DE19528350A1

DE19528350A1 - Mehrblättriger Verstellpropeller

Info

Publication number: DE19528350A1
Application number: DE19528350A
Authority: DE
Original assignee: SCHITTEK JOERG
Current assignee: SCHITTEK JOERG
Priority date: 1995-04-06
Filing date: 1995-08-02
Publication date: 1996-10-10

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrblättrigen Verstellpro peller mit einer Nabe, gegenüber der die Blätter verdreh bar sind.

Verstellpropeller sind bereits seit langem bekannt. Ein Nachteil bei ihnen ist aber, daß selbst zweiblättrige Propeller kompliziert aufgebaut sind, ein relativ hohes Gewicht und einen relativ hohen Luftwiderstand aufweisen und zudem durch den Fertigungsaufwand bedingt, kostspie lig sind.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Verstellpropeller zu schaffen, der gegenüber den herkömmlichen ein geringes Gewicht hat, der einfach aufgebaut ist und daher kosten günstig hergestellt werden kann und bei dem der Luftwi derstand verringert ist.

Diese Aufgabe wird mit einem mehrblättrigem Verstellpro peller mit den Merkmalen gemäß dem Anspruch 1 gelöst.

Dadurch, daß in jedem Blatt ein nabenseitig offenes Rip penrohr befestigt ist, daß in der Nabe sich radial nach außen erstreckend mindestens eine Hohlwelle befestigt ist, auf die die Rippenrohre unter Bildung je eines Gleitlagers aufgesteckt sind, auf dem das Blatt verdreh bar ist, daß in zumindest einem Abschnitt der mindestens einen Hohlwelle mindestens ein Torsionskörper vorhanden ist, der an seinen nabenfernen Enden mit den Blättern und mit den anderen Enden mit der Nabe verbunden ist, und Mittel zum Verdrehen der Blätter unter Verdrehung des mindestens einen Torsionskörpers aufweist, wird die vorteilhafte Wirkung erzielt, daß bei einem insgesamt einfachen und leichten Aufbau die Blätter beim Verdrehen auch den Torsionskörper verdrehen, der beim Zurückfedern die Blätter wieder in die ursprüngliche Stellung dreht, und daß die Fliehkräfte von dem Torsionskörper aufgenom men werden.

Die Drehlagerung der Blätter erfolgt dabei nicht in der Nabe, sondern auf der Hohlwelle in den Blättern.

Der erfindungsgemäße Verstellpropeller ist nicht nur für Flugzeuge, insbesondere Ultraleichtflugzeuge, für den Zug- und Druckbetrieb (als Repeller) geeignet, sondern auch für Windkraftanlagen oder windbetriebene Pumpen.

In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der mehr blättrige Verstellpropeller zwei Blätter aufweist und daß ein langgestreckter Torsionskörper in einer geraden Hohlwelle verläuft. Da die beiden Blätter einander gegen überstehen, ist ein besonders einfacher Aufbau mit nur einem Torsionskörper und einer Hohlwelle möglich.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der mehrblättrige Verstellpropeller drei symmetrisch angeord nete Blätter aufweist und daß ein Torsionskörper in Form eines dreistrahligen Sterns mit seinen Enden in drei ge raden Hohlwellen angeordnet ist. Bei dieser Ausgestal tung ist der Torsionskörper in der Mitte der Nabe gehal tert. Die Hohlwellen verlaufen nicht wie bei der vorigen Ausgestaltung durch die Nabe, sondern ragen jeweils ein Stück in diese hinein.

In einer noch weiteren Ausgestaltung weist der mehr blättrige Verstellpropeller ebenfalls drei symmetrisch angeordnete Blätter auf, die jeweils einen Winkelabstand von 120° haben, und drei langgestreckte Torsionskörper sind jeweils mit einem Ende mit der Nabe und mit dem an deren, nabenfernen Ende mit dem Blatt verbunden, wobei die Torsionskörper jeweils in einer geraden Hohlwelle angeordnet sind. Bei dieser Ausgestaltung sind die drei Torsionskörper an der Nabe etwas beabstandet von deren Mittelpunkt gehaltert.

Zweckmäßig ist der Torsionskörper ein Plattenpaket aus Federstahl. Vorteilhaft sind dabei die äußeren Platten des Plattenpakets schmaler als die inneren, um das Inne re der Hohlwelle möglichst weitgehend auszunutzen.

Alternativ ist vorgesehen, daß der Torsionskörper aus einem in einer Matrex eingebetteten Bündel Kunststoff asern besteht, wobei vorteilhaft die unter dem Handels namen Kevlar bekannten Fasern verwendbar sind.

Zur Betätigung des Verstellpropellers ist vorgesehen, daß mittig durch die Nabe eine Schubstange verläuft, die vor der Nabe ein Joch trägt, dessen Enden zur Verdrehung der Blätter mit aus den Blättern vorragenden Nasen ver bunden sind. Bei Verschiebung der Schubstange in axialer Richtung, werden damit die Blätter unter Verspannung des mindestens einen Torsionskörpers verdreht.

Vorteilhaft sind die Rippen der Rippenrohre gezahnt, um einen besseren Halt im Blatt zu haben.

Zweckmäßig ist die Nabe und der Torsionskörper von einer Hülse unter Bildung eines Preßsitzes durchdrungen, die als Führung für die Schubstange dient. Diese Ausgestal tung ist nur bei den Torsionskörpern anwendbar, die durch die Mitte der Nabe verlaufen.

Zweckmäßig sind die nabenfernen Enden des Torsionskör pers mit den nabenfernen Enden der Rippenrohre durch Querbolzen verbunden, die die Kräfte, die an den Blät tern angreifen, auf den Torsionskörper übertragen.

Vorteilhaft sind die Mittel zum Verdrehen der Blätter Zuganker, wobei pro Blatt ein Zuganker vorgesehen ist.

Dabei sind zweckmäßig mit den Rippenrohren Schwenkplat ten verbunden, die an der Nabe verdrehbar gelagert sind und die eine Nase aufweisen, an denen die Zuganker an greifen.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß zum Ausgleich der Luftkräfte die Schwenkplatten Ausgleichsgewichte tragen.

Die Befestigung eines jeden Blattes am Rippenrohr er folgt vorteilhaft durch Laminieren.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben.

Sie zeigen in:

Fig. 1 eine Vorderansicht,

Fig. 2 eine Seitenansicht,

Fig. 3 eine vergrößerte und teilweise geschnittene Vorderansicht,

Fig. 4 einen Schnitt durch ein Rippenrohr,

Fig. 5 eine Ansicht von Fig. 4 von links,

Fig. 6 eine andere Ausgestaltung des Torsionskörper in Vorderansicht und

Fig. 7 eine weitere Ausgestaltung des Torsionskörpers in Vorderansicht.

Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht eines zweiblättrigen Verstellpropellers, wobei zwei Blätter 2 nur zum Teil gezeigt sind. An einer Nabe 1 ist an der Außenseite ein Joch 7 befestigt, welches an einer Schubstange 6 befe stigt ist, die axial durch die Nabe 1 verläuft und in der Fig. 1 nicht sichtbar ist. An dem Joch 7 sind zwei Zuganker 11 befestigt, die an ihren Enden Ösen tragen, die gegeneinander verdreht sind und an jeweils einer Schwenkplatte 12 befestigt sind, die gegenüber der Be festigung jeweils ein Ausgleichsgewicht 14 trägt.

In Fig. 2 ist die Seitenansicht von Fig. 1 darge stellt. Wiederum sind die beiden Blätter 2 erkennbar, wobei die Gestalt der Nabe 1 und des Jochs 7 mit den da ran befestigten Zugankern 11 gut erkennbar ist. Eben falls sind die Ausgleichsgewichte 14 dargestellt.

Fig. 3 zeigt einen stark vergrößerten Schnitt durch eine Vorderansicht ähnlich der Fig. 1. Die Nabe 1 ist nur durch einen Kreis angedeutet. Koaxial in ihr ver läuft die Schubstange 6, an der vorne das Joch 7 ange bracht ist. Die daran angreifenden Zuganker 11 sind nur in einem Abschnitt an der Befestigung an der Schwenkplat te 12 dargestellt, wozu diese eine Nase 13 aufweist. Der Verlauf des Zugankers erfolgt gemäß der strichpunktier ten Linie vom Joch 7 zu der Befestigungsstelle an der Nase 13. Gut erkennbar ist, daß gegenüber dieser Befesti gungsstelle das Ausgleichsgewicht 14 angebracht ist. Links in der Fig. 3 ist ein Abschnitt des Blattes darge stellt, in dem ein Rippenrohr 3 fest angebracht ist, wel ches anhand der nachfolgenden Figuren näher besprochen ist.

Das Rippenrohr 3 ist gleitend an seinem Innenumfang am Außenumfang einer Hohlwelle 4 gelagert, die sich symme trisch zur Nabe 1 in waagerechter Richtung durch die Fig. 3 erstreckt. Im Inneren beabstandet von der Hohl welle 4 verläuft ein Torsionskörper 5, der bei dieser Ausgestaltung ein Plattenpaket aus Federstahl ist und drei parallel beabstandete Bohrungen aufweist. In der mittigen Bohrung verläuft die Schubstange 6. Durch die beiden äußeren Bohrungen ist jeweils ein Querbolzen 10 geführt, der bei der Darstellung in Fig. 3 zur besseren Erkennbarkeit um 90° gedreht ist. Der Querbolzen 10 ver läuft durch die Bohrung des Torsionskörpers 5 und durch entsprechende Bohrungen im Rippenrohr 3 und im Blatt.

Der Querbolzen 10 überträgt die Kräfte vom Torsionskör per auf das Rippenrohr 3 mit dem daran befestigten Blatt.

Die Fig. 4 zeigt das Rippenrohr 3 in seiner Ausgestal tung, wobei Rippen 8 beabstandet um den Umfang verlau fen, und diese Rippen 8, wie in der Fig. 5 gezeigt ist, frei gefräst sind, um eine zahnartige Ausbildung zu er zielen.

Fig. 6 zeigt schematisch eine Ausgestaltung mit einem dreiblättrigen Verstellpropeller, wobei ein Torsionskör per 51 die Form eines dreistrahligen regelmäßigen Sterns aufweist. Es ist angedeutet, daß der Mittelpunkt des Tor sionskörpers 51 an der Nabe 1 befestigt ist, und daß sei ne Bohrungen aufweisenden drei Strahlen jeweils ähnlich der vorigen Ausgestaltung in nur angedeuteten Hohlwellen 4 stecken.

Fig. 7 zeigt eine andere Ausgestaltung eines Torsions körpers 52 in einem dreiblättrigem Verstellpropeller, wo bei drei identische Torsionskörper 52 symmetrisch an der Nabe 1 angeordnet sind, und jeweils zwei Bohrungen auf weisen, die einerseits außermittig an der Nabe 1 befe stigt sind, und am anderen Ende in jeweils einer Hohlwel le 4 stecken und ähnlich wie in Fig. 3 an einem Rippen rohr (nicht dargestellt) mit Hilfe von Querbolzen befe stigt sind.

Claims

1. Mehrblättriger Verstellpropeller mit einer Nabe (1), gegenüber der die Blätter (2) verdrehbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Blatt (2) ein nabenseitig offenes Rip penrohr (3) befestigt ist, daß in der Nabe (1) sich radial nach außen erstreckend mindestens eine Hohl welle (4) befestigt ist, auf die die Rippenrohre (3) unter Bildung je eines Gleitlagers aufgesteckt sind, auf dem das Blatt verdrehbar ist, daß in zumindest einem Abschnitt der mindestens einen Hohlwelle (4) mindestens ein Torsionskörper (5, 51, 52) vorhanden ist, der an seinen nabenfernen Enden mit den Blät tern (2) und mit den anderen Enden mit der Nabe ver bunden ist und Mittel zum Verdrehen der Blätter (2) unter Verdrehung des mindestens einen Torsionskörper (5, 51, 52) aufweist.

2. Mehrblättriger Verstellpropeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zwei Blätter (2) auf weist, und daß ein langgestreckter Torsionskörper (5) in einer geraden Hohlwelle (4) verläuft.

3. Mehrblättriger Verstellpropeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er drei symmetrisch an geordnete Blätter (2) aufweist, und daß ein Torsi onskörper (51) in Form eines dreistrahligen Sterns mit seinen Enden in drei geraden Hohlwellen (4) an geordnet ist.

4. Mehrblättriger Verstellpropeller nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß er drei symmetrisch ange ordnete Blätter (2) aufweist, daß drei langgestreck te Torsionskörper (52) jeweils mit einem Ende mit der Nabe (1) und mit dem anderen, nabenfernen Ende mit dem Blatt (2) verbunden sind, und daß die Torsi onskörper (52) jeweils in einer geraden Hohlwelle (4) angeordnet sind.

5. Mehrblättriger Verstellpropeller nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Torsionskörper (5, 51, 52) ein Plattenpaket aus Federstahl ist.

6. Mehrblättriger Verstellpropeller nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Torsionskörper (5, 51, 52) aus einem in einer Matrix eingebetteten Bündel Kunststoffasern besteht.

7. Mehrblättriger Verstellpropeller nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittig durch die Nabe (1) eine Schubstange (6) ver läuft, die vor der Nabe ein Joch (7) trägt, dessen Enden zur Verdrehung der Blätter mit aus den Blät tern vorragenden Nasen verbunden sind.

8. Mehrblättriger Verstellpropeller nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (8) der Rippenrohre (3) gezahnt sind.

9. Mehrblättriger Verstellpropeller nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (1) und der Torsionskörper (5, 51) von ei ner Hülse (9) unter Bildung eines Preßsitzes durch drungen werden, die als Führung für die Schubstange (6) dient.

10. Mehrblättriger Verstellpropeller nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nabenfernen Enden des Torsionskörpers (5, 51, 52) mit den nabenfernen Enden der Rippenrohre (3) durch Querbolzen (10) verbunden sind.

11. Mehrblättriger Verstellpropeller nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Verdrehen der Blätter (2) Zuganker (11) sind.

12. Mehrblättriger Verstellpropeller nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Rippenrohren (3) Schwenkplatten (12) verbun den sind, die an der Nabe (1) verdrehbar gelagert sind und die eine Nase (13) aufweisen, an denen die Zuganker (11) angreifen.

13. Mehrblättriger Verstellpropeller nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkplatten (12) Ausgleichsgewichte (14) tragen.

14. Mehrblättriger Verstellpropeller nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rippenrohr (3) in jedes Blatt (2) einlaminiert ist.