LU84581A1 - Schwenkbarer propellerantrieb - Google Patents

Description

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Schwenkbarer Propellerantrieb

Die Erfindung betrifft einen schwenkbaren Propellerantrieb der bei Land-, Wasser-, Schienen- und Luftfahrzeugen Verwendung finden kann, wobei dieser 5 schwenk-und einklappbare Propellerantrieb insbesondere als Hilfsaggretat zum selbständigen Starten und Aufsteigen von Segelflugzeugen geeignet ist.

Segelflugzeuge werden bekanntlich von kleinen Sportflugzeugen in Schlepp genommen,bis eine gewünschte 10 und/oder geeignete Höhe erreicht ist, um nachher erst den eigentlichen Segelflug durchzuführen. Wegen dieser „ umständlichen Verfahrensweise hat man versucht, selbst startende Segelflugzeuge zu bauen. Zu diesem Zweck musste natürlich auf das Gewicht und auf die Aerodynamik 15 geachtet werden, um die gewünschte Leistung am Segelfliegen zu erhalten.

Somit wurden schwenkbare Propellerantriebe gebaut, die sich in den Rumpf des Segelflugzeuges einklappen lassen, sobald sie nicht mehr für den Antrieb gebraucht werden, um 20 keinen zusätzlichen Luftwiderstand zu erhalten bzw. um diesen Widerstand so gering wie nur möglich zu halten.

Eine bestehende Ausführung eines solchen schwenk-und einklappbaren Propellerantriebes weist einen um einen festen Punkt drehbaren Mast auf, der an seinem gegenüber-25 liegenden Ende den eigentlichen Motor und den Propeller trägt. Der gesamte Antrieb wird durch einen ferngelegenen Kurbelmechanismus eingefahren, wobei sich der Mast um seinen festen Befestigungspunkt dreht. Sobald der Propellerantrieb eingefahren ist, kann der Rumpf durch eine oder 30 mehrere Klappen geschlossen werden, damit seine gute Aerodynamik gewährleistet bleibt.

Diese bekannte Ausführung weist jedoch den Nachteil auf, dass aus räumlichen Gründen unbedingt ein luftgekühlter Motor eingesetzt werden muss. Zudem muss die im Flug-35 zeugrumpf angebrachte Öffnung gross genug sein, um den Motor mit seiner Auspuffanlage und den Propeller, der durch eine getrennte Vorrichtung in geeignete Stellung gebracht wird, hindurch zu lassen. Ausserdem bietet, bei _ l,j -2- ausgefahrenem Propellerantrieb, das Aggregat einen beträchtlichen Luftwiderstand an und verringert so die Leistungsfähigkeit des Flugzeuges.

Als wichtigste Nachteile müssen jedoch die Lärm-5 entwicklung im betrieblichen und ausgefahrenem Zustand und die Verschiebung des Schwerpunktes angesehen werden, sobald das Aggregat eingefahren wird. Dies führt zu unerwünschten Verhalten des Segelflugzeuges, welche die aerodynamischen sowie die flugmechanischen Eigenschaften 10 unerwünscht beeinflussen.

Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform wird der Mast durch einen direkt angetriebenen Kurbelmechanismus um seinen festen Drehpunkt geschwenkt. In diesem Falle treffen die gleichen Bemerkungen zu wie bei der 15 ersten Ausführungsform und es können wesentlich die gleichen Nachteile aufgezählt werden.

In einer anderen Ausführungsform schwenkt der Mast nicht mehr um einen festen Punkt sondern um einen sich auf einem Gleitstück befindlichen Punkt. Dieses Gleit-20 stück wird auf einer Führungsschiene bewegt. Bei dieser bekannten Ausführungsform ist der Antriebsmotor getrennt im Flugzeugrumpf angebracht, so dass der Mast nur den Propeller und die Übersetzung zu tragen hat. Obwohl in diesem Falle die Schwerpunktverschiebung besser angelegt 25 ist, weist dieser Antrieb folgende Nachteile auf :

Zuerst muss ein KupplungsSystem vorgesehen sein, das meist als Zentrifugalkupplung vorliegt, das die Verbindung zur Kräfteübertragung in ausgeklapptem Zustand wieder herstellt. Zum zweiten werden die Propeller-30 Vibrationen zur Führungsschiene geleitet. Zudem sind · durch diesen Aufbau die dimensionalen Möglichkeiten des Propellers begrenzt, welche durch die unzureichende Stabilität der lösbaren Kupplung zustande gekommen ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, einen 35 schwenk-und einklappbaren Propellerantrieb zu schaffen, der bei Land-, Wasser-, Schienen- und Luftfahrzeugen Verwendung finden kann und der die vorhergenannten Nachteile der bekannten Vorrichtungen weitgehend ausschaltet / « /1/1 -3- und darüber hinaus wesentliche Gewichts- als auch Leistungsvorteile einbringt.

Erfindungsgemäss ist der an einem Ende,den Propeller tragenden Mast am anderen Ende um einen geführten Punkt 5 schwenkbar gelagert, wobei eine Pleuelstange, deren erstes Ende um einen festen Punkt drehbar gelagert ist, mit ihrem entgegengesetzten Ende drehbar am Mast befestigt ist, wobei der Antriebsmotor durch eine Kraftübertragung ohne lösliche Vorrichtung mit dem Propeller verbunden ist.

10 Während der Mast an seinem unteren Ende geführt wird, dreht er also um den Befestigungspunkt der Pleuelstange, die ihrerseits um einen sich unterhalb des unteren Mastendes befindlichen Punkt geschwenkt wird. Somit wird erreicht, dass der Schwerpunkt in ein und derselben, 15 etwa im wesentlichen in einer senkrechten Ebene verbleibt, vom ausgefahrenen Zustand an bis zur eingefahrenen Position. Dies wirkt sich vorteilhaft auf das flugmechanische Verhalten des Flugzeuges beim Ein-bzw. Ausfahren der Vorrichtung aus.

20 Durch die besser angelegte Stützung des Mastes und die somit besser verteilten Schub-als auch die Massenkräfte Weist die erfindungsgemässe Vorrichtung eine wesentlich bessere Stabilität auf und unterbindet dementsprechend die Vibrationen.

25 Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann aufgrund der verringerten Massen vorteilhafterweise mit leichteren Baumaterialien hergestellt werden, was sich natürlich positiv auf die Gesamtmasse des Flugzeuges auswirkt.

Der nach der Erfindung gebaute einklappbare 30 Propellerantrieb erlaubt ebenfalls eine grössere Freiheit in der Wahl der Propellermasse, da die Vorrichtung den Belastungskräften besser standhält und da die genannte Vorrichtung kompakter aufgebaut ist.

Da die erfindungsgemässe Vorrichtung so vorgesehen Î35 ist, dass sie ohne weiteres ohne lösliche betrieben werden kann, wird die Kraftübertragung sehr einfach.

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Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungs-form des einklappbaren Propellerantriebes besteht die Kraftübertragung vom Motor zum Propeller aus mindestens drei Stufen, wobei jede Stufe durch Riemen mit der 5 nächsten Stufe verbunden ist.

Ausserdem ist eine lösbare Einrastvorrichtung vorgesehen , um in aus-oder eingeklappten Zustand den Mast zu tragen und zu verriegeln.

Weitere Vorteile der doppelten Kraftübertragung 10 von Pleuel auf Propellermast bietet die Möglichkeit, ein Wechsel der Kraftübertragvingsebene vorzunehmen, etwa mittels eines Winkelgetriebes an der Verbindung zwischen Pleuel und Mast um damit den Mastantrieb in eine Ebene parallel zur Propellerdrehachse zu verlegen.

15 Die Riemen-bzw. Keil-oder Zahnriemenübersetzung kann natürlich auch durch einen Ketten-oder Kardan-antrieb ersetzt werden.

Die drei Stufen sind vorzugsweise der untere Befestigungspunkt der Pleuelstange, der Befestigungs-20 punkt der Pleuelstange am Propellermast und der Propelleranschluss selbst. Da die Abstände zwischen diesen genannten Punkten während des Ein-bzw. Ausfahrens gleich bleiben, kann die Übersetzung ebenfalls " eingeklappt " werden, so dass keine Kupplung vorgesehen werden muss, die nur 25 Platz und Gewicht kostet.

In einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung besteht der geführte Punkt aus einem Gleitlager, das in einer Führungsschiene geführt wird, wobei der Mast trotzdem schwenkbar gelagert bleibt.

30 In einer weiteren Ausführungsform besteht der geführte Punkt aus dem Ende einer Kolbenstange eines Hydraulik-bzw. Pneumatikzylinders. Dieser Hydraulik-bzw. Pneumatikzylinder ist demnach um einen festen Punkt drehbar gelagert, damit die Schwenkbewegung der Pleuel-35 Stange die Kolbenstange nicht behindert, da der Abstand zwischen dem Befestigungspunkt der Pleuelstange am Propellermast und dem am Ende der Kolbenstange befestigten unteren Ende des Mastes vorzugsweise der jeweiligen Anwendung - -5- angepasst sein soll.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung näher erläutert und erklärt. Die anliegenden Zeichnungen auf die sich die Beschreibung stützt, zeigen : 5 Figur 1, den erfindungsgemässen, einklappbaren

Propellerantrieb in ausgefahrenem Zustand ;

Figur 2, den erfindungsgemässen Propellerantrieb in einem beim Ein-bzw. Ausfahren aufgezeichneten Zwischenzustand ; 10 Figur 3, den eingeklappten, erfindungsgemässen

Propellerantrieb und

Figur 4, eine andere Ausführungsform des geführten unteren Mästendes.

Figur 1 zeigt einen Teil eines Flugzeugrumpfes 1 15 in strichpunktierten Zügen. Der Antriebsmotor 2 ist ein an sich bekanntes Aggregat, vorzugsweise aus einem leichten Material, zum Beispiel ein leistungsstarker Zwei-oder Viertaktmotor. Im Rumpf des Segelflugzeuges ist eine oder mehrere Führungsschiene 3 angebracht, die der Bewegung 20 des Propellermastes 5 angepasst ist. Der Mast 5, der an seinem unteren Ende über ein Gleitstück 6 mit der Führungsschiene 3 verbunden ist, trägt an seinem gegenüberliegenden Ende 7 den Propeller 8. Eine Pleuelstange 9 ist unterhalb der Führungsschiene 3 drehbar um einen im 25 Rumpf festen Punkt ( Achse ) 10 gelagert. Das andere Ende der Pleuelstange 9 ist mit dem Mast 5 verbunden.

Die Länge des Propellermastes 5 hängt selbstverständlich vom gesamten Aufbau , sowie von der Grösse des Propellers 8 ab, die unter anderem von der Zielsetzung am Segelflug-30 zeug selbst abhängt.

Die Kraftübertragung vom Motor 2 zum Propeller 8 besteht vorzugsweise aus drei Stufen die mit Drehachsen oder.mit Zahnriemen 11, 12, 13 ausgebildet sind. Das Ende 7 des Propellermastes kann mit einem einfachen Winkel-35 getriebe ausgestattet sein, da die Riemenscheibe 15 senkrecht zur Rotationsebene des Propellers steht.

Auf der Propellerachse ist vorzugsweise eine an sich bekannte Vorrichtung angebracht, die den Propeller

Jfcl ' -6- in die geeignete Lage bringt, sobald dieser durch eine nicht dargestellte Klappe eingefahren werden soll.

Während Figur 1 den Propellerantrieb in ausge-fahrenem Zustand zeigt, wird durch Figur 2 eine Zwischen-5 position deutlich. Hier kann man ohne weiteres erkennen, dass Übersetzung 11, 12, 13 nicht entkuppelt werden muss, sondern eine Einheit bildet und mit der gesamten Vorrichtung schwenkbar zusammengeklappt wird. Dieser Vorteil wirkt sich natürlich positiv auf die Stabilität und die Gewichts-10 ersparnisse ein, die eingehend erläutert wurden und die bei Segelflugzeugen wie auch an Fahrzeugen im allgemeinen von Wichtigkeit sind.

In Figur 2 lässt sich ebenfalls die Bewegung erkennen, die einerseits durch die Führungsschiene 3 und 15 andererseits durch die Pleuelstange 9 bestimmt ist. Aus dieser Zeichnung kann man ebenfalls ersehen, dass der Schwerpunkt des Propellerantriebes sich nur in einer etwa senkrechten Ebene bewegt.

Die genaue Position des festen Drehpunktes 10 der I 20 Pleuelstange 9 muss natürlich entsprechend ausgelegt werden und hängt von den Raumverhältnissen ab, sowie von der Lage und Form der Führungsschiene 3. Die Form der Führungsschiene 3 ist gegebenenfalls an die jeweils gestellte Aufgabe anzupassen.

25 In Figur 3 ist der Propellerantrieb vollständig eingefahren und die nicht dargestellte Klappe im Flugzeugrumpf kann geschlossen werden. Somit stellt die ganze Vorrichtung keinen zusätzlichen Luftwiderstand dar.

Selbstverständlich kann die Anwendung dieses 30 einklappbaren Propellerantriebes nicht auf Segelflugzeuge beschränkt werden. Ähnliche Antriebe können auch an anderen Flugzeugen so angebracht werden, um bei Bedarf aus-oder eingeklappt zu werden. Die Hauptmotoren bleiben dabei in Funktion, das heisst, der Propellerantrieb dient 35 nur als Hilfsantrieb aber die Hauptmotoren können kleiner dimensioniert werden. Ein solcher erfindungsgemässer Antrieb könnte aber auch als Ersatzantrieb dienen, zum

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Beispiel wenn der Hauptmotor aussetzt. ( Etwa zum Antrieb eines Generators zum bordseitigen Antrieb eines Notstromgenerators ) .

Das beschriebene Beispiel soll jedoch nicht den e 5 Rahmen der Erfindung begrenzen, so dass auch noch andere Varianten zu beachten sind, die nicht alle aufgeführt werden können. Es kann im selben Sinne eine Umkehrung der Kinematik des Antriebes angedeutet werden um etwa die Gleitführung des Mastes vor demselben zu verlegen, 10 das heisst, dass der Mast nach vorne kippbar ist.

Somit stellt Figur 4 zum Beispiel eine andere Ausführungsform dar, in der die Führungsschiene 3 durch einen Hydraulikzylinder 20 ersetzt worden ist, obwohl alle übrigen Teile gleich geblieben sind . Der Zylinder 15 20 ist an einem Ende 21 schwenkbar gelagert, um der

Bewegung des Mastendes zu folgen.

Claims (14)

1. Einklappbarer Propellerantrieb , bei dem der an einem Ende (7) den Propeller (8) tragende Mast (5) am anderen Ende um einen geführten Punkt (6) schwenkbar 5 gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pleuelstange (9) deren erstes Ende um einen festen Punkt (10) drehbar gelagert ist, mit ihrem entgegengesetzten Ende drehbar am Mast (5) befestigt ist, wobei die Kraftübertragung (11, 12, 13) ohne lösliche Verbindung mit 10 dem Propeller (8) verbunden ist.

2. Einklappbarer Propellerantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Punkt (10) um den die Pleuelstange (3) drehbar gelagert ist, sich unterhalb des geführten Mastendes (6) befindet.

3. Einklappbarer Propellerantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strecke die den geführten Punkt (6) und das dem Punkt (10) entgegengesetzten Ende des Pleuels verbindet kleiner ist als die Strecke die Punkt (10) mit ihrem entgegengesetzten Ende des Pleuels 20 verbindet.

4. Einklappbarer Propellerantrieb nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragung vom Motor (2) zum Propeller (8) aus mindestens drei Stufen ( 11, 12, 13 ) besteht.

5. Einklappbarer Propellerantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Stufe durch einen Riemen oder riemenähnlichen Antrieb mit der nächsten Stufe verbunden ist.

6. Einklappbarer Propellerantrieb nach Anspruch 5, 30 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Winkelgetriebe am Mast vorhanden ist zur Umsetzung der Kraftübertragungsebene .

7. Einklappbarer Propellerantrieb nach Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Stufen 35 ( 11, 12, 13 ), der untere Befestigungspunkt (10) der Pleuelstange (9), der Befestigungspunkt der Pleuelstange (9) am Propellermast (5) und der Propelleranschluss selbst J-fO » " -9-

8. Einklappbarer Propellerantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, 1 dass der geführte Punkt (6) aus einem Gleitstück besteht, das in einer Führungsschiene (3) geführt wird, * 5 wobei der Mast (5) trotzdem gelagert ist.

9. Einklappbarer Propellerantrieb nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der geführte Punkt (6) aus einem Ende einer Kolbenstange eines Hydraulik-bzw. PneumatikZylinders (20) besteht, wobei dieser

10. Einklappbarer Propellerantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene der Kraftübertragung am Propellermast (5) gegenüber der Ebene der

15 Kraftübertragung am Pleuel (9) um 90° gedreht ist.

10 Zylinder (20) um einen festen Punkt (21) drehbar gelagert ist.

11. Einklappbarer Propellerantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragung am Mast (5) mittels eines Torsions-Kardan-Rohres erreicht wird.

12. Einklappbarer Propellerantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehzahl-ümsetzgetriebe am Ende des Pleuels (9) und dem Mast (5) vorhanden ist.

13. Einklappbarer Propellerantrieb nach einem der

25 Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Mast (5) an seinem gegenüber des Propellers liegenden Ende mittels einer Vorrichtung im ausgefahrenen und ' im eingefahrenen Zustand an eine feste Struktur löslich verbunden ist.

14. Einklappbarer Propellerantrieb nach Anspruch 1, ; . gekennzeichnet durch eine stufenweise Verriegelung des * ; Mastes in den End-und Zwischenstellungen.