DE2819223C2

DE2819223C2 - Impeller for vehicle propulsion, in particular for an aircraft with an impeller

Info

Publication number: DE2819223C2
Application number: DE2819223A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr.med.dent 4930 Detmold Haeusser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-05-02
Filing date: 1978-05-02
Publication date: 1981-10-01
Also published as: DE2819223A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Flügelrad zum Fahrzeugantrieb, insbesondere für ein Flügelrad-Flugzeug, mit wenigstens zwei paarweise auf beiden Seiten des Fahrzeugrumpfes angeordneten, um eine quer zum Fahrzeugrumpf verlaufende Achse drehbaren Flügelrädlern, deren Flügel während ihres Umlaufs einen in fcezug auf die Rotationsebene des Flügelrades veränderlchen Flügeleinstellwinkel erfahren, der durch eine das Ende der Flügelwelle umgebende Kurvenbahn und eine die Kurvenbahn erfassende Nockenfläche an jedem Flügel im Bereich der Flügelwurzel steuerbar ist, wobei die Flügel jeweils in bezug auf ihre Hügelverstellachse •symmetrisch mit einer breiteren und einer schmaleren Teilfläche ausgebildet sind und die Nockenfläche auf der Seite der breiteren Flügel-Teilfläche angeordnet ist.The invention relates to an impeller for driving a vehicle, in particular for an aircraft with an impeller at least two arranged in pairs on both sides of the vehicle hull, one across the Vehicle fuselage extending axis rotatable vane wheels, the wings of which an in Change fcezug on the plane of rotation of the impeller Experience the blade pitch angle, which is determined by a curved path surrounding the end of the blade shaft and a the cam surface which detects the cam path is controllable on each wing in the region of the wing root, wherein the wings each with respect to their hill adjustment axis • symmetrical with a wider and a narrower Partial surface are formed and the cam surface is arranged on the side of the wider wing partial surface.

Ein derartiges Flügelrad ist aus dem DE-GM 29 03! bekannt. Es handelt sich um seitlich des Rumpfes eines Fahrzeugs angeordnete, um eine quer tür Fahrt- oder Flugrichtung verlaufende Achse drehbare Flügelräder, bei denen sich die Winkelstellung der Flügel zur Rolatiönsöbene während des Umlaufs standig ändert, Auf diese Weise erzeugen die Flügel während ihres Drehungsbereiehes, in dem sie sich entgegen einer gewünschten Bewegungsrichtung bewe* gen, einen erheblichen Luftwiderstand, der in einen Vortrieb öder Auftrieb des Fahrzeugs umgesetzt werden kann, wahrend sie beim Rücklauf im wesentlichen in der Rotationsebene liegen und einen wesentlich geringeren Luftwiderstand bieten. Zum weiteren Stand der Technik wird auf die US-PS 19 57 739 hingewiesen. 5 Obgleich in dem erwähnten DE-GM der Mechanismus zur laufenden Verstellung der Flügelneigung nicht näher erläutert wird, ist zumindest andeutungsweise von einer Steuereinrichtung mit Seilzügen, Betätigungsstangen oder dgl. die Rede, die vom Inneren des Fah -zeugs ίο ausgeht Da diese Steuereinrichtung mit der in der Regel sehr hohen Frequenz der Flügelraddrehzahl arbeiten muß, ergeben sich erhebliche Probleme aufgrund der Massenträgheit und der Verschleißgefährdung eines derartigen, aufwendigen Steuermechanismus. Ein zunehmendes Spiel, das zu Schwingungserscheinungen in den Flügeln führen muß, ist kaum zu vermeiden.Such an impeller is from DE-GM 29 03! known. It is on the side of the Fuselage of a vehicle arranged around an axis running across the door of the direction of travel or flight rotatable impellers, in which the angular position the wing to the Rolatiönsöbene during the revolution constantly changes, in this way the wings produce during their rotation range in which they are move against a desired direction of movement, a considerable air resistance, which in one Propulsion or buoyancy of the vehicle implemented can be, while they are essentially in the plane of rotation during the return movement and a substantial amount offer lower air resistance. For further prior art, reference is made to US Pat. No. 1,957,739. 5 Although the mechanism for the ongoing adjustment of the wing inclination is not in the aforementioned DE-GM is explained in more detail, is at least hinted at by a control device with cables, actuating rods Or the like. The speech that proceeds from the interior of the vehicle ίο Since this control device with the rule very high frequency of the impeller speed must work, there are significant problems due to the Inertia and the risk of wear and tear of such a complex control mechanism. An increasing one Play, which must lead to vibration phenomena in the wings, can hardly be avoided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und stets, insbesondere auch bei einem gewissen Verschleiß absolut spielfrei arbeitende Steuerung für die Flügelverstellung zu schaffen.The invention is based on the object of a simple and always, in particular also with one a certain amount of wear and tear to create a control for the sash adjustment that works absolutely free of play.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßenThis task is in a generic

Flügelrad dadurch geiöst, daß die Nockenfläche sich während der Rotation des Flügelrades an nur einer Kurvenbahn auf der inneren Seite der RotationsebeneImpeller geiöst that the cam surface during the rotation of the impeller on only one cam track on the inner side of the plane of rotation

r> in Drehrichtung vor der Flügelverstellachse abstütztr> is supported in the direction of rotation in front of the sash adjustment axis

Da die bei einer Drehung des Flügelrades stets mehr oder weniger schräg vorauslaufende breite Teilfläche der Flügel einen höheren Luftwiderstand erfährt als die schmalere Teilfläche, wird auf den Fiügel in bezug auf jo seine Flü:gelverstellachse ein Drehmoment ausgeübt das bestrebt ist, die breitere Teilfläche entgegen der Flügeldrehrichtung zurückzudrängen. Dieses Drehmoment wird dazu ausgenutzt, um die Nockenfläche des Flügels stets gegen die Kurvenbahn zu drücken, η Dadurch arbeitet die Steuerung der Flügelverstellung auch beim Auftreten von Verschleiß absolut spielfrei, so daß Vibrationen oder Flattererscheinungen vermieden werden.Since the wide partial surface which always leads more or less obliquely when the impeller rotates the wing experiences a higher air resistance than the narrower part area, is in relation to the wing jo his wing adjustment axis exerted a torque which endeavors to push back the wider part of the surface against the direction of rotation of the vane. This torque is used to always press the cam surface of the wing against the cam track, As a result, the control of the sash adjustment works absolutely free of play even if wear occurs, see above that vibrations or flutter phenomena are avoided.

Der maximale Höhenunterschied der Kurvenbahn ist vorzugsweise derart gewählt, daß der Winkel zwischen den Endstellungen der Flügelneigung unter 45° liegt.The maximum difference in height of the curved path is preferably chosen such that the angle between the end positions of the wing inclination is below 45 °.

Der mit Nockenfläche bezeichnete Teil der Flügel kann aus besonders gleitfähigem Material bestehen oder auch Rollen tragen.The part of the wing designated with the cam surface can consist of a particularly slippery material or carry roles.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteranspruchen.Further refinements of the invention emerge from the subclaims.

Im Folgenden wird etne Ausführungsform der Erfindung am Beispiel eines Flügelrad-Flugzeugs anhand der Zeichnung näher erläutert.
vi Fig. 1 ist eine schematische Draufsicht auf ein Flügelrad· Flugzeug:In the following, one embodiment of the invention is explained in more detail using the example of an impeller aircraft with reference to the drawing.
vi Fig. 1 is a schematic plan view of an impeller aircraft:

Fig. 2 veranschaulicht in einem Tetlschnitt den En^bereich der Flügelwclle mit einem Flügel;Fig. 2 illustrates in a Tetlschnitt the En ^ area of the wing corrugations with one wing;

Fig. 3 und 4 zeigen weitere Einzelheiten zur M Veianschaulichung der Einstellwinkel-Steuerung der Flügel;3 and 4 show further details for M Veiichung the setting angle control of the Wing;

F ι g. 5 ist eine Teildraufsicht auf das Ende der Flügelwelle;Fig. Figure 5 is a partial top plan view of the end of Figure 5 Vane shaft;

Fig. 6 zeigt eine Einzelheit einer abgewandelten Ausführungsform.Fig. 6 shows a detail of a modified one Embodiment.

In Fig,! ist mit IO rein schematisch ein Flugzeugrumpf angedeutet, dessen Flugrichtung durch den Pfeil 12 gekennzeichnet ist. Der Flugzeugrurrtpf kann durch seine eigene Form oder durch zusätzliche, nicht gezeigte Tragflächen einen Auftrieb für Gleitflüge bewirken, Im vorderen und hinteren Bereich des Flugzeugrumpfes 10 treten beidseitig und symmetrisch gegenüberliegend quer zum Flugzeugrümpf Flügelwel-In Fig! is with IO purely schematically an aircraft fuselage indicated, the direction of flight is indicated by the arrow 12. The airplane crash can get through its own shape or through additional, not shown wings a lift for gliding flights cause, in the front and rear area of the aircraft fuselage 10 occur on both sides and symmetrically opposite, across the fuselage, wing world

!en 14,16,18,20 aus, auf denen Flügelräder 22,24,26,28 befestigt sind, die somit in senkrechten Ebenen parallel zur Flugrichtung drehbar sind.! en 14,16,18,20 from which impellers 22,24,26,28 are attached, which are thus rotatable in vertical planes parallel to the direction of flight.

Die Flügelräder weisen wenigstens zwei, vorzugsweise aber mehrere Flügel in gleichmäßiger Umfangsverteilung auf, die in F i g. 1 oben links mit 30 und 32 bezeichnet sind. Die Flügel 30, 32 werden während der Drehung der Flügelräder ständig in bezug auf ihre Nabe 34 um ihre mit Einstellachse 36 hin- und hergedreht. Beispielsweise liegt oben links in F i g. 1 der Flügel 30 im wesentlichen quer zur Rotationsebene, während der Flügel 32 im wesentlichen in der Rotationsebene liegtThe impellers have at least two, but preferably several blades in an even circumferential distribution on, which is shown in FIG. 1 are designated with 30 and 32 at the top left. The wings 30, 32 are during the Rotation of the impellers is constantly rotated back and forth with respect to their hub 34 about their axis 36 with adjustment. For example, the top left in FIG. 1 of the wing 30 substantially transversely to the plane of rotation, during the Wing 32 lies essentially in the plane of rotation

Die Blattverstellung der Flügel 30, 32 erfolgt derart, daß die Flügel bei ihrer umlaufenden Bewegung entgegen oder im wesentlichen entgegen der beabsichtigten Bewegungsrichtung querge«ellt und bei der Rücklaufbewegung im wesentlichen in die Rotationsebene gedreht werden. Dadurch ergibt sich ein Vortrieb oder Auftrieb in der gewünschten Bewegungsrichtung, die sowohl senkrecht nach oben als auch nach vorne gerichtet sein kann. Die gewünschte Manövrierfähigkeit ergibt sich durch unterschiedliche FlügeleinstelWng bei paarweise einander zugeordneten Flügelrädern.The blade adjustment of the wings 30, 32 takes place in such a way that that the wings in their revolving movement against or essentially against the intended The direction of movement is transverse and rotated essentially into the plane of rotation during the return movement. This results in a propulsion or buoyancy in the desired direction of movement, both vertically upwards and forwards can be directed. The desired maneuverability results from different wing settings impellers assigned to one another in pairs.

Die Verstellung der Flügel 30,32 um ihre Einsa-llachie 36 ist schematsich in F i g. 2 erläutert. Die Flügelwelle 14 ist in einem rohrförmigen Gehäuse 38 gelagert und insbesondere auch in Axialrichtung genau festgelegt Am links in Fig.2 gezeigten Ende des Gehäuses 38 ist ein kreisförmiger Teller 40 befestigt, von dessen Umfang nach links in Fig.2 eine Kurvenbahn 42 ausgeht. Aus F i g. 2 geht hervor, daß diese Kurvenbahn 42 eine in Umfangsrichtung wechselnde Höhe aufweist.The adjustment of the wings 30,32 around their Einsa-llachie 36 is schematically shown in FIG. 2 explained. The wing wave 14 is mounted in a tubular housing 38 and, in particular, is also precisely defined in the axial direction At the end of the housing 38 shown on the left in FIG a circular plate 40 is attached, a curved path 42 from its circumference to the left in FIG goes out. From Fig. 2 shows that this curved path 42 has a height that changes in the circumferential direction.

Der Flügel 30 ist über eine Achse 44 drehbar im Ende der Flügelwelle 14 gelagert. Die Achsen weiterer Flügel sind in F i g. 2 nicht dargestellt. Die Achse 44 kann auch fest am Ende der Flügelwelle 14 befestigt sein, sofern sie in den Flügel 30 eintritt und diesen drehbar lagen. Durch eine feste Verbindung der Achsen 44 mit dem Ende der Flügelwelle 14 kann der dort andernfalls für eine Lagerung erforderliche Raum eingespart werden.The vane 30 is rotatably mounted in the end of the vane shaft 14 via an axis 44. The axes of other wings are in Fig. 2 not shown. The axis 44 can also be fixedly attached to the end of the vane shaft 14, provided that they enters the wing 30 and these were rotatable. By firmly connecting the axles 44 with the At the end of the vane shaft 14, the space otherwise required there for storage can be saved.

Wie aus F i g. 2 weiter hervorgeht, ist der Flügel 30 in bezug auf die Einstellachse 36 asymmetrisch ausgebildet und umfaßt eine schmalere Teilfläche 46 s<j»vie eine breitere Teilfläche 48. In Höhe der Kurvenbahn 42 geht der Flügel 30 in einen schmaleren Abschnitt 50 über, der eine Nockenfläche 52 aufweist, die mit der links in F i g. 2 liegenden Oberfläche der Kurvenbahn 42 ständig in Eingriff steht. Der Höhenunterschied zwischen dem höheren Abschnitt 42a und dem niedrigeren Abschnitt 42öder Kurvenbahn 42 ist so gewählt, daß der maximale Neigungswinkel etwas unter 45° liegt. Im übrigen ist dafür gesorgt, daß der Flügel 30 auch in derjenigen Stellung, in der er am meisten an die Rotationsebene angenähert ist, wenigstens um einige Grad in der in Fig.3 übertrieben dargestellten Weise gegen die Rotationsebene gedreht ist Dies kann gemäß Fig.3 und 4 dadurch erreicht werden, daß die Ebene der Nockenfläche in gleicher Weise gegen die Ebene der Flügelfläche geneigt ist wie in Fi g. 3 und 4 angedeutet ist Auf diese Weise wird erreicht, daß die im Betrieb ίο stets vorauslaufende breitere Teilfläche 48 der Flügel stets etwas, d. h. um wenigstens 1 bis 2° in Richtung der Kurvenbahn 42 angestellt ist so daß die im wesentlichen in Drehrichtung vor der Einstellachse 34 liegende Nockenfläche 52 stets gegen die Kurvenbahn 42 n gedruckt wird. Fig.5 zeigt eine Teildraufsicht auf ein Flügelrad mit zwei Flügeln vom Ende der Flügelwelle 14 her. Die Kurvenbahn-Abschnitte 42a und 426 sind schematisch angedeutet und es ist erkennbar, inwieweit die unterschiedliche Höhe dieser Abschnitte die Stellung der flügel 30,32 beeinflußtAs shown in FIG. 2, the wing is 30 in With reference to the adjustment axis 36 is formed asymmetrically and comprises a narrower part surface 46 s <j »much one wider partial surface 48. At the level of the curved path 42, the wing 30 merges into a narrower section 50, which has a cam surface 52 which corresponds to the left in FIG. 2 lying surface of the curved path 42 constantly is engaged. The difference in height between the higher section 42a and the lower section 42öder curved track 42 is chosen so that the maximum Angle of inclination is slightly less than 45 °. In addition, it is ensured that the wing 30 also in that Position in which it is closest to the plane of rotation, at least a few degrees in the in 3, shown in an exaggerated manner, is rotated against the plane of rotation. This can be done according to FIG and 4 can be achieved in that the plane of the cam surface in the same way against the plane of the Wing surface is inclined as in Fi g. 3 and 4 indicated In this way it is achieved that the wider partial surface 48 of the wings which always leads in operation ίο always something, d. H. is employed by at least 1 to 2 ° in the direction of the curved path 42 so that the substantially The cam surface 52 lying in front of the adjustment axis 34 in the direction of rotation always against the cam track 42 n is printed. Fig.5 shows a partial plan view of a Impeller with two blades from the end of the blade shaft 14. The cam sections 42a and 426 are indicated schematically and it can be seen to what extent the different heights of these sections Position of the wings 30,32 influenced

Fig.6 zeigt eine abgewandelte · jsführungsform einer Kurvenbhhn 54, die sich aus zwei blendenartig übereinanderschiobbaren Sektoren 56, 58 zusammensetzt so daß die Wirkphase eines Flügels variiert werden kann. Die Wirkrichtung der Flügel kann durch Drehung des Gehäuses 38 oder der Kurvenbahn 42 um die Achse der Flügelwelle 14 gesteuert werden.6 shows a modified form of implementation a bend 54, which is made up of two diaphragm-like Sectors 56, 58 which can be pushed one above the other are composed so that the active phase of a wing varies can be. The effective direction of the wings can be changed by rotating the housing 38 or the curved track 42 the axis of the vane shaft 14 can be controlled.

Während die Nockenfläche 52 während des Betriebs des Flügelrades stets gegen die Kurvenbahn 42 angedrückt bleibt, muß selbstverständlich dafür Sorge getragen werden, daß sich der Flügel beim Anlaufen des Flügelrades nicht in die entgegengesetzte Richtung einstellt, d. h. in bezug auf F i g. 3 mit der vorauslaufenden breiten Teilfläche nach oben klappt. Aus diesem Grunde kann die Nockenfläche 52 so ausgebildet sein, daß sie sich im höheren Abschnitt 42a der Kurvenbahn 42 in einer Fläche an der Kurvenbahn abstützt, die auch entgegen der Drehrichtung über die Neigungsachse 36 hinausgeht, wie in F i g. 3 angedeutet ist.
Der Einstellwinkel des Flügels 30 ist in F ι g. 3 und 4 zur Verdeutlichung übertrieben dargestellt. Wie bereits erwL/inl wurde, sollte der Einstellwinkel gemäß F i g. 3 e'.wa 1 bis 2° und gemäß F i g. 4 unter 45° betragen.While the cam surface 52 always remains pressed against the cam 42 during operation of the impeller, care must of course be taken that the blade does not move in the opposite direction when the impeller starts up, ie with respect to FIG. 3 folds up with the leading wide partial area. For this reason, the cam surface 52 can be designed so that it is supported in the higher section 42a of the cam track 42 in a surface on the cam track which also goes against the direction of rotation beyond the axis of inclination 36, as in FIG. 3 is indicated.
The setting angle of the wing 30 is shown in FIG. 3 and 4 shown exaggerated for clarity. As already mentioned, the setting angle according to FIG. 3 e'.wa 1 to 2 ° and according to FIG. 4 be less than 45 °.

Im übrigen ist in der Zeichnung ebenfalls die Asymmetrie des Flügels übertrieben dargestellt. Die breitere Teilfläche 48 sollte nur um soviel breiter sein als die schmalere Teilfläche 46, daß die Nockenfläche 52 sicher gegen die Kurvenbahn 52 angedrückt wird. Eine zu breite Teilfläche 48 wurde zu unnötigen Reibungen zwischen der Nockenfläche 52 und der Kurvenbahn 42 führen.In addition, the asymmetry of the wing is also exaggerated in the drawing. the wider partial surface 48 should only be so much wider than the narrower partial surface 46 that the cam surface 52 is securely pressed against the cam track 52. Too wide a partial surface 48 resulted in unnecessary friction guide between the cam surface 52 and the cam 42.

Hierzu ί Blatt ZeichnungenFor this purpose ί sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Impeller for vehicle propulsion, in particular for an impeller aircraft, with at least two arranged in pairs on both sides of the vehicle hull, one across the vehicle hull extending axis rotatable impellers, the blades during their revolution with respect to the Experience the plane of rotation of the impeller variable flight setting angle, which is determined by a das End of the locking shaft surrounding cam track and a cam surface that detects the cam track each wing in the area of the wing root is controllable, the wings each with respect to their Wing adjustment axis are designed asymmetrically with a wider and a narrower part area and the cam surface is arranged on the side of the wider wing part surface, characterized in that that the cam surface (52) during the rotation of the impeller (22,24,26,28) on only one tCurve track (42) on the inner side the cotation plane is supported in the direction of rotation in front of the wing adjustment axis (36)

2. Impeller according to claim 1, characterized in that the maximum height difference of the Cam track (42) is chosen such that the angle between the end positions of the wing adjustment is less than 45 '

3. Impeller according to claim 1 or 2, characterized in that the cam surface (52) at least has a role.

4. Impeller according to one of claims 1 to 3, characterized in that · that d ~ - the setting angle Vane (30, 32) with respect to the plane of rotation of the impeller (23) at an angle of 1-2 ° delimited between the plane of rotation and the wider part of the surface lying on the inside thereof is.