DE868237C

DE868237C - Device for the automatic switching of the clutches of a three-stage gearbox for the loading fan of aircraft engines

Info

Publication number: DE868237C
Application number: DED6743D
Authority: DE
Inventors: Eugen Stump
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1944-02-03
Filing date: 1944-02-03
Publication date: 1953-02-23

Description

Vorrichtung zum selbsttätigen Umschalten der Kupplungen eines dreistufigen Getriebes für Ladegebläse von Flugmotoren Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum selbsttätigen Umschalten der Kupplungen eines dreistufigen Getriebes für Ladegebläse von Flugmotoren, bei dem die beiden oberen Gangstufen von je einem durch ein Druckmittel bewegten Kolben geschaltet werden, während die unterste Gangstufe beim Abschalten der beiden oberen Stufen durch eine Freilaufvorrichtung selbsttätig eingerückt wird, und wobei als Impulsgeber für das Umschalten der Kupplungen eine vom äußeren Luftdruck beaufschlegte, ;auf einen Kraftverstärker wirkende Barometerdose dient. Es sind Einrichtungen zur Umschaltung der Kupplungen eines zweistufigen Antriebes für das Ladegebläse einer Brennkraftmaschine bekannt, wobei jeder Gangstufe des Antriebes seine besondere, hydraulisch gesteuerte Schaltkupplung zugeordnet ist und die zur Betätigung der Schaltkupplung dienende Druckflüssigkeit durch einen Drehschieber mit in verschiedenen Ebenen liegenden Steueröffnungen jerfolgt, so daß lein gleichzeitiges Einschalten beider Gangstufen verhindert wird. Die bekannte Einrichtung ist jedoch zur Steuerung durch eine Barometerdose ungeeignet, da sich in diesem Fall Zwischenstellungen des Drehschiebers beim Umsclälten Bergeben können, in denen ungewollt längere Zeit hindurch keine der beiden Gangstufen eingeschaltet ist.Device for automatic switching of the clutches of a three-stage Gearbox for supercharger fans of aircraft engines The invention relates to a device for automatic switching of the clutches of a three-stage gearbox for the charge blower of aircraft engines, in which the two upper gears are each driven by a pressure medium moving piston are switched, while the lowest gear when switching off the two upper stages is automatically engaged by a freewheel device, and as a pulse generator for switching the clutches one of the external air pressure applied,; on a power amplifier acting barometer box is used. There are Devices for switching the clutches of a two-stage drive for the Charging fan of an internal combustion engine is known, with each gear stage of the drive his special, hydraulically controlled clutch is assigned and used for Actuation of the clutch serving hydraulic fluid by a rotary valve with control openings located in different planes, so that no simultaneous Switching on both gear steps is prevented. However, the well-known facility is unsuitable for control by a barometer box, as this case Intermediate positions of the rotary valve when Umsclälten Beriegen, in which unintentional neither of the two gear steps is engaged for a long time.

Es ist ;außerdem bekannt, zum Umschalten der Klawenkupplunigen eines Zweiganggetriebes für Kraftfahrzeuge Beinen Schnapphebel zu verwenden, der von einer vorgespannten Feder rückartig aus seiner seinen Endstellung in die ;andere bewegt wird, wenn mittels eines zweiten Hebels, .an dem die Feder befestigt äst, -die Wirkungsrichtung der Feder von der seinen Seite des ersten Hiebiels durch die Hebelrichtung hindurch auf dessen ,andere Seite verlegt wird.It is also known to switch the claw couplings one Two-speed gearbox for motor vehicles to use snap-action lever operated by a legs pretensioned spring backwards from its end position into the; other moves If by means of a second lever, to which the spring is attached, the direction of action the spring from its side of the first stroke through the direction of the lever on the other side is laid.

Hierbei ist ,an der Verbindungsstelle des zweiten Hebels mit dem Schaltgestänge eine Schleife vorgesehen, welche ,auch diesem Hebel unter der Einwirkung der Feder bereits den übergang in seine jeweilige Endlage ermöglicht, sobald sich .die Wirkungsrichtung der Feder umkehrt.Here is at the connection point of the second lever with the shift linkage a loop is provided, which, also this lever under the action of the spring already enables the transition to its respective end position as soon as the direction of action the spring reverses.

Eine ähnliche, Nebenfalls mit einem Totpunktgesperre bzw. -einer Schleife arbeitende Einrichtung -stauch bereä.ts zum selbsttätigen Schalten der beiden Gänge seines Zweistufengetriebes für das Ladegebläse eines Flugmotors vorgeschlagen worden, wobei edas Umschalten vom einen. auf den anderen Gang in Abhängigkeit von der Stellung einfies in der Einlaßleitung der Maschine =geordneten Dmosselkörpers -erfolgt. Die beiden zuletzt erwähnten Einrichtungen sind jedoch als Schalter für Bein dreistufiges Getriebe unbrauchbar, da der zum Schalten verwendete Schnapphebel in jedem Fall nur zwei ausgeprägte Stellungen besitzt, alle seine Zwischenstellungen jedoch wegen seiner labilen Lage in dmesien Stellungen zum Auslösen irgendwelcher Schaltvorgänge nicht benutzt werden können.A similar one, incidentally with a dead center lock or loop Working facility -stauch ready for automatic shifting of the two gears its two-stage transmission for the supercharger of an aircraft engine has been proposed, with switching from one. to the other gear depending on the position One in the inlet line of the machine = orderly valve body - takes place. the However, the two last-mentioned devices are three-stage as a switch for leg Gearbox unusable because the snap lever used for shifting is in any case has only two distinct positions, but because of all of its intermediate positions its unstable position in dmesien positions to trigger any switching processes cannot be used.

Demgegenüber besticht die Erfindung darin, daß die Biarometerdosie mit einem Steuerschieber verbunden bist, @dea die Druckniittelzufuhr zu zwei Arbeitskolben steuert, vom denen jeder mittels einer Schleife und feines Schnapphebels mit seinem von zwei in der Druckrnittelleitung zu den Schaltkupplungen der Gietriebestüfen hintereinander ;angeordneten Ste erkolben verbunden ist, wobei der der Diruckmittelqu_elle zunächst liegende @dieser beeiden Steuerkolben seine Verbindungsleitung mit dem zweiten Steuerkelben in der einen Endstellung mit der Druckmittelquelle, in der anderen Endstellung mit eeiner AbfluBlieitun;g verbindet, während der zweite, den Getriebekupplungen zunächst liegende Steuerkolben steine Verbindungsleitung mit dem ersten Steuerkolben in der einen Endstellung mit der Schaltkupplung für,die erste und in der pAderen Endstellung mit der Schaltkupplung für die zweite der beiden @oberen Gangstufen des Getriebes verbindet.In contrast, the invention is characterized by the fact that the Biarometerdosie are connected to a control slide, @dea the pressure medium supply to two working pistons controls, each of which by means of a loop and a fine snap lever with his of two in the pressure medium line to the clutches of the Gietriebestüfen one behind the other; arranged Steerkolben is connected, the of the Diruckmittelqu_elle initially lying @ this oath control piston its connecting line with the second control disc in one end position with the pressure medium source in which the other end position connects with a drainage line, while the second, the Gear couplings initially lying control piston stones connecting line with the first control piston in one end position with the clutch for that first and in the other end position with the clutch for the second of the two @ connects the upper gears of the transmission.

In der Zeichnung ist ,ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch -dargestellt. Dias in der Zeichnung nicht mit dargestellte Gebläse mit dem dazugehörigen Schaltgatriebe ist in gar sich bekannter Weisse so ausgelegt, daß -es beim Flug in Bodennähe mit einem als Überholkupplung wirkenden Freilaufgang, in mittlerer Flughöhe mit dem ersten und in großer Flughöhe mit -dem zweiten der edurch jie eine hydraulisch betätigte Kupplung ein- und ,ausscbaltbiaren oberen Gänge des Getriebes ;angetrieben wird.In the drawing, an embodiment of the invention is schematic - shown. Slides in the drawing not shown with the fan with the associated Switching gates is so well-known that it is designed in flight near the ground with a freewheel acting as an overrunning clutch, in the middle Altitude with the first and at high altitude with the second one through each hydraulically operated clutch engaged and disengaged upper gears of the transmission ; is driven.

Die hierzu ierforderlche Schaltvorrichtung besteht im -wesentlichen aus folgenden Teilen: Eimer von der Außenluft beaufsrhlagten Barometerdose i, einem mit dieser verbundenen Steuerschieber 2, dem Steuerzylinder 3, der durch die Leitungen q., 5, 6, 7 mit den beiden Arbeitszylindern 8, 9 verbunden ist, den in den Zylindern 8; 9 .gleitenden Arbeitskolben 8a; 9ä, den ;aus je zwei Einzelhebeln 30, 36 bzw. 31, 37 und den Zugfedern 34, 35 bestehenden Schnapphebeln und den in den Zylindern 48, 56 gleitenden Steuerkolben 45, 47.The switching device required for this essentially consists of the following parts: Bucket of the outside air acted upon by the barometer can i, a control slide 2 connected to this, the control cylinder 3, which through the lines q., 5, 6, 7 with the two working cylinders 8, 9 is connected, the in the cylinders 8; 9 sliding working piston 8a; 9a, the; snap levers each consisting of two individual levers 30, 36 or 31, 37 and the tension springs 34, 35 and the control piston 45, 47 sliding in the cylinders 48, 56.

Der Steuerzylinder 3 ist durch die Leitungen i o, i i mit der Druckseite und durch die Leitungen 13 bis 16 mit der Saugseite einer ölförderpumpe 12 verbunden. Dias jeweils zur Steuerung nicht benötigte Drucköl kehrt über ein Überdruckventil 18 und durch die Rückleitung i9 in die Saugleitung 17 der Pumpte zurück. Diie Kolbenstangen 20, 21 der Arbeitskolben 8a;9a sind durch je leine aus den Anschlägen 22, 23 bzw. 24, 25 und den zwischen den Anschlägen frei beweglichen Hebelköpfen 26 bzw. 27 bestehende Schleife mit den Einzelhebeln 30, 31 verbunden. Dme Federn .34, 35 sind jeweils mit seinem Ende an den Hebelköpfen 26, 27, mit dem anderen Ende an festen Punkten 32, 33 befestigt. Die mit den Hebeln 30, 31 fest verbundenen Schwenkwellm 28, 29 sind in den Lagerböcken 42, 43 drehbar gelagert. Auf den Wellen 28, 29 sind wiederum die Hebel36, 37 mittels ihrer hülsenförmigen Naben 38, 39 sichnvenkbar gelagert; :und zwar ist die Anordnung so getroffen, daß die Hebel3o, 31 durch Querschlitze 40, 41 der Naben 38, 39 frei hindurchtreten. Die Hebel3o, 31 können infolgedessen in dem durch die Schlitze 40, 41 gegebenen Ausmaß unabhängig von den Hebeln 36, 37 geschwenkt werden. Der Schwenkbereich -der Hebel 36, 37 ist durch Anschläge 6ä, 63 und 64, 65 begrenzt. Die Steuerkolben q,5, 47 sind @durch Schubstangen 66, 67 an die Hebel 36, 37 bei 44, 46 angelenkt.The control cylinder 3 is connected by the lines io, ii to the pressure side and by the lines 13 to 16 to the suction side of an oil feed pump 12. Dias unnecessary to control each pressure oil is returned to the suction line 17 of the Pumped through a pressure relief valve 1 8 and through the return line i9. The piston rods 20, 21 of the working pistons 8a; 9a are connected to the individual levers 30, 31 by a leash consisting of the stops 22, 23 and 24, 25 and the freely movable lever heads 26 and 27 between the stops. Dme springs .34, 35 are each attached with its end to the lever heads 26, 27, with the other end at fixed points 32, 33. The pivot shafts 28, 29 firmly connected to the levers 30, 31 are rotatably mounted in the bearing blocks 42, 43. The levers 36, 37 are in turn pivotably mounted on the shafts 28, 29 by means of their sleeve-shaped hubs 38, 39; : namely the arrangement is such that the levers3o, 31 freely pass through transverse slots 40, 41 of the hubs 38, 39. The levers 30, 31 can consequently be pivoted to the extent given by the slots 40, 41 independently of the levers 36, 37. The pivoting range of levers 36, 37 is limited by stops 6a, 63 and 64, 65. The control pistons q, 5, 47 are hinged to the levers 36, 37 at 44, 46 by push rods 66, 67.

Dine Steuerzylinder 48, 56 sind in der zu den beiden Schaltkupplungen dies Getriebes führenden Dirückleitung 49 einer ölpumpe 5o in Hintereinänderschaltung @angeordnet. Zur Ableitung des überschüssigen. Dirucköles führt von der Druckleitung 49 in bekannter Weise eine Umführungsleitung 51, 52 über ein Überdruckventil 53 zu !der Saugleitung 54. der Pumpe.The control cylinders 48, 56 are in the two clutches this transmission leading direct line 49 of an oil pump 5o in series connection @arranged. To drain the excess. Dirucköles leads from the pressure line 49 a bypass line 51, 52 via a pressure relief valve 53 in a known manner to! the suction line 54. of the pump.

Dile Druckleitung 49 setzt sich zwischen den beeiden Steuerzylindern 48, 56 in :einer Verbindungsleitumg 55 fort Bund führt hinter dem Zylinder 56 mit seiner Zweigleitung 6o zu dem -ersten und mit einer weiteren Zweigleitung 61 zu dem zweiten der heideri goberen Schaltgänge des Getriebes. An die beiden Zylinder 48, 56 sind außerdem Ableitungen 57, 58, 59 angeschlossen, welche das öl von der jeweils nicht eingerückten Schaltkupplung zur Saugleitung 54 der Pumpe 5o zurückführen.The pressure line 49 continues between the two control cylinders 48, 56 in: a connecting line 55 collar leads behind the cylinder 56 with its branch line 6o to the first and with a further branch line 61 to the second of the heideri larger gears of the transmission. In addition, discharge lines 57, 58, 59 are connected to the two cylinders 48, 56 and return the oil from the clutch that is not engaged to the suction line 54 of the pump 5o.

Die Zeichnung zeigt dien Zustand der Vorrichtung während des Fluges in Bodennähe. In diesem Ziistand sind sowohl die Leitung 6o über die Leitungen 55, 57 als auch die Leitung 6 1 über die Leitung 59 mit der Saugseite der Pumpe 5o verbunden, also drucklos, so d@aß die Kupplungen der beiden oberen Schaltgänge ausgerückt sind und sich damit der niedrigere Freilaufgang selbsttätig einschaltet.The drawing shows the state of the device during flight near the ground. In this state, both the line 6o via the lines 55, 57 and the line 6 1 via the line 59 are connected to the suction side of the pump 5o, that is, pressureless, so that the clutches of the two upper gears are disengaged and thus themselves the lower free staircase switches on automatically.

Sioba.ld mit zunehmender Flughöhe der äußere Luftdruck .abnimmt und die Diase i sich entsprechend ausdehnt, wird von einer bestimmten Flughöhe ,ab durch den Steuerschieber 2 eine Verbindung seinerseits zwischen der Leitung 5 und damit zwischen der Oberseite des Arbeitskolbens 8a und der Druckleitung i o der Pumpe 12, .andererseits zwischen der Leitung 4. und damit zwischen der Unterseite des Arbeitskolbens 8a und- der Abflußleitung 13 hergestellt. Infolgedessen bewegt sich der Arbeitskolben 8a nach unten und -nimmt dabei durch den Anschlag 23 den Hebel 30 mit, wobei sich die Feder 3¢ mehr und mehr spannt, ohne daß zunächst der Heb:el36 von dem Hebe13o mitgenommen wird.Sioba.ld with increasing flight altitude the external air pressure decreases and the Diase i expands accordingly, from a certain flight altitude, a connection between the line 5 and thus between the top of the working piston 8a and the pressure line io is established by the control slide 2 Pump 12, on the other hand, between the line 4 and thus between the underside of the working piston 8a and the discharge line 13 . As a result, the working piston 8a moves downwards and thereby takes the lever 30 with it through the stop 23, the spring 3 [tensing] more and more without the lever initially being taken along by the Hebe13o.

Sobald dier Kolben 8a etwas mehr als die Hälfte seines Hubes zurückgelegt hat, kehrt sich die Richtung der von .der Feder 3.1 .auf den Hebel 3o ausgeübten Kraft um, so daß der Hebe13o unter der Wirkung dieser Kraft plötzlich bis zur Anlage ;an dem Anschlag 2 2 nach unten schnappt und dabei, nachdem das eine Ende des Schlitzes lo inzwischen zur Anlage ;an den Hebie136 gelangt ist, den Hebel 36 ebenso plötzlich in di!c Stellung 36' umlegt. Dadurch wird der Steuerkolben 4.5 in die Stellung ¢5' verschoben, in welcher er über die Leitungen 4.9, 55@ 6o ,eine Verbindung zwischen der Druckseite der Pumpe 50 und der Schaltkupplung des ersten der beiden oberen Schaltgänge herstellt, so d;aß diese Kupplung :eingerückt und damit der genannte Gang eingeschaltet wird. Dias Ladegebläse läuft nunmehr mit entsprechend höherer Drehzahl, um ,auch in mittleren Flughöhen noch den gewünschten Ladedruck erzeugen zu können.As soon as the piston 8a has covered a little more than half of its stroke, the direction of the force exerted by the spring 3.1 on the lever 3o is reversed, so that the Hebe13o suddenly comes to rest against the stop under the effect of this force 2 2 snaps down and, after one end of the slot lo has meanwhile come to rest against the Hebie136, the lever 36 just as suddenly flips over to the position 36 '. As a result, the control piston 4.5 is moved into the position ¢ 5 ', in which it establishes a connection between the pressure side of the pump 50 and the clutch of the first of the two upper gears via the lines 4.9, 55 @ 6o, so this clutch : is engaged and the specified gear is engaged. The boost fan now runs at a correspondingly higher speed in order to be able to generate the desired boost pressure even at medium flight altitudes.

Beim Aufsteigen in noch grölziere Flughöhen dehnt sich die Barometerdose i weiter aus und verschiebt den Steuerschieber 2 schließlich in eine Stellung, in welcher ,er dem von der Pumpe 12 komm:enden Drucköl über die Leitungen i i und 7 den Weg zur Oberseite des Arbeitskolbens 9a freigibt und gleichzeitig über die Leitungen 6, 15 eine Verbindung dem unter dem Kolben 9a befindlichen Raum und der Siaugseite der Pumpe i2 herstellt. Der Kolben 9a bewegt sich infolgedessen stetig nach unten und bewirkt, sobald er die Mitte seines Weges überschritten hat, ,auf dieselbe Weise wie :oben für den Kolben 8,1 dargelegt, eine plötzliche Verschiebung des Steuerkolbens .I7 in die Lage :17', in welcher .er dem von der Pumpe 5o kommenden Drucköl über die Leitungen 4.9, 55, 6 1 den Weg zu der Schaltkupplung des zweiten Getrieb,eganges freigibt, während gleichzeitig :der Abflußkanal59 durch den Steuerkolben abgesperrt und eine Verbindung zwischen dem zur Kupplung des ersten Ganges führenden Kanal 6o und dem Abflußkana158 hergestellt -wird. Damit wird also die Kupplung des zweiten Ganges eingerückt und gleichzeitig diejenige des ersten Ganges ausgeschaltet.When ascending to higher altitudes, the barometer box i expands further and finally moves the control slide 2 into a position in which it releases the pressure oil coming from the pump 12 via the lines ii and 7 to the top of the working piston 9a and establishes at the same time via the lines 6, 1 5 connect the space and located below the piston 9a of the pump Siaugseite i2. As a result, the piston 9a moves steadily downwards and, as soon as it has passed the middle of its path, in the same way as: explained above for the piston 8,1, causes a sudden displacement of the control piston .I7 in the position: 17 ', in which .er the pressure oil coming from the pump 5o via the lines 4.9, 55, 6 1 releases the path to the clutch of the second gearbox, while at the same time: the discharge channel 59 is shut off by the control piston and a connection between the one to the clutch of the first Ganges leading channel 6o and the drainage channel 158 is established. This means that the clutch of the second gear is engaged and that of the first gear is switched off at the same time.

Die beschriebenen Schaltbewegungen vollziehen sich, wenn das Flugzeug wieder niedrigere Flughöhen .aufsucht und die Barometerdose durch den steigenden Luftdruck wieder mehr zusammengedrückt wird, in umgekehrter Richtung, wobei die rückläufig,: Bewegung des Steuerschiebers 2 zunächst die Rückkehr -des Kraftkolbens 9a in seine: Ausgangshage ,und damit einhergehend die Abschaltung des zweiten und Zuschaltung des ersten Getriebeganges vera:nlaßt. Bei noch weitergehender Zusammendrückun.g ,der Barometerdose i üz Bodennähe bewirkt das durch den Steuerschieber 2 umgesteuerte Drucköl die Rückführung :des Kraftkol.b:ens 8a in die Ausgangslage. Die dadurch bedingte Verschiebung des Steuerkolbens 4.5 nach links hat dann :auch die Abschaltung des ersten Ganges zur Folge. Nach dem Abschalten beider Gänge *ird die zur Schaltkupplung des zweiten Ganges führende Leitung 6i durch die Leitung 59 und die zur Schaltkupplung des ersten Getriebeganges führende Leitung 6o durch die Leitungen 55, 57 entleert, während sich gleichzeitig der die niedrigste Übersetzungsstufe enthaltende Freilaufgang selbsttätig wieder einschaltet.The switching movements described take place when the aircraft back to lower altitudes and the barometer can through the rising Air pressure is compressed again more, in the opposite direction, whereby the backward: movement of the control slide 2 initially the return of the power piston 9a in his: starting point, and with it the shutdown of the second and Engagement of the first gear. With further compression , the barometer box i üz proximity to the ground causes the reversed by the control slide 2 Pressurized oil the return: of the Kraftkol.b: ens 8a in the starting position. The thereby conditional shift of the control piston 4.5 to the left then has: also the shutdown of the first course. After switching off both gears *, it becomes the clutch the second gear leading line 6i through line 59 and the clutch Line 6o leading to the first gear is emptied through lines 55, 57, while at the same time the freeway containing the lowest gear ratio switches on again automatically.

Die Schaltvorrichtung kann @anstatt mit zwei getrennten Ölkreisläufen natürlich auch mit nur einem Ölkreislauf ,arbeiten. Die beschriebene Vorrichtung hat den großen Vorteil, d!aß ein durch rasche Änder=gen der Flughöhe bedingtes Pendeln der von der Ba rometerdoseausgehenden Impulse kein Pendeln der Getriebieschaltung hervorrufen kann, da der zum Schalten jedes Ganges vorgesehene Kraftkolben jeweils m einer Hälfte des ihm zur Verfügung stehenden Hubraumes hin und her pendeln kann, ohne an der vorhandenen Schaltung etwas zu ändern. Andererseits erfolgt die Schaltung der Gänge bzw. die Verschiebung -der das Zu- und Abschalten derselben bewirkenden Steuerschieber ausschließlich durch die Schnapphebel, so, d@aß nur eindeutige Schaltstellungen möglich sind.The switching device can @instead of two separate oil circuits Of course, you can also work with just one oil circuit. The device described has the great advantage that it oscillates due to rapid changes in flight altitude the impulses emanating from the barometer socket do not cause the gear shifting to oscillate can cause, as the power piston provided for shifting each gear can swing back and forth in one half of the displacement available to him, without changing anything in the existing circuit. On the other hand, the switching takes place the gears or the shift - the switching on and off the same effect Control slide exclusively by the snap lever, so that only clear switching positions possible are.

Claims

PATENT CLAIM: Device for automatic switching of the clutches a three-stage gearbox for the fan of aircraft engines, in which the two Upper gear steps are switched by one piston each, moved by a directional means while the lowest gear step when switching off the two upper steps by, a freewheel device is automatically engaged, and being as impulsive animals for switching the clutches one of the external air pressure heaufsclilosed,, on a power amplifier acting barometer box is used, characterized in that the barometer box is connected to a control slide that controls the direction of supply controls to two working pistons, each of which by means of a loop and a snap lever with one of two in the pressure medium line, g to the clutches the Gear studs one behind the other disordered control piston is connected, wherein -der of the direction of the first lying these two control pistons its connecting line with the second control piston in the final position with the pressure source, in the other end connection with a drainage line, while the second, the transmission coupling, en the control piston lying next to its connecting line with the first control piston in the, one end position with the clutch for the iexsbe and in the other end position with the clutch for the second of the two, upper ones. Gear steps of the transmission connects: