DE272459C

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Publication number: DE272459C
Application number: DENDAT272459D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JKl 272459 -KLASSE 77 h. GRUPPE

ALBERT HIRTH in CANNSTATT-STUTTGART.

Propeller mit verstellbaren Flügeln, insbesondere für Luftfahrzeuge.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 24. Dezember 1912 ab.

Man hat schon erkannt, daß man die beste Leistung aus einem Flugzeug bzw. aus dem Flugzeugmotor dann herausholen könnte, wenn man den Propellerflügeln eine mit der Umdrehungszahl des Propellers veränderliche Steigung geben würde, und hat daher vorgeschlagen, die Steigung der Propellerflügel in direkte Abhängigkeit von der Propellertourenzahl zu setzen. Dieser Vorschlag konnte jedoch zu einem

ίο günstigen Ergebnis nicht führen, weil dabei übersehen ist, daß die günstigste Einstellung der Flügelsteigung keineswegs nur von der Umdrehungszahl des Propellers abhängig ist, sondern daß auch die relative Geschwindigkeit der Fortbewegung des Propellers durch die Luft (die Fluggeschwindigkeit) von wesentlichem Einfluß ist.

Ähnlich verhält es sich mit anderen Vorschlägen, welche den Propellerflügeln nur die Möglichkeit geben, sich entsprechend der Zugkraft des Motors und der von der Luft auf die Flügel ausgeübten Schubkraft einzustellen, während die durchaus nicht nur von der Zugkraft des Motors, sondern auch von dessen Regelung usw. abhängige Tourenzahl vernachlässigt wurde.

Gemäß der Erfindung ist nun die Möglichkeit gegeben, sämtlichen in Betracht kommenden Einflüssen bei der Einstellung und Verstellung der Steigung der Propellerflügel in praktisch völlig befriedigender Weise Rechnung zu tragen, indem die Flügel mit der Propellerwelle derartig gelenkig verbunden sind, daß sie ihren Winkel zur Drehachse entsprechend der Richtung der Resultierenden aus der auf die Flügel wirkenden Zentrifugalkraft (z, Fig. 1) und der Schubkraft (s, Fig. 1) ändern können. Die so ermöglichte Dreh- bzw. Schwingbewegung ist ferner in Abhängigkeit von einer weiteren Drehbewegung gebracht, welche den Steigungswinkel der Flügel ändert.

Besonders wichtig ist es, daß gemäß der Erfindung die Einstellung beider Propellerflügel in erzwungene Abhängigkeit voneinander gebracht, nämlich gleichgehalten wird. Da die Flügel bei ihrem Umlauf wechselnden Kräften oder Widerständen ausgesetzt sind, so wird durch die zwangläufige Kuppelung beider Flügel vermieden, daß jene periodischen Wechsel, sobald sie in einem bestimmten einfachen Verhältnis zu der eigenen Pendelschwingungszahl der Flügel stehen, die Flügel in schädliche Resonanzschwingungen versetzen.

Das in den Fig. 2 bis 4 der beiliegenden Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel wird den Erfindungsgedanken näher veranschaulichen.

Die Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht,

Fig. 3 eine Vorderansicht des mit der Erfindung ausgestatteten Propellers bei geschnittenem Propellerwellenkopf,

Fig. 4 in Ansicht den Kopf der Propellerwelle, welcher die Verstellvorrichtung trägt.

Die Propellerflügel α sind in Hülsen b gefaßt, welche mit Augen c an Gelenkbolzen d angreifen, die in Gabeln e drehbar gelagert sind. Die Bolzen d sind mit den Köpfen c der Hülsen b fest verbunden, so daß sich bei einer Drehbewegung der Flügel α um die Achse der Bolzen d letztere mitdrehen müssen. Gleichfalls auf den Bolzen d befestigt sind Kegelräder f, welche im Eingriff mit Zahnsegmenten g stehen, die auf dem Kopf h der Propellerwelle angebracht sind.

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Bei einer Drehung der Bolzen d wälzen sich

die Zahnräder f auf den Zahnsegmenten g ab und drehen dabei die Propellerflügel um die Zapfen i der Gabeln <e des Propellerwellenkopfes h.

Zweckmäßig, wenn auch nicht unbedingt erforderlich, ist auf jedem Zapfen i noch ein Zahnrad bzw. Zahnkranz k befestigt, und diese beiden Verzahnungen sind von gleicher Zähnezahl und miteinander in Eingriff gebracht. Zu diesem Zweck sind die beiden Flügel α, α seitlich der Propellerwelle I angeordnet. Wenn auf diese Kupplung verzichtet würde, könnten die Flügel natürlich einander diametral gegenüberstehen und ihre Achsen die Achse der Propellerwelle schneiden.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende:
■ Wenn die Propellerwelle I sich mit einer gewissen Umdrehungszahl dreht, so folgen die Flügel den auf sie einwirkenden Kräften, insbesondere der Zentrifugalkraft und der Schubkraft, die beide veränderlich und nicht völlig voneinander abhängig sind. Infolgedessen stellen sich die Flügel unter einem kleineren oder größeren Winkel zur Propellerwelle ein, und diese selbsttätige Einstellung bewirkt infolge der Planetenräder f, welche sich dabei auf den Zahnsegmenten g abwälzen, eine entsprechende Einstellung des Steigungswinkels der Flügel durch Drehung um die Zapfen i. Die Kupplung mittels der Zahnräder k sichert eine gleichmäßige Einstellung beider Flügel.

Es ist nun leicht einzusehen, daß die Einstellung der Flügel nicht bei jeder Tourenzahl der Propellerwelle unbedingt dieselbe ist, so daß also den Flügeln die gleiche Steigung gegeben würde, gleichviel, ob sie sich im Stand drehen oder im freien Flug, sondern daß bei der Einstellung der Steigung der Flügel noch die Schubkraft ihren Einfluß geltend macht, welche im Stand einen ganz anderen Wert besitzt als in voller Fahrt. Die Einstellung der Steigung der Flügel erfolgt natürlich in der Weise, daß um so mehr Steigung gegeben wird, je mehr sich die Flügel aufrichten wollen.

Zweckmäßig wird zur entsprechenden Einstellung und Beeinflussung der auf die Flügel wirkenden Kräfte eine Feder m angewendet, welche vorteilhaft in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise angeordnet sein kann. Hierbei greift die gemeinsame Feder m an den beiden auf den Flügelhülsen b lose verschiebbaren Ringen η an. Unter den Ringen η sind Muttern 0 vorgesehen, welche auf einem auf den Hülsen b angebrachten Außengewinde verschraubt werden können, so daß dadurch die Spannkraft der Feder beliebig eingestellt werden kann.

Die beschriebene Anordnung besitzt außer den. schon erläuterten Vorzügen noch weitere vorteilhafte Eigenschaften, unter anderen die, daß die Flügel bei ruhendem oder abgestelltem Motor gewissermaßen zusammengeklappt sind, so daß sie beispielsweise beim Landen weniger leicht auf Hindernisse auftreffen werden.

Im einzelnen ist die Verwirklichung der Erfindung verschiedener Ausbildung fähig. So ist insbesondere die erzwungene Verbindung der beiden zur Einstellung der Flügel benutzten Drehbewegungen konstruktiv noch in anderer Weise zu lösen, als wie gezeichnet. Man könnte z. B. die beiden gekreuzten Drehachsen durch eine entsprechende Schubkurvenführung ersetzen. Ferner könnte man die Lage der Kupplungselemente zu den Drehachsen vertauschen, an Stelle der Planetenräder Schubstangen verwenden usw.

Ferner erfordert die konstruktive Ausbildung noch einige weitere Maßnahmen, welche als nicht unmittelbar zur Erfindung gehörig hier nicht weiter erläutert sind, z. B. Vorkehrungen, um das beim Aufrichten der Flügel eintretende Wandern des Angriffspunktes der Schubkraft quer über den Flügel und dessen auf eine Drehung der Flügel um die Zapfen i hinwirkenden Einfluß auszugleichen oder überhaupt unwirksam zu machen. Ein einfaches Mittel zu diesem Zweck wäre beispielsweise das exzentrische Einsetzen der Flügelschäfte in die Flügelhülse.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Propeller mit verstellbaren Flügeln, insbesondere für Luftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel selbsttätig sowohl eine ihren Winkel zur Drehachse als auch eine ihre Steigung ändernde Drehbewegung ausführen können, wobei die beiden Drehbewegungen in erzwungene Abhängigkeit voneinander gebracht sind, und die Flügel unter sich derart gekuppelt sind, daß eine gleichmäßige Verstellung aller Flügel erzwungen ist.

2. Propeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Flügel eine Verzahnung verbunden ist, welche bei der Drehung des Flügels um die eine Drehachse sich auf einer auf der Propellerwelle angebrachten Verzahnung nach Art eines Planetenrades abrollt und hierbei die Bewegung um die andere Drehachse veranlaßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.