DE3636304A1 - Propellermodul fuer ein gasturbinentriebwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Propellermodul für ein Gasturbinen-Flugtriebwerk und insbesondere auf einen Propellermodul, der zwei im Gegensinne umlaufende Propeller aufweist.

Gemäß einer Ausführungsform eines Propellermoduls für ein Gasturbinen-Flugtriebwerk, bei dem die gegen­ sinnig umlaufenden Propeller am stromaufwärtigen oder stromabwärtigen Ende des Gasturbinentriebwerks angeordnet sind (Zugschrauben oder Druckschrauben), ist ein Differential-Untersetzungsgetriebe erforder­ lich, um die Propeller im Gegensinn anzudrehen. Die Propeller benötigen außerdem einen Mechanismus, um den Schaufelwinkel einstellen zu können.

Eine Verminderung der axialen Länge des Propeller­ moduls und des Gasturbinen-Flugtriebwerks zusammen mit einer Gewichtsverminderung des Triebwerks hat man dadurch erreicht, daß das Untersetzungsgetriebe axial zwischen die Propeller angeordnet wurde und indem ein Propeller auslegerartig vom Gasturbinen­ triebwerk drehbar getragen wurde, während der zweite Propeller auf dem ersten Propeller gelagert wurde.

Durch diese Anordnung wurde die Einstellung des Schaufel­ winkels durch einen Antrieb, der weit von den Propellern entfernt angeordnet werden mußte, sehr schwierig. In der GB-PS 85 09 837 ist ein Anstellwinkel-Einstell­ mechanismus beschrieben, der auf einem Planetenrad­ träger angeordnet ist, und der die Anstellung des Propellers fern von einem Antrieb ändert, indem Anstell­ winkel-Änderungsräder auf den Planetenrädern des Untersetzungsgetriebes angeordnet sind. Der An­ trieb dreht sich mit dem zweiten Propeller und dies bewirkt, daß der Anstellwinkel-Einstellmecha­ nismus für den Propeller, der vom Antrieb entfernt liegt, von der Differenzdrehzahl der Propeller ab­ hängt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Propellermodul der Bauart mit gegensinnig um­ laufenden Propellern zu schaffen, die durch ein Diffe­ rential-Untersetzungsgetriebe angetrieben werden, das axial zwischen den Propellern angeordnet ist, wobei der Anstellwinkel-Änderungsmechanismus für beide Propeller unabhängig von der Propeller-Differenzdreh­ zahl ist.

Die Erfindung geht aus von einem Propellermodul für ein Gasturbinentriebwerk, welcher einen ersten Mehr­ schaufelpropeller und einen zweiten Mehrschaufel­ propeller aufweist, die koaxial angeordnet und im Gegensinn durch eine koaxiale Triebwerkswelle über ein Untersetzungsgetriebe angetrieben werden, wobei das Untersetzungsgetriebe axial zwischen dem ersten und zweiten Mehrschaufelpropeller angeordnet ist und wobei das Untersetzungsgetriebe ein Sonnenrad auf­ weist, welches durch die Welle angetrieben wird, und das Sonnenrad Planetenräder trägt, die einen Zahnkranz antreiben, wobei die Planetenräder drehbar auf einem Träger angeordnet sind und diesen antreiben, und wo­ bei der Zahnkranz und der Träger in Gegenrichtung durch die Planetenräder angetrieben werden, wobei erste und zweite Anstellwinkel-Änderungsmittel für den ersten und zweiten Mehrschaufelpropeller vor­ gesehen sind, welche Anstellwinkel-Änderungsmittel durch einen Anstellwinkel-Änderungskraftantrieb ein­ gestellt werden, der auf der Nabe des zweiten Mehr­ schaufelpropellers angeordnet ist, und wobei die ersten Anstellwinkel-Änderungsmittel einen ersten Antrieb aufweisen, der drehbar auf der Nabe des ersten Mehrschaufelpropellers angeordnet ist und die Schaufeln des ersten Mehrschaufelpropellers dreht, und wobei erste Anstellwinkel-Änderungszahnräder drehbar am Planetengetriebe angeordnet sind und den ersten Antrieb antreiben.

Gemäß der Erfindung sind hierbei Kompensationsräder drehbar auf dem Träger gelagert, die das erste An­ stellwinkel-Änderungsgetriebe so antreiben, daß bei fester Schaufelanstellung der erste Antrieb sich in der gleichen Richtung mit der gleichen Geschwindig­ keit dreht wie der erste Mehrschaufelpropeller, wobei der Anstellwinkel-Änderungsantrieb die Kompensations­ räder derart antreibt, daß eine Relativdrehung zwischen dem ersten Antrieb und dem ersten Mehrschaufel­ propeller bewirkt wird, um die Anstellung der Schaufeln des ersten Mehrschaufelpropellers zu ändern, wobei das Kompensationsgetriebe eine Einstellung des Anstell­ winkels des ersten Mehrschaufelpropellers unabhängig von der Differenzdrehzahl zwischen erstem und zweitem Mehrschaufelpropeller zuläßt.

Der Zahnkranz kann den ersten Mehrschaufelpropeller antreiben und der Planetenradträger kann den zwei­ ten Mehrschaufelpropeller antreiben. Das Kompen­ sationsgetriebe umfaßt Zahnräder, die durch die Planetenräder angetrieben werden und einen ersten und einen zweiten Zahnkranz tragen, die miteinander verbunden sind, wobei mehrere Planetenräder durch den zweiten Zahnkranz angetrieben werden und die Planetenräder ein erstes und ein zweites Stirnrad antreiben, die drehbar auf dem Träger angeordnet und miteinander verbunden sind, wobei das zweite Stirnrad die Anstellwinkel-Änderungsräder antreibt und das Kompensationsgetriebe derart angeordnet ist, daß sich die Planetenräder um ihre Drehachse drehen, aber nicht relativ zum Planetenradträger, wenn der Anstellwinkel der Schaufeln fest ist. Dabei dreht der Anstellwinkel-Änderungsantrieb die Planetenräder des Kompensationsgetriebes relativ zu dem Planeten­ radträger, um eine Relativdrehung zwischen der ersten Trommel und dem ersten Mehrschaufelpropeller herbeizuführen.

Der Antrieb zur Änderung des Anstellwinkels kann die ersten Planetenräder über ein Sonnenrad antreiben, und die ersten Planetenräder liegen koaxial zu den zweiten Planetenrädern und sind daran über Wellen festgelegt. Die zweiten Planetenräder kämmen mit einem Zahnkranz, der am zweiten Mehrschaufelpropeller festgelegt ist. Die Planetenräder des Kompensations­ getriebes liegen koaxial zu den Spindeln und sind drehbar darauf montiert und die Arbeitsweise des Antriebs für den Anstellwinkel bewirken eine Relativdrehung zwischen dem Sonnenrad und dem Zahn­ kranz, der am zweiten Mehrschaufelpropeller festge­ legt ist, um eine Drehung der ersten und zweiten Planetenräder zu bewirken und um außerdem eine Drehung der Planetenräder des Kompensationsgetriebes relativ zum Träger zu bewirken.

Der Zahnkranz kann den zweiten Mehrschaufelpropeller antreiben und der Träger kann den ersten Mehrschaufel­ propeller treiben. Das Kompensationsgetriebe umfaßt Räder, die von den Planetenrädern getrieben werden und ein erstes und zweites Stirnrad antreiben, die miteinander verbunden sind und drehbar auf dem Träger gelagert sind. Eine Anzahl von Planetenrädern wird durch das zweite Stirnrad angetrieben und die Planeten­ räder treiben ein drittes Stirnrad, welches drehbar auf dem ersten und zweiten Stirnrad gelagert ist. Das dritte Stirnrad treibt das Anstellwinkel-Änderungs­ getriebe und die Kompensationsräder sind so angeordnet, daß die Planetenräder um ihre Drehachse laufen, aber sich nicht relativ zum Träger drehen, wenn der Neigungs­ winkel der Schaufeln festgelegt ist. Die Anstellwinkel- Änderungsantriebseinheit dreht die Planetenräder des Kompensationsgetriebes relativ zum Träger, um eine Relativdrehung zwischen der ersten Trommel und dem ersten Mehrschaufelpropeller zu bewirken.

Die Anstellwinkel-Einstellantriebseinheit kann die Planetenräder des Kompensationsgetriebes über einen Zahnkranz antreiben, wobei die Arbeitsweise der An­ stellwinkel-Änderungsantriebseinheit eine Relativ­ drehung zwischen dem zahnkranz und dem zweiten Mehrschaufelpropeller bewirkt, wodurch die Planeten­ räder sich relativ zu dem Träger drehen.

Die zweite Anstellwinkel-Änderungsvorrichtung kann einen zweiten Antrieb umfassen, der drehbar auf der Lage des zweiten Mehrschaufelpropellers angeordnet ist, und der zweite Antrieb dreht die Schaufeln des zweiten Mehrschaufelpropellers. Zweite Anstellwinkel- Änderungsräder sind drehbar auf der Nabe des zweiten Mehrschaufelpropellers gelagert und so angeordnet, daß der zweite Antrieb betätigt wird, wobei die An­ stellwinkel-Änderungsantriebsstufe die zweiten An­ stellwinkel-Änderungsräder über ein Sonnenrad an­ treibt. Die Arbeitsweise der Anstellwinkel-Änderungs­ antriebsstufe bewirkt eine Relativdrehung zwischen dem zweiten Antrieb und der Nabe des zweiten Mehr­ schaufelpropellers, um den Anstellwinkel der Schaufeln des zweiten Mehrschaufelpropellers einzustellen.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Propeller­ modul gemäß der Erfindung;

Fig. 2 in größerem Maßstab einen Schnitt des Untersetzungsgetriebes und des Anstell­ winkeI-Verstellmechanismus des Propeller­ moduls gemäß Fig. 1;

Fig. 3 in größerem Maßstab eine Schnitt­ ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Untersetzungsgetriebes und eines Anstellwinkel-Änderungsmechanismus des Propellermoduls gemäß Fig. 1;

Fig. 4 eine schematische Ansicht des Unter­ setzungsgetriebes und des Anstellwinkel­ Änderungsmechanismus gemäß Fig. 2;

Fig. 5 eine schematische Ansicht des Untersetzungs­ getriebes und des Anstellwinkel-Änderungs­ mechanismus nach Fig. 3;

Fig. 6 in größerem Maßstab eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform eines Untersetzungsgetriebes und Anstellwinkel­ Änderungsmechanismus für einen Propeller­ modul;

Fig. 7 in größerem Maßstab einen Schnitt einer vierten Ausführungsform eines Unter­ setzungsgetriebes und Anstellwinkel­ Änderungsmechanismus des Propellermoduls gemäß Fig. 1.

Ein Propellermodul 10 für ein Gasturbinen-Flugtriebwerk ist in Fig. 1 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbei­ spiel handelt es sich um ein Turbo-Propeller-Gasturbinen- Flugtriebwerk mit Druckschraube. Der Propellermodul 10 umfaßt einen ersten, mit mehreren Schaufeln ver­ sehenen Propeller 12 und einen koaxial hierzu liegenden zweiten, mit mehreren Schaufeln ver­ sehenen Propeller 14, die im Gegensinn zueinander angetrieben werden. Der erste Mehrschaufelpropeller 12 besitzt eine Nabe 16, die die Schaufeln trägt und die Schaufeln sind über Schaufelfußschwenkab­ schnitte 20 und ein entsprechendes Kugellager 22 für jeden Schaufelfußabschnitt 20 drehbar in der Nabe 16 gelagert. In gleicher Weise besitzt der zweite Mehrschaufelpropeller 14 eine Nabe 18, die die Schaufeln trägt und die Schaufeln sind ebenfalls drehbar in der Nabe 18 mittels der Schaufelfuß­ schwenkvorrichtungen 24 und ein entsprechendes Kugel­ lager 26 für jeden Schaufelfußabschnitt 24 gelagert.

Der erste Mehrschaufelpropeller 12 ist an einem aus­ legerartigen Aufbau 30 drehbar gelagert, wobei sich der Aufbau 30 in Strömungsrichtung von dem Gastur­ binen-Flugtriebwerk nach hinten erstreckt und die Lagerung erfolgt über Lager 28 am stromaufwärtigen Ende der Nabe 16 und ein Lager 29 am stromabwärtigen Ende der Nabe 16. Der auslegerartige Aufbau erstreckt sich koaxial in die Propellernabe 16 hinein, und eine Welle 36 einer Nutzleistungsturbine 34 verläuft koaxial durch den auslegerartigen Aufbau 30, und sie ist koaxial an einem Wellenfortsatz 44 befestigt. Der zweite Mehr­ schaufelpropeller 14 wird drehbar von der Nabe 16 des ersten Mehrschaufelpropellers 12 über Lager 32 ge­ tragen.

Der Wellenfortsatz 44 treibt ein Untersetzungsge­ triebe, welches koaxial zu dem ersten und zweiten mehrschaufel-Propellern und axial dazwischen ange­ ordnet ist. Der Wellenfortsatz trägt ein Sonnen­ rad 48, welches mit mehreren Planetenrädern 50 kämmt und diese antreibt, welche in einem Planeten­ radträger 46 gelagert sind. Die Planetenräder 50 kämmen ihrerseits mit einem Zahnkranz 52 und treiben diesen an. Der Zahnkranz 52 treibt die Nabe 16 und den ersten Mehrschaufelpropeller 12, und der Planeten­ radträger 46 treibt die Nabe 18 und den zweiten Mehr­ schaufelpropeller 14 im Gegensinn zu dem ersten Mehr­ schaufelpropeller 12 an.

Die ersten und zweiten Mehrschaufelpropeller 12, 14 besitzen jeweils einen Anstellwinkel-Änderungsmecha­ nismus, und die ersten und zweiten Mehrschaufel­ propeller 12 und 14 besitzen eine erste und eine zweite Trommel 54 bzw. 62, die koaxial innerhalb der Naben 16 bzw. 18 durch Lager 56 und 58 bzw. 64, 66 drehbar abgestützt sind. Die erste und zweite Trommel 54 und 62 besitzt rezirkulierende Kugelgewinde und Muttern 60 und 68 sind auf den Gewindegängen der Trommeln aufgeschraubt.

Die Muttern 60 und 68 besitzen mehrere, in Umfangs­ richtung angeordnete, im gleichen Abstand zueinander angeordnete Arme 61 und 69, und zwar jeweils einen für jede Propellerschaufel, und diese sind an den Schaufelschwenkfüßen 20 und 24 der Mehrschaufel­ propeller festgelegt. Da die Schwenkfußabschnitte 20 und 24 drehbar in den Naben 16 und 18 durch Kugel­ lager 22 und 26 gelagert sind, bewirkt die Bewegung der Muttern 60 und 68 längs der Trommeln 54 und 62 durch Drehung der Trommeln eine Verdrehung der Pro­ pellerschaufeln, um den Anstellwinkel der Propeller­ schaufeln zu verändern.

Der Anstellwinkel der Propellerschaufeln wird durch Relativdrehung zwischen den Naben 16 und 18 und den Trommeln 54, 62 bewirkt, wodurch die Muttern 60 und 68 veranlaßt werden, sich auf den Trommeln zu drehen. Die erste und zweite Trommel 54, 62 wird durch den Anstellwinkelantrieb 70 und einen weiteren Anstell­ winkel-Änderungsmechanismus 72, 74, der im Unter­ setzungsgetriebe zum Antrieb der Trommeln 54, 62 angeordnet ist, veranlaßt sich relativ zu den Naben 16, 18 zu drehen.

Fig. 2 zeigt den Anstellwinkel-Änderungsmechanismus 72 und 74 in weiteren Einzelheiten. Der Einstell­ winkel-Änderungsmechanismus 72 zum Antrieb der Trommel 54 weist mehrere Zahnräder 76 auf, die mit einem Zahn­ kranz 78 auf der Trommel 54 kämmen und jeder Zahn­ kranz 76 ist an einem Ende einer Spindel 80 montiert, die drehbar auf dem Träger 46 gelagert ist und durch jeweils ein Planetenrad 50 hindurchsteht, und ein Zahn­ rad 82 ist auf dem gegenüberliegenden Ende jeder Spindel 80 montiert. Eine Kompensationsräderanordnung umfaßt zwei Zahnkränze 86, 88, die miteinander verbunden sind und mehrere Planetenräder 94 und zwei Stirnräder 90, 92, die drehbar auf dem Träger 46 gelagert und fest miteinander verbunden sind. Ein Stirnrad 84 ist an Rad 50 befestigt und so angeordnet, daß die Trommel 54 über die Kompensationsradanordnung und die auf den Spindeln angeordneten Räder gedreht wird. Die Stirnräder 84 kämmen mit dem Zahnkranz 86, und der Zahnkranz 88 kämmt mit den Planetenrädern 94, und die Planetenräder 94 kämmen mit dem Stirnrad 92 und das Stirnrad 90 kämmt mit den Rädern 82. Die Kompensationsradanordnung ist so angeordnet und ausgebildet, daß die Trommel 54 in der gleichen Richtung und mit der gleichen geschwindigkeit ge­ dreht wird wie die Nabe 16 des ersten Mehrschaufel­ propellers. Die Planetenräder 94 drehen sich demge­ maß um ihre Drehachsen während sie sich um die Achse von ersten und zweiten Mehrschaufelpropeller in der gleichen Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit drehen wie der Träger 46 und die Nabe 18. Die Planeten­ räder 94 sind drehbar auf Spindeln 100 gelagert, und zwar zusammen mit den fest montierten Planetenrädern 96 und 98, die von einem Ringkörper 104 vorstehen, der an einem Abschnitt der Nabe 18 anstößt. Die Planeten­ räder 96 und 98 kämmen mit einem Sonnenrad 106, welches von der Anstellwinkel-Änderungsstufe 70 angetrieben wird, bzw. mit einem Zahnkranz 102, der mit der Nabe 18 verbunden ist. Der Ringkörper 104 liegt axial zwischen der Nabe 18 und dem Zahnkranz 102, um die Axialbewegung des Ringkörpers 104 zu begrenzen und um als Führung für die relative Drehung zwischen Nabe 18 und Ringkörper 104 zu wirken.

Wenn der Propellermodul bei eingestelltem Anstellwinkel der Propellerschaufeln arbeitet, wird das Sonnenrad 106 durch die Anstellwinkel-Änderungsstufe 70 nicht angetrieben, sondern dreht sich mit der Nabe 18, die vom Planetenradträger 46 angetrieben wird. Daher gibt es keine Relativdrehung zwischen dem Zahnkranz 102 und dem Sonnenrad 106, und daher drehen sich die Planetenräder 96, 98 nicht um ihre Achsen. Wenn der Anstellwinkel der Propeller­ schaufeln geändert werden soll, dann treibt die An­ stellwinkel-Änderungsstufe 70 das Sonnenrad 106 an und bewirkt, daß sich das Sonnenrad relativ zu dem Träger 46 der Nabe 18 und dem Zahnkranz 102 dreht. Infolgedessen bewegen sich die Planetenräder 98, 96, 94 relativ zu dem Träger 46 und bewirken eine Relativ­ drehung zwischen Trommel 54 und Nabe 16. Die Planeten­ räder 96 und 98 bilden einen Teil einer Untersetzungs­ getriebeanordnung, um ein geeignetes Verhältnis zwischen Sonnenrad 106 und Trommel 54 von etwa 4 : 1 bei dem dar­ gestellten Ausführungsbeispiel zu erhalten. Fig. 4 zeigt schematisch die Getriebeanordnung, wobei die Drehrichtungen der Räder angegeben sind.

Der Neigungswinkel-Einstellmechanismus 74 zum Antrieb der Trommel 62 umfaßt mehrere Planetenräder 108, die mit einem Zahnkranz 114 auf der Trommel 62 kämmen, und jedes Planetenrad 108 ist auf einer Spindel 110 gela­ gert, die ihrerseits auf der Nabe 18 drehbar gelagert ist. Die Planetenräder 108 kämmen außerdem mit einem Sonnenrad 112, welches durch die Neigungswinkel-Än­ derungsstufe 70 antreibbar ist.

Wenn der Anstellwinkel der Propellerschaufeln eingestellt wird, dann wird die Trommel 62 durch die Planeten­ räder 108 angetrieben und das Sonnenrad 112 dreht sich mit der gleichen Drehzahl und in der gleichen Richtung wie die Nabe 18, und daher drehen sich die Planetenräder 108 nicht auf ihren Drehachsen, sondern treiben die Trommel 62 mit der gleichen Geschwindigkeit und in der gleichen Richtung an, wie die Nabe 18.

Wenn der Anstellwinkel der Propellerschaufeln ge­ ändert werden soll, dann dreht sich das Sonnenrad 112 relativ zur Nabe 18 und bewirkt, daß die Planeten­ räder 108 auf ihren Achsen drehen und so eine Relativ­ drehung zwischen Nabe 18 und Trommel 62 bewirken.

Fig. 3 zeigt den Anstellwinkel-Änderungsmechanismus 140, 142 bei einer abgewandelten Propellermodulanord­ nung, wobei der Träger 46 den ersten Mehrschaufelpro­ peller 12 antreibt und der Zahnkranz 52 den zweiten Mehrschaufelpropeller 14 in Drehung versetzt.

Der Anstellwinkel-Änderungsmechanismus 140 zum Antrieb der Trommel 54 besteht aus mehreren Stirnrädern 120, die mit einem Zahnkranz 78 auf der Trommel 54 kämmen und jedes Stirnrad 120 ist auf einem Ende einer jewei­ ligen Spindel 122 gelagert, die durch den Träger 46 hindurchsteht und auf diesen drehbar gelagert ist. Außerdem erstreckt sie sich durch ein Planetenrad 50, und ein Stirnrad 124 ist auf dem gegenüberliegenden Ende jeder Spindel 122 gelagert. Eine Kompensations­ radanordnung umfaßt zwei Stirnräder 128, 130, die drehbar auf dem Träger 46 gelagert und fest miteinander verbunden sind, ein Zahnrad 132 , das drehbar auf den Rädern 128, 130 gelagert ist und mehrere Pla­ netenräder 134, die drehbar auf den Spindeln 136 ge­ lagert sind, die axial von dem Rad 132 vorstehen. Das Zahnrad 128 kämmt mit einem Stirnrad 126, welches mit jedem Planetenrad 50 verbunden ist, und das Stirn­ rad 130 kämmt mit Planetenrädern 134, während das Stirnrad 132 mit den Planetenrädern 124 in Eingriff steht. Ein Zahnkranz 140, der durch die Anstellwinkel- Änderungsstufe 70 angetrieben wird, kämmt mit den Planetenrädern 134. Fig. 5 zeigt die Getriebeanordnung schematisch, wobei die Drehrichtungen der Räder einge­ zeichnet sind.

Wenn der Propellermodul bei eingestelltem Anstellwinkel der Propellerschaufeln arbeitet, wird der Zahnkranz 140 durch die Anstellwinkel-Änderungsstufe 70 nicht ange­ trieben, sondern er dreht sich mit der Nabe 18, die durch den Zahnkranz 52 angetrieben wird. Die Kompen­ sationsradanordnung ist derart, daß die Planetenräder 134 sich um ihre Achsen drehen, während sie sich um die Achse von ersten und zweiten Mehrschaufelpropeller in der gleichen Richtung und mit der gleichen Geschwin­ digkeit wie Träger 46 und Nabe 16 drehen. Infolgedessen werden die Planetenräder 124, 120 nicht angetrieben und sie drehen sich nicht um ihre Achsen, sondern sie drehen sich mit dem Träger 46 und treiben demgemäß die Trommel 54 in der gleichen Richtung und mit der gleichen Geschwin­ digkeit an, wie die Nabe 15, wie dies aus Fig. 5 her­ vorgeht.

Wenn der Anstellwinkel der Propellerschaufeln ein­ gestellt werden soll, dann treibt die Anstellwinkel- Änderungsstufe 70 den Zahnkranz 140 und veranlaßt die Planetenräder 134, während sich diese um ihre Achsen drehen, sich relativ zum Träger 46 und der Nabe 16 zu drehen. Infolgedessen drehen sich die Planetenräder 124, 130 um ihre Achsen, während sie sich mit dem Träger 46 drehen und demgemäß die Trommel 54 relativ zur Nabe 16 drehen, um den Anstell­ winkel der Schaufeln zu ändern.

Der Anstellwinkel-Änderungsmechanismus 142 zum Antrieb der Trommel 62 ist identisch dem in Fig. 2 darge­ stellten und er wird deshalb nicht nochmals im ein­ zelnen beschrieben.

Der beschriebene Anstellwinkel-Änderungsmechanismus schafft sowohl die Möglichkeit, daß erster und zweiter Mehrschaufelpropeller hinsichtlich der Anstellwinkel ihrer Schaufeln unabhängig von der Differentialge­ schwindigkeit zwischen den beiden Mehrschaufelpropellern eingestellt werden. Diese Anordnung führt daher nicht zur Überlastung des Anstellwinkel-Änderungsmechanismus, da die Muttern auf den Trommeln das Ende ihrer Bewegungs­ bahn auf den rezirkulierenden Kugelschraubengewinden erreichten. Bei dieser Anordnung besteht nicht die Ge­ fahr, daß die Propellerschaufeln entfächert werden, wenn sie auf dem Boden leerlaufen.

Das Drehmoment des Planetenträgers ist immer größer als das Drehmoment des Zahnkranzes und das Drehmomentver­ hältnis ist konstant und unabhängig von der Propeller­ drehzahl. Die Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 2 und 3 sind daher geeignet zur Benutzung sowohl bei Zug- Turbopropeller-Anordnungen als auch bei Druck-Trubo­ propeller-Ausbildungen. Die Anordnung ist derart getroffen, daß die Propellerschaufeln sich in Rich­ tung auf eine geringere Anstellung drehen, wenn die Trommel schneller läuft als die Nabe und es ergibt sich eine steilere Anstellung, wenn die Trommel langsamer als die Nabe läuft.

Obgleich die Zeichnung einen Druckpropeller zeigt, könnte die Erfindung in gleicher Weise bei einem Zug­ propeller Anwendung finden, bei welchem der Propeller­ modul auf der stromaufwärtigen Seite des Gasturbinen­ triebwerks liegt und durch die Nutzleistungsturbine über eine lange Antriebswelle angetrieben wird, die koaxial zum Triebwerk verläuft.

Ein abgewandelter Anstellwinkel-Änderungsmechanismus ist in Fig. 6 dargestellt und dieser entspricht Fig. 3, wobei der Träger 6 den ersten Mehrschaufelpropeller 12 antreibt und der Zahnkranz 52 den zweiten Mehr­ schaufelpropeller 14.

Der Anstellwinkel-Änderungsmechanismus ist im wesent­ lichen der gleiche wie bei Fig. 3, mit Ausnahme der Räder 120, die drehbar auf dem Träger 46 durch Spindeln 122 gelagert sind, die durch die Planetenräder 50 hin­ durch verlaufen. Hierdurch werden mehrere Schnecken­ räder 208 über ein Paar verbundener Stirnräder 202, 204 angetrieben. Die Stirnräder 202, 204 sind drehbar auf dem Träger 46 gelagert und treiben mehrere Räder 206 an, von denen eines mit je einem Schneckenrad verbunden ist. Jedes Schneckenrad 206 besitzt einen Sektor 210 und einen Hebel 212, die so angeordnet sind, daß sie die Schaufeln verschwenken, um den Anstell­ winkel der Schaufeln zu ändern. Die Arbeitsweise ist im wesentlichen die gleiche wie bei Fig. 3.

Die Schneckenrad-Sektoranordnung macht den Anstell­ winkel-Verriegelungsmechanismus überflüssig, da die Schaufeln automatisch durch die Hemmwirkung des Schneckenrades gesperrt werden. Schnecke und Sektor könnten auch für den zweiten Mehrschaufelpropeller Anwendung finden.

Ein weiterer abgewandelter Neigungswinkel-Einstell­ mechanismus ist in Fig. 7 dargesteIlt und er wird bei Anordnungen benutzt, bei denen der Träger 46 den ersten Mehrschaufelpropeller 12 antreibt und der Zahn­ kranz 52 den zweiten Mehrschaufelpropeller 14 dreht.

Der Anstellwinkel-Änderungsmechanismus des ersten Mehr­ schaufelpropellers umfaßt wiederum die erste Trommel 54, die durch die Räder 120 und 124 angetrieben wird, welche auf der Spindel 122 gelagert sind, die drehbar auf dem Träger 46 angeordnet ist und durch die Planeten­ räder 50 hindurchsteht. Eine Kompensationsrad-Anordnung umfaßt mehrere Räder 220, die drehbar auf dem Träger 46 gelagert sind, wobei jedes Rad 220 mit einem jeweiligen Rad 124 und einem Stirnrad 222 kämmt. Das Stirnrad 222 trägt mehrere Zahnräder 224, die drehbar auf Spindeln 226 gelagert sind. Die Zahnräder 224 kämmen mit einem Zahnkranz 140, der von der Anstellwinkel-Änderungs- Antriebsstufe 20 angetrieben wird und außerdem kämmen die Zahnräder mit einem Sonnenrad 228, welches von dem Sonnenrad 48 angetrieben wird.

Wenn der Propellermodul bei eingestelltem Propeller­ schaufel-Anstellwinkel arbeitet, wird der Zahnkranz 140 durch die Anstellwinkel-Änderungsstufe 70 nicht angetrieben, aber er dreht sich mit der Nabe 18, die durch den Zahnkranz 52 angetrieben wird. Die Kompen­ sationsräder sind so angeordnet, daß die Zahnräder 224 um ihre Achsen gedreht werden, während sie um die Achse von erstem und zweitem Mehrschaufelpropeller in der gleichen Richtung und mit der gleichen Drehzahl wie der Träger 46 und die Nabe 16 umlaufen. Die Räder 220 drehen sich außerdem mit dem Träger 46 und infolge­ dessen treiben die Räder 220 die Zahnräder 124 nicht an.

Wenn der Anstellwinkel der Propellerschaufeln geändert werden soll, dann wird die Anstellwinkel-Änderungs­ stufe 70 betätigt, die den Zahnkranz 140 antreibt und bewirkt, daß sich die Zahnräder 224 drehen, während gleichzeitig eine Drehung um ihre Achsen erfolgt, um eine Relativdrehung zu dem Träger 46 herbeizuführen. Infolgedessen wird das Stirnrad 222 relativ zu dem Träger 46 bewegt, wodurch verursacht wird, daß die Räder 220 und demgemäß die Räder 124 und die erste Trommel sich drehen, wodurch die Schaufelanstellung verändert wird.

Claims (11)

1. Propellermodul für ein Gasturbinentriebwerk mit einem ersten Mehrschaufelpropeller und einem zweiten Mehrschaufelpropeller, die koaxial angeordnet sind und durch eine ko­ axiale Welle über ein Untersetzungsgetriebe im Gegensinn angetrieben werden, wobei das Untersetzungsgetriebe axial zwischen dem ersten und dem zweiten Mehrschaufelpropeller angeordnet ist und ein Sonnenrad aufweist, welches von der Welle angetrieben ist, sowie eine Anzahl von Planetenrädern, die vom Sonnen­ rad angetrieben werden und einen Zahnkranz, der durch die Planetenräder angetrieben wird, wobei die Planetenräder drehbar auf dem Träger ange­ ordnet sind und diesen antreiben, wobei der Zahnkranz und der Träger im Gegensinn durch die Planetenräder angetrieben werden, mit einer ersten und einer zweiten Anstellwinkel- Einstellvorrichtung für den ersten und zweiten Mehrschaufelpropeller, wobei die erste und zweite Anstellwinkel-Einstelleinrichtung durch einen Anstellwinkel-Einstellantrieb ange­ trieben werden, der in der Nabe des zweiten Mehrstufenpropellers gelagert ist und wo­ bei die erste Anstellwinkel-Änderungsvorrich­ tung einen ersten Antrieb aufweist, der dreh­ bar auf der Nabe des ersten Mehrschaufel­ propellers gelagert ist und die Schaufeln des ersten Mehrschaufelpropellers dreht und wo­ bei die ersten Anstellwinkel-Änderungsräder drehbar auf den Planetenrädern gelagert sind und den ersten Antrieb antreiben, dadurch gekennzeichnet, daß Kompensationsräder (86, 88, 90, 92, 94) drehbar auf dem Träger (46) gelagert sind und die ersten Anstellwinkel- Änderungsräder (76, 82) so antreiben, daß bei fester Winkelanstellung der erste Antrieb (54) sich in der gleichen Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit dreht wie der erste Mehrschaufelpropeller (16), daß die Anstell­ winkel-Änderungs-Antriebsstufe (70) die Kompen­ sationsräder dreht, um eine Relativdrehung zwischen dem ersten Antrieb und dem ersten Mehr­ schaufelpropeller zu bewirken, um den Anstell­ winkel der Schaufeln des ersten Mehrschaufel­ propellers zu ändern, wobei die Kompensations­ räder eine Einstellung des Anstellwinkels der Schaufeln des ersten Mehrschaufelpropellers un­ abhängig von der Differenzdrehzahl zwischen erstem und zweitem Mehrschaufelpropeller ermög­ lichen.

2. Propellermodul für ein Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz (52) den ersten Mehrschaufelpropeller (16) antreibt und der Träger (46) den zweiten Mehrschaufel­ propeller (18) treibt, daß die Kompensations­ räder Stirnräder (84) umfassen, die durch die Planetenräder (50) angetrieben werden und einen ersten und zweiten zahnkranz (86, 88) an­ treiben, die miteinander verbunden sind, daß eine Anzahl von Planetenrädern (94) durch den zweiten Zahnkranz (88) angetrieben werden, daß die Planetenräder (94) ein erstes und ein zweites Sonnenrad (90, 92) antreiben, die drehbar auf dem Träger (46) gelagert und mit­ einander fest verbunden sind, daß das zweite Sonnenrad (90) die Anstellwinkel-Verstell­ räder (76, 82) antreibt, daß die Kompensations­ räder so angeordnet sind, daß die Planeten­ räder (94) sich um ihre Drehachse drehen, sich aber nicht relativ zu dem Träger (46) drehen, wenn der Anstellwinkel der Schaufeln fixiert ist, daß die Anstellwinkel-Änderungsstufe (70) die Planetenräder (94) des Kompensationsgetrie­ bes relativ zum Träger (46) dreht, um eine Relativdrehung zwischen der ersten Trommel und dem ersten Mehrschaufelpropeller zu bewirken.

3. Propellermodul für ein Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz (52) den zweiten Mehrschaufelpropeller (18) antreibt und der Träger (46) den ersten Mehr­ schaufelpropeller (16) treibt, daß das Kom­ pensationsgetriebe Räder (126) aufweist, die durch die Planetenräder (50) getrieben werden und ein erstes und ein zweites Sonnenrad (128, 130) antreiben, die miteinander verbunden sind und drehbar auf dem Träger (46) gelagert sind, daß mehrere Planetenräder (134) durch das zweite Sonnenrad (130) angetrieben werden, daß die Planetenräder (134), die ein drittes Sonnen­ rad (132) antreiben, drehbar auf dem ersten und zweiten Sonnenrad gelagert sind, wobei das dritte Sonnenrad die Anstellwinkel-Änderungs­ räder (128,130) antreibt, und daß das Kompen­ sationsgetriebe derart angeordnet ist, daß die Planetenräder (134) sich um ihre Drehachse drehen, sich aber nicht relativ zum Träger (46) drehen, wenn der Anstellwinkel der Schaufeln fixiert ist, wobei die Anstellwinkel-Änderungs- Antriebsstufe (70) die Planetenräder (134) des Kompensationsgetriebes relativ zum Träger (46) dreht, um eine Relativdrehung zwischen der ersten Trommel und dem ersten Mehrschaufelpro­ peller zu bewirken.

4. Propellermodul für ein Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz (52) den zweiten Mehrschaufelpropeller (18) antreibt und der Träger (46) den ersten Mehrschaufelpropeller (16) treibt, daß das Kompensationsgetriebe mehrere Stirnräder (222) aufweist, die drehbar auf dem Träger (46) gelagert sind und mit den Anstellwinkel- Änderungsstirnrädern (82, 76) kämmen und diese antreiben, daß die Stirnräder (220) mit einem Sonnenrad (222) kämmen, das mehrere Planeten­ räder (224) aufweist, die drehbar darauf ge­ lagert sind, daß die Planetenräder (224) mit einem Sonnenrad (226) kämmen, welches durch das Sonnenrad (48) des Untersetzungsgetriebes angetrieben wird, daß das Kompensationsgetriebe derart angeordnet ist, daß die Stirnräder (222), die drehbar auf dem Träger gelagert sind, sich nicht relativ zu dem Träger (46) drehen, wenn der Anstellwinkel der Schaufeln fixiert ist, und daß die Anstellwinkel-Änderungskraftantriebs­ stufe (70) die Planetenräder (224) des Kompen­ sationsgetriebes relativ zum Träger (46) dreht, um eine Relativdrehung zwischen der ersten Trommel (54) und dem ersten Mehrschaufelpro­ peller (16) herbeizuführen.

5. Propellermodul für ein Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anstellwinkel- Änderungs-Kraftantriebsstufe (70) die ersten Planetenräder (96) über ein Sonnenrad (106) antreibt, daß die ersten Planetenräder koaxial zu zweiten Planetenrädern angeordnet und mit diesen über Wellen (100) verbunden sind, daß die zweiten Planetenräder (98) mit einem Zahn­ kranz (102) kämmen, der auf dem zweiten Mehr­ schaufelpropeller (18) angeordnet ist, daß die Planetenräder (94) des Kompensationsgetrie­ bes koaxial zu den Wellen (100) angeordnet und auf diesen drehbar gelagert sind, und daß die Anstellwinkel-Änderungs-Antriebsstufe eine Relativdrehung zwischen dem Sonnenrad (106) und dem Zahnkranz (102) bewirkt, das auf dem zweiten Mehrschaufelpropeller angeordnet ist, um eine Drehung der ersten und zweiten Planeten­ räder und der Planetenräder des Kompensations­ getriebes relativ zu dem Träger zu bewirken.

6. Propellermodul für ein Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anstellwinkel- Änderungs-Antriebsstufe (70) die Planetenräder des Kompensationsgetriebes über einen Zahnkranz (140) antreibt, wobei die Arbeitsweise der An­ stellwinkel-Änderungs-Antriebsstufe eine Relativ­ drehung zwischen dem Zahnkranz und dem zweiten Mehrschaufelpropeller bewirkt, wodurch die Planetenräder zu einer Drehung relativ zum Träger veranlaßt werden.

7. Propellermodul für ein Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Antrieb eine erste Trommel (54) aufweist, die koaxial und drehbar auf der Nabe (16) des ersten Mehr­ schaufelpropellers angeordnet ist, und daß die erste Trommel eine erste rezirkulierende Kugel­ schraube und Mutter (60) aufweist, die die Schaufeln des ersten Mehrschaufelpropellers drehen.

8. Propellermodul für ein Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Antrieb mehrere Schneckenräder (208) aufweist, die drehbar auf der Nabe des ersten Mehrschaufel­ propellers angeordnet sind, wobei jedes Schneckenrad einen Sektor (210) und einen Hebel (212) aufweist, um eine entsprechende Schaufel des ersten Mehrschaufelpropellers zu drehen.

9. Propellermodul für ein Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Anstell­ winkel-Änderungsvorrichtung einen zweiten An­ trieb (62) umfaßt, der drehbar auf der Nabe (18) des zweiten Merhschaufelpropellers ge­ lagert ist und die Schaufeln des zweiten Mehrschaufelpropellers dreht, daß ein zweites Anstellwinkel-Änderungsrad (108) drehbar auf der Nabe des zweiten Mehrschaufel- Propellers gelagert und so angeordnet ist, daß der zweite Antrieb angetrieben wird, und daß die Anstellwinkel-Änderungs-Antriebsstufe (70) das zweite Anstellwinkel-Änderungsrad (108) über ein Sonnenrad (112) antreibt, wobei die Arbeitsweise der Anstellwinkel-Änderungs- Antriebsstufe eine Relativdrehung zwischen dem zweiten Antrieb und der Nabe des zweiten Mehrschaufelpropellers bewirkt, um den Anstell­ winkel der Schaufeln des zweiten Mehrschaufel­ propellers zu ändern.

10. Propellermodul für ein Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Antrieb eine zweite Trommel (62) aufweist, die koaxial zu der Nabe (18) des zweiten Mehrschaufelpro­ pellers angeordnet und auf dieser drehbar ge­ lagert ist, und daß die zweite Trommel ein zweites rezirkulierendes Kugelschrauben-Mutter- Getriebe (68) aufweist, um die Schaufeln des zweiten Mehrschaufelpropellers zu drehen.

11. Propellermodul für ein Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Antrieb mehrere Schneckenräder aufweist, die drehbar auf der Nabe des zweiten Mehr­ schaufelpropellers gelagert sind, und daß jedes Schneckenrad einen Sektor und einen Hebel aufweist, die eine entsprechende Schaufel des zweiten Mehrschaufelpropellers drehen.