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Einrichtung für die Begrenzung der Höchstleistung von Brennkraftmaschinen,
insbesondere Flugmotoren Zweck dieser Einrichtung ist, bei insbesondere Flugmotoren,
die Höchstleistungsentnahmezeit automatisch zu begrenzen in der Weise, daß, wenn
der Pilot am @ Pilotengashebel Höchstleistung gesteuert hat, der Apparat nach einer
gewissen Zeit, über welche hinaus die Höchstleistungsentnahme für den Flugmotor
schädlich ist, den Flugmotor, unabhängig von der Pilotengashebellage, wieder auf
die Normalleistung zurücksteuert.
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Die bisher für diesen Zweck verwendeten Zeitschaltwerke, die im wesentlichen
aus einem Uhrwerk bestehen, welches mit dem Pilotengashebel aufgezogen wird, haben
den Nachteil, daß einerseits, besonders bei mehrmotorigen Flugzeugen, an dem Pilotengashebel
untragbar hohe Aufzugskräfte aufgewendet werden müssen, andererseits die mit dem
Uhrwerk erzeugten Steuerkräfte nur gering sind. Es ist nun ferner bereits bekannt,
vermittels des Motors Energie in Form einer gespannten Feder aufzuspeichern und
diese dann zu einer Arbeitsleistung zu verwenden. Der dieser Ausführung zugrunde
liegende Gedanke ist darin zu erblicken, durch das Spannen der Feder eine möglichst
große Energie aufzuspeichern, um sie dann zum Beispiel zum Anlassen eines Motors
zu verwenden. Es kommt also wesentlich auf die Größe der Energie an.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun eine Einrichtung, mit
der die Flugmotorenhöchstleistung begrenzt wird, und die durch den Flugmotor selbst
angetrieben wird, so daß durch die angewandte hohe Übersetzung beliebig große Steuerkräfte
terzielt werden können. Die Einrichtung dazu besteht im wesentlichen aus einem Klinkenschaltwerk,
mit welchem eine mit Schaltzähnen versehene Trommel gegen eine Feder aufgezogen
wird; wodurch die Auslösung des Begrenzungsvorganges einfach mit dem Anheben der
Fortschaltklinken ermöglicht werden kann, wozu schon sehr geringe Auslösekräfte
genügen.
Gemäß der Erfindung wird mit dem Einstellen des Bedienungshebels
auf überlast gleichzeitig durch einen Zwischenhebel und seinen von diesem bewegten
Schwinghebel. die Sperrklinke und die Fortschaltklinke von dem a@. Schaltrad und
Steuernocke bestehenden Stein organ abgehoben. Dadurch wird das Steuer organ infolge
der vorgespannten Rückholfeder in seine Ausgangsstellung zurückgedreht und der Schwinghebel
durch einen auf dem Schaltrad vorgesehenen Zapfen entgegen einer Feder verdreht.
Auf diese Weise werden Fortschaltklinke und Sperrklinke vom Bedienungsgestänge abgekuppelt
und fallen durch Federkraft auf das Schaltrad zurück, so daß der Motor durch die
Schaltklinke das Schaltrad schrittweise bis zur Endstellung, die durch eine Lücke
im Schaltrad festgelegt ist, verdreht. In der Endstellung stellt die Steuernocke
über einen Hebel die Drosselklappe auf Dauerleistung zurück.
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Abb. i und 2 stellen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. In
Abb. i ist das Schaltwerk schematisch dargestellt. In Abb. 2 ist der Auslösemechanismus
mit öldrucksperre ebenfalls schematisch dargestellt.
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Das Schaltrad i, das mit den Schaltzähnen 2 verzahnt ist, ist um die
Achse 3 drehbar gelagert und durch die Feder 4 in der Pfeilrichtung gefedert.
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Mit dem Schaltrad i ist die Steuernocke 5 fest verbunden, an welchem
der bei 6 drehbar gelagerte doppelarmige Hebel .7 mit einer Laufrolle mit der Zugfeder
8 angedrückt wird. Das durch die Einrichtung zu betätigende Motororgan wird mit
dem Armende 9 des doppelarmigen Hebels 7 verbunden. Zur Fortschaltung des Schaltrades
i dient die Schaltklinke i o, die durch den exzentrischen Zapfen i i, der durch
die Übersetzung 12 und 13 durch den Flugmotor in Drehung gehalten wird, oszillierend
bewegt und mit der Feder 16 in die Schaltzähne gedrückt wird. Um zu verhindern,
daß das Schaltrad i durch den Federzug 4 in der Pfeilrichtung zurückläuft, ist die
Sperrklinke 14, die um den festen Zapfen 15 drehbar ist, angebracht und wird ebenfalls
mit einer Feder 16 in die Schaltzähne gedrückt.
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An einem Teil des Umfanges des Schaltrades bei 17 ist eine Zahnlücke
vorhanden. Wenn also das Schaltrad i durch die oszillierende Schaltklinke i o von
Zahn zu Zahn weitergeschaltet wird, wird gleichzeitig auch die Zugfeder 4 immer
mehr angespannt, und das Schaltrad wird in den einzelnen Schaltlagen durch die Sperrklinke
14 stets festgehalten. Sobald aber das Schaltrad i so weit verdreht ist, daß die
Schaltklinke i o auf die Zahnlücke 17 stößt, so wird ein Weiterschalten des Schaltrades
nicht möglich sein, und das Schaltrad i wird, unter Federdruck stehend, stillstehen,
trotz des Weiteroszillierens der Schaltklinke i o.
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Die Steuernocke 5 ist auf dem Schaltrad so befestigt, daß, wenn das
Schaltrad gegen die Federspannung ganz aufgezogen ist, wie in ;,Abb. i gezeigt,
diese die Rolle des doppelarmigen Hebels mit seinem größten Radius berührt, in welcher
Lage der doppelarmige Hebe17 den Flugmotor auf Normalleistung steuert. Die beiden
Schaltklinken io und 14 sind mit dem Pilotengashebel so verbunden, daß, wenn der
Pilotengashebel auf- Volleistung gestellt wird, hierdurch die beiden Schaltklinken
angehoben werden. In diesem Falle wird aber das Schaltrad i durch den Federzug 4,
nachdem er durch die Klinkensperre nicht mehr gehalten ist, in Pfeilrichtung verdreht,
so lange bis der an dem Schaltrad befestigte Begrenzungsstift 35 seine begrenzte
Anfangsstellung erreicht, in der die Nockenscheibe 5 die Rolle des doppelarmigen
Hebels 7 mit seinem kleinsten Radius berührt. Hierdurch wurde der doppelarmige Hebel
durch die Zugfeder 8 in seine andere Endstellung geschwenkt, wodurch dieser am Flugmotor
Höchstleistung steuert.
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Gleichzeitig aber, nachdem die beiden Klinken io und 14 freigegeben
wurden und durch die Feder 16 erneut auf die Schaltzähne gedrückt werden, wird das
Transportieren des Schaltrades wieder .einsetzen und durch das allmähliche Verdrehen
der Nockenscheibe 5 der doppelarmige Hebe17 wieder in seine andere Endlage gesteuert
und hierdurch entsprechend der Formung der Nocke 5 der Flugmotor wieder auf Normalleistung
gedrosselt.
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Durch die Formung der Kurvenscheibe ist ohne weiteres möglich, die
Steuerung so auszuführen, daß, nachdem der Apparat ausgelöst ist, dieser den Motor
eine beliebige Zeitlang auf Höchstleistung hält und erst nach Ablauf einer festgesetzten
Zeit die Drosselung des Motors allmählich erfolgt. Die Zeitspanne, in der das Schaltrad
aufgezogen, d. h. in der die Begrenzung durchgeführt wird, ist allein abhängig von
der Untersetzung 12 und 13, mit der die Schaltklinke angetrieben wird, und von der
Zähnezahl am Schaltrad. Diese richten sich nach der gewünschten Zeitdauer des Begrenzungsvorganges
und nach der Drehzahl des Flugmotors, die dieser in der Höchstleistungsentnahme
inne hat.
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Um das Funktionieren des Apparates davon unabhängig zu machen, ob
der Pilotengashebel, nachdem dieser auf Höchstleistung ;estellt wurde, auch sofort
zurückgenommen wird oder nicht, andernteils um das Freieben der beiden Schaltklinken
i o und 1 von dem Betätigungsvorgang unabhängig zu
machen, wird
das Anheben der beiden Klinkerarme mit Hilfe einer ausrückbaren Schaltzunge durchgeführt,
wie aus Abb.2 ersichtlich. Einfachheitshalber ist hier nur die Fortschaltklinke
io gezeichnet.
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An dem Lager 18 des Fortschaltexzenters ist der doppelarmige Hebel
i9 drehbar gelagert, welcher gegen die Begrenzungsschraube 2o durch den Federzug
21 gefedert gehalten wird. An diesem doppelarmigen Hebel ist ein Stift 22 angebracht,
mit Hilfe dessen, wenn der doppelarmige Hebel i9 in der Pfeilrichtung verdreht wird,
der Klinkerarm io angehoben werden kann. Aus dem doppelarmigen Hebel i9 ragt ein
Zahn 23 heraus.
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Das Anheben des Fortschaltklinkers wird mit Hilfe des Hebels 24 ausgeführt,
der in der festen Achse 25 drehbar gelagert ist und mit der Zugfeder 26 an die Begrenzungsschraube
27 gezogen wird. An diesem Hebel 24 ist an Punkt 3o der doppelarmige Hebel 31 drehbar
gelagert, in dessen entsprechende Ausfräsung die Zunge 23 des Schaltklinkenhebels
hineinpaßt. Diese Mitnehmerzunge 31 wird mit der Zugfeder 32 in eingeklinktem Zustand
gehalten, so daß, wenn der Auslösehebe124, der bei 28 mit dem Pilotengashebel 42
verbunden ist, in Pfeilrichtung A hochgezogen wird, so wird durch die eingeklinkte
Mitnehmerzunge 3 i auch der doppelarmige Hebel 19 verdreht und mit dessen Stift
22
der Fortschaltklinker io angehoben, so daß das Schaltrad i durch seine
Federspannung in der Pfeilrichtung verdreht wird.
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Der doppelarmige Hebel 3 i besitzt eine Verlängerung 33, mit der er
in die Laufbahn des am Schaltrad i befestigten Begrenzungsstiftes 3,5 hineinragt.
Dieser Begrenzungsstift ist an dem Schaltrad so angebracht, daß, wenn das Schaltrad
nach Anheben des Fortschaltklinkers in seine Anfangslage verdreht wird, der Stift
35 die Mitnehmerzunge bei 33 anschlägt und diese ausklinkend die Verbindung zwischen
diesem und der Zunge 23 des Hebelarmes i 9 löst, wodurch dieser Hebelarm durch die
Feder 21 in seine Ruhelage zurückgezogen und damit auch der Fortschalthebel i o
freigegeben wird, auch dann, wenn der Auslösehebe124 durch den Pilotengashebel noch
weiter angehalten wird. Durch diese Einrichtung ist auch erreicht, daß das Freigeben
des Fortschaltklinkers und damit der Wiedereinsetzung des Aufzugsvorganges durch
das Ablaufen des Schaltrades i in seiner Anfangslage automatisch gesteuert wird.
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Der doppelarmige Hebel i9 kann auch für das Anheben der beiden Klinker
i o und 14 verwendet werden, wenn der Sperrklinker 14 auch um das Exzenterlager
18 schwenkbar gelagert ist, und wobei der Mitnehmerstift 22 so verlängert ist, daß
durch diesen beide Klinker erreicht werden.
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Das in den Abbildungen angeführte Klinkerschaltrad kann durch mannigfaltige
andere Einrichtungen ersetzt werden. So kann anstatt des Schaltrades eine Zahnstange
verwendet werden, die gegen einen Federdruck mit Hilfe einer Fortschaltklinke und
mit einer Sperrklinke verschoben wird, und welche Zahnstange mit dem die Motorleistung
steuerndeil Organ verbunden ist. Auch kann statt eines verzahnten Schaltrades ein
Schaltrad mit Friktionsantrieb durch den Motor gegen eine Feder aufgezogen werden
oder z. B. zu diesem Zweck ein Schneckenantrieb im Zusammenhang mit einem Sperrwerk
verwendet werden, bei welchem Antrieb die Antriebsschnecke und das Sperrwerk gleichzeitig
außer Eingriff gebracht werden können.
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Um zu verhüten, daß die Einrichtung bei stillstehendem Motor betätigt
wird, in welchem Falle der Motor durch das in seine Anfangslage verdrehte _ Schaltrad
beim Anlassen auf Höchstleistung gesteuert wäre, ist um die feste Achse 36 ein Sperrhebel
angebracht, der in der Pfeilrichtung verdreht mit seinem Stift 37 die obere Verlängerung
34 der Mitnehmerzunge 31 andrückt und somit diesen im ausgeklinkten Zustand hält,
so daß ein Anheben der Fortschaltklinke io bei Betätigung des Pilotengashebels unmöglich
gemacht ist. Der Sperrhebel 37 ist mit einem Kolben 39 verbunden, der im
Zylinder 38 mit der Feder 4o angedrückt ist. Der Zylinder ist bei 41 mit der Öldruckleitung
des Motors verbunden, so daß, solange der Motor stillsteht und kein oder nicht genügend
Öldruck vorhanden ist, durch die Feder 4o die Mitnehmerzunge 3o im ausgeklinkten
Zustand gehalten wird. Dieser wird erst freigegeben, sobald durch den angeworfenen
Motor im Zylinder 38 durch den Öldruck, mit dem Kolben die Feder 40 zusammengedrückt
und der Sperrarm verdreht wird.
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Diese öldrucksperre dient gleichzeitig auch als weiterer Schutz des
Motors insofern, daß eine Höchstleistungsentnahme erst ermöglicht wird, wenn die
Ölung des Motors bereits funktioniert. Anstatt dieser öldrucksperre kann aber auch
selbstverständlich jedes andere beliebige Regelorgan, wie z. B. Fliehkraftregler,
motordrehzahlabhängige pneumatische Betätigung o. dgl. verwendet werden.