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Elektrisch umsteuerbarer Propeller. Es sind umsteuerbare Propeller
bekannt, bei denen auf der Propellerwelle Stellscheiben sitzen, durch deren Festbremsung
öder Verdrehung das Flügelstellzeug des Propellers vorwärts oder rückwärts verdreht
wird!, um so auch während des Betriebes die Pröpellersteigung veränderbar zu gestalten
und seine Umlaufszahl stets passend wählen zu können.
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Das Wesen der Erfindung liegt darin, d'aß die Verdrehung solcher Flügelstell'scheiben
auf elektrischem Wege :erfolgt, und zwar zur Erreichung einer Verzögerung durch
Wirbelstrom- oder Kurzschlußbrernsung und zur Erreichung einer Beschleunigung durch
Stromzuführung zu .der als Dynamoanker und Motoranker ausgebildeten. Steilscheibe.
Hierbei ist in dem Propeller selbst keine Anordnung von Motoren oder Magnetspulen
erforderlich, und damit fällt dessen sonst unvermeidliche Belastung durch derartige
Teile fort, die auch infolge der hohen Propellerumlaufzahl, die sie in teilweise
exzentrischer Anordnung .mitzumachen gezwungen sind, und infolge der notwendigen
Stromzuführung durch Schleifringe nicht durchaus betriebssicher sind. Insbesondere
sind auch derartige Anordnungen von einer außerhalb des Propellers liegenden Stromquelle
anhängig, während hier bei Anordnung je einer Stellscheibe für Vorwärts- oder Rückwärtsverstellen
nur die Abbremsung einer dieser Scheiben jeweils erforderlich ist, und! diese kann
beispielsweise durch Wirbelstrombremsen ohne j-eglicho Stromzuführung zu umlaufenden
Teilen erfolgen, oder es kann die als normale Dynamo Behaute Stehscheibe durch Kurzschlußbremsung
verzögert werden.
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Auch in vielen anderen Beziehungen bietet die neue Einrichtung außerordentliche
Vorteile; so kann insbesondere die mit dem Propeller zusammengebaute Dyri(amomaschinenanordnung
zur Stromversorgung- des Flugzeuges, Luftschiffes, Motorschlittens oder sonstigen
Fahrzeuges. ohne weiteres benutzt werden; und dadurch ist der Betrieb von drahtloser
Telegraphie, Beleuchtung, Zündung des Verbrennungsmotors, u. d-gl. ohne Schwierigkeit
mit zu versorgen, und bei Gleichstromanordnung nebst Akkumulatoren kann auch das
Anwerfen des Propellers durch das neue Getriebe mit bewirkt werden.
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Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar
ist Fig. z eine teilweise geschnittene Oberansicht eines Umsteuergetriebes mit angefügtem
Schaltbilde für Anordnung - mit zwei Steilscheiben, Fig. a eine teilweise geschnittene
Oberansicht einer Anordnung mit nur einer Steilscheibe.
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Bei der ersten Ausführung ist in dem Motorgehäuse r in üblicher Weise
die Propellerwelle mit einem herausstehenden konischen Wellenstumpf a gelagert;
und auf diesem ist die Nabe 3 des Propellers aufgesetzt, auf der die um ihre Längsachsen
verdrehbar:en Flügel q. gelagert sind. Zum Verdrehen der Flügel @d'ienen zwei Steilscheiben
3, 6, von denen die Steilbewegungen auf ein Stellrad 7 übergeleitet werden, und
zwar trägt hierzu
die eine Stehscheibe 6 ein Planetenkegelrad 8,
das mit Kegelradkränzen der anderen Stellscheibe 5 und des Stellrades 7 in Eingriff
steht. Das Stellrad 7 greift mit einem kegeligem Zahnkranze in Kegelrädern 9 ein,
deren jedes eine Schnecke io trägt; von jeder dieser Schnecken io aus wird die Drehbewegung
durch ein nur als Pfeil i i angedeutetes weiteres Getriebe auf ein Schneckenrad
12 jedes Propellerflügels 4 weitergeleitet. Es entsteht so ein Getriebe, bei dem
durch Festhalten der einen Stellscheibe 5 während des Propellerumlaufes eine Drehung
der Flügel 4 im einen Sinne und durch das Festhalten der anderen Stehscheibe 6 im
anderen Sinne erfolgt, während andererseits durch die Schneckengetriebe io, 11,
12 neben der .erforderlichen Übersetzung zugleich eine Selbstsperrung der Flügel
4 gegen Verdrehen' durch an ihnen wirkende Kräfte gegeben ist. Dieses ganze Getriebe
kann in mannigfachen verschiedenen Ausführungen gebaut sein.
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jede der beiden Stehscheiben 5, - 6 trägt einen als Gleichstromringanker
gewickelten Dynamoanker 13, 14, und diesen Ankern stehen Feldkränze 15, 16 gegenüber,
die durch Tragarme 17. am Motorgehäuse i fest gelagert sind. An den Tragarmen i7
oder den Feldkränzen 15,16 sind Stromabnehmerbürsten 18, i9 .gelagert, die auf den
Kollektoren 2o, 21 der Anker 13, 14 schleifen. Von dem einen als negativ bezeichneten
Bürstenpaare 18; ig führt eine Leitung 22 unmittelbar zum Verbrauchsnetz. Von dem
anderen als positiv bezeichneten Bürstenpaare 18, i9 führen zwei Leitungen 23, 24
zu zwei Kontaktfedern 25, 26 eines Relaishebels .27, der gegen -die Spannung einer
Feder 28 durch' eine Magnetwicklung 29 umgelegt werden kann. Die als positiv bezeichnete
Verbrauchsleitung ist an dem Relaishebel 27 angeschlossen, und die das Relais
betätigende Magnetwicklung 29 ,ist mit beiden Polen an die beidenVerbrauchsleifiungen
angeschlossen. Zwei Widerstände 30, 31 sind ferner zwischen den Kontaktfedern 25,:26
.und dem Relaishebel 27 nach Art eines Nebenschlusses angeschlossen.
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Die Spannfeder 28 des Relais ist endlich an einem doppelarmigen Schwinghebel
32 gelagert, der mit einem Handhabungsknopfe 33 über einer Skala 34 verstellbar
ist. Zwischen jeder der beiden als positiv bezeichneten Dynamoankerleitungen 23,
24 und der negativen Leitung 22 ist als Kontrollampe eine Glühlampe 35,
36 eingeschaltet, und an den Verbrauchsleitungen ist als Beispiel eines Verbrauchsapparates
eine Akkumulatorenbatterie 37 angeschlossen.
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Der Relaishebel27 bildet einen Drehzahlregler und der Hebel32 einen
Drehzahlver-Steller. Die Wirkungsweise ist .die folgernde. Beim Umlaufen des Propellers.
erzeugen die beiden Dynamoanker Strom und schicken diesen einerseits über die Leitung
22 und antderseits über die Wege 23, 25, 27 bzw. 24,:26,:27 zum Verbraucher 37.
Der Relaishebel oder Drehzahlregler 27 schwebt dabei so in Mittelstellung, daß er
beide Federn 25, z6 berührt; dies ist durch passende Abstimmung der Feder 28 und
der Magnetspule 29 erreicht.
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Wird die Umlaufzahl des Propellers zu hoch, so zieht die Spule 29
den Relaishebel 27 zu sich herüber und hebt dadurch den Kontakt an der Feder 25
auf. Der Dynamoanker 13 sendet daher seinen Strom über die Leitung 23 und den Widerstand
25 zum Verbraucher 37, d. h. sein Strom wird verringert bzw. die Stromleistung des
anderen Ankers 14 vergrößert, und beide Anker verdrehen sich demgemäß gegeneinander
und verstellen die Propellerflügel ¢ so lange, und zwar im Sinne einer Steigungsvergrößerung,
bis die Propellerumlaufzahl wieder auf das normale Maß gesunken ist; damit sinkt
auch die Spannung an der- Magnetspule 29, und der Reläishebe127 kehrt in die Mittellage
zurück, so daß beide -Anker wieder gleichmäßig zur Stromlieferung herangezogen werden.
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- Ist umgekehrt die Propellerumlaufzahl zu gering, so schaltet der
nach links hinüberschwingende Relaishebel 27 unter Aufhebung des Kontaktes
an der -Feder 26 den Anker 14 über -die Leitung 24 und den Widerstand 31 .an den
Verbraucher- 37, und es werden infolgedessen ;beide Anker umgekehrt wie vorher gegeneinander
verdreht und' somit die Flügelflacher gestellt, bis wiedler die normale Umlaufzahl--erreicht-
ist. Die Mitteleinstellung des Relaishebels 27 ist einerseits von der in der Magnetspule
29 herrschenden Spannung und somit von der Umlaufzahl des Propellers abhängig und
anderseits von der Spannung der Feder 28. Die Spannung dieser Feder kann nun durch
Drehen id'es sie tragend@eh Drehzahlverstellers 32 -verändert werden, und dadurch.
'st eine Selbsteinregelung des Motors auf jede an der Skala 34 einzustellende Umlaufzahl
gegeben.
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Bei der zweiten Ausführung (Fig.2) ist 'an 'der Propell.ernäbe 3 nur
eine einzige Stell-Scheibe 38 vorhanden, die unmittelbar an dem die Flügel verstellenden
Getriebe 9 usw. angreift. Der- auf .dieser Stehscheibe 38 aufgesetzte Anker 39 ist
ein Gleichstromanker, der als Motor und Dynamo arbeiten kann, und der zu ihm -gehörige
Feldkranz 4o ist wieder an Tragarmen 41 des Motorgehäuses i befestigt.
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Die Wirkungsweise ist hier die folgende: Die Propellerflügel tragen
derartige Bremsen, daß zum Verstellen eine größere Kraft &e=
hört,
als sie der Dynamoanker 39 bei der höchsten Normalbelastung durch das Verbrauchsnetz
ausübt; demgemäß läuft beim Propellerumlaufe der Anker 38 voll mit -und liefert
Strom in das Verbrauchsnetz und in eine Akkumulatorenbatterie. Sollen die Flügel
des Propellers im einen Sinne verstellt werden, beispielsweise zu höherer Steigung,
so wird durch entsprechende Schalteinrichtungen der Dynamoanker 39 vom Verbrauchsnetz
abgeschaltet und kurzgeschlossen oder durch überschälten auf eine verminderte Anzahl
von Zellen der Akkumulatorenbatterie höher belastet; er übt dann eine verstärkte
Kraft auf das Flügelstellzeug 9 usw. aus und verstellt die Flügel unter Überwindung
von deren Festbremsung in der geforderten Art.
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Soll andererseits die umgekehrte Flügelverstellung vorgenommen werden,
so erhält. der Anker 39' durch weitere Schalteinrichtungen Strom; und zwar unter
derartiger Abstimmung der Stromspannung und der Magnetstärke im Feldkranze 40, daß
der Anker 39 und mit ihm die Stellscheibe 38 schneller umläuft als der Propeller.
Dadurch wird das Flügelstellzeug im geforderten entgegengesetzten Sinne verdreht.
Die Festhaltebremsen der Flügel können durch Ausgestaltung mit Freilaufeinrichtungen
in dieser Drehrichtung unwirksam sein, so daß der als Motor arbeitende Anker 39
nur den normalen Widerstand des Stehzeuges zu überwinden braucht.
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Die Einzelheiten der Schaltungen können in vielerlei verschiedener
Weise ausgeführt sein. Beispielsweise können, zumal bei der ersten Ausführungsform,
auch Wechselstromdynamos zur Anwendung kommen, und es können auch Verbund- oder
sogar Hauptstromdynamos in bestimmten Fällen Verwendung finden; wo ferner eine Stromerzeugung
nicht oder nur in vermindertem Maße erforderlich ist, kann auch die Ausführung mit
zwei unter dem Einflusse von Dauermagneten stehenden Wirbelstrombremsen oder mit
einer Wirbelstrombremse und einer Dynamomaschine geeignet sein. Zur wechselnden
Belastung der Dynamomaschine kann ferner an Stelle der in ihrem Verbrauchsstromkreise
eingeschalteten Widerstände 30, 3 1 auch eine Regelung der Stromspannung
.durch Feldverstärkung oder Feldschwächung oder durch Umschaltungen innerhalb des
Ankers oder des Feldes vorgesehen sein.
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Beider Ausführung nach Fig. z kann jede ,der beiden Stellscheiben
@, 6 -durch! ein Freilaufwerk so mit @d'erPropellernabe3 gekuppelt sein, daß sie
gegenüber dieser nur zurückbleiben, nicht aber schneller als der Propeller umlaufen
kann. Hiendürch wird eine erhöhte Sicherheit der Verstellbewegungen. erreicht. Bei
beiden Anordnungen können mittel der Akkumulatorenbatterien die Motoranker unter
Abschaltung aller übrigen Verbindungen in normaler Motorschaltung zum Anwerfen,des
Propellers benutzt werfen, wenn -dieser, wie üblich,idurch einenBenzinmotor angetrieben
wird und daher nicht von selbst anlaufen kann. Bei der Anordnung nach Fig, 2, mit
nur einem Motoranker, ist :dazu nötigenfalls eine Ausrückkupplung, etwa eine einfache
Klauenkupplung, zwischen der Stehscheibe 38 und der Propellernabe 3 oder dem Motorwellenstumpf
2 vorgesehen.