-
Vorrichtung zur selbsttätigen Regelung mechanischer Hilfsantriebe.
Wenn die Verstellung irgendeines beweglichen Teiles einer Maschine eine zu große
Antriebskraft erfordert, muß auf die Vermittlung eines Hilfsantriebes zurückgegriffen
werden. Insbesondere wenn sich in der Nähe des zu verstellenden Teiles schon eine
ununterbrochen mit ausreichender Kraft bewegte Welle befindet, kann man dieser Welle
die erforderliche Kraft zum Verstellen des fraglichen Teiles entnehmen,
Diese
Art eines Hilfsantriebes kann als mechanischer Hilfsantrieb bezeichnet werden, im
Gegensatz zu den Bezeichnungen elektrischer, thermischer oder physikalischer Hilfsantriebe.
-
Die Anwendung des mechanischen Hilfsantriebes beruht darauf, daß zwischen
dem von Hand bewegten Hebel und dem zu verstellenden Teil eine Verbindung hergestellt
wird, durch welche die Bewegungen des Handhebels zwangläufig auf den zu verstellenden
Teil übertragen werden, wobei der Hilfsantrieb anschließlich die auftretenden Beanspruchungen,
wie Reibung, Verschiebung von Gewichten o. dgl., zu überwinden hat.
-
Solche Hilfsantriebe sind bekannt. Dabei ist es auch bekannt, nach
beendeter Verstellbewegung den Hilfsantrieb sich selbsttätig ausschalten zu lassen.
jedoch gestattet die bekannte Einrichtung nicht die dauernde selbsttätige Regelung
je nach der einer bestimmten Stellung des zu verstellenden Teiles entsprechenden
Stellung des Handhebels.
-
Mit vorliegender Erfindung soll nun erreicht werden, daß jeder möglichen
Stellung des Handhebels eine einzige bestimmte Stellung des zu verstellenden Teiles
entspricht. Die vorliegende Erfindung besteht aus einer Vorrichtung zur Bewegung
des Hilfsantriebes, bei welcher durch selbsttätige Regelung die obige Bedingung
erfüllt wird, und aus verschiedenen Ausführungsformen dieser Vorrichtung für die
Verstellung von Schraubenflügeln mit N eränderlicher Steigung.
-
In den Abb. i bis 5 sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
dargestellt, und zwar ist Abb. i die schematische Darstellung einer Anwendung der
Regelvorrichtung in dem Hauptfall, daß ein Teil mit Hilfe eines mechanischen Hilfsantriebes
verstellt wird, wobei diese in beliebiger Entfernung voneinander gelegen sind. In
den Abb. 2 bis 7 ist eine Ausführungsform der Regelvorrichtung dargestellt zur Verstellung
von Schiffsschraubenflügeln mit veränderlicher Steigung, und zwar ist Abb.2 eine
Seitenansicht der Propellernabe zum Teil im Schnitt, Abb. 3 eine Draufsicht auf
dieselbe Nabe schematisch dargestellt, Abb. .l eine schematische Ansicht von vorn
und Abb.5 ein Einzelheiten zeigender Schnitt der in Abb. 3 dargestellten Vorrichtung.
In Abb. 6 ist eine Zusammenstellung der vorerwähnten Einrichtung mit einem zwischen
den Handhebel und die selbsttätige Ausrückvorrichtung eingeschalteten Zentrifugalregulator
veranschaulicht, während in Abb. 7 eine andere Einrichtung für die Anwendung bei
Schraubenflügeln mit veränderlicher Steigung dargestellt ist.
-
In Abb. i ist 2 der zu bewegende Teil, 14 der Handhebel und i eine
gleichmäßig umlaufende Welle. Die doppelte Scheibe 13 ist parallel zur Welle i verschiebbar
und an dieser mit einem Längskeil geführt, so daß dieselbe die Drehung der Welle
mitmacht. Die Verschiebung der doppelten Scheibe 13 erfolgt ferner zwangläufig
durch zwei Hebel. Die an ihrem einen Ende das Reibungsrad i2 tragende Achse 7 wird
von der festliegenden Mutter i7 getragen, welche ihr als Lager dient. Das andere
Ende der Achse 7 dient zum Antrieb irgendwelcher biegsamer Übertragungsvorrichtung
18 o. dgl., welche ihre Drehung auf die Schnecke ig überträgt. Diese treibt bei
ihrer Drehung das Rad 2o, welches mit dem zu verstellenden Teil e zwangläufig verbunden
ist.
-
Die Arbeitsweise ist folgende Eine Verschiebung des Hebels 14 von
rechts nach links bringt den äußeren Reibungskonusi6 mit dem Reibungsrad 12 in Berührung,
welches durch Reibung mitgenommen wird und eine Drehung im gleichen Sinne wie die
`Felle i annimmt. Bei dieser Drehung verschiebt sich das Reibungsrad 12 infolge
seiner mittels Gewinde in der Mutter 17 laufenden Welle parallel zu seiner Achse,
eine Verschiebung (der Sinn der Steigung der Schraube 17 kann geeignet gewählt werden,
durch welche das Reibungsrad 12 sich von dem Konus 16 entfernt und infolgedessen
zugleich mit der Berührung dieser beiden Teile auch die Drehung des Reibungsrades
und der mit ihm zwangläufig verbundenen Teile aufhebt.
-
. Eine Verschiebung des Hebels 14 von links nach rechts bringt den
inneren Reibungskonus i5 und das Reibungsrad zur Berührung. Dieses wird eine der
Drehung der Welle i entgegengesetzt gerichtete Drehung annehmen und alles geht wie
vorher vor sich, nur in umgekehrtem Sinne, bis das Reibungsrad eine Lage einnimmt,
bei welcher es weder mit dem Konus 16 noch mit dem Konus 15 in Berührung kommt.
-
Um die Empfindlichkeit zu erhöhen, kann zwischen dem Reibungsrad und
den beiden Reibungskonussen ein beliebig feines Spiel vorgesehen werden. Die Verstellung
des Teiles 2 kann also an dem Hebel 14 erfolgen, und zwar ohne nennenswerten Kraftaufwand,
wobei durch die beschriebene Vorrichtung die Wirkung des Hilfsantriebes selbsttätig
geregelt wird. Die Schaltung des zu verstellenden Teiles ist dieselbe wie in dem
Fall eines kinematischen Antriebes, indem die verschiedenen Stellungen des verstellten
Teiles genau den bestimmten Stellungen des Hebels entsprechen.
-
Die Abb. a bis 5 zeigen die Anwendung der Regelvorrichtung an einer
Schiffsschraube mit veränderlicher Steigung, bei welcher die Veränderung der Steigung
durch Drehung der Flügel um ihre Achse herbeigeführt wird. Die für den Hilfsantrieb
aufgewendete Kraft ist der
Drehung der Motorwelle selbst entnommen.
Zu diesem Zwecke ist die die Reibungskonusse i5 und 16 tragende doppelte Scheibe
13 mit festliegenden Teilen der Maschine verbunden (Motorgehäuse oder das die Schraubenwelle
tragende Zapfenlager). Die einzige Bewegung, welche die Scheibe 13 ausführen kann,
besteht in einer Parallelverschiebung zur Welle, eine Bewegung, die vom Führer unter
Vermittlung des Hebels =q. eingeleitet werden kann.
-
Da die mit ihrer Welle 7 fest verbundene Reibungsrolle 12 an der Drehung
der Schraubenwelle = teilnimmt, wird jede Berührung zwischen der Reibungsrolle und
den Konussen 15 und 16 eine Drehung der Welle 7 hervorrufen, deren Bewegung in folgender
Weise auf die Schraubenflügel übertragen wird.
-
Das von der Welle 7 angetriebene Zahnrad rz befindet sich mit dem
auf der Hauptwelle _ drehbaren Zahnrad =o in Eingriff. Dieses Rad =o trägt eine
zweite Verzahnung 9, welche in das mit der Spindel 6 verbundene Zahnrad 8 eingreift.
-
Ein die Mutter für die Spindel 6 bildender Hebel bewirkt die Verstellung
des Flügels 2. Die Spindel 6 wird im übrigen von in der Zeichnung nicht dargestellten
Widerlagern getragen. Um die Reibungswiderstände zu vermindern, ist der Flügel 2
mit Hilfe von zwei Kugellagern 3 und einem Kugelstützlager q. um Zapfen der Welle
i drehbar befestigt.
-
Die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Parallelverschiebung
im Zusammenhang mit der selbsttätigen Regelung erfolgt auf folgende Weise (Abb.5).
-
Die Spindel 6 ist hohl und besitzt in ihrem Innern ein zweites Gewinde,
in welches sich das Ende der die Reibungsrolle =2 tragenden Welle? schraubt. Infolge
des verschiedenen Durchmessers der Räder =i und 8, welche mit dem doppelten Rad
9, =o in Eingriff sind, ergibt jede Drehung dieser Zusammenstellung eine rela ive
Drehung der Welle 7 zur Spindel 6, und je nach dem Drehsinn verschiebt sich die
Welle des Reibungsrades nach rechts oder links. Sämtliche Vorgänge spielen sich
also wie bei der in Abb. i dargestellten und oben beschriebenen Anordnung ab.
-
Die Verzahnung des Ritzels =i ist ausreichend breit angenommen, damit
bei der achsialen Verschiebung der Welle 7 stets noch ein genügender Eingriff mit
den Rädern 9 und =o vorhanden ist.
-
Die in Abb. 6 dargestellte Anordnung bezieht sich auf eine Schiffsschraube
mit veränderbarer Steigung und entspricht ungefähr der in Abb. 2 bis 5 dargestellten
Anordnung, jedoch ist die Verstellvorrichtung durch einen Zentrifugalregulator vervollständigt,
mit der Wirkung, die Steigung der Schraubenflügel selbsttätig entsprechend der Umdrehungsgeschwindigkeit
sich verändern zu lassen. Diese Eigenschaft kann in verschiedenen Fällen nutzbar
gemacht werden, insbesondere zur Verwirklichung der selbsttätigen Anpassung der
Flugzeugschrauben an die verschiedenen Flugverhältnisse.
-
Anstatt daß die Scheibe 13, wie bei den vor= erwähnten Ausführungen,
unmittelbar von dem Hebel :14 verschoben wird, ruht dieselbe mittels eines Kugellagers
auf einer Hülse 25, welche mit dem einen Arme des Zentrifugalregulators 21 verbunden
ist. Der andere Arm des Regulators ist mit der Buchse 26 verbunden, welche, indem
alles auf der Schraubenwelle i angebracht ist, den Bewegungen des Handhebels =q.
folgend, sich mit Hilfe des auf Kugeln laufenden Ringes 27 verschieben läßt, welcher
mit Mitnehmerzapfen zur Verschiebung der Scheibe 13
versehen ist.
-
Die Feder 22 ist dazu bestimmt, den Regulator im Gleichgewicht zu
halten. Für eine gleichbleib -nde Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle bleibt der
Ausschlag der Arme des Regulators konstant, so daß die Scheibe 13 und die
Steigung der Schraube vom Führer, wie oben erläutert, eingestellt werden können.
-
Außerdem tritt, wenn die Geschwindigkeit sich ändert, der Regulator
in Tätigkeit und überträgt seine Bewegung selbsttätig . auf die Steigung der Schraube.
-
In Abb. 7 ist eine andere Einrichtung für die Verstellung von Schraubenflügeln
mit veränderlicher Steigung dargestellt, welche keine Reibungsrolle besitzt.
-
Die Welle 7, welche in den vorerwähnten Beispielen die Steuerbewegung
auf den Schraubenflügel überträgt und in auf der Zeichnung nicht dargestellten Widerlagern
gelagert ist, trägt die Zahnräder 8, welche mit dem Zahnkranz 9 in Eingriff stehen.
-
Die hohle Welle 32, in welcher die mit Führungskeil versehene Welle
7 verschiebbar ist, endigt in ein Zahnrad. Dieselbe ist in einem Flansch der Buchse
31 gelagert, welche auf der mit Führungskeil versehenen Welle i verschiebbar
ist. Zwei Zahnkränze 33 und 3q., der eine mit Innenverzahnung, der andere mit Außenverzahnung,
greifen in die Zahnräder 32 ein. Die mit dem Hebel =q. verbundene, als Bremsring
wirkende Einrückscheibe 35 kann mittels des Hebels entweder den Zahnkranz 33 oder
den Zahnkranz 34 bremsen. In beiden Fällen wird die Welle 7 in Drehung versetzt
und entweder eine Vermehrung oder eine Verminderung der Steigung des Propellers
hervorgerufen. Die die selbsttätige - Regelung des Hilfsantriebes einleitende Verschiebung
ist in folgender Weise zu bewirken: Der durch die Zahnräder 8 in Drehung versetzte
Zahnkranz 9 trägt eine innen mit Gewinde versehene Hülse, welche sich auf die Außenfläche
der auf der Welle längs eines Keiles verschiebbaren Buchse 31
aufschraubt.
Bei ihrer Verschiebung nimmt die Buchse 31 die Reibungsringe mit und vermittelt
die selbsttätige Ausrückung des Hilfsantriebes.