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Vorrichtung zur selbsttätigen Verstellung der Zündvoreilung für Zünddynamos
Die Erfindung bezwecktleine Verbesserung der Vorrichtungen zur selbsttätigen Verstel-'-.
Jung der Zündvoreilung für Zünddynarnos von Explosionsmotoren, insbesondere' für
Zünddynamos -von schnell laufenden Motoren mit großer. Zylinderzahl, besonders von
Luftfahrzeuginotoren.
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Es sind bereits derartige Vorrichtungen bekannt, welche mit einer
von -der Drehgeschwindigkeit abhängigen Veränderung der Winkelstellung derZünddynamogegenüber
derMotor-. kurbelwelle arbeiten wid hierfür zwei symmetrische Fliehgewichte besitzen,
die auf mit den Enden in zwei parallele Lagerschildflansche eingesetzten Achsen
schwenkbar sind, wobei jedes Fliehgewicht mit den Zähnen eines gemeinsainen Zahnrades
in Eingriff stehende Zähne trägt und wobei Lagerschildflansche und Zahnrad gegeneinander
zentriert sind.
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Die große Zylinderzahl und äie hohe Drehgeschwindigkeit der modernen
Motoren bewirken, daß 'Üie Zünddynamo. ätißerst schnell umlaufen muß (7ooo bis 8oooUmdrehungen
in der Minute), so daß die erwähnte Vorrichtung erheblichen Fliehkraftbeanspruchungen
unterworfen ist. Es ist daher notwendig,- sie äußerst kräftig und dabei sehr leicht
und mit gerifigern Platzbedarf auszubilden, da der an dem Motor zur Verfügung stehende
Platz im allgemeinen äußerst gering ist.
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Bei den bekannten Vorrichtungen arbeiten nun die Gelenkachsen der
Fliehgewichte. frei tragend, und zwar sowohl in radialer Richtung als auch in der
Umfangsrichtgiig, woraus sich die Notwendigkeit ergibt, d icke,
d. h. schwere und platzfüllende Lagerschildflansche zu verwenden. Trotz dieser,
Vorsichtsmaßnahme arbeiten aber diese Vorrichtungen häufig fehlerhaft, so daß Kle#hinien
auftritt.
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Erfindungsgemäß ist jeder dieser Lagerschildflansche mit einem axialen
hohlen Zapfen versehen, und diese Zapfen ruhen auf entsprechenden Lagerflächen,
welche mit dem Zahnrad ein Stück bilden und sich beiderseits von ihm erstrecken.
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Diese Anordnung vermeidet jedes radia'le Freitragen dieser Gelenkachsen
der Fliehgewichte.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann
der Zapfen auf der Motorseite in einen zur Kupplung mit dem Motor dienenden Teil
eintreten und ihm als Laggerfläche dienen, und es sind zwei voneinander unabhängige
axiale -Befestigungen vorhanden, und zwar die eine zur axialen Festlegung des auf
der Antriebswelle der Dynamo befestigten Zahnrades und die andere zur Festlegung
dieses Kupplungsteils, wobei diese letztere Befestigung aus einer sich auf ein Gewinde
dieses Zapfens schraubenden Mutter besteht.
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Außerdem sind die beiden Lagerschildflansche zur Verstärkung der Verbindung
gegen Verdrehung außer durch die Gelenkachsen der Fliehgewichte noch durch zusätzliche
Mittel, z. B. -durch Schrauben, aneinander befestigt, welche diese beiden Flänsche
verstreben und auf dem Umfang in von den Gewichten nicht bestrichenen Zonen verteilt
sind, wobei die Rückseite dieser Gewichte unter Umständen für den Vorbeigang dieser
Schrauben ausgespart sind.
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Infolgedessen ist das Freitragen der Gelenkachsen der Fliehgewichte
in der Umfangsrichtung vermieden.
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Auf der beiliegenden Zeichnung 'sind als Beispiele verschiedene Ausführungsabwandlungen
von erfindungsgemäßen Vorrichtungen dargestellt. Die Erfindung ist nicht auf die
dargestellten Ausführungsformen beschränkt.
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Abb. i ist ein Axialschnitt längs der Linie 14 der Abb. 2 einer,
Ausführungsform eines selbsttätigen Reglers der Zündvoreilung mit einigen der den
Gegenstand der Erfindung bildenden Verbesserungen.
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Abb. 2 ist eine- Aufsicht auf das Ende der Vorrichtung der Abb. i
bei abgenommenem Deckel.
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Abb. 3 ist eine der Abb. 2 ähnliche Ansicht einer Abwandlung.
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Abb. 4 und 5 sind der Abb. i ähnliche Ansichten von zwei anderen
Abwandlungen, wobei Abb. 5 ein Schnitt längs dgr Linie V-V der Abb.
6 ist.
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Abb. 6 ist eine der Abb. 2 ähnliche Ansicht der Abwandlung
der Abb. 5.
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Abb- 7 ist eine der Abb. 6 ähnliche Ansicht, welche
eine andere Abwandlung darstellt.
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Abb. 8 stellt eine Ausführungseinzelheit dar. In dem auf Abb.
i dargestellten Ausführungsbeispiel trägt die Antriebs-welle i der Dynamo eine Verzahnung
2, die nur einige zwei diametral einander gegenüberstehende Gruppen bildende Zähne
umfaßt, welche auf dieser Welle verkeilt sind. Beiderseits dieser Verzahnung
9- erstrecken sich Drehzapfen 3
und 4, welche sich an das konische
Ende der Welle r anpassen. Die Verzahnung 2 wird durch den Drehzapfen 4 axial an
Ort und Stelle gehalten, gegen dessen Ende sich eine sich auf eine mit Gewinde versehene
Verlängerung der Welle i schraubende Befestigungsmutter 5 legt. Außen auf
dem Drehzapfen 3 ruht die Nabe 6 einer mit einem Rand 8 versehenen
Scheibe 7, während der Drehzapfen 4 die Nabe 9 eines Deckels io trägt,
der sich mit einer Kerhenfügung auf dein Rand 8 aufpaßt. -An der Scheibe
7 sind zwei einander diametral gegenüberstehende Achsen ii angenietet, welche
beide mit ihrem Ende durch entsprechende Löcher des Deckels io treten. Schrauben
1:2, die sich gegen diesen Deckel legen und sich axial- in das Ende dieser Achsen
i i schrauben, verbinden die Scheibe 7 und den Deckel io miteinander, die
so ein die Verzahnung 2 einschließendes abgeschlossenes Gehäuse bilden. Auf diesen
Achsen ii sind zwei -leiche Fliehkraftmassen 23 13 frei beweglich, die sich
vbn den Achsen i i aus nach vorwärts erstrecken, wobei der Drehsinn durch den Pfeil
f angegeben ist. In der Nähe ihrer Gelenkachse besitzt jede Masse 13 eine
aus einigen Zähnen bestehende Verzahnung 14, welche mit einer der Zahngruppen der
Verzahnung:2 in Eingriff steht. jede Masse kann sich somit um ihre Gelenkachse zwischen
zwei ungleich weit von dem Mittelpunkt entfernten Anschlägen bewegen, welche durch
den glatten Teil der VerzahnUng 2 bzw. den Rand 8 gebildet werden. Schließlich
trägt der Drehzapfen4 noch ein Antriebsorgan 15, welches hier durch eine
in einen Schlitz eingreifende Platte gebildet wird.
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Die Arbeitsweise ist nun folgende: Wenn man den Motor in Gang setzt
und dieser das Gehäuse 7, 8, io mittels der Kupplung 15 anzutreiben beginnt,
bewirkt das Gegendrehmoment der Dynamo, daß die Massen 13 sich zum Mittelpunkt
hin bewegen und sich gegen den durch den glatten Teil der Verzahnung 2 gebildeten
Anschlag legen. Das Gehäuse ist dann in einer gewissen, dem Mindestwert der Zündvoreilung
entsprechenden Winkelstellung auf der Welle i festgestellt, und die Welle i wird
angetrieben. Sobald die auf 'jede Masse 13 wirkende Fliehkraft so groß wird, daß
ihr Moment in bezug auf die Gelen-kachse ii größer ist als das halbe Gegenmoment
der Dynamo an der Verzahnung 14, entfernen sich die Massen von der Mitte und legen
sich gegen den Rand 8.
Bei dieser Bewegung drehen die Zähne 14 die Verzahnung
2 und bewirken eine Winkelverstellung zwischen dem Gehäuse und der Welle i, wobei
dann die neue Stellung der Zündvoreilung für den normalen Betriebjentsp#icht.
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Das Ausführungsbeispiel der Abb. 3 ist dein Vorstehenden ähnlich,
jedoch arbeitet
ä,ußerdem jede Masse 13 mit einer 13lattfeder 16
zusammen, die zwischen die Masse und den Rand8a eingeschaltet ist und die Masse
zur Mitte zurücktreibt, Bei der dargestellten Ausführung ist die Feder 16 mittels
der Schrauben 17 an der Rückseite der Masse in der Nähe der Gelenkachse befestigt
und legt sich mit ihrem anderen Ende gegen den Rand. Es gibt so für jede Drehgeschwindigkeit
eine bestimmte Stellung der Massen,' für welche sich die gegeneinander gerichteten
Wirkungen der Fliehkraft und der Federkraft auf -jede Masse das Gleichgewicht halten.
In der Praxis ist die Rückseite der Masse 13 nach einer Kurve geformt, die durch
Versuche so bestimmt ist, daß zwischen der Fliehkraft und der.Federspannung ein
solches Verhältnis erhalten wird, daß jeder"Geschwindigkeit eine bestimmte WinVelverschiebung,
d. h. eine der günstigsten Zündvoreilungskurve des Motors entsprechende Zündvoreilung
entspricht. In diesem Beispiel ist die Feder 16 stufenförmig aus mehreren aufeinander
gelegten Blättern aufgebaut, welche nacheinander nach Maßgabe der Fliehkraftverschiebung
der Massen wirksam werden; die Feder kann aber auch durch ein einziges Blatt gebildet
werden. Ebenso kann die Breite des Blattes oder der Blätter veränderlich sein.
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Man bemerkt andererseits, daß die Masse der mit der Dynamo unmittelbar
verbundenen Teile sehr gering ist, da sie nur aus der des einzigen Stückes 2 besteht,
während alle anderen Teile unmittelbar mit dem Motor verbunden sind, so daß die
Trägheitswirkungen, welche die Regelung der Voreilung während der Beschleunigungen
beeinträchtigen, auf einen Kleinstwert beschränkt werden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Abb. 4 ist die mittlere Verzahnung
2b unmittelbar auf der Welle lb der Dynamo verkeilt, und die Massen 13
b sind an einer Scheibe 7b ge-
lenkig befestigt, welche auf einer an
einem Ende in einer Bohrung des Endes der Welle ib und andererseits in einem von
einem an dein Gehäuse der Dynamo befestigten Gehäuse 2o getragenen Kugellager ig
zentrierten Achse 18 verkeilt ist, wobei die Achse iS einen Teil 21 besitzt, der
aus dem Gehäuse heraustrift und zur Aufnahme eines Teiles 22 Zur KUPP-lung mit der
von dem Motor kommenden Welle dient.
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Bei der Abwandlung der Ausführung der Abb. 5 ist die Vorrichtung
in ähnlicher Weise wie die der Abb. i gebildet, die die Scheibe 7
und den
Deckel io'vereinigenden Schrauben 12c sind aber nicht mehr an dem Ende der Achsen
iic angeordnet, sondern beiderseits der Gelenkachse einer jeden Masse in einer von
dieser Masse bei ihren Verschiebungen nicht bestrichenen Zone, wobei die Rückseite
der Mas'se einen hierfür vorgesehenen -Ausschnitt in der Nähe der Gelenkachse besitzt.
Man verfügt so über vier Befestigungsschranben zur Vereinigung der Teile'
7 -und io. Außerdem sind diese Schrauben paarweise zu der durch die Gelenkachsen
der beiden Massen gehende Ebene symmetrisch, wodurch es möglich wird, diese Massen
ohne Änderung der verschiedenen Teile in-umgekehrtem Sinn anzubringen, wenn die
Vorrichtung sich gegen den Sinn des Pfeiles f drehen soll. Die Gelenkachsen
sind andererseits nicht an die Scheibe 7 angenietet, sondern nur-unter Druck
in diese eingesetzt. Schließlich- ist der von der Nabe 9 getragene Kupplungsteil
15 c hier in axialer Richtung, durch eine Mutter 23
gehalten, die auf
ein an dem Ende dieser Nabe angebrachtes Gewinde geschraubt ist.
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Es sei bemerkt, daß bei dieser Ausführung, ebenso wie bei der auf
Abb. i da-r-gestellten, die Gesamtanordnung dei selbsttätigen Verstellvorrichtung
einen vollständig selbständigen Teil bildet, der in jede bestehende Verbindung
zwischen Motor und Dynamo ohne irgendwelche Veränderung der vorhandenen Teile eingeschaltet
werden kann. -
Bei der Ausführungsform der Abb. 7 hat man in der nicht
von den Massen bestrichenen Zone zwei weitere Befestigungsachsen Ild angeordnet,.
um die Verbindung der Scheibe 7
und des Deckels io gegen Verdrehung zu verstärken
und um die Massen umdrehen zu können, wenn die Vorrichtung im Gegensinne des Pfeiles
f umlaufen soll, wobei die Achsen ild. und die Befestigungsschraubei#.-i2d
symmetrisch zu der Winkelhalbierenden des von den beiden durch diametral gegenüberliegende
Gelenkachsen iid gehenden Ebenen begrenzten Raumes angeordnet sind.
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Abb. 8 stellt eine andere Art der Verstärkung der Verbindung
zwischen der Scheibe und dem Deckel gegen Verdrehung dar. Bei diesem Beispiel besitzt
der Umfang der Kerbenfügung des Deckels io einige Kerben 24, in welche Klauen
2-5 eingreifen, welche in dem Rand 8 der Scheibe ausgeschnitten und
leicht nach der Mitte zu umgebogen sind.
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Es ist wohlverstanden, daß die Erfindung keineswegs auf die beschriebenen
oder dargestellten, nur -als Beispiel angegebenen Ausführungseinzelheiten beschränkt
ist. So können insbesondere die das Gehäuse bildenden Teile, d. h. die Scheibe
und der Deckel, miteinander durch irgendein anderes Mittel verbunden sein, insbesondere
mittels durch äußere Flansche dieser beiden Teile gehender Bolzen. Außerdem kann
jede Masse. aus einem Stück bestehen oder aus mehreren übereinandergelegten Platten
zusammengesetzt sein. In diesem letzteren Falle können diese verschiedenen Platten
miteinander vernietet
oder auch einzeln auf ihrer gemeinsamen Gelenkachse
frei beweglich und nicht miteinander verbunden sein, dann sind sie aber untereinander
gleich und üben gleiche Wirkungen aus.