DE671694C

DE671694C - Zum Verstellen der Fluegelsteigung von Luftschrauben bestimmte, durch Antriebsmittelbetaetigte Verstellvorrichtung mit einem Schneckengetriebe

Info

Publication number: DE671694C
Application number: DEH142537D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Andreas Stamm
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1935-01-26
Filing date: 1935-01-26
Publication date: 1939-02-11

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine für Verstelluftschrauben bestimmte Verstellvorrichtung mit einem Schneckengetriebe. Das Schneckengetriebe weist zwei auf der Luftschraubenwelle gelagerte gleichachsige, durch axiales Verschieben mit am Nabenkörper befestigten Schneckenrädern wahlweise einkuppelbare Planschnecken auf, durch die die Voroder Rückverstellbewegung eingeleitet und über die Schneckenräder auf ein zwischen den Nabenhülsen der Luftschraubenflügel gelagertes, die Änderung der Flügelblattsteigung während des Umlaufes . oder Ruhezustandes der Luftschraube unmittelbar bewirkendes Getriebe übertragen wird.

Bei einer bekannten Ausführungsform liegen die beiden Planschnecken zu beiden Seiten eines ihnen zugeordneten Schneckenrades und^ bilden die Flansche einer in zwei Ricflitumgien verstellbaren Muffe. Die Bauart befriedigt nicht, weil bei ihr wegen der Eigenart des Planschneckengetriebes der Abstand zwischen Luftschraube und Motor verhältnismäßig groß sein muß. Noch größer ist dieser Abstand bei einer Bauart, bei welcher ein Antriebsschneckenrad dauernd im Eingriff mit einer zugehörigen Planschnecke steht und durch sperrige, zwischen Luftschraube und . Motor angeordnete Kupplungen auf Rechtsund Linkslauf gekuppelt wird.

Die Erfindung erstrebt, diesen Abstand zwecks Verminderung der Beanspruchung'der Motorwelle durch die Verstelluftschraube, insbesondere bei Kurvenflügen, zu verkleinern und erreicht das dadurch, daß die beiden koaxial und je für sich verschiebbar angeordneten Planschnecken mit ihrer Arbeitsseite bis dicht an die Luftschraubennabe herangerückt sind, wobei das gesamte sich anschließende Verstellgetriebe der Flügel derart zwisehen den Nabenhülsen angeordnet ist, daß nur seine mit den Planschnecken zu kuppelnden Schneckenräder etwa um ihre Zahnhöhe aus der Umlaufebene der seitlichen Nabenumrißlinie hervortreten. ,

Das eigentliche Flügelverstellgetriebe, welches beliebiger Art sein kann, befindet sich also voll und ganz in dem Raum zwischen den Wurzeln der zwei- oder mehrflügeligen Luftschrauben, während in dem Raum zwischen

*) Von dem Patentsiicher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. Andreas Stamm f in Berlin-Zehlendorf.

der Stirnfläche der Luftschraubennabe und dem Motor ausschließlich die Planschnecken mit ihrer Kupplung eingebaut sind. Das Verstellgetriebe kann als Stirn- oder Kegelrad" getriebe in Verbindung mit einem in bekanft¹" ter Weise an der Flügelwurzel angeordneten^ selbsthemmenden Schneckengetriebe oder iäfe>· reines Schneckengetriebe mit einzeln hinter-" einandergeschalteten Schneckenrädern und

ίο Schnecken ausgebildet sein.

Die Verstellvorrichtung kann derart durchgebildet sein, daß entweder für jeden Flügel ein Getriebe zum Drehen der Flügel um ihre Längsachse in beiden Richtungen vorgesehen ist oder daß ein solches Getriebe zwei oder mehrere Flügel gleichzeitig verstellt, wobei diese Getriebe im Verstellzustande durch die jeweils eingreifende Planschnecke miteinander gekuppelt werden.

Die Zeichnung zeigt schematisch zwei Aitsführungsbeispiele der Erfindung in Abb. ϊ und 2. Die Abb. 3 und 4 veranschaulichen in zwei verschiedenen Ansichten und ebenfalls schematisch die Anordnung der ersten Ausführungsform bei einer zweiflügeligen Luftschraube. Abb. S ist ein Schnitt nach der Linie A-B der Abb. 6, welche eine Verschiebevorrichtung der beiden Planschnecken im Schnitt nach der Linie C-D der Abb. 5 darstellt. Abb. 7 ist ein Schnitt nach der Linie B-F der Abb. 6.

In Abb. ι stellen 1 und 2 zwei dreh- oder nichtdrehbare, zur Luftschraubenwelle 3 senkrechte und koaxiale Planschnecken dar, die je für sich durch axiales Verschieben mit den an der Schraubennabe für jeden verstellbaren Flügel gesondert angeordneten Schnekkenrädern (Stirnzahnrädern) 4,- 5 in Eingriff gebracht werden können. Die Schneckenräder sitzen auf parallelen Wellen 6, 7, welche durch. Zahnräder 8, 9 miteinander gekuppelt sind.

Von der Welle 7 wird die Verstellbewegung untersetzt über Schnecke 1 o, Schneckenrad 11 und Welle 12 mit Schnecke 13 auf ein auf der Wurzel 14 des Verstellflügels befestigtes Schneckenrad 15 übertragen. Die Schneckenräder 4, 5 liegen parallel zu beiden Seiten einer durch die Achse der Luftschrauben- oder Motorwelle 3 gelegten Ebene.

Wird die Planschnecke 1, die ebenso wie die Planschnecke 2 eingängig ist, durch weiter unten erläuterte Mittel axial verschoben und mit den Schneckenrädern 5 in Eingriff gebracht, dann werden bei jedem Umlauf der Luftschraube die Schneckenräder 5 durch den Gewindegang der Planschnecke um einen Zahn gedreht und die Schraubenflügel in einer Richtung um ihre Längsachse gedreht, wobei die Schneckenräder 4 leer mitlaufen. Beim Eingriff der axial verschobenen Planschnecke 2 mit den Schneckenrädern 4 erfolgt dieDrehung der Schraubenflügel um ihre Längsachsen in der anderen Richtung, wobei die Räder 9, 8, 5 leer mitlaufen.

Bei der Ausführungsform gemäß Abb. 2, * .welche der Einfachheit halber nur ein Verstellgetriebe zeigt, stehen die mit den Plani^schnecken 1, 2 in Eingriff ztx bringenden Schneckenräder 4, 5 und ihre zugehörigen Wellen 16, 17 winklig zueinander und sind durch Kegelräder 18, 19 gekuppelt. Die Achsen der Schneckenräder4 und 5 können auch beide radial zur Motorvvelle 3 angeordnet sein. Die Weiterleitung der Verstellbewegung erfolgt von einer der Wellen 16, 17 durch Kegelräder 20, 21 auf eine Welle 22 mit der Schnecke 10 und von dieser über das Schneckenrad 11 und die Schnecke 13 auf das an der Flügel wurzel befestigte Schneckenrad 15.

Die Wellen 6, 7 und 16, 17 brauchen nicht, wie in Abb. 1 und 2 dargestellt, in einer zur Luftschraubenwelle 3 senkrechten Ebene zu liegen, sondern können unter sich sowie gegenüber der Luftschraubenwelle in beliebigen Ebenen angeordnet sein.

Die Schneckenräder 4, 5 einerseits und die kuppelnden Zahnräder 8, 9 und 18, 19 sind derart mit verschiedenem Durchmesser auszubilden, daß beim Einriff der Schneckenräder und Planschnecken letztere von den Zahnrädem nicht berührt werden. Endlich können die mit den Planschnecken in Eingriff kommenden Schneckenräder beliebig gegeneinander versetzt oder auch in einer gemeinsamen, durch die Achse der Luftschrauben- welle gelegten Ebene angeordnet sein.

Die Abb. 3 und 4 lassen erkennen, wie die von den Planschnecken angetriebenen Schnekkenräder gemäß der Erfindung zwischen den die Verstellflügel der Luftschraube aufnehmenden Nebenhülsen angeordnet bzw. gelagert sind.

Im Nabenkörper 23 der zweiflügeligen Luftschraube ist in den Teilen24 für jedes Scliraubenblatt 25 ein Verstellgetriebe gelagert, das dem Getriebe gemäß Abb. 1 entspricht. Es besteht aus Schneckenrad 15, zugehöriger Schnecke 13 auf Welle 12 mit Schneckenrad 11, Schnecke 10 auf Welle 7, Stirnrädern 9, 8, Sehneckenrädern 5, 4, Welle 6. und Planschnecken 2, 1. In Abb. 3 sieht man, daß die gesamten Getriebeteile 4 bis 11 zwischen den Nabenhülsen 26 angeordnet sind und nur die Zähne der Schneckenräder 4, 5 etwa um die Zahnhöhe aus der Umlauf ebene der seitlichen Nabehumrißlinie 27 hervortreten. Die Anordnung der das Schneckenrad 15 antreibenden Schnecke 13 zwischen den Nabenhülsen 26 ist bekannt. Die Umrißlinie 27 braucht nicht gerade zu sein.

Wie aus Abb. 5 bis 7 hervorgeht, erfolgt das axiale Verschieben der Planschnecken-

scheiben ι, 2 durch zwei in einem feststehenden Gehäuse 28 gelagerte Wellen 29, 30, die mit Antriebsnocken 31 für die Planschnecke 1 und mit versetzten Antriebsnocken 32 für die Planschnecke 2 versehen sind. Die Welle 30 läßt sich mit Hilfe von Hebeln 33, 34 und daran angeschlossener Zugseile 35, 36 vom Führersitz des Flugzeuges aus betätigen. Die zur Motorwelle 3 koaxialen Planschnecken 1,2

ίο sind durch Nut und Feder 3S gegenseitig geführt. Außerdem ist die Planschnecke 2 in dem am Luftschraubenmotor oder einem sonstigen feststehenden Teil befestigten Gehäuse 28 zentriert und in ihm mittels Nut und Feder

'5 39 geführt. Eine oder beide Planschneckenscheiben i, 2 können auch auf der Motorwelle 3 zentriert sein. Die Nockenwellen 29, 30 sind durch auf ihnen befestigte Stirnzahnräder 40, 41 und eine in diese eingreifende, Z-förmig geknickte Zahnstange 42 derart miteinander gekuppelt, daß sie sich bei ihrem Antrieb gegenläufig bewegen, wobei infolge der Nockenversetzung immer eine der Planschnecken 1, 2 stehenbleibt, wenn die andere verschoben wird und mit den zugehörigen Schneckenrädern in Eingriff kommt.

Zwecks Vermeidung eines toten Ganges zwischen der Zahnstange 42 und den Stirnrädern 40, 41 sind letztere je als Doppelzahnräder ausgeführt, von denen das eine auf der Nockenwelle verkeilt, das andere mittels einer Schraube verspannt ist.

Die im Gehäuse 28 geführte Zahnstange 42 ist mit Ansätzen oder Tellern 43 versehen, gegen welche sich nachspannbare, an der Stangenführung abgestützte Schraubenfedern 44 legen. Diese sind als Doppelfedern ausgebildet. Bei ausgerückter Lage der beiden Planschneckenscheiben i, 2 nimmt die Zahnstange 42 ihre Mittelstellung ein, bei welcher die Doppel federn 44 sich in einem nicht oder nur wenig vorgespannten Zustande befinden. Beim Bruch der Zugseile 35,36 allein oder bei gleichzeitigem Bruch einer der Doppelfedern bringt die unversehrte Feder die Zahnstange 42 in die Mittellage zurück, wodurch eine etwa mit ihrem Schneckenrad im Eingriff befindliche Planschnecke ausgerückt und die Flügelverstellung unterbrochen wird.

Die das Flügelschneckenrad 15 antreibende Schnecke 13 kann auf der Welle 12 fest aufgekeilt sein. Es empfiehlt sich jedoch, zwischen beiden eine nicht gezeichnete, von der Vorderseite der Luftschraube her zu betätigende Kupplung vorzusehen. Man kann dann die Schnecke 13 von ihrer Antriebswelle 12 abkuppeln und den Flügel 25 im Stande ein- oder verstellen.

Sind die Planschnecken undrehbar angeordnet, dann hängt die Verstellgeschwindigkeit der Luftschraubenflügel von dem Untersetzungsverhältnis des Verstellgetriebes und der Drehzahl der Luftschraubenwelle ab. Will man aber die Verstellgeschwindigkeit willkürlich vergrößern oder verringern, dann müssen die je für sich durch axiales Verschieben einkuppelbaren Planschnecken in oder entgegen dem Drehsinne der Luftschraubenwelle durch eine beliebige Vorrichtung angetrieben werden. Es kann dann auch die Untersetzung im Verstellgetriebe weitgehend verringert werden, wodurch sich die Anzahl der Getriebeteile und das Getriebegewicht verringern.

Zu diesem Zweck wird eine der beiden durch Nut und Feder gegen gegenseitige Verdrehung gesicherten Planschneckenscheiben mit einem Zahnkranz versehen, in den z. B. ein Ritzel eines Elektromotors eingreift. Dieser Motor ist an einem feststehenden Teil (z. B. Flugmotorgehäuse) gelagert und kann erst angelassen werden, wenn eine in den Zahnkranz eingreifende Sperrklinke ausgeklinkt ist. Letztere hat die Aufgabe, die Planschnecken gegen Drehung zu sichern, wenn die Verstellbewegung statt willkürlich von der Antriebsvorrichtung, z. B. Elektromotor, von der umlaufenden Luftschraube abgeleitet wird.

Hieraus ergibt sich, daß zum Verstellen, d. h. Drehen, der Flügel um ihre Längsachsen mit normaler Verstellgeschwindigkeit nur die eine oder andere der Planschnecken axial verschoben wird, daß dagegen beim Verstellen mit verringerter oder erhöhter Geschwindigkeit der das Kuppeln bewirkende Steuerhebel erst nach Betätigung eines an diesem angeordneten Zusatzhebels oder Knopfes bewegt wird, welcher die Sperrklinke auslöst und den beispielsweise verwendeten, vorzugsweise umschaltbaren Elektromotor in dem einen oder anderen Drehsinn anläßt. Diese zweite Ausführungsform hat noch den weiteren Vorteil, daß die Luftschraubenflügel auch bei stillstehendem Luftschraubenmotor verstellt werden können.

Es ist bekannt, die Flügel von Veistelluftschrauben durch Elektromotore zu verstellen, die an oder in der Flügelnabe gelagert sind und mit dieser umlaufen. Hierbei handelt es sich um verhältnismäßig kleine, schwache Spezialmotoren, die nur in geringen Grenzen drehzahlveränderlich sind und keine praktisch besonders ins Gewicht fallende Beeinflussung der Verstellgeschwindigkeit der Flügel zulassen.

Demgegenüber ermöglicht die erfindungsgemäße Lagerung der besonderen Antriebsvorrichtung an einem feststehenden Teil des Luftfahrzeuges einen verhältnismäßig starken Motor etwa marktgängiger Ausführung zu verwenden, dessen Drehzahl mit den üblichen Mitteln in weiten Grenzen geändert werden kann, wodurch erst ganz allgemein die Be-

dingungen für eine wirklich willkürliche Änderung der Verstellgeschwindigkeit der Flügel gegeben werden. Hierbei ist noch der weitere Vorteil bemerkenswert, daß es nur einer JiIeinen Untersetzung in dem Getriebe zwischen dem Verstellmotor und dem Flügelfuß bedarf.

Claims

Patentansprüche:

i. Zum Verstellen der Flügelsteigung von Luftschrauben bestimmte, durch Antriebsmittel, betätigte Verstellvorrichtung mit einem Schneckengetriebe, das zwei zur Luftschraubenwelle gleichachsige, durch axiales Verschieben mit am Nabenkörper gelagerten Schneckenrädern einkuppelbare Planschnecken aufweist, durch die die Voroder Rückverstellbewegung des Getriebes zum Drehen der Flügel um ihre Längsachsen bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden koaxial und je für sich verschiebbar angeordneten Planschnecken (1,2) mit ihrer Arbeitsseite bis dicht an die Luftschraubennabe (23) herangerückt sind, wobei das gesamte sich anschließende Verstellgetriebe (4bis n) der Flügel (25) derart zwischen den Nabenhülsen (26) gelagert ist, daß nur seine mit den Planschnecken (1, 2) zu kuppelnden Schneckenräder (4, 5) etwa um ihre Zahnhöhe aus der Umlaufebene der seitlichen Nabenumrißlinie (27) hervortreten.
2. Verstellvorrichtung nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellgetriebe jedes Flügels (25) zwei zu _ί einem einheitlichen Getriebeteil gehörende Schneckenräder (4, 5) aufweist.
3. Verstellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Schnekkenräder (4, 5) durch Zwischenwelle (6) und Zahnräder (8, 9 bzw. 18, 19) miteinander gekuppelt und gemeinsam der Schnecke (13) des Schneckengetriebes (13, 15) am Flügelfuß zugeordnet sind.
4. Verstellvorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Stirnräder (8, 9) gekuppelten Wellen (6, 7) der Schneckenräder (4, 5) untereinander parallel und vorzugsweise auch zur Längsachse der Schraubenflügel (25) parallel sind.
5. Verstellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die S chneckenräder (4, 5) zu beiden Seiten einer Radialebene der Motorwelle (3) angeordnet sind.
6. Verstellvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenräder (4, 5) im Winkel zueinander stehen und ihre Wellen (16, 17) durch Winkelräder (18, 19) gekuppelt sind.
7. Verstellvorrichtung nach Anspruch 3

bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen in einer zur Luftschraubenwelle (3) senkrechten Ebene liegen.
8. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1 und den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Planschnecken (1, 2) aus derselben Grundstellung heraus verstellbar und gemeinsam an eine Verschiebevorrichtung (29, 30, 32) angeschlossen sind.
9. Verstellvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Zugseile (35, 36) o. dgl. zu betätigende Verschiebevorrichtung aus zwei parallelen, auf Gleichlauf gekuppelten und mit versetzten Nocken (32) für die beiden Planschnecken versehenen Wellen (29, 30) besteht, die in einem die Planschnecken aufnehmenden Gehäuse (28) gelagert sind.
10. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Planschnecken untereinander bzw. im Gehäuse mittels Nut und Feder gegen gegenseitige Verdrehung gesichert sind.
11. Verstellvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwellen (29,30) durch ein Zahnstangengetriebe mit Z-förmig geknickter Zahnstange (42) gekuppelt sind, die auf gegenüberliegenden Seiten der Zahnräder (40, 41) mit diesen im Eingriff steht.
12. Verstellvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (42) an ihren beiden Enden durch vorzugsweise doppelt vorgesehene Federn (44) abgestützt ist.
13. Verstellvorrichtung nach Anspruch ι oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die in das Schneckenrad (15) des Verstellflügels eingreifende Schnecke (13) durch eine Kupplung von dem Verstellgetriebe abschaltbar ist.
14. Verstellvorrichtung nach Anspruch ι oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Luftschraubenflügel einem Verstellgetriebe zugeordnet sind.
15. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Planschnecken drehbar gelagert und durch Anschluß an eine an einem feststehenden Teil angeordnete Antriebsvorrichtung willkürlich im oder entgegen dem Umlaufsinne der Luftschraube bewegbar sind.
16» Verstellvorrichtung nach Anspruch

15, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung aus einem vorzugsweise umsteuerbaren Elektromotor besteht.
17. Verstellvorrichtung nach Anspruch

16, dadurch gekennzeichnet, daß eine der gegen gegenseitige Verdrehung gesicher-

ten Planschnecken unmittelbar mit einem Zahnkranz für das Antriebsritzel des Verstellmotors versehen ist. ,
18. Verstellvorrichtung nach Anspruch 15, 16 oder 17, gekennzeichnet durch eine mit dem Verstellmotor und mit einem Zahnkranz der Planschnecken derart in Wirkungsverbindung stehende Sperrklinke, daß der Motor erst nach Lösen der Sperrklinke angelassen werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen