DE694168C - Luftschraube o. dgl. mit durch Druckfluessigkeit steuerbaren Drehfluegeln - Google Patents

Description

1940

AUSGEGEBEN AM
26. JULI 1940

REICHS.PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVi 694168
KLASSE 62 c GRUPPE 5 02

XIJ02C

Der Erfinder hat beantragt, nicht genannt zu werden.

Escher Wyss, Maschinenfabrik G.m.b.H. in Ravensburg Luftschraube ο. dgl. mit durch Druckflüssigkeit steuerbaren Drehflügeln

Patentiert im Deutschen Reiche vom 30. März 1938 ab
Patenterteilung bekanntgemacht am 27. Juni 1940

Die Priorität der Anmeldung in der Schweiz vom 1. April 1937 ist in Anspruch genommen

Die Erfindung betrifft eine Luftschraube . o. dgl. mit durch Druckflüssigkeit steuerbaren Drehflügeln, die durch einen an der Schraubenwelle gleichachsig verschiebbar geführten Steuerzylinder oder -kolben eines Druckflüssigkeitsmotors zwangsläufig verdrehbar sind. Bei einer bekannten Bauart einer derartigen Luftschraube werden die Drehflügel, sobald der Druck der Flüssigkeit, welche zu deren Verdrehung dient, einen festgelegten Wert unterschreitet, in eine bestimmte Grundstellung zurückgebracht, i,n der sie dann lediglich von einer Druckfeder gehalten werden und daher leicht zum Plattern kommen können.

Zweck der Erfindung ist, eine Luftschraube der erwähnten Art zu schaffen, bei welcher die Drehflügel augenblicklich in jeder beliebigen Steuerlage'festgehalten werden, sobald der Flüssigkeitsdruck, welcher zum Verstellen der Flügel dient, unter einen festgelegten Wert, sei es gewollt, infolge Absperrens ihres Zuflusses, ^oder ungewollt, infolge von Leckverlusten, Versagens der Pumpen u. dgl., fällt. Bei einer Luftschraube dieser Art, läßt sich auch der für das Verstellen der Schraubenflügel benötigte Flüssigkeitsdruck ausschalten, sobald stationäre Flugzustände vorliegen, d. h. sobald eine Verstellung der Flügel nicht mehr in Frage kömmt. Der Flüssigkeitsdruck zum Verstellen der Flügel läßt sich dann aufheben und trotzdem werden diese Flügel durch Stellglieder fest in der Lage gehalten, die genau dem betreffenden stationären Zustand entspricht. Auf diese Weise lassen sich Verluste an Druckflüssigkeit und an Leistungsverbrauch der Mittel zum Verstellen der Flügel auf ein Mindestmaß herabdrücken.

Erreicht werden diese Vorteile dadurch, daß bei der Luftschraube nach der Erfindung mindestens eine zur Feststellung des Steuerzylinders bzw. Steuerkolbens in jeder äugenblicklichen Steueflage innerhalb des gesamten Verstellbereiches geeignete und durch die Druckflüssigkeit entgegen· einer Federung außer Eingriff gehaltene Feststellvorrichtung vorgesehen ist, die bei Unterschreitung eines bestimmten Flüssigkeitsdruckes selbsttätig die sofortige Feststellung der Flügel in ihrer augenblicklichen Steuerlage bewirkt. ·

Auf den Zeichnungen -sind drei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt: Fig. ι einen Teil einer Luftschraube nach einer ersten Ausführungsform, teilweise;in Seitenansicht und teilweise in einem axialen Längsschnitt.

Fig. 2 ist teilweise eine Draufsicht zur Fig. ι und teilweise ein Schnitt nach der ίο Linie U-II der Fig. i.

Fig. 3 zeigt in derselben Weise wie Fig. ι eine zweite Ausführungsform, und

Fig. 4 ist teilweise eine Draufsicht zur Fig. 3 und teilweise ein Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3.

Fig. 5 zeigt in einem axialen Längsschnitt einen Teil einer dritten Ausführungsform, von der in .

Fig. 6 ein Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 5 und in

Fig. 7 ein Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 6 gezeigt ist.

In den Fig. 1 und 2 bezeichnet 1 das Nabengehäuse einer Luftschraube mit drei verstellbaren Flügeln 2. Die Wurzel jedes Flügels 2 ist mit einem Zapfen 3 versehen; von diesen ist nur einer in Fig. 1 ersichtlich. An jedem Zapfen 3 greift eine Verstellasche 4 an; sämtliche Laschen 4 sind an einen Zylin-. 30 der 5 angelenkt. Letzterer ist koaxial zu der als doppelwandiges Rohr 6 ausgebildeten Schraubenwelle angeordnet, die sich in Richtung der Drehachse der Luftschraube erstreckt. Die vom Rohr 6 gegebene, zentrale öffnung ermöglicht ein Schießen durch die Schraubennabe. Die zwei Wandungen des Rohres 6 begrenzen zwei voneinander unabhängige Gruppen von Längskanälen 7, 8, die über eine nicht gezeigte Ver.teilsteuervorrichfung an eine ebenfalls nicht gezeigte Flüssigkeitsdruckquelle, vorzugsweise eine öldruckquelle, angeschlossen sind. Im Zylinder 5 sind durch einen starr mit dem Rohr 6 verbundenen Kolben 9 zwei Räume 10, 11 gebildet. Je nach der Einstellung der erwähnten Verteilsteuervorrichtung fließt dem einen oder andern dieser Räume Drucköl zu, wobei dann aus dem anderen Drucköl abfließt, was eine Verschiebung des Zylinders 5 in der Achsso richtung der Luftschraube und dadurch eine Verstellung der Flügel 2 in dem verlangten Sinne zur Folge hat. Der Zylinder S ist am . Außenumfange mit drei in dessen Achsrich-• tung sich erstreckenden, zähnstangenartigen Schienen 12 versehen. Am Nabengehäuse 1 sind ferner drei kleine Hilfszylinder 13 befestigt, in denen sich Kolben 14 verschieben können. Der auf der einen Seite dieser Kolben 14 befindliche Raum 15 ist durch Leitunfio gen, von denen nur Teilstücke 25 gezeigt sind, an dieselbe Druckquelle angeschlossen wie die Kanäle 7,8 des Rohreso. Auf die andere Seite jedes Kolbens 14 wirkt eine gespannte Feder 16 ein. Die Kolben 14 sind ferner je durch eine Lasche 17 und einen Hebel 18 mit einem gemeinsamen Feststellring 19 verbunden, der koaxial zur Schraubenachse innerhalb eines starr mit dem Nabengehäuse 1 verbundenen Kranzes 20 drehbar gelagert ist und drei Zahnstangensegmente 21 trägt. Der Kranz 20 weist ferner drei vorstehende Finger 23 auf, welche je in eine Nut 22 von Führungsschienen 24 des Steuerzylinders 5 greifen und diesen gegen Verdrehung sichern.

Versagt bei der beschriebenen Verstellvorrichtung aus irgendeinem Grunde der zum Verstellen der Schraubenflügel 2 benötigte Flüssigkeitsdruck, d. h. sinkt er unter einen gewissen Mindestwert, so überwiegt in den HiJfszylindern 13 die Feder 16, so daß die Kolben 14 einwärts gedrückt und 'der Ring 19 als Folge davon so verdreht wird, daß dessen Zahnstangensegmeiite 21 in die zahnstangenartigen Schienen 12 eingreifen, wodurch der Steuerzylinder 5· festgestellt wird. ⁸S Die Luftschraube arbeitet dann wie eine Luftschraube mit festen Flügeln.

Die Verteilsteuervorrichtung, welche den Zufluß von Druckflüssigkeit nach den Zylindern 5 und 13 beherrscht, kann so ausgebildet ö° sein, daß sie sich jederzeit vom Führer beeinflussen läßt, so daß es letzterer in der Hand hat, die Stellglieder 14,17, 18 zur Wirkung zu bringen oder außer Tätigkeit zu setzen. Das bietet den Vorteil, daß die eigentliehen Verstellmittel der Flügel nur so lange in Tätigkeit zu sein brauchen, als unbedingt erforderlich ist, was die Ölverluste und die Abnutzung der Teile auf ein Mindestmaß zu beschränken gestattet. Anderseits gewähr- ^Io° leistet die beschriebene Bauart in der festgestellten Lage der Schraubenflügel einen durchaus sicheren Betrieb.

Ferner kann die Verstellvorrichtung so ausgebildet sein, daß die Feststellung der <°s Flügel augenblicklich erfolgt, wenn der Raum 10 undicht wird, während eine Feststellung bei einem Undichtwerden des Raumes 11 erst zu erfolgen braucht, nachdem auch der Raum 10 undicht wird. *

Die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der beschriebenen grundsätzlich dadurch, daß von drei vorhandenen Gruppen von Stellgliedern, welche je von der die Verstellmittel betäti- «·5 genden Flüssigkeit entgegen einer Federkraft beeinflußt werden, jede für sich allein den Steuerzylinder feststellen kann, im Gegensatz zur anderen Bauart, wo. die drei Gruppen von Stellgliedern 14, 17, 18 auf einen gemeinsamen Stellring 19 einwirken.

Bei dieser zweiten Ausführungsform be-

zeichnet 30 den relativ zu einem feststehenden, nicht gezeichneten Kolben sich verschiebenden Steuerzylinder, der koaxial zur Drehachse der Luftschraube angeordnet ist. Die axiale Verschiebung dieses Zylinders 30 wird mit denselben Mitteln wie beim ersten Ausführungsbeispiel erreicht, weshalb sich deren Darstellung und Beschreibung erübrigt. Der Zylinder 30 ist durch Laschen 31 in nicht gezeigter Weise mit den zu verstellenden Flügeln 32 der gezeigten dreiflügligen Luftschraube so verbunden, daß die Längsbewegung dieses Zylinders in' eine Drehbewegung der Schraubenflügel 32 umgesetzt wird. Außen am Zylinder 30 sind drei Zahnstangen 33 befestigt, die sich in dessen Achsrichtung erstrecken. 34 sind ebenfalls außen am Steuerzylinder 30 angebrachte Führungsschienen, die mit einer Längsnut versehen sind, in welche mit dem Nabengehäuse 35 verbundene Finger 43 eingreifen, wodurch der Zylinder 30 am Drehen verhindert wird. An dem Nabengehäuse 35 sind ferner drei Hilfszylinder 36 befestigt. Auf die in diesen Zylindern 36 verschiebbaren Kolben 37 wirkt einerseits derselbe Flüssigkeitsdruck ein, wie auf- die Verstellmittel für die Schraubenflügel 32, indem die Zylinder 36 durch Leitungen 38 in nicht gezeigter Weise an dieselbe Druckquelle wie diese Mittel angeschlossen sind. Anderseits wirkt auf jeden der Kolben 37 eine gespannte Feder 39 ein. Jeder Kolben 37 ist durch dessen Stange und Laschen 40 mit einem Kniehebel 41 verbunden, der einen Rie-

35. gel 42 betätigt.

Versagt in irgendeinem der Zylinder 36 der Flüssigkeitsdruck, so überwiegt die Feder 39, so daß der betreffende Kolben 37 einwärts gedrückt wird, was eine solche Verstellung des dem Kolben zugeordneten Riegels 42 zur Folge hat, daß dieser in die ihm zugeordnete Zahnstange 33 eingreift und dadurch den Steuerzylinder 30 verhindert, sich weiter in axialer Richtung zu bewegen, diesen also feststellt.

Bei der in den Fig. S bis 7 gezeigten Ausführungsform sind die Stellglieder des koaxial zur Drehachse der Luftschraube angeordneten, verschiebbaren Steuerzylinders nicht

So außerhalb, · sondern im Inneren desselben angeordnet. Der Zylinder ist in diesen Fig. S bis· 7 mit dem Bezugszeichen 50 belegt. Der feststehende Kolben, relativ zu welchem sich dieser Zylinder 50 verschieben läßt, setzt sich in Achsrichtung aus zwei Teilen 51, 52 zusammen. Auch in diesem Falle läßt- sich die axiale Verschiebung des Zylinders 50 dadurch erreichen, daß eine Druckflüssigkeit in den einen oder anderen der vom Kolben 51, 52 unterteilten Räume SS, 56 des Zylinders 50 geleitet wird. Letzterer weist am· Innenumfange eine größere Anzahl von Rillen S3 auf. Die Hilfsmittel zum Feststellen des Zylinders 50 weisen drei im Kolben 51, 52 verschiebbar angeordnete Hilfskolben 54 auf. Jeder Hilfskolben begrenzt zusammen mit dem Kolbenteil 51 einen Raum 58, in den von einer nicht gezeigten Druckquelle, an die sich auch die erwähnten Räume SS, 56 zu beiden Seiten des Kolbens 51, 52 anschließen lassen, Druck- 7°· flüssigkeit gelangen kann, wobei dann der betreffende Hilfskolben 54 entgegen der Wirkung einer Feder 59 in einer bestimmten Endlage gehalten wird. 60 (Fig. 5) bezeichnet ein Vorsteuerventil, welches den Zu- und Ab-' ^5 • fluß der Druckflüssigkeit zu den verschiedenen Räumen 58 beherrscht.

Ih Verbindung mit jedem Hilfskolben 54 sind zwei zu beiden Seiten desselben angeordnete, als Klinken 61 ausgebildete Gesperre vorgesehen, die zwischen den Kolljenteilen 51, 52 verschiebbar sind. Diese Klinken 61 sind an ihrem Außenumfange mit Zähnen 63 versehen, deren Querschnitt dem Querschnitt der Rillen 53 des Zylinders 50 entspricht. Jede dieser Klinken ist schwenkbar um einen Zapfen 62 (Fig. 6) angeordnet. Die verschiedenen Zapfen 62 sind in den Kolbenteilen 51, 52 gelagert. Jede schwenkbare Klinke 61 ist durch eine Stange 64 mit einem verschiebbaren Kreuzkopf 57 verbunden, der im zugeordneten Hilfskolben 54 quer verschiebbar ist. Die Gegenzähne 63 der verschiedenen Klinken 61 sind in der Achsrichtung des Zylinders So in bezug .aufeinander so versetzt, daß jeweils nur zwei diametral gegenüberliegende Klinken in die Nuten 53 des Zylinders 50 eingreifen können. In Fig. 6 sind die Klinkend und B in der Eingriffslage gezeigt, während die übrigen vier Klinken 61 in der Lage gezeigt sind, in welcher sie gegen die vorspringenden Teile der Rillen 53 anliegen, nicht aber in die Rillen selbst eingreifen können. Auf diese Weise läßt sich eine sehr genaue Einstellung des Zylinders 50 in der festgestellten Lage erreiclaen und damit auch eine genaue Einstellung der Schraubenflügel in einer bestimmten, einzuhaltenden Lage. Das Eingreifen von zwei diametral gegenüberliegenden Klinken 61 in die Rillen 53 des i»o Zylinders 50 findet dann statt, wenn der Flüssigkeitsdruck in den Räumen 58, die den' betreffenden Klinken zugeordnet sind, kleiner ist als die von den Federn 59 auf die betreffenden Kolben 54 ausgeübte Kraft. Durch die dann in -die Zylinderrillen S3 eingreifenden zwei Klinken 61 wird der Zylinder 50 an weiteren Längsbewegungen verhindert, womit auch die nicht gezeichneten Mittel zum Verstellender Schraubenflügel festgestellt werden.

Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß die Längsbewegung des Zylinders

50 durch Zapfen 65 auf die nicht gezeichneten

... Mittel zum Verstellen der Schraubenflügel übertragen wird. Die verschiedenen Zapfen 65 bilden mit einem Ring 66 ein Ganzes. S Dieser Ring 66 ist durch eine Mutter 67 am Zylinder 50 befestigt. Auch in diesem Falle wird der Zylinder 50 durch nicht gezeichnete Mittel, die an dem ebenfalls nicht gezeichneten Nabengehäuse angebracht sind, am Verdrehen gehindert.

Die beschriebenen Bauarten sind besonders geeignet für Luftschrauben mit zentraler, in Richtung der Drehachse der Luftschraube ■sich erstreckender öffnung für Durchschuß-

möglichkeit. Die Erfindung läßt sich jedoch ohne weiteres auch bei Luftschrauben mit axial geschlossenen Naben anwenden. Ferner läßt sie sich bei Gebläsen und Lüftern mit verstellbaren Flügeln, vor allem solchen axialer Bauart, anwenden, wenn es darauf ankommt, die Flügel in irgendeiner Lage ihres gesamten Verstellbereiches augenblicklich feststellen zu können. .

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   ι . Luftschraube o. dgl. mit durch Druckflüssigkeit steuerbaren Drehflügeln, die durch einen an der Schraubenwelle gleichachsig verschiebbar geführten Steuerzylinder öder -kolben eines Druckflüssigkeitsmotors zwangsläufig verdrehbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube mit mindestens- einer zur Feststellung des . Steuerzylinders (5 bzw. 30 bzw. 50) bzw. Steuerkolbens in jeder augenblicklichen Steuerlage innerhalb des gesamten Verstellbereiches geeigneten und durch die Druckflüssigkeit entgegen einer Federung (16 bzw. 39 bzw. 59) außer Eingriff gehaltenen.Feststellvorrichtung (12,21 bzw. 33,42 bzw. 53,61) ausgestattet ist, die bei Unterschreitung eines bestimmten Flüssigkeitsdruckes selbsttätig die sofortige Feststellung der Flügel in ihrer augenblicklichen Steuerlage bewirkt.
2. 2. Luftschraube o.'v^l. nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Gegenkraft (16) beeinflußten Stellglieder (14, 17, 18) auf einer den axia'l verschiebbaren Steuerzylinder (S) umgebenden, drehbaren und am Umfange mit zahnförmigen Fortsätzen (21) versehenen Ring (19) einwirken, dessen Fortsätze (21) beim Drehen in am Zylinder (5) vorgesehene Sperrvorrichtungen (12) eingreifen.
3. ' 3. Luftschraube o. dgl. nach den Ansprüchen ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von der-Gegenkraft (39 bzw. 59) 6₍> beeinflußten Stellglieder (37, 40," 41 bzw. 54; 57) 64) auf Sperrorgaoe (42 bzw. 61) einwirken, die bei Beeinflussung in am axial verstellbaren Steuerzylinder (30 bzw. 50) angebrachte Sperrungen (33 bzw. 53) eingreifen.
4. 4. Luftschraube o. dgl. nach den Ansprüchen i, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder (37,40) über Kniehebel (41) auf Sperriegel (42) ein- ₇„. wirken, die bei Beeinflussung in am Außenumfange des Steuerzylinders (30) angebrachte Verzahnungen (33) eingreifen.
5. 5. Luftschraube o. dgl. nach den Ansprüchen i, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder (54, 57, 64) im Inneren des axial verschiebbaren Steuerzylinders (50) angeordnet -sind und die Klinkengesperre (61) bei deren Beeinflussung in auf der Innenseite des Zylinders (50) angebrachte Rillen (53) eingreifen.
6. 6. Luftschraube o. dgl. nach den Ansprüchen i, 2, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß * die den Rillen (53) des Steuerzylinders (50) gegenüberliegenden Gegenzähne (63) der verschiedenen Klinken (61) in Achsrichtung des Zylinders (50) derart in bezug aufeinander versetzt sind, daß jeweils nur die Zahne zweier diametral gegenüberliegender Klinken _go (61) in die Zylinderrillen (53) eingreifen können.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen