DE890603C - Mehrmotoriger Antrieb einer gemeinsamen Welle, insbesondere fuer Luftschrauben - Google Patents

Description

• Mehrmotoriger Antrieb einer gemeinsamen Welle, insbesondere für Luftschrauben Die Erfindung bezieht sich auf eine weitere Ausgestaltung und Verbesserung von Antrieben für eine Welle durch mehrere Motoren, insbesondere von Luftschrauben, bei welchen bei Ausfall eines oder mehrerer Motoren der Antrieb der Welle durch die übrigen Motoren, fortgesetzt wird, z. B. dann, wenn das Drehmoment negativ wird. Insbesondere sollen durch die Erfindung solche Einrichtungen verbessert werden, bei denen die einzelnen Motoren durch eine abschaltbare Kupplung mit der anzutreibenden Welle verbunden sind.
• Die Erfindung besteht darin, daß die auf die Kupplungen der Motoren cinwirkende Abschaltvorrichtung in mehreren Stellungen oder Stufen nach Belieben einstellbar ist derart, daß sie die miteinander zu verbindenden Teile der Kupplungen in verschiedenen. Stellungen der Schaltvorrichtung verschieden stark gegeneinanderdrückt.
• Die Erfindung ermöglicht es z. B. dem Flugzeugführer, durch Einschalten der Abschaltvorrichtungen auf die eine oder andere Betriebsstufe bei Feststellung eines Motorschadens zu überprüfen, ob der Schaden ernster oder leichter Natur ist und ob es ratsam erscheint, den Motor für den weiteren Flug überhaupt abzuschalten, oder ob es möglich ist, den nicht völlig ausgefallenen Motor durch Kuppeln mit den anderen Motoren noch mitschleppen zu lassen, bis er von selbst wieder arbeitet. Insbesondere sind als Überholungskupplungen Klauenkupplungen vorgesehen mit einer Kupplungsfeder, deren Spannung während ,des Betriebes .der Kupplungen verändert werden kann und deren Klauenzabnseitenflanken in an sich bekannterWeise derart ausgerichtet sind, daß die Kupplungshälften sich voneinander lösen, sobald die angetriebenen Kupplungshälften schneller umlaufen als die treibenden. Vorteilhaft sind Schraubendruckfedern verschiedener Länge konzentrisch ,zuein.anderderart in die Kupplungen eingesetzt, daß diese beim Einrücken bzw. Ausrücken der Kupplungen nacheinander zur Wirkung oder außer Wirkung kommen. Dabei sind die Stellwerke der Kupplungen mit den zugehörigen Ein- und Ausrückvorrichtungen derart zwangsläufig miteinander verbunden, daß beim Einrücken der Bedienungshebel zunächst ein Einkuppeln stattfindet, -dann die untere und hernach die obere Betriebsstufe wirksam wird, -während sich die geschilderten Vorgänge beim Ausrücken gerade umgekehrt abspielen. Es kann die Bedienung der einzelnen Kupplungen von Hand geschehen,, oder es kann insbesondere die Einstellung ihrer Betriebsstufen über eine Regeleinrichtung, ein Relais od..dgl. von einer beliebigen Funktion der Antriebsmotoren oder .der angetriebenen Vorrichtung; z. B. von ,der Luftschraubenwelle her über einen Drehzahlregler, in der Weise erfolgen, daß bei einem Drehzahlabfall der Luftschraubenwelle unter eine zulässige Grenze alle Kupplungen auf ihre untere Betriebsstufe eingestellt werden, so daß die Kupplung jenes Motors, an welchem die Störungsquelle zu suchen ist, ohne weiteres .ausrückt.
• Durch eine solche Anordnung ist es der !den Antrieb überwachenden Person möglich, bei einem Leistungsabfall, des Antriebsaggregates denjenigen Motor, an welchem die Störung auftritt, sofort zu finden und ohne Stillsetz-en der gemeinschaftlich angetriebenen Welle diesen Motor stillzusetzen, worauf ,der Schaden behoben und der Motor wieder eingesetzt werden kann.
• Inder Zeichnung ist die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigen schematisch Abb. i und 2 einen Mehrmotorenantrieb für eine Luftschraubenwelle in Stirnansicht und Draufsicht, Abb. 3 die Verzahnung einer beim Antrieb nach Abb. i und 2 verwendeten Klauenkupplung im Eingriff, Abb. q. -die Verzahnung nach Abb. 3 außer Eingriff, Abb. 5, 6 und 7 den Antrieb eines einzelnen Motors mit drei verschiedenen Einstellungen der Kupplung, Ab:b. 8 und 9,den Antrieb nach Abb. i und 2, mit einer nach rückwärts verlängerten Luftschrauhen-"velle für den Antrieb von Zubehöreinrichtungen.
• Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. i und 2 treiben zwei Motoren i und 2 über einen Zahntrieb 3, q. und 5 auf eine gemeinschaftliche Welle 6 ab. Zwischen jedem Motor i, 2 und seinem zugehörigen Zahnrad 3, q. ist je eine Überholungskupplung 7a, 7b bzw. 8a; 8b eingeschaltet. Wie Abb: 3-ui1@d 4 im besonderen zeigen, handelt es sich um zwei Klauenkupplungen, deren Stirnflanken 9 in an sich bekannter Weise derart abgeschrägt sind, daß bei einer den Eingriff einleitenden Annäherung der Kupplungshälften diese Flanken die Kupplungshälften so .lange voneinander abweisen, bis: die ursprünglich schnellere Kupplungshälfte beginnt, ,die langsamere zu werden. Die einen Seitenflanken io ,der Kupplungsverzahnung verlaufen parallel zur Drehachse der Kupplung, und die Gegenflanken i i verlaufen schräg zu dieser, d. h. sie schließen mit einer zur Drehachse der Kupplung parallelen Geraden einen Winkel a ein.
• Die Wirkungsweise der geschilderten Verzahnung :ist folgende: Angenommen, die Kupplungshälfte 811 sei fest an der Kurbelwelle des Motors .2 befestigt und drehe sich, von vorn gegen den Motor gesehen, entgegen dem Uhrzeigersinn. Die Kupplungshälfte 8b dagegen sitze axial beweglich in. der Nabe des Zahnrades q. und werde von der Kupplungshälfte 8a mitgenommen. Solange die Kupplungshälfte8a schneller umläuft als die Kupp-Iungshälfte 8b, ist deren Mitnahme und Eingriff durch die unter Druck stehenden Zahnflanken io gesichert (Abb. 3). Tritt am Motor 2 infolge einer Störung ein Leistungsabfall auf, so wird das Zahnrad: q. und damit die Kupplungshälfte 8b über die Zahnräder 3, 5 vom Motor i her weiter angetrieben, während der Antrieb durch die Kupplungshälfte 8a nachläßt und letztere langsamer umzulaufen beginnt als ldie Kupplungshälfte 8b. Dies hat wiederum zur Folge, -daß nunmehr der Hauptdruck der Kupplungszähne an den Flanken i i liegt und infolge deren Abschrägung ein Axialschub entsteht, durch welchen die Kupplungszähne und damit die Kupplungshälften auseinandergeschoben werden, also,die Kupplungsverbindung gelöst wird:-Der Zeitpunkt oder.die Belastung, bei welcher das Abreißen der Kupplung stattfinden soll, ist durch eine stufenweis wirkende Feder festgelegt.
• Zu diesem Zweck ist, z. B. wie Abb. 5 bis 7 zeigen, die Kupplungshälfte 8b in dem Lager 12 eines Gehäuses 13 längs verschiebbar gelagert. Auf dem Schaft der Kupplungshälfte 8b sitzt uridrehbar, je-.doch längs verschiebbar das Zahnrad q:, welches mit .dem Rad 5 der gemeinschaftlichen Antriebswelle 6 im Eingriff steht. Gleichzeitig ist das Rad q. jedoch gegen eine axiale Verschiebung innerhalb des Gehäuses 13, gesichert. In dem hohlen Schaft z¢ der Kupplungshälfte 8b sitzt über eine geringe Strecke längs beweglich und drehbar als Mitnehmer ein Schleppschieber 15, welcher in eine im Gehäuse 13 axial- und drehbeweglich gelagerte Zwischenbüchse 16 hineinragt. An dem freien Ende des Schleppschiebers 15 ist ein Schlitz 17 angeordnet, in welchen der Mitnehmerzapfen i8 eines Schalthebels i9 hineinragt. Gleichzeitig durchsetzt der Zapfen 18 eine Bohrung in der Zwischenbüchse 16. Der Schalthebel i9 .ist über einen kurzen Lenker 2o am Gehäuse 13 angelenkt. Zwischen einem Flansch 2i der Zwischenbüchse 16 und einem Flansch 22 äm Ende des Kupplungsschaftes i¢ ist eine Feder 23 eingespannt, und -innerhalb dieser Feder 2-3 ist über den Schaft des Mitnehmers 15 eine weiter; Feder 24 geschoben, welche jedoch zunächst an der spannunghaltenden Verbindung zwischen dem Flansch der Zwischenbüchse 16 und dem Flansch 22 am Kupplungsschaft 14 nicht teilnimmt.
• Die Wirkungsweise,der geschilderten Anordnungen ist folgende: In der Stellung I des Schalthebels 19 nach Abb. 5 hat dessen Zapfen 18 den Mitnehmer 15 ganz nach links herausgezogen, und letztere hält auch die Kupplungshälfte 8b außer Eingriff.
• Bei einer Bewegung des Schalthebels i9 aus der Stellung I nach Abb. 5 in die Stellung II nach Abb. 6 bewegt der Zapfen 18 die Büchse 16 mit dem Flansch 21 nach rechts in das Gehäuse 13 hinein, und die sich stärker spannende Feder 23 drückt zunächst gegen den Flansch 22 am Kupplungsschaft 14 und verschiebt ,die Kupplungshälfte 8b so weit nach rechts, bis letztere nach erfolgter Synchronisierung durch die Wirkung der abgeschrägten Stirnflanken 9 mit der Kupplungshälfte 8a in Eingriff gelängt. In dieser Stellung übt die Feder 24 noch keinerlei Einfluß aus, und es lastet auf der Kupplungshälfte 8b nur der Druck der Feder 23. Dieser Druck ist wohl genügend kräftig, um einen gewissen Eingriff der beiden Kupplungshälften zu sichern, aber nicht kräftig genug, um ein Lösen der Kupplung auf die oben geschilderte `leise zu verhindern, sobald der zugehörige Motor in seiner Leistung z. B. infolgeZündungsaussetzungen, Brennstoffmangel od. dgl. gegenüber den anderen Motoren nachläßt. Sind mehrere Motoren zu überwachen und merkt man, daß die Gesamtleistung des Antriebes nachläßt, so braucht man nur die Kupplungen sämtlicher Motoren auf diese erste Federstufe einzustellen, und an demjenigen Motor, an welch,.m die Kupplung ausspringt, ist die Störung zu suchen. Gegebenenfalls kann die Kupplung mit einer geeigneten Fernanzeigevorrichtung versehen sein, welche dem Beobachter sofort meldet, welche Kupplung ausgerückt ist.
• Stellt man :den Schalthebel i9 in die Stellung III nach Abb. 7 um, so wandert zunächst die Zwischen-Büchse 16 weiter nach rechts, und es erhöht sich die Spannung der Feder 23. Gleichzeitig drückt der Flansch 2i der Zwischenbüchse auch auf die Feder 24, und diese belastet den Schaft 14 der Kapplungshälft: 8b ebenfalls. Der Druck der beiden Federn ist nunmehr so stark, daß die Kupplung erst dann auszurücken vermag, wenn der Motor 2 völlig aussetzt, z. B. mit einem Ruck stehenbleibt. Die übrigen Motoren können .ungehindert weiterlaufen, und der Antrieb !der mittleren Welle 6 bleibt aufrechterhalten.
• Die Einstellung der Schalthebel i9 für die Kupplungen erfolgt zweckmäßig vom Führerstand aus durch ein Gestänge 25 (Abb. 2). Die Anzahl der gemeinschaftlich antreibenden Motoren ist im Rahmen d,er Erfindung beliebig; ebenso ihre Bauart und Betriebsweise. An Stelle der Federkraft kann auch eine regelbare elektrische, hydraulische oder pneumatische Kraft treten, indem man z. B. an Stelle der Klauenk:upplung eine Flüssigkeitskupplung, eine elektromagnetische Kupplung od.,dgl. anordnet. Gegebenenfalls kann diese Kupplungskraft auch stufenlos geregelt werden. Die Abschrägung der Stirnflanken 9 ist nicht unbedingt notwendig. Auch können die Seitenflanken io zu den Seitenflanken i i parallel, also ebenfalls schräg zur Drehachse der Kupplung verlaufen. Gegebenenfalls können die Schaltvorrichtungen für die einzelnen Kupplungen automatisch in Abhängigkeit von einer beliebigen Funktion der antreibenden Motoren oder der angetriebenen Vorrichtungen betätigt werden, z. B. derart, daß dann, wenn die Drehzahl infolge einer zunächst unbekannten Störung an einem Antriebsmotor sinkt, die betreffende zugehörige Kupplung oder alle Kupplungen auf die niedrige Kupplungskraftstufe umgeschaltet werden, und umgekehrt. Im Rahmen der Erfindung kann die Luftschraubenwelle 6 auch zum Antrieb von Luftschrauben auf der anderen Seite 4:s Motorblockes oder zum Antrieb von mit anzutreibenden Zubehöreinrichtungen verwendet werden. Ein solches Ausführungsbeispiel zeigen Abb. 8 und 9.
• Es ist dort die Welle 6 nach rückwärts verlängert, und zwar liegt das Wellentrum 6a zwischen den beiden Motoren i und 2 parallel zu deren Kurbelwellen. Am Ende dieses Wellentrumes sitzt, dem Rad 5 gegenüber, ein zweites Rad 26, welches mit den Zahnrädern 27 für den Antrieb von dort angeordneten Kühlwasserpumpen 28 im Eingriff steht. Weiterhin treibt das Rad 26 z. B. zwei Förderpumpen 29 und eine Lichtmaschine 3o an. Hinter -dem Rad 26 sitzt außerdem noch der Läufer für ein beiden Motoren i und 2 gemeinschaftliches Kühlgebläse 31. Die Erfindung eignet sich auch für Triebwagen- oder Omnibusantriebe und für Wasserfahrzeuge.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Mehrmotoriger Antrieb einer gemeinsamen Welle, insbesondere für Luftschrauben, mit je Motor angeordneter, bei einem bestimmten Leistungsabfall selbsttätig ansprechender AbschaItvorrichtung für den betreffenden Motor, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Kupplung des Motors einwirkende Schaltvorrichtung in mehreren Stellungen oder Stufen nach Belieben einstellbar ist derart, daß sie die miteinander zu kuppelnden Teile der Kupplung in den verschiedensten Stellungen der Schaltvorrichtung verschieden stark gegeneinanderdrückt.
2. 2. Mehrmotorenantrieb nach Anspruch i, gekennzeichnet durch je eine Überholungskupplung (7a, 7b; 8a, 8b) zwischen jedem Motor (i, 2) und dem Getriebe (3, 4, 5) für -den gemeinschaftlichen Antrieb mit einem die Kupplungskraft veränderndem Stellwerk.
3. 3. Mehrmotorenantrieb nach den Ansprüchen i und 2, gekennzeichnet durch Klauenkupplungen (7a, 7b; 8a, 8b) als Überholungskupplungen mit Kupplungsfedern (23, 24), deren Spannung während des Betriebes verändert werden kann und deren Klauenzahnseitenflanken (ii) in .an sich bekannter Weise derart ausgebildet sind, daß die Kupplun gshälften sich voneinander lösen, sobald die angetriebenen Kupplungs hälften (7b, 8b) schneller umlaufen als die treibenden (7a, 8a) .
4. 4. Mehrmotorenantrieb nach den Ansprüchen i bis 3"dadurch gekennzeichnet, daß in den Kupplungen Federn (23, 24) verschiedener Länge vorzugsweise konzentrisch ineinander angeordnet sind, welche beim Einrücken bzw. Ausrücken der Kupplungen nacheinander in oder außer Wirksamkeit kommen.
5. 5. Mehrmotorenantrieb nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Ausrückvorrichtungen der Kupplungen mit,den zugehörigen Einstellvorrichtungen für deren Betriebsstufen derart zwangsläufig verbunden sind, .daß beim Einrücken ider Bedienungshebel zunächst ein Einkuppeln stattfindet, dann die unteren und hernach .die oberen Betriebsstufen wirksam werden, und umgekehrt.
6. 6. Mehrmotorenantrieb nach den Ansprüchen i bis 5, mit einem in Abhängigkeit von einer beliebigen Funktion (insbesondere Drehzahl) der Antriebsmotoren (1, 29) oder der angetriebenen Vorrichtungen (6) betätigtes automatisches Stellwerk, gekennzeichnet durch eine solche Einstellung .des Stellwerkes, daß dieses beim unerwünschten Drehzahlabfall, z. B. der Luftschraubenwelle (6), oder einer sonstigen Störung, alle Kupplungen auf die unterste Betriebsstufe umstellt.
7. 7. Mehrmotorenantrieb nach den Ansprüchen i bis 6, da-durch gekennzeichnet, daß der mit anzutreibende Motorzubehör (27, 29, 30) von dem gemeinschaftlichen Antrieb bzw. von der Luftschraubenwelle (6a) aus angetrieben wird. B. Mehrmotorenantrieb nach,den Ansprüchen i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungen z. B. an der Frontseite .der Motoren (1, 2) zusammein mit dem Getriebe (3, 4, 5) für den gemeinschaftlichen Antrieb-der Luftschraubenwelle (6) in einem dort vorgesehenen Gehäuse (13) untergebracht sind und von einzelnen Stellhebeln (i9) bedient werden, indem z. B. an den Stellhebeln vorgesehene Mitnehmerzapfen (18) in die Bohrungen von die Kupplungsfedern (23,:24) belastenden Verschiebemuffen (16, 21) und die Schlitze (17) von die beweglichen Kupplungshälften (7 b, 8b) steuernden Schleppschiebern (15) eingreifen, wobei der Federdruck die Kupplungen jeweils einrückt, während das Ausrücken der Kupplungen in der Weise erfolgt, daß .die Mitnehmerzapfen an den Stellhebeln in den Schlitzfühnungen angreifen und die beweglichen Kupplungshälften herausziehen. g. Mehrmotorenantrieb nach den Ansprüchen i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Kupplungshälften (7 b, 8b) innerhalb der Naben der jeweils zum gleichen Motorgehörigen Antriebsräder (3, 4) für den gemeinschaftlichen Antrieb (5) axial beweglich gelagert sind. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 604 045; britische Patentschrift Nr. 116149; französische Patentschriften Nr. 514946, 525 384; USA.-Patentschrift Nr. 1456 oo8.