DE9307421U1

DE9307421U1 - Device for the hydraulic adjustment of an aircraft propeller

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Publication number: DE9307421U1
Application number: DE9307421U
Authority: DE
Original assignee: MUEHLBAUER LUFTFAHRTTECHN GmbH
Current assignee: MUEHLBAUER LUFTFAHRTTECHN GmbH
Priority date: 1993-05-05
Filing date: 1993-05-05
Publication date: 1993-10-14
Anticipated expiration: 2003-05-06

Description

1541 H/m1541 H/m

Vorrichtung zur hydraulischen Verstellung
eines Propellers eines FlugzeugsDevice for hydraulic adjustment
a propeller of an aircraft

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur hydraulischen Verstellung eines Propellers eines Flugzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for hydraulically adjusting a propeller of an aircraft according to the preamble of claim 1.

Die Leistung des Triebwerks eines Luftfahrzeugs ist im allgemeinen durch den Ladedruck und die Drehzahl bestimmt. Durch Konstanthalten dieser Größen ist es somit möglich, ebenfalls die Leistung des Triebwerks konstant zu halten. Durch Verwendung geeigneter Regeleinrichtungen kann die Leistung des Triebwerks unabhängig von dem jeweiligen Flugzustand konstant gehalten werden. Hierdurch kann u.a. z.B. eine Überlastung des Triebwerks verhindert werden.The performance of an aircraft's engine is generally determined by the boost pressure and the speed. By keeping these values constant, it is possible to also keep the engine's performance constant. By using suitable control devices, the engine's performance can be kept constant regardless of the current flight condition. This can prevent, for example, the engine from becoming overloaded.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Regelung der Drehzahl zur Konstanthaltung der Leistung. Es sind bereits zahlreiche Einrichtungen bekannt geworden, die die Drehzahl eines Triebwerks dadurch konstant halten, daß sie den Anstellwinkel des Propellers bei Abweichungen von der Solldrehzahl derart selbsttätig regeln, daß infolge der hiermit verbundenen Belastungsänderung die richtige Drehzahl wieder erreicht wird.The present invention is concerned with controlling the speed to keep the power constant. Numerous devices are already known that keep the speed of an engine constant by automatically controlling the angle of attack of the propeller in the event of deviations from the target speed in such a way that the correct speed is reached again as a result of the associated change in load.

Derartige bekannte Einrichtungen umfassen elektrische Regeleinrichtungen (DE-PS 671 179, DE-PS 676 363) oder hydraulische Einrichtungen.Such known devices include electrical control devices (DE-PS 671 179, DE-PS 676 363) or hydraulic devices.

Bei bekannten hydraulischen Einrichtungen sind Verstellvorrichtungen vorgesehen, bei denen das Hydraulikfluid entweder beidseitig auf dem Verstellschieber oder einseitig auf den Verstellschieber zur Verminderung des Steigungswinkels des Propellers einwirkt. Bei den einseitig wirkenden Verstelleinrichtungen ist eine Feder vorgesehen, die beim AusfallIn known hydraulic devices, adjustment devices are provided in which the hydraulic fluid acts either on both sides of the adjustment slide or on one side of the adjustment slide to reduce the pitch angle of the propeller. In the single-acting adjustment devices, a spring is provided which, in the event of failure,

der Hydraulik einen maximalen Steigungswinkel des Propellers bewirkt.the hydraulics achieve a maximum pitch angle of the propeller.

Bei einem Segelflugzeug mit Hilfsmotor, im folgenden kurz Motorsegler genannt, findet ein verstellbarer Propeller Anwendung, der üblicherweise drei Verstellstellungen, nämlich eine Segelstellung, in der die Propellerblätter einen Anstellwinkel von ca. 90° aufweisen, eine Reisestellung in der die Propellerblätter einen Anstellwinkel von etwa 20° bis 30° aufweisen und eine Steigstellung, in der die Propellerblätter einen Anstellwinkel von etwa 10° bis 20° aufweisen, ermöglicht.In a glider with an auxiliary engine, hereinafter referred to as a motor glider, an adjustable propeller is used, which usually allows three adjustment positions, namely a sailing position in which the propeller blades have an angle of attack of approx. 90°, a cruising position in which the propeller blades have an angle of attack of approx. 20° to 30° and a climbing position in which the propeller blades have an angle of attack of approx. 10° to 20°.

Unter Verwendung der bekannten einseitig wirkenden Verstellvorrichtung bedeutet dies, daß bei einem Ausfall oder Druckverlust der Hydraulik der Propeller mittels der Feder in die Stellung mit maximalem Steigungswinkel, d.h. die Segelstellung, gestellt wird und somit für den Antrieb des Flugzeugs unwirksam wird.Using the known one-way adjustment device, this means that if the hydraulic system fails or loses pressure, the propeller is set by the spring to the position with the maximum pitch angle, i.e. the feathering position, and thus becomes ineffective for propelling the aircraft.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß bei einem Ausfall der Hydraulik der Propeller in eine Stellung geführt wird, in der weiterhin seine Wirksamkeit gewährleistet ist.It is therefore the object of the present invention to further develop a device of the type mentioned at the outset in such a way that, in the event of a hydraulic failure, the propeller is guided into a position in which its effectiveness is still guaranteed.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung durch einen Hydraulikfluid beaufschlagten Verstellschieber für einen Propeller ohne Gegengewichte zur Steigungswinkelerhöhung und eine Feder für den Propeller zur Steigungswinkelverminderung gelöst.This object is achieved by the invention characterized in claim 1 by a hydraulic fluid-loaded adjusting slide for a propeller without counterweights for increasing the pitch angle and a spring for the propeller for reducing the pitch angle.

Bei einem Druckverlust oder einem Ausfall der Hydraulik wird mit der Erfindung eine Propellerstellung erreicht, die einen weiteren Antrieb des Flugzeugs gewährleistet, d.h. mit derIn the event of a loss of pressure or a failure of the hydraulic system, the invention achieves a propeller position that ensures continued propulsion of the aircraft, i.e.

Erfindung wird eine Notlandung verhindert.Invention prevents an emergency landing.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments of the invention emerge from the subclaims.

Zweckmäßigerweise ist weiter vorgesehen, daß das Hydrauliksystem eine Hauptservoleitung mit einem Regler zur Regelung des Steigungswinkels des Propellers und ein in der Hauptservoleitung propellerseitig angeordnetes Absperrventil und eine Hilfsservoleitung mit einer Pumpe für die Segelstellung des Propellers und ein in der Hilfsservoleitung propellerseitig angeordnetes Absperrventil umfaßt. Mit dieser Konstruktion wird auf einfache und billige Weise erreicht, daß bei einem Druckverlust im Regler für die Propellerblattstellung automatisch eine Druckbeaufschlagung der Verstelleinrichtung mittels eines zweiten Hydraulikfluids erfolgt. Hierdurch wird sichergestellt, daß bei einer Leckage in der Regelung bei einer Segelflugstellung des Propellers diese weiterhin automatisch aufrechterhalten werden kann.It is also expediently provided that the hydraulic system comprises a main servo line with a controller for regulating the pitch angle of the propeller and a shut-off valve arranged in the main servo line on the propeller side and an auxiliary servo line with a pump for the sail position of the propeller and a shut-off valve arranged in the auxiliary servo line on the propeller side. This design achieves in a simple and inexpensive way that if there is a loss of pressure in the controller for the propeller blade position, the adjustment device is automatically pressurized using a second hydraulic fluid. This ensures that if there is a leak in the control system when the propeller is in the sail position, this can still be maintained automatically.

Das Vorsehen eines Druckschalters gemäß Anspruch 3 ermöglicht das automatische Ein- und Ausschalten der Pumpe für die Segelstellung des Propellers. So kann der Druckschalter z.B. bei einem Druck von 10,5 bar (150 psi) ein Abschalten der Pumpe und bei ca. 5 bar (70 psi) ein Einschalten der Pumpe bewirken.The provision of a pressure switch according to claim 3 enables the pump to be switched on and off automatically for the sail position of the propeller. For example, the pressure switch can switch the pump off at a pressure of 10.5 bar (150 psi) and switch the pump on at approx. 5 bar (70 psi).

Außerdem muß aus Sicherheitsgründen eine manuelle Überwachung der Regelung bzw. Steuerung möglich sein. Dies wird in vorteilhafter Weise dadurch erreicht, daß das Absperrventil in der Hauptservoleitung sowie das Absperrventil und die Pumpe in der Hilfsservoleitung mittels eines Schalters an einen Bedienungshebel im Cockpit des Flugzeugs bedienbar sind.In addition, manual monitoring of the regulation or control must be possible for safety reasons. This is advantageously achieved by the shut-off valve in the main servo line and the shut-off valve and pump in the auxiliary servo line being operable by means of a switch on a control lever in the cockpit of the aircraft.

Damit bei einem vollständigen Ausfall der Hydraulik eine Propellerstellung von <C 20° und damit eine Überdrehzahl vermieden wird, ist eine Steigungsblockierung vorgesehen, um in diesem Fall einen minimalen Steigungswinkel des Propellers von ca. 5° bis 10° zu gewährleisten.In order to avoid a propeller position of <C 20° and thus overspeed in the event of a complete failure of the hydraulic system, a pitch lock is provided to ensure a minimum pitch angle of the propeller of approx. 5° to 10° in this case.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. It shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Verstellvorrichtung. Fig. 1 is a schematic representation of the adjustment device.

Die in Fig. 1 dargestellte Verstellvorrichtung umfaßt eine Hauptservoleitung 11 und eine Hilfsservoleitung 12, die zu der Verstellvorrichtung 2 für den Propeller 13 führen. In der Verstellvorrichtung 2 ist ein Verstellschieber 14, eine Feder 9 und eine Steigungsblockierung 10 vorgesehen. In der Hauptservoleitung 11 befindet sich ein Regler 1 und stromabwärts davon ein Magnetventil 3. In der Hilfsservoleitung 12 befindet sich eine Pumpe 4 und stromabwärts davon ein Druckschalter 6 sowie ein Magnetventil 5. Die beiden Servoleitungen 11, 12 sind zweckmäßigerweise nach den jeweiligen Magnetventilen 3 bzw. 5 zusammengeführt, können jedoch ebenfalls getrennt mit der Verstellvorrichtung 2 verbunden sein. Zur manuellen Steuerung ist im Cockpit des Flugzeugs ein Bedienungshebel 7 und ein Schalter 8 vorgesehen, mit dem die Absperrventile 3 bzw. 5 geöffnet bzw. geschlossen werden können und ein Ein- bzw. Abschalten der Pumpe 4 erfolgt.The adjustment device shown in Fig. 1 comprises a main servo line 11 and an auxiliary servo line 12, which lead to the adjustment device 2 for the propeller 13. An adjustment slide 14, a spring 9 and a pitch lock 10 are provided in the adjustment device 2. In the main servo line 11 there is a regulator 1 and downstream of it a solenoid valve 3. In the auxiliary servo line 12 there is a pump 4 and downstream of it a pressure switch 6 and a solenoid valve 5. The two servo lines 11, 12 are expediently brought together after the respective solenoid valves 3 and 5, but can also be connected separately to the adjustment device 2. For manual control, an operating lever 7 and a switch 8 are provided in the cockpit of the aircraft, with which the shut-off valves 3 and 5 can be opened or closed and the pump 4 can be switched on or off.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Vorrichtung zur hydraulischen Verstellung des Propellers beschrieben. Der Propellerregler 1 versorgt die hydraulische Verstelleinrichtung 2 des Propellers mit Hydraulikfluid, wodurch über einen Verstellschieber 14 eine Vergrößerung des SteigungswinkelsThe operation of the device for hydraulically adjusting the propeller is described below. The propeller controller 1 supplies the hydraulic adjustment device 2 of the propeller with hydraulic fluid, which increases the pitch angle via an adjustment slide 14.

des Propellers 13 erreicht wird. Soll der Propeller 13 bei abgestelltem Triebwerk in Segelstellung gebracht werden, befindet sich der Regler 1 im Unterdrehzahlzustand, wobei der Steuerschieber geöffnet ist, um im Normalbetrieb Hydraulikfluid zur Erhöhung des Steigungswinkels der Verstelleinrichtung 2 zuzuführen. Um nun eine Segelstellung erreichen zu können, muß die Hauptservoleitung 11 zum Propeller 13 mittels des Magnetventils 3 geschlossen werden, damit die Pumpe 4 für die Segelstellung Hydraulikfluid zum Propeller 13 fördern kann. Im Normalbetrieb muß die Hilfsservoleitung 13 zur Pumpe 4 durch ein weiteres Magnetventil 5 oder ein Rückschlagventil, das nur Druck zur Hauptservoleitung 11 aber keinen Rückfluß zuläßt, blockiert sein. Bei etwaigen Druckverlusten durch Leckage wird durch den Druckschalter 6 in der Hilfsservoleitung 12 automatisch die Pumpe 4 aktiviert, um die Segelstellung zu erhalten. Soll die Segelstellung manuell eingestellt werden, so wird ein Schalter 8 im Bedienungshebel 7 im Cockpit betätigt, der bei ausgelöster Schaltung automatisch das Magnetventil 3 schließt und die Segelstellungspumpe 4 aktiviert. Soll der Propeller aus der Segelstellung wieder in die Normalbetriebsstellung verstellt werden, wird der Bedienungshebel 7 in den Normalbetriebsbereich gestellt, wodurch mittels des Schalters 8 das Magnetventil 3 geöffnet wird, um den Rücklauf des Hydraulikf luids zu ermöglichen, also das System drucklos zu machen. Die Feder 9 verstellt dann den Propeller 13 in den Normalbetriebsbereich. Um die Gefahr einer Überdrehzahl bei plötzlichem Druckverlust, z.B. bei einem Versagen des Reglers 1 zu vermeiden, ist in der Verstellvorrichtung eine Steigungsblockierung 10 vorgesehen, die von Fliehkraft und Servodruck abhängig die Blattsteigung des Propellers 13 auf einer reiseflugähnlichen Stellung, d.h. bei einem Steigungswinkel von ca. 20° bis 50° blockiert. Dadurch wird ein aufwendiges Steigungsblockiersystem vermieden.of the propeller 13 is achieved. If the propeller 13 is to be brought into the feathering position when the engine is switched off, the controller 1 is in the underspeed state, with the control slide open in order to supply hydraulic fluid in normal operation to increase the pitch angle of the adjustment device 2. In order to be able to achieve a feathering position, the main servo line 11 to the propeller 13 must be closed by means of the solenoid valve 3 so that the pump 4 for the feathering position can deliver hydraulic fluid to the propeller 13. In normal operation, the auxiliary servo line 13 to the pump 4 must be blocked by another solenoid valve 5 or a check valve that only allows pressure to the main servo line 11 but no backflow. In the event of any pressure loss due to leakage, the pressure switch 6 in the auxiliary servo line 12 automatically activates the pump 4 in order to maintain the feathering position. If the feathering position is to be adjusted manually, a switch 8 in the control lever 7 in the cockpit is operated, which automatically closes the solenoid valve 3 when the switch is triggered and activates the feathering position pump 4. If the propeller is to be adjusted from the feathering position back to the normal operating position, the control lever 7 is set to the normal operating range, whereby the solenoid valve 3 is opened by means of the switch 8 in order to enable the hydraulic fluid to return, i.e. to depressurize the system. The spring 9 then adjusts the propeller 13 to the normal operating range. In order to avoid the risk of overspeed in the event of a sudden loss of pressure, e.g. if the controller 1 fails, a pitch lock 10 is provided in the adjustment device, which blocks the blade pitch of the propeller 13 in a cruise-like position, i.e. at a pitch angle of approx. 20° to 50°, depending on the centrifugal force and servo pressure. This avoids a complex pitch lock system.

Claims

--C-tyn sayings

1. Device for hydraulically adjusting a propeller of an aircraft, characterized by an adjusting slide (14) acted upon by hydraulic fluid for the propeller (13) to increase the pitch angle and a spring (9) for the propeller (13) to reduce the pitch angle.

2. Device according to claim 1, characterized in that the hydraulic system comprises a main servo line (11) with a controller (1) for regulating the pitch angle of the propeller (13) and a shut-off valve (3) arranged in the main servo line (11) on the propeller side and an auxiliary servo line (12) with a pump (4) for the feathering position of the propeller (13) and a shut-off valve (5) arranged in the auxiliary servo line (12) on the propeller side.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that a pressure switch (6) is arranged in the auxiliary servo line (12) between the shut-off valve (5) and the pump (4).

4. Device according to one or more of claims 1 to

3, characterized in that a switch (8) is provided on an operating lever (7) in the cockpit of the aircraft for operating the shut-off valve (3) in the main servo line (11) and the shut-off valve (5) and the pump (4) in the auxiliary servo line (12).

5. Device according to one or more of claims 1 to

4, characterized in that the adjusting device (2)
a pitch lock (10) to ensure a minimum pitch angle of the propeller (13).