DE606268C - Propeller mit um ihre Laengsachse in der Nabe drehbar gelagerten, bei sich aendernder Luftdichte entgegen einer Verstellkraft selbsttaetig ihre Anstellung einstellenden Fluegeln - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft einen selbstregelnden Propeller derjenigen Art, bei welcher die mit ihrer Längsachse drehbar in der Nabe gelagerten Flügel bei sich ändernder Luftdichte ihre Anstellung selbsttätig entgegen einer Verstellkraft einstellen. Bei einer bekannten Art selbstregelnder Propeller muß zur Änderung der Anstellung ein Hilfspropeller verwendet werden. Beim Propeller gemäß der Erfindung wird die

ίο Verwendung eines solchen Hilfspropellers oder, allgemein ausgedrückt, Servomotors dadurch vermieden, daß eine gleichachsig in Verlängerung der Propellerwelle angeordnete Vorrichtung zur Erzeugung gleicher Flügelverstellkräfte mittels zweier entgegengesetzt arbeitender, durch Schleuderkraft sich gegenseitig beeinflussender Spannung erzeugender Organe, z. B. Blattfedern, in Verbindung mit einem die Verstellkräfte vorwärts und rückwärts über-

ao tragenden und dabei die Flügelverstellkräfte ändernden Untersetzungsgetriebe, vorzugsweise Schneckengetriebe, derart wirkt, daß letzteres' die Übertragung der auf die Flügelblätter rückstellend wirkenden Luftkräfte auf die die Verstellkraft erzeugenden Organe durch Selbstsperrung verhindert.

Die Erfindung ist auf den Zeichnungen beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt

Abb. ι einen durch die Flügelachsen gehenden Längsschnitt parallel zur Propellerwelle, Abb. 2 einen "Querschnitt,

Abb. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der Abb. 1, Abb. 4 einen Schnitt nach Linie 4-4 der Abb. 1,

Abb. 5 einen Schnitt nach Linie 5-5 der Abb.3 und

Abb. 6 · und 7 Ausführungsformen des in Abb. 3 dargestellten, unter Schleuderwirkung stehendes Teiles 40.

Die Flügel des Propellers" besitzen mit Gewinde versehene Endzapfen 1, die in Buchsen 2 eingeschraubt und in Kugellagern 4 gelagert sind. Letztere werden durch einen Schraubring 5 in den Hülsen der Nabe 3 gehalten. Das Innenende der Buchsen 2 besitzt eine Innenverzahnung 6, mit der in gegenüberliegenden Stellungen die beiden Triebräder 7 und 8 in Eingriff stehen. Letztere bestehen mit Schnekkenrädern 9 bzw. 10 aus einem Stück und laufen in Kugellagern 11 der Platte 12, die in geeigneter Weise in der Nabe 3 angeordnet und mittels Schrauben 13 befestigt ist. Die beiden Schnekkenräder 9 und 10 jedes Propellerflügels greifen

in eine Schnecke 14 bzw. 15 von geringem Steigungswinkel mit Selbstsperrung. Sie sind in die Spindel 16 geschnitten, die parallel zur Drehachse des Propellers liegt. Die Spindeln 16 besitzen an ihrem Außenende je ein Triebrad 17 für jeden Propellerfiügel, die mit der Verzahnung 18 in Eingriff stehen.

20 ist ein Reglergehäuse. Es besteht aus zwei Teilen 21 und 22, einem vorderen und einem hinteren Gehäuseteil, und ist mittels Kugellager 23, 24 auf dem mit einer Grundplatte 26 versehenen Zapfen 25 gelagert. Diese Grundplatte wird (Abb. 2) durch einen Klemmring 27 und die Bolzen 28 und Muttern 29 gehalten. Der Zapfen 25 liegt gleichachsig zu der Propellerwelle. Der hintere Teil 22 des Reglergehäuses trägt die Innenverzahnung 18. Der vordere Teil 21 enthält eine Feder 30, deren Spannung das Reglergehäuse in eine Eingriffsstellung des Anschlages 32 des Reglergehäuses mit dem Anschlag 33 der Grundplatte 26 des Zapfens 25 bringt. Die Spannung der Feder wird durch Entfernung der Schrauben 34 eingestellt. Zwecks Gleichgewichtsherstellung und symmetrischer Wirkung wird die Feder 30 aus zwei Teilen hergestellt, die die in Abb. 4 dargestellte Doppelspirale bilden, deren innere Enden 35 scharf umgebogen sind und in Ausnehmungen des Zapfens 25 greifen.

In ähnlicher Weise sind die äußeren Enden der beiden Teile der Feder durch Niete 37 an entgegengesetzten Seiten des Reglergehäuses 21 befestigt. Der hintere Teil 22 des Reglergehäuses hat einen größeren Durchmesser als der vordere. Dieser hintere Teil enthält den die Schleuderwirkung ausübenden Teil 40. Dieser hat die Form einer Spiralfeder, die der Feder 30 ähnlich, jedoch erheblich größer als diese und in entgegengesetzter Richtung gewickelt ist. Sie greift ebenfalls in Vertiefungen an entgegengesetzten Seiten des Zapfens ein und ist an die Innenseite des Reglergehäuses genietet, wie aus Abb. 3 erkennbar.

Der Zweck dieses unter Schleuderwirkung stehenden Teiles 40 besteht darin, der Feder 30 entgegenzuwirken. Die Feder 30 ist so gewickelt, daß sie das Reglergehäuse und die Innenverzahnung 18 in entgegengesetzter Richtung der Drehrichtung des Propellers dreht.

Diese Bewegung, welche durch die Triebräder 17, die Schnecken 14 und 15, die Schneckenräder 9 und 10, die Triebräder 7 und 8 und die Innenverzahnungen 6 erhalten wird, vermindert die Anstellung der Propellerfiügel, bis die Anschlage 32 und 33 miteinander bei geringster Anstellung der Propellerfiügel in Eingriff kommen. In dieser Stellung, wenn der Propeller stillsteht oder sich langsam dreht, ist die Spannung des Teiles 40 ungenügend, um der Feder 30 zu widerstehen, aber sie ist so gewählt und eingestellt, daß, wenn der Propeller die gewünschte Drehzahl überschreitet, die Schleuderwirkung im Teil 40 diesem eine Spannung verleiht, die genügt, die Spannung der Feder 30 zu überwinden und so die Innenverzahnung 18 in 6g gleicher Richtung zu drehen wie der Propeller, wodurch eine Vergrößerung der Anstellung der Propellerfiügel und eine Wiederherstellung der gewünschten Propellerdrehzahl erfolgt. Ist die Drehzahl des Propellers zu sehr gesunken, so erzeugt die stark verminderte Schleuderwirkung des Teiles 40 eine geringere Federspannung, so daß die Wirkung der Feder 30 überwiegt. Nun setzt die Bewegung der Innenverzahnung 18 (in entgegengesetztem Sinne) ein, wodurch die Anstellung der Propellerfiügel vermindert wird, bis die normale Drehzahl erreicht ist. Die Schleuderkraft vermehrt die Spannung der Feder 30 zur gleichen Zeit, wo sie auf den Teil 40 wirkt, aber der geringe Durchmesser und die kleine Masse der Feder 30 machen ihre Spannungssteigerung verhältnismäßig klein. Für den Teil 40 kann flaches Bandmaterial verwendet werden, das dem Material der Feder 30 ähnlich ist; indessen können auch die in Abb. 6 und 7 dargestellten Ausfübrungsformen verwendet werden. Gemäß Abb. 6 ist das Band mit einer Anzahl Gewichtsleisten 45 versehen. Mittels eines derart belasteten Bandes 40 kann durch die Schleuderkraft eine gleiche oder größere Spannung bei einer geringeren Windungszahl oder geringerer Länge des Bandes erzielt werden.

Abb. 7 zeigt eine Form einer flachen Kette, die an Stelle zweier flacher Bänder für den Schleuderteil 40 benutzt werden kann. Ob es sich nun um flache Bänder, belastete Bänder oder Gelenkketten handelt, stets sind sie an einem Ende mit dem Zapfen 25 verbunden, spiralig gewunden und mit ihrem anderen Ende mit der Wandung des Reglergehäuses 20 verbunden.

Außer der Regelung des Steigungswinkels der Flügel ist besonders das hohe Übersetzungsverhältnis zwischen der Schneckenachse 16 und der Innenverzahnung 6 der Flügelnaben wichtig. Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, daß dieses Übersetzungsverhältnis zwischen 180 :1 bis 360 : ι betrage, so daß einer Umdrehung der Schneckenachse eine Drehbewegung von 1° bis 2 ° des Propellerflügels um seine Längsachse entspricht. Dieses hohe Übersetzungsverhältnis entlastet die Schnecken und Schneckenachsen von allen starken Beanspruchungen und schützt sie gegen Abnutzung, trägt zu ihrer Leichtigkeit bei.

Die neue Einrichtung regelt die Anstellung der Propellerflügel so, daß der Propeller mit konstanter Drehzahl bei allen den sich ändernden Bedingungen während des Gleitfluges, des Steigfluges und des waagerechten Fluges umläuft. Während der Zeit der Beschleunigung

vor dem Gleit- und Steigflug ist der zu überwindende Widerstand größer als beim Geradeausflug. Es ist daher erforderlich oder mindestens erwünscht, während des Gleitfluges oder beim Höhersteigen oder beim Fliegen bei anderem, geringerem Luftwiderstand, daß die Propeller gestatten, mit der Drehzahl der größten Kraft umzulaufen. Die Schonung des Motors und der sparsame Brennstoffverbrauch lassen es als

ίο sehr erwünscht erscheinen, daß der Propeller während des Geradeausfluges sich mit verminderter Geschwindigkeit dreht. Dies wird gewöhnlich durch Drosselung des Motors erreicht. Bei einer so verminderten Propellerdrehzahl bleibt die Anstellung der Propellerflügel auf dem kleinsten Werte infolge der verminderten regelnden Schleuderwirkung. Es ist daher zweckmäßig, andere oder zusätzliche Mittel zur Vergrößerung der Propellerflügelanstellung während des geradeaus oder abwärts gerichteten Fluges oder anderen geringen Stirnwiderständen oder hoher Windgeschwindigkeit anzuwenden. Durch Verwendung solcher Mittel kann die Drehzahl des Motors in den gewünschten Grenzen gehalten werden, indem man ihre Torsionswiderstände vergrößert, anstatt das Drosselventil zu schließen, wodurch man eine volle Kraftausnutzung des Motors bei mittlerer Geschwindigkeit erzielt, wobei die Aufrechterhaltung einer zweckmäßigen Flügelanstellung möglich ist, falls es erwünscht ist, den Motor zu drosseln und mit geringerer als der vollen Motorkraft zu fliegen.
Die Vorrichtung, welche für diesen Zweck angeordnet ist, besteht aus einer Anzahl kurzer Flügel 50, welche auf dem Umfange des Reglergehäuses 20 sitzen, wie dies in den Abb. 3 und 5 dargestellt ist. Die Drehrichtung dieser Flügel ist die gleiche wie diejenige des Propellers, d. h.

wenn der Propeller aus einer rechtsgängigen Schraube besteht, so zeigen diese Flügel 50 ebenfalls rechtsgängige Steigung. Besitzt der Propeller linksgängige Steigung in seiner Drehrichtung, so sind die Flügel 50 ebenfalls linksgängig. Nun besitzen diese Flügel zweckmäßig eine geringere Steigung als der Propeller und sind so ausgebildet und in ihren Größenverhältnissen gewählt, daß sie auf zweierlei Weise wirken können, was von der Geschwindigkeit des Luftstromes abhängt, der auf sie fließt. Wenn der Luftstrom verhältnismäßig schwach ist, wie dies beim Höhersteigen oder berm Schweben stattfindet, so üben die Flügel auf den Luftstrom eine Zugwirkung aus. Diese teilt dem Reglergehäuse und der Innenverzahnung 18 eine Linksdrehung mit (angenommen die Propeller ziehen beim gewöhnlichen Rechtsgange), wodurch die Feder 30 unterstützt wird, die Anschläge 32 und 33 in gegenseitiger Berührung zu halten, wobei die Propellerflügel ihre geringste Anstellung aufweisen. Wenn das Flugzeug Geschwindigkeit erreicht, so wird der Luftstrom vermehrt und die linksgerichtete Bewegung in dem Getriebe 18 vermehrt sich. Eine weitere Vermehrung der Luftgeschwindigkeit beseitigt die Linksbewegung in dem Getriebe 18, wodurch der Reglungsmechanismus von jeglicher Beanspruchung infolge«des Zufließens der Luft auf die Flügel befreit wird. Eine noch weitere Vermehrung der Luftgeschwindigkeit an der Vorderseite der Propellernabe bewirkt, daß die Luft nunmehr auf die Vorderseite der Flügel 50 trifft, wodurch das Getriebe 18 eine Rechtsbewegung erhält und die Anstellung des Propellers infolge der hohen Luftgeschwindigkeit selbst bei Propellerdrehzahlen vermehrt wird, welche zu niedrig für den Schleuderteil 40 sind, „ um die Anstellung zu vergrößern. Es ist erkennbar, daß während sehr geringer Luftgeschwindigkeit die durch die Flossen bewirkte linksgerichtete Torsion bestrebt ist, den die Schleuderkraft regelnden Mechanismus von der Vergrößerung des Anstellwinkels zurückzuhalten, bis die größtmögliche Maschinengeschwindigkeit erreicht ist; wenn jedoch höhere Luftgeschwindigkeiten erreicht werden, wird die Flügelwirkung in rechtsgerichtete Torsion verwandelt, welche eine zwangsmäßige Unausgeglichenheit der Wirkung der Feder 30 und dem schleudernd wirkenden Teil 40 des Regelungsmechanismus hervorruft. Dies vergrößert die Anstellung des Propellers und vermindert so die Motordrehzahl auf einen mäßigen und wirtschaftlichen Betrag, wobei die volle Motorkraft stets zur Verfügung steht.

Es ist bemerkenswert, daß, da die Drehrichtung der Flügel 50 gleich derjenigen der Propeller ist, die Drehung des über die Nabe fließenden Luftstromes bestrebt ist, die Wirkung der Flügel zu vermehren, welche dazu dient, der Innenverzahnung 18 eine nach rechts gerichtete Torsion zu verleihen. Da diese Drehung bei niedrigeren Luftgeschwindigkeiten mehr in die Erscheinung tritt, so kann es vorteilhaft sein, wenn die Flügel 50 stets rechtsdrehende Torsion durch den Luftstrom erhalten, in welchem Falle die Feder 30 mit etwas größerer Spannung eingestellt wird, und die Propellerflügel werden bestrebt sein, ihre Anstellung entsprechend der Steigerung der Luftgeschwindigkeit zu vermehren.

Die Anzahl und Größe der Flügel 50 kann den Umständen angepaßt werden. Auch können sie einstellbar und in beliebig anderer zweckmäßiger Weise angeordnet sein, um die Vorrichtung zur Änderung des Anstellwinkels einzustellen oder zu regeln.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Propeller mit um ihre Längsachse in der Nabe drehbar gelagerten, bei sich än-

   dernder Luftdichte entgegen einer Verstellkraft selbsttätig ihre Anstellung einstellenden Flügeln, gekennzeichnet durch die Vereinigung einer gleichachsig in Verlängerung der Propellerwelle angeordneten Vorrichtung zur Erzeugung gleicher Flügelverstellkräfte mittels, zweier entgegengesetzt arbeitender, durch Schleuderkraft sich gegenseitig beeinflussender, Spannung erzeugender Organe, ζ. B. Blattfedern, mit einem die Verstellkräfte vorwärts und rückwärts übertragenden und dabei die Flügelsteigung ändernden Untersetzungsgetriebe, vorzugsweise Schneckengetriebe, das durch Selbstsperrung die Übertragung der auf die Flügelblätter rückstellend wirkenden Luftkräfte auf die die Verstellkraft erzeugenden Organe verhindert.
2. 2. Propeller nach Anspruch i, gekennzeichnet durch, einen gleichachsig mit der Propellerwelle am Nabengehäuse einstellbar befestigten Zapfen (25) und ein auf ihm drehbar gelagertes Gehäuse (21, 22} mit zwei ihrer Größe und Stärke nach unterschiedlichen, axial nebeneinander angeordneten, entgegengesetzt um den Zapfen ger wickelten, z. B. Blattfedern (30, 40), die mit ihrem einen Ende mit dem Zapfen (25), mit ihrem anderen Ende mit dem Gehäuse'iz)
   22) verbunden sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen