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Schwungradanlasser, insbesondere für Verbrennungskraftmaschinen von
Flugzeugen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Schwungradanlasser, insbesondere
für Verbrennungskraftmaschinen von Flugzeugen.
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Es sind bereits Anlaßvorrichtungen für Verbrennungskraftmaschinen
bekannt geworden, bei denen die Verbindung des Schwungrades mit der Kurbelwelle
des anzulassenden Motors durch eine mechanische Schaltung gelöst und das Schwungrad
gleichzeitig mit einer Riemenscheibe gekuppelt wird, die mit einem Anlaßelektromotor
in Verbindung steht, wobei durch dieselbe Bewegung, durch die das Schwungrad entkuppelt
und mit der Riemenscheibe verbunden wird, auch der Stromkreis für den Anlaßmotor
geschlossen wird. Bei diesen mechanischen Anlassern besteht die Gefahr, daß nach
einer gewissen Zeit in den Gelenken Spiel auftritt und daß infolgedessen die Ein-
und Ausschaltung der einzelnen Teile nicht mehr ordnungsgemäß vor sich geht, wodurch
Störungen im Betrieb auftreten können. Es sind ferner Anlaßvorrichtungen bekannt,
bei denen durch einen sogenannten Stufenschalter zuerst das Antriebsritzel eingerückt
und dann der Anlaßmotor eingeschaltet wird, um Beschädigungen des Ritzels beim Einrücken
zu verhindern.
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Die Erfindung besteht nun darin, daß das Anlassen des Anlaßmotors
eines Schwungradanlassers, bei dem das Anlaßschwungrad auf die Welle des Anlaßmotors
aufgekeilt ist und einen Teil einer im allgemeinen eingekuppelten Kupplung bildet,
nach vorheriger Ausschaltung der Anlaßkupplung auf rein elektrischem Wege durch
einen an sich bekannten Stufenschalter erfolgt, der zwei Kontaktschlüsse besitzt,
von denen der erstere bei Beginn der Schaltung den Stromkreis eines elektromagnetischen
Relais zur Betätigung der Anlaßkupplung und der zweite bei Weiterschaltung den Stromkreis
der Erregerwicklung des Anlaßmotors schließt, worauf nach Loslassen des Stufenschalters
die Abschaltung selbsttätig in umgekehrter Reihenfolge vor sich geht. Ein derartiger
Schwungradanlasser kann im besonderen bei Flugzeugmotoren Anwendung finden, da es
hier im allgemeinen nicht möglich ist, ohne weiteres an die Motoren heranzugelangen,
um sie mit Hilfe einer mechanischen Schaltung anzulassen. In diesen Fällen ist es
nötig, das Anlassen der Motore sicher und zuverlässig vom Führersitz mit Hilfe einer
rein elektrischen Fernschaltung vorzunehmen, was durch einen hier beschriebenen
Schwungradanlasser geschehen kann.
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Auf der Zeichnung ist ein axialer Schnitt durch einen gemäß der Erfindung
hergestellten Anlasser dargestellt, wobei einige Teile in Ansicht gezeichnet sind.
Der Anlasser
besteht aus einem Gehäuse, dessen innerer Teil i durch
Bolzen 2 an einem Teil des Motorgehäuses befestigt ist und dessen äußerer Tei13
durch Schraubenbolzen, von denen einer bei 4 abgebildet ist, an dem Teil i. gehalten
wird. In dem Gehäuseteil 3 ist ein Schwungrad 5 drehbar befestigt, das durch weiter
unten beschriebene Mittel mit einem angetriebenen Element 6 verbunden ist, das sich
im allgemeinen außer Eingriff befindet, jedoch zum Antrieb in ein Glied 7 eingerückt
werden kann. Dieses Glied 7 kann ein Zahnkranz oder ein ähnliches mit Zähnen versehenes
Glied sein, das mit der Kurbelwelle der anzulassenden Maschine verbunden ist. .
Es sind Mittel vorgesehen, die das Schwungrad 5 mit großer Geschwindigkeit drehen,
damit in ihm genügend kinetische Energie aufgespeichert wird, die dann später beim
Anlassen ausgenutzt wird. In dem Beispiel bestehen diese Mittel aus einem mit 8
bezeichneten Elektromotor, der in dem äußeren engeren Teil des Gehäuses 3 untergebracht
ist. Durch den Motor 8 hindurch erstreckt sich eine Antriebswelle 9, die im Gehäuse
3, z. B. auf Kugellagern i o und i i läuft und das Schwungrad 5 trägt, das durch
irgendwelche geeigneten Mittel auf der Welle befestigt ist. Im vorliegenden Fall
ist das Schwungrad fest auf die Welle 9 aufgekeilt, es kann aber auch durch irgendwelche
anderen Mittel, z. B. durch eine Kupplung, mit der Welle verbunden werden.
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Zur Regelung der Antriebsbeziehungen zwischen dem angetriebenen Glied
6 und dem Schwungrad 5 sind neue Mittel vorgesehen. In dem Ausführungsbeispiel der
Erfindung bestehen diese Mittel aus einer Konuskupplung ia; die eine Nabe 13 besitzt,
die innen mit einem Gewinde 14 versehen ist, das mit einem ähnlichen Gewinde i 4a
auf der Buchse i 5 zusammenwirkt. Die Buchse 15 wird auf dem einen Ende der Welle
9 durch mit Flanschen versehene Lagerschalen 16 und 17 und durch Längskugellager
18 gehalten. Aus dieser Konstruktion geht hervor, daß die Büchse 15 mit der Welle
9 nur verbunden ist, wenn die Kupplung 17 in das Schwungrad 5 eingerückt
ist.
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Um die Bewegung von der Buchse auf das angetriebene Glied zu übertragen,
wenn die Kupplung in das Schwungrad eingerückt ist, ist die Buchse mit einem Antriebszahnrad
i9 verbunden, das das Sonnenrad eines Planetengetriebes bildet und in drei. Planetenräder
2o eingreift, von denen eins im Schnitt zu sehen ist, und die unter einem Winkel
von i2o° gegeneinander versetzt um das Ende eines ringförmigen Gliedes zi herum
angebracht sind. Das Glied zi besitzt Bohrungen 22, die zur Aufnahme der Buchsen
23 dienen, auf denen mittels Kugellager 24, die durch Ringe 25 festgehalten werden,
die Planetenräder befestigt sind.
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Die Planetenräder greifen in einen inneren Zahnkranz 26 ein, der durch
Schrauben, von denen eine bei 26a abgebildet ist, in dem größeren Teil des Gehäuses
i festgehalten wird.
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Im Gehäuse i ist auf Rollenlagern 28 und 29 eine angetriebene Welle
27 gelagert. Das äußere Ende dieser Welle trägt eine Mutter 3o, die mit einer Schulter
31 zusammen das Glied 21 und den Innenring des Kugellagers 28 auf der Welle festhält.
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Um die Drehung der Welle 27 auf das angetriebene Glied oder das Zahnrad
6 zu übertragen, ist ein Antriebsring 32 vorgesehen, der durch Schrauben 32a auf
der Welle 27 befestigt ist und sich mit dieser zusammen dreht. Der angetriebene
Ring 33 besteht mit einer mit Gewinde versehenen Buchse 34 zusammen aus einem Stück
und sitzt lose auf der Welle. Diese Buchse 34 trägt ein Zahnrad 6, das innen ein
Gewinde besitzt, das mit dem Gewinde der Buchse 34 zusammenwirkt. Auf der Außenseite
ist für einen weiter unten beschriebenen Zweck das Glied 6 bei 6a ausgeschnitten.
Auf das Ende der Buchse ist ein Anschlag 35 fest aufgesetzt, durch den die Längsbewegung
des Zahnrades 6 begrenzt wird. Zwischen dem Antriebs- und dem angetriebenen Ring
32 und 33 sind Mittel vorgesehen, die die Drehung federnd übertragen. Im Beispiel
bestehen diese Mittel aus einer Spiralfeder 36, die die Welle 27 umgibt und mit
ihren beiden Enden an den obenerwähnten Ringen befestigt ist.
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Zur Regelung der- Arbeitsweise des Anlassers sind neue Mittel vorgesehen,
durch die die Kupplung 12 und die mit ihr verbundenen Elemente vom Schwungrad getrennt
werden, bis dieses die gewünschte Geschwindigkeit erreicht hat, bei der genügend
Energie für das Anlassen aufgespeichert ist. Im vorliegenden Fall bestehen diese
Mittel aus einem von Hand betätigten Schalter 37, der die Zuführung von elektrischem
Strom zum Motor 8 und die Bewegung der Kupplung 12 regelt.
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Der Schalter 37 besteht aus einem Gehäuse 38, das. einen von Hand
bewegten Kolben 39 trägt; Gehäuse und Kolben sind dabei aus irgendeinem geeigneten
Isolationsmaterial. Auf dem Kolben sitzen zwei Kupferbuchsen 40 und 41, die zu einem
weiter unten näher beschriebenen Zweck die Verbindung zwischen den Schleifkontaktgliedern
42, 43 und 44, 45 herstellen. Diese Buchsen sind auf der Kolbenstange 39 so angeordnet,
daß, wenn diese nach innen geschoben wird, der Stromkreis über die Kontakte 42,
43 eher geschlossen wird als der über die Kontakte
.14. 45. Die
I-Zolbenstange wird im allgemeinen durch eine Feder 46 in der dargestellten Stellung
gehalten, in der beide Stromkreise geöffnet sind.
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Der elektrische Stromkreis, der mit Hilfe der Buchse 40- geschlossen
wird, regelt das Arbeitsverhältnis der Kupplung 12 zum Schwungrad 5. Zu diesem Zweck
ist eine Spule 47 mit einer nicht gezeichneten Kraftquelle und mit den Kontakten
42 und 43 in Reihe geschaltet. In der Spule liegt ein beweglicher Kern 48, der den
Hebel 49 bewegt. Dieser Hebel 49 ist mit einer Welle 5o. die durch den Gehäuseteil
3 hindurchgeht, verbunden und mit einer Klaue 51 versehen, die auf irgendeine geeignete
Weise mit der Welle 5o verbunden ist und in eine ringförmige Nut 52 der Nabe 13
eingreift. Infolge dieser Konstruktion und infolge des Gewindetriebes 14, 14a wird
bei einer Bewegung des Hebels 49 nach links die Kupplung 12 aus dem Schwungrad 5
ausgekuppelt. Im allgemeinen jedoch wird die Kupplung 1 2 z. B. durch eine Feder
53 mit dem Schwungrad in Eingriff gehalten.
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Der elektrische Antriebsstrom des Motors 8 wird durch einen Schalter
54 geregelt, dessen Kontakte die Verbindung zwischen einer nicht gezeichneten elektrischen
Energiequelle und den Polklemmen des Motors, von denen eine bei 55 abgebildet ist,
herstellen. Die Tätigkeit des Schalters 54 wird durch die Buchse 41 geregelt, die
den Stromkreis von der nicht gezeichneten Energiequelle über die Wicklung des Schalters
54 schließt.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Zuerst wird durch einen leichten Druck
auf den Kolben 38 mittels der Buchse 4o der Stromkreis zur Spule 47 geschlossen,
wodurch der Kern 48 nach links bewegt, mit Hilfe des Hebels 49 die Welle 5o gedreht
und die Kupplung 12 infolge der Kraft, die über die Klaue 51 und die Nut 52 auf
die Nabe des Schwungrades übertragen wird, aus dem Schwungrad 5 ausgerückt wird.
Die Steigung des Gewindetriebes 14, 14a ist derart. daß diese Kraft eine kombinierte
Dreh- und Längsbewegung der Kupplung verursacht.
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Nachdem die Kupplung auf diese Weise ausgerückt worden ist, schließt
ein weiterer Druck auf den Kolben 39 den Stromkreis über die Kontakte 44 und 45,
wodurch der Schalter 5.;. Strom erhält und dieser wiederum den Motor 8 einschaltet.
Auf diese Weise wird das Schwungrad 5 angetrieben und speichert so viel kinetische
Energie auf, als zu dem darauffolgenden Anlassen der Maschine nötig ist. Es ist
zu bemerken, daß, solange Energie im Schwungrad aufgespeichert wird, der Kolben
39 vollkommen hineingedrückt wird. Sobald genügend Energie in dem Schwungrad aufgespeichert
ist, wird der Druck auf dem Kolben 39 verringert, und die Feder 46 drückt ihn in
seine Normalstellung zurück. Hierbei ist zu beachten, daß, wenn der Kolben in seine
Normalstellung zurückkehrt, der Stromkreis über die Kontakte .14 und 45 eher ausgeschaltet
wird als derjenige über die Kontakte 42 und 43. Auf diese Weise ist der Elektromotor
8 abgeschaltet, bevor die Kupplung in das Schwungrad eingreift.
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Nachdem der Stromkreis zur Spule 47 geöffnet worden ist, bewegt die
Feder 53 die Welle 5o, wodurch die Kupplung in das sich drehende Schwungrad 5 eingreift.
Die Drehung der Kupplung 12 wird auf die Buchse 15 und das Antriebszahnrad 19 übertragen,
das wiederum die Planetenräder 2o antreibt. Diese Planetenräder wirken mit einem
feststehenden Zahnkranz 26 zusammen und drehen das Glied 21, das seinerseits die
Welle 27 antreibt. Der Antriebsring 32, der mit der Welle 27 verbunden ist, treibt
über eine die Drehung federnd übertragende Feder 36 den angetriebenen Ring 33 und
die mit Gewinde versehene Buchse 34 an. Die Drehung der Buchse 34 bewegt das angetriebene
Zahnrad 6 in Längsrichtung und läßt es in das Maschinenglied 7 einrücken. Diese
Längsbewegung wird einerseits dadurch verursacht, daß das Glied 6 .infolge des weggeschnittenen
Teiles 6- nicht ausbalanciert ist, und anderseits dadurch, daß das Zahnrad
6 mit der Buchse durch einen Gewindetrieb verbunden ist. Das Zahnrad 6 bewegt sich
ohne wesentliche Drehung axial nach außen, bis es an dem Anschlag 3 5 anliegt, worauf
das Zahnrad sich mit der Buchse zusammen dreht. Auf diese Weise wird die im Schwungrad
aufgespeicherte Energie auf das Glied 7 der anzulassenden Maschine übertragen.
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Die Steigung des Gewindetriebes 14, 14a ist derart, daß, wenn das
Zahnrad 6 in das Maschinenglied 7 eingreift, der Widerstand, der dem Anlaßvorgang
durch das letztere Glied entgegengesetzt wird, die Reibung zwischen der Kupplung
12 und dem Schwungrad 5 automatisch steigert. Sobald die Maschine mit eigener Kraft
läuft, wird das Zahnrad 6 selbsttätig aus dem Glied 7 ausgerückt, und zwar infolge
des Gewindes zwischen dem Zahnrad und der Buchse.
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Der vorliegende Schwungkraftanlasser ist besonders zum Anlassen von
Verbrennungskraftmaschinen geeignet, die über einen Zahnkranz oder ein anderes geeignetes
gezahntes Glied angelassen werden. Dadurch, daß eine Kupplung vorgesehen ist, die
während der Kraftaufspeicherung im Schwungrad von diesem getrennt ist und die eine
augenblickliche Verbindung zwischen dem sich drehenden
Schwungrad
und dem angetriebenen Glied gestattet, wird, wenn das letztere in das Maschinenglied
eingreift, das angetriebene Glied mit einem sich drehenden Schwungrad verbunden,
das eine große Anlaßenergie in sich aufgespeichert hat. Der Gewindetrieb zwischen
der Buchse und dem nicht ausbalancierten angetriebenen Glied zusammen mit der Kupplung
ermöglicht es, das angetriebene Glied mit dem mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden
Schwungrad zu verbinden und gleichzeitig eine schnelle und wirksame Verbindung mit
dem Maschinenglied herzustellen, wobei jegliches Klirren der Zähne oder ein anderes
unerwünschtes Geräusch vermieden wird. Da die Anlaßelemente während der Kraftaufspeicherung
im Schwungrad von diesem getrennt sind, kann ein kleiner Elektromotor verwandt werden.
Das angetriebene Glied ist durch eine die Drehbewegung federnd übertragende Feder
mit dem Schwungrad verbunden, wobei diese Feder die Stöße aufnimmt, die beim Ein-
oder Ausrücken des in die Maschine eingreifenden Gliedes und des Maschinengliedes
auftreten und die sonst eine Beschädigung der Anlaßvorrichtung verursachen könnten.
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Während im obigen eine besondere Anlasserkonstruktion beschrieben
worden ist, ist es selbstverständlich, daß sieh die Erfindung nicht auf dieses eine
Beispiel beschränkt. Es können im Rahmen der Erfindung die verschiedensten Änderungen
an der Konstruktion der Einzelteile der Vorrichtung und ihrer Anordnung zueinander
vorgenommen werden.