DE666021C - Verstellpropeller - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verstellpropeller, bei dem die Flügelanstellung selbsttätig auf eine Drehzahländerung ansprechend verstellbar ist, insbesondere für Flugzeuge.

Die bekannten derartigen Propeller haben den Nachteil, daß die Verstellvorrichtung bei jeder, also auch schon bei einer sehr kleinen Änderung der Umlaufzahl anspricht und eine ίο Verstellung der Flügel herbeiführt. Es besteht also eine bestimmte Gesetzmäßigkeit ständiger Änderung der Flügelanstellung während der Schwankungen der Drehzahl. Dies ist in vielen Fällen unerwünscht. Man hat daher bereits vorgeschlagen, eine Sperrvorrichtung zu verwenden, die vom Führer betätigt werden kann, um zu verhindern, daß sich die Flügelanstellung bei jeder Änderung der Drehzahl ändert. Nun bringt aber das erforderliche weitere Stellzeug für die Sperrvorrichtung eine Erschwerung der Bedienung des Flugzeuges mit sich, da wieder eine gewisse Tätigkeit des Führers eingeschaltet wird, die eigentlich durch die Vorrichtung zur selbsttätigen Änderung der Flügelanstellung ausgeschaltet werden sollte.

Die Erfindung bezweckt daher, einen Propeller zu schaffen, der sich selbsttätig den Betriebserfordernissen anpaßt, ohne aber dabei in der gerügten Weise auf jede Änderung der Umlaufzahl mit einer Änderung der Flügelanstellung zu antworten. Die Erfindung besteht darin, daß der Verstellpropeller eine beim Erreichen einer bestimmten Flügelanstellung selbsttätig eingreifende und sich erst bei einer Änderung der Propellerwinkelgeschwindigkeit um ein vorbestimmtes, beträchtliches Maß selbsttätig lösende Sperrung der Flügelstellung erhält. Hierdurch wird erreicht, daß ζ. B. die beim Rollen und Steigen des Flugzeuges eingestellte Flügelanstellung erst dann zunimmt, wenn der Motor beträchtlich an Umläufen aufgeholt hat. In entsprechender Weise kann auch das Absinken der Umlaufzahl durch Drosselung des Motors im Geradeausflug erst dann eine Steigungsminderung herbeiführen, wenn, die neue Umlaufzahl wesentlich unter der früheren liegt. Diese Änderung der Flügelanstellung erfolgt selbsttätig und nur insofern abhängig von einer Bedienung durch den Flugzeugführer, als dieser mehr oder weniger Gas gibt. Die Zwischenstellungen zwischen den Grenzwerten sind dabei ohne Belang. Im Gegenteil kann die Einrichtung durch entsprechende Bemessung der Sperrglieder so getroffen werden, daß die Flügelanstellung nur entweder ihren Höchstwert oder ihren Niedrigstwert annehmen kann.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand' der Zeichnung. In dieser zeigt

Abb. ι einen Propeller gemäß der Erfindung in Vorderansicht, Abb. 2 die Vorrichtung im Längsschnitt,

Abb. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III der Abb. 7,

Abb. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Abb. ι und

Abb. 5 eine Einzelansicht im Schnitt eines Teiles der Vorrichtung. , _:.

S In der Zeichnung sind zwei diametral *"' gegengesetzte Propellerflügel io und ii ^ gestellt. Jeder Propellerflügel ist mit einer Wurzel versehen, welche Schultern 12 und 13 sowie Nuten 14 und 16 aufweist, die als Befestigungsglieder dienen, um die Flügel in ihrer Stellung festzuhalten. Die dargestellten Flügel sind übliche Metallflügel, jedoch versteht es sich von selbst, daß auch Flügel beliebiger Bauart gemäß der Erfindung ange^ '5 wendet werden können.

Um die Wurzeln der Flügel 10 und 11 sind zwei geschlitzte Muffen 17 und 18 angeordnet. Die Muffe 17 ist an ihrem inneren Ende mit Haken 19 versehen, die in entsprechende, am inneren Ende der Muffe 18 vorgesehene Gegenhaken eingreifen. Für gewöhnlich arbeiten diese Haken nur wenig oder gar nicht, aber sie sind als Sicherheitsvorrichtungen für den Fall vorgesehen, daß weiter unten beschriebene Widerlager geschwächt werden oder versagen.

Die Muffen 17 und 18 sind je mit Nuten 22 und 23 versehen, zwischen welchen eine Schulter 24 vorgesehen ist. Diese Nuten und Schultern entsprechen den auf den Flügelwurzeln vorgesehenen Schultern und Nuten. Um jede Muffe, und zwar auf der den Nuten und Schultern entgegengesetzten Seite, befindet sich ein Rollenlagerlauf ring 26, der auf der Muffe aufgepreßt ist, um diese mit der Flügelwurzel fest zu verbinden. Der Laufring 26 stützt sich gegen eine auf jeder Muffe vorgesehene Schulter 2J. Der Laufring 26 ist dazu bestimmt, den Druck des Propellers nach außen aufzunehmen. Er arbeitet mit den Rollenlagern 28 und einem äußeren Laufring 29 zusammen.

Am äußeren Ende der Muffen ist je ein RoHenlagerlaufring3i, der mit den Rollenlagern 32 zusammenarbeitet, und je ein äußerer Laufring 33 aufgepreßt, der den Zweck hat, den auf die Propellerflügel ausgeübten Biegungsdruck aufzunehmen. Das äußere Ende der Muffen ist ebenfalls bei 34 mit s° einem Gewinde versehen, um ein geschlitztes Befestigungsstück 36 aufzunehmen, das mit einem entsprechenden Gewinde versehen und auf dem äußeren Ende der Muffe aufgeschraubt und gegen den Laufring 31 festgedrückt ist, um jedes Nachlassen der Lager auszugleichen. Nach dem festen Anpressen wird genanntes Befestigungsstück durch Bolzen 37 auf der Muffe festgehalten.

In der Mitte einer jeden Muffe ist auf der äußeren Oberfläche derselben je ein segmentförmiges Schneckenrad 38 vorgesehen, das mit einer Schnecke 39 kämmt und durch welches es möglich ist, den Flügeln eine Winkelbewegung durch die Muffen zu erteilen. LTm ■^Schwingungen zu verhindern und die Ab-" tzung der Zähne auf ein Mindestmaß zu ^schränken, ist die Schnecke 39 in der dargestellten Weise ausgebildet, um einen möglichst weitgehenden Eingriff mit dem Schneckenrad zu gewährleisten.

Um die Muffen 17 und 18 ist ein zweiteiliges Gehäuse 41 angeordnet, dessen Hälften durch Bolzen 42 miteinander verbunden sind. 43 ist die Propellerwelle, die das Gehäuse 41 quer durchsetzt, wobei eine im Gehäuse vorgesehene Muffe 44 diese Welle umgibt. Die Welle 43 ist mit Nuten 46 und die Muffe 44 mit Zähnen 47 versehen, die in diese Nuten derart eingreifen, daß das Gehäuse sich mit der Welle drehen kann. Das äußere Ende der Welle ist mit einem abgesetzten Gewindeteil 48 versehen, der zur Aufnahme einer verjüngten Mutter 49 dient, die sich gegen einen entsprechend verjüngten Teil 51 des Gehäuses stützt. Die Propellerwelle 43 ist mit einer am Ende der Nuten 46 befindlichen Schulter 52 versehen, so daß das Gehäuse durch festes Anziehen der Mutter 49 mit der Welle fest verbunden werden kann.

Das Gehäuse 41 ist mit ringförmigen Schultern 53 und 54 versehen, gegen welche sich die äußeren Laufringe 29 für die Rollendrucklager 28 stützen. Das Gehäuse ist ebenfalls mit ringförmigen Schultern 56 und 57 versehen, gegen welche sich die äußeren Laufringe für die Rollenlager 32 stützen. Wenn die Muttern 42 fest angezogen sind, so schließt das Gehäuse dicht um die Rollenlagerlaufringe, so daß eine äußerst kräftige Bauart entsteht. Es ist nun leicht ersichtlich, daß bei dieser Anordnung, bei welcher die Flügel 10 und 11 in den Muffen 17 und 18 gelagert und die Rollenlager zwischen genannten Muffen und dem Gehäuse 41 angeordnet sind, die Flügel eine begrenzte Winkelbewegung um ihre Längsachsen ausführen können, um ihre Anstellung zu ändern.

Die oben beschriebenen Schnecken 39 werden je von einer Welle 58 getragen, die in Lagern 59 und 61 des Gehäuses 41 gelagert sind. .Am äußeren Ende der Welle 58 einer jeden Schnecke 39 befindet sich ein Arm 62, der an seinem äußeren Ende ein Gewicht 63 trägt. Die Arme 62 sind je mit einem federnden Winkelhebel 64 versehen, an welchem eine Feder 66 befestigt ist. Das entgegengesetzte Ende der Feder 66 ist an einer Mutter 67 befestigt, die auf einer Stellschraube 68 aufgeschraubt ist. Die Schraube 68 wird von Haltern 69 und 71 getragen, die am Gehäuse j₂o vorgesehen sind. Durch Drehen der Stellschraube 68 kann die Stellung der Mutter 67

(566021

und somit auch die Spannung der Feder 66 geändert werden. Damit die beiden gewichtsbelasteten Arme stets gleich große Bewegungen ausführen, sind dieselben durch Lenker 72 und 73 miteinander verbunden.

Ein weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung besteht in der Anordnung einer nachgiebigen Vorrichtung, um die beiden gewichtsbelasteten Arme 62 nach Erreichung

>o ihrer durch die Fliehkraft bewirkten äußersten Außenstellung in dieser festzuhalten, wenn die Winkelgeschwindigkeit des Propellers beträchtlich abnimmt. Zu diesem Zweck ist auf jeder Seite des Gehäuses 41 gegenüber dem Arm 62 eine Warze 76 vorgesehen, vor welcher der federnde Winkelhebel 64 während der Bewegung des Armes nach außen schwingt. In der Aussparung der Warze 76 befindet sich ein mit einem abgerundeten Kopf 78 versehenes Verriegelungsstück TJ. Letzteres wird durch eine Feder 79 nach außen gedrückt, jedoch in seiner Bewegung durch einen Deckel, der auf der Warze 76 aufgeschraubt ist, begrenzt.

Der Deckel 81 ist mit einer mittleren öffnung 82 versehen, durch welche das abgerundete Verriegelungsstück 78 vorspringt. Jeder federnde Winkelhebel 64 ist in der Nähe seines äußeren Endes mit einer Aussparung 83 versehen, in welche das Verriegelungsstück 78 durch die Feder 79 eingedrückt wird, wenn der gewichtsbelastete Arm seine äußerste Stellung erreicht hat.

Die Spannung der Feder 79 kann durch

zusammenarbeitende Keilstücke 84 und 86 geändert werden, die im Boden der Aussparung des Vorsprunges liegen und mittels einer Schraube 87 betätigt werden, die die Seite des Vorsprunges durchsetzt und sich gegen das Keilstück 86 stützt. Damit die gewichtsbelasteten Arme 62 eine bestimmte begrenzte Bewegung ausführen, sind am Gehäuse Anschläge 91 und 92 vorgesehen. Wenn die Arme 62 die Grenze ihrer Bewegung gegen die Anschläge 91 erreicht haben, so befindet sich die Aussparung 83 gegenüber dem Verriegelungsstück 78.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung geht ohne weiteres aus der obigen Beschreibung hervor. Zunächst werden die Flügel 10 und 11 in die Muffen 17 und 18 eingesetzt. Sie erhalten dann die geeignete anfängliche Anstellung für den Anlauf und den Aufstieg, bei welchen die Fluggeschwindigkeit des Luftfahrzeuges eine geringe ist. Die Federn 66 erhalten eine solche Vorspannung, daß die gewichtsbelasteten Arme 62 sich zweckmäßig nicht bewegen, bis die Winkelgeschwindigkeit des Propellers etwa mit einer Annäherung von 50 Umdrehungen in der Minute die Geschwindigkeit erreicht hat, die der günstigsten Drehzahl des Motors mit weit geöffnetem Drosselventil entspricht. Wenn der Motor die erforderliche Drehzahl erreicht hat, bewegen sich die Arme 62 nach außen, wodurch sie die Schnecken 39 so drehen, daß auch die Muffen 17 und 18 gedreht werden und die Anstellung der Propellerflügel sich erhöht. Sobald der Motor seine günstigste Drehzahl erreicht hat, erreichen die Arme 62 entgegen der Wirkung der entsprechend ausgeführten und eingestellten Federn 66 ihre äußerste Bewegungsgrenze an den Anschlägen 91, wobei die Verriegelungsstücke 78 in die Aussparungen 83 der federnden Winkelhebel einfallen. Die Federn 79 sind so eingestellt, daß die gewichtsbelasteten Arme in ihrer äußersten Stellung gehalten werden, bis die Winkelgeschwindigkeit des Propellers um einen bestimmten Betrag, beispielsweise 300 bis 400 Umdrehungen, in der Minute unter der günstigsten Drehzahl des Motors mit weit geöffnetem Drosselventil abgenommen hat. Hierdurch ist es dem Führer möglich, den Motor beim Geradeausflug abzudrosseln, um an Brennstoff zu sparen, wobei die Höchstanstellung der Propellerflügel trotzdem beibehalten wird. Wenn die Drehzahl des Motors unter die Drehzahl gesunken ist, bei welcher die gewichtsbelasteten Arme gelöst werden, so kehren die Flügel sofort in die Stellung zurück, bei welcher die Anstellung am geringsten ist, um das Landen bei geringer Geschwindigkeit auf dem Boden zu ermöglichen. Wie bereits erwähnt, ist es möglich, die Drehzahlgrenzen, bei welchen die Arme 62 sich nach außen bewegen und die Verriegelungsstücke 78 aus den Aussparungen 83 heraustreten, zwecks Anpassung an besondere Betriebsbedingungen oder an einer besonderen Ausführung des Flugzeuges dadurch zu ändern, daß man die Spannung der Federn 66 und 79 einstellt.

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Verstellpropeller, bei dem die Flügelanstellung selbsttätig auf eine Fliehkrafteinrichtung ansprechend verstellbar ist, gekennzeichnet durch eine beim Erreichen einer bestimmten, für den Steig- oder Geradeausflug günstigsten Flügelanstellung selbsttätig eingreifende und sich erst bei einer Änderung der Propellerwinkelgeschwindigkeit um ein vorbestimmtes, beträchtliches Maß selbsttätig lösende Sperrung (76, yy, 79) der Flügelanstellung.

2. Verstellpropeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrung (76, 77, 79) nachgiebig und einregelbar ist.

3. Verstellpropeller nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebige Sperrung (76, JJ, Jg) mit der die Änderung der Flügelanstellung hervorrufenden Fliehkraftvorrichtung zusammenarbeitet.

4. Verstellpropeller nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrung eine Kugel oder ein ähnliches fallenartiges Glied (j6, JJ) besitzt, welches von der Nabe getragen wird und in eine Aussparung (83) eines Gliedes des Stellzeuges für die Änderung der Flügelanstellung angreifen kann.

5. Verstellpropeller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das unter Federdruck stehende Sperrglied (JJ, 78) in einer Warze (76) am Nabengehäuse untergebracht ist und durch eine Öffnung der Warze nach außen zum Eingriff in einer Aussparung (83) am äußeren Ende eines Winkelhebels (64) gedrückt wird, der über der Warze liegt und mit dem Stellzeug beweglich ist.

6. Verstellpropeller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Spannung der Feder (79) im Grunde der Warze (76) miteinander zusammenarbeitende Keilglieder (84,86) angeordnet sind, die mittels einer durch die Seite der Warze hervorragenden Schraube (87) gegeneinander verschoben werden können.

7. Verstellpropeller nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrglieder (76, JJ, Jg) mit Anschlägen (91,92), die ebenfalls die Änderung der Flügelanstellung begrenzen, zusammenarbeiten.

8. Verstellpropeller nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehkraftvorrichtung aus nachgiebig gehaltenen Gewichtshebeln (62) besteht, die auf in der Nabe gelagerten Wellen (58) der Schnecken (39) befestigt sind, welche in Schneckenräder

(17) auf den Flügelwurzeln eingreifen.

9. Verstellpropeller nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehkraftvorrichtungen oder gewichtsbelasteten Hebel

(62) der mehreren Flügel zum Ausgleich der den Flügeln mitgeteilten Verdrehung miteinander verbunden und so angeordnet sind, daß sie parallel einander bleiben.

10. Verstellpropeller nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die gewichtsbelasteten Glieder (62) durch einstellbare Federn (66) zurückgehalten werden, die die Hebel mit der Nabe verbinden.

11. Verstellpropeller nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn zwischen Muttern (67), die auf vom Gehäuse getragene Einstellschrauben (68) aufgeschraubt sind, und den Enden der gekrümmten Arme (64) der Gewichtshebel angeordnet sind.

12. Verstellpropeller nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn die Gewichtshebel (62) gewöhnlich in Anlage gegen die Anschläge (92), die den Niedrigstwert der Anstellung begrenzen, halten.

13. Verstellpropeller nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 mit zweiteiliger Nabe, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Teile eine Hülse (44) besitzt, die sich quer durch die Nabe erstreckt und antriebsmäßig mit der Propellerwelle verbunden ist, während der andere einen sich auswärts erstreckenden Flansch hat, der auf der Hülse des ersten Teiles angebracht werden kann, und daß das Ganze auf der Propellerwelle mittels einer auf deren äußerstes Ende aufgeschraubten Mutter (49) gesichert ist, welche gegen entsprechend abgeschrägte Teile (51) der Hülsen anliegt.

14. Verstellpropeller nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel auf der Propellernabe mittels Hülsen (17, 18) befestigt sind, welche die Wurzelenden umgeben und an ihren inneren Enden mit hakenförmig ineinandergreifenden Gliedern (19, 21) versehen sind.

15. Verstellpropeller nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen (17, 18) in der Propellernabe mittels kegeliger Rollenlager (28 und 32) befestigt sind, von denen das eine den auswärts gerichteten Druck des Flügels und das andere die Biegungsbeanspruchungen aufnimmt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

RERUN. GEDRUCKT IN DER