DE3739837A1 - Vorrichtung zum aendern des steigungswinkels eines propellerblattes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Flugzeugpropellersysteme und insbe­ sondere Verstellpropellersysteme.

Typischerweise weisen Flugzeugverstellpropellersysteme eine Vielzahl von geformten Propellerblättern, die sich radial von einer zentralen Nabe wegerstrecken, eine in der Nabe unterge­ brachte Verstelleinrichtung, die mit den Blättern verbunden ist, und einen Motor zum Drehen der Nabe und der Propeller­ blätter auf. Die Verstelleinrichtung dreht die Propellerblätter um ihre Längsachsen, um den Winkel (Steigungswinkel) der Blätter gegenüber der ankommenden Luftströmung zu verändern. Verstell­ einrichtungen beinhalten im allgemeinen eine Verstellsperre. Im Falle einer Störung der Verstelleinrichtung verhindert die Verstellsperre ein Überdrehen des Motors, indem sie das Blatt daran hindert, auf einen niedrigeren Steigungswinkel zurückzu­ gehen.

Eine Verstelleinrichtung trifft auf erhebliche Betriebskräfte. Wenn sich die Nabe dreht, trifft die Verstelleinrichtung auf hohe Zentrifugalkräfte. Die Verstelleinrichtung trifft auf hohe Drehmomente, weil die sich drehenden geformten Blätter, die mit der Verstelleinrichtung verbunden sind, dazu neigen, sich als Reaktion darauf, daß sie der Luft Bewegungsenergie erteilen, und als Reaktion auf ihr eigenes zentrifugales Drehmoment zu verdrehen. Als Folge der Betriebskräfte, auf welche die Verstelleinrichtung trifft, sind Routineinstandhaltung, Inspektion und Wartung der Einrichtung erforderlich, um die Sicherheit des Flugzeugs sicherzustellen. Um diese Wartung und Instandhaltung durchzuführen, kann das Flugzeug Ausfallzeiten erfahren.

Erfindungsgemäß ist eine modulare, leicht austauschbare Ver­ stelleinrichtung lösbar in der Nabe eines Flugzeugs befestigt. Die Verstelleinrichtung beinhaltet ein lösbares Gehäuse, das an der Nabe befestigt ist und eine Antriebseinrichtung zum Bereitstellen eines Drehausganges zum Einstellen des Steigungs­ winkels des Propellerblattes und eine Steigungswinkeländerungs­ einrichtung, die die Antriebseinrichtung steuert, umschließt.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist die Antriebseinrichtung einen schnellaufenden Hydraulikmotor mit niedrigem Drehmoment auf, der einen Sinusantrieb antreibt, um das Drehmoment des Drehausganges der Antriebseinrichtung zu verstärken, um den Steigungswinkel der Blätter einzustellen.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist die Steigungswinkel­ änderungseinrichtung eine Stelleinrichtung auf, die ein Ventil stellt, das die Antriebseinrichtung steuert, und hat ein an der Stelleinrichtung angeordnetes Zahnrad, das mit dem Dreh­ ausgang der Antriebseinrichtung verbunden ist, um die Stell­ einrichtung und das Ventil zurückzustellen, wenn der Dreh­ ausgang den Steigungswinkel des Blattes einstellt. Das Zahn­ rad fungiert auch als Verstellsperre, wobei, wenn sich das Propellerblatt ungewollt in Richtung auf einen niederen Stei­ gungswinkel bewegt, das Zahnrad über seine Verbindung zu dem Drehausgang der Antriebseinrichtung, die von dem sich in Richtung auf einen niederen Steigungswinkel bewegenden Pro­ pellerblattes bewegt wird, gegen einen Anschlag bewegt wird, der das Propellerblatt daran hindert, sich weiter in Richtung auf einen niederen Steigungswinkel zu bewegen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Ansprüchen und aus den beiliegenden Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar­ stellen. Es zeigt:

Fig. 1 einen Teilquerschnitt einer Flugzeugantriebsein­ richtung mit der modularen Verstelleinrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 einen teilweise weggebrochenen Teilquerschnitt der modularen Verstelleinrichtung von Fig. 1,

Fig. 3 einen Teilquerschnitt der Verstelleinrichtung von Fig. 2,

Fig. 4 einen Teilquerschnitt des Sinusantriebs der Ver­ stelleinrichtung von Fig. 3,

Fig. 5 einen entlang der Linien 5-5 von Fig. 3 gemachten Teilquerschnitt einer Verstelleinrichtung nach der Erfindung,

Fig. 6 eine schematische Darstellung der hydraulischen Antriebseinrichtung von Fig. 3 und

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Ventilpakets von Fig. 3.

In ihrer bevorzugten Ausführungsform ist die Erfindung zum Einsatz in einer Propellergebläse-Antriebseinrichtung anpaßbar, die von der Hamilton Standard Division der United Technologies Corporation entwickelt wurde. Eine Propellergebläse-Antriebs­ einrichtung 10, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, weist eine Nabe 12 auf, von der eine Vielzahl von verstellbaren Propeller­ gebläseblättern 14 abstehen. Die Nabe wird von einem Turbinen­ triebwerk (nicht gezeigt) angetrieben, das in einer Motor­ gondel 16 untergebracht ist. Obwohl die Erfindung in bezug auf eine Propellergebläse-Antriebseinrichtung beschrieben ist, sollte davon ausgegangen werden, daß,wie für den Fachmann klar ist, die Erfindung auch bei anderen Verstellpropellerein­ richtungen angewendet werden kann.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform einer modularen Verstell­ einrichtung 18 (im folgenden "Modul" genannt) im abgekuppelten Zustand von der Nabe 12 der Propellergebläse-Antriebsein­ richtung 10 gezeigt. Eine Nutenfläche 20 eines Ausgangszylin­ ders 22 des Moduls ist dafür ausgebildet, mit einer Nuten­ fläche 24 an der Innenseite einer Kugelumlaufspindel 26 zu­ sammenzupassen. Die Kugelumlaufspindel ist für eine Drehung gegenüber der Nabe durch Lager 28, 30 angeordnet. Eine Kugel­ mutter 32 ist für eine Längsbewegung auf der Kugelumlaufspindel angeordnet, wie bei dieser Technik wohlbekannt ist. Die Kugel­ mutter hat einen radialen Vorsprung 34, der ein Ende 36 einer Verbin­ dungsstange 38 abstützt. Das andere Ende 40 der Verbindungs­ stange ist an einem exzentrischen Zapfen 42 verbunden, der an einem Wurzelabschnitt des Blattes 44 angeordnet ist. Der Wurzelabschnitt eines jeden Blattes ist an der Nabe 12 durch Lager (nicht gezeigt) angeordnet, die es dem Blatt gestatten, sich um seine Längsachse zu drehen. Durch die von dem Ausgangs­ zylinder bewirkte Drehung der Kugelumlaufspindel wird die Kugelmutter in Längsrichtung bewegt, die dann den exzentrischen Zapfen mittels der Verbindungsstange schiebt oder zieht, wo­ durch der Steigungswinkel des Propellerblattes eingestellt wird. Das Modulgehäuse 45 ist lösbar an der Nabe durch irgend­ welche geeignete Mittel wie z. B. Schrauben 46 (von denen eine gezeigt ist) befestigt, welche einen Modulgehäuseflansch 48 an einer Nabenstirnfläche 50 befestigen. Das Modulgehäuse ist im großen und ganzen zylindrisch, wobei es die Modulabschnitte umschließt, daß sie in die Nabe 12 passen.

Der Modul hat die folgenden Abschnitte: einen Eingangsabschnitt 52, einen Generatorabschnitt 54, einen Kraftausgangsabschnitt 56, einen Verstellsperr- und Steuerabschnitt 58 und einen elektronischen Reglerabschnitt 60.

Der Eingangsabschnitt 52 des Moduls weist eine erste Ölleitung 64 zur Aufnahme von Kühlöl, eine Eingangswelle 66 zum Weiter­ leiten einer Drehkraft von einem Getriebe (nicht gezeigt) zum Antreiben des Moduls 18 und eine zweite Ölleitung 68 zum Ab­ führen von Öl aus dem Modul zur Kühlung auf. Die Ölleitungen haben Anschlußstücke 70, die dafür ausgebildet sind, lösbar in eine erste und zweite Nabenbuchse 72, 74 ohne Undichtigkeit eingeführt zu werden. Die Eingangswelle hat eine Nutenfläche 76, die dafür ausgebildet ist, lösbar in eine Hohlkupplung in einer dritten Nabenbuchse 78 (nicht gezeigt) einzugreifen. Die Hohlkupplung leitet einen Drehausgang von dem Getriebe an die Eingangswelle weiter.

In Fig. 3 sind die Einzelheiten des Generatorabschnittes 54, des Kraftausgangsabschnittes 56, des Verstellsperr- und Steuer­ abschnittes 58 und des elektronischen Reglerabschnittes 60 gezeigt.

Die Eingangswelle 66 wird in dem Generatorabschnitt 54 durch Lager 80 abgestützt. Ein Rotor 82 ist an der Eingangswelle innerhalb eines Stators 84 derart befestigt, daß die Drehung der Welle elektrische Energie erzeugt, wie bei dieser Technik wohlbekannt ist. Ein exzentrischer Nocken 86 ist auf der Ein­ gangswelle angeordnet und steht in Kontakt mit einem Kolben 88, der eine Ölrückförderpumpe 90 antreibt.

Eine Hauptpumpe 92, eine Bereitschaftspumpe 94, ein Ventil­ paket 96 und ein Hydraulikmotor 98 sind alle zusammen in einem unter Druck stehenden Sumpf 100 untergebracht, der einen wesentlichen Innenteil des Kraftausgangsabschnittes 56 des Moduls 18 einnimmt. Der unter Druck stehende Sumpf wird durch ein Innengehäuse 102 gebildet, das ungefähr zylin­ drisch ist und einen geschlossenen Endabschnitt 104 hat. Das Innengehäuse ist durch eine erste Trennwand 106 abgedichtet. Die Hauptpumpe und die Bereitschaftspumpe sind an der Trenn­ wand 106 angebracht, um den Dreheingang von einem Ausgangs­ zahnrad 108 zu empfangen, das an einem äußersten Abschnitt der Eingangswelle über Zwischenräder 110, 112 (siehe Fig. 6) angeordnet ist. Bei einem typischen Anwendungsfall arbeitet jede Pumpe bei ungefähr 15000 Umdrehungen pro Minute (U/min) und bei ungefähr 20685 kPa. Eine zweite Trennwand 114 hält das Ventikpaket 16 und ein Ende 116 eines zylindrischen Filters 118. Das zweite Ende 120 des zylindrischen Filters ist an einem Schulterteil 122 des Innengehäuses befestigt. Ein schnell­ laufender (typischerweise 18000 U/min) Hydraulikmotor 98 mit niedrigem Drehmoment ist an dem geschlossenen Endabschnitt 104 des Innengehäuses 102 angeordnet. Hydraulikmotoren mit hohem Drehmoment sind aufgrund ihres relativ hohen Gewichtes und ihrer Größe nicht für den Einsatz in dem Modul geeignet.

Der Hydraulikmotor 98 liefert einen Drehausgang über eine Welle 122 und ein Zahnrad 124. In den Fig. 3 und 4 ist eine Sinusantriebseinrichtung 125 gezeigt. Das Zahnrad 124 über­ trägt den Drehausgang des Hydraulikmotors an ein dreibogiges ovales Hohlrad 126 ("Wellengenerator"). Der Wellengenerator 126 liegt eng an einem inneren Lagerring 128 und drückt auf einen äußeren Lagerring 130 über die Kugeln 132. Der äußere Ring ist an einem zylindrischen biegsamen Zahnrad 134 befestigt. Das biegsame Zahnrad hat eine Vielzahl von äußeren Zähnen 136 an einem Außenabschnitt, die mit den Zähnen 138 eines innen verzahnten Hohlrades 140, das an dem Modul befestigt ist, in Eingriff stehen. Es ist eine größere Anzahl von Hohlradzähnen als Wellenradzähne vorhanden, so daß die Drehung des Wellen­ generators zu einer Drehung des biegsamen Zahnrades mit einer gegenüber der Drehung des Wellengenerators verringerten Ge­ schwindigkeit führt, wie bei Sinusantrieben wohlbekannt ist. Das biegsame Zahnrad dreht sich mit einer viel kleineren Ge­ schwindigkeit und einem viel höheren Drehmoment als der Hy­ draulikmotor, so daß der Modul den Steigungswinkel der Propeller gegen die angreifenden Kräfte einstellen kann. Typischerweise hat das Hohlrad 600 Zähne und das biegsame Zahnrad 597 Zähne, wodurch sich eine Geschwindigkeitsverringerung von ungefähr 200:1 ergibt. Der schnellaufende Hydraulikmotor mit geringem Drehmoment liefert in Verbindung mit dem Sinusantrieb 125 ein hohes Drehmoment, um den Propellersteigungswinkel einzustellen. Außerdem haben der Hydraulikmotor und der Sinusantrieb ein geringes Gewicht und eine geringe Größe gegenüber einem Hy­ draulikmotor mit einem hohen Drehmoment und sind daher ideal für den Einsatz in einer modularen Verstelleinrichtung.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, wird die Drehung des biegsamen Zahnrades 134 über einen Nutenabschnitt 142 an einem innen­ liegenden Teil 144 von ihm zu einem Nutenabschnitt 146 an der Innenfläche 148 des Ausgangszylinders 22 übertragen. Der Aus­ gangszylinder überträgt seinerseits die Drehung auf die Kugel­ umlaufspindel 26 über die Nutenfläche 20 an seinem inneren Ende 150, zu einem Schneckenrad 152 an einem äußeren Teil 154 von ihm und zu einem Nutenabschnitt 156 an einem äußersten Teil 158 von ihm, wie weiter unten beschrieben wird. Der Ausgangs­ zylinder ist für eine Drehung gegenüber dem Modul über Lager 160, 162 angeordnet.

Der Nutenabschnitt 156 an dem äußersten Teil 158 des Ausgangs­ zylinders 22 ist mit einem variablen Drehweggeber 164 über ein Zahnrad 166, eine Welle 168 und einem zweiten Zahnrad 170 in Eingriff.

Ein Steuerventil 172 ist in einem inneren Teil des Verstell­ sperr- und Steuerabschnittes angeordnet. Das Steuerventil, das aus einem Steuerschieber 174 mit Stegen 176 besteht, leitet Flüssigkeit, die von den Pumpen 92, 94 über das Ventilpaket 96 zugeführt wird, zu dem Hydraulikmotor 98, um dessen Drehaus­ gang bzw. Drehausgangsleistung zu steuern.

In Fig. 5 ist das Steuerventilgestänge 178 der Steigungswinkel­ änderungseinrichtung 179 gezeigt. Ein Elektromotor 180 hat eine einen Keil aufweisende Ausgangswelle 182. Ein Widerlager 184 umgibt die Welle, wie weiter unten beschrieben ist. Eine Hohl­ welle 168, die eine Keilnut 188 hat, steht mit der Keilwelle in Eingriff derart, daß sich die Hohlwelle zusammen mit der Ausgangs­ keilwelle dreht aber sich axial darauf bewegen kann. Eine Schnecke 190 ist einstückig auf der Hohlwelle ausgebildet. Die Schnecke steht mit dem Schneckenrad 152 in Eingriff, wie weiter unten beschrieben wird. Ein erster Gestängearm 192 hat ein erstes Ende 194, das zwischen Beilagsscheiben 196 durch eine Mutter 198 an einem äußeren Endabschnitt 200 der Hohlwelle angeordnet ist. Der Gestängearm hat eine Befestigungseinrich­ tung 202, die an einer Endplatte 204 befestigt ist, so daß eine Axialbewegung der Hohlwelle bewirkt, daß sich der erste Ge­ stängearm um die Befestigungseinrichtung dreht. Ein zweiter Gestängearm 206 ist an einem Ende 208 an einem zweiten Ende 210 des ersten Gestängearmes 192 und an dem anderen Ende 212 an einem Schwinghebel 214 befestigt, der an einem äußeren Ende 216 des Steuerventils 172 über ein Gelenk 218 (siehe auch Fig. 3) befestigt ist. Durch eine Axialbewegung der Hohlwelle wird das Steuerventil nach innen und nach außen innerhalb des Innen­ teiles bewegt, um den Ölstrom zu dem Hydraulikmotor zu bemessen. Der Ölstrom in dem Modul ist schematisch in Fig. 6 gezeigt. Öl wird durch den zylindrischen Filter 118 über die Leitung 220 zu der Bereitschaftspumpe 94 und über die Leitung 222 zu der Hauptpumpe 92 gesaugt. Die Pumpen treiben das Öl zu dem Ventilpaket 96 über die Leitungen 224, 226. Das Ventilpaket führt die zum Ändern oder Aufrechterhalten des Steigungs­ winkels der Propeller erforderliche Druckmenge von den Motoren über die Leitungen 228, 230 und stellt fest, ob die Ausgangs­ leistung der Hauptpumpe ausreichend ist, um den Blattsteigungs­ winkel zu ändern oder aufrechtzuhalten oder ob eine zusätzliche Ausgangsleistung von der Bereitschaftspumpe erforderlich ist, wie unten beschrieben wird. Das Ventilpaket leitet die zum Ändern oder Aufrechterhalten des Steigungswinkels nicht be­ nötigte Ausgabe der Pumpen zurück in den Drucksumpf 100 über die Leitung 232. Die zum Ändern oder Aufrechterhalten des Steigungswinkels erforderliche Ausgabe des Ventilpakets wird zu einem mittleren Abschnitt 234 des Steuerventilschiebers 174 über die Leitung 236 geleitet. Durch Beeinflussen der Lage des Steuerschiebers 174 werden die Stege 176 die Ausgabe über die Leitung 238 oder die Leitung 240 zu der einen oder anderen Seite des Hydraulikmotors 89 leiten, um den Steigungs­ winkel des Propellerblattes 14 in Richtung auf einen niederen oder hohen Steigungswinkel zu ändern. Die jeweils andere der Leitungen 238 und 240 führt die Flüssigkeit zu dem Ventil für die Rückkehr zu dem Drucksumpf über die Leitungen 242, 244, 246 zurück.

Öl kann evtl. aus dem Steuerventil 172 oder aus dem Hydraulik­ motor 98 in einen unter Umgebungsdruck stehenden Sumpf 248, der den Drucksumpf 100 umgibt, austreten. Das ausgetretene Öl neigt zur Bildung eines Zentrifugalbandes (nicht gezeigt) inner­ halb des Moduls 18. Die Ölrückförderpumpe 90 saugt dieses Öl zurück in den Drucksumpf durch ein Rückschlagventil 250 bei ungefähr 517 kPa über die Leitung 252. Die Ölrückförderpumpe dient dazu, den Sumpf unter Druck zu setzen, um zu verhindern, daß das Öl in den Eingängen (nicht gezeigt) einer jeden Pumpe kavitiert. Kühlöl wird in den Drucksumpf durch das Rückschlag­ ventil 250 mit 6,6 l/min und bei ungefähr 517 kPa eingegeben, um einen Rückstrom zu vermeiden. Aus dem Drucksumpf wird Öl zum Kühlen über ein Druckregelventil 254 für 517 kPa freige­ geben, um das Öl zu dem Getriebe zur Kühlung zurückzuführen.

In Fig. 7 sind die Einzelheiten des Ventilpakets schematisch gezeigt. Ein "höchstwertiges" Wahlventil 256 ist an den Lei­ tungen 238, 240 des Steuerventils 172 über die Leitungen 258 und 260 angeschlossen, um den von dem Hydraulikmotor 98 zum Ändern oder Aufrechterhalten des Steigungswinkels der Propeller­ blätter 14 erforderlichen Druck zu überwachen. Das "höchst­ wertige" Wahlventil gibt den zum Ändern oder Aufrechterhalten des Steigungswinkels erforderlichen Druck über die Leitung 262 weiter, um ein Haupt- und Bereitschaftsventil 264 (Haupt­ ventil) zu stellen. Unter normalen Bedingungen, wenn große Ölströme nicht erforderlich sind, ist das Hauptventil so ge­ stellt, daß es die Ausgabe der Bereitschaftspumpe über die Leitungen 226 und 266 empfängt und die Ausgabe zurück in den Drucksumpf 100 über die Leitung 232 leitet. Die Hauptpumpe 92 liefert ihre Ausgabe an das Steuerventil über die Leitungen 224, 268 und 236. Das Hauptventil 264 gibt den Druck in den Leitungen 224, 268 und 236 an das Bereitschaftsrückschlag­ ventil 270 über die Leitungen 272 und 274 weiter. Unter großen Schwankungsbedingungen, wenn ein großer Ölstrom erforderlich ist, stellt das "höchstwertige" Wahlventil das Hauptventil 264 infolge von Änderungen im erforderlichen Druck zurück, so daß die Ausgabe der Bereitschaftspumpe 94 nicht mehr durch die Leitung 266 zu dem Hauptventil geht. Die Ausgabe der Be­ reitschaftspumpe wird zu dem Bereitschaftsrückschlagventil 270 über die Leitung 276 geleitet. Das Bereitschaftsrückschlag­ ventil läßt zu, daß die Ausgabe der Bereitschaftspumpe durch das Bereitschaftsrückschlagventil, die Leitung 274, die Haupt­ pumpe und die Leitung 272 hindurchgeht, um sich zu den Leitungen 268 und 236 zu addieren, wenn der Druck in der Leitung 276 den Druck in der Leitung 274 übersteigt. Ein Druckregelventil 278 fühlt den Druck in der Leitung 236 über die Leitung 280 und gibt die Pumpenausgabe an den Drucksumpf über die Leitungen 282 und 232 ab, wenn der Druck in der Leitung 236 einen gewähl­ ten Wert übersteigt.

Der elektronische Reglerabschnitt 60 erhält Energie von dem Generatorabschnitt 54 über eine Stromleitung (nicht gezeigt), eine Eingabe von dem variablen Drehweggeber bezüglich der Stellung der Blätter und eine Eingabe von einem Cockpit (nicht gezeigt), um ein Signal an den Elekromotor zu senden.

Im Betrieb empfängt der Elektromotor 180 ein Signal zum Ein­ stellen des Steigungswinkels der Propellerblätter von dem elektronischen Reglerabschnitt 60. Der Elektromotor dreht die Ausgangswelle 180. Weil das Schneckenrad 152 unbewegt ist, bewirkt die Schnecke 190, die auf der Hohlwelle 186 angeordnet ist, daß sich die Hohlwelle axial bewegt, wodurch das Steuer­ ventil 172 über die Gestängearme 192, 206, 214 eingestellt wird. Das Steuerventil bemißt dann die Hydraulikflüssigkeit für die eine oder die andere Seite des Motors. Der Motor liefert einen Drehausgang an den Wellengenerator 126, der seinerseits eine Ausgabe mit geringer Geschwindigkeit und hohem Drehmoment über das angetriebene biegsame Zahnrad 134 liefert, um den Steigungs­ winkel der Propellerblätter 14 einzustellen. Da der Ausgangs­ zylinder 22 mit dem Ausgang des biegsamen Zahnrades verbunden ist, dreht sich das Schneckenrad 152 mit dem biegsamen Zahnrad. Das Schneckenrad bewegt die Schnecke 190 und die Hohlwelle 186 in ihre Ausgangsstellung, wodurch das Steuerventil über die Gestängearme 192, 206, 214 in die Nullstellung gebracht und das Propellerblatt gegen eine weitere Verstellung angehalten wird. Im allgemeinen bewegt sich die Schnecke nicht relativ zu der Bewegung des Schneckenrades und wird daher in ihre An­ fangsstellung zurückgeführt. Die Drehung des Nutenflächenab­ schnittes 158 an dem äußersten Teil des Ausgangszylinders 22 dreht das Zahnrad 166, die Welle 168 und das Zahnrad 170, das mit dem variablen Drehweggeber 164 verbunden ist, der ein Sig­ nal erzeugt, das an den elektronischen Reglerabschnitt ge­ schickt wird, um die Stellung der Propellerblätter 14 anzu­ zeigen. Wenn die Propellerblätter nicht in der richtigen Stel­ lung sind, wird ein Signal dem Elektromotor 180 von dem elek­ tronischen Reglerabschnitt zugeführt, um mit der Einstellung des Steigungswinkels des Propellerblattes fortzufahren.

Wenn die Situation entsteht, daß das Propellerblatt 14 damit beginnt, Energie von außen aufzunehmen, anstatt Energie an die Luft abzugeben, ergibt sich ein Drehmoment, das den Pro­ peller in Richtung auf einen niederen Steigungswinkel bewegen will. Wenn sich der Propeller in Richtung auf einen niederen Steigungswinkel bewegt, wird die Kugelumlaufspindel 26 durch die Verbindungsstange 38 und die Kugelmutter 32 bewegt. Die Kugelumlaufspindel dreht ihrerseits den Ausgangszylinder 22 über die Nutenabschnitte 20, 24. Durch die Drehung des Aus­ gangszylinders wird das Schneckenrad 152 bewegt, welches die Schnecke 190 und die Hohlwelle 186 axial bewegt. Die Propeller­ blätter und der Ausgangszylinder machen weiter, sich in Richtung auf einen niederen Steigungswinkel zu bewegen, bis die Schnecke 190 an dem Widerlager 184 anstößt, wodurch die Propellerblätter dagegen gesperrt werden, sich weiter in Richtung auf einen niederen Steigungswinkel zu bewegen.

Durch Unterbringung der Steigungswinkeländerungseinrichtung in einem ohne weiteres austauschbaren Modul können Flugzeug­ ausfallzeiten verringert werden. Wenn eine Steigungswinkel­ änderungseinrichtung eine Routineinstandhaltung, Inspektion oder Wartung benötigt, kann der Modul leicht aus der Propeller­ nabe entnommen werden. Ein identischer Modul kann dann einge­ führt werden, um den Modul zu ersetzen, der Aufmerksamkeit erfordert. Die Flugzeugausfallzeit wird dann verringert, da der Aufmerksamkeit fordernde Modul von dem Flugzeug entfernt gewartet werden kann.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß eine modulare, leicht austauschbare Verstelleinrichtung 18 lösbar in der Nabe 12 eines Flugzeuges befestigt ist. In der modularen Einrichtung ist eine Antriebseinrichtung, die eine Drehausgabe bereit­ stellt, um den Steigungswinkel der an der Nabe 12 angeordneten Propellerblätter 14 einzustellen, und eine Steigungswinkel­ änderungseinrichtung untergebracht, welche die Antriebsein­ richtung steuert. Die Antriebseinrichtung beinhaltet einen schnellaufenden Hydraulikmotor mit geringem Drehmoment, der eine Sinusantriebseinrichtung antreibt, um das Drehmoment des Motors zu verstärken. Die Steigungswinkeländerungseinrichtung weist eine Betätigungseinrichtung, welche ein Ventil, das den Hydraulikmotor steuert, stellt, und ein Nullungszahnrad auf, welches das Ventil zurückstellt und als Verstellsperre wirkt.

Claims (15)

1. Vorrichtung zum Ändern des Steigungswinkels eines Propeller­ blattes, das an einer Nabe angeordnet ist, gekennzeichnet durch ein lösbar in der Nabe angeordnetes Gehäuse, eine in dem Gehäuse angeordnete Antriebseinrichtung zum Bereitstellen eines Drehausganges zum Einstellen des Steigungswinkels des Pro­ pellerblattes und eine in dem Gehäuse angeordnete Steigungs­ winkeländerungseinrichtung zum Steuern der Antriebseinrichtung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung einen Dreheingang, eine an dem Dreh­ eingang befestigte und von ihm angetriebene Hydraulikpumpe und einen schnellaufenden Hydraulikmotor mit niedrigem Dreh­ moment aufweist, der von einem Ausgang der Hydraulikpumpe an­ getrieben wird, um den Drehausgang bereitzustellen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung ferner eine Sinusantriebseinrichtung zum Verstärken eines ersten Drehmomentes des Drehausganges aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigungswinkeländerungseinrichtung eine Ventileinrichtung zum Steuern der Antriebseinrichtung aufweist, wobei die Ven­ tileinrichtung mit dem Drehausgang der Antriebseinrichtung derart verbunden ist, daß das Stellen der Ventileinrichtung die Antriebseinrichtung so steuert, daß sie einen Drehausgang erzeugt, wobei der Drehausgang seinerseits das Ventil zurück­ stellt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigungswinkeländerungseinrichtung ferner eine an der Ventileinrichtung befestigte Stelleinrichtung zum Stellen der Ventileinrichtung und eine an der Antriebseinrichtung be­ festigte Nullungseinrichtung zum Rückstellen der Stellein­ richtung und dadurch der Ventileinrichtung, wenn die Antriebs­ einrichtung einen Drehausgang bereitstellt, um den Steigungs­ winkel des Blattes einzustellen, aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet ferner durch einen an der Stelleinrichtung vorgesehenen Anschlag, wobei, wenn ein Blatt sich ungewollt in Richtung auf einen niederen Steigungswinkel bewegt, ein zweites Drehmoment von den Blättern zu der Antriebseinrichtung übertragen wird, die durch die Be­ festigung an der Nullungseinrichtung die Nullungseinrichtung gegen den Anschlag bewegt, wodurch das Blatt dagegen gesperrt wird, sich in Richtung auf einen niederen Steigungswinkel zu bewegen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung eine an der Ventileinrichtung befestigte Motoreinrichtung zum Stellen der Ventileinrichtung, eine elektronische Steuereinrichtung zum Betätigen der Motorein­ richtung und eine Generatoreinrichtung zum Abgeben von Leistung an die elektronische Steuereinrichtung aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung eine an der Ventileinrichtung befestigte Motoreinrichtung zum Stellen der Ventileinrichtung, eine elektronische Steuereinrichtung zum Betätigen der Motorein­ richtung und eine Generatoreinrichtung zum Abgeben von Leistung an die elektronische Steuereinrichtung aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung einen Dreheingang, eine an dem Dreh­ eingang befestigte und von ihm angetriebene Hydraulikpumpe und einen schnellaufenden Hydraulikmotor mit niedrigem Drehmoment aufweist, der von einem Ausgang der Hydraulikpumpe angetrieben wird, um den Drehausgang bereitzustellen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung ferner eine Sinusantriebseinrichtung zum Verstärken eines ersten Drehmomentes des Drehausganges aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigungswinkeländerungseinrichtung eine Ventileinrichtung zum Steuern der Antriebseinrichtung aufweist, wobei die Ventil­ einrichtung mit dem Drehausgang der Antriebseinrichtung derart verbunden ist, daß das Stellen der Ventileinrichtung die An­ triebseinrichtung steuert, um einen Drehausgang zu erzeugen, wobei der Drehausgang seinerseits das Ventil zurückstellt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigungswinkeländerungseinrichtung ferner eine an der Ventileinrichtung befestigte Stelleinrichtung zum Stellen der Ventileinrichtung und eine an der Antriebseinrichtung be­ festigte Nullungseinrichtung zum Rückstellen der Stellein­ richtung und dadurch der Ventileinrichtung, wenn die Antriebs­ einrichtung einen Drehausgang zum Einstellen des Steigungs­ winkels des Blattes bereitstellt, aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet ferner durch einen an der Stelleinrichtung vorgesehenen Anschlag, wobei, wenn ein Blatt sich ungewollt in Richtung auf einen niederen Steigungswinkel bewegt, ein zweites Drehmoment von den Blättern zu der Antriebseinrichtung übertragen wird, die durch die Be­ festigung an der Nullungseinrichtung die Nullungseinrichtung gegen den Anschlag bewegt, wodurch das Blatt dagegen gesperrt wird, sich in Richtung auf einen niederen Steigungswinkel zu bewegen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung eine an der Ventileinrichtung befestigte Motoreinrichtung zum Stellen der Ventileinrichtung, eine elektronische Steuereinrichtung zum Betätigen der Motorein­ richtung und eine an dem Dreheingang befestigte Generatorein­ richtung zum Abgeben von Leistung an die elektronische Steuer­ einrichtung aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung eine an der Ventileinrichtung befestigte Motoreinrichtung zum Stellen der Ventileinrichtung, eine elektronische Steuereinrichtung zum Betätigen der Motorein­ richtung und eine an dem Dreheingang befestigte Generatorein­ richtung zum Abgeben von Leistung an die elektronische Steuereinrichtung aufweist.