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Andrehvorrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Flugzeugmotoren
Gegenstand der Erfindung ist eine Andrehvorrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere
für Flugzeugmotoren, bei der eine durch Druckgas bewegte rohrförmige Zahnstange
mit einem Antriebsritzel kämmt, das zum Antrieb eines Kupplungsteiles dient, der
beim Einschalten der Andrehvorrichtung mit dem zugeordneten Kupplungsteil auf der
Kurbelwelle des Motors in Eingriff kommt.
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Andrehvorrichtunbmen dieser Art sind bereits bekannt, doch weisen
sie den Nachteil auf, daß die durch Druckgas bewegten Teile eine zu hohe Geschwindigkeit
annehmen, wenn die Kupplung zwischen der Andrehvorrichtung und dem Motor aus irgendeinem
Grunde nicht zustande kommt. Dadurch treten aber Überbeanspruchungen auf, die sich
in einem vorzeitigen Verschleiß einzelner Teile oder der Zerstörung von solchen
bemerkbar machen.
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Demgegenüber unterscheidet sich die neue Andrehvorrichtung dadurch,
daß zwischen das Ritzel und den auf einer axial verschiebbaren Einschaltwelle sitzenden
Kupplungsteil der Andrehvorrichtung eine Reibungskupplung geschaltet ist, und daß
ferner das Ritzel über ein Übersetzungsgetriebe ein Schwunggewicht antreibt, welches
derart bemessen und mit einer solchen Obersetzung angetrieben ist, daß die Drehzahl
nicht über ein bestimmtes Maß ansteigt.
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Bei dieser Andrehvorrichtung ist ferner zwischen dem das Schwunggewicht
antreibenden Rad und dem dieses Rad tragenden Antriebsglied ein Freilauf angeordnet,
der ein Auslaufen des Schwunggewichtes ermöglicht, wenn das Antriebsritzel zum Stillstand
gekommen ist.
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Zur iaxialen Verschiebung des Kupphingsbeilies dient bei der neuen
Andrehvorrichtung ein mit der Einschaltwelle zusammenwirkender Kolben, der in einem
mit dem Druckzylinder in Verbindung stehenden Zylinder gleitet; ferner ist eine
Feder vorgesehen, die die Einschaltwelle-beim Nachlassen des Druckes im Zylinder
in die Ausgangsstellung zurückdrückt.
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An der rohrförmigen Zahnstange sitzt ein Treibkolben, wie bereits
bekannt ist, der in einem Druckzylinder gleitet und durch Federwirkung in seine
Ruhelage zurückgebracht wird. Bei der neuen Andrehvorrichtung sitzt nun dieser Treibkolben
verschiebbar auf einem als Verbrennungsraum zur Bildung von Druckgasen dienenden
Führungsrohr, auf dem ein Federanschlag angebracht ist, der zur Abstützung einer
Feder dient, die zum Auffangen dies Treibkolbens beim Arbeitshub bestimmt ist. Im
Druckraum ist außerdem eine Feder angeordnet, die den Treibkolben beim Rückschlagen
des anzudrehenden Motors auffängt.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Andrehvorrichtung dargestellt.
Abb. r läßt -eine Längsschnittansicht durch die Andrehvorrichtung erkennen, während
in
Abb. 2 ein Schnitt durch den Druckzylinder in kleinerem Maßstabe
veranschaulicht ist.
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Die Andrehvorrichtung weist ein zweiteiliges Gehäuse i,ia auf, in
dem eine axial vei#@ schiebbare Einschaltwelle 2 drehbar gelag@exr-', ist, an der
@einerends ein ebenfalls axial schiebbarer, schräg verzahnter Kupplurigs'-'' teil
3 sitzt. Der Gehäuseteil i ist mit einem Flansch 4 zur Befestigung an dem anzulassenden,
seicht gezeichneten Motor ausgestattet. Der Kupplungsteil s bildet einen Bestandteil
,einer .an sich bekannten Reibungskupplung 6.
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Die Kupplung 6 ist mit dem Ritzel 7 verbunden, das um die Welle 2
herum angeordnet ist. Kugellager 8, 8a stützen das Ritzel 7 gegen den Gehäuseteil
i ab. Das Ritzel 7 dient gleichzeitig als Auflage des einen Endes einer auf die
Welle 2 aufgeschobenen Druckfeder 9, die zudem an einem Anschlag io auf der Welle
2 ;anliegt und die letztere nach dem Andrehen des Motors in die Ausgangsstellung
zurückdrückt. Die Kugellager 8, 8a sind gegen das Ritzel 7 zu durch Dichtungsscheiben
i i abgedeckt, die den Austritt von Schmiermittel nach dem Ritzel und den Durchgang
von allfällig zum Ritzel vordringenden Treibgasen in die Lager verhindern.
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Hinter dem Ritzel 7 ist auf der Welle 2 ein im wesentlichen hülsenförmiger
Körper ilose aufgeschoben, der eine Führung für die Welle 2 aufweist, mittels Kugellager
i 3 und 14 gegen den Gehäuseteil ia sowie gegen das Ritzel 7 abgestützt ist und
einen Scheibenkörper 15 besitzt, der als Träger ;eines kegelförmigen Zahnrades
16 dient. Dieses Zahnrad 16
ist mittels zweier kreisringförmiger Scheiben
17 und Bolzen 18, die einen Freilauf bilden, mit dem Scheibenkörper
15 verbunden, so daß sich das Zahnrad 16 nach dem Andrehen des Motors weiterdrehen
kann und ohne daß sich das Antriebsglied 12, 15 in Umdrehung befindet. Dies
ist erforderlich, weil die nachstehend erwähnte Fangfeder 48 nicht so stark ausführbar
ist, um die Bewegungsenergie des Schwunggewichtes ebenfalls noch auffangen zu können.
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Die Drehbewegung des Antriebsgliedes 12, 15 wird durch ein
Übersetzungsgetriebe ausgelöst, das vom Ritzel7 aus betätigt wird. Dieses Übersetzungsgetriebe
besteht aus Zahnrädern ig, die einerseits mit .dem Zahnkranz 2o des Antriebsgliedes
12, 15 und andererseits mit einem im Gehäuseteil i festsitzenden Zahnkranz 21 kämmen.
Diese Zahnräder i 9 sind mittels einer Kreisringscheibe 22 und Bolzen 23 an einem
Flanschkörper 24 f@estgemacht, der mit dem Ritzel 7 fest verbunden ist.
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Das Zahnrad 16 kämmt mit einem auf einer senkrecht zur Welle
2 stehenden Welle 25 sitzenden Kegelrad 26. Diese Welle 25 ist mittels Kugellager
27 im Gehäuse i, ia abgestützt und trägt an ihrem freien oberen Ende ein Schwunggewicht
28, das durch einen auf das Cehäuse aufgesetzten, wegn:ehmbaren Dom 29 -n4h außen
hin abgedeckt ist. Das SchwunggeWiCht 28 ist derart bemessen und mit einer solchen
Übersetzung angetrieben, d.aß die Geschwindigkeit des Treibkolbens und damit die
Drehzahl des Kupplungsteiles 3 nicht über ,ein bestimmtes Maß ansteigen. Vorgesehen
ist noch eine an sich bekannte Bremsvorrichtung 45, die in Verbindung mit dem Schwunggewicht
28 steht und dessen Auslaufdauer nach erfolgtem Andrehen des Motors verkürzt. Es
wird dadurch erreicht, daß die Andrehvorrichtung nach erfolgtem Andrehen des Motors
rasch wieder gebrauchsfertig zur Verfügung steht.
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Zur axialen Verschiebung des Kupplungsteiles 3 dient ein mit der Einschaltwelle
2 über eine Kolbenstange 30a zusammenwirkender Kolben 30, der in einem Zylinder
3 i gleitet. Letzterer ist durch eine Öffnung 32 mit der Außenluft verbunden und
über eine Rohrleitung 33 an den nachstehend erwähnten Druckzylinder angeschlossen.
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Über dem Ritzel 7 ist der Gehäuseteil i durch einen rohrförmigen Ansatz
5 senkrecht zur Achse der Welle 2 verbreitert. In die Enden dieses Ansatzes 5 sind
zwei den Druckzylinder bildende Rohre 34, 35 von gleichen Innendurchmessern eingeschoben
(Abb.2). In dem durch einen Decke136 abgeschlossenen Rohr 34 gleitet ein Treibkolben
37, der von einem bis an das Ende des Rohres 35 reichenden, uh verschiebbaren, den
Verbrennungsraum bildenden Führungsrohr 38 durchsetzt ist. Der Kolben 37 selbst
ist durch ein Rohr 39 verlängert, dessen untere Seite mit einer Zahnstange 4o ausgestattet
ist, die mit dem Ritze17 dauernd kämmt. Auf dem Kolben 37 und dem Deckel 36 liegt
eine Druckfeder 4 i auf. Die vom Zylinder 3 i herkommende Rohrleitung 33 mündet
in den Druckraum des Druckzylinders vor dem Kolben 37 ein. Hinter dem Kolben 37
ist das Innere des Rohres 34 mittels eines Auspuffrohres 49 mit der Außenluft verbunden.
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Auf das freie Ende des Rohres 3 5 ist ein Verschluß 42 wegnehmbar
aufgesetzt, der von einem Deckel 43 abgedeckt ist, der zur Aufnahme einer Patrone
44 zur Erzeugung der Druckgase dient und an sich bekannte, nicht gezeichnete Mittel
zum Abschießen der Patrone besitzt. Das Innere des Rohres 35 ist durch eine Öffnung
46 mit der Außenluft verbunden, damit die Kolbenverschiebung widerstandslos erfolgen
kann. Auf dem Führungsrohr 38 ist noch ein Federanschlag 47 für eine Druckfeder
48 lose aufgesetzt, die mit dem anderen Ende am Verschluß 42 anliegt.
Der
Anschlag 47 dient gleichzeitig auch als Auflage für eine Feder 5o, die um das Führungsrohr
38 herumliegt und am Kalben 37 abgestützt ist.
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Nach der Zeichnung sind zur Abstützung der einzelnen beweglichen Teile
im Gehäuse 1, ja Kugellager vorgesehen, die aber auch durch andere geeignete Wälzlager
bekannter Ausführungen ersetzt sein können.
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Die Wirkungsweise dieser Andrehvorrichtung ist folgende: Die durch
Abschießen der Patrone durch Verbnennung im Führungsrohr 38 erzeugten Druckgase
gelangen vor den Kolben. 37 in den ,Druckraum. Zufolge des Druckunterschiedes zwischen
diesem Druckraum und dem hinter dem Kolben liegenden Raum erfährt der letztere unter
Zusammenpriessung der Feder 5o eine sauf den Verschluß q.2 zu gerichtete Verschiebung
und bringt auf diesem Wege mittels der Zahnstange 4o seines Rohres 39 das Ritze17
in Umdrehung, das seinerseits über das Übersetzungsgetriebe i g, 2o und das Zahnrad
16 das Schwunggewicht 28 und die Reibungskupplung 6 mit der Welle 2 in Umlauf versetzt.
Da gleichzeitig mit der Verschiebung des Kolbens 37 Druckgase durch das Rohr 33
in den Zylinder 3 i gelangt sind, findet eine axiale Verschiebung des Kolbens 3o,
der Welle 2 und des Kupplungsteils 3 statt, so daß letzterer mit dem Kupplungsteil
auf der Kurbelwelle des Motors in Eingriff kommt und der Motor angedreht wird.
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Ist der Kolben 37 am Ende seines Arbeitshubes aalgelangt, so wird
das Auspuffrohr q.9 mit dem Druckraum verbunden. Durch Entweichen der Druckgase
nach außen sinkt der Druck im Zylinder 3 i, und die Feder g führt die Welle 2 mit
dem Kupplungsteil 3 und dem Kolben 3o wieder in ihre Ausgangsstellungen zurück.
Die Rückführung .des Treibkolbens 37 in seine Ausgangsstellung wird durch die Feder
5o veranlaßt, wobei der Kolben durch die Feder q.1 aufgefangen wird.
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Sollte nach dem Abschießen der Patrone aus irgendeinem Grunde im Zylinder
31 eine Drucksteigerung nicht stattfinden, so daß die Kupplung der Andrehvorrichtung
mit dem anzudrehenden Motor ausbleibt, so kann der Treibkolben gleich-tvohl keine
unerwünscht große Geschwindigkeit annehmen, da er in jedem Falle durch Vermittlung
des übersetzungsgetriebes das Schwunggewicht 28 anzutreiben hat. Das Auffangen des
Kolbenhubes erfolgt durch die Feder 48, die auch für :eine raschere Rückführung
des Kolbens in seine Ausgangsstellung zurück besorgt ist. Trotz dieser Bewegung
kann das Schwunggewicht 28 bis zu seinem Auslauf zufolge der Anordnung des Freilaufes
zwischen dem Zahnrad 16 und dem Antriebsglied 12, 13 ohne Drehung des Ritzels in
Umdrehung verbleiben, bis es von selbst zum Stillstand kommt.
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Wenn der Motor beim Andrehen zurückschlägt, so werden die entsprechenden
Drehbewegungen auf die Andrehvorrichtung durch die Kupplung 6 übertragen und durch
die vor dem Kolben 37 liegende Feder q.1 aufgefangen und unschädlich gemacht.