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Verstell-Luftschraube Die Erfindung bezieht sich auf Luftschrauben
mit verstellbarer Steigung.
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Es ist bereits eine Verstell-Luftschraube bekannt, die mit einer einen
Servomotor umfassenden Einrichtung zur Verstellung der Steigung der Schraubenblätter
über einen positiven und einen negativen Bereich ausgerüstet ist sowie mit mechanischen
Steigungsanschlägen zur Begrenzung der extremen positiven und negativen Steigungslagen
der Schraubenblätter und einer Vorrichtung zur Steuerung der Schraubenblattverstelleinrichtung
mit einem Regler und einem mit diesem und dein' Servomotor gekuppelten Verteilerventil.
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Die Erfindung unterscheidet sich demgegenüber durch von Hand bedienbare
Organe, die mit der Schraubenblattverstelleinrichtung gekuppelt sind und dazu dienen,
in dem Bereich zwischen den mechanischen Anschlägen einen veränderlichen Steigungsanschlag
vorzusehen, und eine mechanische Vorrichtung, die im positiven Steigungsbereich
der Schraubenblätter einen Anschlag für geringe Steigung schafft, sowie eine Vorrichtung
zur Beseitigung dieses Anschlages.
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Nachfolgend werden die Erfindung und die sich ergebenden Vorteile
in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben.
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Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Kraftanlage mit Turbine
zum Antrieb des Propellers mit einer Brennstoffregelung, die einer Propellerregelung
zugeordnet ist, gemäß der Erfindung; Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der
erfindungsgemäßen Luftschraubenreguliervorrichtung; Fig. 3 ist eine Darstellung
des Magnetspulenventils für die Segelstellung in vergrößertem Maßstabe; Fig. 4 ist
eine Darstellung des Synchronisator-Beeinflussungsventils in größerem Maßstabe.
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In der Fig. 1 ist eine Kraftanlage 10 der Turbinenbauart dargestellt,
bestehend aus einem Kompressorteil 12, einem Brennkammerteil 14 und einem Turbinen-und
Auspuffteil 16. Die Kraftanlage kann beliebiger Bauart sein, aber so, daß
eine der Turbinenstufen eine Luftschraube 18 mit veränderlicher Steigung antreibt.
Die Luftschraube kann dabei von einer Bauart sein, wie sie in der USA.-Patentschrift
2 477 868 dargestellt und beschrieben ist. Eine Brennstoffregelung 20 ist vorgesehen
zur Regelung des Brennstoffzuflusses aus dem Vorratsbehälter 22 und über eine Leitung
24 zu dem Brennkammerteil 14. Die Brennstoffreguliervorrichtung kann von beliebiger
Bauart sein, aber die hierin dargestellte fühlt die Temperatur der eintretenden
Luft über die Leitung 26 ab, die Drehzahl über den Anschluß 28 und den Förderdruck
des Kompressors über die Leitung 30. Die Brennstoffreguliervorrichtung 20 wird durch
einen Krafthebel 34 gesteuert, welcher auch an die Luftschraubenregelung 36 angeschlossen
ist. Die letztere wird eingestellt durch den Krafthebel 34 und ebenso auch durch
den Zustandshebel 38. Die Funktionen des Krafthebels 34 und des Zustandshebels 38
werden nachstehend in Verbindung mit der Fig. 2 in größeren Einzelheiten beschrieben.
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Die Luftschraubenregelung 36 ist in dem Schema der Fig. 2 deutlicher
dargestellt. Da diese Reguliervorrichtung eine ganze Anzahl von Funktionen zu erfüllen
hat, sollen aus Gründen der Klarheit nur Teile des Systems gleichzeitig beschrieben
werden, jedoch werden die Hauptbauteile des Überblicks wegen kurz aufgeführt. In
erster Linie dreht der Krafthebel 34 nach Fig. 1 die Scheibe 40, während der Zustandshebel
38 nach Fig. 1 die Scheibe 42 dreht. Die durch den Krafthebel 34 betätigte Scheibe
40 ihrerseits dreht die Zahnsegmente 44 und 46, die Welle 48 und schließlich das
Zahnsegment 50 der Welle 52. Die Welle 52 ist bestimmt zur Steuerung eines Drehzahleinstellnockens
54 und eines Vorwählernockens 56, eines Regelungsumkehr-Umschaltnockens 58, eines
Anschlagnockens 60 für hohe Steigung sowie eines Anschlagnockens 62 für geringe
Steigung. Die Scheibe 42 andererseits spricht an auf die Bewegung des Zustandshebels
38 und dreht eine zweite Welle 64, welche ihrerseits einen Drehzahlminderungsnocken
66, einen Nocken 68 zum Ausschalten aus der Segelstellung und einen Segelstellungsnocken
70 dreht. Die Funktion jeder Kurvenscheibe bzw. jedes Nockens wird beschrieben
im
Zusammenhang mit der besonderen Vorrichtung, welche durch jeden derselben betätigt
werden soll.
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Zuerst umfaßt das Drehzahleinstellungssystem die Drehzahleinstellungs-Kurvenscheibe
54, welche den Stößel 74 bewegt. Dieser sitzt an einem Kniehebel 76, welcher bei
78 angelenkt ist und dessen einer Arm 80 eine Rolle 82 trägt, welche eine Stange
84 erfaßt, die bei 86 an eine andere Stange 88 angeschlossen ist; die letztere trägt
an ihrem äußersten rechten Ende eine Rolle 90. Die Drehzahleinstellungs-Kurvenscheibe
54 überträgt ihre Bewegung auf die Stange 84 sowie auf die Verbindung 86, wodurch
das Drehzahleinstellungs-Steuerventil 92 so bewegt wird, daß es den Flüssigkeitsstrom
zu der Kammer 94 der Drehzahleinstellungs-Servovorrichtung 96 regelt. Zu der letzteren
gehört ein Kolben 98, welcher eine Verbindungsstange 100 erfaßt. Am rechten Ende
der Stange 100 sitzt die Rolle 90. Infolgedessen bringt der Drehzahleinstellungs-Servokolben
98 die Rolle 90 in eine solche Stellung, daß sie die Spannung der Drehzahlverstellfeder
102 des Verteilerventils 104 ändert. Das letztere seinerseits regelt den Durchfluß
der unter Hochdruck stehenden Flüssigkeit zu dem Hauptsteuerservozylinder 106, der
oben in der Zeichnung dargestellt ist.
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Es ist zu bemerken, daß der Servozylinder 106 einen feststehenden
Kolben 108 enthält, dessen linke Stirnfläche 110 größer ist als die rechte Stirnfläche
112. Die rechte Stirnfläche 112 des Kolbens steht dauernd unter dem Druck einer
Hochdruckflüssigkeit, die aus einer danebenliegenden Pumpe 114 über eine Leitung
116 zugeführt wird. Die linke Seite 110 des Kolbens 108 erhält entweder Hochdruck
oder Ablaufdruck über die Leitung 118. Wird der Seite 110 Hochdruck zugeführt, dann
neigt die überschüssige Kraft dazu, den Zylinder 106 nach links zu bewegen. Wird
dagegen der Seite 110 eine Flüssigkeit unter Niederdruck zugeführt, dann bewegt
sich der Zylinder 106 nach rechts. Die Bewegung des Zylinders 106 wird auf eine
Zahnstange 120 und ein Ritzel 122 übertragen, welch letzteres kraftschlüssig mit
dem Luftschraubensteuerventil, wie es in der USA.-Patentschrift 2 664 960 dargestellt
ist, verbunden werden kann.
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Aus Gründen der Klarheit ist es am besten, einen vollständigen Kreislauf
zunehmender Drehzahl sowie einen Kreislauf abnehmender Drehzahl zu beschreiben,
um die Funktion jedes der Bauteile in dem primären Drehzahleinstellungssystem zu
definieren. Zur Erhöhung der Drehzahl dreht der Krafthebel die Drehzahleinstellungs-Kurvenscheibe
54 im Uhrzeigersinne. Bei dieser Drehung bewegt sich der Stößel 74 nach rechts,
wodurch der Arm 80 und die Rolle 82 gehoben werden und die Stange 84 mit der Verbindungsstelle
86 sich aufwärts bewegen kann. Diese Aufwärtsbewegung ergibt sich aus dem Umstande,
daß das Drehzahleinstellungs-Steuerventil92 mit seiner Bodenfläche dauernd unter
dem Druck einer Hochdruckflüssigkeit aus der Leitung 130 steht. Der Weg dieser Hochdruckflüssigkeit
soll nachstehend in Verbindung mit der Bewegung des Verteilerventils 104 beschrieben
werden. Bei der Aufwärtsbewegung des Drehzahleinstellungs-Steuerventils 92 fließt
die Hochdruckflüssigkeit aus der Leitung 130 zu der Leitung 132 und durch ein rotierendes
Zerhackerventil 134 hindurch. Dieses letztere gestattet den Durchfluß nur während
eines Teiles jeder Umdrehung, so daß dadurch die Zeitkonstante des Drehzahleinstellungs-Servosystems
zunimmt. Die Hochdruckflüssigkeit fließt durch das Zerhackerventil zu der Leitung
136 und dann zu der Kammer 94 der Drehzahleinstellungs-Servovorrichtung 96. Dadurch
wird der Kolben 98 aufwärts bewegt, und die Stange 100 dreht sich im Uhrzeigersinne
um ihren Drehpunkt 138, so daß die Rolle 90 oben an dem Verteilerventil 104 abwärts
bewegt wird. Durch die Abwärtsbewegung der Rolle 90 wird die Feder 102 zusammengedrückt,
und diese Kraft wird über die Muffe 140 und die Feder 142 auf das Verteilerventil
104 übertragen. Die Abwärtsbewegung des Verteilerventils 104 verbindet die Hochdruckleitung
146 mit der Leitung 148, welche von dem Verteilerventil abgeht. In dieser Stellung
des Verteilerventils fließt die Hochdruckflüssigkeit folgendermaßen: Von der oberen
rechten Ecke der Fig.2 ausgehend, fließt die Hochdruckflüssigkeit aus der Pumpe
114 in die Hochdruckleitung 150, durch das nachstehend zu beschreibende Segelstellungsventil
152 hindurch und dann zu der Leitung 154, der zu dem Verteilerventil 104 führenden
Zweigleitung 146 und schließlich in die Leitung 148, welche zu einem Umsteuerventil
156 führt, dessen Funktion nachstehend beschrieben werden soll. In der dargestellten
Lage gestattet das Ventil 156 den Durchfluß aus der Leitung 148 zu der Leitung 158,
welche an die zu der linken Seite des Servokolbens 108 führende Leitung 118 angeschlossen
ist. Dadurch wird der Zylinder 106 nach links bewegt in eine Stellung niedriger
Steigung oder in eine solche höherer Drehzahl.
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Es wäre hier zu bemerken, daß, wenn das Drehzahleinstellungs-Steuerventil
92 aufwärts bewegt wird, so daß damit auch der Drehzahleinstellungs-Servokolben
98 aufwärts bewegt wird, die Stange 100 sich im Uhrzeigersinne dreht, so daß die
Rolle 90 am rechten Ende abwärts bewegt wird. Diese Abwärtsbewegung der Rolle 90
überträgt sich auch auf die Stange 88, so daß der Punkt 86 um eine verhältnisgleiche
Strecke abwärts bewegt wird. Die Abwärtsbewegung des Punktes 86 neigt dazu, das
Drehzahleinstellungs-Steuerventil 92 in die Nullage zu bringen, um damit jede weitere
Änderung in der Einstellung der Verteilerventil-Drehzahlverstellfeder 102 zu verhindern.
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Wenn sich der Hauptsteuerservozylinder 106 so bewegt, daß die Drehzahl
erhöht wird, dann führt er einen herabhängenden Arm 162 mit sich, an dem sich aus
einem Stück mit demselben die drei hin- und herbeweglichen Kurvenstücke 164, 166
und 168 befinden. Hier soll nur die Tätigkeit des Kurvenstückes 164 beschrieben
werden. Wenn sich nun in der dargestellten Lage das Kurvenstück 164 nach links bewegt,
dann dreht sich der Stößel 170 im Uhrzeigersinn um seinen Drehzapfen 172, so daß
die die Stange 176 erfassende Rolle 174 angehoben wird. Da die Stange 176 bei 138
an die Stange 100 angeschlossen ist, kann sich die letztere um ihr linkes Ende aufwärts
bewegen, so daß die Rolle 90 am rechten Ende der Stange 100 angehoben wird. Dadurch
kann sich das Verteilerventil 104 nach rückwärts in eine Nullage bewegen. Die gleiche
Bewegung der Rolle 90 veranlaßt auch die Stangen 88 und 84 zu einer Drehung entgegengesetzt
dem Uhrzeigersinne um die Rolle 82, wodurch das Drehzahleinstellungs-Steuerventil
92 angehoben wird. Die Hochdruckflüssigkeit wird der Drehzahleinstellungs-Servovorrichtung
zugemessen, wodurch die Stange 100 im Uhrzeigersinn um den Drehzapfen 138 gedreht
wird und auch die Rolle 90 in ihre ursprüngliche Stellung zurückbewegt und schließlich
durch die Stange 88 die Nullstellung des Drehzahleinstellungs-Steuerventils wiederhergestellt
wird. Die Bewegung des Servozylinders auf niedrige
eine stabilisierende Wirkung hat. Im vorstehenden ist also ein
Rückspeisesystem für das Verteilerventil beschrieben.
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Will man die Drehzahl vermindern, dann wird die Drehzahleinstellungs-Kurvenscheibe
54 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinne gedreht, wodurch der Stößel 74 nach links
bewegt und der Kniehebel 76 im Uhrzeigersinn gedreht wird, um die Rolle 82 zusammen
mit der Stange 84 und dem Punkt 86 abwärts zu bewegen. Die Abwärtsbewegung des Punktes
86 bewegt den Schaft des Drehzahleinstellungs-Steuerventils abwärts, so daß die
Leitung 132 mit dem Ablauf verbunden wird. Dieser Ablaufdruck wird dann durch das
Zerhackerventil 134 und die Leitung 136 hindurch zu der Kammer 94 der Drehzahleinstellungs-Servovorrichtung
96 übertragen. Dadurch wird der Drehzahleinstellungs-Servokolben 98 abwärts bewegt,
und die Stange 100 dreht sich entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn um den Punkt 138,
wodurch die Rolle 90 oben am Verteilerventil 104 angehoben wird. Das gestattet den
Schwunggewichten, das Verteilerventil anzuheben, um die Leitung 148 über die zentrale
Öffnung 180 und den Kanal 182 an den Ablauf anzuschließen. Der Ablaufdruck in der
Leitung 148 pflanzt sich durch die Leitung 158 und dann durch die Leitung 118 zu
der linken Seite 110 des Hauptsteuer-Servokolbens 108 fort. Dadurch wiederum wird
der Servozylinder 106 nach rechts bewegt in eine Stellung hoher Steigung bzw. verminderter
Drehzahl. Die Rückspeisung zu dem Verteilerventil mittels des Kurvenstückes 164
ist die gleiche, wie sie oben beschrieben wurde, abgesehen davon, daß sich das Kurvenstück
in der entgegengesetzten Richtung bewegt.
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Die Drosselvorrichtung bzw. der Vorwähler dieser Reguliervorrichtung
ist erforderlich bei Propeller-Motor-Kombinationen, bei welchen Leistungs- und Drehzahlregelung
einander zugeordnet sind und beide durch einen vom Flugzeugführer zu betätigenden
Hebel gesteuert werden. Bei solchen Anlagen geht eine Zunahme der Drehzahl in der
Regel Hand in Hand mit einer Vergrößerung der Motorleistung, was gewöhnlich dazu
führt, daß der Blattwinkel entweder ungefähr konstant bleiben oder vergrößert werden
muß. Normalerweise ist das so, daß, wenn die Drehzahl der Luftschraube erhöht wird,
der Blattwinkel abnehmen muß, um den Motor zu entlasten. Daraus geht hervor, daß
bei den meisten solcher zugeordneter Anlagen die Reguliervorrichtung das Signal
zur Abnahme der Steigung, das sich aus der Zunahme der Drehzahleinstellung ergibt,
entweder auslöschen oder übersteuern muß. Die Vorwählerkurvenscheibe 56, die mit
dem Krafthebel verbunden ist, sendet ein Signal direkt zu der Drehzahlverstellfeder
unter sehr geringem Zeitverzug. Die an die Drehzahlverstellfeder gelegte Bewegung
der Vorwählerkurvenscheibe wird durch das Zeitverzugssystem abgeleitet. Dreht sich
also die Kurvenscheibe 56 im Uhrzeigersinne, dann erhöht die Drehzahleinstellungs-Kurvenscheibe
54 die Drehzahleinstellung über den Kniehebel 76 und die Stange 84, so daß sich
das linke Ende der Stange 176 um den Punkt 138 abwärts bewegt, wodurch die Drehzahlverstellfeder
entlastet wird. Dadurch wird der Blattwinkel vergrößert. Wenn sich die Rolle 90
oben an der Drehzahlverstellfeder aufwärts bewegt, wird das Drehzahleinstellungs-Steuerventil
92 durch die Stange 88 angehoben und damit auch die Drehzahleinstellungs-Servovorrichtung.
Dabei bewegt sich der Drehzahleinstellungs-Servokolben 98 aufwärts, so daß die Stange
100 sich im Uhrzeigersinne um den Punkt 138 dreht und infolgedessen das zu der Rolle
90 oben an der Drehzahlverstellfeder 102 gesandte Vorwählersignal auslöscht.
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Es wäre hier noch zu bemerken, daß, obwohl die einzelnen Tätigkeiten,
wie Änderung der Drehzahl, Rückspeisen und Vorwählen, hier gesondert beschrieben
wurden, dieselben doch mehr oder weniger gemeinsam erfolgen, so daß die Stabilität
des neuen Betriebszustandes erreicht ist.
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Obwohl die Luftschraube, wie sie beispielsweise in der obenerwähnten
USA.-Patentschrift 2 477 868 beschrieben wurde, mechanische Anschläge, wie z. B.
solche für die Segelstellung und das Umsteuern, und ebenso ausrückbare Anschläge
für niedrige Steigung und für einen positiven Betriebsbereich enthalten kann, sieht
die vorliegende Reguliervorrichtung weitere Steigungsanschläge in der Vorrichtung
selbst vor. Diese Anschläge sind dazu bestimmt, ein unerwünschtes Ausgangssignal
aus dem Hauptsteuer-Servozylinder 106 zu verhindern. Dabei soll das Steigungsanschlagsystem
für einen Anschlag sorgen, der sowohl im positiven wie auch im negativen Steigungsbereich
veränderlich ist. Das Anschlagsystem soll also die Luftschraubenblätter verhindern,
sich in eine niedrigere Steigung als die im positiven Bereich eingestellte zu bewegen.
Im negativen Bereich werden die Blätter gehindert, sich auf eine höhere Steigung
als gewünscht einzustellen, oder mit anderen Worten, die Blätter werden daran gehindert,
sich in eine weniger negative Steigung zu bewegen.
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Die Einstellung der Steigungsanschläge wird bestimmt durch die Kurvenscheibe
60 für hohe Steigung bzw. durch die Kurvenscheibe 62 für niedrige Steigung; beide
werden durch den Krafthebel gedreht bzw. verstellt. Die Kurvenscheibe 60 wird erfaßt
durch einen Stößel 190, - die Kurvenscheibe 62 durch einen Stößel 192. Der Stößel
190 sitzt an dem linken Ende des Schwinghebels 194, der Stößel 192 an dem linken
Ende des Schwinghebels 196. Diese Schwinghebel 194 und 196 sollen sich wiederum
um die Stößel 198 bzw. 200 drehen; letztere sind befestigt an den Kolbenstangen
202 bzw. 204. Diese Kolbenstangen 202 und 204 werden betätigt durch die Kolben 206
bzw. 208, wodurch der eine oder der andere der Stößel 198
und 200 mit einem
damit zusammenarbeitenden Kurvenstück in Berührung kommt. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich
ist, befindet sich der Stößel 200 in Berührung mit dem Kurvenstück 166, während
der Stößel 198 gerade von seinem zugehörigen Kurvenstück 168 entfernt ist. Die Art
und Weise, in welcher die Stößel mit ihren entsprechenden Kurvenstücken in Eingriff
bzw. außer Eingriff kommen, wird in Verbindung mit dem Umsteuersystem der vorliegenden
Reguliervorrichtung ausführlicher beschrieben werden. Die Schwinghebel 194 und 196
sind mit ihrem rechten Ende an die Stangen 214 bzw. 216 angeschlossen. Diese Stangen
ihrerseits sind einstellbar befestigt an einem Schwinghebel 218, der seinen Drehpunkt
bei 220 hat und mit dem linken Ende bei 222 den Boden des Verteilerventils 104 erfaßt.
In der dargestellten Lage ist gerade die Anschlagkurvenscheibe für niedrige Steigung
62 in Tätigkeit, und daher wird bei irgendeiner gegebenen Stellung des Krafthebels
die Kurvenscheibe 62 den Stößel 192, den Schwinghebel 196, den Schwinghebel 218
und damit auch den Punkt 222 gegenüber dem Verteilerventil 104 verstellen. Sollte
dann beispielsweise der Hauptsteuerservozylinder 106 mit einer Bewegung beginnen,
um eine Steigung zu verlangen, welche geringer ist als die durch die Anschlagkurvenscheibe
62 eingestellte, dann wird die Bewegung des Servozylinders 106 gleichzeitig
dem
Kurvenstück 166 mitgeteilt. Bewegt sich beispielsweise dieses letztere nach links
in eine Stellung niedrigerer Steigung, dann wird der Stößel 200 gesenkt, wodurch
sich der Schwinghebel 196 im Uhrzeigersinn um die Rolle 192 dreht. Infolgedessen
wird die Stange 216 abwärts bewegt, und der Schwinghebel 218 dreht sich im Uhrzeigersinne
um seinen Drehzapfen 220, so daß das Ende 222 den Verteiler 104 erfaßt und denselben
aus seiner Nullage aufwärts bewegt, wodurch eine höhere Steigung gefordert wird.
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Ferner, wenn durch den Krafthebel eine neue Steigung eingestellt wird,
beispielsweise eine niedrigere Steigung, dann kann sich das Verteilerventil abwärts
bewegen, um diese niedrigere Steigung zu fordern, und wenn sich nun der Hauptsteuerservozylinder
bewegt, dann wird während des Wechsels das Steigungsanschlagsystem so eingestellt,
daß, sobald die richtige Blattstellung erreicht ist, das Verteilerventil 104 eine
Nullage erreicht und der Boden desselben sich an das Ende 222 des Schwinghebels
218 anlegt.
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Während des umgekehrten Betriebsbereiches ist der Schwinghebel 194
mit seinem Stößel 198 in Berührung mit dem zugehörigen Kurvenstück 168, während
der Stößel 200 mit dem Kurvenstück 166 nicht im Eingriff ist, so daß also dann die
Anschlagkurvenscheibe für hohe Steigung 60 den Stößel 190 verstellt und damit das
Begrenzungssystem für hohe Steigung im Betrieb ist. Auch hier muß wieder darauf
hingewiesen werden, daß das Anschlagsystem für hohe Steigung die Bewegung der Luftschraubenblätter
in einen weniger negativen Winkel bzw. nach dem positiven Steigungsbereich zu verhindert.
Es sind auch feste mechanische Steigungsanschläge vorgesehen, um die positiven und
negativen Steigungsextreme des Blattwinkelweges abzugrenzen. Die Bewegung des Hauptservozylinders
106 nach rechts bzw. zu hoher Steigung wird begrenzt durch den einstellbaren Anschlag
276. Die Bewegung nach links oder zu niedriger Steigung wird begrenzt durch den
einstellbaren Anschlag 274.
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Die Fig. 2 zeigt auch das Umsteuer-Umschaltsystem für eine richtige
Reglersteuerung im umgekehrten Sinne und für einen veränderlichen Steigungsanschlag
im umgekehrten Bereich. Hierfür ist das Umsteuerventil 156 vorgesehen. In der dargestellten
Lage erhält das Ventil 156 Hochdruckflüssigkeit über eine Leitung 240, welche von
der Haupthochdruckleitung 154 abzweigt. Die Hochdruckflüssigkeit fließt zu dem Ventil
durch die Leitung 242, jedoch fließt sie infolge der Ventilstellung nicht durch
das Ventil hindurch. Die Hochdruckflüssigkeit in der Leitung 240 fließt jedoch weiterhin
aufwärts und wirkt auf den Boden des Umschaltkolbens 206 sowie auf das Oberteil
des Umschaltkolbens 208, so daß der erstere in angehobener Lage bleibt, während
der letztere unten stehenbleibt. Die untere Lage des Kolbens 208 führt dazu, daß
der Stößel 200 das zugehörige Kurvenstück 166 erfaßt, wodurch - wie es oben beschrieben
wurde -eine Änderung des Steigungsanschlages in dem positiven Blattwinkelbereich
zustande kommt. Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, sind die Oberseite des Kolbens
206 und die Unterseite des Kolbens 208 über eine Leitung 246 an die Bohrung 248
des Umsteuerventils 156 und in der gezeigten Ventilstellung an den Ablauf angeschlossen.
Wird das Umsteuerventil 156 aufwärts bewegt, dann ist die Bohrung 248 nicht mehr
an den Ablauf angeschlossen, sondern mit der Leitung 242 verbunden, so daß die Hochdruckflüssigkeit
nunmehr durch die Bohrung 248, die Leitung 246 und hierauf zu dem Oberteil des Kolbens
206 und zu dem Unterteil des Kolbens 208 strömt. Obwohl nun beide Seiten dieser
Kolben dem gleichen Druck ausgesetzt sind, so ist doch zu beachten, daß das Oberteil
des Kolbens 206 und das Unterteil des Kolbens 208 größere Flächen haben als die
entsprechenden entgegengesetzten Seiten, so daß der Kolben 206 sich abwärts und
der Kolben 208 sich aufwärts bewegen wird. Dadurch kommt der Steigungsanschlagstößel
198 in Berührung mit dem zugehörigen Kurvenstück 168, während der Stößel 200 sich
von dem zugehörigen Kurvenstück 166 löst. Damit hat man ein rasch arbeitendes Mittel
zur Inbetriebsetzung des Steigungsanschlagsystems für den umgekehrten Bereich (Anschlagkurvenscheibe
für hohe Steigung).
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Wie bereits oben erwähnt wurde, hat das Umsteuerventil außerdem die
Funktion, den Regler und das Verteilerventil umzusteuern. In der in Fig. 2 dargestellten
Lage verbindet das Umsteuerventil die von dem Verteilerventil abgehende Leitung
148 mit der Leitung 158, welche dem Hauptsteuerservozylinder Hochdruckflüssigkeit
zuführt. Wenn also das Verteilerventil 104 sich abwärts bewegt, ist die Hochdruckflüssigkeit
an die Leitung 148 angeschlossen, während bei der Aufwärtsbewegung desselben die
Leitung 148 über den Kanal 182 und die Bohrung 180 an den Ablauf angeschlossen ist.
Für die Steuerung im umgekehrten Bereich ist jedoch noch eine andere Leitung 254
gerade über der vom Verteilerventil kommenden Leitung 148 vorgesehen. Wird das Umsteuerventil
aufwärts bewegt, dann ist die Leitung 148 blockiert, und die Leitung 254 wird dann
mit der Leitung 158, welche zu der Hauptsteuerservovorrichtung führt, verbunden.
Unter diesen Verhältnissen arbeitet das Verteilerventil entgegengesetzt zu der Arbeitsweise
im positiven Steigungsbereich.
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Sollte sich also das Verteilerventil 104 aufwärts bewegen, dann wird
die Druckleitung 146 mit der Leitung 254 verbunden, so daß die Hochdruckflüssigkeit
zu dem Hauptsteuerservozylinder fließt, um denselben auf niedrige Steigung zu bewegen.
Wird das Verteilerventil 104 abwärts bewegt, dann wird die Leitung 254 über die
Bohrung 258 und die zentrale Bohrung 180 im Ventil an den Ablauf angeschlossen.
Durch diese Bewegung kommt der Hauptsteuerservozylinder in Verbindung mit Niederdruckflüssigkeit,
wodurch er sich auf eine höhere Steigung bzw. eine weniger negative Steigung zu
bewegt.
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Um das oben beschriebene Umschalten rasch vornehmen zu können, ist
zur Betätigung des Umsteuerventils 156 eine Abschnappvorrichtung vorgesehen. Zu
diesem Zweck ist an das Ventil eine vertikale Stange 262 angeschlossen, welche ihrerseits
an ein Ende einer Stange 264 angeschlossen ist; die letztere ruht bei 266 zwischen
ihren Enden in einem Drehzapfen. Das andere Ende der Stange 264 ist bei 268 kraftschlüssig
mit der Umsteuer-Umschaltkurvenscheibe 58 verbunden. Diese Kurvenscheibe wird von
der Welle 52 aus angetrieben, und zwar über eine Zunge 270, welche durch ein Federpaar
in einem Schlitz der Kurvenscheibe 58 zentrisch gehalten wird. Es ist ferner ein
federbelasteter Auslöser 272 so vorgesehen, daß, wenn der Hauptkraftsteuerhebel
vom positiven in den umgekehrten Bereich des Luftschraubenbetriebes bewegt wird,
die Zunge 270 eine der Federn zusammendrückt, bis Zunge und Kurvenscheibe Kraftschluß
haben. Hierbei wird die Kurvenscheibe an dem Auslöser vorbeibewegt, und es erfolgt
beim Lösen von dem Auslöser eine zwangläufige und plötzliche Bewegung der Kurvenscheibe.
Dadurch
bewegt, daß die Stange 264 gedreht, die Stange 262 rasch gehoben
und das Umsteuerventil verschoben wird. Damit erhält man ein trägheitsloses System
für das rasche Umschalten von einem positiven Steigungsbereich zu einem negativen
Steigungsbereich für den Reglerabfühl- und Steigungsanschlagbetrieb.
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Während des Einschaltens in die und des Ausschaltens aus der Segelstellung
treten eine Anzahl Steuerelemente in Tätigkeit, jedoch soll das gegenwärtige Segelstellungssystem
zunächst beschrieben werden. Wie aus der oberen linken Ecke der Fig. 2 ersichtlich
ist, wird die Kurvenscheibe 70 für das Segelstellungsventil durch den Zustandshebel
38 nach Fig. 1 gedreht. Diese Kurvenscheibe bewegt eine Stange 300, welche ihrerseits
einen Kniehebel 302 dreht, und dieser letztere betätigt eine vertikale Stange 304.
Die Stange 304 bewegt den Schaft 306 des Segelstellungsventils 152. Durch die Bewegung
der Stange 300 nach rechts wird die Stange 304 und der Ventilschaft 306 so angehoben,
daß die zu der Leitung 118 und zu der linken Seite des Hauptsteuerservokolbens 108
führende Leitung 158 an den Ablauf angeschlossen werden kann. Wenn sich also der
Segelstellungsventilschaft 306 aufwärts bewegt, wird die Leitung 158 mit der Leitung
308 verbunden, welch letztere mit dem Kanal 310 in dem Ventilschaft 306 in Verbindung
steht, wodurch die Flüssigkeit über den Kanal 312 in dem Gehäuse des Segelstellungsventils
152 aufwärts zum Ablauf strömen kann. Durch die Verbindung der Leitungen 158 und
118 mit dem Ablauf über die Leitung 308 wird die Seite 110 des Hauptsteuerservokolbens
108 dem Niederdruck ausgesetzt, so daß der Zylinder 106 nach rechts bewegt wird,
um die Luftschraube zu veranlassen, ihre Steigung bis zur Segelstellung zu vergrößern.
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Die Luftschraube kann auch durch eine Segelstellungs-Magnetspule 320,
wie sie schematisch in der Mitte der Fig.2, rechts, und in den Einzelheiten in Fig.3
dargestellt ist, in die Segelstellung gebracht werden. Die Segelstellungs-Magnetspule
320 ist mittels einer Leitung 322 an die Hochdruckleitung 150 angeschlossen und
in der Lage, diese Leitung mit der zu dem Segelstellungsventil 152 führenden Leitung
325 zu verbinden. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß, wenn der Schalter 326 geschlossen
ist, die Spule 328 des Magnetspulenventils 320 erregt wird, so daß der Kern 330
nach links bewegt wird, um das federbelastete Kugelrückschlagventil 324 von seinem
Sitz abzuheben. Dadurch kommt die Leitung 322 mit der Leitung 325 in Verbindung.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, führt die Leitung 325 zu einer Ringkammer 332 in
dem Segelstellungsventil. Wird die Hochdruckflüssigkeit an die Kammer 332 angeschlossen,
dann bewegt die Kraft den Ventilschaft 306 aufwärts gegen .die Kraft der oberen
Feder, und dadurch werden die Hochdruckleitungen 158 und 308 über die Kanäle 310
und 312 an den Ablauf angeschlossen.
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Man wird bemerken, daß das Segelstellungsventil 152 auch einen unteren
beweglichen Teil 340 enthält; dieser letztere erfaßt mittels einer Feder 342 den
Ventilschaft 306 kraftschlüssig, jedoch beweglich zu demselben. Der Teil 340 wird
sich also normalerweise mit dem Ventilschaft 306 bewegen, und er wird aufwärts gedrückt,
um den Ventilschaft 306 zwangläufig in eine obere Segelstellungslage zu bewegen,
wobei die Feder 342 in der Lage ist, eine genügend große Kraft zu übertragen, um
den. Schaft 306 entgegen der Kraft der oberen. Feder aufwärts zu bewegen. Beispielsweise
kann der, untere Ventilteil 340 durch das Bauelement 346, das an den Mechanismus
außerhalb der Reguliervorrichtung angeschlossen ist, betätigt werden. Das Bauelement
346 wird durch eine Motorendrehmoment-Abfühlvorrichtung betätigt, und zwar so, daß,
falls in der Kraftanlage ein Leistungsverlust auftritt, die Reguliervorrichtung
automatisch in Tätigkeit tritt, um die Luftschraube in Segelstellung zu bringen.
Um eine Bewegung des Bauelements 346 in Abhängigkeit von einer Änderung des Kraftanlagendrehmoments
zu erhalten, kann eine Vorrichtung, wie sie in der USA.-Patentschrift 2 444 363
beschrieben ist, verwendet werden.
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Das Segelstellungsventil 152 wird durch die Kurvenscheibe 70 erst
dann betätigt, wenn der Zustandshebel 38 in Fig. 1 fast seine Segelstellungslage
erreicht hat. Wird der Zustandshebel in eine Segelstellungslage bewegt, dann wird
auch die Kurvenscheibe 68 für das Wenden aus der Segelstellung zusammen mit der
Kurvenscheibe für das Segelstellungsventil gedreht. Wenn die Kurvenscheibe 68 zur
Segelstellung bewegt wird, erfaßt sie den Stößel 69, so daß der damit verbundene
Schwinghebel 196 so weit angehoben wird, daß der Stößel 192 von der Anschlagkurvenscheibe
62 für niedrige Steigung abgehoben wird. Wie bereits vorher erwähnt wurde, ist der
Schwinghebel 196 mit der vertikalen Stange 216 und damit mit dem Schwinghebel
218 verbunden, so daß das Verteilerventil aufwärts gedrückt wird, wodurch
man einen Zustand der künstlichen Überdrehzahl erhält und die Luftschraube zur Vergrößerung
ihres Blattwinkels veranlaßt wird. Die Kurvenscheibe für das Bringen aus der Segelstellung
steuert also den Blattwinkel bis zu der jeweiligen Segelstellung und beim Bringen
aus der Segelstellung zurück in den normalen Regelbereich durch Veränderung der
Stellung des Anschlages für die niedrige Steigung für das Verteilerventil.
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Dadurch erhält man eine Steuerung, welche bei gewissen Anlagen die
Propellersteigung auf einen gegebenen Blattwinkel zurückführen kann, wenn der Zustandshebel
aus der ' Segelstellungslage in eine Zwischenstellungslage zum Anlassen der besonderen
Kraftanlage durch die Luftschraube zurückbewegt wird. .
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Bei einigen Luftschraubenkraftanlagen kann es erwünscht sein, den
Propeller so aus der Segelstellung zu bringen, daß er eher mit einer gegebenen Drehzahl
gedreht wird, anstatt auf einen besonderen Blattwinkel eingestellt zu werden. Zu
diesem Zweck betätigt der Zustandshebel auch eine Drehzahlminderungs-Kurvenscheibe
66, welche den Kniehebel 76 des normalen Drehzahleinstellungssystems erfaßt, wenn
der Zustandshebel in- die Segelstellung bewegt wird. Wird der Zustandshebel in die
Segelstellung gedreht, dann dreht sich die Drehzahlminderungs-Kurvenscheibe 66 im
Uhrzeigersinn. Dadurch bewegt sich der Kniehebel 76 im Uhrzeigersinn um seinen Drehzapfen
78, wodurch die normale Drehzahleinstellungs-Kurvenscheibe 54 außer Eingriff kommt.,-Diese
Bewegung sendet ein extremes Drehzahläbnahmesignal zu der Drehzahlverstellfeder
des Verteilerventils. Es sei bemerkt, daß dieses Signal in der gleichen Richtung
erfolgt wie das Signal, das gleichzeitig durch die Kurvenscheibe zum Wenden aus
der Segelstellung - 68 - erzeugt wird; die letztere wirkt mechanisch- auf die Unterseite
des Verteilerventils. Gleichzeitig bringt die Kurvenscheibe zum Wenden aus der Segelstellung
eine Anschlageinstellung für eine zuretz`mende niedrige Steigung zustande. Beide
Signale neigen dazu, das Verteilerventil anzuheben, um die-.-äußerst hohe-- Steigungseinstellung-
der Luftschraubenblätter hervorzurufen. Diese Signale ändern sich- weiterhin, bis
die Stellung
des Zustandshebels erreicht ist, in welcher das Segelstellungsventil
152 das jeweilige Bringen in die Segelstellung übernimmt.
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Wenn der Flugzeugführer sich anschickt, die Kraftanlage mit der Luftschraube
anzulassen, dann wird der Zustandshebel so bewegt, daß die Drehzahlminderungs-Kurvenscheibe
66 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, wodurch die Regler-Drehzahlverstellfeder
so eingestellt wird, daß eine bestimmte Drehzahl gefordert wird. Es wäre hier zu
bemerken, daß in diesem Bereich die normale Drehzahleinstellungs-Kurvenscheibe 54
noch nicht arbeitet. Die ersten wenigen Grade der Bewegung des Zustandshebels bringen
das Segelstellungsventil 152 in seine normale Lage zurück, so daß nunmehr die Drehzahlminderungs-Kurvenscheibe
die gewünschte Federeinstellung an die Drehzahlverstellfeder 102 des Verteilerventils
signalisiert. Die Luftschraube beginnt dann, sich aus ihrer Segelstellung zu entfernen,
und die Windmühlendrehzahl nimmt zu bis auf den Wert, der von der Drehzahlminderungs-Kurvenscheibe
66 verlangt wird; die Steuerung hält diese gewünschte Drehzahl. Nach dem Anlassen
der Kraftanlage wird der Zustandshebel in seine Marschlage bewegt, so daß nunmehr
die normale Drehzahleinstellungs-Kurvenscheibe 54 die Regelung übernimmt. Es ist
also dem Flugzeugführer möglich, das Maß des Wendens aus der Segelstellung, die
Windmühlen- bzw. Luftanlaßdrehzahl und die Beschleunigung der Kraftanlage von der
Luftanlaßdrehzahl bis zu dem normalen Regelbereich zu regeln.
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Eine Vorrichtung dient zur automatischen Einstellung des Verteilerventils
zum Synchronisieren von zwei oder mehreren Kraftanlagen. Letzteres kann erfolgen
durch Synchronisieren der jeweiligen Drehzahlen oder auch durch eine Phasensynchronisierung.
Das für diesen Zweck vorgesehene Synchronisierventi1380 ist auf der rechten Seite
der Fig.2 schematisch und in der Fig. 4 in den Einzelheiten dargestellt. Das Synchronisierventil
380 erhält einen Zustrom von Hochdruckflüssigkeit über eine Leitung 382, regelt
den Druck und sendet dieses geänderte Drucksignal über die Leitung 384 zu einer
Kammer 386. Die aus diesem Druck sich ergebende aufwärts gerichtete Kraft wirkt
der Kraft der Drehzahlverstellfeder entgegen und kann daher die Drehzahleinstellung
des Reglers beeinflussen. Da der Druck in der Kammer 386 durch das Synchronisierventil
380 geregelt werden kann, kann auch die Drehzahleinstellung des Reglers in dem ganzen
zum Synchronisieren von zwei oder mehreren Motoren durch das Synchronisierventil
erforderlichen Bereich geändert werden. Das in der Fig.4 dargestellte Synchronisierventil
380 besteht aus einer verhältnisgleichen Magnetspule 390 von der Bauart, wie sie
beispielsweise in der USA.-Patentschrift 2 579 723 dargestellt ist. Die Magnetspule
ist dazu bestimmt, ein federbelastetes Flatterelement 392, welches die Öffnung einer
Bohrung 394 verändert, zu verstellen. Durch die Änderung der Öffnung der Bohrung
394 kann man den aus der Leitung 382 kommenden Hochdruck einstellbar ändern, so
daß damit der Druck in der Leitung 384 geregelt wird.
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Das zu der verhältnisgleichen Magnetspule 390 zu sendende Signal kann
beispielsweise aus einer Vorrichtung erhalten werden, wie sie in der USA.-Patentschrift
2 410 659 dargestellt ist.