenradgetriebe 4, dessen     Ab-          triebsza.hnkranz    5 mit je einem Zahnkranz  6 an den Schraubenblattwurzeln 7 in Ein  griff steht. Die Übertragung der Bewegung  des Verstellmotors 3 auf das Planetenradge  triebe 4 erfolgt über ein Wechselgetriebe.

    Zu diesem Zwecke ist das Innere eines Zahn  rades 8 des Verstellmotors 3 als Zylinder 9  zur Aufnahme eines Kolbens 10 ausgebil  det, dessen Kolbenstange 11 gegenüber dem  Zahnrad 8 undrehbar, aber längsverschieb  bar aus dem Gehäuse des Zahnradmotors 3  herausgeführt ist und ein fest aufgekeiltes,  auf beiden Stirnseiten mit je einem Kranz  von radial verlaufenden Zähnen     versehenes            Ritzel    12 trägt.

   Zu beiden     Seiten    des     Ritzels     12 sind auf die Kolbenstange je ein Zahn  rad 13 und 14 drehbar und längsverschieb  bar aufgeschoben, welche beide - ausser mit  ihrer normalen Verzahnung - nach dem       Ritzel    12 zu mit den Zahnkränzen dieses       Ritzels    entsprechenden Kränzen 15 und 16  von radial verlaufenden Zähnen versehen  sind. Auf der Tragwelle 17 des, Planetenge  triebes 4 ist drehbar eine Manschette 18 mit  zwei     Flanschen    19 und 20 angeordnet. Ein  Flansch 19 dient als Träger für die Lager  bolzen der Planetenräder 21 des Getriebes  4, von denen nur eines dargestellt ist, wäh  rend der andere Flansch 20 mit einem Zahn  kranz 22 versehen ist, der mit dem Zahnrad  13 in Eingriff steht.

   Das Zahnrad 13 hat  einen kleineren Durchmesser, so dass seine  Bewegungen mit grosser Untersetzung auf  die Manschette 18 und damit auf die Plane  tenräder 21 übertragen werden. Zur Ver  meidung axialer Verschiebungen liegt das  Zahnrad 13 mit einem Bund 23 gegen ein  Lager 24 am Gehäuse des Zahnradmotors 3  an. Die     Manschette    18 ist ausserdem noch mit  einem zweiten Zahnkranz 25 versehen, wel  cher einen kleineren Durchmesser als der  Zahnkranz 22 des     Flansches    20 aufweist und  mit dem Zahnrad 14 in Eingriff steht.

   Der       Durchmesser    des Zahnrades 14 ist grösser als  der Durchmesser des Zahnrades 13, so dass  Bewegungen     -des    Zahnrades 14 mit kleinerer  Untersetzung auf die Manschette 18 über  tragen werden, als dies für Bewegungen des  Zahnrades 13 der Fall ist. Zur Festlegung  des Zahnrades 14 in axialer Richtung zeigt  die Manschette 18 einen Bund 26, welcher in  eine Eindrehung des Zahnrades 14 eingreift.  Um das     Ritzel    12 mit dem Zahnkranz 15  des Zahnrades 13 in Eingriff zu bringen und  zu halten, ist im Zylinder 9 eine Druckfeder  27 vorgesehen, welche den     Kolben    10 in eine  seiner Endlagen drückt.

   Zur Verstellung des  Kolbens 10 entgegen dem Druck der Feder  27 in seine andere Endlage, welche durch  den Eingriff des     Ritzels    12 in den Radial  zahnkranz 16 des Zahnrades 14 gegeben ist,  wird der Kolben 10 durch ein hydraulisches      Mittel beaufschlagt, dessen Zuführung mit  tels einer durch die Drehachse des Zahnrades  8 hindurchbeführten Leitung 28 erfolgt.  



  Die Wirkungsweise     des        Wechselgetriebes     bedarf keiner Beschreibung. Je nachdem, ob  der     Stand    des Kolbens 10 vom Druck der  Feder 27 oder vom Druck des hydraulischen  Mittels bestimmt wird, erfolgt die Verstel  lung der Luftschraubenblätter 1 über das  Planetengetriebe 4 mit kleiner oder grosse r  Geschwindigkeit. Durch     Festlegung    der ent  sprechenden Zähnezahlen für die Zahnkränze  der Manschette 18 und für die beiden Zahn  räder 13 und 14 kann das Verhältnis dieser  beiden Geschwindigkeiten bestimmt und den  Erfordernissen des Betriebes     angepasst    wer  den.  



  Der Druckmittelzu- und -abfluss zum und  vom Zahnradmotor 3 wird in     bekannter     Weise über zwei     Druckleitungen    31 und 32  durch einen mit einem Drehzahlregler 34  verbundenen Schieber 33 gesteuert. Das  Druckmittel liefert eine von der     Brennkraft-          maschine    dauernd in einem Richtungssinne  angetriebene Druckpumpe 35, und der Zahn  radmotor 3 dreht sich in der einen oder in  der andern Richtung, oder er verbleibt in  Ruhe, je nachdem,

   ob der Schieber 33 unter  dem     Einfluss        des    Drehzahlreglers 34 die  Druckleitung 36 der Druckpumpe 35 mit der       Leitung    31 oder 32 zum Zahnradmotor 3  verbindet oder bei eingetretenem Gleichge  wichtszustand beide Leitungen 31 und 32  verschlossen hält. Der Gleichgewichtszustand  kann für einen beliebigen Reglerstand ge  wählt werden. Er ist bestimmt durch die  Spannkraft einer Feder 37, welche in einem  auf der Schieberstange 38 verschiebbar ange  ordneten, einseitig geschlossenen Zylinder 39  angeordnet ist und sich     gegen    einen Bund  40 an der Schieberstange 38 und gegen den  Boden des Zylinders 39 abstützt.

   Der Zylin  der 39 ist     seinerseits    in einem Zylinder 41  verschiebbar und trägt aussen eine Stangen  verzahnung 42, in welche die Verzahnung  eines drehbaren Stellgliedes 43 eingreift.  Mit     Hilfe    des     Stellgliedes    43 kann     der     Zylinder 39 gegenüber dem Bund 40 ver-    schoben und festgestellt und damit der Feder  37 die erforderliche Vorspannung gegeben  werden, welche im     Beharrungszustand    der  Regeleinrichtung, bei     welcher    die Druck  leitungen 31 und 32 durch den Schieber 33  verschlossen gehalten werden sollen, den wir  kenden Fliehkräften des Drehzahlreglers das       Gleichgewicht    hält.  



  Zur Betätigung des beschriebenen Wech  selgetriebes zwischen Verstellmotor und  Untersetzungsgetriebe ist der Drehzahlregler  34 noch mit einem zweiten Schieber 51 ver  bunden,     welcher    mit dem Schieber 33 auf  derselben Schieberstange 38 sitzt und den  Druckmittelfluss von der Pumpe 35 zu einem       Servomotor    mit dem Triebkolben 55 über die  Leitungen 52, 53 und 54 steuert.

   Der Trieb  kolben 55     bewegt    die     reit    ihm starr verbun  dene Zahnstange 56 und verstellt dadurch  über ein Kegelradgetriebe 57 den Flüssig  keitsschalter 58, durch welchen die Druck  leitung 28 zum Arbeitszylinder 9 für den  Druckkolben 10 des Wechselgetriebes mit  tels der Schallbohrung fit über eine der     Lei-          tingen    59 oder 60 mit einer der     Drucklei-          tungen    31 oder 32 zwischen Zahnradmotor 3  und     Druckpumpe    35 verbunden werden kann.

    Der     Flüssigkeitsschalter    58 besitzt ausserdem  noch Anschluss an eine Abflussleitung 61,  welche nach erfolgter     Schaltung    über die  Schaltbohrung 63 mit derjenigen Drucklei  tung 59 oder 60 Verbindung hat, welche  nicht an die Druckleitung 28 angeschlossen  ist.     Durch    eine dritte     Schaltbohrung    64 des  Flüssigkeitsschalters 58 wird bei Normal  stellun-     des        Schalteis,    d. h. wenn der Kol  ben 10 des Wechselgetriebes vom Flüssig  kei.tsdrue:k entlastet sein soll, die Drucklei  tung 28 mit der Abflussleitung 61 verbun  den.  



  Für den     Flüssigkeitsschalter    58 sind also  drei     Schaltstellungen        vorgesehen.    In den  zwei     Endstellungen    verbindet er die     Druck-          leitung    28 zur     Schaltung    des Wechselgetrie  bes auf grosse Verstellgeschwindigkeit mit  der jeweils als     Zuführungsleitun!#    für das  Druckmittel zum     Verstellmotor    3 in Wirk  samkeit tretenden Druckleitung 31 oder 32      und zu gleicher Zeit diejenige dieser     beiden     Leitungen, welche als Abflussleitung in Er  scheinung tritt, zusätzlich mit der Abfluss  leitung 61.

   In der Mittelstellung des Flüs  sigkeitsschalters 58 wird die     Druckleitung     28 zur Entlastung des Kolbens 10 des Wech  selgetriebes zwecks Schaltung auf kleine  Verstellgeschwindigkeit mit der Abflusslei  tung 61 verbunden. In den noch möglichen.  Zwischenstellungen sind sämtliche Leitun  gen, die über den Flüssigkeitsschalter ge  führt sind, dort abgesperrt und das Wechsel  getriebe hält die Stellung ein, in der es  durch die letzte Schaltstellung des Flüssig  keitsschalters gebracht worden ist, allerdings  abgesehen von dem Einfluss eines unbeab  sichtigten oder gegebenenfalls beabsichtigten  Druckmittelabflusses aus der Leitung 28.  



  Die Endstellungen des Flüssigkeitsschal  ters 58 sollen erst     dann    erreicht werden,  wenn die Impulse des Drehzahlreglers 34  eine gewisse Grösse überschreiten. Der Trieb  kolben 55, welcher über die Zahnstange 56  mit dem Zahnrad 65 des Kegelradgetriebes  57 in Eingriff steht, so dass der Schalter 58  bewegungsschlüssig mit dem Kolben 55 ver  bunden ist, darf deshalb nur Bewegungen  ausführen, die nicht nur der Richtung, son  dern auch der Grösse nach den Bewegungen  des Steuerschiebers 51 entsprechen, d. b.  aber, dass die Steuerung durch den Schieber  51 eine Nachfolgesteuerung sein muss. Zu  diesem Zwecke ist der Schieber 51 von einer  Hülse 66 umgeben, welche durch eine Stange  67 mit dem Triebkolben 55 starr verbunden  ist und Öffnungen 68, 69 und 70 für den  Durchtritt des Druckmittels aufweist.

   Zwei  dieser Öffnungen (68 und 69) werden durch  den Schieber 51 im Beharrungszustand der  Einrichtung verdeckt. Bewegt sich der  Schieber 51, so wird eine der Öffnungen  freigegeben. Da die Hülse aber der Bewe  gung des Kolbens 55 folgt, so tritt wieder  eine Verdeckung dieser Öffnung und damit  eine     Absperrung    des Druckmittels ein, wenn  der Kolben 55 einen Weg von .derselben  Länge zurückgelegt hat wie der Schieber 51.       Von    welcher Impulsgrösse ab die Schaltung    des Wechselgetriebes erfolgen soll, kann  unter anderem durch die Wahl der Über  setzung im Kegelradgetriebe 57 beliebig  festgelegt werden. Bei Impulsen unter dieser  festgesetzten Grösse wird der Schalter 58  wohl gedreht, aber nicht bis in eine seiner  Schaltstellungen gebracht.

   Zur willkürlichen  Betätigung des Schalters 58 ist am Kegel  radgetriebe ein Schaltglied 71 vorgesehen,  welches mit einem Betätigungshebel verbun  den ist.  



       -111e    geschlossenen Hohlräume der Regel  einrichtung, welche nie als Druckräume in  Wirksamkeit treten sollen, sind, wenn als  Druckmittel das Schmieröl der     Brennkraft-          maschine    Verwendung findet, zweckmässig  durch Rohrleitungen mit einer     gemeinsamen     Leitung 72 und diese mit der Abflussleitung  61 verbunden. Das abfliessende Öl gelangt in  das Gehäuse 78 für den Drehzahlregler 34,  so dass dieser dauernd im Ölbade läuft. Das  Gehäuse selbst hat eine geeignete Verbin  dung mit einem Ölvorratsbehälter, z. B. über  eine Öldruckpumpe mit dem Ölsumpf der  Brennkraftmaschine.

   Um die Druckpumpe  nach .dem - Eintreten des Beharrungszustan  des des Schiebers 33 zu entlasten, ist in der,  Druckleitung 36 ein Überdruckventil 74 vor  gesehen, durch welches das geförderte     Druck-          öl    in das     Gehäuse    73 des Reglers 34 zurück  treten kann.    Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausfüh  rungsform des Erfindungsgegenstandes ist  zwischen den Schraubenblattwurzeln 7 und  dem Verstellmotor 3 auf der Tragwelle 17  ein Planetenrad-Untersetzungsgetriebe 4a  vorgesehen, welches sich mit dem     Abtriebs-          ritzel        12a    des     Verstellmotors    3 im dauern  den Eingriff befindet.

   Die Druckleitungen  31 und 32 führen vom     Verstellmotor    3 zum  Gehäuse des mit dem Regler 34 verbunde  nen     Schiebers    33, welcher den Druckmittel  fluss von der Druckpumpe 35 über die     Lei.     tun-en 31, 32 und 36 steuert. Die Feder 37  und die zugehörigen andern Teile der Ein  stelleinrichtung sind mit .denselben. Bezugs  zeichen wie in     Fig.    1 versehen, und auf die      wiederholte Beschreibung dieser Einzelteile  kann verzichtet werden. Die Bewegungen  der Schieberstange 38 werden auf den Steuer  schieber 81 eines Servomotors 80 übertragen,  durch dessen Triebkolben 82 über ein Hebel  gestänge 83 ein Flüssigkeitsschalter 84 be  tätigt wird. Der Flüssigkeitsschalter 84 ist.

    als Kolbenschalter mit dem Kolben 96 aus  gebildet und hat Anschluss an die Drucklei  tung 85 und an die Rückführleitung 86 zu  einer zweiten Druckpumpe 87, welche mit  der     Druckpumpe    35 auf derselben Antriebs  welle 88 sitzt. und durch die     Brennkraft-          maschine    dauernd in einem Richtungssinne  angetrieben wird. Im Beharrungszustand der  Einrichtung sind die beiden an den Flüssig  keitssehalter 84 angeschlossenen Leitungen  85 und 86 über die Schaltbohrungen 89 im  Kolben 96 kurzgeschlossen, so dass für den  Antrieb der Pumpe 87 keine oder nur ver  schwindend wenig Arbeit. aufgewendet wer  den muss.

   Der     'Flüssigkeitsschalter    weist  ausserdem noch zwei Paare von Schaltboh  rungen 90, 91 und 92, 93 auf, durch welche  die Druckleitung 85 und die Rückflusslei  tung 86 der Druckpumpe 87 über die an den  Flüssigkeitsschalter gleichfalls angeschlosse  nen Leitungen 94 und 95 mit: den Drucklei  tungen 31 und 32 des Verstellmotors 3   durch Stellungsänderung des Schaltkolbens  96 vertauschbar - verbunden werden kön  nen.

   Die Vertauschbarkeit der Leitungsver  bindungen über den Flüssigkeitsschalter 84  ist durch entsprechende     Führung    der Schalt  bohrungen 90-93 ermöglicht, wobei die  Verbindung des Schaltkolbens 96 mit dem  Triebkolben 82 des Servomotors 80 durch  das Hebelgestänge 83 in der Weise bestimmt       ist,    dass durch den Flüssigkeitsschalter 84  die Druckleitung 85 der Pumpe 87 jeweils  mit. derjenigen der beiden Leitungen 31 und  32 zwischen dem Verstellmotor 3 und der  Pumpe 35 verbunden wird, welche als Zu  flussleitung zum Verstellmotor 3 in     Enschei-          nung    tritt.

   Dadurch wird dem Verstellmotor  die Fördermenge beider Pumpen     zugeleitet,    so  dass seine Geschwindigkeit eine Erhöhung  erfährt, deren Ausmass von den Abmessun-    gen der Pumpe 87 abhängt. Zur Entlastung  der Druckpumpe 87 für den Fall, dass de±  Flüssigkeitsschalter 84 eine     Zwischensiel.     lung einnimmt, in welcher er alle über ihn  greführten Leitungen abschliesst, ist zwischen  der Druckleitung 85 und der Rückflusslei  tung 86 ein Überdruckventil 97 vorgesehen.  



  Der     Flüssigkeitsschalter    84 darf erst  dann in Tätigkeit treten, wenn -die Impulse  des Reglers 34 eine     bestimmte    Grösse, d. h.  wenn die Lageänderungen der Schieberstange  38 ein     gegebenes    Mass     überschreiten.    Um den       Steuerschieber    81.

   des Servomotors gegen  kleine Lageänderungen der Schieberstange  38 unempfindlich zu machen, trägt das Ende  der Schieberstange 38 einen Mitnehmer 79,  welcher sich in einem mit der Schieberstange  81a des Steuerschiebers 81 verbundenen  Zylinder     811)    bewegen kann, so dass der  Steuerschieber 81 den Bewegungen der Schie  berstange 38 erst dann folgt, wenn der Mit  nehmer 79 gegen die Innenwandung des       Zylinders    81b anstösst.

   Solange die Impulse  des Reglers 34 Verlagerungen der Schieber  stange 38 zur Folge haben, welche nach jeder  der beiden Verstellrichtungen kleiner sind,  als etwa die Hälfte der Hohlylinderlänge,  wird demnach der Steuerschieber 81 des  Servomotors in seiner Ruhelage     verharren     und der     Flüssigkeitsschalter    84     die    in der  Figur gezeichnete Stellung einnehmen. Der  Verstellmotor 3 arbeitet dabei nur unter dem  Einfluss des von der Druckpumpe 35 geför  derten und durch den Schieber 33 in die Lei  tung 31 oder 32 geleiteten Druckmittels mit  kleiner Umlaufgeschwindigkeit.

   Bleibt der  Verstellmotor 3 in Ruhe, weil der Schieber  33 beide Leitungen     31    und 32 abschliesst, so  tritt zur     Zurückführung        des    geförderten  Druckmittels für den     F,11,    dass das Schmier  öl der Brennkraftmaschine als Druckmittel  Anwendung findet, das zwischen der Druck  leitung 36 und dem Gehäuse 73 des Reglers  34 angeordnete Überdruckventil 74 in Tätig  keit.

   Die beschriebene Verbindung der     Sebie-          berstange    38 mit der     Sehiebersfange        81a     mittels eines in einem Zylinder 81b beweg-  liehen     Mitnehmers    79 hat. ausserdem     den    Vor-      teil, dass der Regler 34 bei seinen Regelbe  wegungen, solange die Verstelleinrichtung  mit kleiner Verstellgeschwindigkeit arbeitet,  von zusätzlichen Reibungskräften entlastet  bleibt, welche erst dann auftreten, wenn die  Regelimpulse eine gegebene Grösse über  sehreiten und die Einrichtung auf grosse Ver  stellgeschwindigkeit geschaltet wird.  



  Für den Servomotor 80 sind viele Aus  führungsformen geeignet. Beim dargestell  ten     Ausführungsbeispiel    ist eine Nachfolge  steuerung angewendet, bei welcher der Trieb  kolben 82 den     Bewegungen    des Steuerschie  bers 81 folgt, bis die relative Ausgangsstel  lung zwischen Steuerschieber und Triebkol  ben wieder erreicht ist. Die zwischen. den  beiden Schieberstangen 38 und 81a vorge  sehene Verbindung durch einen Mitnehmer  79 in einem Hohlzylinder 81b macht für den  Steuerschieber 81 eine Rückführung nötig,  welche immer dann in Wirksamkeit tritt,  wenn der Mitnehmer 79 sieh nicht in einer  Anschlagstellung befindet.

   Für diese Rück  führung des Steuerschiebers 81 sind auf den  beiden Stirnseiten des Zylinders 81b die  Federn 98 und 99 vorgesehen, welche sich  gegen entsprechende Anschläge abstützen  und bestrebt sind, den Steuerschieber 81 in  der dargestellten Mittellage festzuhalten.  Tritt der     Steuerschieber    33 nach einem grö  sseren     Ausschlag    in die Gleichgewichtslage  zurück, so verliert der Mitnehmer 79 die  Fühlung mit dem Zylinder     81b,    und dieser  gibt dem Druck der gerade gespannten  Feder 98 oder 99 nach, bis der Gleichge  wichtszustand wieder erreicht ist.

   Der Trieb  kolben 82 folgt dem Steuerschieber 81 und  schiebt dabei über das Hebelgestänge 83 den  Flüssigkeitsschalter 84 in seine Normalstel  lung, in welcher dieser die Druckleitung 85  der Druckpumpe 87 mit der Rückführleitung  86 über die Schaltbohrung 89 kurz schliesst.  Die Räume .der Einrichtung, welche nicht  als Druckräume in Wirksamkeit treten sol  len, sind zweckmässig zur Schmierung der  bewegten Teile über eine gemeinsame Lei  tung 100 mit dem Gehäuse 73 des     Reglers     34 verbunden.    Die Regeleinrichtung nach Fig. 3 zeigt  gleichfalls zwei auf derselben Antriebswelle  88 sitzende Druckpumpen 35 und 87 und  einen Fliehkraftregler 34 in einem Gehäuse  73. Ferner sind wieder die Leitungen 36, 85  und 86 mit Aden Überdruckventilen 74 und  97 vorhanden.  



  Durch den Drehzahlregler 34     wird    die  Schieberstange 101 bewegt, auf welcher drei  Schieberkolben 102, 103 und 104 angebracht  sind. Die Schieberstange 101 trägt an ihrem  dem Drehzahlregler 34 entgegengesetzten  Ende einen Teller 105,     ;gegen    den eine  Schraubenfeder 106 anliegt, welche sich von  innen gegen den Boden eines Zylinders 107  abstützt. Der Zylinder 107 ist im Schieber  gehäuse 108 verschiebbar angeordnet und  zeigt aussen eine Stangenverzahnung 109, in  welche die Verzahnung eines drehbaren       Stellgliedes    110 eingreift, mit dessen Hilfe  die Vorspannung der Schraubenfeder 106 ge  ändert werden kann.

   Durch die beiden Schie  berkolben 102 und 103 wird der Fluss des  hydraulischen Mittels von der Pumpe 35  über die Leitung 36 in eine der Leitungen  111 oder 112 gesteuert. Die Einmündungen  der Leitungen 111 und 112 in das Schieber  gehäuse 108 sind zu diesem Zwecke in der  Weise angeordnet, dass beide Einmündungen  durch die Schieberkolben 102 und 103 abge  deckt sind, wenn sich der Regler 34 im Be  harrungszustand befindet, d. h., wenn seine  Drehzahl eine vorher bestimmte und mittels  des     Stellgliedes    110 eingestellte Grösse ein  hält.

   Die Leitungen<B>111</B> und 112 führen  vom Reglergehäuse 108 zum hydraulischen       Verstellmotor    (in der nicht dargestellten       Luftschraubennabe),    welcher durch ,das hy  draulische     Mittel    in dem einen oder in dem  andern Sinne gedreht wird, je nachdem;  welche von den beiden Leitungen 111 und  112 gerade als Druckleitung in Wirksamkeit  tritt. Durch die dabei nicht als Druckleitung  dienende Leitung erfolgt die Rückführung  des hydraulischen Mittels über das Schieber  <B>.</B>     ehäuse    108 zu einem Vorratsbehälter oder  zur Druckpumpe 35.  



  Gegenüber den Einmündungen der Lei-      tungen 111 und 112 in das Schiebergehäuse  108 befinden sich die Einmündungen 113  und 114 zweier weiterer Leitungen 115 und  116. Diese Einmündungen sind in der Weise  angeordnet, dass auch sie durch die Schieber  kolben 102 und 103 abgedeckt sind, wenn  dies bei den Einmündungen der Leitungen  111 und 112 der Fall ist. Die Einmindungen  113 und 114 sind aber gegenüber den Ein  mündungen der Leitungen 111. und<B>112)</B> in  der Weise verkleinert und versetzt, dass sie  bei Bewegungen der Schieberkolben 103  und 102 später geöffnet werden als diese.  Bei kleinen Ausschlägen des Schiebers, also  bei der üblichen Pendelung des Schiebers  um seine Gleichgewichtslage, wie sie z. B.

    im Beharrungszustand der Regeleinrichtung  auftritt, bleiben die Einmündungen 113 und  114 der Leitungen 115 und 116 in das Schie  bergehäuse 108 ohne Verbindung mit der  Druckleitung 36. Da zwischen dem     Verstell-          motar    und den Blättern der Luftschraube  zweckmässig ein Getriebe mit. grossem Unter  setzungsverhältnis vorgesehen ist, bleiben  die Schraubenblätter bei diesen üblichen  kleinen Ausschlägen des-     Schiebers    ange  nähert in Ruhe.

   Treten am Schieber aber  grössere Ausschläge auf, so werden auch die  Einmündungen 113 und 114 der Leitungen       i    115 und<B>116</B> geöffnet und - je nach der  Bewegungsrichtung des Schiebers -     eine     von diesen Leitungen über das Schieberge  häuse 108 und die Leitung 36 mit der  Druckpumpe 35 und die andere     Leitung        mit;     der an das Schiebergehäuse 108 angeschlos  senen Abflussleitung 117 verbunden. Die bei  den Leitungen 115 und 116 führen zu einem       Flüssigkeitsschalter    118, durch welchen die  Druckleitung 85 und die Abflussleitung 86  der Druckpumpe 87 über die Leitungen 119  und 120 mit den Leitungen 111 und 112 des  Verstellmotors verbunden werden können.

    Wird eine der Leitungen 115 oder 1.16 in  folge grösserer Ausschläge des Schiebers  durch die Druckpumpe 35 unter Druck ge  setzt, so wird der Flüssigkeitsschalter 118  betätigt, und die Druckpumpe 87 wirkt zu  sätzlich auf den Verstellmotor in der Luft-    schraubennabe, welcher dadurch mit erhöh  ter Geschwindigkeit     umläuft    und die Schrau  benblätter mit grösserer Verstellgeschwindig  keit in die der jeweiligen Drehzahl entspre  chende Stellung bringt.  



  Der Flüssigkeitsschalter 118 besteht aus  einem geschlossenen Zylinder 121., in wel  chem     ein    abdichtender Kolben 122 mit ver  schiedenen Schaltkanälen 125 bis 128 ver  schiebbar ist. Die Flüssigkeitsleitungen 115  und 116 verbinden je ein Ende des Zylinder  1_21 mit dem Schiebergehäuse 108, so dass  der Kolben 122 von der einen oder von der  andern Seite durch das     Druckmittel    aus der  Pumpe 35 beaufschlagt wird, je nachdem,  welche der beiden Leitungen 115 oder 116  durch Verlagerung der Schieberkolben 102  und l0:3 mit der Druckpumpe 85 verbunden  ist. Zur Begrenzung der Kolbenbewegungen  ist am Zylinder 121 ein in einer Nut 124  des Kolbens 122     geführter    Anschlag 123  vorgesehen.

   Die Schaltkanäle 1.25 his 128 im  Kolben l22 sind in der Weise geführt, dass  bei seiner Bewegung die Druckleitung 85  von der     Druckpumpe    8 7 immer mit derjeni  gen der     Leitungen    111 und 11.2     verbunden     wird, welche gerade als Druckleitung vors  der Druckpumpe 35 zum Verstellmotor An  wendung findet, während die Rückflusslei  tung 86 zur Druckpumpe 87 dabei immer  mit der Rückflussleitung vom Verstellmotor  Verbindung erhält.  



  Um den     Schaltkolben    1-22 im Ruhezu  stand in seiner Mittelstellung im Zylinder  121     festzuhalten    und um ihn. nach beende  tem Verstellvorgang in diese Ausgangsstel  lung zurückzuführen, ist bei dieser     Regel-          einrzchtung    für den Schaltkolben eine zwei  seitig wirkende, hydraulische Rückführung  vorgesehen.

   Zu diesem Zwecke ist an der  Schieberstaage 101 ein dritter     Schieberkol-          ben    104 angebracht, welcher eine Ringnut  129 aufweist,     über    die im Beharrungszustand  des Schiebers die Einmündungen     zweier     Druckleitungen 130 und 131 in das     Sehie-          bergeliätise    108 miteinander verbunden sind.

    Die     Leiturig    130     zweigt    sich von der     Druck-          leiturig    36 der     Druelcpumpe    35 ah, während      die Leitung 131 zum     Flüssigkeitsschalter     118 führt und gegabelt in den Zylinder 121  einmündet. Gegenüber den beiden Einmün  dungen 132 und 133 der Leitung 131 in den  Zylinder 121 befinden sich im Kolben 122  zwei Schaltbohrungen 134 und 135, von  denen je eine mit einem der Druckräume 136  oder 137 des Flüssigkeitsschalters<B>118</B> in  Verbindung steht.

   Die Schaltbohrungen 134  und 135 im Kolben 122 sind zu den Einmün  dungen 132 und 133 der Leitung 131 in den  Zylinder 121 in der Weise angeordnet, dass  bei Ruhestellung des Schaltkolbens 122 alle  vier Öffnungen durch den Kolben bezw.  durch die Zylinderwandung     abgedeckt    sind,  und dass bei einer Bewegung des Schaltkol  bens 122 immer diejenige Schaltbohrung mit  der ihr gegenüberliegenden Einmündung der  Leitung 131 zum Kommunizieren gebracht  wird, welche mit demjenigen Raum des  Flüssigkeitsschalters in Verbindung     steht,    in  welchen sich der Kolben hineinbewegt.

   Die  ser Druckraum erhält dadurch über die Lei  tung 131, das Schiebergehäuse 108 und die  Leitung 130 Verbindung mit der Drucklei  tung 36 der Druckpumpe 35, und das ein  tretende hydraulische Mittel drückt den Kol  ben 122 in seine Mittellage im Zylinder 121  zurück. Bei Bewegungen des Schiebers,  welche eine Betätigung des Flüssigkeits  schalters. 118 zur Folge haben, wird diese  hydraulische Rückführung des Kolbens 1.23  in die Ruhelage dadurch ausser Wirksamkeit  gesetzt, dass der Schieberkolben 104 die Ein  mündungen der Leitungen<B>130</B> und 131 in  das Schiebergehäuse 108 abdeckt.

   Die hy  draulische Rückführung wird aber in dem  Augenblick wieder wirksam, in welchem der  Drehzahlregler 34 in die dem Beharrungs  zustand     entsprechende    Stellung zurückge  kehrt ist und die Ringnut 129 im Schieber  kolben 104 die Einmündungen der Leitun  gen 130 und 131 in das Schiebergehäuse 108  wieder verbindet.  



  Die in drei Ausführungsbeispielen für  hydraulische Verstelluftschrauben beschrie  bene Regeleinrichtung, bei welcher den auf  tretenden Regelimpulsen verschiedener Grösse    unterschiedliche Verstellgeschwindigkeiten  für die Luftschraubenblätter zugeordnet  sind, ist nicht an hydraulische Verstelluft  schrauben gebunden. Ebenso ist nicht erfor  derlich, dass die Regelung mit Hilfe der  Drehzahlen der Luftschraube erfolgt. Die  Verstellung kann auch auf elektrischem  Wege erfolgen oder nach gemischtem Ver  fahren arbeiten.

   Als Regelgrössen sind alle Be  triebsgrössen der     Antriebs-Brennkraftmaschi-          nen    oder des Luftfahrzeuges geeignet, welche  zur Regelung der Schraubenblattsteigung  von Verstelluftschrauben herangezogen wer  den können, wie der Ladedruck der     Brenn-.     kraftmaschine, die Temperatur der Ladung  oder der Abgase, die Stärke des relativen       Fahrwindes    des Luftfahrzeuges usw.; denn  bei allen hierzu erforderlichen Regeleinrich  tungen treten Regelimpulse verschiedener  Stärke auf.  



  Statt dass die zweite Druckpumpe wie  die erste Druckpumpe auf den Verstellmotor  wirkt, kann sie auch allein auf ein zwischen  den Verstellmotor und den Luftschrauben  blättern vorgesehenes Wechselgetriebe wir  ken, derart, dass sie dieses Getriebe bei Über  schreitung einer bestimmten Grösse der  Regelimpulse umschaltet.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung an Flugzeugen zur selbst tätigen Regelung der Steigung von Verstell- luftschrauben, welche in Abhängigkeit von , bestimmten Betriebsgrössen der Antriebs- brennkraftmaschine oder in Abhängigkeit von bestimmten Flugzuständen des Flugzeu ges einen Kraftmittelfluss zum Verstell motor regelt, dadurch gekennzeichnet, dass s die Regelimpulse für den Verstellmotor zu sätzlich eine Schaltvorrichtung beeinflussen, welche, wenn diese Regelimpulse eine be stimmte Grösse überschreiten,
    auf eine Er höhung der Verstellgeschwindigkeit der Luft- schraubenblitter hinwirkt. e <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1. Regeleinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Regler verbundene Schaltglied, welches den Kraftmittelfluss von einer Energiequelle zum Verstellmotor regelt, von einer bestimmten Grösse der Regelimpulse ab ausserdem einen Kraftmittelfluss von derselben Energiequelle zu der die erhöhte Geschwindigkeit des Ver stellmotors auslösenden Schaltvorrichtung zur Wirkung freigibt.
    2. Regeleinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass durch die die erhöhte Geschwindigkeit des Verstellmotors auslösende Schaltvorrichtung ein Kraftmit telfluss von der Energiequelle des Verstell motors zur Wirkung auf ein zwischen dem Versstellmotor und den Luftschraubenblät tern vorgesehenes Wechselgetriebe gebracht wird. 3. Regeleinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass durch die die erhöhte Geschwindigkeit des Verstellmotors auslösende Schaltvorrichtung der Kraftmit telfluss einer zusätzlichen Energiequelle zur Wirkung auf den Verstellmotor gebracht wird. 4.
    Regeleinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass durch die die erhöhte Geschwindigkeit des Verstellmotors auslösende Schaltvorrichtung der Kraftmit telfluss einer zusätzlichen Energiequelle zur Wirkung auf ein zwischen dem Verstell motor und den Luftschraubenblättern vorge sehenes Wechselgetriebe gebracht wird.
CH220634D 1940-01-13 1940-12-31 Einrichtung an Flugzeugen zur selbsttätigen Regelung der Steigung von Verstelluftschrauben. CH220634A (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2626669A (en) * 1948-07-08 1953-01-27 Gen Motors Corp Propeller control

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