DE2221896A1

DE2221896A1 - Verstell-Luftschraube

Info

Publication number: DE2221896A1
Application number: DE19722221896
Authority: DE
Inventors: Mcmurtry David Roberts
Original assignee: MCMURTRY DAVID ROBERTS
Current assignee: MCMURTRY DAVID ROBERTS
Priority date: 1971-05-06
Filing date: 1972-05-04
Publication date: 1972-12-07
Also published as: FR2135647B1; GB1371372A; DE2221896B2; DE2221896C3; FR2135647A1; US3781131A

Description

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R. 829

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Augsburg, den 2. Mai 1972

David Roberts McMurtry, 21 Stoney Stile Road, Alveston,

Bristol, England

Versteil-Luftschraube

Die Erfindung betrifft eine Versteil-Luftschraube, deren Blätter an einem Rotor zum Zwecke der Steigungsverstellung' jeweils um ihre Längsachsen drehbar angeordnet sind, und die eine Steigungsverstellvorrichtung mit einem Betätigungsglied aufweist. Im einzelnen betrifft die Erfindung die Steigungsverstellvorrichtung einer Versteil-Luftschraube.

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Eine derartige Verstell-Luftschraube ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Antriebsteil eine erste antriebsmäßige Verbindung zwischen dem Betätigungsglied und dem betreffenden Blatt herstellt und jeweils ein weiteres Antriebsteil eine zweite, zur ersten parallele, antriebsmäßige Verbindung zwischen dem Betätigungsglied und dem betreffenden Blatt herstellt, wobei dieses weitere Antriebsteil derart ausgebildet ist, daß ein Schrägstellen mit Bezug auf das erstgenannte Antriebsteil möglich ist, während es trotzdem ein im Betrieb zur Blattsteigungsverstellung erforderliches Drehmoment übertragen kann.

Bei einer bevorzugten AusfUhrungsform der Erfindung sind die erstgenannten Antriebsteile relativ biegsam und die weiteren Antriebsteile relativ steif, so daß die dadurch hergestellten Antriebsverbindungen derart beschaffen sind, daß sich die erstgenannten Antriebsteile in größerem Maße durchbiegen können als die weiteren Antriebsteile und daß diese weiteren Antriebsteile sich schrägstellen können, so daß folglich jeweils eine seitliche Relativbewegung zwischen dem Blatt und der Betätigungseinrichtung möglich ist.

Außerdem weisen die erstgenannten Antriebsteile eine relativ biegsame Welle und die weiteren Antriebsteile eine

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relativ steife Hohlwelle in Form eines Zylinders oder eines Kegelstumpfes auf, welch letzterer die erstgenannte Welle umgibt. ■

;. :Die erstgenannten Antriebsverbindungen mit dem Betätigüngsglied weisen jeweils vorzugsweise zwei verzahnte, ringförmige Teile auf, die von dem Betätigungsglied in einander entgegengesetzte Richtungen angetrieben werden und in ein an einem Ende des erstgenannten Antriebsteiles angebrachtes Zahnrad eingreifen, wobei das andere Ende des. erstgenannten Antriebsteiles mit dem betreffenden Blatt beispielsweise durch Schrauben verbunden ist.

Die zweitgenannten Antriebsverbindungen zwischen dem .Betätigungsglied und den.Blättern weisen jeweils eine Keilverzahnung zwischen dem.einen Ende des weiteren Antriebsteiles und dem Zahnrad des entsprechenden erstgenannten Antriebsteiles und eine weitere Keilverzahnung zwischen dem anderen Ende des weiteren Antriebsteiles und dem Blatt auf.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen;

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein

Triebwerk mit einer Verstell-

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Luftschraube nach der Erfindung und

Fig. 2 eine geschnittene Darstellung

einer Blattwurzel, welche die BlattSteigungsverstellvorrichtung im einzelnen zeigt.

Gemäß Fig. 1 weist ein Gasturbinentriebwerk einen Treibgaserzeuger 1 auf, der einen Propeller 2 über ein Getriebe 3 antreibt. Der Treibgaserzeuger besteht in an sich bekannter V/eise aus dem üblichen Verdichter, einer Brennkammeranordnung und einer nicht gezeichneten Turbine, die sich alle um eine Hauptachse 4 drehen.

Gemäß Fig. 2 weisen die Blätter des Propellers 2 jeweils eine Blattwurzel 10 auf, die derart im Rotor 12 befestigt ist, daß das betreffende Blatt um seine Längsachse 14 drehbar ist. Die Rotorscheibe ist im Axialschnitt doppe 1-U-fb'rmig und weist zwei geneigte Wandungen 16 auf, die radial innen in einen Nabenteil 18 und am radial äußeren Rand jeweils in eine verstärkte Wandung 20 übergehen.

Die verstärkten Wandungen 20 bilden eine Anzahl von um-

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fangsmäßig mit Abständen angeordneten kreisrunden öffnungen, in welche sich die ebenfalls kreisrunden Blattwurzeln 10 hineinerstrecken. Die Blattwurzeln sind jeweils durch eine Keilverzahnung 26 in einem äußeren Lagerlaufring 22 eines Lagers 24 befestigt. Ein innerer Lagerlaufring für das Lager 24 wird durch einen Ring 28 gebildet, der in eine der kreisrunden öffnungen in den verstärkten Wandungen 20 der Rotorscheibe eingeschraubt ist und der gleichzeitig den äußeren Lagerlaufring für ein zweites Lager 30 bildet. Ein innerer Lagerlaufring für das Lager J50 wird durch einen Antriebsring 32 gebildet, der durch eine Keil verzahnung 3^ mit einer unten beschriebenen Blattsteigungsverstellvorrichtung und außerdem mit dem äußeren Lagerlaufring 22 des Lagers 24 verbunden ist.

Die äußeren und inneren Lagerlaufringe des Lagers 24 weisen zylindrische Ansätze 36 und 38 auf, die zu einem Kurventräger und einem Reaktionsglied für eine Einrichtung zum Ausgleich des auf die Blätter wirkenden Zentrifugaldrehmomentes ausgebildet sind. Diese Einrichtung wird jedoch nicht näher beschrieben, da sie für die vorliegende Erfindung ohne Bedeutimg ist.

Im Inneren der Rotorscheibe ist eine Steigungsverstell-

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vorrichtung angeordnet, so daß die Steigung bzw. der Anstellwinkel der Blätter verstellt werden kann. Diese "Vorrichtung enthält ein als Strömungsmittelmotor 40 ausgebildetes Betätigungsglied, das ein halbrundes äußeres Gehäuse 42 mit sich radial einwärts erstreckenden Flügeln und ein zylindrisches inneres Gehäuse 44 aufweist, das ebenfalls Flügel trägt, die mit den Flügeln des äußeren Gehäuses zusammenwirken und Kammern 46 bilden, in welche Hydraulikflüssigkeit unter Druck hineingepumpt werden kann. Das äußere Gehäuse und der innere Zylinder drehen sich unter dem Einfluß der Hydraulikflüssigkeit in einander entgegengesetzten Richtungen und sind mit verzahnten, ringförmigen Teilen 48 und 50 verbunden. Ein Kegelrad 52 steht mit den Verzahnungen der beiden ringförmigen Teile 48 und im Eingriff und bewirkt über ein radial verlaufendes, als Welle 54 ausgebildetes Antriebsteil eine Steigungsverstellung des betreffenden Blattes.

Die Welle 54 und ein Verbindungsstück 56 sind als ein einziges Teil geformt, das mit einem Schraubgewinde 58 versehen und in die Blattwurzel 10 eingeschraubt ist. Eine Schraubenmutter 60 hält die ganze Anordnung zusammen. Das Kegelrad 52, die Welle 54 und das Verbindungsstück 56 stellen folglich eine erste Antriebsverbindung zwischen dem Betätigungsglied 40 und dem Blatt her.

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Zusätzlich ist die Welle von einem weiteren, als kegelstumpf förmige Hohlwelle ausgebildeten Antriebsteil 62 umgeben, das am radial äußeren Ende mit dem Verbindungsstück 56 durch eine Keilverzahnung 64 und mit dem Antriebsring 32 durch eine vie it ere Keil verzahnung j54 verbunden ist. Am radial innen liegenden Ende ist das Antriebsteil 62 mit dem Kegelrad 52 durch eine Keilverzahnung 66 verbunden.

Das weitere Antriebsteil 62 stellt also eine zweite, zur ersten Antriebεverbindung parallele Antriebsverbindung zwischen dem Kegelrad 52 und der Blattwurzel 10 zur Übertragung eines Drehmomentes zur Blattsteigungsverstellung her. Wegen dieser Maßnahme ist die Antriebswelle 54 relativ biegsam im Vergleich zu der umgebenden kegelstumpfförmigen Hohlwelle 62 ausgeführt, die relativ steif ist. Die Welle 54 kann sich also durchbiegen und das kegelstumpfförmige Antriebsteil 62 kann sich gleichzeitig schrägstellen, wobei eine derartige Bewegung von den Keilverzahnungen >4., 64 und 66 aufgefangen wird, wenn eine Querkraft auf das Kegelrad 52 wirkt. Diese Anordnung gestattet eine Relativbewegung zwischen dem Kegelrad 52 und der Blattwursel 10 unter verschiedenen.Umstanden, wovon die beiden wichtigsten folgende sind:

a) Es kann eine Ungleichförmigkeit beim Zusammenlaufen der verzahnten ringförmigen Teile 48 und 50 mit dem Kegel-

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rad 52 auftreten. Das wird durch ein Schrägstellen des Kegelrades aufgefangen, wodurch die von den Teilen 48 und 50 ausgeübten Scherkräfte ausgeglichen werden.

b) Unter gewissen Betriebsbedingungen, beispielsweise wenn die Propellerblätter während der Vorwärtsbewegung eines Plugzeuges schnell in eine Stellung mit negativer Steigung gedreht werden, vibrieren die Blätter kurzfristig mit großer Amplitude. Vienn die Verbindung zwischen dem Kegelrad 52 und der Blattwurzel 10 starr wäre, könnte die Durchbiegung des Blattes Schaden an den Verzahnungen 48, 50 und 52 verursachen. Das wird durch eine flexible Verbindung zwischen der Blattwurzel 10 und dem Kegelrad 52 vermieden, welche die schädliche Schwingungsbewegung nicht überträgt.

Dieses Markmal ermöglicht es deshalb, die Größe und folglich das Gewicht des Kegelrads 52 und der verzahnten Teile 48 und 50 zu verringern.

Obwohl das oben beschriebene Ausführungsbeispiel einen Strömungsmittelmotor 40 als Betätigungsglied aufweist, können natürlich auch andere Ausführungsformen eines Betätigungs-

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glledes Anwendung finden, beispielsweise ein Getriebe, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen»

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Claims

Patentansprüche

1. Versteil-Luftschraube, deren Blätter an einem Rotor zum Zwecke der Steigungsverstellung jeweils um ihre Längsachse drehbar angeordnet sind, und die eine Steigungsverstellvorrichtung mit einem Betätigungsglied aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Antriebsteil (54) eine erste antriebsmäßige Verbindung zwischen dem Betätigungsglied und dem betreffenden Blatt (2) herstellt und jeweils ein weiteres Antriebsteil (62) eine zweite, zur ersten parallele, antriebsmäßige Verbindung zwischen dem Betätigungsglied und dem betreffenden Blatt herstellt, wobei dieses weitere Antriebsteil derart ausgebildet ist, daß ein Schrägstellen mit Bezug auf das erstgenannte Antriebsteil möglich ist, während es trotzdem ein im Betrieb zur Blattsteigungsverstellung erforderliches Drehmoment übertragen kann.

2. Verstell-Luftschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erstgenannten Antriebsteile (54) relativ biegsam und die weiteren Antriebsteile (62) relativ steif sind, und daß die dadurch hergestellten Antriebsverbindungen derart beschaffen sind, daß sich die erstgenannten Antriebsteile in größerem Maße durchbiegen können als die weiteren Antriebsteile und daß diese weiteren Antriebsteile sich schrägstellen

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können, so daß folglich jeweils eine seitliche Relativbewegung zwischen dem Blatt und der Betätigungseinrichtung möglich ist.

5. Verstell-Luftschraube nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erstgenannten Antriebsteile (54) jeweils eine Welleund die weiteren Antriebsteile jeweils eine Hohlwelle aufweisen, welch letztere die erstgenannte V/elle umgibt.

4. Verstell-Luftschraube nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die genannte erste Antriebsverbindung zwischen dem Betätigungsglied und einem Blatt zwei verzahnte, ringförmige Teile (48, 50) aufweist, die von dem Betätigungsglied in einander entgegengesetzten Richtungen angetrieben v/erden und in ein Zahnrad (52) an einem Ende der erstgenannten V/elle eingreifen.

5. Verstell-Luftschraube nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte zweite Antriebsverbindung zwischen dem Betätigungsglied und einem Blatt eine Keilverzahnung zwischen der Hohlwelle und der erstgenannten Welle oder damit verbundenen Teilen aufweist, damit eine relative Schrägstellung zwischen der erstgenannten Welle und der Hohlwelle möglich ist.

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