-
Einrichtung an Flugzeugen zur Verstellung der Steigung von Propellerflügeln
im Sinne einer Umkehr Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung an Flugzeugen
zur Verstellung der Steigung von Propellerflügeln im Sinne einer Umkehr mit einem
mit dem Propeller verbundenen Kraftantrieb zur Bewegung der Propellerflügel in eine
Umkehrstellung, mit einem die Umkehr der Steigung herbeiführenden Verstellhebel,
der derart zu verstellen ist, daß er die Tätigkeit des Kraftantriebs zur Bewegung
der Propellerflügel in eine Umkehrstellung auslöst, und mit Mitteln zum Anhalten
des Kraftantriebs, wenn die Propellerflügel in der Umkehrstellung sind.
-
Es ist eine Vorrichtung zur Verstellung der Steigung von Propellerflügeln
bekannt, -die die Verstellung außer Tätigkeit setzt, wenn der Propeller die gewünschte
Steigung eingenommen hat. Eine solche Vorrichtung ist auch schon für die Umkehrverstellung
der Flügel vorgeschlagen worden. Ein Rückkopplungsmechanismus ist dabei nicht vorgesehen.
Vielmehr werden die Flügel durch einen Anschlag angehalten, und damit wird der öldruck,
der einen hydraulischen Motor zur Bewegung der Flügel antreibt, erhöht und betätigt
ein auf Druck ansprechendes Relais, das eine Pumpe anhält. Dies ist kein Rückkopplungsmechanismus,
da die Flügel selbst nicht in irgendeiner Weise mit dem Kraftantrieb verkettet sind,
so daß sie dann, wenn sie sich in Richtung aus ihre Sollstellung bewegen, eine Steuerwirkung
ausüben, die selbsttätig den Kraftantrieb verändert. Auch für die Umkehrverstellung
soll man einen Anschlag vorsehen, der die Flügel anhält und eine Drucksteigerung
zur Betätigung eines druckempfindlichen Relais auslöst, mit dem der Kraftantrieb
abgestellt wird.
-
Verstellpropeller mit einem Rückkopplungsmechanismus sind aber für
sich bekannt. Diese gestatten aber nicht, die Einstellung der Steigung von Propellern
variabel zu steuern, wobei auch die Propeller in Umkehrstellung zu bringen sind
und wobei der Rückkopplungsmechanismus erst dann wirksam wird, wenn die Propellerflügel
sich in Umkehrstellung bewegen, und der unwirksam ist, wenn die Propellerflügel
auf eine Normalstellung eingestellt sind.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Einrichtung eingangs
genannter Art dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel durch seine Lage in seinem Verstellbereich
den Winkelgrad der Umkehrstellung, in den die Flügel zu bewegen sind, festlegt und
daß ein Rückkopplungsmechanismus vorgesehen ist, der wirksam wird und durch die
Propellerflügel verstellt wird, wenn diese sich in die Umkehrstellung bewegen, und
der den Kraftantrieb außer Betrieb setzt, wenn die Propellerflügel die ausgewählte
Umkehrstellung erreichen.
-
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Figuren. Es zeigt
Fig.1 eine Propellernabe und einen Teil der Regeleinrichtung im Schrägriß, Fig.
2 die gesamte Regeleinrichtung zum Teil im Schnitt, zum Teil im Schrägriß, Fig.
3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 1. Der Propeller besitzt gemäß Fig. 1 eine
Nabe 10, an der vier Propellerflügel 11 verdrehbar befestigt sind. Durch die Verdrehung
der Flügel 11 wird die Steigung verändert. Am Fuß jedes Propellerflügels
11 setzt gemäß Fig. 2 mit ihrem einen Ende eine Gelenkstange 12 an, deren anderes
Ende mit dem Kolben 13 eines hydraulischen Motors verbunden ist. Der Kolben 13 unterteilt
den Zylinder des hydraulischen Motors in die beiden Räume 14a und 14b, in welche
zum Zwecke des Antriebs Leitungen 15 und 16 einmünden. Wird Medium dem Raum 14a
des Motors zugeführt, so werden die Propellerflügel
11 aus der normalen
Arbeitsstellung, wie in Fig. 2 in vollen Linien 11 a eingezeichnet, in die Umkehrstellung
gemäß den gestrichelten Linien 11 b verbracht. Wird hingegen Medium dem Raum 14
b zugeführt, so werden die Flügel umgekehrt aus der Umkehrstellung 11
b in die Normalstellung 11 a gedreht. Der hydraulische Motor 13, 14
a und 14 b wird durch ein Ventil 17 gesteuert, welches: aus einem Kolben
mit Ringansätzen 17a und 17b besteht. Der Kolben bewegt sich in einem Zylinder 18;
in welchen die Leitungen 15 und 16 einmünden. In Ruhe- oder Mittelstellung sind
die Einmündungen der Leitungen 15 und 16 durch die Ringansätze 17a und 17b abgedeckt.
-
In den Zylinder 18 mündet des weiteren eine Leitung 19 ein, und zwar
etwa im Mittel zwischen den beiden Ringansätzen 17a und 17b. Außerdem ist noch eine
Abflußleitung 20 vorgesehen. Druckflüssigkeit wird durch eine Pumpe, in diesem Falle
eine Zahnradpumpe 21, gefördert, und zwar durch die Leitung 19. Eine Kurzschlußleitung
22 mit überdruckventil 23 gestattet, eine überschüssige Förderung an Druckflüssigkeit
in die Pumpe 21 zurückzufordern.
-
Das Ventil 17, 18 bildet den Teil einer Regelung für konstante
Geschwindigkeit. Das Ventil 17, 18 ist dazu bestimmt, bei normaler Tätigkeit, d.
h. wenn der Propeller auf normalen Schub arbeitet, die Steigung des Propellers zu
regeln, um so eine konstante Umlaufgeschwindigkeit zu halten. Die Einrichtung zur
Geschwindigkeitsregelung beinhaltet auch einen Zentrifugalregler 24, welcher in
einer Geschwindigkeit umläuft, die der Propellergeschwindigkeit proportional ist.
Der Fliehkraftregler 24 enthält Fliehgewichte 24a, welche auf einen Fortsatz 17c
des Ventils 17 einwirken. Wenn die Drehgeschwindigkeit des Propellers steigt, so
liegt also die Tendenz vor, das Ventil 17 nach oben zu bewegen. Diese Aufwärtsbewegung
erfolgt entgegen der Wirkung von Federn 25 und 60. Die Feder 60 hat ein verstellbares
Widerlager. Die durch die Feder 60 dargestellte Belastung kann verstellt werden,
um die Geschwindigkeit zu verändern, bei welcher der Fliehkraftregler den Propeller
steuert. Ist die Umdrehungsgeschwindigkeit des Fliehkraftreglers 24 größer, so wird
das Ventil 17 nach oben bewegt, wodurch es dem Druckmedium möglich wird, in den
Raum 14 b des Motors 13 einzutreten. Damit wird die Steigung der Propellerflügel
11 vergrößert,,derart, daß die Umlaufgeschwindigkeit zur Abnahme neigt. Wird hingegen
die Umlaufgeschwindigkeit des Propellers vermindert, so wird das Ventil durch die
Wirkung der Feder 25 nach unten bewegt, Druckmedium wird also dem Raum 14a zugeführt
mit der Folge, daß die Steigung des Propellers verringert wird und dieser in die
Lage versetzt wird, seine Umlaufgeschwindigkeit zu vergrößern. Es ist im übrigen
ein Hebelarm 26 vorgesehen, durch dessen Betätigung das Ventil 17 angehoben
werden kann, wenn es gewünscht wird, die Steigung des Propellers zu ändern. Das
verstellbare Widerlager für die Feder 16 ist durch einen Arm 61/62 gebildet, welcher
in 63 am Rahmen des Flugzeugs aasgelenkt ist. über dem Widerlager 62 ist ein Arm
68 angeordnet, der unter der Wirkung einer Rückholfeder 66 steht. An einem gemeinsamen
Gelenkpunkt dieses Armes greifen Kniehebel 64 und 65 an, von denen der eine am Widerlager
62 und der andere an einem Festpunkt gelenkig angreift. Das freie Ende des Armes
67 greift mit einem Mitnehmer 70 in einen pockenförmigen Schlitz 69 einer verdrehbaren
Scheibe 68 ein. Beim Verdrehen der Scheibe 68 wird der Steuerarm 67 axial verschoben
und verstellt damit über die Kniehebel 64 und 65 den Andruck des Widerlagers 61,
62 auf die Feder 60. Die Einrichtung für konstante Geschwindigkeit ist in Fig. 1
mit 27 bezeichnet. Zur Verstellung der Steigung der Flügel 11 im Sinne der Umkehr
ist ein Verstellhebe130 vorgesehen. Durch die Verdrehung des einzelnen Propellerflügels
11 im Sinne der Umkehr wird eine Rückkopplung betätigt. Diese Rückkopplung einerseits
und der Verstellhebel30 andererseits steuern zusammen die Zufuhr zum hydraulischen
Motor 13, 14 a, 14 b. Der Verstellhebel 30 ist auch dazu bestimmt, die Brennstoffzufuhr
für den Flugzeugmotor zu steuern, derart, daß bei Vergrößerung der umgekehrten Steigung
des Propellerflügels die Brennstoffzufuhr vergrößert wird.
-
Der Verstellhebel30 befindet sich innerhalb einer Führung 32. Eine
Verschwenkung des Verstellhebels 30 im Uhrzeigersinn entspricht der Vergrößerung
des Steigungswinkels oder der Vergrößerung der Umkehr des einzelnen Propellerflügels
11.
-
Der Verstellhebel 30 ist über eine Schubstange 33 an einem Schwenkarm
34 gelenkig angeschlossen, welcher auf einer einen Nocken 36 tragenden Welle 35
starr befestigt ist. Die Welle 35 trägt auch den obenerwähnten Nocken 36. Das freie
Ende des Armes 34 ist über eine Schubstange 37 mit einem Schwenkhebel 38 der Brennstoffregelung
31 verbunden. Der Nocken 36 ist zur Auflage des einen Endes eines fliegenden Balkens
39 bestimmt, dessen anderes Ende auf einem Nocken 40 aufliegt. Zwischen den beiden
Nocken besitzt der Balken 39 einen Fortsatz 41, welcher dazu bestimmt ist, auf den
Fortsatz 17c des Ventils 17 einzuwirken.
-
Der Nocken 40 ist entsprechend den Bewegungen oder Drehungen der Propellerflügel
11 bewegt. Zu diesem Zweck trägt jeder Flügel 11 an seinem Fuß einen Nocken
42. An diesen Nocken liegen an der Nabe 10 aasgelenkte Fühler 43 an. An jedem Fühler
setzt ein Daumen 44 an. Die Daumen erstrecken sich axial aus der Ebene einer Ringplatte
46 heraus und sind axial verschiebbar in Bohrungen eines Flansches 45 des Hinterteiles
der Nabe. Wenn die Flügel sich in die Umkehrstellung bewegen, wird die Ringplatte
46 in bezug auf die Nabe axial nach rückwärts bewegt. Die Ringplatte 46 dreht mit
der Nabe 10.
-
Die Ringplatte 46 ist dazu bestimmt, den Rückkopplungshebel 47 in
Bewegung zu setzen. Der eine Arm dieses Hebels ist gabelartig ausgebildet und trägt
an den Gabelenden Rollen 48, welche gegenüberliegend an der Ringplatte anliegen,
und zwar unter dem Einfluß einer Feder 53, die an einem festen, nicht drehenden
Rahmentei149 abstützt. Der Hebel 47 ist im übrigen über ein Universalgelenk 50 bewegbar
an dem Rahmenteil 49 befestigt. Der andere Arm des Hebels 47 ist über einen Gelenkhebelmechanismus
51 (Fig. 1) mit einer Welle 52 verbunden, welche den Nocken 40 der Fig. 2 trägt.
Wenn der Winkel der Umkehrstellung der Propellerflügel zunimmt, so wird damit der
Nocken 40 im Uhrzeigersinn gedreht, wie aus Fig. 2 ersichtlich.
-
Der Rückkopplungshebel 47 ist in der Radiallage gegenüber der Nabe
10 durch eine Gelenkstange 54 gehalten, welche mit ihrem einen Ende über ein Gelenk
80 mit dem Rückkopplungshebel 47 und mit ihrem anderen Ende über ein Kugelgelenk
55 (Fig. 2
und 3) mit einem Tragarm 56 des Rahmens verbunden ist.
Die Gelenkachse des Gelenkes 80 verläuft parallel der Propellerachse. Die Gelenkstange
54 verläuft gegenüber dem Rückkopplungshebel 47 divergierend. Die Mittel der beiden
Kugelgelenke 50 und 55 liegen im gleichen Abstand von der Achse des Gelenkes
80. Im übrigen liegen die Mittel der beiden Kugelgelenke 50 und 55 in einer
zur Propellerachse senkrecht stehenden Ebene. Der Rückkopplungshebel 47 ist damit
gehindert, seitliche. Bewegungen gegenüber der Propellerachse auszuführen.
-
Soll eine Umkehrstellung herbeigeführt werden, so wird zunächst der
Fliehkraftregler 24 durch Verstellung des Nockens 68 unwirksam gemacht. Die Verstellung
des Nockens 68 hat zur Folge, daß die Last der Feder 60 verstärkt wird. Damit soll
der Propeller in einer Weise gesteuert werden, daß er bestrebt ist, seine Drehgeschwindigkeit
auf einen Wert anzunehmen, der bei Umkehrtätigkeit nicht erreicht wird. Die Federn
65, 60 verschieben durch die Belastung der Feder 60 das Ventil 17 nach unten, derart,
daß der Ventilschaft 17 gegen die Nase 51 stößt. Die Lage des Ventils ist durch
den Balken 39 bestimmt. Um nun eine Umkehrtätigkeit des Propellers zu veranlassen,
wird der Verstellhebe130 im Uhrzeigersinn bewegt, wodurch der Nocken 36 im Uhrzeigersinn
gedreht wird mit der Folge, daß das rechte Ende des Balkens 39 und damit auch dessen
Nase 41 gesenkt wird und das Ventil 17 unter der Wirkung der Federn 25 und 60 sich
nach unten bewegt. Diese Bewegung des Ventils 17 nach unten gestattet die Zufuhr
von Druckmedium in den Raum 14a des hydraulischen Motors 13, 14. Die Propellerflügel
erfahren eine Winkelverdrehung im Sinne der umgekehrten Steigung. Diese Bewegung
der Flügel 11 hat eine Verdrehung der Nocken 42 (Fig. 1) zur Folge. Daraus ergibt
sich eine Axialverschiebung der Ringplatte 46, eine Verschwenkung des Rückkopplungshebels
47 und schließlich eine Verdrehung des Nockens 40 im Uhrzeigersinn. Damit
wird das linke Ende des Balkens 39 gehoben. Das Ventil 17 bewegt sich nach oben,
bis es die Neutralstellung wieder erreicht hat, in der eine Beeinflussung des Kolbens
13 nicht mehr stattfindet. Es .erhellt, daß jede Verstellung des Verstellhebels
30 einer entsprechenden Umkehrstellung der Flügel 11 entspricht. Da außerdem der
Verstellhebel 30 den Brennstoffzufuhrregler 31 steuert, so wird dem Flugzeugmotor
eine entsprechende Brennstoffmenge zugeführt. Diese Brennstoffzufuhr wird durch
einen Regler noch dazu in der Weise gesteuert, d'aß die Umlaufgeschwindigkeit des
Propellers einen Wert nicht überschreitet, bei welchem der Zentrifugalregler 24
der die konstante Drehzahl regelnden Einheit unwirksam wird. Es ist damit gewährleistet,
daß der Regler für konstante Drehzahl durch die Umkehrsteuerung überholt wird.
-
Bei normaler Tätigkeit des Propellers, also ohne Umkehrstellung der
Flügel, ist die Nase 51 gegenüber dem Schaft 17c des Kolbens 17 frei, um eine Störung
durch die Tätigkeit des Reglers für konstante Drehzahl zu vermeiden.
-
Der Verstellhebe130 ist zweckmäßig der gleiche Hebel, der für die
Brennstoffzufuhr oder Gaszufuhr des Flugzeugmotors vorgesehen ist. Dabei hat der
Hebe130 allerdings einen besonderen Bewegungsbereich für die Umkehrstellung der
Propellerflügel. In dem Bewegungsbereich des Verstellhebels 30, der der
Brennstoffzufuhr
dient, also nicht der Umkehr der Propellersteigung, ist durch besondere Formung
der Nocken 36 und 40 dafür gesorgt, daß der Schaft 17 c des Balkens 39 frei ist.