DE913244C

DE913244C - Method for monitoring the elastic mounting of aircraft engines and the like like

Info

Publication number: DE913244C
Application number: DED6707D
Authority: DE
Inventors: Bela Barenyi
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1937-06-25
Filing date: 1938-01-26
Publication date: 1954-06-10

Description

Verfahren zur Uberwachung der elastischen Lagerung von Flugmotoren u. dgl. Dne Erfindung betrifft ein Verfahren zur überwachung der elastischen Lagerungen von Flugmotoren u. dgl.Method for monitoring the elastic mounting of aircraft engines and the like. The invention relates to a method for monitoring the elastic mountings of aircraft engines and the like.

Die in immer größerem Umfang verwendete elastische Lagerung der Fahrzeug- und Flugmotoren bringt es mit sich, daß infolge des erheblichen Drehmomentes und der Zugkraft der Luftschraube der Motor seine Lagebeträchtlich verändern kann.The elastic mounting of the vehicle, which is being used to an ever greater extent and aircraft engines it brings with it that as a result of the considerable torque and the pulling force of the propeller, the motor can change its position considerably.

Begrenzt man die Nachgiebigkeit der Lagerung, indem man den Bewegungsbereich des Motors allzusehr einengt, so verringert man die Vorteile der elastischen Lagerung. Wenn man dagegen dem Motor zu viel Spielraum läßt, so besteht die Gefahr des überdehn,ens der Lagenelernente.You limit the compliance of the bearing by reducing the range of motion of the motor is too narrow, the advantages of the elastic mounting are reduced. If, on the other hand, you give the motor too much leeway, there is a risk of overstretching the layer element.

Die Erfindung geht von denn Gedanken aus, daß gleichzeitiges Anwachsen, der Druck- und Zugkräfte sowie unter Umständen der Drehzahl nicht schadet. Das Wesen der Erfindung besteht daher in dem Vergleich der Kräfte und der Dmehzahl zur Überwachung der elastischen Lagerungselemente, wobei das Messen des Drehmosnentes eines Motors auf Grund der Verformungen seiner elastischen Lagerung an sich bekannt ist. Dde Überwachung der elastischen Lager durch das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es dem Flug- oder Fahrzeugführer jederzeit, den Zustand der Lager festzustellen, damit nicht eine beginnende Zerstörung eines der elastischen Lager zur Zerstörung der ganzen Motoraufhängung führt.The invention is based on the idea that simultaneous growth, does not damage the compressive and tensile forces and, under certain circumstances, the speed. The essence the invention therefore consists in the comparison of the forces and the Mehzahl for monitoring the elastic mounting elements, measuring the torque of a motor is known per se due to the deformations of its elastic mounting. Dde Monitoring of the elastic bearings by the method according to the invention allowed the pilot or driver of the vehicle can determine the condition of the bearings at any time, so that there is no incipient destruction of one of the elastic bearings for destruction the whole engine suspension leads.

Bei der praktischen Anwendung des Verfahrens ergibt sich etwa folgendes.: Steigt während des Fluges das Instrument, das die Propellerzqgkraft mißt, in seinerAnzeige stark an, während das das Drehmoment messende Instrument nur unwesentlich veränderte W erteanzeigt,sokanndarausderSchlu:ß.gezogenwerden, daß derTeil derLagerungen, dervorzugsweisedie Propellerzugkräfte übernimmt, entweder unter dem Einfluß der vom Motor abgegebenen großen Wärmemengen weicher geworden ist oder daß diese Lager bei sehr starkem Ansteigen der Anzeige des M eßinstrumentes Beschädigungen erlitten haben. Das umgekehrte Bild ergibt sich bei Beschädigungen der Lager, die das Motordrehmoment aufzunehmen haben. Vergleicht man weiter die Anzeige der überwaehungsinstrum@ente für die elastischen Lager mit dem Drehzahlmesser des Motors, so läßt eine plötzliche Änderung der Ausschläge der überw achungsinstrumente für beide Beanspruchungsarten bei gleichbleibender Motordrehzahl den Schluß auf eine Beschädigung der Lager zu, da bei gleichbleibender Motordrehzahl und gleicher Gasdrosselstellung das von der Luftschraube aufgenommene Drehmoment und die von ihr abgegebene Zugkraft ebenfalls gleichbleiben.In the practical application of the procedure the following results: If the instrument that measures the propeller force increases in its display during the flight strongly, while the instrument measuring the torque changed only insignificantly This means that the conclusion that the part of the bearings which is preferably the Propeller pulling forces take over, either under the influence of the output from the engine large amounts of heat has become softer or that these bearings rise very sharply the display of the measuring instrument have suffered damage. The reverse picture results from damage to the bearings that have to absorb the engine torque. If one also compares the display of the monitoring instruments for the elastic Bearing with the tachometer of the engine, so lets a sudden change in the deflections the monitoring instruments for both types of stress with the same Motor speed leads to the conclusion that the bearings will be damaged, as if the motor speed remains the same Engine speed and the same throttle position that recorded by the propeller Torque and the pulling force it delivers also remain the same.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in eeiner Anwendung bei Flugzeugen beispielsweise veranschaulicht.In the drawing, the subject matter of the invention is in an application illustrated in aircraft, for example.

Fig. i und 2 bzw. 3 und ¢ zeigen schematisch die Lagerung eines Sternmotors im Längsschnitt und im Schnitt nach der Linie I1-II bzw. IV-IV, und zwar in Ruhe bzw. im Lauf; Fig.5 zeigt in einem Längsschnitt durch das Flugzeugeine Ausbildung der Einrichtung zur übernahme und Weiterleitung der Motorbewegungen mit getrennter Anzeige des Drehmomentes und des Propellerzuges; Fig.6 ist eine ähnliche Ausführung von besonders kurzer Baulänge, bei der Verdrehung und Zug gemeinsam abgenommen werden; Fig.7 und 8 zeigen in zwei Ansichten eine sehr einfache Einrichtung zur Beeinflussung der Anzeigevorrichtung; Fig. 9 'bis i i zeigen in Ansicht drei verschiedene Meßinstrum@ente.Fig. I and 2 or 3 and [show schematically the storage of a radial engine in longitudinal section and in section along the line I1-II and IV-IV, namely at rest or in the run; Fig. 5 shows an embodiment in a longitudinal section through the aircraft the device for taking over and forwarding the motor movements with separate Display of torque and propeller pull; Fig. 6 is a similar implementation of particularly short overall length, in which twisting and pulling are reduced together; 7 and 8 show in two views a very simple device for influencing the display device; 9 'to i i show a view of three different measuring instruments.

In :allen Figuren bedeutet i den Motor, 2 den Propeller, 3 einen vom Motor ausladenden Träger, 4 den Flugzeugkörper und S den Schwerpunkt des Motors. Im vorderen Ende des Flugzeugkörpers ist ein Auflager für ein Federsystem, bestehend aus fünf Schraubenfedern 5, vorgesehen (Fig. i bis 4), die am Mot&block befestigt sind. Ein ähnliches Auflager für ein gleichartiges Federsystem 6 befindet sich im Hals 7 des Querschotts 8 des Flugzeugrumpfes. Die Federn 6 sind ,am hinteren Ende des Trägers 3, der zur Stabilisierung der Motorlängsachse dient, befestigt. Unter der Wirkung des Propellerzuges verschiebt sich der Motor z. B. um das Maßa nach vorn. Infolge des Drehmomentes tritt gleichzeitig eine Verdrehung des Motors um einen Winkel in :einer der Drehrichtung des Propellers entgegengesetzten Richtung auf. Beide Lageränderungen werden zu den obenerwähnten Messungen herangezogen. Die Lagerung des Motors mittels Gummifedern 9, to (Fig. 5) .entspricht der Darstellung in Fig. i und 4. Dweseelastischen Lager bestehen vorteilhaft aus Gummiblöcken, die an Metallplatten anvulkanisiert sind, welche einerseits am Flugzeugkörper, andererseits am Motorblock bzw. am Träger 3 befestigt sind. An Stelle einzelner Blöcke kann auch ein geschlossener elastischer Ring treten.In: all figures i means the engine, 2 the propeller, 3 one of the Engine cantilever beam, 4 the aircraft body and S the center of gravity of the engine. In the front end of the aircraft body there is a support for a spring system from five coil springs 5, provided (Fig. i to 4), which are attached to the Mot & block are. A similar support for a similar spring system 6 is located in Neck 7 of the transverse bulkhead 8 of the aircraft fuselage. The springs 6 are at the rear end of the carrier 3, which serves to stabilize the longitudinal axis of the engine, attached. Under the effect of the propeller pull shifts the engine z. B. to measure after front. As a result of the torque, the motor rotates at the same time an angle in: a direction opposite to the direction of rotation of the propeller on. Both bearing changes are used for the measurements mentioned above. the Mounting of the motor by means of rubber springs 9, to (Fig. 5). Corresponds to the illustration in Fig. i and 4. Dweseelastic bearings are advantageously made of rubber blocks that are vulcanized to metal plates, which on the one hand on the aircraft body, on the other hand are attached to the engine block or to the carrier 3. Instead of individual blocks, kick a closed elastic ring.

Im Bereich des hinteren Lagers ist ein Blechgehäuse i i (Fig. 5) befestigt, das in seinem hin- teren Teil das Halslager für eine längs verschiebliche Welle 12 bildet, die mit dem Ende des Trägers 3 durch eine Welle 13 verbunden ist, an deren Enden Kardangelenke 14, 14' oder elastische Kupplungen eingeschaltet sind. Das Gehäuse i i umschließt ferner ein mit der Welle 12 durch einen Keil ad. dgl. verbundenes Zahnrad 15, das auf der Welle 12 längs verschiebbar angeordnet ist. In vom Gehäuse i i gebildeten Halslagern ist eine Nebenwelle 16 gelagert, auf der ein in das Zahnrad 15 eingreifendes Ritzel 17 angeordnet ist. Am hinteren Ende der Welle 12 ist ein Zugseil 18 befestigt, das aus dem Gehäuse heraus und zu einem Meßinstrument ig für den Propellerzug geführt ist. Eine ähnliche Verbindung, jedoch mit einer biegsamen Übertragungswelle 2o an Stelle eines Seiles führt vom hinteren Ende der Welle 16 zu einem Meßinstrument 21 für das Direhmoment des Motors. Die Anzeige des Propellerzuges und des Dxehmomen.tes erfolgt also gesondert. Die Art der Übertragung der Bewegungen 'und die Ausbildung von Meßinstrumenten werden weiter unten beschrieben.In the area of the rear bearing is a sheet metal housing ii (Fig. 5) mounted forming in its rear part, the neck bearing for a longitudinally displaceable shaft 12, which is connected to the end of the support 3 by a shaft 13, at the ends thereof Cardan joints 14, 14 'or elastic couplings are switched on. The housing ii also encloses a with the shaft 12 by a wedge ad. Like. Connected gear 15 which is arranged on the shaft 12 so as to be longitudinally displaceable. A secondary shaft 16, on which a pinion 17 engaging with the gear 15 is arranged, is mounted in neck bearings formed by the housing ii. At the rear end of the shaft 12, a pull rope 18 is attached, which is guided out of the housing and to a measuring instrument ig for the propeller pull. A similar connection, but with a flexible transmission shaft 2o instead of a rope, leads from the rear end of the shaft 16 to a measuring instrument 21 for the torque of the motor. The display of the propeller pull and the Dxehmomen.tes is therefore carried out separately. The type of transmission of the movements and the design of measuring instruments are described below.

Bei der Ausführungsform nach Fig.6 wird dadurch an Baulänge gespart, daß die Welle 13 samt den Gelenken 14, 14' in dem hohlen Träger 3 untergebracht ist, wodurch sie dicht an den Motor heranrückt. Dne Lagerung der anschließenden Welle 22 erfolgt meinem Halslager 23 in einem Querschott 24 ,des Flugzeugkörpers. Dias Querschott weist gleichzeitig den Sitz zur Lagerung der Gummifedern io des hinteren elastischen Lagers auf. Vom Ende der Welle 22 können Verdrehung und Verschiebung des Motors (Drehmoment und Propellerzug) gemeinsam abgenommen werden. Dies kann in sehr einfacher Weise durch einen am Ende der Welle 22 befestigten Hebel geschehen, aber nur, wie die Fig.7 und 8 zeigen, durch einen unmittelbar am hinteren Ende des Trägers 3 befestigten, am freien Ende :einen Kugelkopf 25 aufweisenden Arm 26. Am Kugelkopf greifen zwei Bowdenzüge 27, 28 an, von denen der eine durch eine am Fahrzeugkörper in der Längsrichtung desselben angeordnete Führung 29, der zweite durch eine im Fahrzeugkörper in der Querrichtung desselben angeordnete Führung 3o hindurch zum Meßinstrument führt. An diesem können die Anzeigen gemeinsam oder getrennt erfolgen. Die zu messende Längsverschiebung des Motors ist in Fig. 7 mit a, die Verdrehung in Fig. 8 mit a angedeutet. Dieser entspricht eine seitliche Lagenänderung des Kugelkopfes um den Wert a'.In the embodiment according to FIG. 6, this saves on overall length, that the shaft 13 together with the joints 14, 14 'are housed in the hollow carrier 3 which brings it close to the engine. Dne storage of the subsequent Shaft 22 takes place in my neck bearing 23 in a transverse bulkhead 24 of the aircraft body. The transverse bulkhead also has the seat for mounting the rubber springs rear elastic bearing on. From the end of the shaft 22 can twist and shift of the engine (torque and propeller pull) are removed together. This can done in a very simple way by a lever attached to the end of the shaft 22, but only, as shown in FIGS. 7 and 8, by an immediately at the rear end of the Support 3 attached, at the free end: a spherical head 25 having arm 26. Am Ball head engage two Bowden cables 27, 28, one of which by one on the vehicle body in the longitudinal direction of the same arranged guide 29, the second by an im Vehicle body in the transverse direction of the same arranged guide 3o through to Measuring instrument leads. The displays can be displayed together or separately on this. The longitudinal displacement of the Motor is shown in Fig. 7 with a, the rotation in Fig. 8 indicated by a. This corresponds to a lateral change in position of the ball head by the value a '.

Zur getrennten Anzeige der beiden Werte eignet sich .das Instrument nach Fig.9, das ein Gehäuse 31 und ein Zifferblatt 32 aufweist. Der Propellerzug ist mit Hilfe eines Zeigers 33 an einer Skala 34., das Drehmoment des Motors mittels eines Zeigers 35 an einer Skala 36 ablesbar. Der Flansch des Gehäuses hast Bohrungen 37 zur Befestigung am Instrumentenbrett.The instrument is suitable for displaying the two values separately according to FIG. 9, which has a housing 31 and a dial 32. The propeller train is with the help of a pointer 33 on a scale 34., the torque of the motor by means of a pointer 35 can be read on a scale 36. The flange of the housing has holes 37 for attachment to the instrument panel.

Fig. i o zeigt ein Instrument, das ebenfalls die getrennte Ablesung beider Werte gestattet, wobei überdies die Längsneigung des Flugzeuges ersichtlich gemacht ist und der tatsächliche Propellerzug unabhängig von der Längsneigung festgestellt werden kann. Dias Gehäuse trägt wieder ein Zifferblatt 38, das aber einen Schlitz 39 für einen Zeiger 4o aufweist, der über einer Teilung 41 spielt und das Direhmament anzeigt. Über dem Zifferblatt 38 ist ein drehbares Zifferblatt 42 angeordnet, das eine Zeigermarke 43 trägt, die an einer Teilung 44 die Längsneigung des Fahrzeuges anzeigt. Hierzu ist das Zifferblatt 42 mit einem Längsneigungsmesser bekannter Bauart verbunden. Ein unabhängig vom Zifferblatt 42 gelagerter Zeiger 45 zeigt an einer Teilung 46 dies Zifferblattes 42 den tatsächlichen Propellerzug an. Wenn nämlich der Zeiger 45 bei Horizontalflug einen bestimmten Wert des Propellerzuges angibt und hierauf eine Neigung des Flugzeuges eintritt, so müßte sich dies infolge der nunmehr auftreten=den Komponente des Motorgewichtes trotz gleichbleibendem Propellerzug in einer Erhöhung oder Verminderung der Anzeige auswirken. Dieser Fehler wird ,aber durch die infolge der Neigung erfolgende Verdrehung des Zifferblattes 42 ausgeglichen.Fig. I o shows an instrument that also has the separate reading both values are permitted, and the pitch of the aircraft can also be seen is made and the actual propeller pull is determined regardless of the pitch can be. The case again has a dial 38, but it has a slot 39 for a pointer 4o which plays over a division 41 and the direhmament indicates. A rotatable dial 42 is arranged above the dial 38, which a pointer mark 43 carries which at a division 44 the longitudinal inclination of the vehicle indicates. For this purpose, the dial 42 is of a known type with a longitudinal inclinometer tied together. A pointer 45, which is mounted independently of the dial 42, points to one Division 46 of this dial 42 indicates the actual propeller pull. If namely the pointer 45 indicates a certain value of the propeller pull during level flight and then the aircraft inclines, this should be due to the now occur = the component of the engine weight despite constant propeller pull result in an increase or decrease in the display. This bug will, however compensated for by the twisting of the dial 42 resulting from the inclination.

Mit dem Instrument nach Fig. i i kann eine getrennte Anzeige des Propellerzuges, der Drehzahl und des Drehmomentes erzielt werden. Im Gehäusedeckel 47 sind drei Ausschnitte vorgesehen, durch welche drei Trommeln mit Umfangsteilung teilweise sichtbar werden. Die Trommel 48 ist mit einem Drehzahlmesser, die Trommel 49 mit dem Propellerzugmesser und die Trommel 5o mit dem DTehmomentenmesser verbunden. Die Trommeln tragen je eine Strichmarke 51 'cris 53. Zwischen je zwei Trommeln ist auf :dem Deckel 47 eine Marke 54 angeordnet; diese liegen in der Mittelebene des Instrumentes. 55, 56 sind Kontrollampen, deren Stromkreis durch an dem elastisch ,gelagerten System oder an den Trommeln 49 bzw. 50 vorgesehene Kontakte geschlossen werden können.With the instrument according to Fig. Ii, a separate display of the propeller pull, the speed and the torque can be achieved. In the housing cover 47 three cutouts are provided, through which three drums with circumferential graduation are partially visible. The drum 48 is connected to a tachometer, the drum 49 with the propeller tension meter and the drum 5o with the torque meter. The drums each have a line mark 51 'cris 53. Between two drums each is on: the cover 47 a mark 54; these are in the middle plane of the instrument. 55, 56 are control lamps whose circuit can be closed by contacts provided on the elastic, mounted system or on the drums 49 and 50, respectively.

Es wird hier von dem Umstand Gebrauch gemacht, daß es für jeden Motor .eine bestimmte Drehzahl gibt, bei der er am wirtschaftlichsten arbeitet. Zu dieser Dxehzahl kann man das zugehörige Drehmoment ermitteln und zben:so den hierbei auftretenden Propellerzug. Das Instrument wird so justiert, daß die den ermittelten Werten entsprechenden Strichmarken 51 bis 53 in der Linie der Marke 54 stehen (Fig. i i). Jede von dieser Normalstellung abweichende Stellung der Marken 51 bis 53 gibt somit Aufschluß über Schäden am Motor, am Propelleroder der Lagerung. Zu große Abweichungen werden überdies durch Aufleuchten der Kantrolllampen 55, 56 aufgezeigt. Die Warnvorrichtungen können selbstverständlich auch akustische sein.Use is made here of the fact that it is available for every engine . gives a certain speed at which it works most economically. To this Dxehzahl you can determine the associated torque and zben: so the occurring here Propeller train. The instrument is adjusted so that the values correspond to the determined values Line marks 51 to 53 are in the line of mark 54 (Fig. I i). Each of these Normal position deviating position of the marks 51 to 53 thus provides information Damage to the engine, propeller or storage. Moreover, the deviations are too great indicated by the lighting of the roller lamps 55, 56. The warning devices can of course also be acoustic.

Die Anzeigen können auch anders kombiniert werden. So kann z. B. durch Kombination von Dzehzahl und Direhmvment die Leistung des Motors in PS angezeigt werden. Die Übertragung der Lagenänderung@en des Motors auf das Meßinstrument kann auch auf pneumatischem, hydraulischem oder elektrischem Wege vorgenommen werden.The displays can also be combined differently. So z. B. by Combination of Dzehzahl and Direhmvment the power of the engine in HP displayed will. The transfer of the changes in position of the motor to the measuring instrument can can also be carried out pneumatically, hydraulically or electrically.

Claims

Claim: method for monitoring the elastic mounting of aircraft engines and the like A clear comparison can be made, expediently with the help of the speed measurement. Cited publications German Patent No. 627 700; British Patent No. 292 276.