DE1431224C - Zum Antrieb von Hilfsaggregaten von Luftfahrzeugen dienende Windturbine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine zum Antrieb von Hilfs- In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung er-

aggregaten von Luftfahrzeugen dienende Windtur- folgt das Einrücken der Sperrkupplung zum Arrebine, die zwischen einer eingezogenen Lage innerhalb tieren der Windturbine durch einen Strömungsdes Luftfahrzeuges und einer Arbeitsstellung außer- mitteldruck, bei dessen Absinken eine mit einem die halb der Luftfahrzeugoberfläche zum Beaufschlagen 5 Windturbine tragenden Halter zusammenwirkende mit dem Fahrtwind bewegbar ist, wobei die Wind- Verriegelung gelöst und der Windmotor in die turbine vor dem Einfahren durch eine Bremsvor- Arbeitsstellung ausgefahren wird, in der das Ausrichtung in einer vorbestimmten Umlaufstellung an- rücken der Sperrkupplung durch Federkraft erfolgt gehalten wird. und eine den Halter in der Arbeitsstellung arretie-

Bei Windturbinen ist es bekannt (USA.-Patent- io rende Verriegelung eingerastet wird. Nach dem Einschrift 2 876 847), die Propellerblätter in ihrer Stei- ziehen des Windmotors bleibt somit die Sperrkuppgung verstellbar anzuordnen, so daß die Drehzahl lung eingerückt, und die Windturbine wird in der der Windturbine unabhängig von der wechselnden eingezogenen Lage durch den Strömungsmitteldruck Geschwindigkeit des Luftfahrzeuges in bestimmten verriegelt. Fällt der Strömungsmitteldruck, beispiels-Grenzen konstant gehalten werden kann. Ferner ist 15 weise durch Versagen einer Hauptpumpe, unter einen es bekannt (USA.-Patentschrift 1733 891), eine vorbestimmten Wert, so wird diese Verriegelung ge-Windturbine zum* Antrieb von Hilfsaggregaten löst, der Windmotor in die Arbeitsstellung ausgefahschwenkbar seitlich von einem Flugzeugrumpf an- ren und anschließend die Sperrkupplung durch zuordnen und mittels eines von Hand bedienten Federkraft ausgerückt, so daß nun die Windturbine Gestänges zwischen der eingezogenen Lage und der ao den Betrieb aufnehmen kann. Arbeitsstellung zu verschwenken. Dabei wird vor Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung

dem Einschwenken der Windturbine in die einge- der Erfindung besteht die Sperrkupplung aus einer zogene Lage mittels einer ebenfalls von Hand be- drehfest angeordneten, axial verschiebbaren Stange dienbaren Bremsvorrichtung die Windturbine in und einer mit der Turbinenwelle der Windturbine einer vorbestimmten Umlaufstellung angehalten, so as verbundenen, eine Vertiefung zum Eingriff des daß ein Anstoßen des Propellerblattes an Verstre- Stangenendes aufweisenden Scheibe. Dabei wirken bungen des Flugzeugrumpfes beim Einschwenken die Vertiefung der Scheibe und die axial verschiebvermieden ist. Schließlich ist es auch bekannt (deut- bare Stange so zusammen, daß der Eingriff des sehe Patentschrift 911695), eine Windturbine selbst- Stangenendes in die Vertiefung zum Einrücken der tätig in den Luftstrom auszufahren. Da die Öffnung 30 Sperrkupplung nur nach Änderung der Drehrichtung für die an einem Halter befestigte Windturbine etwa der Windturbine erfolgen kann, der Form der Windturbine entspricht, müssen die In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist

beiden Luftschraubenblätter der Windturbine mit dem die Stange mit einem Kolben und einem Steuer-Halter fluchten. schieber versehen, und das der Scheibe abgekehrte Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be- 35 Ende der Stange ist zur Verriegelung des Halters steht darin, vor dem Einziehen der Windturbine in der Arbeitsstellung vorgesehen. Damit dient die diese selbsttätig in einer vorbestimmten Laufstellung Stange nicht nur als Sperrkupplung, sondern auch zu arretieren. Somit soll erreicht werden, daß die als Steuerglied für das Strömungsmittel und zur Ver-Windturbine durch eine möglichst kleine Öffnung riegelung des Halters und der Windturbine in der der Luftfahrzeugoberfläche eingezogen werden kann, 40 Arbeitsstellung.

ohne daß die Luftschraubenblätter dabei anstoßen Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nach-

und beschädigt werden. stehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es

Diese Aufgabe ist bei der Windturbine der ein- zeigt

gangs geschilderten Art erfindungsgemäß dadurch Fig. 1 eine Windturbine in der Arbeitsstellung

gelöst, daß das Anhalten durch Verstellung der 45 und

Steigung der Windturbinenblätter in eine Umkehr- Fig.2 eine schematische Darstellung zur Betäti-

stellung erfolgt und die Windturbine nach Änderung gung der Windturbine.

der Drehrichtung durch eine Sperrkupplung arre- Gemäß der Darstellung in Fig. 1 besteht eine

tiert wird. Windturbine 11 zur Verwendung in einem Flugzeug .

Dadurch ist sichergestellt, daß vor dem Einziehen 50 zum Antrieb von Hilfsaggregaten aus einer sogenannder Windturbine durch das Verstellen der Wind- ten Stauluftturbine mit einem Rotor 12, der zwei turbinenblätter in die Umkehrstellung die Wind- Blätter 13 aufweist Die Blätter sind von veränderturbine selbttätig abgebremst wird, worauf nach Iicher Steigung und werden in bekannter Weise durch Umkehr der Drehrichtung die Windturbine durch eine hydraulisch betätigte (nicht gezeigte) Einricheine Sperrkupplung in der vorbestimmten Umlauf- 55 rung verstellt, die innerhalb der Rotornabe 14 Vorstellung arretiert wird, so daß nun das Einziehen der gesehen ist. . .

Windturbine durch eine verhältnismäßig kleine öff- Die Windturbine, besitzt einen Halter 15, der bei

nung in der Luftfahrzeugoberfläche ermöglicht ist. 16 schwenkbar mit einem Bauteil 17 des Flugzeuges Auf diese Weise dient die bekannte Verstellbar- verbunden ist. Der Zylinder 18 einer Hubeinrichtung keit der Windturbinenblätter nicht nur zur Dreh- 60 19 ist bei 20 schwenkbar mit einem anderen Teil zahlregelung der Windturbine während des Betriebes, des Flugzeuges verbunden, während die Kolbensondern auch zum selbsttätigen Abbremsen der stange 21 an ihrem von dem Zylinder 18 entfernten Windturbine vor dem Einziehen, wobei die Sperr- Ende 22 mit dem Halter 15 mittels zweier Ansätze kupplung nach Änderung der Drehrichtung bei einer 23 schwenkbar verbunden ist, die nahe dem geringen Drehzahl der Windturbine selbtsttätig wirk- 65 Schwenkpunkt 16 liegen.

sam wird und die Windturbine in der gewünschten Gemäß Fig. 2 ist der Rotor 12 der Windturbine Umlaufstellung arretiert. Dadurch wird der Ver- auf einer Turbinenwelle 24 befestigt, die so angeechleiß der Sperrkupplung wesentlich vermindert. ordnet ist, daß sie über ein Getriebe 2S eine Weite

3 4

26 antreibt, die mit einem Getriebe 27 verbunden ist. In der Hubeinrichtung 19 auf der linken Seite des Mit dem Getriebe ist eine hydraulische Pumpe Kolbens 66 ist eine Schraubenfeder 19 α vorgesehen,

28 sowie andere Aggregate (nicht gezeigt) ver- welche die Einrichtung in die ausgezogene Stellung

bunden, die von der Windturbine angetrieben beaufschlagt,

werden. 5 Die hydraulische Pumpe 18, welche als Notpumpe

Die hydraulische Einrichtung zur Veränderung der dienen soll, ist im Betrieb so angeordnet, daß sie

Steigung der Blätter 13 wird von einem Regler 29, Flüssigkeit von dem Behälter 34 durch die Leitung 68

mit dem ein Kraftspeicher 30 verbunden ist, betätigt. ansaugt und diese durch eine Leitung 71, einen

Der Regler besitzt einen eigenen Vorratsbehälter 31. durchflußempfindlichen Druckregler 72, eine Leitung

und eine Pumpe 32, welche durch das Getriebe 25 io 73 und ein Rückschlagventil 74 abgibt. Die Leitung 73

auf der Welle 24 angetrieben ist. Der Regler ist zweigt an einem Punkt auf der Abströmseite des

durch nicht gezeigte Leitungen mit der Einrichtung Rückschlagventils 37 in die Leitung 36 ab. Von

innerhalb der Nabe 14 verbunden. dem Regler 72 wird eine Überlaufleitung 75 ab-

Die hydraulische Hauptanlage des Flugzeuges um- gezweigt, die eine Rückleitung zur Leitung 68 herfaßt Hauptpumpen 33, die so angeordnet sind, daß 15 stellt.

sie durch die Triebwerke des Flugzeuges angetrie- Mit der Turbinenwelle 24 ist eine Scheibe 76

ben werden; diese Pumpen saugen durch eine Leitung fest verbunden. Das Stangenende 77 der Stange 41

35 Strömungsmittel von einem Vorratsbehälter 34 ist in der Form etwas gebogen und kann mit einer

an und führen dieses durch eine Leitung 36 zu den entsprechend geformten Vertiefung 78, die in der

verschiedenen Betriebsstellen. In der Leitung 36 ist 20 Scheibe 76 gebildet ist, zur Zusammenwirkung kom-

ein Rückschlagventil 37 vorgesehen, zwischen dem men. Sowohl die Vertiefung 78 in der Scheibe 76 als

Rückschlagventil und den Hauptpumpen zweigt eine auch das Stangenende 77, die zusammen die Sperr-

Leitung 38 ab, die zu einem Servomotor 39 zur kupplung bilden, sind gegenüber der Drehachse der

Betägigung einer Sperrkupplung führt. Der Servo- Turbinenwelle versetzt angeordnet. Greift das

motor 39 weist einen Zylinder 40 mit einer Stange 41 25 Stangenende 77 in die Vertiefung 78, dann wird die

auf, die axial in dem Zylinder verschiebbar ist und Windturbine in einer vorbestimmten Umlaufstellung

gemäß der Darstellung in der Zeichnung durch eine angehalten, in welcher die Blätter 13 mit dem Halter

Schraubenfeder 42 nach rechts beaufschlagt ist. Die 15 fluchten.

Stange 41 ist als Steuerschieber 43 mit zwei Bunden Werden im normalen Betrieb die Pumpen 33

44 und 45 ausgebildet, die mit zwei Ringräumen 46 30 von den Flugzeugtriebwerken angetrieben, dann

und 47 zusammenwirken. Das rechte Ende der wird Druckmittel durch die Leitung 38 in die Kam-

Stange ist bei 48 verlängert und weist eine Nase 49 mer 52 gefördert, so daß der Kolben 50 entgegen

zur Verriegelung mit einer Vertiefung 16 b am der Kraft der Schraubenfedern 42 und 51 in seiner

Schwenkpunkt 16 des Halters 15 der Windturbine nach links verschobenen Stellung gehalten wird,

auf. 35 wobei das Ende 77 der Stange 41 in die Vertiefung

Auf der Stange 41 ist ferner ein Kolben 50 in dem 78 der Scheibe 76 eingreift. Zur gleichen Zeit ist der

Zylinder 40 angeordnet. Der Kolben 50 kann mit Steuerschieber 43 so eingestellt, daß das Druckmittel

Bezug auf die Stange 41 in der Zeichnung ent- in der Leitung 38 durch die Leitung 64 mit der

gegen der Kraft einer Schraubenfeder 51 nach links Kammer 70 auf der rechten Seite des Kolbens 66

verschoben werden. Eine Kammer 52 auf der rech- 40 der Hubeinrichtung 19 in Verbindung kommt, um

ten Seite des Kolbens 50 ist zu der Leitung 38 hin die Hubeinrichtung in der zurückgezogenen Stellung

offen. zu halten.

Von der Leitung 38 zweigt eine Leitung 53 ab Wenn während des Betriebes des Flugzeuges in- und steht mit einer Kammer 54 in Verbindung, die folge eines Versagens oder einer Überlastung der in dem Zylinder 55 der aus Kolben und Zylinder 45 Hauptpumpen 33 der Druck in der Leitung 38 abbestehenden Vorrichtung 56 gebildet ist. Der Kolben sinkt, was einen Druckabfall in den Kammern 52

57 dieser Vorrichtung läßt sich entgegen einer Feder und 54 nach sich zieht, dann bewegt sich unter der

58 nach links in den Zeichnungen verschieben und Kraft der Schraubenfeder 58 der Kolben 57 nach besitzt eine Kolbenstange 59, deren eines Ende bei rechts in dem Zylinder 55 und löst die Nase 63 aus 60 schwenkbar mit einem Hebel 61 verbunden ist, 50 der Arretierung 16 a. Da auch der Druck in der der mittig um einen gehäusefesten Punkt 62 schwenk- Kammer 70 absinkt, kann die Feder 19 a in der bar ist. Das dem Drehpunkt 60 abgekehrte Ende des Hubeinrichtung 19 den Halter und die Windturbine Hebels 61 ist mit einer federbelasteten Nase 63 für die in die Arbeitsstellung bewegen.

Verriegelung mit einer Vertiefung 16 a am Schwenk- Das Ausziehen der Windturbine geschieht durch punkt 16 des Halters der Windturbine versehen. Das 55 einen Schlitz in der Wand des Flugzeuges. Dieser andere Ende der Kolbenstange 59 stellt eine Verbin- Schlitz (nicht gezeigt) entspricht in seinem Profil zudung mit dem verschiebbaren Ventilelement (nicht sätzlich eines lichten Raumes genau dem Quergezeigt) des Reglers 29 her. schnittsprofil der Windturbine (quer zur Drehachse), Der Ringraum 46 in dem Zylinder 40 ist durch wenn die Blätter mit dem Halter 15 fluchten. Wäheine Leitung 64 mit einer Kammer 70 verbunden, 60 rend des Ausziehens bleibt die Windturbine durch die gemäß der Darstellung in der Zeichnung auf der das Eingreifen des Endes 77 in der Vertiefung 78, rechten Seite des Kolbens 66 der Hubeinrichtung 19 der Scheibe 76 verriegelt. Sobald das Ausziehen gebildet ist. Der Ringraum 47 ist mit einer Leitung beendet ist, gelangt die Nase 49 in die Vertiefung 16 b

67 verbunden, welcher in eine Hauptrückführleitung und das Stangenende 77 aus der Vertiefung 78, so

68 mündet, die zu dem Behälter 34 zurückführt. 65 daß die Sperrkupplung ausgerückt, die Verriege-Eine Leitung 69 bringt die Kammer 65 auf der lin- lung des Halters in der Arbeitsstellung der Windken Seite des Kolbens 66 der Hubeinrichtung 19 mit turbine eingerückt und die Windturbine betriebs- <Jer Leitung 68 in Verbindung. fähig ist.

Zunächst befinden sich die Blätter 13 nahezu in der Segelstellung. Wenn sich der Kolben 57 in seiner rechten Stellung in dem Zylinder 55 befindet, dann kann der Regler 29 frei in der normalen Weise arbeiten, um die Steigung der Blätter in bekannter Weise hydraulisch einzustellen, so daß die Windturbine schnell auf Drehzahl kommt und die Pumpe 28 antreibt.

Wenn die Hauptpumpen 33 wieder einsatzbereit sind und die Leitung 38, die Kammer 52 und die Kammer 54 mit Druck beaufschlagen, so daß die Kolben 50 und 57 entgegen der Kraft der Schraubenfedern nach links bewegt werden, dann erfolgt ein selbsttätiges Zurückziehen der Windturbine in der folgenden Weise:

Das Verschieben des Kolbens 57 nach links wirkt auf den Regler 29 derart, daß die Blätter 13 zunächst in die Segelstellung bewegt werden. Daher verlangsamt sich die Drehzahl der Windturbine. Die Anordnung ist derart getroffen, daß die Blätter über die Segelstellung hinaus in eine Umkehrstellung verstellt werden, was zur Folge hat, daß die Windturbine ihre Drehrichtung umkehrt. Um sicherzustellen, daß die Steigungseinstellung der Behälter sicher durchgeführt wird, hat der Kraftspeicher 30 eine ausreichende Flüssigkeitsdruckkapazität. Gleichzeitig verursacht der wiederkehrende, in der Kammer 52 den Kolben 50 beaufschlagende Druck, welcher das Ende 77 der Stange 41 in Richtung auf die Vertiefung 78 in der Scheibe 76 drückt, das Eingreifen des Stangenendes 77 in die Vertiefung 78, wenn die Windturbine ihre Drehrichtung geändert hat. Durch das Einrücken der Sperrkupplung wird der Bund 44 des Steuerschiebers 43 so verschoben, daß die Leitung 38 mit der Leitung 64 verbunden wird. Daher wird in der Kammer 70 die rechte Seite des Kolbens 66 der Hubeinrichtung 19 mit Druck beaufschlagt. Da der Steuerschieber 43 nach links verschoben ist, ist auch die Nase 49 außer Eingriff mit der Vertiefung 16 b. Somit bringt die Hubeinrichtung 19 jetzt die Windturbine in die eingezogene Lage. Dabei fluchten die in oder nahe der Segelstellung befindlichen Blätter mit dem Halter 15, so daß die Windturbine ohne Behinderung durch einen Schlitz in der Flugzeugoberfläche eingezogen werden kann.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Zum Antrieb von Hilfsaggregaten von Luftfahrzeugen dienende Windturbine, die zwischen einer eingezogenen Lage innerhalb des Luftfahrzeuges und einer Arbeitsstellung außerhalb der Luftfahrzeugoberfläche zum Beaufschlagen mit dem Fahrtwind bewegbar ist, wobei die Windturbine vor dem Einfahren durch eine Bremsvorrichtung in einer vorbestimmten Umlaufstellung angehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Anhalten durch Verstellung der Steigung der Windturbinenblätter in eine Umkehrstellung erfolgt und die Windturbine nach Änderung der Drehrichtung durch eine Sperrkupplung (76, 77, 78) arretiert wird.

2. Windturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einrücken der Sperrkupplung (76, 77, 78) zum Arretieren der Windturbine durch einen Strömungsmitteldruck erfolgt, bei dessen Absinken eine mit einem die Windturbine tragenden Halter (15) zusammenwirkende Verriegelung (63, 16 a) gelöst und der Windmotor in die Arbeitsstellung ausgefahren wird, in der das Ausrücken der Sperrkupplung durch Federkraft erfolgt und eine den Halter (15) in der Arbeitsstellung arretierende Verriegelung (49, 16 b) eingerastet wird.

3. Windturbine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrkupplung (76, 77, 78) aus einer drehfest angeordneten, axial verschiebbaren Stange (41) und einer mit der Turbinenwelle (24) der Windturbine verbundenen, eine Vertiefung (78) zum Eingriff des Stangenendes (77) aufweisenden Scheibe (76) besteht.

4. Windturbine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (41) mit einem Kolben (50) und einem Steuerschieber (43) versehen ist und daß das der Scheibe (76) abgekehrte Ende der Stange zur Verriegelung des Halters (15) in der Arbeitsstellung vorgesehen ist.

5. Windturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrkupplung (76, 77, 78) in einer Umlaufstellung der Windturbine eingerückt ist, in der die Windturbinenblätter mit dem Halter (15) fluchten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen