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Einrichtung für Verstelluftschrauben Die vollständige .Regelung der
Leistung eines Motors verlangt die Regelung von Drehzahl und Drehmoment. Bei Verstelluftschrauben
ist es bekannt, durch die willkürliche Einstellung des Drehzahlreglers mittels eines
besonderen Stellgliedes die Änderung der jeweils konstanten Solldrehzahl der Luftschraube
herbeizuführen. Weiber ist die Steuerung der Flügelblattanstellung von Verstelluftschrauben
in Abhängigkeit von der Treibstoffzufuhr, also die Regelung des Drehmomentes bekannt.
Weiter ist eine Anordnung ;bekannt, nach -der ein Hebel, der auf die Gegenfeder
eines Reglers wirkt, mit einem Handhebel verbunden ist, welcher mit dem Gashebel
mittels eines Haltegliedes fest gekuppelt werden kann. Dabei wird eine Drehmomentdrehzahlkurve
festgelegt, die der Flugzeugführer nur nach Entkuppeln des Haltegliedes wieder verlassen
kann. Dann muß jedoch eine gewisse Sucharbeit geleistet werden, bis .das Aggregat
Flugmotorluftschraube bei getrennter Einstellung von Gasliebel und Drehzahlregler
seinen günstigsten Wirkungsgrad erreicht. Dies ist zeitraubend und umständlich.
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Demgegenüber wird eine Vorrichtung an Verstelluftschrauben in Vorschlag
gebracht, bei welcher der Anstellwinkel der Flügelblätter selbsttätig -so veränderbar
ist, daß die Luftschraube mit der an einem verstellbaren Drehzahlregler jeweils
eingestellten Solldrehzahl umläuft und die Verstelleinrichtung des Drehzahlreglers
durch das Stellglied zur Veränderung der Treibstoffzufuhr zum Luftschraub-enantriebsmotor
und durch ein zweites, die Treibstoffzufuhr nicht beeinflussendes Stellglied betätigt
werden kann, derart, daß erfindungsgemäß das Stellglied zur Veränderung der Treibstoffzufuhr
mit der Verstelleinrichtung für .den Drehzahlregler betriebsmäßig unlösbar gekuppelt
ist und ein Verstellen des zweiten Stellgliedes den dem Verstellbereich des ersten
Stellgliedes zugeordneten Drehzahlregelbereich am Drehzahlregler nach oben oder
unten verlagert. Dies hat den Vorteil, daß sich eine erhöhte oder erniedrigte Drehzahl
ohne weiteres einstellen läßt und das zugehörige, für den Wirkungsgrad günstigste
Drehmoment danach durch Betätigung des Gashebels leicht finden läßt.
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Die Zeichnungen zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes.
Die Abb. i zeigt einen Verstellpropeller nach ,der Erfindung in schaubildlicher
Darstellung und im teilweise geschnittenen Grundriß.
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Die Abb. 2 und 3 zeigen verschiedene Einzelausgestaltungen der Flügelverstell"einrichtungen
im Grundriß.
Gemäß Abb. i sitzt fest auf der Luftschraubenwell-e
eine Näbe 2 mit Nabenhülsen 3, in denen je ein Luftschraubenflügel .4 um seine Längsachse
drehbar gelagert ist. Die Luftschraubenflügel tragen Hebelarme 6, die mittels Lenkers
7 an ein Querhaupt 8 angeschlossen sind, das auf einer Verlängerung Io der Luftschraubenwelle
in Richtung der Achse verschieblich ist, so daß bei Verschiebung des Querhauptes
die Luftschraubenflügel eine Drehung und mithin eine Steigungsänderung erfahren.
Die Verstellung des Querhauptes 8 erfolgt durch einen die Umlaufbewegung der Luftschraube
mitmachenden Fliehkraftregler, bestehend aus den an Winkelhebeln 12 sitzenden Fliehgewichten
13 und aus einer der Fliehkraft entgegenwirkender- Feder 14, die sich einerseits
gegen die finit dem Querhaupt 8 fest verbundene, von den Winkelhebeln 1; erfaßte
Muffe 15, andererseits gegen ein verschiebbares Widerlager 16 abstützt. Zur Verstellung
des Widerlagers i( dient ein Hebel 1;, dessen einer Endpunkt 18 an- den mit der
Luftschraubennabe 2 mittels der Wellenverlängerung Io starr verbundenen Lagerbock
2o angeschlossen ist, während am anderen Hebelende I9 das eine Ende eines Gestänges
22 angreift, dessen anderes Ende mit einem Mitnehmer 23 verbunden ist, der drehbar
in eine Ringnut eines das Lager 24 der Luftschraubenwelle i umgebenden, axial verschiebbaren
Gleitstückes 25 eingesetzt ist. Die Verschiebung des Gleitstückes -25 erfolgt durch
ein am Fahrzeug, z. B. im Lager 26, gelagertes Gege 27, welches an einen doppelarmigen
> -tän Hebel 3o angeschlossen ist, dessen beide Enden 31 und 32 je finit
einem vierschwenkbaren Stellglied 33 und 34 verbunden sind. Die Stellglieder tragen
federnde Zähne d i, ..12, «-elche in entsprechende Kerben feststehender Rasten 43,
4.4 eingreifen können, so daß sie in ihrer jeweiligen Lage selbsttätig festgehalten
werden. Das all den Endpunkt 32 des Hebels 3ö angeschlossene Stellglied 3.4 ist
mittels des Gestänges 35 gleichzeitig mit dem die Treibstoffzufuhr zum Motor regelnden
Glied, beispielsweise mit einer Drosselklappe 36 verbunden, die in der vorn Vergaser
3; zum Motor führenden Leitung 38 angeordnet ist.
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Die Einrichtung wirkt wie folgt: Man denke sich zunächst .die Stellglieder
33 und 34 und mithin auch das Federwiderlager 16 in einer bestimmten Stellung festgehalten.
Außerdem Herrsche Beharrungszustand, d. h. die Fliehkraft ;leg Reglergewichte 13
und die Spannung der Feder 14 halten sich das Gleichgewicht. In diesem lall findet
keine Verstellung der Luftschraubenflügel 4 statt. Wenn nun aus irgendeinem Grunde,
f. B. infolge Überganges aus dein Waagerechtflug in den Gleitflug, die Drehzahl
der Luftschraube zunehmen will. so wird der Fliehkraftregler die Feder 1.4 mehr
zusammendrücken und die Muffe 15 nach rechts verschieben. dadurch werden die Luftschraubenflügel
4 auf größere Steigung verstellt. Diese größere Steigung erhöht aber das widerstehende
Drehmoment. so daß die Drehzahl nicht weiter ansteigt.
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Will andernfalls die Luftschraubendrehzahl abnehmen, z. B. beim Übergang
vom Gleitflug in Steigflug, so überwiegt die Spannung der Feder 14 die Fliehkraft
und verschiebt die Muffe 15 nach links, dadurch «-erden die Luftschraubenflügel
im Sinne einer Verringerung der Flügelsteigung gedreht.
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Der Regler ist also bestrebt, eine bestimmte, durch die Spannung der
Reglerfeder 14 gegebene Drehzahl bei allen Flugzuständen konstant zu halten, und
zwar eine höhere Drehzahl hei stark gespannter Feder oder eine niedrigere Drehzahl
bei schwach g°-spamiter Feder.
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Die Verbindung des zur Veränderung der Treibstoffzufuhr zum 'Motor
dienenden Stellgliedes 34 finit dem Federwiderlager 16 erfolgt nun in der Weise,
daß bei Verringerung der Treibstoffzufuhr (Sparflug oder Drosselflug) die Reglerfeder
14 entspannt, der Regler also auf niedere Regeldrehzahl eingestellt wird, w iilirend
bei Verstärkung der Treibstoffzufuhr, z. B. für Start oder Steigen, die Reglerfeder
14 stärker gespannt, der Regler also auf hohe Regeldrehzahl eingestellt wird.
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Man kann so erreichen, daß bei einer Änderung der Treibstoffzufuhr
(durch Verstellung des Stellgliedes 3:1) zwischen dein der Vollast und dem einer
geringen Belastung; entsprechenden Betrage die Einstellung der Luftschraubenflügel
sich kauen ändert, (lall sieh die Luftschraube also in diesem 13::-lastungsbereiche,
solange kein: Störungen eintreten, ähnlich wie eine starre Luftschraube verhält.
Unabhängig voll dieser- Beeinflussung des Reglers in Abhängigkeit von der 7.'reilistoffzufuhr
kann auch noch eine Verschiebung des ganzen Regelgebietes nach oben oder unten durch
Verstellung des Stellgliedes 33 vorgenommen werden. Die von der Treil>-stoffzufulir
unabhängige Einwirkung auf den Regler könnte bei festliegendem Hebeldrehpunkt 31
auch durch Änderung der Länge des Gestänges 2; beispielsweise lllittcls einer darin
eingeschalteten Schraubkupplttng erfolgen. Der Drehzahlbereich. innerhalb dessen
die selbsttätige Regeleinrichtung eine bestimmte Drehzahl durch Verdrehen der Luftschraullenflügel
konstant halten will, ist aus konstruktiven. Gründen insbesondere nach unten begrenzt.
Die Erfindung sieht deshalb
weiterhin Mittel vor, um beim Unterschreiten
vier der unteren Regeldrehzahl zugeordneten Treibstoffzufuhr die Verstellung der
Luftschraube auf kleinere Steigung zu vermeiden. Hierzu geeignete Einrichtungen
sind in Tier Abb. 2 und 3 schematisch veranschaulicht, und zwar betreffen diese
Abbildungen Luftschrauben, deren Flügel mittels einer von einem Fliehkraftregler
gesteuerten Hilfskraft (in den dargestellten Beispielen hydraulischer Druck) verstellt
werden. .
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Bei diesen Beispielen ist der Hebelarm 6 des Luftschraubenflügels
d. mittels Lenkern 7 und Gestängen 4o an einen im Zylinder .4i verschieblichen Kraftkolben
42 angeschlossen. Mittels eines Schiebers 45 wird .die Zu- und Abfuhr der von einer
Pumpe 50 geförderten und unter Druck gesetzten Flüssigkeit zum bzw. vom Kraftzylinder
geregelt und demzufolge die Verschiebung des Kraftkolbens und dadurch die Drehung
des Luftschraubenflügels d. bewirkt. Die Verstellung des Schiebers 45 erfolgt durch
den die Umlaufbewegung der Luftschraube mitmachenden Fliehkraftregler, der -die
auf der Schieberstange 28 festsitzende Muffe 29 erfaßt und im übrigen eben->o wie
im Beispiel nach Abb. i ausgestaltet und auf verschiedene Regeldrehzahlen einstellbar
ist und dessen Teile wie dort be-
zeichnet sind. Von der Pumpe 50 führt
die Druckleitung 5I zum Mittelraum des Schiebergehäuses 46, von dessen Endräumen
führen die Leitungen 52 Und 53 zurück zur Pumpe. Zwischen Druck- und Rückströmleitung
ist ein federbelastetes . Sicherheitsventil 55 eingebaut. Schiebergehäuse und Kraftzylinder
sind durch die vom Schieber 45 gesteuerten Kanäle 56 und 57 miteinander verbunden.
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Die Einrichtung nach Abb. 2 bewirkt, daß der Propellerflügel auf die
größte erreichbare Steigung eingestellt wird, wenn die Treibstoffzufuhr auf einen
kleineren als den der unteren Regeldrehzahl entsprechenden Wert eingestellt wird.
Zu diesem Zweck erhält die die Reglermuffe 29 tragende Schieberstange 28 eine über
den Hebel 17 hinausreichende Verlängerung 63 mit einem Anschlag 6.4. Beim Kleinstellen
der Treibstoffzufuhr wird das Gestänge 22 weit nach rechts verschoben. Dabei wird
der Anschlag 6.1 vom Hebel 17 erfaßt und mitgenommen und :demzufolge auch der Schieber
.45 nach rechts verschoben; infolgedessen kann Druckflüssigkeit auf die rechte Seite
.des Kraftkolbens ..l2 treten, die .den Kolben in seine linke Endlage verschiebt
und somit den Propellerflügel d. auf größte Steigung einstellt. Hierbei ist eine
Hubbegrenzung für den Kolben .42 bzw. für den Luftschraubenfliigel nötig. Wird diese
Hubbegrenzung durch starre Anschläge herbeigeführt, so besteht der Nachteil, daß
die Pumpe 5o dauernd gegen den hohen, der Belastung des Sicherheitsventils 55 entsprechenden
Druck arbeiten muß. Es sind deshalb noch hydraulische Hubbegrenzer in Gestalt von
Ventilen 65, 66 vorgesehen, die zwischen die mit Druckflüssigkeit beschickten Räume
und die Rückströmräume 52, 53 eingeschaltet sind und die nach außen geführte Spindeln
67, 68 aufweisen, welche mit auf der Kolbenstange 4o sitzenden Anschlägen ; i, ;
2 zusammenwirken, derart, daß bei Erreichung einer Endlage das auf der druckbelasteten
Seite des Kolbens 42 liegende Ventil aufgestoßen und dadurch der Druckraum mit dem
Rückströmraum verbunden wird, so daß kein weiteres Verschieben des Kolbens 42 erfolgt.
An Stelle von Ventilen können auch andere Schaltglieder, z. B. Hähne oder Schieber,
als Hubbegrenzer Anwendung finden.
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Im Beispiel nach Abb. 3, dessen Aufbau im übrigen. -dein nach Abb.
2 gleicht, sind Kraftzylinder 41 und Kraftkolben .12 selbst als Hubbegrenzer ausgebildet.
Zu diesem Zweck sind die Kanäle 56, 57, welche das Schiebergehäuse 46 mit dein Kraftzylinder
41 verbinden, an der Einmündungsstelle in den Kraftzylinder breiter als der Kolben.
Wird nun, wie in der Zeichnung dargestellt, der Steuerschieber 45 durch das Gestänge
22 ganz nach rechts gezogen und demzufolge der rechte Verbindungskanal 57 an die
Pumpendruckleitung, der linke Kanal 56 an die RückströmleitUng 52 angeschlossen,
so schiebt die durch Kanal 57 zuströmende Druckflüssigkeit den Kraftkolben .12 nach
links, und zwar so weit, bis seine rechte Kante die Einmündung des Kanals
16 in den Kraftzylinder freilegt, so daß nun :die von der Pumpe 5o geförderte
Flüssigkeit gemäß den eingezeichneten Pfeilen unmittelbar in die Rückströmleitung
52 übertreten kann. Die geförderte Flüssigkeit verliert infolgedessen ihren Druck
und der Kraftkolben erfährt deshalb keine weitere Verschiebung mehr. In gleicher
Weise wirkt die durch den Kraftkolben und den an seiner Einmündung in den Kraftzylinder
verbreiterten Kanal 57 gebildete Hubbegrenzung für die andere :Endlage. Statt
des Kraftkolbens könnte auch ein mit ihm oder mit dein Flügel zwangsläufig verbundenes
Glied, z. B. ein be.-sonderer Schieber, als Steuerglied für die Hubbegrenzung dienen.
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Derartige Hubbegrenzungen lassen sich in sinngemäßer Weise auch dann
anwunden, wenn die Flügeldrehung statt durch hydraulischen Druck durch eine andere
Hilfskraft erfolgt. So kann man z. B. bei Verwendung mechanischer Energie ausschaltbare
Kupplungen vorsehen, bei Verwendung von Elektrizität können in die Stromleiter sogenannte
Endausschalter eingebaut sein, bei Verweti-
Jung von Strömungsenergie,
z. B. in Verbindung mit Hilfswindrädern, -turbinen u. dgl., können möglichst widerstandsfreie,
ein- und ausschaltbare Ab- oder Umleitungen für das strömende Mittel angeordnet
sein u. dgl. mehr.