DE29602126U1 - Hydraulically reversible adjustable propeller unit - Google Patents
Hydraulically reversible adjustable propeller unitInfo
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Description
1631-A-ÄH/hm1631-A-ÄH/hm
Die Erfindung betrifft eine hydraulisch reversierbare Verstellpropeller-Einheit für Luft-, Land- und/oder Wasserfahrzeuge mit einem Propeller mit mindestens zwei Blättern, deren Blattwinkel mittels einer Steuereinheit (Regler) regelbar ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a hydraulically reversible variable pitch propeller unit for aircraft, land and/or water vehicles with a propeller with at least two blades, the blade angle of which can be regulated by means of a control unit (controller), according to the preamble of claim 1.
Zur Verkürzung der Landestrecken von Luftfahrzeugen oder zur Verbesserung der Manövrierfähigkeit von Luftschiffen, amphibischen Luftfahrzeugen oder Luftkissenbooten (Hovercrafts) werden vorzugsweise Propeller mit einer hydraulischen Einrichtung für Umkehrschub (reversierbare Propeller) eingesetzt. Dazu gibt es verschiedene bekannte Vorrichtungen und Verfahren. Diese bekannten Vorrichtungen und Verfahren haben bestimmte Vorteile, z.B. die stufenlose Vorwahl des Blattwinkels und der zugeordneten Triebwerksleistung im sogenannten Beta-Bereich (Blattwinkel flacher als für Startstellung) mittels nur einem Leistungshebel. Diese Vorrichtungen weisen allerdings ebenfalls erhebliche Nachteile auf, z.B. eine aufwendige Vorrichtung für die Blattwinkeleinstellung, die über ein verstellbares Hydraulikventil erfolgt, das mit dem umlaufenden Propeller ständig in Verbindung stehen muß. Bei vielen bekannten Triebwerken ist es nur unterTo shorten the landing distances of aircraft or to improve the maneuverability of airships, amphibious aircraft or hovercrafts, propellers with a hydraulic device for reverse thrust (reversible propellers) are preferably used. There are various known devices and methods for this. These known devices and methods have certain advantages, e.g. the stepless pre-selection of the blade angle and the associated engine power in the so-called beta range (blade angle flatter than for take-off position) using only one power lever. However, these devices also have significant disadvantages, e.g. a complex device for blade angle adjustment, which is carried out via an adjustable hydraulic valve that must be constantly connected to the rotating propeller. In many known engines, it is only possible to
unverhältnismäßig hohem Aufwand möglich, solche bekannten Systeme zu installieren. Störungen an einer derartigen Vorrichtung stellen ein hohes Sicherheitsrisiko im Flug- als auch im Bodenbetrieb dar.It would be disproportionately difficult to install such known systems. Malfunctions in such a device represent a high safety risk in flight and on the ground.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine hydraulisch reversierbare Verstellpropeller-Einheit der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen einfachen Aufbau aufweist, die Sicherheit erhöht und einfach bei bestehenden Triebwerken installiert werden kann.It is therefore an object of the present invention to provide a hydraulically reversible variable pitch propeller unit of the type mentioned above, which has a simple structure, increases safety and can be easily installed in existing engines.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst, d.h. dadurch, daß zwischen dem umlaufenden Propeller und der feststehenden Steuereinheit für die Blattwinkelansteuerung keine mechanische oder elektrische Verbindung besteht, und daß ein bewegbarer, einstellbarer und mittels Federn vorgespannter Anschlag für die Startstellung (kleine Steigung) vorgesehen ist, der zur Verstellung der Blattwinkel auf Bremsstellung (Reverse) mittels eines Hochdruckhydraulikfluids überwindbar und bis auf einen mechanischen Anschlag für die Bremsstellung (Reverse) verstellbar ist, um einen negativen Schub zu erzeugen.This object is achieved by the invention characterized in claim 1, i.e. in that there is no mechanical or electrical connection between the rotating propeller and the fixed control unit for the blade angle control, and in that a movable, adjustable stop preloaded by means of springs is provided for the starting position (small pitch), which can be overcome by means of a high-pressure hydraulic fluid to adjust the blade angle to the braking position (reverse) and can be adjusted up to a mechanical stop for the braking position (reverse) in order to generate negative thrust.
Durch eine derartige Vorrichtung erübrigt sich eine laufende, direkte Verbindung zwischen dem umlaufenden Propeller und der üblicherweise am Triebwerksgehäuse installierten Steuereinheit (Regler). Bei einem etwaigen Druckverlust verstellen sich die Blätter automatisch aus dem negativen Blattwinkel zurück auf einen positiven Blattwinkel, um den Normalbetrieb zu gewährleisten.Such a device eliminates the need for a continuous, direct connection between the rotating propeller and the control unit (regulator) usually installed on the engine casing. In the event of a loss of pressure, the blades automatically adjust from the negative blade angle back to a positive blade angle in order to ensure normal operation.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous embodiments of the invention emerge from the subclaims.
So ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Steuereinheit (Regler) zur Schaffung von zwei unterschiedlichen Servodrücken ausgebildet ist, die einen Normaldruck für positiven Schub zum normalen Vorwärtsbetrieb von ca. 16 - 22 bar und einen Hochdruck fürThus, according to a further advantageous embodiment of the invention, the control unit (regulator) is designed to create two different servo pressures, which are a normal pressure for positive thrust for normal forward operation of approx. 16 - 22 bar and a high pressure for
negativen Schub zum Eiremsbetrieb (Reverse) von ca. 32 - 44 bar umfassen.negative thrust for egg brake operation (reverse) of approx. 32 - 44 bar.
In der Nabe des Propellers ist ein vorgespanntes Federpaket installiert, das als mechanischer Anschlag für die Startstellung dient. Die hydraulische Steuereinheit (Regler) weist zwei Überdruckventile auf, wodurch im Normalbetrieb ein Verstelldruck von ca. 16 - 22 bar und im Reversierbetrieb ein Verstelldruck von ca. 32 - 44 bar erzeugt wird, um den Anschlag, der durch das vorgespannte Federpaket gegeben ist, zu überwinden und die Propellerblätter im sogenannten Betabereich bis auf negative Blattwinkel für Bremsstellung zu verstellen. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein elektrisch oder mechanisch ansteuerbares Schaltventil zur Umschaltung der Steuereinheit von Normaldruck auf Hochdruck bzw. von Hochdruck auf Normaldruck vorgesehen ist.A pre-tensioned spring assembly is installed in the hub of the propeller, which serves as a mechanical stop for the starting position. The hydraulic control unit (regulator) has two pressure relief valves, whereby an adjustment pressure of approx. 16 - 22 bar is generated in normal operation and an adjustment pressure of approx. 32 - 44 bar in reversing operation in order to overcome the stop provided by the pre-tensioned spring assembly and to adjust the propeller blades in the so-called beta range to negative blade angles for braking position. According to a further advantageous embodiment of the invention, an electrically or mechanically controllable switching valve is provided for switching the control unit from normal pressure to high pressure or from high pressure to normal pressure.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in der Steuereinheit ein Sicherheitsventil vorgesehen ist, das im Normalbetrieb den Druck auf Normaldruck begrenzt, um ein unbeabsichtigtes Reversieren des Propellers zu verhindern.According to a further advantageous embodiment of the invention, a safety valve is provided in the control unit, which limits the pressure to normal pressure during normal operation in order to prevent unintentional reversal of the propeller.
Schließlich kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung in der Steuereinheit in der Hochdruckstufe ein Blattwinkelregler vorgesehen sein, der eine vom Servodruck abhängige stufenlose Blattwinkeleinstellung im Betabereich ermöglicht.Finally, according to a further advantageous embodiment of the invention, a blade angle controller can be provided in the control unit in the high-pressure stage, which enables a continuous blade angle adjustment in the beta range depending on the servo pressure.
Mit einer derartigen Anordnung kann der dem Blattwinkel zugeordnete Hydraulikdruck geregelt werden, um damit eine stufenlose, der Triebwerksleistung entsprechende Blattwinkeleinstellung im Betabereich zu erreichen.With such an arrangement, the hydraulic pressure associated with the blade angle can be regulated in order to achieve a continuous blade angle setting in the beta range that corresponds to the engine power.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. They show:
Fig.l eine geschnittfiBe^Ansicht deru-Er ope ller nabe; und Fig. 2 eine schematische Darstellung der Steuereinheit.Fig. 1 is a sectional view of the ope r hub; and Fig. 2 is a schematic representation of the control unit.
Die in Fig. 1 dargestellte Verstellpropeller-Einheit (20) zeigt eine mögliche Ausführung eines reversierbaren Verstellpropellers mit den wesentlichen Teilen eines derartigen Propellers, d.h. einer Nabe 1, mindestens zwei Blattlagerungen 2 für die Propellerblätter, Fliehgewichten 3, einem Servokolben 4 für die Blattverstellung, einem mechanischen Anschlag 5 für Reise- oder Segelstellung, einem beweglichen, durch Federn vorgespannten Anschlag 6 für die Startstellung, einem einstellbaren Federpaket 7 und mit einem mechanischen Anschlag 8 für die Bremsstellung (Reverse).The variable pitch propeller unit (20) shown in Fig. 1 shows a possible design of a reversible variable pitch propeller with the essential parts of such a propeller, i.e. a hub 1, at least two blade bearings 2 for the propeller blades, centrifugal weights 3, a servo piston 4 for blade adjustment, a mechanical stop 5 for cruising or sailing position, a movable stop 6 preloaded by springs for the take-off position, an adjustable spring package 7 and a mechanical stop 8 for the braking position (reverse).
Die in Fig. 2 dargestellte hydraulische Steuereinheit 30 zeigt einen hydraulischen Propellerregler für konstante Drehzahl mit einer Pumpe 9, einem Normaldruckventil 10, einem Hochdruckventil 11, einer Drehzahlreglereinheit mit Einstellhebel 12, einem Schaltventil für Normal- oder Hochdruck 13, eine Servodruckleitung zum Propeller 14, Rücklaufleitungen zum Triebwerkssumpf 15 einem Sicherheitsventil 16, einem Blattwinkelregler 17 und mit einer Versorgungsleitung vom Triebwerk 18.The hydraulic control unit 30 shown in Fig. 2 shows a hydraulic propeller controller for constant speed with a pump 9, a normal pressure valve 10, a high pressure valve 11, a speed control unit with an adjustment lever 12, a switching valve for normal or high pressure 13, a servo pressure line to the propeller 14, return lines to the engine sump 15, a safety valve 16, a blade angle controller 17 and with a supply line from the engine 18.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der hydraulisch reversierbaren Verstellpropeller-Einheit 20 beschrieben.The operation of the hydraulically reversible controllable pitch propeller unit 20 is described below.
Die Steuereinheit (Regler) 30 gemäß Fig. 2 versorgt die hydraulische Verstelleinrichtung, d.h. den Servokolben 4 des Propellers 20 mit Hydraulikfluid mit zwei unterschiedlichen Drücken, wodurch sich die Propellerblätter über die Blattlagerungen 2 und die daran befestigten Fliehgewichte 3 in Richtung einer kleinen Steigung (Startstellung) verstellen, solange sich der Regler im Unterdrehzahlzustand befindet. Die Steuereinheit (Regler) 30 liefert im Normalbetrieb den Normaldruck, der je nach Triebwerksleistungseinstellung für Gleichlaufdrehzahl im Vorwärtsbetrieb des Flugzeugs (Fahrzeugs) sorgt. Dieses System, bei dem der Öldruck zur Steigungsverminderung verwendet wird, istThe control unit (regulator) 30 according to Fig. 2 supplies the hydraulic adjustment device, i.e. the servo piston 4 of the propeller 20, with hydraulic fluid at two different pressures, whereby the propeller blades are adjusted via the blade bearings 2 and the centrifugal weights 3 attached to them in the direction of a small pitch (start position) as long as the regulator is in the underspeed state. The control unit (regulator) 30 supplies the normal pressure in normal operation, which, depending on the engine power setting, ensures constant speed in forward operation of the aircraft (vehicle). This system, in which the oil pressure is used to reduce the pitch, is
an und für sich bekannt—Die Blattsteigerung kann sich dabeiknown in and of itself—The leaf increase can
stufenlos zwischen dem beweglichen durch Federn vorgespannten Anschlag 6 für Startstellung und dem festen Anschlag 5 für Reise- oder Segelstellung bewegen.move continuously between the movable spring-loaded stop 6 for the take-off position and the fixed stop 5 for cruising or sailing position.
Wird nun eine flachere Blattsteigerung als die Startstellung gewünscht, z.B. zum SerJkürzen der_Landestrecke oder zur besseren Manövrierfähigkeit am Boden bzw. im Wasser, müssen die Propellerblätter flacher bis hin zu einem negativen Blattwinkel verstellt werden können. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß über ein Schaltventil 13 die Servoleitung für das erste Überdruckventil 10 für den Normaldruck geschlossen und die Servoleitung für das zweite Überdruckventil 11 für den Hochdruck geöffnet wird. Die Aktivierung des Schaltventils 13 erfolgt entweder elektrisch über einen Schalter oder mechanisch über einen Bedienzug, der am Triebwerksleistungshebel angebracht ist.If a flatter blade pitch than the take-off position is desired, e.g. to shorten the landing distance or for better maneuverability on the ground or in the water, the propeller blades must be able to be adjusted flatter to a negative blade angle. This is done according to the invention by closing the servo line for the first pressure relief valve 10 for normal pressure and opening the servo line for the second pressure relief valve 11 for high pressure via a switching valve 13. The switching valve 13 is activated either electrically via a switch or mechanically via a control cable that is attached to the engine power lever.
Wird also der Leistungshebel auf Leerlauf und dann über eine Sperre zurück in Richtung Bremsstellung (Reverse) gezogen, aktiviert man die Hochdruckleitung. Da sich das System im Unterdrehzahlzustand befindet, überdrückt der Servokolben 4 den durch Federn vorgespannten beweglichen Anschlag für Startstellung 6 bis zum mechanischen Anschlag 8 für die Bremsstellung (Reverse). Hierdurch erreichen die Propellerblätter einen negativen Blattwinkel und erzeugen einen entsprechenden Bremsschub. Der Negativ-(Brems-)Schub ist dabei ebenfalls von der Triebwerksleistung abhängig. Dieser muß entsprechend erhöht werden, wenn sich die Blätter am mechanischen Anschlag für Bremsstellung (Reverse) befinden. Dies geschieht in bekannter Weise mittels einer Kurvenscheibe, um die Ansteuerung des Triebwerks auch bei einer negativen Bewegung des Leistungshebels zu ermöglichen.If the power lever is pulled to idle and then back towards the brake position (reverse) via a lock, the high-pressure line is activated. Since the system is in the under-speed state, the servo piston 4 presses the spring-loaded movable stop for the start position 6 up to the mechanical stop 8 for the brake position (reverse). This causes the propeller blades to reach a negative blade angle and generate a corresponding braking thrust. The negative (braking) thrust is also dependent on the engine power. This must be increased accordingly when the blades are at the mechanical stop for the brake position (reverse). This is done in the known manner using a cam disk to enable the engine to be controlled even when the power lever is moving negatively.
Zu beachten ist, daß höchstens die Triebwerksleistung eingestellt werden kann, die für maximal 90 % der Triebwerks-Startdrehzahl nötig ist, damit in diesem Betriebszustand (Reverse) immer ein Unterdrehzahlzustand im Drehzahlregler herrscht. Hierdurch wird sichergestellt, daß der Propeller mit Hochdruckservoöl versorgt wird, um die Bremsstellung zuIt should be noted that the maximum engine power that can be set is that required for a maximum of 90% of the engine starting speed, so that in this operating state (reverse) there is always an underspeed condition in the speed controller. This ensures that the propeller is supplied with high-pressure servo oil in order to maintain the braking position.
halten.hold.
Soll nun aus der Breiusstellung (Reverse) zurück in die Startstellung verstellt werden, ist der Triebwerksleistungshebel vorwärts in Richtung Leerlauf zu verstellen, bis die Sperre für Bremsstellung überwunden ist. Dabei wird das Hochdruckservoöl inaktiv und die Blätter werden mittels der Federkraft wieder in Startstellung verstellt, wenn sich der Normaldruck eingestellt hat.If you now want to move from the wide position (reverse) back to the starting position, the engine power lever must be moved forwards towards idle until the brake position lock is overcome. The high-pressure servo oil is then inactivated and the blades are moved back to the starting position by spring force once normal pressure has been restored.
Damit ist der Bremsstellungsvorgang beendet.This completes the braking process.
Durch dieses erfindungsgemäße neuartige System wird bei gleicher Sicherheit gegen unbeabsichtigte Bremsstellung eine ständige Verbindung zwischen dem umlaufenden Propeller und einem feststehenden Ventil samt dem gesamten Bedienungsgestänge überflüssig. Diese Vereinfachung vermindert das Gewicht, die Anzahl der Teile, und damit die Kosten. Weiter wird eine höhere Betriebssicherheit gegen ein unbeachsichtigtes Reversieren der Propellerblätter erreicht, da in diesem Betriebszustand auf einen selektiven Blattwinkel verzichtet werden kann, da die Höhe des Bremsschubs mit dem Leistungshebel einstellbar ist.This new system according to the invention makes a permanent connection between the rotating propeller and a fixed valve, including the entire operating rod, superfluous, while providing the same level of safety against unintentional braking. This simplification reduces the weight, the number of parts and therefore the costs. Furthermore, a higher level of operational safety against unintentional reversing of the propeller blades is achieved, since in this operating state a selective blade angle can be dispensed with, as the level of braking thrust can be adjusted with the power lever.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29602126U DE29602126U1 (en) | 1996-01-10 | 1996-01-10 | Hydraulically reversible adjustable propeller unit |
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| DE1996100660 DE19600660C2 (en) | 1996-01-10 | 1996-01-10 | Hydraulically reversible adjustable propeller unit |
| DE29602126U DE29602126U1 (en) | 1996-01-10 | 1996-01-10 | Hydraulically reversible adjustable propeller unit |
Publications (1)
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| DE29602126U1 true DE29602126U1 (en) | 1996-05-30 |
Family
ID=26021975
Family Applications (1)
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| DE29602126U Expired - Lifetime DE29602126U1 (en) | 1996-01-10 | 1996-01-10 | Hydraulically reversible adjustable propeller unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| DE (1) | DE29602126U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103287521A (en) * | 2013-06-14 | 2013-09-11 | 浙江理工大学 | Double-spiral-groove-channel cam drive type wheel paddle leg integrated vehicle wheel structure |
-
1996
- 1996-01-10 DE DE29602126U patent/DE29602126U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103287521A (en) * | 2013-06-14 | 2013-09-11 | 浙江理工大学 | Double-spiral-groove-channel cam drive type wheel paddle leg integrated vehicle wheel structure |
| CN103287521B (en) * | 2013-06-14 | 2015-11-04 | 浙江理工大学 | Double helix conduit actuated by cams Shi Lunjiangtui integrated wheel mechanism |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19960711 |
|
| R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 19991103 |