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LJberfettungsvorrichtung für Flugmotoren Die selbsttätige Ausschaltung
der -von der Drossel bewegten überfettungsvorrichtung, welche bei. vollbelastetem
Flugmotor nach einer gewissen Zeiterforderlich ist, hat den Nachteil, daß der Motor
in größeren Höhen nicht ganz ausgenutzt werden kann. Es wäre z. B. gut möglich,
in einer Höhe, in welcher die Leistung entsprechend dem geringeren Luftdruck ;gesunken
ist, die überfettung ganz oder teilweise beizubehalten und damit die in der betreffenden
Höhe mögliche Leistung zu erreichen.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, die Ausschaltung der überfettung,
welche in Erdnähe r oo %iggeschieht, mit zunehmender Höhe so zu beschränken, daß
um so mehr von der überfettung bleibt, je höher die Maschine steigt.
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Um dies zu erreichen, wird von dem Drosselgestänge .außer :der vom
Zeitschalter zu unterbrechenden Verstellung eine zweite feste Verstellung abgeleitet,
welche nicht vom Zeitsehalter unterbrochen wird und auf den Regler bei Vollförderung
gar nicht, bei abnehmender aber mehr und mehr einwirkt, bis sie in einer bestimmten
Höhe die Wirkung der Ausschaltung ganz aufhebt. Zu diesem Zweck ist an dem vom selbsttätigen
Regler zur Einspritzpumpe führenden Gestänge ein, Hebel angelenkt, mit dem zwei
' Steuerstangen kraftschlüssig verbunden sind, welche beide von :einem in Abhängigkeit
von der Drossel bewegten Hebel gesteuert werden und in deren eine der Zeitschalter
eingebaut ist, wobei das Übertragungsgestänge so ausgebildet ist, daß. durch das
Steuergestänge die Bewegung dies vom Zeitschalter bedienten Gestänges so beeinflußt
wird; daß die Rückbewegung .des Steuerhebels nach Einschalten des Zeitschalters
in Abhängiglkeit von der Stellung der Drossel und damit der Steuerstange begrenzt
wird.
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Eine Ausführungsform hierfür, welche, da sie .die Wirkung eines Kraftschlusses
notwendig macht, besonders für Regler mit Servomotor geeignet ist, beruht auf folgender
Konstruktion Zwischen den Regler und die Regelstange der Pumpe wird ein doppelarmiger
Hebel eingeschaltet, dessen freies Ende kraftschlüssig an das vom Zeitschalter zu
unterbrechende, von der Drossel abgeleitete Gestänge gefügt
ist.
Wird dieses Gestänge nun bewegt, so Gerändert sich die Lage des Pumpengestänges
im Sinne einer für die ` Überfettung bestimmten 1Tehrförderung, und zwar gleichgültig,
in welcher Stellung sich der Regler befindet. Beim Zurückschnellen dieses Gc stänges
wird auch die üb:erfettung wieder beseitigt. Damit dies bei einer kleineren als
V ollfGrderun,g in abnehmendem Maße geschieht, wird gleichzeitig mit der beschriebenen
Verstellung eine zweite von der gleichen Stelle ausgehende vorgenommen, dur ch welche
ein Anschlag für den überfettungshebel vorgeschoberi wird, welcher diesem Hebel
nur bei Vollförderung das freie Zurückschnellen erlaubt, dieses jedoch bei abnehmender
Leistung mehr und mehr begrenzt, so daß. bei einer gewissen Minderleistung die Ausschaltung
der Überfettung überhaupt ausbleibt.
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Die kinematische Lösung dieser Konstruktionsaufgabe ist auf vielen
Wegen möglich, wobei grundsätzlich für die mit der Minderleistung sich verändernde
Einwirkung der festen Verstellung :die Veränderung der Lage des Regelgestänges ausgenutzt
wird.
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Bei .direkt wirkenden Reglern, deren Bewegung unmittelbar .durch das
Gegenspiel von Gasdruck und Federkräften bewirkt wird, muß jede auf das Reglergestänge
wirkende Federkraft genau den Gleichgewichtsverhältnissen des Reglers angepaßt werden.
Es ergibt sich hierfür eine einfache Ausführungsform in folgender Weise: Die durch
den Zeitschalter zu unterbrechende Verstellung wirkt wie bei der ersten Ausführungsform
unmittelbar auf das freie Ende des überfettungshebels, gleichzeitig aber auf das
eine Ende eines anderen Hebels, dessen Weg von der zeveiten Verstellung im gleichen
Sinne wie die erste verschoben wird. An :dem freien Ende dieses Hebels befindet
sich nun eine auf .das Reglergestänge im Sinne der Mehrförderung wirkende Feder,
welche zunächst nicht zusammengedrückt ist, sondern erst in dem Augenblick gespannt
wird, in welchem die :erste Verstellung unter der Einwirkung des Zeitschalters zurückschnellt.
Diese Spannung ist auch dann gleich Null, wenn sich das Regelgestänge in der Lage
der Vollförderung befindet, nimmt aber in dem Maße zu, wie das Regelgestänge auf
abnehmende Förderung gestellt wird. Es tritt also auch hier dieselbe Wirkung ein,
daß die überfettung bei Vollförderung ganz ausgeschaltet wird, mit zunehmender Höhe
aber immer weniger und zuletzt gar nicht mehr: Es kann nun auch vorteilhaft sein,
bei direkt wirkenden Reglern, beide Einflüsse durch das Spannen von Zusatzfedern
zu bewirken, indem nämlich eine zusätzlich und im Sinne der fiberfettung auf das
Reglergestänge wirkende Feder von steil ansteigendem Arbeitsdiagramm zuerst von
der unterbrochenen Verstellung aus über eine vorgespannte Feder von wellig steigendem
Arbeitsdiagramm gespan;nt wird.
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Schaltet der Zeitschalter darin diese Belastung aus, so bleibt die
zusätzliche Feder noch immer durch die feste Verstellung so gespannt, daß! sie bei
Vollförderung gar keinen ,und bei Minderförderung den zur Erzeugung der Überfettung
nötigen zusätzlichen Druck auf das Reglergestänge ausübt.
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Abb. i ist ehre schematische Darstellung der Bewegungsvorgänge, Abb.
a die entsprechende Ausführung der Einrichtung, welche besonders für Regler mit
Servomotor geeignet ist. Abb.3 und 4. verarischaulicheri eine andere Ausführung
als Schema und i» Darstellung, die wie die in Abb. 5 abgebildete Ausführung für
unmittelbar wirkende Re-ler sich eignet.
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In Abb. i bedeutet R den Regler, I' die Pumpe und Z den Zeitschalter.
Zwischen den Regler R und die Pumpe P ist der doppelarmige Hebel ABC eingeschaltet,
und zwar so. da; bei A der Regler R, bei B die Pumpe I'
und bei C die
vom Zeitschalter Z unterbrochene, von der Drossel herkommende Verstellung L angreift.
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In der durch die dicken Striche gez,#ichneten Lage steht das Gestänge
des Reglers und der Pumpe auf Kleinförderung der letzteren, und die überfettung,
welche von L ausgeht, ist ausgeschaltet. In .der durch die ausgezogene Hilfslinie
A B' Cl gezeigten Stellung ist bei gleicher Reglerstellung der Punkt C nach
Cl verschoben und damit B nach 13', wrodurch die überfettung eingeschaltet ist.
Die ausgezogene Hilfslinie A B' C, zeigt also die Lage des Hebels
ABC nach Einschaltung der L berfettim:g. Die gestrichelte Hilfslni,,
A, b'', C zeigt die Lage des Hebels ABC bei Vollförderung ohne
Einschaltung der überfettung. Endlich die gestrichelte Hilfslinie-A, BI' Cl. zeigt
die Lage des Hebels ABC
bei Vollförderung und Einschaltung der überfettung.
Aus diesem Bild ergibt sich, daß der Punkt, in. welchem sich die ausgezogene Hilfslinie
A B' Cl und die gestrichelte Hilfslinie A, BL C schneiden,
und welcher in der Figur D, genannt ist, :eine Begrenzung für den Hebel
ABC bildet, welche dem letzteren erlaubt, bei Vollförderugg, also um den
Punkt A, herum, seine ganze Bewegung von C, nach C auszuführen, welche jedoch bei
kleiner Förderung, also wenn der Drehpunkt des Hebel ABC sich in
A befindet, diesen Hebel und damit den Punkt C, in seiner Stellung festhält.
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Wird nun von der Drossel direkt, also z. B. durch die Verstellung
l( über den Hebel EFG
und die Stange C ein Stützpunkt D gleichzeitig
mit- L von der Drossel aus so bewegt, daß @er sich bis nach D@1 herunterschiebt,
so kann bei der Ausschaltung durch den Zeitschalter und bei Vollförderu ng der Hebel
ABC:
zur'üc'kschnellen und so die überfettung b-i Vollförderung unterbrechen.
je geringer je-,doch die Förderung ist, d. h. je höher der Punkt Al nach
dem Punkt A -zu rückt, desto früher wird der Hebel ABC von D1 aufgehalten
werden, so daß, ein immer größerer Teil ,der üb.erfettunig trotz der Ausschaltung
durch den Zeitschalter übrigbleibt. Diese Ü berfettung wird erst dann beseitigt,
wenn, die Drossel in ihrer Endlage sobewegtwird, daß L und h in ihre Anfangslage
zurückkehren-. Die Funktion der Überfettungsvorrichtung ist also zusammengefaßt
folgende: i. Bei allen Stellungen der Drossel von Null bis Vollfüllung init Luft
tritt sie nicht in Wirksamkeit.
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a@ Erst bei dem letzten Weg, welchen die Drossel, z. B. im Windschatten
ihrer Drehachse, .auf jeden Fall ohne merkbare Veränderung des freien Querschnitts,
ausführt, wird die überfettu.ngsvorrichtung eingeschaltet, indem die Verstellstangen
l( und L heruntergedrückt werden. Damit gelangt der Punkt C in die Lage C, und DE
in die Lage D-1, die Ü berfettung wird also, in welcher Lage immer der Regler stehe,
e ilgeschaltet.
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3. Nach der vorgeschriebenen Zeit schaltet der Zeitschalter aus und
der Hebel ABC
springt so weit zurück, als es ihm der Pun kt D, erlaubt, d.
h. in Erdnähe v-erschwin-.det die Überfettung völlig: je höher die Maschine fliegt,
.desto mehr von der ,überfettung bleibt übrig, bis in einer ,bestimmten Höhe, z.
B. 3ooo m, die volle überfettung so lange verbleibt, als die Drossel auf voller
üffnung mit überfettung steht.
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;1. Die Drossel wird von Vollfüllung mit überfettung auf Vollfüllung
ohne überfettung gelegt, der PünktD1l rückt in die Position D" und jede Überfettung
verschwindet, welche auch immer die Flughöhe sei.
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Die Abb. z zeigt die Verwrirklichung dieses Schemas durch :ein Reglergestänge.
Der Regler l2, die Punipe P und der Zeitschalter Z sind wieder durch Rechtecke angedeutet.
U ist der Hebel mit den drei Drehpunkten A, B und C und einer Stützfläche für die:
Stange O, welche in dem festen Stück F geführt ist und von dem Hebel EG nach unten
gedrückt werden kann. Der DrehpunktE dieses Hebels ist mit dem festen Stück F verbunden,
-während der Drehpunkt G von der Stange h bewegt werden kann, welche ebenso
wie L von dem mit der Drossel verbundenen Hebel Y bewegt wird.
L geht in den Zeitschalter hinein und bewirkt, d?ß die aus ihm unten austretende
Stange M beim Einder Ü b:erfettung die ebenfalls in F geführte, von der Feder Q
nach oben gedrückte Stütze N des Dreh'p,unktes C herabdrückt.
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Eine andere Art der Kombination der festen und der unterbrochenen
Beeinflussung durch die Drossel ist schematisch in Abb.3 dargestellt. Hier wird
von der Stange 111 aus, welche wie bei Abb. i aus dem Zeitschalter heraustritt,
dieselbe Stütze N des Dreh= punktes C und damit dieser selbst bis nach Cl herabgedrückt.
Die Beeinflussung der Überfettung über den Zeitschalter geschieht also :genau ebenso
wie in Abb-. i. Dagegen ist die Beeinflussung durch die feste Verstellung eine andere.
Sie geschieht dadurch, daß der Hebel EDF .eine auf .das Reglergestänge wirkende
Feder T spannt, und zwar erst dann, wenn der Zeitschalter die Stange 111 von E1
nach E zurückbe«#egt. Das Arbeitsdiagramm der Feder T ist so berechnet, daß es bei
der Stellung Al, also Vollförderung, gar keine und bis zu .der Stellung A eine steigende
Zusatzbelastung auf das Reglergestänge ausübt.
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Die Wirkung ist in diesem Fall folgende: Wo auch immer das Reglergestänge
sich befindet,- wird in dem Augenblick der Einschaltung der Überfettang der Drelipunkt
C nach Cl verlegt, -Lind damit die Überfettung wirksam gemacht. Gleichzeitig bewegt
sich der Punkt E nach Ei und h nach Di, Die -Feder T wird hierbei noch nicht beeinflußt;
da, der Drelip:unkt F seine Lage beibehält. In dem Augenblick jedoch, in welchem
der Punkt El durch den Zeitschalter nach L' zurückgezogen wird, bewegt sich um den
fest bleibenden Punkt D'1 herum der Hebel E;PF so, .daß. F nach F1 gelangt und damit
die Feder T gemäß dem daneben gezeichneten Arbeitsdiagramm um den Weg F F1 = s gcspannt
wird. In dieser Spannungslage übt sie, wenn der Reglerdrehpunkt sich in Al befindet,
gar keinen Druck auf das Reglergestä.nge aus, und in dem Maße, wie A1 sich nach
A bewegt, steigt die *Zusatzbelastung des Reglergestäng es im Sinne der MehrfÖrderung,
so daß wieder in dein Punkt der Minderförderung A die volle überfettung beibehalten
wird. Diese verschwindet auch hier erst, wenn das Drosselgestänge auf Vollförderung
ohne Überfettung gelegt wird.
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In Abb. 4. ist dem Schema entsprechend die überfettungsvorrichtung
dargestellt. Der Hebel U sowie sein Stützpunkt C an :der Stange .M mit der Feder
Q spielt genau dieselbe Rolle wie in Abb. a. Statt der Begrenzung der Bewegung des
Hebels U ist aber hier die B lastungsfeder T auf dem Reglergestänge über dem Punkt
A angeordnet. Diese wird von dem Hebel FDE in der vorher beschriebenen
Art
gespannt und entlastet. N'un ist es .endlich auch möglich, die Überfettun statt
durch eine Veränderung der Übertragung ,des Reglergestänges nach der Regelvorrichtung
der Pumpe überhaupt mir durch ,eine Veränderung der Belastung dieses Gestänges im
Sinne der Mehrförderung zu bewirken.
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Die Abb. S zeigt eine solche Vorrichtung. Hier arbeitet das Reglergestänge
vom Regler l@' nach der Pumpe P direkt, ohne Zwischenschaltung eines Doppelhebels.
Dagegen ist hier ebenfalls die im Sinne der Mehrförderung zu spannende Belastungsfeder
T an dem Reglergestänge angebracht.
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Ihre Spannung erfolgt durch den HebeIS mit den Drehpunkten F, D, und
E in folgender Weise: Beim Einschalten der überfettungsverstellung wird sowohl die
Stange l( als auch die Stange M nach abwärts bewegt. AI drückt auf den oberen Federteller
N, welcher in dem unteren Federteller W geführt und durch den Stift X festgehalten
ist. Zwischen beiden Federtellern W und N befindet sich die Feder Q, welche so stark.
vorgespannt ist, dafs der von ihr .auf den Drehpunkt D ausgeübte Druck ungefähr
der maximalen Spannung der von dem Drehpunkt F aus zusammengedrückten Feder T das
Gleichgewicht hält. Wird nun von M aus über die Feder Q der Punkt D, heruntergedrückt,
so wird auch die Feder T auf ihre maximale Spannung gebracht. Bewegt sich nun das
Regelgestänge z. B. von Vollförderung nach oben auf Minderförderung; so wird die
Feder T, welche ein sehr starb steigendes Arbeitsdiagramm hat. nur sehr wenig, und
die Feder Q, welche weich ist, d. h. ein sehr wenig steigendes .Arbeitsdiagramm
hat, hauptsächlich zusammengedrückt, so daß die gesamte Zusatzbelastung von Vollförderung
bis auf MinderfGrderun;g praktisch kaum steigt. Die Stange h ist der Abwärtsbewegung
der StangeM zwar gefolgt, aber mir so weit, daß, sie den Hebel S in .der Stellung
auffängt, in welcher er bei Vollförderung keine Spannung der Feder T mehr ergibt.
Verschwindet also der Druck der Feder Q durch Ausschaltung -, ermittels des Zeitschalters,
so verbleibt infolge der Stellung der Stange I< immer noch eine zusätzliche Spannung
der Feder T, welche bei Vollförderung Null und bei Minderförderung die für diese
erforderliche Spannung zur Erzeugung der nötigen überfettung besitzt. Kinematische
Variationen in der Ausfülarung sind bei allen drei gezeigten Arten der Cberfettungsvorrichtung
möglich. Grundsätzlich wird aber bei allen eine solche Verbindung mit der Drosselbewegung
erreicht. d-iß die selbsttätige Ausschaltung der C:berl ettun:g nur in Erdnähe voll
zur Wirktang kommt, indenm hier die Verstellung ganz rückgängig gemacht wird, während
mit abnehmender Luftdichte die Vberfettung zwar ebenso eingeschaltet, infolge der
zweiten festen Verstell.ung jedoch nur zum Teil wieder ausgeschaltet wird.