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Zweistufiges Untersetzungsgetriebe für den Luftschraubenantrieb von
Flugzeugmotoren Die Erfindung bezieht sich auf ein zweistufiges Untersetzungsgetriebe
für den Luftschraubenantrieb von Flugzeugmotoren, dessen Zwischenwelle in der einen
Schaltstufe mittels einer Klauenüberholkupplung unmittelbar, in der zweiten Schaltstufe
dagegen über ein. Umlauf rädergetriebe mit der Motorwelle gekuppelt ist.
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Die Erfindung besteht darin, daß zur selbsttätigen ,'iusrücl,:ung
der Klauenkupplung bei Selbsteinschaltung des. Umlaufrädergetriebes durch rückwärts
wirkenden Antrieb, z. B. beim Sturzflug, auf der Welle des Sonnenrades für das Umlaufrädergetriebe
neben der Brems.vorrichtungeine Freilaufvorrichtung, z. B. ein Rollenklemmgesperre,
vorgesehen ist, dessen mit der Welle nicht verbundener äußerer Teil mittels Schraubengewinde
in einem festen Gehäuseteil eingesetzt und bei der Drehung der Welle entgegen dem
Drehsinn beim Antrieb durch den Motor gegenüber dem festen Gehäuseteil axial begrenzt
verschieblich angeordnet ist, wobei der äußere Freilaufteil über ein Gestänge mit
der längs verschie blichen Hälfte der Klauenkupplung in Verbindung steht.
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Die Erfindung gestattet bei dem im Flugbetrieb häufig vorkommenden
Fall des Sturzfluges ein selbsttätiges Einschalten des Umlaufrädergetriebes von
der Luftschraube her und die gleichzeitige vollkommene Ausschaltung der Klauenkupplung,
wobei zu berücksichtigen ist, daß die Klauenkupplung als solche Vorzüge besitzt,
die anderen Überholungskupplungen
fehlen, und daß vollkommene Ausschaltung
der Klawenkupplung in dem erwähnten Betriebsfall nicht ohne weiteres zu erwarten
war.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht bei ihrer Anwendung auf
dent Luftschraubenantrieb von Flugzeugen darin, daß in dem Fall, '@vo die Luftschraube,
z. B. im Sturzflug, vorübergehend den gedrosselten Motor anitreibt, selbsttätig
das Umlaufrädergetriebe eingeschaltet wird, um. die Drehzahl des Motors gegenüber
derjenigen der Luftsdhraülbe herabzusetzen.
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Um zu verhindern, daß die federnd aneinandergepreßten Hälften der
Abweiskupplang ständig aufeinander ratschen, wenn das Umlaufrädergetriebe eingeschaltet
ist, ist die Festhaltevorrichtung für -das Sonnenrad des Umlaufrädergetriebes mit
der federnden Hälfte der Kläuenkupplung so verbunden, daß die beiden Hälften` der
Klauenkupplung voneinander entfernt werden, wenn die Festhaltevorrichtung eingeschaltet
wird, und umgekehrt. Diese Verbindung zwischen der Festhaltevorrichtung und der
Klauenkupplung kann sowohl mechanisch, beispielsweise durch ein> Gestänge, als auch
auf hydraulischem Wege erfolgen, indem die Festhaltevorrichtung beim Einrücken z.
B. in einem mit ihr verbundenen Flüssigkeitszylinder einen Überdruck erzeugt, der
durch Rohrleitungen auf einen zweiten, an der Aus.rückvorrichtung für die Klauenkupplung
angeordneten Zylinder übertragen wird und dort die Kupplung vollends ausrückt.
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Gemäß, einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist auf der Welle des
Sonnenrades des Umlaufrädergetriebes eine Freilaufvorrichtung (Gesperre) befestigt,
welche die Welle festhält, sobald diese sich infolge der von der Luftschraube über
die Planetenräder des Getriebes auf sie ausgeübten Reaktion im entgegengesetzten
Sinn zu drehen versucht als beim Antrieb durch .den Motor.
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Das auf die Freilaufvorrichtung ausgeübte Reaktionsmoment hann hierbei
ebenfalls dazu benutzt werden; die unmittelbare Kupplung des Motors mit der Zwischenwelle
des Getriebes auszuschalten, indem dieses Reaktionsmoment auf mechanischem oder
hydraulischem Wege auf die Ausrückvorriehtung für die Klauenkupplung übertragen
wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Abb. i -einen Längsschnitt durch ein entsprechend der Erfindung ausgebildetes
Getriebe, Abb. 2@ eine Ansicht der Freilaufvorrichtung gemäß der Linie 2-2 der Abb.
i.
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Auf der Welle 3 des Antriebsmotors ist die eine .Hälfte 4 einer Klauenkupp.lung
mittels einer Feilnäbe 5 längs verschieblich, aber unverdrehbar angeordnet. Die
zweite Hälfte der Klauenkupplung wird von einem Gehäuse 6 gebildet, das bei 7 und
8 auf der Motorwelle 3 drehbar, aber in Längsrichtung nicht verschiebbar gelagert
ist. Die beiden Kupplungshälften sind mit ineirnanderpassenden,einseitig abgeschrägten
Klauen 9 versehen. Sie werden für gewöhnlich durch eine Schraubenfeder io, die sich
gegen einen Ring i i. stützt, in Eingriff miteinander gehalten, so daß, wenn: sich
die Motorwelle 3 in Richtung des, Pfeiles I2 dreht, das Gehäuse 6 in der gleichen
Drehrichtung mitgenommen wird. Sobald das Gehäuse 6 jedoch von anderer Stelle aus
mit einer höheren Drehzahl als derjenigen der Motorwelle angetrieben wird bzw. den
Motor anzutreiben: versucht, werden die Kupplungshälften durch die alsdann aufeinander
gleitenden Schrägflächen der Klauen 9 entgegen der Wirkung der Feder io auseinandergedrückt,
wobei die Klauen zunächst ständig aufeinander ratschen. Das Ganze stellt also eine
als Abweiskupplung ausgebildete Überhöl.ungsliupplung dar, durch welche die Motorweile
3 in einer Drehrichtung unmittelbar mit dem Gehäuse 6 gekuppelt ist.
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Das Gehäuse 6- bildet gewissermaßen die Zwischenwelle eines zweistufigen
Untersetzungsgetriebes, in dessen einer Stufe die Motorwelle 3 unmittelbar mit der-
Zwischenwelle .gekuppelt ist. Durch einen an dem Gehäuse 6 angeordneten Zahnkranz
13, der mit einem größeren Zahnrad 15 in ständigem Eingriff steht,
wird die Motorleistung auf die Luftsohraubenwelle 14 übertragen.
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An einem Flansch 16 der Motorwelle ist ferner eine Anzahl von Planetenrädern
17 angeordnet, die einerseits mit einem feststellbaren Sonnenrad 18, andererseits
mit einer Innenverzahnung i9. des Gehäuses 6 in ständigem Eingriff' stehen und im
Verein mit diesen ein Umlaufrädergetriebe als zweite Stufe des Untersetzungsgetriebes
bilden, in welcher die Motorleistung bei festgehauenem Sonnenrad i8 und nach Ausrücken
der Kupplung: zwischen den Teilen 4 und 6 von der Motorwelle 3 aus über das Umlaufrädergetriebe
und die Zahnräder 13, 15 auf die Luftschraubenwelle 14 übertragen wird, wobei diese
mit höherer Drehzahl als bei unmittelbarer Kupplung der Teile 4 und 6 angetrieben
wird.
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Die Hohlachsen 2o der Planetenräder 17 sind einerseits an. den Flansch
16 der Motorwelle, an: dererseits an einem Tragring 2i befestigt, der bei 22 in
dem zylindrischen Fortsatz 23 eines feststehenden Gehäuses 2@4 leicht drehbar gelagert
ist.
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Am anderen Ende des Gehäuses 24 ist, in Keilnuten 25 längs v*erschieblich,
jedoch undrehbar, die eine Hälfte 26 einer Bremskupplung gelagert, deren zweite
Hälfte 27 auf der Welle 28 des Sonnenrades i8 befestigt ist. Die Welle 28 ist bei
29 in der Motorwelle 3 und bei 30 in dem Gehäuse 24 drehbar gelagert. Die nicht
drehbare Hälfte 26 der Bremskupplung wird in der gezeichneten Stellung durch eine
an einem Hebel 34 angelenkte Zugstange 3,5 außer Berührung mit der anderen Kupp-1`ungshälfte
27 gehalten. Die Zugstange ist lose durch die Kupplungshälfte 26 hindurchgeführt
und hinter dieser mit einem Anschlag 35a versehen. An der Zugstange 35 ist
ferner ein Federteller 32 befestigt, gegen den sich eine Schraubenfeder 3 i mit
ihrem einen Ende stützt, während das andere Ende der Feder an der Kupptungshälfte
26 anliegt.
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Wird der Hebel 34 durch ein Gestänge 36 vom Pilotensitz aus in Richtung-
des Pfeiles 37 geschwenkt, so legt sich die nicht drehbare Kupplungshä'ifte
26 unter allmählicher Anspannung der
Feder 31 -fest gegen
die mit dem Sonnenrad 18 verbundene Istipplungshälfte 27, wodurch das Sonnenrad
ebenfalls urdrehbar festgehalten wird. Infolgedessen wälzen sic'li. die Planetenräder
17 neunmehr auf dein Sonnenrad ab und treiben die Zwischenwelle 6 über deren Zahnkranz
1g mit höherer Drehzahl als vorher an, so daß die an der Zwischenwelle 6 befindlichen
Klauen der Abweiskupplung finit ihren Schrägflächen auf den entsprechenden Schrägflächen
der an der Kupplungshälfte d. angeordneten Klauen entlang gleiten und die Kupplungshälfte
d. gegen die Wirkung der Schraubenfeder 1o außer Eingriff mit der Zwischenwelle
6 bringen.
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Um zu verhindern, daß die beiden Hälften und 6 der Abweiskupplung
nach dem Einschalten des Umlaufrädergetriebes ständig mit ihren Klauen aufeinander
ratschen, ist der sich mit der Kupplungshälfte .I drehende Ring i i, gegen den sich
die Schraubenfeder 1o stützt, auf der Kupplungshälfte d. längs verschieblich angeordnet.
Wird der Ring i i in Richtung des Pfeiles 38 verschoben, so wird zunächst die Feder
1o entspannt, bis der Ring sich gegen einen auf der Kupplungshälfte 4 befestigten
Anschlag 39 legt und diese Hälfte vollständig außer Berührung mit der anderen
Kupplungshälfte 6 bringt. Um die angegebene Verschiebung des Ringes i i gleichzeitig
mit dem Einrücken des Uinlaufrädergetriebes durch den Hebel 34 stattfinden zu lassen,
ist an einem Festpunkt .Io ein doppelarmiger Hebel 41 schwenkbar gelagert, dessen
einer Arm bei 42 in den Ring i i eingreift, während der zweite Arm durch eine Stoßstange
.1 .3 mit einer Verlängerung :1.1. des Hebels 3.1. in Ver-13indung steht. Eine Feder
.1 .5 hält die Stoßstange .I3 in ständiger Fühlung mit der Hebelverlängerung 44
und bewirkt, daß der Hebel 4.1 beim Nachgeben der Hebelverlängerung 44 deren Bewegung
folgt.
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Wenn das Umlauf rädergetriebe nicht eingeschaltet ist, sondern die
Motorwelle 3 mit der Zwischenwelle 6 durch die Klauen g unmitelbar gekuppelt ist,
so würde, wenn das Flugzeug in den Sturzflug übergeht und der Pilot nicht von sich
aus das Umlaufrädergetriebe einschaltet, der Motor von der Luftschraube unter Umständen
mit einer unzulässig hohen Drehzahl angetrieben werden, wodurch z. B. das Ladegebläse
des Motors Schaden nehmen könnte. Um von der Aufmerksamkeit des Piloten unabhängig
zu sein und in diesem Fall ein selbsttätiges Einschalten des Umlaufrädergetriebes
zu bewirken, ist auf der Welle 28 des Sonnenrades eine Freilaufvorrichtung .I6,
..I7, 48 , angeordnet, deren gezahliter Innenteil ,4.6 mit der Welle 28 fest
verbunden ist, während der auf seiner Innenseite glatte, äußere Ring ,48 an seiner
Außenseite ein Trapezgewinde :I9 trägt, das in ein entsprechendes, auf der Innenseite
des feststehenden Gehäuses 2:I angeordnetes Muttergewinde eingreift. Sobald der
Pilot mit abgedrosseltem '.Motor in den Sturzflug übergeht und die Luftschraube
beginnt, rückwirkend den Motor anzutreiben, wird die Kupplunshälfte q. von der Zwischenwelle
6 überholt, so' daß die Klauen 9 außer Eingriff gebracht werden. Gleichzeitig
beginnt die von der Luftschraubenweile rüber die Zahnräder 15, 13, 1g, 17 auf das
Sonnenrad 18 ausgeübte Reaktion das Sonnenrad und damit auch den Innenteil-46 der
Freilau.feinrichtung in. Richtung des Pfeiles 5o zu drehen. Dadurch. wird der Freilauf
gesperrt, der äußere Ring .:1.8 wird von dem Innenteil .I6 bei dessen Drehung mitgenommen
und dabei durch das Trapezgewinde .I9 in Richtung des Pfeiles 51 verschoben. Diese
Längsverschiebung des äußeren Ringes .I8 wird durch einen ihn mittels Zungen 57
von beiden Seiten umfassenden, nicht drehbaren Ring 52 über einen an dein Ring 52
befestigten Arm 53 und einen an der Stoßstange .I3 befindlichen Anschlag 5.1 auf
die Stoßstange übertragen, so daß die Kupplungshälfte d. über den Hebel 41 und den
Ring i i bis zum Anschlag 39 zurückgezogen und die Überholungskupplung dadurch
vollständig abgeschaltet wird.
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Der Ring 52 stößt bei seiner Längsverschiebung schließlich mit seinen
Zungen 57 gegen eine Anschlagfläche 55 am festen Gehäuse 2d., wodurch jede weitere
Verschiebung und damit auch jede weiter-Drehung des Ringes verhindert wird. Damit
kann sich auch der Innenteil 46 der Freilaufvorrichtung und mit ihm das Sonnenrad
18 nicht mehr weiter in Richtung des Pfeiles 5o drehen. Infolgedessen ist nunmehr
das Umlaufrädergetriebe zwischen der Luftschraubenwelle 1,4 und der Motorwelle 3
eingeschaltet, so daß der Motor von der Luftschraube mit geringerer Drehzahl angetrieben
wird, als wenn die Teile d. und 6 nach wie vor unmittelbar miteinander gekuppelt
wären.
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Da die Stoßstange 43 hinter dem Anschlag 5. außerdem in zwei ineinander
verschiebbare Teil,. geteilt und an der Teilungsstelle eine Druckfeder 56 eingeschaltet
ist, so wird der Hebel 3.4 durch das selbsttätige Einschalten des Umlaufrädergetriebes
überhaupt nicht beeinflußt. Er behält vielmehr die in Abb. i dargestellte Lage bei,
so daß von dein Augenblick an, wo der Motor wieder die Luftschrauben anzutreiben
beginnt, auch die Klauenkupplung d., 6 wieder einbeschaltet wird, wenn der Pilot
die Stellung des Hebels 34 inzwischen nicht geändert hat; denn das Sonnenrad 18
dreht sich von diesem Augenblick an wieder entgegengesetzt zur Richtung des Pfeiles
5o, und die Freilaufeinrichtung nimmt durch ihre in geringem Maß stets vorhandene
Leerlaufreibung den äußeren Ring .48 in der Drehrichtung des Sonnenrades mit, so
d!aß sich der äußere Ring .I8 mittels seines Trapezgewindes entgegengesetzt zur
Richtung des Pfeiles 51 in dein Gehäuse 24 vorschraubt, bis der Ring 52 sich mit
seinen Zungen 57 gegen die Anschlagflächen 58 am Gehäuse 2s:1. legt und dadurch
eine Weiterverschiebung des äußeren Freilaufringes 48 verhindert. Wenn das Trapezgewinde
q9 am äußeren Freilaufring 48 mit entsprechend großer Steigung ausgeführt ist, findet
die Rückverschiebung des Ringes in die in Abb. i dargestellte Lage auch bereits
allein durch die Wirkung der Feder 56 über den Anschlag 5.1. statt.
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Da beim Schalten des Getriebes durch Verschieben des Gestänges 36
die Feder 1o nicht voll-
-,tändig entspannt wird, bevor flicht die
Feder 31 ausreichend gespannt ist, und umgekehrt, so entstehen während des Ein-
und, Ausschaltens des Umlaufrädergetriebes keine Unterbrechungen des Kraftschlusses
zwischen Motorwelle und Luftsch.raub:enwelle, so daß :das Getriebe also unter Vol.la.st
geschaltet werden kann.