CH114825A - Verfahren und Vorrichtung zur selbsttätigen Verstellung der Flügel von Propellern. - Google Patents

Description

  Verfahren und Vorrichtung zur selbsttätigen Verstellung der Flügel von Propellern.    Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver  fahren zur selbsttätigen Verstellung der Flü  gel von Propellern und besteht im wesent  lichen darin, dass die zur Verstellung der  Flügel dienenden Mittel unter den Einfluss  des zu übertragenden Wellendrehmomentes  gesetzt sind. Die Welle ist mit den verstell  baren Flügeln zwangsläufig, aber mit der  Propellernabe durch ein elastisches Glied  verbunden, derart, dass bei der durch den  Einfluss des Drehmomentes hervorgerufenen  Relativbewegung zwischen Nabe und Welle  die Verstellung der Flügel um ihre Befesti  gungsachse bewirkt wird.

   Zur Vergrösserung  des Einstellbereiches der Flügel werden  zweckmässig mehrere unter dem Einfluss des  Drehmomentes gleichzeitig in Wirkung tre  tende elastische Glieder hintereinander an  geordnet und zur Angleichung einer be  stimmten Abhängigkeitskurve des Flügel  winkels an das Drehmoment mehrere elasti  sche Glieder derart vorgesehen, dass sie nach  einander für die Flügelverstellung wirksam,  werden. Innerhalb des elastischen Übertra  gungsgliedes sind zweckmässig besondere Mit-    tel zur Veränderung seiner innern Elastizi  tät vorgesehen.  



  In der Zeichnung ist die Erfindung bei  spielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt:  Abb. 1 die Vorrichtung im achsialen  Schnitt,  Abb. 2 einen teilweisen Querschnitt.  Es bedeutet a eine hohle Welle, die an  irgend einer Stelle durch eine nachgiebige  Kupplung in die beiden Stücke d und e ge  teilt, unterbrochen ist. Sie trägt an ihrem  einen Ende die Propellerwelle b mit den  Flügeln c. Diese sind mittelst Zapfen dreh  bar gelagert. Die elastische Kupplung kann  auch zum Beispiel in die Propellernabe ein  gebaut sein und gestattet eine Relativbewe  gung der beiden Wellenstücke d und e.

   Die  in dem angetriebenen Wellenstück e mittelst  Vierkant f unverdrehbar gelagerte Regel  welle g überträgt auf die durch die Kegel  räder h und i bezw. i' mit ihr verbundenen  Flügeln c bei einer Relativverdrehung der  beiden Hauptwellenstücke eine Drehbewe  gung; die ihrer     Grösse    nach     dem    Ausschlag      der beiden Hauptwellenstücke gegeneinander  und dem Übersetzungsverhältnis der Kegel  räder entspricht.  



  Das elastische Übertragungsglied, das die  gegenseitige Verdrehung der beiden     Wellen-          d    und e zulässt, ist in Abb. 1 recht@  in einem Schnitt durch die Wellenachse, in  Abb. 2 in einem Schnitt senkrecht zur Wel  lenachse dargestellt. Die Kupplungshälfte k  ist mit dem Wellenstück d fest verbunden  und trägt die Blattfedern @. Die andere  Kupplungshälfte m ist fest mit dem Wellen  stück e verbunden und trägt die Bolzen n,  an denen die Blattfedern l mit ihren lo@en  Ende so anliegen, dass ein von einer Seite der  Welle her eingeleitetes Drehmoment durch  die Federn hindurch auf die andre Kupp  lungshälfte     bez@w.    - )Vellenseite übertragen  wird.  



  Die Bolzen können auch radial verschieb  bar angeordnet oder als Wälzflächen so aus  gebildet werden, dass die wirksame Feder  länge mit zunehmender Verdrehung verä@dert  wird. Dadurch ist es möglich, jede beliebige  Abhängigkeitskurve des Drehwinkels vom  Drehmoment einzuhalten.  



  Um das gleiche Modell für verschiedene  Antriebsstärken, also zum Beispiel verschie  den starke Motoren bei Propellern bezw.     ver-          sehiedene    Gefälle bei Wasserturbinen, ver  wendbar zu machen, kann man an den Fe  dern Nachspannvorrichtungen anbringen,  durch welche die Federkraft verändert wird.  



  In dem dargestellten Ausführungsbe@spiel  kann dies zum Beispiel dadurch erreicht wer  den, dass man die Hebellängen der Blatt  federn bei Erhöhung der Motorstärke bezw.  des Gefälles verkürzt, zum Beispiel du@ch  radiale Verschiebung der Bolzen n nach aus  wärts. Es kann also durch die radiale Ver  schiebung der Bolzen gleichzeitig die Lösung  von zwei verschiedenen Problemen erreicht  werden.  



  Die Lösung der vorliegenden Aufgabe  kann auch mit andern Mitteln durchgeführt  werden, zum Beispiel können ausser Federn  auch andere elastische Bindeglieder verwen  det werden. So können die Federkräfte auch    durch Fliehzräfte oder andere     veränderliche-          Kraftwirkungen    ersetzt werden.  



  Zur Verhütung eines etwaigen Pendelns  kann man selbstverständlich auch D@mp  fungsorgane anbringen. Diese würden an  dem Grundgedanken der Erfindung nichts  ändern.  



  Durch gleichzeitiges Hintereinande@schal  teil von mehreren gleichartigen Gleidern lässt  sich eine beliebig grosse Verdrehung erreichen  und jedes beliebig grosse Drehmoment auf  nehmen.  



  Wenn man mehrere Einrichtungen der  beschriebenen Art so hintereinanderschaltet,  dass sie nacheinander in Tätigkeit treten,  kann man auch bei grossen Leistungsaufnah  men jede Abhängigkeitskurve des     Schaufel-          bezw.    Flügelwinkels vom Drehmoment mit  grösster Annäherung einhalten, indem man  die Gesamtkurve in Teilkurven aufteilt.  



  Anstatt der in der Abb. 1 gezeichneten  Regelwelle kann man auch eine Zugstange  verwenden. Es muss dann nur die Drehbewe  gung in eine Längsbewegung umgewandelt  werden, was zum Beispiel mittelst Schraube  und Mutter möglich ist.  



  Im Sinne der vorliegenden Erfindung  sind unter Propellern die Flügel- oder Schau  felräder im weitesten Sinne verstanden, ins  besondere Propeller von Wasser- und Wind  turbinen, Pumpen, Schiffen, Luftfahrzeugen,  Gebläsen, Ventilatoren, ferner auch die  Schaufelkränze von Dampf- und Gasturbinen.  



  Es ist bekannt, die Flügel derartiger Pro  peller drehbar auszubilden, damit einer ge  gebenen relativen Flüssigkeitsströmung die- I  jenige Flügelstellung zugeordnet werden  kann, die für die gegebene Flügelform den  günstigsten Nutzeffekt gewährleistet.  



  Die relative Flüssigkeitsströmung wird    bei gegebener achsialer Durchflussgeschwin  digkeit einerseits durch die Drehzahl des  Propellers bestimmt, anderseits gehört zu  einer gegebenen Flüssigkeitsströmung eine  ganz bestimmte Leistungsaufnahme bezw.  Leistungsabgabe durch den Propeller. Da  nun der Quotient aus Leistung und Drehzahl      proportional dem Drehmoment der Propeller  welle ist, muss also zu einer bestimmten Flüs  sigkeitsströmung auch ein bestimmtes Dreh  moment gehören.  



  Umgekehrt wird also auch einem ge  gebenen Wellendrehmoment eine bestimmte  Flüssigkeitsströmung entsprechen, und dieser  Flüssigkeitsströmung wird wiederum eine  Flügelstellung zugeordnet sein, bei der der  grösste Nutzeffekt erreicht wird. Also kommt  beim Propeller mit verstellbaren Flügeln  jedem Drehmoment eine günstigste Schaufel  stellung zu. Dadurch ist eine bestimmte Ab  hängigkeitskurve zwischen dem Drehmoment  einerseits und der günstigsten Schaufelstel  lung anderseits bedingt.  



  Diese Verhältnisse sind bekannt, und es  wurde ihnen dadurch Rechnung getragen,  dass die jeweils richtige Flügelstellung von  Hand oder mittelst indirekten Reglers ein  gestellt wurde.  



  Die vorliegende Erfindung bezweckt nun,  diese Verstellung selbsttätig zu bewirken,  ohne dass ausserhalb der Maschine liegende  Kräfte dazu herangezogen werden müssen.  Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass d@s  Wellendrehmoment selbst zur Verstellung  der Flügel benutzt wird. Dieser Gedanke  lässt sich in verschiedenen Formen durchfüh  ren, zum Beispiel kann an irgend einer Stelle  zwischen dem treibenden und dem getrie  benen Ende der Propellerwelle ein elastisches  Glied angeordnet sein, das eine Verdrehung  der beiden Wellenenden gegeneinander zu  lässt. Diese Verdrehung wird dann dazu ver  wendet, die Propellerflügel zu verstellen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur selbsttätigen Verstellung der Flügel von Propellern, dadurch ge- kennzeichnet, dass die zur Verstellung der Flügel dienenden Mittel unter den Einfluss des zu übertragenden Wellen drehmomentes gesetzt sind. II. Vorrichtung zur Ausübung des Verfah rens nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Welle mit den ver stellbaren Flügeln des Propellers zwangs läufig, aber mit der Propellernabe durch ein elastisches Glied verbunden ist, der art, dass bei der durch den Einfluss des Drehmomentes hervorgerufenen Relativ bewegung zwischen Nabe und Welle die Verstellung der Flügel um ihre Befesti gungsachse bewirkt wird. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass zur Vergrö sserung des Einstellbereiches der Flügel mehrere unter dem Einfluss des Dreh momentes gleichzeitig in Wirkung tre tende elastische Glieder hintereinander angeordnet sind. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass zur Anglei chung einer bestimmten Abhängigkeits kurve des Flügelwinkels an das Dreh moment mehrere elastische Glieder der art angeordnet sind, dass sie nacheinan der für die Flügelverstellung wirksam werden. 3. Vorrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass innerhalb des elastischen Übertragungsgliedes beson dere Mittel zur Veränderung; seiner in- nern Elastizität vorgesehen sind. .