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Vorrichtung zur Ermittlung von Zylindern mit Explosionsstörungen bei Maschinen mit kreisenden
Zylindern.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung von Zylindern mit Explosions- btörungen bei Maschinen mit kreisenden Zylindern. Insbesondere hat sich diese Vorrichtung zur Vermeidung von Unglücksfällen bei Flugzeugmaschinen als notwendig erwiesen. Bei den Flugzeugmaschinen mit kreisenden Zylindern saugen die Kolben das Gemisch aus dem Kurbelkasten an, welcher durch die feststehende Hohlachse, um die sich die Maschine dreht, mit dem Vergaser und dem Luftansaugrohr in Verbindung steht. Es kann nun leicht eintreten, dass das Saugventil oder seine Feder bricht, oder dass es in irgend einer Weise undicht wird. Die Zündung bewirkt in diesem Falle, dass die Explosion in den Kurbelkasten und von diesem durch die Hohlachse ins Ansaugrohr schlägt.
Die Flamme tritt dann aus dem Sieb des Ansaugrohres heraus und setzt den Flieger und das Flugzeug der Gefahr des Verbrennens aus. Der Flieger merkt am Knallen im Ansaugrohr diesen Defekt und könnte die Gefahr beseitigen, wenn er die Zündung jenes Zylinders, in dem die Störung auftritt, abstellen könnte. Der Rest der wirksamen Zylinder würde ihm dann trotz Ausschaltung des schadhaften Zylinders zur Vollendung der Fahrt genügen.
Die Erfindung besteht in einer Vorrichtung, durch die auf einfache Weise die Zündung des schadhaft gewordenen Zylinders abgestellt werden kann. Sie besteht darin, dass ein umlaufendes Stromsteuerorgan vorgesehen ist, das von der Maschine in solchem Verhältnis zur Verteilergeschwindigkeit angetrieben wird, dass es in seinen verschiedenen wirksamen Stellungen der Reihe nach die Zündung der einzelnen Zylinder unterbricht oder kurzschliesst.
Es ist bei Standmotoren bekannt, wenn deren Leistung durch Ausbleiben der Zündung in einem Zylinder zurückgegangen ist, zur Behebung dieses Mangels alle Zündstromkreise zugleich ausser einem zu unterbrechen oder kurzzuschliessen, und dies der Reihenfolge nach für alle Zylinder zu wiederholen, um den schadhaften Zylinder durch Aufhören des Explosionsgeräusches wahrzunehmen.
Im Gegensatz hiezu handelt es sich beim Gegenstand der Erfindung um vielzylindrige Flugzeugmaschinen, bei denen während des Fluges eine Störung auftritt, die zwar an sich die Leistung der Maschine nur wenig vermindert, jedoch das ganze Fahrzeug der Gefahr des
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satz zu dem bekannten Verfahren nicht die Ermittlung einer schadhaften Zündung, sondern die Abstellung der richtig wirkenden Zündung eines anderweitig schadhaft gewordenen Zylinders, wobei die Ermittlung dieses Zylinders unter ungestörtem Betriebe aller übrigen Zylinder stattfinden muss, weil sonst der Flieger abstürzt.
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für Flugzeugmotorej in den Fig. 4 bis 8 mehrere Ausführungsformen der Erfindung.
Die Schaltung nach Fig. i zeigt die Verteilerscheibe e, welche mit einem siebenzylindrigen Motor a um eine feststehende Achse umläuft. Vom Stromabnehmer f einer Hochspannungs- zündvorrichtung wird der feststehenden Verteilerkohle i der hochgespannte Zündstrom zugeführt.
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Eine Scheibe o, welche mit irgend einer Geschwindigkeit, vorzugsweise aber mit Steuerwellengeschwindigkeit, vom Motor angetrieben wird, trägt einem geschlossenen Metallring n, mit welchem eine feststehende Schleifkohle 21 in Berührung steht. Diese ist mit dem Stromabnehmer durch den Leiter 20 verbunden. In die Innenfläche des Schleifringes o ragt das Metallsegment p. dessen Länge derjenigen der Verteilersegmente entspricht. Eine Schleifkohle p, welche durch ein Handrad s in die verschiedensten Stellungen gedreht werden kann, schleift auf der Innenfläche der Kontaktscheibe o. Die Kohle v ist an Masse gelegt. Diese Einrichtung wirkt folgendermassen :
Wenn bei einem Zylinder Explosionen im Kurbelkasten auftreten, so drückt der Flieger die Kohle v an die Innenfläche der Scheibe o und verdreht dieselbe langsam mit dem Handrad s.
Hiebei kommt das Segment p bei jeder Umdrehung einmal mit der Kohle v in Berührung und unter diesen Berührungen sind solche, welche im Zündzeitpunkt eines Zylinders stattfinden.
In diesem Falle fliesst der hochgespannte Zündstrom vom Stromabnehmer f durch den Leiter 20 und das Segment p über die Kohle v zur Masse, von wo er in das geerdete Ende der Sekundärspule gelangt. Die Zündung dieses Zylinders ist also kurzgeschlossen. Zweckmässig markiert man diejenigen sieben Stellungen der Kohle v, in denen ihre Begegnung mit dem umlaufenden Segment zusammenfällt, mit dem Zeitpunkt einer Zylinderzündung. In derjenigen Stellung der Kohle in welcher der schadhafte Zylinder zündet, hört infolge des Kurzschlusses das Knallen auf und der Flieger hat nunmehr die richtige Stellung gefunden, auf welcher er die Schleifkohle v stehen lässt.
Die Schaltung nach Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. i nur dadurch. dass anstatt des Sekundärstromes der Primärstrom einer Zündvorrichtung kurzgeschlossen wird. Von der Kurzschlussklemme 22 des Primärstromes ist der Leiter I5 zur Kohle 21 geführt. und bei
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Die Fig. 4 und 5 zeigen in vergrössertem Massstab eine Ausführungsform der Erfindung. Die Ankerwelle k der Zündvorrichtung wird vom Siebenzylindermotor mit der Übersetzung 3'5 : 2
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umläuft. Am Zahnrad m ist der geschlossene Metallring n mittels eines Isolierkörpers o befestigt.
Dieser Metallring ragt mit einem Schleifstück p in die innere Zylinderfläche des Ringes o. Eine Scheibe q ist drehbar in einem festen Teil r gelagert, der mit der Masse verbunden ist. Mittels des Handgriffes s wird die Scheibe q bewegt. Ein Hebel t ist mittels des Zapfens K drehbar auf der Scheibe q befestigt und trägt eine federbelastete Schleifkohle v. Eine Feder w strebt den Hebel t nach aussen zu drücken, so dass die Kohle v am Innenzylinder der Scheibe o schleift. Durch Verdrehung der Scheibe q im Sinne des Pfeiles stösst das Schwanzende II des Hebels an einen festen Anschlag 12, so dass der Hebel t von der Schleiffläche entfernt gehalten wird.
In der gleichen Stellung schlägt auch der Vorsprung I3 der Scheibe q an den Anschlag I2, so dass die Scheihe in dieser Stellung gehalten wird. Auf der Rückseite der Scheibe befinden sich Rasten Si. Sg. s. ,.. z ;, deren Abstand der auf eine Umdrehung verringerte Zündfolge der einzelnen Zylinder entspricht.
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Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist die folgende : Tritt in einem der Zylinder die obenerwähnte Störung auf, so dreht der Flieger entgegengesetzt zur Richtung des in Fig. 5 eingezeichneten Pfeiles langsam am Handrad s, so dass die Scheibe 9 nacheinander in die Stellungen.} 1' s2, % usw. einschnappt. Durch diese Drehung kommt zunächst die Kohle 7J in Berührung mit der Schleiffläche o.
Während einer Umdrehung des Segmentes p finden sieben Zündungen am Motor statt, indem innerhalb zweier Umdrehungen der Verteilerscheibe e jedes übernächste Verteilersegment Strom erhält. Die sieben Rasten der Scheibe q sind so angebracht, dass die Schleifkohle v gerade im Zündzeitpunkt eines der sieben Zylinder mit dem Schleifstück p in Berührung kommt.
Bei diesem Kontakt wird nun der im Nebenschluss zu den Zündstromkreisen liegende Strom- kreis. f, 20, 21 ; Pi V ; t, q, blasse geschlossen, so dass der Zündstrom, welcher im Zeitpunkt der Berührung zwischen dem Schleifstück p und dem Kontakt v im Zylinder übergehen würde, über die Masse kurzgeschlossen ist. Der Zündfunken bleibt also im Zylinder aus und die Störung ist beseitigt. War beispielsweise die Störung im Zylinder 2 aufgetreten, so findet der Kurzschluss statt, wenn die Rast Z2 der Scheibe durch den Zapfen I4 gehalten wird, denn in dieser Stellung wäre im Zeitpunkt der Berührung zwischen dem Schleifstück p und der Kohle v der Zündstrom im Zylinder 2 übergegangen.
Beim langsamen Umdrehen der Scheibe q merkt der Flieger durch Aufhören des Knallens, dass er diejenige Stellung der Scheibe q gefunden hat, in welcher die Zündung des schadhaften Zylinders kurzgeschlossen ist. Ist der Schaden behoben. so wird die Scheibe q in Richtung des Pfeiles zurückgedreht, so dass der Hebel t durch den Anschlag I2 in die punktierte Ruhelage geschwenkt wird und die Rast I3 am Anschlag I2 anstösst.
Es ist nicht nötig, dass das Zahnrad 11l mit Steuerwellengeschwindigkeit läuft ; es könnte auch mit der Motorengeschwindigkeit umlaufen. Dann müsste der Flieger nacheinander die
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teiler e, i, welcher mit jedem ersten, dritten, fünften Segment zündet und bei den Zwischensegmenten stromlos bleibt, weil der Anker des Magnetes In diesen Zwischenstellungen keinen Zündstrom erzeugt.
Man könnte auch die Scheibe ; it mit halber Steuerwellengeschwindigkeit umlaufen lassen. dann müsste man zwei um 1800 versetzte Schleifstücke p anordnen und auf dem Halbkreis der Scheibe q die sieben Rasten anbringen und den ganzen Drehbereich der Scheibe q auf einen Winkel von 1800 beschränken.
In der Fig. 6 ist eine Ausführungsform gezeichnet, bei welcher das Schleifstück p durch die umlaufende Schleifkohle P1 ersetzt ist. Das Zahnrad 1Il1 wird vom Zahnrad mit Steuerwellengeschwindigkeit angetrieben. Die Schleifkohle PI schleift auf einer Scheibe 7 aus Isolermaterial, in welche sieben Segmente Xl, , xg usw. derart eingelassen sind, dass sie auf beiden Stirnflächen der Scheibe 7 herausragen. In den Segmenten sind Rasten Zl'Z2 usw. eingearbeitet. in welche eine mit dem Handgriff Sl fest verbundene Kontaktfeder vu einschnappen kann. Die Kurzschlussklemme 9 der Zündvorrichtung-ro Ist mit der Kontaktfeder leitend verbunden.
Bei dieser Ausführungsform soll die Primärspule des Ankers kurzgeschlossen werden, wie es schon
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Die Einrichtung wirkt folgendermassen : Wird der Handgriff Sl langsam gedreht, so wird der Primärstrom der Zündvorrichtung jedesmal kurzgeschlossen, wenn die Kontaktfeder 7si auf eines der Segmente Xt, Xa, Xg zu stehen kommt. Da die Segmente nach Zahl und Stellung den Zündungen der einzelnen Zylinder entsprechen, so wird jedesmal der Zündstrom eines Zylinders kurzgeschlossen. Kommt die Kontaktfeder auf das dem schadhaften Zylinder entsprechende Segment, so hört man dies am Aufhören des Knallens.
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so dass sie etwa auf einer archimedischen Spirale liegen.
Ein Winkelhebel I7 kann mittels des Handgriffes I7'so geschwenkt werden, dass er den Raum zwischen den Segmenten b und dem äussersten Rand der Scheibe mittels einer Schleifkohle V2 bestreicht. Der Hebel I7 ist an Masse gelegt und in den sieben Stellungen feststellbar, welche der Lage der Segmente b1 bis b7 entsprechen. In jeder dieser sieben Lagen der Schleifkohle V2 wird daher der an der Schleifkohle i abgenommene Zündstrom für jeden Zylinder kurzgeschlossen. Dabei bedarf es mindestens zweier Umdrehungen, bis alle Segmente b einmal mit der Schleifkohle V2 Kontakt gemacht haben, denn die Zündung erfolgt, wenn jedes übernächste Verteilersegment auf die Schleifkohle i gelangt.
Stellt der Flieger nacheinander die sieben Stellungen ein, so findet er in einer derselben den schadhaften Zylinder, da das Knallen durch Kurzschluss des Zündstromes über das betreffende Segment b, : Jie Schleifkohle V2 und die Masse abgestellt worden ist.
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auch von irgend einem anderen Teil als von der Zündvorrichtung oder der Verteilerscheibe. beispielsweise von einem umlaufenden Teil der Ölpumpe aus, angetrieben werden.
Die oben gekennzeichnete Vorrichtung wird auch zweckmässig zum Suchen solcher Zylinder ermittelt, in denen die Zündung versagt. Zu diesem Zwecke schaltet man die Zylinder der Reihe nach durch Drehen des Handrades s einzeln ab. Da nunmehr zwei Zylinder nicht zünden, so ist das Geräusch der Explosion ein sehr unregelmässiges. Sobald nun das Handrad in derjenigen Stellung steht, in welcher der Zündstrom des defekten Zylinders kurzgeschlossen ist. wird das
Geräusch der Explosion regelmässiger, indem nunmehr alle Zylinder, ausser dem defekten, zünden.
Diese Stellung des Handrades zeigt dann durch ihre Markierung die Nummer des schadhaften Zylinders.
Fig. 9 der Zeichnung veranschaulicht eine Ausführungsform, bei der das Kurzschliessen der Zündstromkreise durch einfaches Bewegen eines gewöhnlichen Schalters stattfinden kann.
Hier sind die Segmente I, 2, 3..... 7 der Verteilerscheibe e des Motors, gegebenenfalls unter Einschaltung von Schleifringen, an die Kontakte I', 2', 3'7'eines Schaltsegmentes 22 angeschlossen, über den der bei 23 an die Masse angeschlossene Schalter 2' bewegt werden kann.
Diese Vorrichtung wird in der Weise benutzt, dass, bei Schadhaftwerden eines Zylinders der Flugzeugführer den Schalthebel 24 langsam über das Segment 22 bewegt, wodurch er nacheinander die Zündstromkreise der einzelnen Zylinder kurzschliesst. Auch hier zeigt ihm das Aufhören des Knallens an, dass er den richtigen schadhaft gewordenen Zylinder gefunden hat, worauf er den Schalter 24 in der gefundenen Stellung stehen lässt und dadurch die Zündvorrichtung des betreffenden Zylinders dauernd kurzschliesst.
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