DE657045C - Steilschrauber mit einem durch ein ein- und ausschaltbares Ritzel motorisch auf Abhubdrehzahl bringbaren Rotor - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 25. FEBRUAR 1938

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

> " KLASSE 62 b GRUPPE 25o₃

Kay Gyroplanes Ltd. in Edinburgh

Patentiert im Deutschen Reiche vom 27. Juli 1935 ab

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rotorantrieb für Tragschrauber.

Die übliche Art, den Rotor vor dem _τ Flug anzutreiben, besteht darin, eine Antriebswelle mit der Kraftmaschine vermittels einer vom Führer überwachten Kupplung zu verbinden, zu welchem Zweck die Welle biegsam oder mit Kreuzgelenken ausgestattet ist und in einem Anlasserritzel endet, das mit einem geeigneten Getriebeteil, z. B. einem der Rotornabe, zugeordneten Zahnring, in Eingriff steht.

Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung der Lagerung für das Anlasserritzel und der Vorrichtung, die das Ritzel ein- und ausschaltet und gegebenenfalls gleichzeitig das Anlasserritzel und den Kraftbetrieb kuppelt und entkuppelt, wodurch das Einschalten und Ausschalten des Ritzels erheblich erleichtert wird und das Ausschalten auch selbsttätig vor sich gehen kann.

Nach der Erfindung wird die Schaltung des Ritzels durch In- und Außereingriffschwenken des letzteren mit dem Zahnkranz des Rotors bewirkt. Bei Steilschraubern mit einstellbaren Rotorflügeln sieht die Erfindung vor, daß die Außereingriffsschwenkung des Ritzels selbsttätig über ein mit der Flügeleinstellsteuerung in Verbindung stehendes Gestänge erfolgt.

Zur Verwirklichung der Erfindung ist die Welle des Anlasserritzels im Rotornabenträger in solcher Weise gelagert, daß die Mittelachse der Welle in einer Kurve beweglich ist. · Zu dem Zweck ist die Ritzelwelle in einem Drehkörper gelagert, der in einem Mantelgehäuse derart drehbar ist, daß die Achsen des Ritzels und des Drehkörpers Abstand voneinander haben.

Die Zahneingriffskurve hat erfindungsgemäß eine derartige Lage, daß bei treibendem Ritzel der Zahndruck in Sinne des Eingriffs, bei vom Rotorzahnkranz getriebenen Ritzel im Sinne der Abschaltung wirkt. Da diese beiden Bewegungen dann durch den Druck unterstützt werden, der zwischen den beiden jeweilig miteinander in Eingriff stehenden Zähnen entsteht, ist ein Mindestmaß an Bewegungsenergie erforderlich, um das Antriebsritzel in und außer Eingriff zu bringen.

Die Bewegung des Drehkörpers vom Führer aus erfolgt erfindungsgemäß durch eine Seilsteuerung. Dabei ist die Anordnung getroffen, daß eine innerhalb dieser Seilsteue-

rung angeordnete Stellscheibe unter einem die Ritzelausschaltung anstrebenden Federdruck steht und die bei entsprechender Lage des Stellgriffs einfallende Verriegelung dieser Feder entweder von Hand oder durch vom Flügeleinstellgestänge bedienten ber ausgelöst wird.

Ist zwischen Motor und Ritzelkupplung einerseits und der Vorrichtung zur Ineingriffbringung von Ritzel und Zahnkranz anderseits ein Getriebezusammenhang vorhanden, so erfolgt erfindungsgemäß die Vereinigung der die Kupplung und der den Ritzeleingrift" bewirkenden Gestängeteile an einer Stell-Scheibe.

Zwischen dieser Stellscheibe und der Motorkupplung sind nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung eine Seilverbindung und zwei gegenwirkende Federn angeordnet, mit der Wirkung, daß die eine Feder erst die Vorspannung der die Entkupplung anstrebenden Feder überwunden haben muß, bevor die Kupplung wirksam wird.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel erläutert.

Fig. ι zeigt im Aufriß und teilweise im Schnitt den Rotorträger mit Anlasserritzel und dem damit zusammenwirkenden Zahnkranz.

Fig. 2 ist eine GrundriBdarstellung und ein Schnitt nach der Linie C-C der Fig. 1.

Fig. 3 zeigt die Verbindung des Stellseiles mit dem Drehkörper, der die Ritzelwelle trägt. Fig. 4 zeigt schematisch und schaubildlich die Lage der Stellvorrichtung für das_; Anlasserritzel und die Verbindung mit dem hinteren Motorwellenende. .

Fig. 5 zeigt in größerem Maßstabe die Handhabe, mit der das Anlasserritzel in und außer Eingriff mit dem Zahnrade der Rotornabe gebracht wird.

'. Fig. 6 zeigt die Handhabe nach Fig. 5 von der anderen Seite.

Fig. 7 zeigt in größerem Maßstabe das Kupplungsgestänge, durch das das Anlasserritzel mit der Motorwelle gekuppelt wird.

In den Fig. 8 a, 8b und 8c sind drei Stel-. hingen des Ritzels zum Rotorzahnkranz wiedergegeben, und zwar ist angenommen, daß bei der Stellung nach Fig. 8a das Ritzel den Rotorzahnkranz treibt, bei der Fig. 8 b, daß der Zahnkranz das Ritzel treibt. Die Fig. 8 c zeigt, wie in dem Fall das Ritzel selbsttätigäußer Eingriff mit dem Rotorzahnkranz kommt.

Die Art der Lagerung des Rotormastes und

seiner Kippung, die nicht Gegenstand dieser Erfindung ist, wird hier nur kurz beschrieben.

Die Rotornabe 1 ist drehbar auf dem Mast 2 gelagert, dessen unteres Ende gegabelt ist und mit Wangen 3 und 2^A schwenkbar auf den Lagerteilen 4 und 5 eines Kurbelzapfens oder einer Kurbeltrommel 6 eines zusammengesetzten Gelenkes (Z-Kurbel) schwenkbar ruht. Die Drehachse 8 dieser Z-Kurbel ruht in . Lagern des den Rotor tragenden Gestelles 90 "jltftifl. steht rechtwinklig zur Längsachse D-D /ires Tragschraubers, und infolgedessen liegt die Kurbelachse 6 auch zu ihr winklig. Die Seitenbleche 9 und 10 sind an den Gabeiwangen 3 und 2>^A befestigt und am rückwärtigen Ende durch^: einen Querbolzen 11 miteinander verbunden, an den ein Lenker 12 angeschlossen ist, mit dem der Rotorträger einstellbar äm Gestell 90 gehalten wird. -

Ein Mantelgehäuse 13 ist mittels Schraubenbolzen 14 und 15 (Fig. 1) zwischen den vorderen Enden der Gabelwangen 3 und 3^Λ befestigt. In ihm ist ein ringförmiger Drehkörper 16 drehbar gelagert. Die Mittelachse A-A des Anlasserritzels .liegt parallel und versetzt zur Mittelachse B-B des Mantelgehäuses (Fig. ι und 2). Die Welle 17 des Ritzels 18 ist in Rollenlagern 19 und 20 drehbar angeordnet, die in Eindrehungen 21 und 22 des inneren Ringkörpers 16 laufen. Die Mittelachse dieser Lager und infolgedessen auch die des Ritzels 18 fällt mit der Mittelachse A-A der Bohrung des inneren Ringkörpers 16 zusammen.- Ein Abstandsrohr 23 umgibt die Welle 17 zwischen den beiden Lagern. Eine Lagerhülsenplatte 24 ist mit dem inneren Drehkörper 16 fest verbunden und ist außerhalb des Gehäuses 13 mit einem durch die Mutter 27 in Lage gehaltenen Feststellstift 25 versehen, durch dessen Ouerbohrung 26 ein Seil 31 geht.

Der innere Drehkörper 16 ist demnach innerhalb des Mantelgehäuses 13 zwischen den beiden Endstellungen des Ritzels 18 drehbar, in welchen dasselbe in und außer Eingriff mit dem am Flansch 29 der Rotornabe 1 befestigten Kronenrad 28 steht. Der Ringkörper 16 kann in verschiedener Weise gedreht werden. Die Stellung des Stiftes 25, wenn das Ritzel in Eingriff steht, ist durch die Linie Y-B in Fig. 2 bestimmt, während, wenn das Ritzel ausgelöst ist, der Stift 25 in der Linie X-B _ liegt. An dem unteren Ende der Welle 17 ist eine Gabel 30 befestigt; sie wird mittels eines Kreuzgelenkes mit dem gegabelten Ende einer nicht gezeichneten teleskopischen Rotoräntriebswelle verbunden, deren unteres Ende wiederum kreuzgelenkig an die getriebene Welle eines Getriebekastens angeschlossen ist und mit der Motorwelle vermittels einer von Hand bedienbaren Steuerung verbunden wird. Die beiden Enden des an der Platte 24 des Drehkörpers 16 vermittels des Stiftes 25 befestigten Zugseiles 31 sind in entgegengesetzter Richtung um eine Scheibe 32 (Fig. 5) geichlungen. An der letzteren ist ein Griff 33

vorgesehen, der im Bereich des Führers liegt. Diese Steuer- oder Stellscheibe steht unter der Einwirkung einer nicht dargestellteninneren Feder, die so.wirkt, daß sie das Ritzel 18 für gewöhnlich außer Eineriff mit den Zähnen des Kronenrades 28 hart (strichpunktierte Lage). Die Seilscheibe 32 befindet sich aber in der in Fig. 5 voll ausgezogenen Stellung, wenn Ritzel und Kronenrad durch die folgende Einrichtung in Eingriff miteinander gebracht sind (Fig. 6). Eine unter Einwirkung einer Feder stehende Klinke 34 mit einem von Hand bedienbaren Abzug 35 und einem zweiten Abzug 36-·¹ ist mit einem drehbaren Zapfen 50 fest verbunden. Die Klinke 34 ist dazu bestimmt, hinter eine Schulter 34^Λ der Scheibe 32 einzufallen, -wenn die letztere eine Stellung einnimmt, bei welcher das Ritzel 18 mit dem Rad 28 in Eingriff steht. Ein Schieber 36 ist gleitbar auf einem Drehzapfen 51 der Scheibe 32 und einem Stift 52 gelagert, der im Träger der Klinke 34 und der Abzüge 35.36·⁴ sitzt. Der Schieber 36 ist mittels eines Lenkers 53 an einer Kurbel 54 angelenkt, die dazu dient, an einem Gestängeglied für die Regelung des Einstellwinkels der Rotorflügel angelenkt zu werden. Die Klinke 34 kann entweder von Hand durch den Abzug 35 oder durch den Schieber 36 ausgelöst werden, der, wenn der Hebel 54 in der Stellung T-T sich befindet, bewirkt, daß die Klinke 34 infolge des Auftreffens der Schulter 55 am Schieber 36 auf den Abzug 3ο-⁴ niedergedrückt wird. Die Klinke 34 wird also jedenfalls mittels des Schiebers 36 ausgelöst, wenn die Einstellwinkelsteuerung die Rotorflügel auf einen gewissen Winkel eingestellt hat. Nachdem die Klinke frei geworden ist, wird durch die bereits erwähnte, nicht gezeichnete Feder an der Scheibe 32 der Ringkörper 16 aus der Stellung Y-B in die Außereingriff stellung Λ"-. Β gedreht.

Damit das Ritzel 18 von dem Motor angetrieben wird, wenn es in Eingriff mit dem Kronenrade 28 kommt, ist das eine Ende eines die Verbindung mit der' Klauenkupplung herstellenden Seiles 37' (Fig. 4, 5, 7) mit der Scheibe 32 verbunden und über sie in einer Richtung geschlungen, daß zu gleicher

Zeit mit dem Eingreifen des Ritzels 18 in das Kronenrad der Motor treibend mit einer Welle im Rotorgetriebe verbunden wird. Es ist nämlich ein Teil einer, (nicht dargestellten) Klauenkupplung auf der Motorkurbelwelle befestigt und der andere Teil auf einem gleitbar gelagerten Wellenende, das das Ritzel mittels eines Getriebes antreibt, zu dem auch die Rotortreibwelle gehört. Die Getriebekupplung wird durch einen Hebel 38 (Fig. 7) in Betrieb gesetzt, der mittels einer Stange 39 an einen Winkelhebel 40 angelenkt ist. Ein Ende einer am Motorgehäuse befestigten Schraubenfeder 46, die auf die Stange 39 einen solchen Druck auszuüben sucht, daß dadurch die Klauenkupplung außer Eingriff kommt, ist an den AVinkelhebel 40 angehängt. Der andere Arm des Winkelhebels 40 ist mit einem Führungsauge 41 versehen,' durch das eine Stange 42 geht, auf welcher eine_s Schraubenfeder 43 angeordnet ist. Das andere Ende der Feder 43 liegt gegen eine Scheibe 44 an, die durch die Feststellmuttern 45 gehalten wird. Das Ende des Seiles 37 ist an die Stange 42 angeschlossen. Infolgedessen wird die Feder 43 zusammengedrückt, wenn das um die Scheibe 32 herumgeschlungene Seil 37 durch das Meilen des Griffes 33 gezogen wird, und zwar so lange, bis "die darin aufgespeicherte Kraft genügend groß ist, um das Auge 41 gegen den Federzug 46 zu schwenken. Das hat über die Stange 39 und den Hebel 38 die Einschaltung der Klauenkupplung zur Folge. Indem die Klinke 34 (Fig. 6) die bcheibe 32 gegen Drehung sperrt, verhindert sie auch das Entkuppeln der Klauenkupplung unter der Einwirkung der Federn 43 und 46.

Eine Begrenzung der Schwenkbewegung des Ritzels 18 in der Eingriffsrichtung ist durch das Zusammenwirken von Schultern 60 und 61 (Fig. 2) der Flansche 62 und 63 des Ringkörpers'16 mit Schultern 64 und 65 der inneren Brüstungen 66 und 6j des Mantelgehäuses vorgesehen. In gleicher Weise ist auch die Schwenkbewegung des Ritzels in der entgegengesetzten Richtung durch Anschlag von Schultern 68 und 69 der Flansche 62 und 63 an den Schultern 70 und 71 der Brüstungen begrenzt.

Die Anordnung der Eingriffskurve zwischen Ritzel 17, 18 und Rotorzahnkranz 28 derart, daß bei treibendem Ritzel der Zahndruck im Sinne des Eingriffes, bei vom Rotorzahnkranz getriebenem Ritzel im Sinne der Abschaltung wirkt, ist in den Fig. 8 a, 8 b und 8 c unter Darlegung· der. wirksam werdenden Momente erläutert. In der Fig. 8 a ist angenommen, daß das Ritzel 17, 18 treibt und sich in Richtung des Pfeiles b umdreht und den Zahnkranz 28 in Richtung des Pfeiles b¹ bewegt. Das Ritzel 17, 18 dreht sich dabei um die Mittelachse A, und der in Richtung des Pfeiles c wirksam werdende Widerstand des Rotors verhindert, daß das Ritzel 17, 18 um die Mittelachse B schwingt. Hört der Antrieb des Ritzels auf, so nimmt der Zahnkranz 28 unter der Einwirkung der Rotorschwingmasse das Ritzel 17, 18 mit, das Widerstandsmoment an den Zahnflanken hat jetzt entgegengesetzten Richtungssinn (vgl. Pfeil c¹ in Fig. 8b), und unter der Einwirkung dieses Wider- lau Standsmomentes mit dessen Hebelarm a (Fig. 8 a) beginnt das antriebslose Ritzel 1 y,

Claims (8)

1. um die Mittelachse B zu schwingen. Diesen Vorgang erläutern die Fig. 8 b und 8 c. Durch diese Schwingbewegung kommt das Ritzel, wie das die Fig. 8 c erkennen läßt, selbsttätig außer Eingriff mit dem Rotorzahnkranz 28.

   Pa tent a N¹S ρ rü c η ε :

   ι. Steilschrauber mit einem durch ein am Rotorträger sitzende's, in einen Rotorzahnkranz eingreifendes ein- und ausschaltbares Ritzel motorisch auf Abhubdrehzahl bringbaren Rotor, dadurch ge- * kennzeichnet, daß die Schaltung des Ritzels durch In- oder Außereingriff schwenken bewirkt wird.
2. 2. Steilschrauber nach Anspruch 1 mit einstellsteuerbaren Flügeln am Rotor, dadurch gekennzeichnet, daß die Außereingriffschwenkung des Ritzels selbsttätig über ein mit der Flügeleinstellsteuerung in Verbindung stehendes Gestänge erfolgt.
3. 3. Steilschrauber nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ritzelwelle (17) in einem Drehkörper (16) gelagert ist, der in einem Mantelgehäuse (13) derart drehbar ist, daß die Achsen des Ritzels (17) und des Drehkörpers (16) Abstand voneinander haben.
4. 4, Steilschrauber nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine derartige Lage der Zahneingriffskurve, daß bei treibendem Ritzel (18) der Zahndruck im Sinne des Eingriffs, bei vom Rotorzahnkranz

   (28) getriebenem Ritzel (18) im Sinne der Abschaltung wirkt.
5. 5. Steilschrauber nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch Seilsteuerung (31) für den Drehkörper (16).
6. 6. Steilschrauber nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellscheibe (32) unter einem die Ritzelausschaltung anstrebenden Federdruck steht und die bei entsprechender Lage des Stellgriffs (33) einfallende Verriegelung (34) dieser Feder entweder von Hand (35) oder durch einen vom Flügeleinstellgestänge (54) bedienten Schieber (36) ausgelöst wird. .
7. 7. Steilschrauber nach Anspruch 6 mit Getriebezusammenhang zwischen Motor- und Ritzelkupplung einerseits und der Vorrichtung zur Ineingriffbfingung von Ritzel und Zahnkranz anderseits, dadurch gekennzeichnet, daß die Vereinigung der die Kupplung und der den Ritzeleingriff bewirkenden Gestängeteile an der Stellscheibe (32) erfolgt.
8. 8. Steilschrauber nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Seilverbindung (37) "zwischen der Stellscheibe (32) und der Motorkupplung (38) und durch die Anordnung zweier gegenwirkender Federn (43, 46) mit der Wirkung, daß die eine Feder (43) erst die Vorspannung der die Entkupplung anstrebenden Feder (46) überwunden haben muß, bevor die Kupplung'wirksam wird.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen