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Propeller mit verstellbarer Steigung. Bei Propellern mit verstellbaren
Flügeln sind Einrichtungen bekannt, bei denen- mittels einer auf der Hauptwelle
oder auf einer mitumlaufenden Hilfswelle aufgesetzten Schraubenmutter oder -schnecke
eine achsiale Bewegung auf Lenker oder ähnliche die Flügel verstellende Teile übertragen
wird, indem die Mutter oder Schnecke gegenüber der Welle verdreht wird.
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Das Wesen der Erfindung liegt zuvörderst darin, daß ein Wechselrad
oder deren zwei vorgesehen sind, die in einer Schwinge oder sonstigen Verstelleinrichtung
ausrückbar so gelagert sind, daß sie mit einem Zahnkranz in der Schraubenmutter
und mit dem anderen in der Welle zum Eingriff gebracht werden können. Hierdurch
ist in besonders einfacher Weise eine Beschleunigung oder Verzögerung der Verstellmutter
gegenüber der umlaufenden Welle erreichbar, und es sind alle ständig in Eingriff
befindlichen Zahnkränze vermieden; das ist besonders bei den mit außerordentlich
hoher Umlaufzahl laufenden Luftpropellern wichtig. Zugleich ist die Geschwindigkeit
der Stellmutterverdrehung gegenüber der umlaufenden Welle in jedem gewünschten Verhältnis
ohne Schwierigkeit erreichbar und daher auch in dieser Beziehung die Anpassung an
schnell umlaufende Wellen vollwertig durchführbar.
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Eine wichtige weitere Ausgestaltung der neuen Verstelleinrichtung
besteht darin, daß zwei gegenläufige Muttern auf derselben Welle angeordnet sind,
so daß durch Verzögern der einen die Vordrehung und durch Verzögern der anderen
die Rückdrehung der Flügel bewirkt wird. Dies bedeutet eine erhebliche Vereinfachung
des Getriebes, da nämlich an jeder Mutter hier nur noch ein verzögerndes Wechselrad
einrückbar vorhanden zu sein braucht, und ein solches läuft sicherer, und zugleich
wird die ganze Anordnung besonders einfach.
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Die Vereinfachung der Anordnung besitzt als wichtige Einzelheit eine
zwangläufige Kupplung beider Muttern zu entgegengesetzter Verdrehung gegenüber ihrer
Welle, und zwar am besten in der Form von einem oder mehreren Kegelrädern, die in
Kegelradverzahnungen der Muttern eingreifen. Es entsteht so ein Planetengetriebe,
das an sich zur Erzielung von Kraftüberleitungen bei Pro= pellern bekannt ist, das
aber hier in seiner eigenartigen Anordnung insofern wesentlich ist, als es stets
genau die richtige gegenseitige Lage beider Muttern sicherstellt, und zwar unabhängig
von dem Eingriff der einzurückenden Wechselräder. Die Verstellung kann nämlich hierbei
durch ein einziges Wechselrad erfolgen, das bald an der einen und bald an der anderen
Mutter eingerückt wird, oder es kann an ein und derselben Mutter bald ein beschleunigendes
und bald ein verzögerndes Wechselrad eingerückt werden. In jedem Falle ist nur ein
einziger äußerer Zahnradeingriff zur gesamten Verstellung erforderlich, so daß die
Betriebssicherheit die denkbar höchste wird.
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- Es ist bei Verstellpropellern weiter bekannt, durch das Hineinrücken
äußerer Anschlage
in die Umlaufbahn von Verstellteilen des Propellers
diese Verstellteile in Bewegung zu versetzen. In einiger Ähnlichkeit mit derartigen
Anordnungen besteht eine weitere Vervollkommnung des neuen Stellzeuges darin, daß
an den umlaufenden Teilen, den Muttern, Anschlagarme befestigt sind, deren Anschlagteile
unter der Wirkung der Fliehkraft derartige Verschiebungen erfahren, daß sie mit
feststehenden und nötigenfalls einstellbaren Anschlägen bei Über- oder Unterschreitung
der Regeldrehzahl in Eingriff geraten; dadurch werden die 1Zuttern dann augenblicksweise
im Umlaufen verzögert und die Flügelverstellung erreicht, und zwar nach erstmaliger
Einstellung in völliger "Selbsttätigkeit. -Die -umlaufenden Anschlagteile brauchen
nicht unmittelbar an den Muttern befestigt zu sein, sondern können an Schaltgliedern
anschlagen, durch deren Verstellung beim Gegenlaufen sie beispielsweise die Wechselräder
einrücken und dadurch das Verstellen der Muttern mittelbar bewirken.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
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Fig. i ist ein Schnitt längs der Propellerwelle durch eine Ausführungsform
des Erfindungsgegenstandes, Fig@2 der zugehörige Grundriß; Fig. 3 und q. veranschaulichen
in Seiten- und Stirnansicht eine Einrichtung zum Beschleunigen oder Verzögern, Fig.5
und 6 in Stirnansicht und Grundriß zwei Einrichtungen zum Anhalten der mit der Propellerwelle
umlaufenden Verstellungselemente.
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Die Propellernabe i ist im vorliegenden Beispiel zum Aufpassen auf
den konischen Antriebswellenstumpf hohl ausgebildet. Sie trägt angeschmiedete Ansätze
mit den beiden Lagern 2 und 3, in welchen die Schäfte d. der Propellerflügel liegen.
Auf dem Schaft q. des in der Zeichnung obenstehenden Flügels ist ein glockenartig
ausgebildeter Hebel 5 uriverschiebbar befestigt, dessen unteres Ende mit einem Vierkant
6 in eine Nut 7 einer auf der Propellernabe achsial verschiebbar gelagerten Buchse
8 eingreift. Die Buchse umfaßt mit Schlitzen ihres vorderen Endes Ansätze g der
Schaftlager 2 und 3, so daß sie an der Drehung der Welle i teilnehmen muß. Gleichachsig
mit der Buchse 8 liegt hinter ihr eine Mutter io, welche auf einem Gewindestück
i i der Nabe i arbeitet. Die Mutter ist mit einer Nase 12 der Buchse 8 durch ein
Überwurfstück 13 derart gekuppelt, daß sie die Buchse achsial zur Nabe i und Welle
mitnehmen kann. Auf einem zweiten Gewindestück 14 der Nabe i läuft eine zweite Mutter
15. Das Gewindestück (q. hat dem Stück i i entgegengesetztes Gewinde, also beispielsweise
Linksgewinde, während das Stück z i Rechtsgewinde hat. Die beiden Muttern io und
15 haben an ihren einander zugekehrten Seiten Verzahnungen 16 und 17, in welche
Kegelräder 18 und i9 eingreifen. Diese Kegelräder sitzen auf Stiften 2o und 21,
welche in Schlitzen der Nabe i gleiten können. Einer dieser Schlitze, 22, ist in
Fig. i sichtbar. Die Kegelräder stützen sich auf eine Buchse 23, welche gleichzeitig
ein Lager für die nicht mit Gewinde versehenen Ansätze 24 und 25 der Muttern io
und 15 bildet. Die äußeren Enden der Stifte 2o sind in einem Ring 26 befestigt,
welcher um das Ganze herumläuft und mit der Buchse 23 ein Stück bildet.
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Die Muttern io und 15 laufen nebst allen zugehörigen Teilen mit der
Propellerwelle um. Wenn eine der Muttern angehalten wird, so ist die Folge, daß
sie sich auf ihrem Gewinde der Nabe i verschiebt. Dabei muß nicht nur die Buchse
8 in entsprechender Weise mitgenommen, sondern auch dafür gesorgt werden, daß die
nicht angehaltene MLttter die Verschiebung mitmacht. In vorliegendem halle wird
die Drehung der Mutter io relativ zur Propellerwelle durch die Zahnräder 18 und
r9 auf die Mutter 15 übertragen. Diese erhält dadurch eine entgegengesetzte Drehung,
was aber zur Folge hat, daß sie, da ihr Gewinde dem der Mutter io entgegengesetzt
ist, sich im selben Sinne wie diese auf der Propellerwelle verschiebt, also ihrer
Achsialbewegung folgt.
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Wenn die Mutter 15 angehalten wird, so dreht sie sich relativ zur
Nabe i im entgegengesetzten Sinne der Mutter io und überträgt ihre Drehung durch
die Kegelräder 1.8 und i9 auf diese Mutter, so daß diese und mit ihr die Buchse
8 in derselben Richtung verschoben wird, in welcher sich die Mutter 15 auf der Welle
verschiebt.
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Die Muttern io und 15 können auf irgendeine geeignete Weise zum Stillstand
gebracht werden. Man kann beispielsweise für jede Mutter ein Bremsband vorsehen,
welches natürlich so angeordnet sein muß, daß es der Bewegung der Mutter parallel
zur Welle folgen kann. Vom Führerstand aus wird dann je nach Bedarf dasjenige Bremsband
angezogen, dessen Mutter die gewünschte Verstellung bewirken soll. Man kann aber
auch die Einrichtung so treffen, daß die Stellvorrichtung von einem Regler aus selbsttätig
eingestellt wird. Anstatt die - Muttern zu bremsen, kann man sie auch durch Anschläge,
ebenfalls selbsttätig oder von Hand, sofort anhalten.
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Durch den Kunstgriff des Abbremsens oder ähnliche Funktionen wird
die Verstellungs- j kraft von dem Antriebsmoment bzw. der lebendigen Kraft der Rotation
geliefert, während
bei den bisherigen Anordnungen diese nicht unerhebliche
Kraft durch die Bedienung ausgeübt werden mußte.
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Es ist auch möglich, die gewünschte Wirkung mit nur einer Mutter zu
erreichen. Wenn man nämlich die Mutter auf der Welle im selben Sinne, aber mit größerer
Umlaufgeschwindigkeit dreht, als sie die Welle hat, so wird die Mutter sich ebenso
auf der Welle verschieben, wie, wenn sie angehalten wird, aber in der entgegengesetzten
Richtung. Man kann dies erreichen, indem man die Mutter zeitweise mit einer Welle
gekuppelt, die mit größerer Umfangsgeschwindigkeit umläuft als die Mutter selbst.
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Wenn die normale Umlaufzahl der Welle hoch ist, z. B. zehn Umdrehungen
in der Sekunde beträgt, würden, wenn man die Mutter anhielte, die Flügel zu plötzlich
verstellt, und ein starker Ruck würde möglicherweise auf den Motor und die Motorlagerung
ausgeübt werden. Es empfiehlt sich-daher, die Mutter allmählich abzubremsen oder
zu beschleunigen. Hierzu kann man sich der in Fig.3 und _4. dargestellten Einrichtung
bedienen. Auf der Welle bzw. der Nabe i sind zwei Zahnräder 37 und 38 befestigt.
Mit ihnen können zwei längere Zahnräder 41 und 43 in Eingriff treten, die in einem
schwenkbaren Rahmen 39 gelagert sind. Je nach der Stellung des Rahmens 39 wird eines
der Zahnräder 41 oder 4.3. mit der Mutter io in Eingriff gebracht. Gleichzeitig
gelangt auch das mit dem betreffenden Zahnrad fest verbundene Kupplungsrad mit einem
der Räder auf der Nabe in Eingriff. Wird beispielsweise der Rahmen 39 nach abwärts
gedreht, so kuppelt sich das Zahnrad 4.1 mit der Mutter und gleichzeitig das Zahnrad
40 mit dem Zahnrad 37. Wird umgekehrt das Zahnrad 43 mit der Mutter io gekuppelt,
so kommen die Räder 38 und 4.2 in Eingriff. Die verschiedenen Zahnräder sind so
bemessen, daß das Zahnrad 4, wenn es mit dem Zahnrad 37 gekuppelt wird, mit geringerer
Umfangsgeschwindigkeit umläuft als die Mutter io, während umgekehrt das Zahnrad
43 in Verbindung mit dem Zahnrad 38 eine größere Umfangsgeschwindigkeit erhält als
die Mutter. Wenn man also das Zahnrad ¢1 mit der Mutter io in Eingriff bringt, so
wird die Mutter ein wenig verzögert und dadurch in einer Richtung achsial auf der
Welle verschoben, während sie durch das Zahnrad 43 nur wenig beschleunigt und in
entgegengesetzter Richtung achsial verschoben wird. Auf diese Art erzielt man durch
das beschrieene Differentialgetriebe einen allmählichen Eingriff, der Stöße und
übermäßige Beanspruchungen vermeidet. Auch erfolgt die Einstellung feiner und mit
größerer Kraft, als wenn die Mutter io vollständig angehalten würde.
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Bei der in Fig. 5 und 6 dargestellten Vorrichtung werden die Muttern
io und 15 durch Anschläge angehalten. Auf den Muttern sind Arme 27 und 28 befestigt,
welchen auf dem Gestell 29 gelagerte, verschiebbare Anschläge 30 und 31 gegenüberstehen.
Die Anschläge sind an Hebeln 32 befestigt, von denen je einer durch eine Zugstange
33 gedreht werden kann. Wird eine der Zugstangen bewegt, so verstellt sich der zugehörige
Anschlag parallel und gelangt in den Bereich eines der Arme 27 oder z8, so daß die
zugehörige Mutter angehalten wird. Die Zugstangen 33 werden vom Führerstand aus
von Hand oder auch von einem Regler aus selbst= tätig gesteuert. Eine andere Möglichkeit
der selbsttätigen Regelung ist die, daß man die Arme selbst verstellt. Dafür ist
an jeder Mutter ein anderes Beispiel gegeben. Die Arme 27 und 28 sind aus Blech
hergestellt. Das Blech 27 der Mutter io soll den Anschlag 31 berühren, also nach
außen gehen, wenn die Propellerwelle zu langsam umläuft, und hat deswegen an beiden
abgebogenen Enden Arme 3.4 mit Gewichten 35. Solange die Welle i stillsteht oder
langsam läuft, nehmen die Enden des Bleches 27 eine wenig gebogene Form an, wie
punktiert, und liegen im Bereich des Anschlages 30. Dreht sich aber die Welle, so
fliegen die Gewichte 35 nach außen und biegen dadurch die abgebogenen Enden des
Bleches nach innen, wie ausgezogen angedeutet. Oberhalb einer gewissen Umlaufszahl
der Welle gehen die Enden des Bleches 27 an dem Anschlag 30 vorüber, nimmt
aber die Geschwindigkeit ab, so streifen sie an. Dadurch werden die Propellerflügel
so lange verstellt, bis die Geschwindigkeit wieder normal ist, worauf die Anschläge
die Enden des Bleches wieder freigeben. -Das Blech 28 der Mutter 15 hat keine Gewichte,
wirkt aber im übrigen ebenso mit dem Anschlag 31 bei Überschreitung der Tourenzahl
zusammen, wie das Blech 27 mit dem -Anschlag 3o bei Unterschreitung der normalen
Tourenzahl.