DE700361C - Im Durchmesser verstellbarer Propeller fuer Flugzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen während des Fluges im Durchmesser verstellbaren Flugzeugpropeller mit radial gerichteten Flügeln. Bei den bekannten Ausführungen hat man die Propellerflügel in der Propellernabe so gelagert, so daß die Flügel mittels eines Verstelltriebes, der auf der Motorachse sitzt, radial nach außen verschiebbar sind. Ein Nachteil der bekannten Einrichtungen war der, daß die Propellerflügel verhältnismäßig hohes Gewicht haben und daß bei der hohen Drehzahl hohe Verstellkräfte erforderlich sind. Bei mehrflügeligen Propellern hat man weiterhin vorgeschlagen, die Flügelspitzen federnd aufzubringen. Dadurch ist aber nicht •mehr die Möglichkeit der willkürlichen Flügeleinstellung gegeben.

Nach der Erfindung werden die Nachteile der bekannten Propeller dadurch behoben, daß die Flügel mit der Propellernabe zu einem Hohlkörper baulich vereinigt, die Flügelspitzen in hohlen Flügelstümpfen teleskopartig geführt sind und der Einstelltrieb für die Flügelspitzen im Nabenteil des Hohlkörpers untergebracht ist.

Eine weitere Ausbildung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß die hohlen Flügelstümpfe eine schraubenartig verwun- ' dene Führung für die Flügelspitzen bilden, so daß bei der Durchmesserveränderung gleichzeitig eine Veränderung des Anstellwinkels der Flügelspitzen erfolgt. Hierdurch kann die Leistungsaufnahme des Propellers noch vergrößert werden.

Um während der Drehung des Propellers eine Betätigung der Einstellvorrichtung für die Flügelspitzeii vorzunehmen, steht der im Nabenteil des Hohlkörpers untergebrachte Einstelltrieb für die Fl^igelspitzem mit in einem Flugzeug fest angebrachten Stellzeug in Ein-Stellverbindung. Dieses arbeitet mit einem Laufring zusammen, der in seiner Neigung

gegenüber der Propellerdrehachse schwenkbar am Motorgehäuse gelagert ist. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind in dem Einstelltrieb Rutschkupplungen eingeschaltet, die am Ende des Verstellhubes für die Flügelspitzen die weitere Bewegung des iiinstelltriebes unwirksam machen, so dal.! gleichsinnig aufeinanderfolgend Verstellimpulse nur bis zum Erreichen der Flügel-ίο spitzenendlage wirksam werden.

Der Errmdungsgegenstand, der noch andere konkrete Ausführungsmöglichkeiten zuläßt, ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen:

ig Fig. ι einen Schnitt durch den Nabenteil des Propellers.

Fig. -2 einen ähnlichen Schnitt wie Fig. ι in einer anderen Selmittebene,

Fig. 3 einen Teilausschnitt aus dem Ver- ?.o stelltrieb,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Propeller, teilweise im Schnitt,

Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 2,
Fig. fi eine ähnliche Ansicht wie Fig. 5 bei anderer Stellung des Verstelltriebes und

Fig. 7 und 8 Seitenansichten in Draufsicht des Propellermittelstückes.

Auf der hohen Propellerwelle 1 sitzt die Hohlnabe des Propellers, die im wesentlichen aus dem Träger 2 gebildet wird, welcher beiderseits durch Deckel'3 bzw-. 4 abgedeckt ist. Der Teil 4 bildet gleichzeitig die Führungsbuchse 5. mit der der Propeller auf die Welle ι aufgesetzt und durch übliche Nuten '> gegen Verdrehen gesichert ist. Außerdem dienen aber die Deckel 3 und 4 gleichzeitig noch zur Lagerung des noch später zu beschreibenden Verstelltriebes.

In den Träger 2 sind die Flügelstumpfe 7 eingesetzt. Diese sind hohl und laufen nach den freien Enden in eine Führung 8 für die Flügelspitzen 9 aus.

Im Innern des Trägers 2 ist unter Zwischenschaltung von Druckkugellagern 10 die in der Flügellängsachse verlaufende Verstellspindel 11 für die Flügelspitzen gelagert. Zu jedem Propelierfiügel gehört eine solche Verstellspindel. Die Flügelspitzen 9 führen sich an ihrem nach der Nabe zu liegenden Ende vermittels einer fest mit den Spitzen verbundenen Mutter 12 auf dem Gewindeteil der \erstellspindel 11 in der Weise, dal.) beim \erdrehen der Spindel 11 eine Längsverschiebung der Flügelspitzen 9 in ihren Führungen X und damit eine Durehmesserveränderung des Propellers erfolgt. 13 ist ein am Ende der Verstellspindel angebrachter Anschlag zur Begrenzung der Bewegung der Spitzen 9. Im übrigen sind die Flügel spitzen in der Innenwand der Flügel stumpfe gelagert, so dal.) die an den FlügeJspitzen angreifenden Verwin-

dungskräfte durch die Flügelstümpfe aufgenommen und nicht auf die Verstellvorrichtung übertragen werden.

Auf den nach der Nabe zu liegenden Enden trägt jede Verstellspindel 11 ein Kegelrad 14, das je auf ihrer Nabe noch ein Schneckenrad 15 fest aufgekeilt hat. Sämtliche Kegelräder 14 stehen gleichzeitig im Eingriff mit einem gemeinsamen um die Buchse 5 mit Nadellagern laufenden Kegelrad 16, welches die gleichzeitige, gleichsinnige und gleichmäßige Bewegung aller Verstellspindeln 11 herbeiführt.

Die Betätigung der Verstellspindeln 11 und damit die Durehmesserveränderung des Propellers erfolgt durch Verstelltrieb, von denen je einer einem Propellerflügel zugeordnet ist und die in noch später zu beschreibender Weise bei einer Verstellung abwechselnd zur Wirkung kommen. Ein jeder solcher Verstelltrieb wird gebildet aus einer in Lagern

17 unter Zwischenschaltung einer Büchse 19 am Lagerdeckel gelagerten Achse 18 (vgl. auch Fig. 3). Die Büchse 19 und die Achse

18 sind, wie es Fig.3 deutlich erkennen läßt, durch eine Rutschkupplung 20 miteinander gekuppelt. Fest aufgekeilt auf der Büchse 19 sitzt eine nicht selbstsperrende Schnecke 21, die mit dem Schneckenrad 15 auf der Verstellspindel 1 j zusammenarbeitet. Auf dem über das Ende der Büchse 19 hinausragenden Teil der Achse 18 sitzt ein weiteres Zahnrad 22, von welchem aus die Verstellung eingeleitet wird. Hs ist erkennbar, daß die Be- ⁹*> wegungsübertragung von dem Triebrad 22 nach der Schnecke 21 und damit nach der Verstellspindel n durch die Rutschkupplung unterbrochen wird, sobald irgendein Hindernis bei der Verstellung der Propellerspitzen auftritt.

Oberhalb des Zahnrades 22 ist in dem Deckel 3 eine Führungsbüchse 23 untergebracht. In der F'ührungsbüchse 23 gleitet längs verschiebbar und drehbar ein weiterer Rohrkörper 24, der auf seinem Umfang mit zwei aufgesetzten Verzahnungen 25 und 26 ausgestattet ist. Die Verzahnungen sind um 90° gegeneinander versetzt. Die aufgesetzte, sich um etwa 6o° über den Umfang vom Rohr 24 erstreckende Verzahnung gestattet das Heraustreten der Zähne, des Rohres 24 aus den Zähnen des Stirnrades 22. Im Innern der verzahnten Büchse 24 liegt längs verschiebbar ein Stellstift 2¹J, 28 zum Ausklinken einer Arretiervorrichtung, deren Bedeutung später erläutert werden soll.

Wie Fig. 2, 5 und 6 deutlich erkennen lassen, ragt die verzahnte Hülse 24 über die hintere Stirnfläche der Propellernabe hinaus. An einem Ende trägt die Büchse eine Verlängerung 28 von geringem Durchmesser, 'auf

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deren Umfang spiralförmig verlaufende Führungsnuten nach Art von Gewindegängen 29 vorgesehen sind und mit deren Hilfe sich die Büchse 25 um 90° je um ihre Achse dreht, wenn die mit den Kugeln 31 versehene Mutter, die in die Spiralnuten 29 eingreift, auf Spindel 28 auf und ab läuft. Die Mutter ist in ihrem Ring 35 gegen Drehung gesichert. Am Ende besitzt der Teil 28 noch einen Anschlag 32, gegen den die Mutter 30 gegenläuft, wodurch der Drehhub beschränkt ist und bei der Weiterbewegung die ganze Rohrspindel 24 parallel zur Achse des Propellers bewegt wird. Die Drehung mit Hilfe der Mutter 30 und der spirallaufenden Nut 32 beträgt bei -der gesamten Hubbewegung der Hülse 24 90⁰, und zwar bei dem Hinundzurücklaufen nach rechts und dann wieder nach links drehend. Bei dem gesamten Hub wird nicht nur diese Drehung durchgeführt, sondern auch die Hülse 24 eingeschoben und beim Rücklauf wieder zurückgezogen. Diese Bewegung macht jede Hülse jedes Propellerflügels.

Die Nut 30 sitzt gelenkig in einem um die Propellerachse herumreichenden Stellring 33. Sie ist aber in diesem gegen Drehung um ihre eigene Achse gesichert. An dem gleichen Ring 33 sind auch die sämtlichen den anderen Verstelltrieben zugeordneten Verstellmuttern angeschlossen. Der Ring 33 lagert unter Zwischenschaltung von Kugeln 34 frei drehbar in einem Außenring 35, der beispielsweise am vorderen Ende des Motorblocks in horizontal lagernden Zapfen 36 eines Lagers 37 in seiner Neigung veränderbar gelagert ist. Diese Aufhängung des Ringes 35 ergibt die Möglichkeit, den Stellring 35 und damit auch den Innenring in seiner Schräglage gegenüber der Propellerdrehachse zu verändern. In Fig. 3j S ^und 6 ^sm<i die Stellungen des Stelltriebes bei Schaltung »Flügelspitzen ausfahrend« und »Flügelspitzen einfahrend« dargestellt. Der Ring 35 läßt sich aus der Stellung I über die Nullstellung in die Stellung II verschwenken. Die Nullstellung ist die Stellung, wo keine Verstellung der Flügelspitzen erfolgt. Befindet sich der Ring in der Stellung gemäß Fig. 2 und 5, so läuft der Innenring bei Drehung des Propellers in dem Außenring 35 ab. Bei einer halben Umdrehung der Luftschraubenwelle gelangt die untere Hülse 24 in die obere Stellung. Bei dieser Bewegung wird die Mutter 30 auf ihrer Spindel verdreht. Sie läuft bis an den Anschlag 32, wo schließlich die Büchse 24 um 90⁰ gedreht wird, so daß die Verzahnung 20 in das Zahnrad 22 eingreift. Gleichzeitig dreht die entsprechende Hülse 24 des gegenüberliegenden Triebes durch Zurücklaufen der diesem zugehörigen Mutter 30 mit ihrer Verzahnung aus dem Zahnrad 22 heraus. Bei der weiteren Bewegung drehen die Zähne 26 der unteren Hülse--das Rad 22 um einen bestimmten Winkel, wodurch die Übertragungsräder 14, 15, 16 auf die Schraubspindel der Flügelspitzentriebe übertragen. Die Bewegung ist beendet, wenn die untere Hülse in die obere Stellung gelangt. Gleichzeitig wird bei dieser Bewegung über den Zahnstangentrieb 49, 50 die Stange 27 verschoben. Wenn die Endstellungen der Flügelspitzen erreicht sind, so ist die Stange 2"j so weit herausgeschoben, daß sie bei der Umdrehung des Propellers das Klinkenschaltwerk zur Betätigung des Stellringes 35 auslöst. Dieses sitzt auf der Oberseite des Motorgehäuses und ist vom Führersitz aus zu bedienen. Es besteht im wesentlichen aus einer gelenkig an der Außenseite des Ringes 35 angreifenden Zugstange 39. Auf dem Flugzeugrumpf oder Motorgehäuse lagert unterhalb der Zugstange 39 in einem Führungsbock 40 eine Klinke 41, 42, die unter Federwirkung stehend mit dem Teil 41 in die auf der Unterseite der Stange 39 vorgesehenen Rasten 43 einrastet. Gleichzeitig lagern an der Bedienungsstange 39 Winkelhebel 44, die untereinander durch ein Verbindungsglied 45 gekuppelt und mit einem Seilzug 46 verbunden sind. Durch Ziehen an dem Seilzug 46 werden die Hebel im Uhrzeigersinn entgegen der Wirkung der Feder 47 derart ver-'schwenkt, daß die Klinke 41 aus den Rasten 43 herausgedrückt wird, wodurch der ganze Verstelltrieb für eine L^Tmstellung freigegeben wird. Trifft die Stange 27 mit ihrem vorderen keilartig abgeschrägten Ende gegen die Klinke 42, so wird diese mit ihrem Sperrzahn 43 aus der Rast ausgehoben. Die Zug- >»» stange 39 wird durch Federwirkung zurückgeschnellt, so daß der Ring 35 in die Nullstellung selbsttätig tritt. In dieser Nullstellung erfolgt kein Hub der Hülse 24, so daß auch damit die weitere Bewegung der ">5 Propellerspitzen aufhört.

Zum Zwecke der Rückbewegung der Flügelspitzen muß der Stellring 35 in die Stellung gemäß Fig. 6 (Stellung II) übergeführt werden. In dieser Stellung werden die Büchsen so weit in die Hohlnabe hineingeschoben, daß die zweite Verzahnung 25 im Bereiche des Zahnrades 22 liegt. Die Verzahnung 25 liegt um 90° versetzt. Die Rückbewegung erfolgt genau in der gleichen Weise »»5 wie die Vorbewegung.

Um die Steuerstange 2j zu betätigen, ist diese an ihrem rückwärtigen Ende als Zahnstange 49 ausgebildet, die mit einem Zahnsegment 50 zusammenarbeitet. Das Zahnsegment 50 bildet einen Teil mit einem Kegelradsegment 51 und lagert auf einer Achse 52.

Claims (8)

1. Pie Achse 52 wird in Lagerböcken 53 am vorderen Lagerdeckel 4 gehalten. Der Lagerdeckel 4 besitzt gleichzeitig auch eine Führungsbuchse 54 für die Führung des freien Zahnstangenendes 4«). Außerdem lagert an dem Lagerdeckel 4 in Lagern 55 eine Achse 50, die ihrerseits ein mit dem Zahnsegment 51 zusammenarbeitendes Kegelrad 57 und andererseits ein Schneckenrad 58 trägt. Das »o Schneckenrad 58 steht in Eingriff mit einer Schnecke 59, die auf der Büchse 5 drehbar lagert und durch eine Zahnkupplung Ίο mit dem gemeinsamen Verstellrad 16 fest gekuppelt ist. Da die jeweilige Lage des Steuerbolzens 27 einer ganz bestimmten Lage der Flügelspitzeu entspricht, kann dieser unter Vermittlung«eines ruhenden Tasters gegenüber dem rotierenden Steuerstift zur Anzeige der Flügelstellungen im Führerstand benutzt werden.

   Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende:

   In der Normalstellung, also in der Stellung, wo keine Veränderung der Propellerspitzen erfolgen soll, liegt der Stellring 33, 35 in der Ebene, die in Fig. 2 mit ο bezeichnet ist. Soll eine Verschiebung der Propellerspitzen 9 bewirkt werden, so muß der Ring 33, 35 gegenüber der Nullage in eine Schräglage A übergeführt werden. In der in Fig. 2 eingezeichneten Stellung λνε^ΐεη gerade die Propellerspitzen 9 nach außen gefahren. Das, Übersetzungsverhältnis des ganzen Triebes ist so gewählt, daß etwa die gesamte Ver-Stellbewegung von der Innenlage zur Außenlage der Flügeleiiden während ¹Z₂ Minute ausgeführt ist. Wenn zugrunde gelegt wird, daß der Propeller mit einer normalen Drehzahl von ι f>oo L'mdr.iAIin. läuft, so würde dies heißen, daß die Verstellung nach 801 > Umdrehungen beendet ist.

   Bei dem Umlauf des Propellers läuft auch der Innenring 33 in dem ortsfesten Ring i5 um. Sind die Ringe schräg gestellt, so hat dies zur Folge, daß die Muttern 30 axial auf dem Teil 2^ der Zahnbüchse 24 verschoben werden. Infolge der gewindegangähnlichen Steigung der Spiralnuten 29 auf dem Teil 28 erfolgt zunächst eine Drehung der Büchse 24 um 90°, und zwar in eine solche Stellung, in der der Zahnteil 26 mit dem Zahnrad 22 in Eingriff steht. Bei der weiteren axialen Bewegung trifft die Mutter 30 an die Zahnbüchse 24 au, wodurch nunmehr diese die axiale Bewegung der Mutter 30 mitmacht. Durch den mit dem Zahnrad 22 in Eingriff stehenden Zahnt dl 26 wird die Achse 18 verdreht. Von hier erfolgt die Weiterleitung der Bewegung über die Schnecke 21 und das f>» Schneckenrad 15 nach der Verstellspindel it. Da andererseits bei einem zweiflügeligen Pro peller beide Verstellspindeln 11 über ihre Kegelräder 14 mit dem gemeinsamen Kegelrad 16 in Eingriff stehen, so werden beide Spindeln um ein gewisses Maß verdreht, was eine radiale Verschiebung der Propellerspitzen 9 zur Folge hat.

   Bei einer halben Umdrehung des Propellers ist die axiale Verschiebung der Büchse 24 beendet. Es erfolgt die Umkehr in der ■ Axialbewegung der Mutter 30, d. h. die Mutter 30 gleitet zunächst auf dem Gewindeteil 28 ab, was wieder eine Rückdrehung der Büchse 24 zur Folge hat.

   Der Zahneingriff 26, 22 wird gelöst, und die Zahnbüchse kann nun zurückgezogen werden, sobald die Mutter 30 an den Anschlag 32 antrifft. Die Triebbewegung ist für diesen eben erwähnten Triebteil unterbrochen. Im gleichen Augenblick aber hatte der dem anderen Propellerflügel zugeordnete Verstelltrieb seine Tiefstellung, wodurch, wie bereits vorher beschrieben, der dazugehörige Verstelltrieb eingerückt worden ist, so daß nunmehr bei der nächsten halben Umdrehung des Propellers die weitere Verstellbewegung von der anderen Seite her eingeleitet wird. Bei jeder Umdrehung des Propellers arbeitet während der ersten Hälfte die Verstellvorrichtung des einen Propellerflügels und während der zweiten Hälfte die dem zweiten Propellerflügel zugeordnete Verstelleinrichtung, so daß der Verstellvorgang nicht unterbrochen wird, zumal beide Verstelltriebe wieder auf das gemeinsame Mittelrad 16 arbeiten.

   Sobald das richtige Maß der Verstellung erreicht ist, beispielsweise der größte Durchmesser des Propellers, wird die weitere Verstellbewegung unterbrochen. Dies erfolgt da- κ»⁰ durch, daß während der Verstellbewegung über die Teile 59, 58, 57, 51, 50 und 49 die Steuerstange 27 so weit hinausgeschoben wird, bis sie am Ende der Verstellbewegung mit ihrem Ende 48 die Sicherheitsklinke 42 auslöst. Dadurch wird der Steuerring 35 freigegeben und unter Federwirkung in seine neutrale Lage gezogen.

   Soll der Propeller in seinem Durchmesser wieder verringert werden, so wird der ganze no Vorgang umgekehrt, d. h. der Ring 35 wird in die Stellung R gemäß Fig. 2 geschwenkt. Es kommt dann der Zahnteil 25 zur Wirkung. Es ist die gleiche Arbeitsweise gegeben wie vorher, so daß sich eine nochmalige Be- i>5 Schreibung dieses Vorganges erübrigt.

   Pa τ ii ν τ λ ν s i' κ ü c H E :

   i. Während des Fluges im Durchmesser verstellbarer Flugzeugpropeller mit radial i»o gerichteten Flügeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel mit der Propellernabe

   zu einem Hohlkörper baulich vereinigt, die Flügelspitzen in hohlen Flügelstümpfen teleskopartig geführt sind und der Einstelltrieb für die Flügelspitzen im Nabenteil des Hohlkörpers untergebracht ist.
2. 2. Propeller nach Anspruch i, 'dadurch gekennzeichnet, daß die hohlen Flügelstümpfe eine schraubenartig verwundene Führung für die Flügelspitzen bilden, derart, daß eine Durchmesserveränderung gleichzeitig mit einer Veränderung des Anstellwinkels der Flügelspitzen verbunden ist.
3. 3. Propeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im Nabenteil des Hohlkörpers untergebrachte Einstelltrieb für die Flügelspitzen mit in einem Flugzeug fest angebrachten Stellzeug In Einstellverbindung steht.
4. 4. Propeller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der aus selbstsperrenden Schnecken (19) und Schneckenrädern (15) bestehende Einstelltrieb für die Flügelspitzen über eine den Nabenteil (3) des Propellers durchsetzende Zahnstange (24, 25, 26) betätigt wird, deren außenliegendes Ende (28, 29) mit einem Stellring (33) umläuft, der in einem am Motorblock (38) gehalterten und in seiner Neigung zur Propellerumlaufachse durch ein Gestänge (39 bis 47) veränderbaren Ring (35) gelagert ist.
5. 5. Propeller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (24, 25, 26) am außenliegenden Ende mit einem Fühlstift (28) ausgestattet ist, der die jeweilige Stellung der Flügelspitzen kenntlich macht.
6. 6. Verstellbarer Propeller nach Ansprach 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichung der Endstellungen für die Flügelspitzen der Verstellantrieb sich selbsttätig abschaltet.
7. 7. Propeller nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Einstelltrieb für die Flügelspitzen Rutschkupplungen eingebaut sind, die bei Erreichung 'der Endstellungen der Flügelspitzen schleifen.
8. 8. Propeller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellung (35) in seiner Neigung gegenüber der Propellerumlaufachse vom Führersitz aus über Vierstellglieder (3g bis 46) durch Rastern (41, 43) in seinen einzelnen Stelhingen gesichert ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen

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