DE564035C - Arrangement for long-distance transmission of mechanical energy through rotating shafts - Google Patents

Description

Die Erfindung· betriut eine Anordnung zur Fernleitung- mechanischer Energie durch umlaufende Wellen, insbesondere zwecks Antriebs von Luftfahrzeugpropellern, die an einer vom Motor entfernten Stelle gelagert sind, beispielsweise auf Ausbauten, Tragarmen. Gerüsten o. dgl., die an die Tragfläche oder den Rumpf eines Flugzeuges angeschlossen sind, und sie bezweckt eine Entlastung der Gerüste oder sonstiger die Energieverbrauchsstelle (Propeller¹! mit der Energieerzeugungsstelle (Motor! verbindender Teile (worunter z. B. auch Tragflächen, Motorträger u. dgl. fallen können 1 von den durch die genannten Momente hervorgerufenen Beanspruchungen, derart, daß die Gerüste u. dgl. außer durch Gewichtskräfte im wesentlichen nur noch vom Propellerschub beansprucht werden, also leicht gebaut werden können.The invention concerns an arrangement for long-distance transmission of mechanical energy through rotating shafts, in particular for the purpose of driving aircraft propellers which are mounted at a point remote from the engine, for example on extensions, support arms. Scaffolding or the like, which are connected to the wing or the fuselage of an aircraft, and its purpose is to relieve the scaffolding or other point of energy consumption (propeller ¹ ! With the energy generation point (engine! Connecting parts (including, for example, wings, Motor supports and the like can fall 1 of the stresses caused by the moments mentioned, so that the scaffolding and the like are essentially only stressed by propeller thrust apart from weight forces, i.e. can be easily built.

Es ist bei solchen Propellerantrieben bekannt, zwei von ihrem Antriebsmotor getrennt angeordnete, entgegengesetzt umlaufende und in Achsrichtung hintereinander auf einem gemeinsamen Tragkörper gelagerte Propeller vorzusehen, die beide durch eine vom Motor her kommende Welle angetrieben werden. Bei derartigen Einrichtungen ist zwar der gemeinsame Tragkörper der Propeller von den Reaktionsmomenten des Propellerantriebs entlastet, da sich diese Momente im Tragkörper gegenseitig aufheben, dagegen werden die Konstruktionsglieder, welche den Propeller tragkörper mit dem Motortragkörper verbinden, also die den Propeller tragenden Gerüste, Ausleger u. dgl., durch die Reaktionsmomente der vom Motor zu den Propellern führenden Energieleitung auf Verdrehung beansprucht. Die Gerüste müssen deshalb so stark gebaut sein, daß sie in der Lage sind, diese verdrehenden Momente aufzunehmen, ohne übermäßige Beanspruchungen und zu große elastische Verformungen zu erfahren. Bei hohen Gerüsten, wie sie z. B. bei Wasserflugzeugen erforderlich werden. wenn der Motor in den Schwimmkörper eingebaut, der Propeller aber zwecks Schutzes gegen Wasserspritzer möglichst hoch gelagert werden soll, wird das Gewicht des Gerüstes aus diesen Gründen sehr groß.It is known in such propeller drives to separate two from their drive motor arranged, rotating in opposite directions and one behind the other in the axial direction on a common Provide support body mounted propellers, both of which are driven by a shaft coming from the motor. In such devices, although the common support body is the propeller of the reaction moments of the propeller drive are relieved, since these moments are in the supporting body cancel each other out, on the other hand the structural members which make the propeller Connect the support body with the engine support body, i.e. those carrying the propeller Scaffolding, booms, etc., due to the reaction moments from the engine to the propellers leading power line stressed to twist. The scaffolding must therefore be built so strong that they are able to absorb these twisting moments, without experiencing excessive stresses and excessive elastic deformations. With high scaffolding, like her z. B. be required for seaplanes. when the motor in the float built in, but the propeller is stored as high as possible to protect against water splashes should be, the weight of the scaffolding is very large for these reasons.

Erfindungsgemäß wird zum Zweck der Entlastung- der Verbindungsglieder zwischen dem Propellertragkörper und dem Motortragkörper von Verdrehungsbeanspruchungen die Anordnung so getroffen, daß die über 5, diese Verbindungsglieder hinwegführende Energieleitung· in Gestalt zweier entgegeng-esetzt umlaufender und annähernd gleich große Drehmomente aufnehmender Wellen ausgebildet wird, die entweder gleichachsig verlaufen oder wenigstens angenähert parallel nebeneinanderliegen.According to the invention for the purpose of relieving the connecting links between the propeller support body and the engine support body from torsional stresses the arrangement made so that the over 5, these connecting links leading away Energy conduction in the form of two oppositely circulating and approximately equal large torques receiving shafts is formed, which are either coaxial run or are at least approximately parallel to each other.

Die Zeichnung zeigt einige Ausführungsbeispiele der Erfindung· in Gegenüberstellung mit einer bekannten Anordnung.The drawing shows some exemplary embodiments of the invention in comparison with a known arrangement.

Die Abb. ι bis 3 zeigen im Seitenriß S (senkrechter Schnitt längs der Propellerachse), in Vorderansicht 'teilweise aufgebrochen 1 und im Grundriß (Schnitt nach Linie IU-III der Abb. 11 eine bekannte Anordnung. Fig. Ι to 3 show in side view S (vertical section along the propeller axis), in front view 'partially broken open 1 and in plan (section after Line IU-III of Fig. 11 shows a known arrangement.

Die Abb. 4 bis 6 zeigen Anordnungen nach der Erfindung· im senkrechten Schnitt längs der Propellerachse.FIGS. 4 to 6 show arrangements according to the invention in a vertical section longitudinally the propeller axis.

Übereinstimmende Teile sind in den verschiedenen Abbildungen gleich bezeichnet. Bei der bekannten Anordnung nach Abb. 1 bis 3 ist ein Propellern auf dem vom Tragflügel b eines Flugzeuges nach oben ragenden Ausbau oder Gerüste gelagert. Zum Antrieb des Propellers dient der in den Tragflügel eingebaute Motor d. dessen Leistung mittels der durch das Gerüst c hindurehgeführten mechanischen Energieleitung, bestehend aus der Motorwelle e. den Zahnrädern/,/', der Zwischenwelle o\ den Zahn- rädernh,ti und der Propellerwelle/, auf den Propeller λ übertragen wird. Das Reaktionsdrehmoment Ai _a des Propellers ist bestrebt, das Gerüst c, wie in Abb. 2 übertrieben dargestellt, nach der Seite zu biegen. Das am Zahnrad ti der Propellerwelle/ angreifende Xutzdrehmoment M_K der Welle g sucht das Gerüst r, wie in Abb. 3 übertrieben gezeichnet, zu verdrehen. Schließlich sucht das am Zahnrad /' angreifende Xutzdrehmoment der Welle e den das Lager k der Welle g tragenden Konstruktionsteil/« nach der einen Seite, den Lagerbock// der Welle*? nach der anderen Seite zu verbiegen, wie dies Abb. 2 übertrieben zeigt, während ein entsprechendes Reaktionsdrehmoment auf die Motorlagerung ο einwirkt. Während des Fluges auftretende Propellerkreiselmomente wirken in ähnlicher Weise wie die Reaktions- und Nutzdrehmomente verdrehend oder verbiegend auf das Gerüst g ein.Corresponding parts are labeled the same in the various figures. In the known arrangement according to Fig. 1 to 3, a propeller is mounted on the structure or scaffolding projecting upward from the wing b of an aircraft. The motor d built into the wing is used to drive the propeller. its power by means of the mechanical power line guided through the frame c , consisting of the motor shaft e. the gears /, / ', the intermediate shaft o \ the gears h, ti and the propeller shaft /, is transmitted to the propeller λ. The reaction torque Ai _{a of} the propeller tries to bend the frame c, as shown exaggerated in Fig. 2, to the side. The effective torque M _{K of} the shaft g acting on the gear wheel ti of the propeller shaft / tries to twist the frame r, as shown exaggerated in Fig. 3. Finally, the effective torque of the shaft e acting on the gear wheel / 'seeks the structural part supporting the bearing k of the shaft g / «to one side, the bearing block // of the shaft *? to bend to the other side, as shown in Fig. 2 exaggerated, while a corresponding reaction torque acts on the motor bearing ο. Propeller gyroscopic moments occurring during flight act in a manner similar to the reaction and useful torques twisting or bending on the framework g .

Abb. 4 zeigt ein Beispiel der neuen Anordnung. Das von der Tragfläche b ausgehende Gerüst c trägt zwei Propeller a_u cu, deren Wellen Z₁, /₂ in einer Achse liegen und in einem gemeinsamen starren Lagerkörper/; gelagert sind. Die Welle e, die von dem in den Tragflügel b eingebauten Motor el ausgeht, trägt einen Doppelzahnkranz Z₁,/», in den die Zahnräder }\, /'., der Wellen ^₁, o\, eingreifen, die über weitere Zahnräder Zi₁₁Zi₂ und Ii\,tia mit den Wellen/_u/., verbunden sind. Die Zahnräder sind so angeordnet, daß sowohl die Wellen ^₁ und g₂ als auch die Wellen Z₁ und L verschiedenen Drehsinn aufweisen, wie dies die eingezeichneten Drehrichtungspfeile erkennen lassen. Die XuIzdrehmomente der Wellen o\ und g.₂ sind einander gleich und entgegengesetzt, heben sich also hinsichtlich ihrer Wirkung auf das Gerüst c gegenseitig auf, so daß dieses (ierüst nicht mehr auf Verdrehung (gemäß Abb. 3j beansprucht wird. Ebenso heben sich die Reaktionsdrehmomente der gegenläufigen Propeller A₁ und a.₂ gegenseitig auf, so daß auch keine Verbiegung des Gerüstes c (gemaß Abb. 2) eintreten kann. Entsprechendes gilt für die Kreisclmonic-nte der Propeller. Das Gerüst c wird also jetzt nur durch Gewichtskräfte und durch den Propellerschub beansprucht. In dom dargestcllten Beispiel ist ferner die Anordnung so getroffen, daß die unteren Lager Ii₁, Zi., der AVeIlen g_v g., und die Lager tier Welle e an einem Gehäuse/" sitzen, das mit dem Gehäuse des Motors d fest verbunden ist. Hierdurch wird erreicht, daß von diesen Lagerstcllen aus keine verdrehenden oder biegenden Momente in das eigentliche Flugzeuggerüst eingeleitet werden. Als nach außen wirkendes Moment verbleibt lediglich das Reaktionsdrehmoment der Welle e. das von der Motorlagerung 0 aufgenommen wird. Bei dieser Anordnung sind also alle zwischen Motorlagerung und Propeller liegenden, zur Verbindung der Propellerlagerung mit der Motorlagerung dienenden Konstrukti-onsteile des Luftfahrzeuges von Zusatzbeanspruchungen durch Reaktions-. Xutz- und Kreiselmomente befreit.Fig. 4 shows an example of the new arrangement. The structure c extending from the wing b carries two propellers a _u cu, the shafts Z ₁ , / _{2 of which} lie in one axis and in a common rigid bearing body /; are stored. The shaft e, which emanates from the motor el built into the wing b , carries a double toothed ring Z ₁ , / », in which the gears } \, / '., _{Of the shafts ^ 1} , o \, mesh via further gears Zi ₁₁ Zi ₂ and Ii \, tia with the waves / _u /., Are connected. The gears are arranged in such a way that both the shafts ^ ₁ and g ₂ and the shafts Z ₁ and L have different directions of rotation, as indicated by the arrows indicating the direction of rotation. The torque of the shafts o \ and g. ₂ are equal and opposite, so stand out for their effect on the skeleton c each other, so that this (not ierüst longer in rotation (as shown in Fig. Claimed 3y. Similarly, the reaction torques of the counter-rotating propellers A ₁ and a lift. ₂ mutually so that no bending of the frame c (according to Fig. 2) can occur. The same applies to the circular configuration of the propeller. The frame c is now only stressed by weight forces and by the propeller thrust. Example shown in the figure the arrangement is also made so that the lower bearings Ii ₁ , Zi., the AVeIlen g _v g., and the bearings tier shaft e sit on a housing / "which is firmly connected to the housing of the motor d achieves that no twisting or bending moments are introduced into the actual aircraft frame from these bearings le e. which is taken up by the engine mount 0 . With this arrangement, all structural parts of the aircraft that are located between the engine mounting and the propeller and are used to connect the propeller mounting to the engine mounting are exposed to additional stresses due to reaction forces. Xutz and gyroscopic moments freed.

Abb. 5 zeigt eine Anordnung ähnlicher Art wie Abb. 4. und die entsprechenden Teile sind wie dort bezeichnet. Ein Unterschied besteht insofern, als der Antrieb der Wellen g_v g₂ durch einen MOtOrYZ₁ erfolgt, der zwei gegenläufige Kurbelwellen Ir₁ und w.₂ besitzt, die durch ein Zahnradgetriebe Z₁ bis Z₁ zwangsläufig miteinander verbunden sind. Die Wellen ^₁, g₂ sind an die entgegengesetzt zueinander umlaufenden Zahnräder Z₂. Z₃ dieses Zwischengetriebes angeschlossen. Bei einer solchen Anordnung tritt überhaupt kein äußeres Reaktionsdrehmoment mehr auf. so daß alle Bauteile einschließlich der Motorlagerung von zusätzlichen Beanspruchungen frei sind.Fig. 5 shows an arrangement similar to Fig. 4 and the corresponding parts are identified as there. There is a difference in that the shafts g _v g _{2 are driven} by a motorYZ ₁ which has two opposing crankshafts Ir ₁ and W ₂ , which are inevitably connected to one another by a gear transmission Z ₁ to Z _1. The shafts ^ ₁ , g ₂ are on the oppositely rotating gears Z ₂ . Z _{3 of} this intermediate gear connected. With such an arrangement, no external reaction torque occurs at all. so that all components including the engine mounting are free from additional stresses.

Abb. 6 zeigt wiederum eine ihrem Wesen nach mit Abb. 4 übereinstimmende Anlage, mit dem Unterschied, daß an Stelle der parallel ncbeneinanderliegenden AVeIlen g_lr «·._. gleichachsig incinanderlicgende AVellen g^g+ vorgesehen sind, die durch Zahnradgetriebe /₃, /'» bzw, /_t, /Ί von der Motonvelle e aus so angelrieben werden, daß sie entgegengesetzten Drehsinn aufweisen. Des weiteren sind auch an Stelle der hintereinanderliegenden Propcllerwellen Z₁,/., gleichachsig ineinanderliegeiule Wellen Z,., Z₁ vorgesehen, dieFig. 6 again shows an arrangement which in its essence corresponds to Fig. 4, with the difference that instead of the parallel, adjacent AVeIles g _lr «· ._. coaxially incinanderlicgende AVellen g ^ g + are provided, which are driven by gear drives / ₃ , / '»or / _t , / Ί from the motor shaft e in such a way that they have opposite directions of rotation. Further, also in place of the consecutive Propcllerwellen Z _1, /., Coaxial shafts ineinanderliegeiule Z,., Z ₁ provided that

Claims (4)

504035504035 von den Wellen g_a, g._t über die Zahntadpaarc Ih₁Ji',; und Iiχ Ji'i so angetrieben werden,-daß ■ue ebenfalls mit verschiedenem Drehsinn umlaufen. Die Propeller ff_s, <7_t sind hierbei unmittelbar hintereinander angeordnet.from the waves g _a , g. _t about the tooth pair of teeth Ih ₁ Ji ',; and Iiχ Ji'i are driven in such a way that ■ ue also revolve with different directions of rotation. The propellers ff _s , <7 _t are here arranged directly one behind the other. Ρλ τ κ χ ϊ λ nstrüchε:Ρλ τ κ χ ϊ λ nstrüchε: ι. Anordnung zur Fernleitung mechanischer ,Energie durch umlaufende Wellen, insbesondere für auf Stützgerüsten u. dgl. angeordnete Propeller zum Vortrieb von Luftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Teil der Energieleitung;,ι. Arrangement for long-distance transmission of mechanical energy through rotating waves, in particular for propellers arranged on support frames and the like for propelling Aircraft, characterized in that that part of the power line ;, iS welcher über die von Reaktionsdrehniomenten zu entlastenden, die Propellerlagerung mit dem Motortragkörper verbindenden Konstruktionsteile geführt ist, in Form zweier entgegengesetzt umlaufender Wellenstränge, die gleichachsig oder wcnigstens angenähert parallel nebeneinander verlaufen und angenähert gleiche Drehmomente übertragen, ausgebildet ist. iS which about the reaction torques to be relieved, connecting the propeller bearing with the engine support body Structural parts is guided, in the form of two oppositely rotating Shafts which are coaxially or at least approximately parallel next to one another run and transmit approximately the same torques, is formed. 2. Anordnung· nach Anspruch ι für propellergetriebene Luftfahrzeuge, bei denen zwei angenähert gleich große Drehmomente aufnehmende Propeller axial hintcreinanderliegend an einem gemeinsamen starren Lagerkörper gelagert sind, der durch Gerüstteile mit festen Motorhaupttragteilen verbunden ist. dadurch gekennzeichnet, daß von diesen festen Tragteilen ib\ bis zu den Propellern ^a₁. a* für jeden Propeller ein besonderer Wellenstrang (^₁, /j bzw. g>J₂) derart vorgesehen ist, daß die den beiden Wellensträngen zugeordneten Drehmomente einander gleich, aber entgegengesetzt gerichtet sind.2. Arrangement · according to claim ι for propeller-driven aircraft, in which two approximately equal torque-absorbing propellers are mounted axially one behind the other on a common rigid bearing body, which is connected by frame parts to fixed main engine support parts. characterized in that from these fixed support parts ib \ up to the propellers ^ a ₁ . a * a special shaft line (^ ₁ , / j or g> J ₂ ) is provided for each propeller in such a way that the torques assigned to the two shaft lines are equal to one another, but directed in opposite directions. 3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß das das Drehmoment eines Eiiiwellenantriebsmotors · (d) auf die beiden gegenläufigen Wellensträngc (gy, go) übertragende Getriebe (J₁. /Ί·/oj/'i) samt den zugehörigen Lagerungen (Ze₁. k₂) von einem fest mit dem Antriebsmotor <d) verbundenen Gehäuse (r) getragen wird (Abb. 4).3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the torque of an Eiiiwellenantriebsmotors · (d) on the two opposing shafts (gy, go) transmitting gear (J _1. / Ί · / oj / 'i) together with the associated Bearings (Ze _1. K ₂ ) is carried by a housing (r) that is firmly connected to the drive motor <d) (Fig. 4). 4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet., daß bei Venven- 5c dung- eines Antriebsniotors, der in seinem Getriebe bereits entgegengesetzt um- · laufende Achsen oder Wellen enthält [z. B. eines Zweiwellenmotors (^₁) mit Verbindung der Wellen (If₁, ho) durch ein Zahnradgetriebe (^₁ bis 2₄)], die beiden entgegengesetzt umlaufenden Wellenstränge (^₁, g₂': an solche bereits vorhandene, entgegengesetzt umlaufende Wellen oder Achsen angeschlossen sind (Abb. 5). So4. Arrangement according to claims 1 to 3, characterized in that when using a drive non-gate which already contains axles or shafts rotating in opposite directions in its gearbox [z. B. a two-shaft motor (^ ₁ ) with connection of the shafts (If ₁ , ho) by a gear train (^ ₁ to 2 ₄ )], the two oppositely rotating shaft trains (^ ₁ , g ₂ ': to those already existing, oppositely rotating Shafts or axles are connected (Fig. 5) Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings