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Vorrichtung zum Beschleunigen eines Trägheitsanlassers für Verbrennungsmotoren,
insbesondere Flugzeugmotoren Die Erfindung betrifft Anlaßvorrichtungen für Verbrennungsmotoren
und insbesondere solche, die für Flugzeugmotoren bestimmt sind.
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Zahlreiche Flugzeugmotoren und insbesondere solche von großer Leistung
und solche, die mit einer hohen Verdichtung arbeiten, sind mit Anlaßvorrichtungen
versehen, die auf der Nutzbarmachung der Trägheit beruhen und in welchen Energie
in einem sich rasch drehenden Teil, wie z. B. einem Schwungrad, aufgespeichert und
später auf die Kurbelwelle des Motors zur Wirkung gebracht wird. Die in dem umlaufenden
Trägheitsglied aufgespeicherte Energie kann von Hand oder durch eine Kraftmaschine,
wie z. B. einen Elektromotor oder einen leichten Verbrennungsmotor, entwickelt bzw.
geliefert werden. Einer der zahlreichen Vorteile des Trägheitsanlassers liegt darin,
daß nur ein verhältnismäßig geringer Kraftbedarf nötig ist, um das Trägheitsglied
oder Schwungrad anzutreiben, vorausgesetzt, daß diese geringere Kraft während einer
entsprechend langen Zeit wirkt. Zum Anlassen läßt man dann die aufgespeicherte Energie
als größere Kraft während kurzer Zeit auf die Kurbelwelle des Motors einwirken.
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Die Trägheitsanlasser sind im allgemeinen unmittelbar an den anzulassenden
Motoren angebracht und in den großen Flugzeugen befinden sich diese Motoren oft
2112 bis 3 m über dem Erdboden. Hierdurch wird der Zugang zum Anlasser oft erschwert
und ferner ist es auch weniger leicht, den Anlasser bis zur gewünschten Drehzahl
zu beschleunigen, bevor die darin aufgespeicherte Energie dem Motor abgegeben wird.
Seit langer Zeit war namentlich den Mechanikern der großen Flugzeuge mit mehreren
Motoren eine Vorrichtung erwünscht, durch welche es möglich wäre, die Energieanlasser
leicht und rasch vom Erdboden aus anzutreiben, ohne Leitern o. dgl. ähnliche unwirksame
und langwierige Vorrichtungen zu Hilfe nehmen zu müssen.
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Die Erfindung bezweckt daher in erster Linie die Ausführung einer
neuartigen Vorrichtung zum Ankurbeln bzw. Beschleunigen von Motoranlassern, die
auf der Ausnutzung der Trägheit beruhen.
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Weitere Zwecke der Erfindung bestehen darin, a) eine solche Ankurbelungsvorrichtung
für Motoranlasser, die auf Flugzeugen oder anderen Fahrzeugen angeordnet sind, zu
schaffen, die leicht zu tragen ist und schnell und leicht mit dem Anlasser verbunden
werden kann; b) eine solche Antriebsvorrichtung zu schaffen, die selbst durch einen
Motor angetrieben wird, dem die Energie von einer Quelle aus zugeführt wird, die
außerhalb des
Flugzeuges oder anderen Fahrzeuges liegt, auf welchem
der Anlasser angeordnet ist, wobei diese Antriebsvorrichtung sich besonders für
solche Anlasser eignet, die so angebracht sind, daß hierdurch der Zugang zu denselben
erschwert wird; c) eine Anlasserantriebsvorrichtung zu schaffen, die besonders für
die Anlasser der Mehrmotorenflugzeuge geeignet ist, da diese Anlasser im allgemeinen
vom Boden aus unzugänglich sind und ferner. Beschleunigungsvorrichtungen erfordern,
die sich in beiden Richtungen drehen können.
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Eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen
dargestellt, jedoch versteht es sich von selbst, daß dieselbe nur beispielsweise
angegeben ist und daß die Erfindung sich infolgedessen nicht auf diese Ausführungsform
beschränkt.
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Abb. i und ia sind Seitenansichten, teilweise im Schnitt, und zeigen
eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.
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Abb. 2 zeigt in schaubildlicher Darstellung die Art und Weise, wie
der Erfindungsgegenstand bei einem Mehrmotorenflugzeug verwendet wird und Abb. 3
ist ein Schaltungsschema und zeigt die elektrischen Verbindungen eines Motors gemäß
der Erfindung.
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In den Zeichnungen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Abb. i und ia zeigen eine neue Vorrichtung, durch welche das Trägheitsglied
eines auf einem Flugzeug oder anderen Fahrzeug angebrachten Motoranlassers mittels
einer außerhalb des Fahrzeuges angebrachten Kraftquelle angekurbelt oder beschleunigt
werden kann. Die' Beschleunigungsvorrichtung besteht, wie dargestellt, aus einem
im wesentlichen zylindrischen Gehäuse, das durch mehrere Teile 4, 5, 6 und 7 gebildet
wird, die durch Bolzen 8 lösbar miteinander verbunden sind. Die Gehäuseteile 4 und
5 sind mit einem Handgriff 9 versehen, der beispielsweise durch Schrauben io befestigt
ist und das Tragen dieses Endes des Beschleunigers erleichtert.
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Innerhalb des Gehäuseteiles 6 ist ein Motor i i von beliebiger geeigneter
Bauart angeordnet, dem die Energie durch Kommutatorbürsten i2 und Leitungen 13 zugeführt
wird. Die Ankerwelle 1q. des Motors ist unten im Gehäuseteil 6 beispielsweise mit
Hilfe eines Kugellagers 15 drehbar gelagert, das in der Bodenplatte des Gehäuses
angebracht ist. Der innere Laufring des Kugellagers 15 wird auf der Welle
14 durch eine Schulter 16 und eine geschlitzte Mutter 17 festgehalten, die auf einen
abgesetzten Endteil 18 der genannten Welle aufgeschraubt ist. Ein Lagerhaltestück
ist ebenfalls vorgesehen, um den äußeren Laufring festzuhalten. Dieses Lagerhaltestück
i9 ist beispielsweise durch Schrauben 2o am Gehäuseteil 6 befestigt. Das obere Ende
der Welle 14 ist mit einer Muffe 21 versehen, die an der Welle beispielsweise mit
Hilfe eines Stiftes 22 befestigt ist. Die Muffe 21 ist ihrerseits in einem Kugellager
23 drehbar gelagert, das in einer Nabe 24 befestigt ist, die zu einer zwischen geeigneten
Flanschen der Gehäuseteile 5 und 6 festgehaltenen Zwischenwand 25 gehört. Eine Schulter
26 der Muffe 2,1 ruht auf einer ähnlichen Schulter der Zwischenwand 25 und verhindert
eine axiale Bewegung des Motors mit den zugehörigen Teilen nach unten.
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Mit dem oberen Ende der Motorankerwelle ist eine geeignete Vorrichtung
fest verbunden, die zur Übertragung der Drehung des Motors auf einen Antrieb dient,
der mit dem Anlasser in Verbindung gebracht werden kann. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
besteht diese Vorrichtung aus einem Untersetzungsgetriebe und einer nachgiebigen
Antriebsvorrichtung, wie z. B. einer keibungskupplung. Ein am oberen Ende der Muffe
2i vorgesehenes und mit diesem Ende aus einem Stück bestehendes Triebrad 27 kämmt
mit einem Zahnrad 28, dessen Welle 29 beispielsweise durch Kugellager
30 in der Zwischenwand 25 drehbar gelagert ist. Ein aus einem Stück mit dem
Zahnrad 28 bestehendes Triebrad 31 kämmt mit einer verhältnismäßig großen inneren
Verzahnung 32, die zu einem Rad gehört, das durch eine Nabe 33 und eine Büchse 34
auf einer kurzen Welle 35 drehbar gelagert ist, die an einer schalenförmigen Platte
36 angebracht ist und sich nach unten erstreckt. Die Nabe 33 ist auf der Welle 35
durch einen Lagerring 37 und ein Haltesternrad 38 festgehalten, von welchem der
eine Arm in dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Schraube 39 an der
Zwischenwand 25 befestigt ist. Ein auf der Nabe 33 vorgesehenes Triebrad 4o bildet
ein Sonnenrad, das mit mehreren, zweckmäßig drei Planetenrädern kämmt, von denen
das eine bei 41 im Schnitt dargestellt ist und die ihrerseits mit einem festen Zahnkranz
mit innerer Verzahnung 42 kämmen. Die Planetenräder 41 sind zweckmäßig auf der Unterseite
der Platte .36 mit Hilfe von Muffen 43 angeordnet, die in der Platte 36 eingesenkt
sind und durch Schrauben 44 sowie durch einen Haltering 45 festgehalten werden.
Der Zahnkranz 42 ist durch Schrauben 46 am Gehäuseteil 5 befestigt, und die Übertragung
einer Abscherungsbeanspruchung auf genannte Schrauben wird durch einen Druckstift
47 verhindert, der in einander entsprechende, im Zahnrad 32 und in dem Gehäuseteil
5 vorgesehene Aussparungen eingesetzt ist.
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Die Drehung des Motors i i wird auf diese
Weise durch
das oben beschriebene Untersetzungsgetriebe auf die Platte 36 übertragen, die dadurch
in Drehung versetzt wird. Die Drehung der Platte wird ihrerseits durch eine geeignete
nachgiebige Antriebskupplung auf ein Antriebsglied übertragen, das rnit der Kurbelwelle
des anzutreibenden Anlassers bzw. mit einer Verlängerung derselben in Eingriff kommen
kann. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein schalenförmiges Stück 48
beispielsweise durch Schrauben 49 auf der Oberseite der Platte 36 befestigt und
durch eine Reibungskupplung mit mehreren Scheiben mit einer umlaufenden hlufe So
verbunden. Die Reibungskupplung besteht aus mehreren ringförmigen Kupplungsscheiben
5 i, die durch Stifte abwechselnd mit der Innenseite der Schale 48 und mit der Außenseite
der Muffe So befestigt sind. Die Kupplungsscheiben 51 werden zwischen zwei Distanzringen
52 und 53 festgehalten, wobei der untere Ring 52 sich gegen eine Schulter 54 stützt,
die dadurch entsteht, daß die Stifte der Muffe So nach außen gerichtet sind.
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Geeignete Mittel sind ferner vorgesehen, um die Kupplungsscheiben
reibend aufeinander zu halten. Diese Mittel sind zweckmäßig einstellbar ausgebildet,
so daß es möglich ist, das durch die Kupplung übertragene Drehmoment zu verändern.
Zu diesem Zweck stützen sich mehrere Schraubenfedern 55 gegen den oberen Distanzring
53, wobei diese Federn durch an einem Ring 57 angebrachte Stifte 56 um die Muffe
So in einem bestimmten Abstand voneinander festgehalten werden, während ihre Spannung
mittels einer auf das äußere Ende der Muffe So aufgeschraubten Stellmutter 58 eingestellt
werden kann.
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Innerhalb der Muffe So ist eine beispielsweise durch Stifte 59 mit
derselben fest verbundene Welle 6o angeordnet, die an ihrem unteren Ende mit einer
Aussparung versehen ist, die als Lager für einen an der Platte 36 angebrachten Wellenstumpf
61 dient. An ihrem anderen Ende ist die Welle 6o in einem Kugellager 62 drehbar
gelagert, das in einer Nabe 63 des Gehäuseteiles 4 eingesetzt ist. Das obere Ende
der Welle 6o ist ebenfalls mit einem Kegelrad 64 versehen, das mit einem abgesetzten
Teil 65 dieser Welle durch ein Doppel-D-Stück 66 und eine geschlitzte Mutter
67 fest verbunden ist.
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Das Antriebsglied des Beschleunigers ist quer zum Gehäuseteil 4 neben
dem oberen Ende der Welle 6o angeordnet und erhält seine Drehung von dieser Welle
durch das Kegelrad 64 und ein ähnliches Kegelrad 68, das auf einer Welle 69 sitzt,
die einen Teil des Antriebsgliedes bildet. Die Welle 69 ist im Gehäuseteil 4 in
zwei Kugellagern 70 und 71
drehbar gelagert und besitzt einen erweiterten
Teil 72, der durch das Gehäuse hindurch mit Hilfe einer Stopfbüchse 73 herausgeführt
wird, die durch Schrauben 74 an genanntem Gehäuse befestigt ist. Eine ringförmige
Deckplatte 75 umgibt den herausgeführten erweiterten Teil 7.2 der Welle 69 und ist
ebenfalls durch Schrauben 74 an der Stopfbüchse 5 befestigt. Das offene Ende des
Gehäuseteiles 4 ist durch eine Deckplatte 76 abgeschlossen, die an demselben durch
Schrauben 77 befestigt ist, welche in Vorsprünge 78 des genannten Gehäuseteiles
eingeschraubt werden.
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Eine Antriebsmuffe 79, die den erweiterten Teil 72 der Welle 69 umgibt
und sich in der Achsenrichtung von derselben aus erstreckt, bildet das Glied, welches
mit einem Teil der Anlasserkurbelwelle 8o bzw. mit einer Verlängerung derselben
in Eingriff kommt, um diese zur Beschleunigung des Anlassers in Drehung zu versetzen.
Die Muffe 79 ist beispielsweise durch eine Niete 81 mit dem Wellentei172 fest verbunden
und mit einem Antriebsstift 82 versehen, der quer zur Muffe angeordnet ist und in
eine entsprechende Nut 83 der Anlasserkurbelwelle 8o eingreifen kann. Der Teil 8o
der Anlasserkurbel-,v eile ist zweckmäßig eine Verlängerung der üblichen Kurbelwelle
und erstreckt sich über den Rumpf des Flugzeuges hinaus, um ein geeignetes Verbindungsglied
zu bilden.
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Aus der vorstehenden Beschreibung geht nun hervor, daß eine Drehung
des Motors der Deschleunigungsvorrichtung durch das Untersetzungsgetriebe mit Reibungskupplung
auf die Antriebsmuffe übertragen wird, die ihrerseits mit der Anlasserkurbelwelle
in Eingriff kommen und dieselbe in Drehung versetzen kann.
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Geeignete Mittel sind nun vorgesehen, um genannten Beschleuniger für
Motoranlasser verwenden zu können, die für gewöhnlich wegen ihrer Anordnung vom
Erdboden aus ohne Verwendung von Leitern oder sonstigen besonderen Einrichtungen
unzugänglich sind. Zu diesem Zweck dient ein Stiel oder Tragstange, der aus einem
Metallrohr 84 besteht, das in den Gehäuseteil ? eindringt und mit diesem durch einen
Stift 85 verbunden ist, der das Rohr 84 und eine auf der Oberseite des Gehäuseteiles
7 vorgesehene Nabe 86 durchsetzt. Das Rohr 84 erstreckt sich ziemlich weit unterhalb
des Beschleunigergehäuses und ist von einer Muffe 87 aus mehreren Stücken und aus
einem beliebigen geeigneten Stoff, wie z. B. Holz, umgeben.
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Das Rohr 84 mit .der Muffe 87 bildet nicht nur einen leichten starren
Stiel für den Beschleuniger; da es hohl ist, so wird es auch als Hülse verwendet,
in welcher die zum Motor ii führende Leitung 13 angeordnet ist.
Zu
diesem Zweck ist das Rohr 84 auf einem Teil seines Umfanges am oberen Ende, beispielsweise
bei 88, ausgeschnitten und am unteren Ende mit einem Ringansatz 89 versehen, durch
welchen hindurch die Leitung 13 geführt wird.
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Desgleichen sind Mittel vorgesehen, um den Motor i i ein- und auszuschalten.
Zu diesem Zweck ist ein Schaltergehäuse 9o durch Schrauben 92 an einer Stirnplatte
91 befestigt, die ihrerseits beispielsweise durch Schrauben 93 an einem kurzen Stück
94 des Stieles befestigt ist, das sich unweit des unteren Endes desselben befindet
und mit einem vorspringenden Teil 95 versehen ist. Das Stück 94 und das Rohr 84
sind mit geeigneten Offnun,-en versehen, um die Verbindung der Leitung
13 mit dem Schaltergehäuse 9o zu ermöglichen. Das Schaltergehäuse 9o enthält
einen Hauptschalter 96 (s. Abb. 3), dessen Wirkung weiter unten erklärt werden soll.
Eine zweite Schaltvorrichtung ist in der Nähe des oberen Endes des Stieles vorgesehen
und besteht im vorliegenden Fallaus einem weiteren Schaltergehäuse 98, das am Gehäuseteil
7 befestigt und in einer Aussparung 99 desselben angeordnet ist. Das Schaltergehäuse
98 enthält einen Umkehrschalter ioo (s. Abb. 3). Ferner ist noch ein Magnetschalter
97 an einer beliebigen prassenden Stelle, und zwar entweder am Stiel oder am Beschleunigergehäuse
vorgesehen und mit dem elektrischen Stromkreis zwischen dem Hauptschalter 96 und
dem Umkehrschalter loo in Reihe geschaltet.
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Die Abb. 3 zeigt ein Schaltungsschema des elektrischen Stromkreises
mit den einzelnen Schaltern. Beim Einschalten des Hauptschalters 96 fließt der Strom
durch die Wicklung des Magnetschalters 97, worauf der Stromkreis des Motors i i
durch den Umkehrschalter ioo selbsttätig geschlossen wird. Der Leitungsstrom fließt
dann zuerst durch die Reihenfeldwicklung ioi, den Umkehrschalter ioo und dann durch
die Ankerwicklung io2. Beim Umschalten des Umkehrschalters ioo bleibt die Richtung
des Stromes in .der Feldwicklung unverändert, während sie in der Ankerwicklung io2
geändert wird, so daß der Motor ii sich jetzt in der anderen Richtung dreht. Die
Umkehrung der Drehrichtung des Motors i i und infolgedessen auch der Antriebsmuffe
79 ist erwünscht, weil bei Mehrmotorenflugzeugen einzelne Anlasser sich in der einen
und andere wieder in der anderen Richtung drehen müssen.
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Die Abb. 2 zeigt die Verwendung des Erfindungsgegenstandes bei Beschleunigungsanlassern
für ein großes Mehrmotorenflugzeug und gibt ein genaues Bild von den großen Vorteilen
eines solchen Beschleunigers für den in Frage kommenden Zweck. Die Arbeitsweise
der Vorrichtung ist folgende.
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Wenn man einen Trägheitsanlasser mit Hilfe einer Kraftquelle antreiben
will und wenn dieser Anlasser vom Erdboden aus unzugänglich ist, so wird der tragbare
Beschleuniger mit einer geeigneten Stromquelle verbunden und von dem auf dem Boden
stehenden Bedienenden zum Flugzeug getragen. Der Beschleuniger wird dann mit Hilfe
des Stieles so weit emporgehoben, bis die Antriebsmuffe 79 mit dem vorspringenden
Teil 8o der Anlasserkurbelwelle in Eingriff kommt, wie Abb. 2 zeigt. Alsdann wird
der Hauptschalter eingeschaltet, worauf der Motor anläuft und die Antriebsmuffe
in Drehung versetzt. Wenn der Antriebsstift 82 sich gegenüber der Nut 83 einstellt,
ist .die Antriebsmuffe mit der Anlasserkurbelwelle zwangsläufig verbunden, worauf
das Trägheitsglied des Anlassers so weit beschleunigt wird, bis es die gewünschte
Geschwindigkeit erreicht. Sobald der Hauptschalter ausgeschaltet wird, bleibt der
Motor mit der Antriebsmuffe und der Anlasserkurbelwelle still, worauf der Beschleuniger
vom Anlasser abgenommen wird. Wenn der nächstfolgende anzutreibende Anlasser sich
umgekehrt wie der vorhergehende drehen soll, so genügt es, den Umkehrschalter ioo
des Beschleunigers umzuschalten, um die Drehung in der gewünschten Richtung zu bewirken.
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Die einfache Verbindung mit Stift und Nut 82, 83 zwischen dem tragbaren
Beschleuniger und der Kurbelwelle 8o wird so gewählt, daß die Drehmomentreaktion
zwischen dem Antriebsteil unddem angetriebenen Teil bestrebt ist, diese Elemente
außer Eingriff miteinander zu bringen, sobald die angekurbelte Welle die normale
Drehzahl der Antriebsmuffe 79 erreicht hat. Durch exzentrische Anordnung der Kraftvorrichtung
und der Vorrichtung zur Übersetzung der Geschwindigkeit ins Langsame gegenüber der
Achse der Antriebsmuffe und im wesentlichen in der Verlängerung der Achse des vom
Bedienenden gehaltenen Stieles erhält man eine günstige Gewichtsverteilung, die
zusammen mit dem vom Bedienenden beim Ergreifen des Stieles ausgeübten Druck zur
Folge hat, daß die obererwähnte Verbindung durch Stift und Nut zwischen dem Beschleuniger
und der anzutreibenden Anlasserwelle während der anfänglichen Drehung durch die
Drehmomentreaktion des Anlassers nicht -außer Eingriff gebracht werden kann.
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Durch .die Erfindung wird also ein tragbarer Beschleuniger mit Kraftantrieb
für Trägheitsanlasser geschaffen, der in der Ausführung neu ist und mit der anzutreibenden
Welle von solchen Motoranlassern leicht und
rasch in und außer Eingriff
gebracht werden kann. Derselbe eignet sich ganz besonders zum Antrieb von Anlassern,
die an großen Flugzeugen angebracht und für gewöhnlich ohne Leitern oder sonstige
besondere Vorrichtungen unzugänglich sind. Da der Beschleuniger tragbar ist, so
kann er mit einer beliebigen geeigneten Kraftquelle verbunden werden, so daß man
die Batterien der Flugzeuge oder sonstigen Fahrzeuge schonen kann. Ferner ist der
Beschleuniger so angeordnet, daß das Antriebsglied desselben sich in beiden Richtungen
drehen kann, so daß er sich besonders gut für Lufthäfen eignet, wo Anlasser vorkommen,
die sich in verschiedenen Richtungen drehen. Der Beschleuniger ist außerdem kräftig
gebaut und im Betrieb zuverlässig, so daß er in höchst befriedigender Weise den
Bedürfnissen der Flugzeugindustrie und der Nachfrage nach einem tragbaren Beschleuniger
für alle Zwecke entspricht. In besonderen Fällen, wenn elektrischer Strom nicht
zur Verfügung steht, kann es zweckmäßig sein, den dargestellter. Elektromotor durch
einen anderen Motor, beispielsweise einen kleinen leichten Verbrennungsmotor oder
einen sonstigen Motor, zu ersetzen, der mit einem Druckmittel, beispielsweise Druckluft
oder einem anderen geeigneten Kraftmittel, betrieben wird und zum Antrieb der umlaufenden
Teile des Beschleunigers dient.
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Es versteht sich von selbst, daß die Erfindung sich nicht auf die
beschriebene und in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsform beschränkt und
daß zahlreiche mechanische Ausführungsformen möglich sind. Ferner beschränkt sich
die Erfindung auch nicht auf die Anwendung bei Flugzeugen, wenn auch diese der Zweckmäßigkeit
halber als Beispiel genommen wurde. An der Ausbildung sowie an den Einzelheiten
der Ausführung und an der Anordnung der Teile können auch im Rahmen der Erfindung
verschiedene Änderungen vorgenommen werden, die für den Fachmanns auf der Hand liegen.