DE2220468B2 - Einrichtung zum Ausgleich des bei Verstellpropellern auf die Propellerblätter wirkenden Zentrifugaldrehmoments - Google Patents

Description

Ein Ausführungsbeispiel der Enfindung wird nachstehend mit Bezug auf Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein Triebwerk mit ummanteltem Verstellpropeller,

Fig.2 einen Schnitt durch den Verbindungsbereich zwischen einer Propeilerblattwurzel und der Propellernabe mit der erfindungsgemäßen Einrichtung, und

Fig.3 eine ir. Richtung des Pfeiles A in Fig.2 gesehene abgewickelte, gemäß dem Verlauf der Schnittlinie B-B teilgeschnittene Ansicht, die nur die Profile des Kurventrägers und des Reaktionskurventrägers zeigt

Das in Fig. 1 gezeigte Gasturbinentriebwerk weist ein Basistriebwerk 1 auf, das über ein Getriebe 3 einen is Verstellpropeller 2 antreibt Das Basistriebwerk 1 besteht in üblicher Weise aus einem Verdichter, einer Brennkammeranordnung und einer Turbine. Die Triebwerkshauptachse ist mit 4 bezeichnet

Gemäß Fig.2 ist die Blattwurzel 5 jedes Propellerbiattes 2 derart in der Propellernabe gehaltert, daß das Propellerblatt 2 um seine Längsachse 6 drehbar ist Die Propellernabe ist im Axialschnitt doppel-U-förmig und weist zwei geneigte Stirnwandungen 7 auf, die jeweils radial innen in einen verdicketen Teil 8 und radial außen in einen verstärkten Rand 9 übergehen.

Die im Inneren der Propellernabe untergebrachte Blattsteigungsverstellvorrichtung weist einen Strömungsmittelmotor 10 mit einem halbrunden Außengehäuse 11, das sich radial einwärts erstreckende Flügel trägt, und mit einem zylindrischen Innengehäuse 12 auf, das ebenfalls Flügel trägt die zusammen mit den Flügeln des Außengehäuses 11 Kammern 13 bilden, in die Hydraulikflüssigkeit unter Druck hineingepumpt werden kann. Das Außengehäuse 11 und das Innengehäuse 12 sind unter dem Druck der Hydraulikflüssigkeit gegenläufig relativ zueinander drehbar und mit Zahnkränzen 15 und 16 verbunden, die an zueinander diametral gegenüberliegenden Stellen mit einem Kegelritzel 17 in Eingriff stehen, das über eine Verbindungskonstruktion 18 mit der Blattwurzel 5 drehfest verbunden ist

Zum Ausgleich des auf das Propellerblatt 2 wirkenden Zentrifugaldrehmoments, das bestrebt ist, das Propellerblatt 2 in eine Stellung mit kleinstem Anstellwinkel zu drehen, ist jedem Propellerblatt 2 ein die Blattwurzel 5 umschließender zylindrischer Kurventräger 21, der mittels einer Keilverzahnung 24 drehfest mit der Blattwurzel 5 verbunden ist, und ein diesen Kurventräger 21 koaxial umschließender Reaktionskurventräger 20 zugeordnet, der über eine Keilverzahnung 22 mit der Propellernabe verbunden ist Der Reaktionskurventräger 20 steht also mit Bezug auf die Propellernabe fest, während der Kurventräger 21 relativ dazu zusammen mit dem Propellerblatt 2 um die Propellerblattachse 6 drehbar ist Ein zwischen den Kurventräger 21 und den Reaktionskurventräger 20 angeordnetes Wälzlager 25 ermöglicht diese Relativdrehung. Ein weiteres Wälzlager 26 ist zwischen dem Reaktionskurventräger 20 und einem Teil 2» der Blattwurzel 5 angeordnet

Der Kurventräger 21 und der Reaktionskurventräger 20 sind gemäß F i g. 3 mit Kurvenprofilen 31 bzw. 30 versehen, wobei mit jedem Paar einander zugeordneter Kurvenprofile 31 und 30 ein gemeinsames Profilfolgeorgan 35 in Form einer Rolle zusammenwirkt, die in einem Käfig 36 auf einem Stift 33 gelagert ist und auf den Profilen 30,31 abrollt

Die Profile 31 und 30 des Kurventrägers 21 und des Reaktionskurventrägers 20 sind als zueinander entgegengesetzt geneigt verlaufende Führungskulissen ausgebildet und die Anordnung ist so getroffen, daß die Profilfolgeorgane 35 unter der auf sie übertragenen, am jeweiligen Propellerblatt 2 angreifenden Zentrifugalkraft Kraftkomponenten auf die jeweiligen Profile 31 und 30 ausüben, welche Kurventräger 2! ur.d Reaktionskurventräger 20 gegensinnig zu drehen versuchen. Da aber der Reaktionskurventräger 20 nicht drehbar ist, wirkt die gesamte Zentrifugalkraft auf den Kurventräger 21 und erzeugt auf diesen je nach der jeweiligen, vom Blattanstellwinkel abhängigen Kurvenprofilneigung ein Drehmoment auf den Kurventräger 21, der dem jeweiligen Zentrifugaldrehmoment entgegenwirkt und dieses kompensiert

Da das Zentrifugaldrehmoment bei jeder Blattsteigungseinstellung verschieden ist, ist der Verlauf der Kurvenprofile 31 und 30 so gestaltet, daß das in jeder Blattsteigungseinstellung auf den Kurventräger 21 erzeugte Reaktionsdrehmoment größenmäßig dem jeweiligen Zentrifugaldrehmoment entspricht

Aufgrund dieses Zentrifugaldrehmomentausgleichs braucht das Zentrifugaldrehmoment nicht von der Blattsteigungsverstellvorrichtung aufgenommen zu werden, so daß diese kleiner und leichter ausgeführt sein kann.

AtOerdem kann bei der Gestaltung der Kurvenprofile 31 und 30 auch noch das durch den Luftdruck auf die Propellerbiäl ter ausgeübte Drehmoment berücksichtigt werden, so daß auch dieses in Abhängigkeit von der jeweiligen Blattsteigungseinstellung kompensiert wird.

Ferner können die Kurvenprofile zusätzlich so ausgeführt sein, daß das jeweils unter der Zusammenwirkung des Kurventrägers 21, des Reaktionskurventrägers 20 und der Profilfolgeorgane 35 auf das betreffende Propellerblatt 2 ausgeübte resultierende Drehmoment das Propellerblatt 2 in Segelstellung zu drehen versucht. In diesem Falle werden die Propellerblätter 2 im Falle eines ^vcrsagens der Blattsteigungsverstellvorrichtung automatisch in Segelstellung gedreht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 ρ rflnhA auf die PropeHerechsc Man ist bestrebt, dieses ratentansprucne. ZentrifugaJdrehmoment bei Verstellpropellern auszu-

1. Einrichtung zum Ausgleich des bei Verstellpro- gleichen, um die Blattsteigungsversteileinrichtung zu pellern durch die Fliehkraft in Abhängigkeit vom entlasten.

jeweiligen Blatteinstellwinkel auf die Propellerblät- 5 Bei einer aus der US-PS 25 33 358 bekannten ter ausgeübten Zentrifugaldrehmomentes, mit je Einrichtung der eingangs genannten Art sind in Propellerblatt jeweils mindestens einem Kurventrä- Verbindung mit jedem Propellerblatt ein mit der ger, einem Reaktionskurventräger und einem mit Blattwurzel fest verbundener Kurventräger, ein an der diesen beiden zusammenwirkenden Profilfolgeor- Propellernabe angeordneter Reaktionskurventräger gan, wobei der Reaktionskurventräger an der io und vier damit zusammenwirkende, als Rollen ausgebil-Propellernabe angeordnet und eines der beiden dete Profilfolgeorgane vorgesehen. Die mit den Elemente Kurventräger und Profilfolgeorgan mit Profilfolgerollen zusammenwirkenden Profile des Kurdem betreffenden Propellerblatt fest verbunden und venträgers und des Reaktionskurventrägers sind jeweils das andere dieser beiden Elemente mit Bezug auf die nach Art von Nockenbahnen ausgebildet und liegen Propellerachse radial verschieblich ist und wobei die 15 einander mit Bezug auf die Blattlängsachse axial Profile des Kurventrägers und des Reaktionskurven- gegenüber. Ihre Profile sind genau zueinander kompleträgers so gestaltet sind, daß der Reaktionskurven- mentär ausgebildet

träger über die beiden anderen Elemente jeweils Bei der bekannten Anordnung sind die Profflfolgerol-

blatteinstellwinkelabhängig ein dem Zentrifugal- Ien an der Blattwurzel angeordnet und jede Blatteindrehmoment entgegengesetztes Ausgleichdrehmo- 20 stellwinkeländerung ist von einer mit Bezug auf die ment auf das betreffende Propeilerblatt ausübt, Propeüeraehse radialen Verschiebung des betreffenden dadurch gekennzeichnet, daß die Profile Propellerblattes begleitet, da sich die Profilfolgerollen (30, 31) des Kurventrägers (21) und des Reaktions- beim Abrollen auf dem an der Propellernabe angeordkurventrägers (20) als zueinander entgegengesetzt neten Reaktionskurventräger gleichzeitig radial mit geneigt verlaufende Führungskulissen ausgebildet 25 Bezug auf die Propellerachse verschieben und das sind. Propellerblatt demzufolge eine entsprechende Radial-

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- verschiebung ausführt

zeichnet, daß der Kurventräger (21) und der Eine derartige Radialverschiebung der Propellerblät-

Reaktionskurventräger (20) als koaxiale Zylinder ter mit Bezug auf die Propellerachse, wie sie bei der

ausgebildet sind. 30 bekannten Anordnung blattstelleinwinkelabhängig

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch stattfindet, kann bei einem im freien Luftstrom gekennzeichnet, daß der Kurve"träger (21) mit dem arbeitenden, d. h. nicht ummantelten Propeller akzeptabetreffenden Propellerblatt (2) verbunden und das bei sein. Bei Mantelpropellern, wie sie bei modernen Profilfolgeorgan (35) nur durch dir Führungskulissen Turboprop- und Zweistrom-Turboluftstrahltriebwerken geführt und ansonsten frei beweglich ist 35 Anwendung finden, ist aber eine solche, innerhalb eines

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gewissen Bereiches stattfindende Radialverschiebung dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf der Profile der Propellerblätter nicht annehmbar, da sie einen (30, 31) so gewählt ist, daß das jeweils auf das übermäßig großen Blattspitzenspielraum innerhalb der betreffende Propellerblatt (2) ausgeübte Ausgleich- Propellerummantelung bedingen wüi-ie, was wiederum drehmoment etwa gleich der Summe des Zentrifu- 40 eine Verschlechterung des Wirkungsgrades zur Folge galdrehmoments und des aufgrund des Gasdruckes hätte.

auf das Propellerblatt (2) wirkenden Drehmomentes Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung liegt

ist darin, daß deren Profilfolgerollen jeweils eine genau

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, definierte umfangsmäßige Lage mit Bezug auf die dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf der Profile 45 Profile des Kurventrägers und des Reaktionskurventrä-(30, 31) derart gewählt ist, daß das jeweils auf das gers haben müssen, wozu die Profilfolgerollen jeweils Propellerblatt (2) ausgeübte Ausgleichdrehmoment mit einem Zahnritzel versehen sind, das mit am etwas größer als das Zentrifugaldrehmoment ist, Kurventräger bzw. am Reaktionskurventräger anderart, daß das resultierende Moment das Propeller- geordneten Zahnkränzen in Eingriff steht

blatt (2) in Segelstellung zu drehen versucht. so Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Einrichtung der eingangs genannten Art so zu

verbessern, daß sie auch in Verbindung mit Mantelpropellern brauchbar ist

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ausgleich 55 im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene des bei Verstellpropellern durch die Fliehkraft in Maßnahme gelöst

Abhängigkeit vom jeweiligen Blatteinstellwinkel auf die Damit wird der technische Fortschritt erreicht, daß

Propellerblätter ausgeübten Zentrifugaldrehmoments die angestrebte Funktion der Einrichtung, nämlich der nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ausgleich des blatteinstellwinkelabhängigen Zentrifu-

Beim Umlauf eines Propeüerblaües um die Propeller- «> galdrehmomenls auf die Propellerblätter, mit gegenachse wird aufgrund des Anstellwinkels und der über der bekannten Anordnung konstruktiv einfacheren Verwindung des Propellerblattes ein Zentrifugaldreh- Mitteln und ohne begleitende Radialverschiebung der moment auf dieses erzeugt, das von der jeweiligen Propellerblätter mit Bezug auf die Propellerachse Blattsteigungseinstellung und natürlich auch von der erreicht wird, so daß sich die erfindungsgemäße Drehzahl abhängig ist und versucht, das Propellerblatt 65 Einrichtung für einen Einsatz in Verbindung mit in eine Stellung mit niedrigem Anstellwinkel zu drehen. Mantelpropellern eignet und dabei keine Vengrößerung Sein Maximum erreicht dieses Zentrifugaldrehmoment des Blattspitzenspielraums in Kauf genommen zu bei einer Blattsteigungseinstellung von 45° mit Bezug werden braucht