DE687534C - Propeller mit um die Fluegellaengsachse drehbaren Fluegeln - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Propeller mit verstellbarer Flügelblattanstellung, bei dem die Drehung der Flügel um ihre Längsachsen durch das sich ändernde Kräfteverhältnis zweier gegeneinander wirkender Drehmomente erfolgt, von denen das eine durch eine von Hand oder selbsttätig in Abhängigkeit von der Drehzahl des Triebwerks gesteuerte hydraulische Vorrichtung regelbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Bestreben der Propellerflügel, bei zunehmender Drehzahl des Motors sich durch das von den Flügelmassen erzeugte Fliehkraftdrehmoment auf einen kleiner werdenden Anstellwinkel einzustellen, zu überwinden und im Gegenteil den Anstellwinkel der Propellerflügel wachsen zu lassen, wenn sich die Drehzahl des Motors erhöht. Das geschieht nach der Erfindung dadurch, daß mit Hilfe von Fliehgewichtspendeln eine Drehkraft auf die Flügel ausgeübt wird, die größer ist als die im umgekehrten Sinne wirkende Komponente der Fliehkraft der Propellerflügelmassen. Die resultierende Kraft erhält den einmal eingestellten großen Anstellwinkel sicher aufrecht. Die selbsttätige Anpassung des Anstellwinkels an die Drehzahl des Motors erfolgt mit Hilfe einer hydraulischen Vorrichtung, die ein Drehmoment auf die Flügel ausübt, das noch größer werden kann als die obenerwähnte resultierende Kraft aus der Pendelfliehkraft und der in Betracht kommenden Komponente der Flügelmassenfliehkraft. Der Vorteil dieser Erfindung besteht in der Schaffung von zwei Sicherheitsfaktoren. Der eine besteht darin, daß ein Durchgehen des Motors verhindert ist, weil bei zunehmender Drehzahl die Anstellung der Flügel und infolgedessen der Widerstand der Flügel immer größer wird. Der andere Sicherheitsfaktor ist darin zu sehen, daß die Anlage betriebssicher arbeitet, auch wenn die hydraulische Vorrichtung aus irgendeinem Grunde versagen sollte; denn selbst wenn die hydraulische Vorrichtung wegfällt, ist die von den Gewichtspendeln ausgehende Fliehkraft groß genug, um die gewünschten Anstellwinkel der Flügelblätter beizubehalten..

Es sind zahlreiche Versuche gemacht worden, die Anstellung der Propellerflügelblätter während des Fluges zu regeln. Bei einigen dieser Versuche strebte man an, die Drehzahl des Motors mit Fliehgewichtsreglern ins Gleichgewicht zu bringen. Bei anderen Vorrichtungen dagegen sollen Fliehgewichtspendel mit Federn im Gleichgewicht stehen. Bei beiden Arten wird eine selbsttätige Regelung der Propelleranstellung angestrebt und dadurch der Flugzeugführer von der Q₀

Überwachung des Propellers befreit. Um den Flügelblattanstellwinkel eines solchen Propellers zu ändern, muß die Drehzahl des Motors geändert werden. Bei einer älteren Vorrichtung wird das normale Bestreben der Propellerflügel, sich auf einen kleinen Anstellwinkel einzustellen, nutzbar gemacht, um die Flügel in diese Stellung zu bringen. Um aber die Flügel im Sinne eines Größerwerdens des Anstellwinkels um ihre Längsachsen zu drehen, ist ein Druckflüssigkeitszylinder vorgesehen, dessen Kolben mit den Flügeln in der Weise verbunden ist, daß letzterer beim Einführen ■ von Druckflüssigkeit in den Zylinder eine Hubbewegung ausführt und die Flügelblätter auf den gewünschten Anstellwinkel einstellt. Um bei dieser Vorrichtung die Arbeitsstellung mit großem Flügelanstellwinkel aufrecht zu erhalten, muß dem Zylinder ständig Druckflüssigkeit zugeführt werden. Bei einem Versagen der Druckflüssigkeitszuführung würde die Vorrichtung selbst in die Stellung mit geringem Flügelblattanstellwinkel zurücks5 gehen, bei der das Flugzeug seine Höchstgeschwindigkeit nicht beibehalten kann, wenn man nicht die Drehzahl des Motors gefährlich erhöhen will. *

Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen der Erfindung als Beispiele dargestellt.

Fig. ι ist ein Längsschnitt nach der Linie I-I in Fig. 2.

Fig. 2 ist in größerem Maßstabe ein Längsschnitt durch den Propeller nach der Linie IHI in Fig. r.

Fig. 3 ist ebenfalls in größerem Maßstabe eine Draufsicht auf den Propeller, bei dem die Flügelblätter weggebrochen sind; diese Figur zeigt außerdem eine abgeänderte hydraulische Vorrichtung zum Verstellen der Flügelblätter auf kleinem Anstellwinkel im Schnitt.

Fig. 4 ist in noch größerem Maßstab ein Längsschnitt durch eine abgeänderte Flügelbefestigungsvorrichtung.

Fig. 5 ist ein Längsschnitt durch den fliehkraftabhängigen Regler für die hydraulische Vorrichtung nach Fig. 3.

Fig. 6, 7 und 8 sind Querschnitte durch den Regler nach den Linien VIII-VIII, IX-IX und X-X der Fig. 5.

Fig. 9 ist ein Schaubild der verschiedenen auf die Propellerflügel wirkenden Drehmomente.

Der Propeller nach den Fig. 1 bis 3 besteht aus einer Nabe 1 und einer Anzahl in der Drehebene liegender, von der Nabe r ausgehender Propellerflügel 2. Die Nabe 1 ist in der üblichen Weise auf die von dem Kurbelgehäuse 4 kommende hohle Motorwelle 3 aufgebracht, indem sie unter Zwischenschaltung einer Keilverbindung mit einer kegligen Bohrung auf das ergänzende keglig geformte äußere Ende der Welle 3 aufgesteckt und durch eine Haltemutter 5 in dieser Lage gesichert ist.

Von der Nabe 1 ragen Arme 6 nach außen, auf welche die Flügel 2 mit ihrem hohlen Schaft aufgesteckt sind. In den hohlen Schaft des Propellerflügels 2 ist eine Büchse 11 eingepaßt, die sich mit inneren Lagerflächen 12 und 13 eng an den Arm 6 anlegt sowie die Flügel beim Drehen um ihre Längsachse führt und das Antriebs drehmoment von dem Motor auf den Flügel überträgt. An ihrem inneren Ende weist die Büchsen einen nach außen gebogenen Flansch 14 auf, der sich mit seiner einen Seite an die Stirnfläche des zugehörigen Flügelschaftes 2 anlegt, während er mit seiner anderen Seite auf einer ebenen ringförmigen Lagerfläche 16 der Nabe 1 zur Anlage kommt. Der an seinem .Schaftende ebenfalls einen nach außen gebogenen Flansch 21 aufweisende Flügel 2 ist durch Stifte oder Schrauben 22 an den nach außen gebogenen Flansch 14 der zugehörigen Büchse 11 befestigt. Um dabei zwischen den Propellerflügeln 2 bzw. den Flanschen 14 und den Lagerflächen 16 eine innige Berührung zu gewährleisten, ist zwischen die nach außen gebogenen Flansche 21 der Flügelschäfte und die einwärts gebogenen Flansche 25 eines geteilt ausgebildeten Nabengehäuses 24 (Fig. 3) je ein ringförmiges Wälzlager 23 eingeschaltet. Die beiden Gehäusehälften sind mit Hilfe von Schrauben 26 zusammengehalten. Das Nabengehäuse 24 ist so bemessen, daß die Flügel 2 im Gehäuse nur unter Ausübung einer verhältnismäßig großen Verdrehungskraft um ihre Längsachsen gedreht werden können.

Der Flansch 21 am Flügelschaftende kann gegebenenfalls, wie in Fig. 4 gezeigt, auch als ein mit dem Flügel verschraubbarer besonderer Bauteil 2I^s ausgebildet und in seiner Arbeitsstellung durch eine Haltemutter 27 gegen unbeabsichtigtes Lösen gesichert sein.

Die Flügel 2 sind zwecks Versteilens ihres Anstellwinkels unter Vermittlung je eines durch einen Schlitz 32 des Nabengehäuses 24 hindurchragenden Ansatzes 31 an den Flanschen 14 der Büchsen n drehbar. Die Schlitze 32 sind so bemessen, daß die Propellerflügel um einen bestimmten größten Winkel gedreht werden können, an einer Drehung über diesen Winkel hinaus dagegen durch Anschläge gehindert sind.

Um das Bestreben der Propellerflügel, sich bei zunehmender Drehzahl des Motors durch das von den Flügelmassen erzeugte Fliehkraftdrehmoment auf einen kleiner werdenden Anstellwinkel einzustellen, zu überwinden

und im Gegenteil den Anstellwinkel der Propellerflügel wachsen zu lassen, wenn sich die Drehzahl des Motors erhöht, sind ein Paar Fliehgewichte 41 vorgesehen, die mit ihren einen Enden an einen die Nabe 1 umgebenden Ring 42 angelenkt sind und über einen kurzen Lenkhebel 43 mit dem nach außen vorstehenden Ansatz 31 der Büchse II des zugehörigen Flügels 2 in Verbindung stehen. Jeder Lenkhebel 43 ist einerseits z. B. mit Hilfe eines Bolzens 44 an den zugehörigen Ansatz 31 und andererseits über einen Bolzen 45 an das entsprechende Fliehgewicht 41 angelenkt. Wie insbesondere aus Fig. 1 hervorgeht, befinden sich die Gelenkpunkte der Hebel 43 auf den Fliehgewichten 41 dabei nahe der Drehpunkte dieser Gewichte auf dem Ring 42. Hierdurch ist erreicht, daß die äußeren Enden der Fliehgewichte 41 für eine Änderung der Flügel-

üo anstellung von ihrem kleinsten, in ihren größten Winkel oder umgekehrt einen verhältnismäßig großen Bogen beschreiben. Nach dem Hebelgesetz werden die Fliehgewichte41 eine verhältnismäßig große Kraft auf den Flanschansatz 31 des zugehörigen Propellerflügels 2 ausüben.

Trotzdem die zweckmäßig aus Aluminium oder einem ähnlichen Leichtmetall hergestellten Gewichte 41, verglichen mit den Propellerflügeln als solchen, verhältnismäßig leicht sind, reicht ihre Fliehkraft doch aus, um erstens das auf die Komponente der Fliehkraft der Flügelmassen und die allgemeinen aerodynamischen Kräfte am Propellerflügel zurückgehende, sich in einer Herabsetzung der Flügelanstellung auswirkende Moment und zweitens die Reibung der Flügellagerung in der Nabe zu überwinden. Der Bewegungsbereich der Fliehgewichte 41 zum Überführen der Propellerflügel aus der dem kleinsten Anstellwinkel entsprechenden Stellung in die höchste Anstellung ist schematisch in Fig. 1 gezeigt, und es stellen A und C die beiden Endlagen, B eine mittlere Betriebstellung dar.

Wie aus dieser Figur zu erkennen ist, sind die Fliehgewichte 41 entsprechend als Gewichtshebel (Pendel) ausgebildet und so angeordnet, daß ihre Schwerpunkte um ihre Drehpunkte einen Bogen beschreiben und über den gesamten Bewegungsbereich (Anstellwinkelbereich) ein im wesentlichen gleichbleibendes Fliehkraftmoment erzeugen.

Um für den Anlauf (Start) die Flügelblattanstellung entgegen der Verstellkraft der Fliehgewichte 41 klein halten zu können, ist konzentrisch zur Propellerachse auf einer Verlängerung der Nabe 1 ein mit Druckflüssigkeit gesteuerter Kolben 51 vorgesehen. Der Kolben 51 steht mit den Fliehgewichten 41 über Stangen 52 in Verbindung, die mit ihren inneren Enden an Augen 53 des Kolbens 51 angelenkt sind, während ihre äußeren Enden unter Vermittlung von Bolzen 54 an den Fliehgewichten 41 drehbar sind. Der Gelenkpunkt zwischen den Stangen 52 und den Gewichten 41 weist von den Drehpunkten der Gewichte 41 auf dem Ring 42 einen erheblichen Abstand auf. Auf diese Weise ist für eine Drehung der Fliehgewichte 41 durch die Verbindungsstange 52 ein verhältnismäßig langer Hebelarm geschaffen. Hierdurch ist erreicht, daß der Kolben 51 zur Überführung der Propellerflügel aus ihrer dem größten Anstellwinkel entsprechenden Stellung in die Lage der kleinsten Anstellung einen beträchtlichen Weg zurücklegen muß. Dies ist sehr vorteilhaft, weil dann ein geringerer Flüssigkeitsdruck in der hydraulischen Verstellvorrichtung gewählt werden kann.

Für die Hubbewegung des Kolbens 51 wird dem Zylinder durch die hohle Welle 3 von der allgemeinen Schmieranlage des Motors aus Öl zugeführt. Da ein Beibehalten der niedrigsten Flügelblattanstellung in der Regel nur für eine kurze Zeit, beispielsweise während des Aufsteigens (Startens des Flugzeuges), erforderlich ist, haben etwaige Undichtigkeiten im Zusammenhang mit dem flüssigkeitgesteuerten Kolben 51 nur geringe Folgen.

Die Endlagen des Kolbens 51 und damit auch der erreichbare höchste bzw. niedrigste Anstellwinkel der Flügel können durch verstellbare Anschläge eingestellt werden, die mit Augen 55 an der Außenfläche des Kolbens 51 zusammenarbeiten. Wie insbesondere aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, gehen durch entsprechende Bohrungen in den Augen 55 Gewindespindeln 56 hindurch, die mit ihren inneren Enden in das Nabengehäuse 24 eingeschraubt und an ihren äußeren Enden in einem Abstandsring 57 gehalten sind. Um eine Bewegung des Kolbens 51 über seine dem kleinsten bzw. größten Flügelblattanstellwinkel des gewählten Verstellungsbereiches entsprechenden Endpunkte hinaus zu vermeiden, sind sowohl auf das innere als auch auf das äußere Ende der Spindeln 56 zwecks Inberührungkommens mit den Augen 55 entsprechende Anschlagmuttern 58 und 59 aufgeschraubt.

Zum Einstellen der Einrichtung auf den gewünschten Anstellwinkelbereich können bei stillstehendem Propeller die Flügel durch Ausüben einer Kraft auf die Fliehgewichte 41 von Hand in ihre dem gewünschten höchsten bzw. kleinsten Anstellwinkel entsprechende Endlagen gebracht werden. So könnten die Flügel zum Einstellen eines bestimmten Arbeitsbereiches beispielsweise zuerst in die gewünschte höchste Anstellung

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übergeführt werden, indem die Fliehgewichte 41 so lange nach außen gezogen werden, bis

« durch einen Zeiger 62 des Ringes 57 auf einer Einteilung 61 an dem Kolben 51 der gewünschte Anstellwinkel angezeigt wird. Hierauf sind die die inneren einstellbaren Anschläge bildenden Anschlagmuttern 58 durch ein entsprechendes Verdrehen auf den Gewindespindeln 56 mit den Augen 55 in Berüh-

»o rung zu bringen und in dieser Lage festzustellen. Danach könnten die Flügel durch Bewegen der Fliehgewichte 41 in Richtung zur Propellerachse unter Beobachtung des Zeigers 62 auf der Einteilung 61 in eine dem

«5 gewünschten kleinsten Anstellwinkel ent-.sprechende Stellung gedreht werden, woraufdie - Anschlagmuttern 59 durch ein entsprechendes Verdrehen auf den Schraubspindeln 56 auf den gegenüberliegenden Seitenflächen der Augen 55 zur Anlage zu bringen sind.

In den Fig. 1 und 2 ist der Kolben 51 in der Form eines kappenartigen Körpers dargestellt, der mit der Außenseite eines Zylinders oder einer Büchse 65 zusammenarbeitet, die als eine Verlängerung der Nabe 1 in diese eingeschraubt ist. Um ein Entweichen der Steuerflüssigkeit aus dem Kolben 51 zu verhüten, ist der Zylinder 65 an seinem vorderen Ende durch einen Dichtungsring 66 abgedichtet. Um die Druckflüssigkeit zum Bewegen des Kolbens 51 von der Hohlwelle 3 nach dem vorderen Ende des Zylinders 65 gelangen zu lassen, ist zwischen den Zylinder 65 und die Welle 3 ein Rohr oder eine Büchse 67 eingeschaltet, die mit ihrem vorderen Ende vermittels einer Kupplung 68 in das eine Ende des Zylinders 65 eingesetzt ist, während das hintere Ende in die Hohlwelle 3 hineinragt. An ihrem inneren Ende ist, um zwischen der Büchse 6j und der Innenfläche der Hohlwelle 3 etwaige Undichtigkeiten zu verhindern, auf das innere Ende der Büchse 67 ein Dichtungsring 69 aufgebracht.

Wie die Fig. 1 zeigt, ist der Hohlraum der Welle 3 durch eine entsprechende Trennwand 70 in zwei Teile unterteilt, von denen der hintere in bekannter Weise das unter Druck stehende Schmieröl enthält, während der vor- -dere von diesem durch die Wand 70 getrennt ist. Um im Bedarfsfalle auch dem vorderen Teil des Wellenhohlraumes Druckflüssigkeit zuführen zu können, sind in diesem Wellenabschnitt von dem hohlen Innenraum radial nach außen gehende Öffnungen 71 vorgesehen. Die Öffnungen 71 münden in einen ringförmigen Kanal einer Büchse 72, weiche die Hohlwelle 3 umgibt und an dem vorderen Ende des Kurbelgehäuses 4 abgestützt ist. Die gemeinsame Druckflüssigkeit für das Schmiersystem und die Flügelsteuerung liefert eine beispielsweise als Zahnradpumpe ausgebildete Pumpe 75, die zu ihrem Antrieb von dem Motor aus mit der Welle 3 in kraftschlüssiger Verbindung steht und unter Vermittlung einer Leitung 76 aus dem Sumpf yj des Motorkurbelgehäuses 4 mit öl gespeist wird. Die Pumpe 75 preßt das Öl unter Druck durch ein Rohr 78 und entsprechende Kanäle 79 des Kurbelgehäuses 4 nach der Ringkammer der Büchse 72, von wo es über die Kanäle 71 in die Hohlwelle 3 und von da durch das Rohr 67 nach dem Kolben 51 gelangt.

Zum Regeln des Antriebs der vorbeschriebenen hydraulischen Flügelverstellvorrichtung kann in das Flüssigkeitssystem ein den normalen Entlastungsventilen — wie sie üblicherweise in den Druckschmieranlagen von Motoren angewendet sind — ähnliches einstellbares, federbelastetes Entlastungsventil 82 eingeschaltet werden. Bei Anwendung einer solchen Druckmittelsteuerung braucht also zur Durchführung der gewünschten Regelung der Flügelanstellung nur das Entlastungsventil 82 eingestellt zu werden, durch das dann selbsttätig der Flüssigkeitsdruck des Systems und damit die auf den Kolben 51 ausgeübte Kraft geregelt wird.

Sollen die Propellerflügel beispielsweise auf einen kleinen Anstellwinkel eingestellt werden, so braucht nur der durch das federbelastete Ventil ausgeübte Druck vergrößert zu werden, indem man das Stellrad 83 entsprechend dreht, um auf diese Weise den Druck im Flüssigkeitssystem 75, 78, 3, 51, 79 so weit ansteigen zu lassen, bis sich der Kolben S¹ entgegen der von den Fliehgewichten 41 ausgeübten Kraft bewegt.

Sollen die Propellerflügel dagegen aus der Lage der kleinsten Anstellung in eine einem höheren Anstellwinkel entsprechende Stellung bewegt werden, so braucht nur der in dem Flüssigkeitssysteni herrschende Druck durch ein entsprechendes Drehen des Stellrades 83 in der entgegengesetzten Richtung so weit herabgesetzt zu werden, bis die durch den Kolben 51 ausgeübte Kraft genügend klein geworden ist, damit sie zwecks Erhöhens der Flügelanstellung von der Fliehkraft der Ge-¹ wichte 41 übertroffen wird.

Zur Erzielung einer Regelung der Flügelblattanstellung ohne eine Änderung des in dem Schmiersystem des Motors herrschenden Öldruckes könnte in den Kanal 79 des Kurbelgehäuses 4 ein Dreiwegehahn 85 in der Weise eingeschaltet werden, daß auf die Hohlwelle 3 der volle Drude des Flüssigkeitssystems ausgeübt werden kann. Durch eine entsprechende Drehung des Dreiwegehähns 85 kann das Rohr 78 von dem Öldruckerzeuger abgeschaltet und das öl aus dem Kolben 51 ab-

gelassen werden. Wie in Fig. ι im Schnitt dargestellt ist, besteht der Dreiwegehahn 85 aus einer drehbaren Büchse 86, die mit ihrem offenen Ende in den Ringkanal der Büchse 72 mündet. Um die von der Pumpe 75 kommende Druckflüssigkeit der Hohlwelle 3 zuführen zu können, weist die Büchse 86 ferner eine kreisförmige seitliche Öffnung oder einen Kanal 87 auf, der in gleiche Flucht mit dem Kanal 79 des Kurbelgehäuses 4 gebracht werden kann.

Soll den Propellerflügeln eine' kleinere Anstellung gegeben werden, so ist der Dreiwegehahn 85 in die dargestellte Lage zu drehen, in der der Druckflüssigkeit ein Zutritt zu dem Kolben 51 gestattet ist. Soll den Propellerflügeln dagegen eine größere Anstellung gegeben werden, so ist die Büchse 86 so weit zu verdrehen, bis die öffnung 87 mit dem Kanal 79 außer Verbindung gekommen und damit der Kolben 51 von der Öldruckleitung 78, 79 abgeschaltet ist.

Um das Öl aus dem Kolben 51 abzulassen, ist der Dreiwegehahn 85 so lange weiterzudrehen, bis der Kanal 87 mit einem Kanal 88 in Verbindung kommt, durch den das öl unter Vermittlung eines Rohres 89 von dem Kolben 51 in den Sumpf 77 des Motorkurbelgehäuses 4 abfließen kann. Der Dreiwegehahn 85 ist zweckmäßig vermittels eines Kabels o. dgl. von der Steuersäule des Flugzeugführers aus bedienbar. ■

Im praktischen Betriebe wird der Druckflüssigkeit bei laufendem Motor eines noch nicht von dem Boden abgekommenen Flugzeuges der Zutritt zu der Hohlwelle 3 gestattet, um auf diese Weise unter Nachaußenbewegen des Kolbens S1 die Propellerflügel 2 in die durch die einstellbaren Anschläge 59 begrenzte kleinste Anstellung einzustellen. Hierdurch ist erreicht, daß dem. Motor zur Überwindung des dem Abkommen vom Boden entgegengesetzten Widerstandes eine höchste Kraft zur Verfügung steht. Sobald das Flugzeug bei waagerechter Fluglage etwa die Reisegeschwindigkeit erreicht hat, wird der Kolben 51 von dem Flüssigkeitsdruck entlastet, um auf diese Weise die Propellerflügel 2 unter Inberührungbringen der Anschlage 58 an den Augen 55 des Kolbens 51 unter dem Einflüsse der Fliehkraft der Gewichte 41 in ihre dem höchsten Anstellwinkel entsprechende Lage zu überführen.

In Fig. 9 sind schaubildlich die während des Fluges auf die Propellerflügel einwirkenden Kräfte sowie deren gegenseitige Beziehung unter den verschiedenen Anstellwinkeln der Flügel eingezeichnet. In diesem Schaubild stellen die Ordinaten die Verdrehungsmomente um die Flügelachsen in Pfund-Zoll und die Abszissen die den verschiedenen Stellungen des Kolbens 51 und der Fliehgewichte 41 entsprechenden Winkelstellungen der Flügel dar. Dabei sind einander entsprechende Stellungen des Kolbens der Fliehgewichte und der Propellerflügel in Fig. ι längs der Abszisse der Fig. 9 mit gleichen Bezugszeichen A, B. bzw. C bezeichnet.

Die gestrichelte untere Kurve E der Fig. 9 entspricht dem Verdrehungsmoment, das auf das Bestreben der Propellerflügel, sich unter der Wirkung der auf sie einwirkenden Fliehkräfte in die Nullage zu drehen, zurückgeht, während die obere gestrichelte Kurve/⁷ dem durch die Fliehgewichte 41 und die Verbindungsstangen 52 auf die Flügel ausgeübten Verdrehungsmoment entspricht. Das auf die Fliehgewichte 41 und die Verbindungsstangen 52 zurückgehende Verdrehungsmoment ist also im wesentlichen doppelt so groß als das, wie bereits weiter oben erläutert, in entgegengesetzter Richtung wirksam werdende, von der Komponente der Flügelmassenfliehkraft herrührende Moment.

Die Fliehgewichte 41 sollen zweckmäßig so bemessen sein, daß sie, wie in Fig·. 9 angedeutet, über den ganzen Anstellbereich ein im wesentlichen gleichförmiges Verdrehungsmoment F ausüben.

Die in Fig. 9 als eine volle Linie eingezeichnete Kurve G entspricht dem Unterschied der durch die Kurven F und E darstellenden Momente, d. h. dem von den Fliehgewichten herrührenden Verdrehungsmoment F, vermindert um das in entgegengesetzter Richtung wirksam werdende Verdrehungsmoment E der Propellerflügel. Mit anderen Worten, die Kurve G stellt das resultierende Verdrehungsmoment dar, das die Flügelanstellung unter der Wirkung der fliehkraftabhängigen Verstellkraft zu erhöhen sucht. Die obere voll eingezeichnete Kurvenlinie H entspricht demjenigen Verdrehungsmoment, das durch die den Kolben 51 beein- flussende Druckflüssigkeit auf die Propellerflügel ausgeübt wird. Das Verdrehungsmoment H kann im wesentlichen doppelt so groß werden wie das auf die fliehkraftabhängige Verstellkraft zurückgehende Verdrehungsmoment G. Das bei diesem auf dem Kolben 51 lastenden Flüssigkeitsdruck erzeugte und auf die Propellerflügel ausgeübte Verdrehungsmoment genügt also, um erstens das von der Fliehkraft herrührende Verdrehungsmoment und zweitens die auf den engen Sitz zwischen den Flügeln und der Nabe zurückgehende Reibung zu überwinden.

Ist der Kolben 51 dagegen von dem Flüssigkeitsdruck entlastet, so wird das auf die Fliehgewichte 41 zurückgehende Verdrehungsmoment F das durch die auf die Flügel ein-

wirkende Fliehkraft in entgegengesetzter Richtung ausgeübte Verdrehungsmoment E so stark überwiegen, daß das resultierende Moment G auch noch zur Überwindung des Reibungswiderstandes der Flügellagerung in der Nabe ausreicht und damit eine Verdrehung der Flügel nach ihrer großen Anstellung hin zur Folge hat.

Unter Umständen, wie insbesondere im ίο Falle von Militärflugzeugen, soll die Flügelblattanstellung selbsttätig geregelt werden, um unter den verschiedensten Betriebsbedingungen eine im wesentlichen gleichbleibende Motordrehzahl aufrechtzuerhalten und da- »5 mit dem Motor dauernd die größtmögliche Leistung entnehmen zu können. Zu diesem Zwecke kann eine Einrichtung nach Art der in Fig. 3 dargestellten Steuervorrichtung angewendet werden. Die hier gezeigte Einrichtung besteht aus einem zwischen der Pumpe 75 und der hohlen Motorwelle 3 in das Flüssigkeitssystem eingeschalteten fliehkraftabhängigen Regler 90, um mittels eines Ventilkörpers 101 die Zufuhr von Druckflüssigkeit *5 zu dem Kolben 51 entsprechend der Triebwerksdrehzahl zu regeln.

Die für die Zufuhr von Druckflüssigkeit zu dem Kolben 51 sorgende Pumpe 75 kann als die allgemeine Motorpumpe zum Hindurchdrücken von unter Druck stehendem öl durch das Schmiersystem des Motors herangezogen werden. Die Pumpe 75 steht dann über ein Rohr 91 mit einer die Hohlwelle 3 umgebenden Ringkammer 92 in Verbindung. Aus der Ringkammer 92 strömt das Öl durch eine hinter der Trennwand 70 vorgesehene Öffnung 93 in das Innere der Hohlwelle 3, um auf diese Weise den Motor in der üblichen Weise zu schmieren. Ein zweites Rohr 94 verbindet die Pumpe 75 mit dem Ventilkörper 101 des fliehkraftabhängigen Reglers 90.

Fällt die Motordrehzahl unter einen festgesetzten niedrigsten Wert, so dreht sich der nach Art eines Dreiwegehahnes ausgebildete Ventilkörper 101 in seine in Fig. 3 dargestellte Stellung, in der die Druckflüssigkeit aus dem Rohr 94 durch Kanäle 95 in das Innere des Reglers 90 und von da nach außen durch Kanäle 96 nach einem Rohr 97 fließen kann, das in eine Büchse 98 mündet, welche die Hohlwelle 3 umgibt und eine Ringkammer aufweist, die durch eine Öffnung 99 vor der Trennwand 70 mit dem Teil der Hohlwelle 3 in Verbindung steht, der zum Kolben 51 führt. Wächst die Motordrehzahl über die festgesetzte Solldrehzahl an, so wird der Ventilkörper 101, in welchem die Kanäle 95 und 96 ausgespart sind, entsprechend der höheren Motordrehzahl durch den fliehkraftabhängigen Regler 90 so verdreht werden, daß die Kanäle 95, 96 außer Deckung mit den zu den Rohren 97 und 94 führenden Öffnungen kommen. Bei einer weiteren Drehung des Ventilkörpers ι ο ι kommen die Kanäle 102 mit dem Rohr 97 und gleichzeitig auch die Kanäle 103 mit dem Abflußrohr 104 in Verbindung, so daß die im Kolben 51 enthaltene Druckflüssigkeit über den Ventilkörper 101 wieder in den Sumpf TJ zurückfließen kann.

In den Fig. 5 bis 8 ist der fliehkraftabhängige Regler 90 im einzelnen dargestellt; er kann an jeder beliebigen Stelle des Flugzeuges angebracht und über eine nicht dargestellte biegsame Welle, wie sie bei Flugzeugen beispielsweise zum Antrieb der Geschwindigkeitsmesser Anwendung finden, synchron zu dem Motor angetrieben werden. Die biegsame Welle kann, wie aus Fig. 5 ersichtlich, in bekannter Weise an das linke Ende der Reglerwelle 110 angeschlossen werden. Die Welle 110 wird daher mit einer der Motordrehzahl direkt proportionalen Drehzahl umlaufen. Der fliehkraftabhängige Regler 90 als solcher ist in ein Gehäuse 111 eingeschlossen, in welchem auch die Welle 110 gelagert ist.

In dem linken Endabschnitt des Gehäuses in befinden sich zwei Reglergewichte 112, die auf einem Flansch oder Rad 113 drehbar sind, das auf die Welle 110 aufgekeilt ist und zusammen; mit dieser umläuft. Wie am. deutlichsten aus der Fig. 8 hervorgeht, sind die Gewichte 112 mit je einer bogenförmigen Verzahnung oder einem Segment eines Innenzahnrades 114 versehen, die an diametral gegenüberliegenden Stellen in ein auf der Welle 110 drehbares Zahnrad 115 eingreifen. Um die Gewichte 112, wenn keine Fliehkräfte auf sie einwirken, in ihre innerste Lage ziehen zu können, sind entsprechende Zylinderfedern 116 vorgesehen. Die Verzahnungen

114 und das Zahnrad 115 sind so zueinander angeordnet, daß bei einer Bewegung der Gewichte 112 aus ihrer inneren in die äußere Lage das Zahnrad 115 gegenüber der Welle no um einen Winkel von etwa 30⁰ verstellt wird.

Wie aus Fig. 5 hervorgeht, steht das Zahnrad 115 mit einem Sonnenrad 117 ähnlicher Abmessungen in Verbindung. Das Sonnenrad 117 ist ^zu seiner Drehung mit dem Zahnrad

115 auf der Welle 110 drehbar. Mit dem Zahnrad 117 kämmen drei Planetenritzel 118, die, wie am deutlichsten aus Fig. 7 hervorgeht, an einem Speichenkranz 119 drehbar sind, der seinerseits auf der Welle Ho sitzt. Auf ihrer äußeren Seite kämmen die Planetenritzel 118 mit einem Innen- oder Ringzahnrad 120, das unter Befestigung an der Innenfläche des Gehäuses 111 den Speichenkranz 119 umgibt. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß der' Speichenkranz 119 während

des normalen Betriebes im wesentlichen mit der halben Drehzahl der Welle no in gleicher Richtung wie diese innerhalb des Gehäuses in umläuft.

S Auf der gegenüberliegenden Seite des Speichenkranzes 119 ist winklig zu den Planetenrädern 118 versetzt ein weiterer Satz an Planetenrädern 121 angeordnet. Die Planetenräder 121 kämmen auf ihren inneren Flächen mit einem auf die Welle 110 aufgekeilten Sonnenrad 122, während sie auf der 'äußeren Seite mit einer von dem Ventilkörper 101 getragenen Innenverzahnung 123 in Eingriff kommen. Das auf die Welle 110 aufgekeilte Zahnrad 122 stimmt im allgemeinen mit den auf der Welle 110 drehbaren Zahnrädern 115 und 117 überein, während die von dem Ventilkörper 101 getragene Innenverzahnung 123 im wesentlichen dem in dem Gehäuse 111 befestigten Ringzahnrad 120 entspricht. Wird die Welle 110 so langsam gedreht, daß die Reglergewichte in ihrer inneren Stellung verbleiben, so drehen sich die Zahnräder 115, 117 und 122 alle mit der gleichen Drehzahl wie die Welle 110, während der Speichenkranz 119 mit halber Wellendrehzahl in der gleichen Richtung wie diese umlaufen wird. Da die Sonnen-, Planeten- und Ringräder einander entsprechen, wird die Innenverzahnung 123 an dem Ventilkörper 101 stehenbleiben, während sich die Planetenräder 121, ohne dabei die Lage des Ventils 101 zu verändern, auf ihr abrollen werden.
Wird nun angenommen, daß die Welle 110 zum Stillstand kommt und die Reglergewichte 112 durch irgendeine äußere Kraft nach außen bewegt werden, so wird sich das Zahnrad 115 unter Mitnahme des Sonnenrades 117 gegenüber der Welle 110 um etwa 3°° verstellen. Dies hat zur Folge, daß sich der Speichenkranz 119 unter Abrollen der Planetenräder 118 innerhalb des Ringzahnrades 120 vorwärts bewegt. Da das Sonnenrad 122 fest mit der Welle 110 verbunden ist und sich daher bei festgehaltener Welle 110 ebenfalls nicht bewegen kann, so werden sich die Planetenräder 121 bei der fortschreitenden Bewegung des Speichenkranzes 119 auf ihm abrollen. Hierdurch ist erreicht, daß die am Ventilkörper 101 sitzende Innenverzahnung 123 in entgegengesetzter Richtung wie das sich infolge der Bewegung der Reglergewichte 112 drehende, Zahnrad 115 um. einen übereinstimmenden Winkel von etwa 30⁰ verstellt wird.

Eine Drehung der Innenverzahnung 123 um einen Winkel von etwa 30⁰ hat eine Bewegung des Ventilkörpers 101 .aus der in Fig. 3 veranschaulichten Stellung, in der ein Zutritt der Druckflüssigkeit zu dem Kolben 51 gestattet ist, in jene Stellung zur Folge, in der zum Ablassen des Öles aus dem Kolben 51 in den Maschinensumpf JJ die Kanäle 103 mit dem Rohr 104 in Verbindung stehen.

Wiei leicht zu erkennen ist, treten die vorerwähnten Relativbewegungen auch dann auf, wenn bei umlaufender Welle 110 die Reglergewichte 112 unter dem Einflüsse der auf sie einwirkenden Fliehkräfte verstellt werden. Drehen sich die Reglergewichte 112 gegenüber der Welle 110 in einer festen radialen Lage, so wird das Zahnrad 123 je nach der Lage der Gewichte zu der Welle 110 gegenüber dem Ringzahnrad in einer entsprechenden Lage stehenbleiben.

Werden die Gewichte 112 zu der Welle 110 dagegen in radialer Richtung bewegt, so wird die Innenverzahnung 123 gegenüber dem Ringzahnrad 120 und damit der Ventilkörper 101 gegenüber dem Gehäuse in verstellt werden.

Um die Solldrehzahl des Triebwerkes, zu deren Erzielung der fliehkraftabhängige Regler 90 die 'Stellung des Ventilkörpers 101 selbsttätig ändert, wahlweise von Hand einstellen zu können, ist an dem rechten Ende des Reglers 90 ein Bedienungshebel 130 vorgesehen, durch - den der Druck der der Drehung des Ventilkörpers 101 entgegenwirkenden Federn 131 entsprechend erhöht oder vermindert werden kann. Wie die Fig. 6 zeigt, sind die Federn 131 mit ihren einen Enden über einen Drehzapfen 132 an eine Scheibe oder Platte 133 angelenkt, die ihrerseits mit dem Ventilkörper 101 verbunden ist. An ihren gegenüberliegenden Enden sind die Federn 131 durch Stifte 134 an den Enden eines Armes 135 drehbar, der auf einen Wellenstumpf 136 aufgekeilt ist. Der Wellenstumpf 136 ist von dem Bedienungshebel 130 aus antreibbar. Wird die Welle 136 mit Hilfe des Bedienungshebels 130 im Uhrzeigersinne (Fig. 6) verschwenkt, so werden die Federn 131 stärker zusammengedrückt und setzen dadurch einer Drehung der Platte 131 und des Ventilkörpers 101 einen größeren Widerstand entgegen. Dies hat eine Erhöhung der Motordrehzahl zur Folge, bei welcher die Propellerflügel selbsttätig von dem kleinsten in den größten Anstellwinkel umgeschaltet werden.

Im Gegensatz hierzu wird durch ein dem Uhrzeigersinn entgegengesetztes Verschwenken der Welle 136 mit Hilfe des Bedienungshebeis 130 die Druckkraft der Federn 131 herabgesetzt. Dies hat eine Verringerung der Drehzahl zur Folge, bei welcher die Reglergewichte 112 zwecks Drehens des Ventilkörpers 101 in Wirkung treten. Die Propellerflügel werden daher in diesem Falle schon bei einer niedrigen Motordrehzahl von dem

kleinsten in den größten Anstellwinkel übergeführt. Mit Hilfe des Hebels 130 läßt sich also durch Ändern der Federspannung, mithin der Drehzahl, bei welcher eine Verstellung des Ventilkörpers ιοί eintritt, der Sollwert der Motordrehzahl regeln.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   i. Propeller mit um die Flügellängsachse drehbaren Flügeln, deren jeweiliger Anstellwinkel durch das Verhältnis einer fliehkraftabhängigen Verstellkraft zu einer dieser entgegenwirkenden Verstellkraft einer von Hand oder selbsttätig in Abhängigkeit von der Triebwerksdrehzahl gesteuerten hydraulischen Vorrichtung bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die fliehkraftabhängige, im Sinne einer Anstellwinkelvergrößerung arbeitende Verstellkraft sich ergibt als Unterschied zweier gegeneinander arbeitender Teilkräfte, deren größere durch mit dem Propeller umlaufende, mittels Lenkhebel (31,43) mit den Flügeln (2) verbundene Fliehgewichtspendel (41), deren kleinere durch die tangential zur Flügellängsachse wirksame Fliehkraftkomponente der Flügelmassen erzeugt wird, und daß der den Anstellwinkel der Flügelblätter vergrößernden Verstellkraft die von der hydraulischen Vorrichtung (75, 51 bzw. 75> 9°) S¹) ausgehende und erstere erforderlichenfalls überwiegende Verstellkraft der hydraulischen Vorrichtung im Sinne einer Verkleinerung des Flügelanstellwinkels entgegenwirkt.
2. 2. Propeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der hydraulischen Verstellkraft durch ein federbelastetes Entlastungsventil (82) einstellbar ist, welches den Druckmittelstrom zu und von einem den Fliehgewichtspendeln (41) entgegenwirkenden Kolben (51) regelt.
3. 3. Propeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei unveränderlich gelassenem Druck im Flüssigkeitssystem (75> 78/79.) 82) die Verstellung der Flügelblattanstellung mittels eines in der Druck- ^s° leitung zwischen Pumpe (75) und Kolben (51) eingebauten, vom Flugzeugführersitz aus bedienbaren Dreiwegehahnes (85) erfolgt.
4. 4. Propeller nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Druckmittel für den Kolben (51) liefernde Pumpe (75) mit dem Propellermotor in Antriebsverbindung steht und der den Druckmittelstrom zu diesem Kolben regelnde Ventilkörper (101) nach Art eines Dreiwegehahnes ausgebildet ist, dessen Stellung von einem vom Propellermotor angetriebenen fliehkraftabhängigen Regler (90) selbsttätig einstellbar ist.
5. 5. Propeller nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch Anschläge (58, 59), die auf mit dem Nabengehäuse (24) verbundene Gewindespindeln (56) einstellbar sind und die gegen außen am Kolben (51) vorgesehene Ansätze arbeiten.
6. 6. Propeller nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Regler (90) drehzahlabhängig gesteuerte Ventilkörper (101) für den Druckmittelstrom zum Kolben (51) zwischen der Pumpe (75) und der als Druckmittelleitung ausgebildeten hohlen Propellerwelle (3) eingeschaltet ist.
7. 7. Propeller nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwerpunkte der mit den Flügeln (2) durch Lenkhebel (31, 43) in Einstellverbindung stehenden Fliehgewichte (41) sich längs einer solchen Kreisbahn bewegen, daß die durch die Fliehgewichtspendel (41) auf die Flügel ausgeübte Verstellkraft über den ganzen Verstellbereich annähernd gleich bleibt.
8. 8. Propeller nach Anspruch 7, dadurch _go gekennzeichnet, daß die Fliehgewichte an den freien Enden von gekrümmten Pendeln (41), die an der Propellernabe (1) angelenkt sind, angebracht sind.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen