ПУСКОВОЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО ГОРЕНИЯ Советский патент 1928 года по МПК F02N5/00 

Предлагаемое пусковое приспособление для двигателей внутреннего горения, предназначаемое преимущественно для двигателей летательных машин, снабжено перемещающейся по оси сцепной частью, действующей от ручного и механического привода.

Приспособление снабжено маховиком, приводящимся в движение либо от двигателя пускового устройства, либо от ручного привода этого последнего, и накопляющим при своем движении энергию, которая затем используется для пуска в ход главного двигателя. Пусковой двигатель автоматически выводится из действия при пользовании ручным приводом пускового устройства. Маховик и часть пускового двигателя, подлежащая приведению в движение, приводятся в соединение от руки, при помощи специальной муфты.

На чертеже представлены формы осуществления изобретения, при чем: фиг. 1 - изображает вертикальный разрез пускового устройства; фиг. 2 - разрез, по линиям А-А на фиг. 1; фиг. 3 - сходный с фиг. 1 вид в разрезе видоизмененной формы осуществления приспособления, и фиг. 4 - другую форму выполнения этого приспособления.

Приспособление состоит из механизма с приводным органом, предназначенным для зацепления с, пускаемою в ход частью двигателя и какого-нибудь двигателя, например, электромотора, приводящего приводный механизм в движение. Приспособление может быть пускаемо в ход также и от руки. Механический и ручной приводы могут быть применяемы либо совместно, либо каждый в отдельности. Механизм снабжен передачей для уменьшения числа оборотов. Все приспособление помещается в кожухе 1, который может быть любым образом соединяем с корпусом 2 подлежащего пуску в ход двигателя. В буксе 3 кожуха 1 помещается втулка 4 и приводная втулка 5, расположенные таким образом, что между обеими этими втулками 4 и 5 остается значительное кольцеобразное промежуточное пространство. В это кольцевое пространство вставлено упругое приводное приспособление в виде фрикционной муфты 6, состоящей из двух групп фрикционных дисков, соединенных при помощи шпонок соответственно с втулкою 4 и с втулкою 5. Для того, чтобы фрикционные диски находились постоянно под требующимся напряжением сжатия, в кольцевое пространство между втулками 4 и 5 закладывается ряд пружин 7, натяжение которых регулируется гайкой 8, навинчиваемой на наружный нарезанный конец втулки 5. Вследствие давления пружин, втулке 5 сообщается осевое напряжение, от чего кольцо 9 прижимает диски 6 к другому кольцу 10, опирающемуся на направленную во внутрь закраину 11 наружной втулки 4.

Внутри втулки 5 устроена винтовая нарезка 12, в зацепления с каковою находится снабжаемый соответствующею наружною нарезкой вал 13. Этот последний образует часть приводного органа, другою же главною частью последнего является диск или половинка муфты 14, предназначенная для зацепления с приводимою в движение, при запускании двигателя, частью последнего. В качестве такой части служит выступ 15 на конце коленчатого вала 16. Половинка муфты 14 приводного органа заканчивается кулаками 17, предназначенными для зацепления с соответствующей им формы кулаками 18 второй половинки муфты 15. Кроме того, половинка муфты 14 снабжается направленною внутрь трубчатою удлиняющею частью или поворотной втулкой 19, вставленною во втулку 5. На внутренней стенке втулки 19 расположены в осевом направлении пазы 20, с которыми сцепляются соответствующие клинья или шпонки 21, устроенные на выступающем вперед отростке полого зала 13 приводного органа. Вал 13 и половинка муфты 14 могут внутри определенных пределов, перемещаться в продольном направлении друг по отношению к другу. При этом половинка муфты 14 отжимается наружу действием расположенной внутри полого вала 13 пружины 22. Перемещение означенной половинки муфты наружу ограничивается наличием небольшого диска на конце стержня 23, вставленного внутрь вала 13 по его оси. Стержень 23 проходит сквозь расположенный на одной оси с валом 13 вал передачи 24, заканчиваясь на своем правом свободном конце диском или рукояткой 25. Для облегчения сборки частей, стержень 23 составляется из двух кусков, при чем снабженная рукояткой 25 часть его ввинчивается во вторую половину 23, насколько это ввинчивание допускается закраиной 26. На главном валу 13 близ его обращенного внутрь конца насажены две гайки 27, из коих одна служит для ограничения перемещения вала 13 наружу тем, что она упирается в плечо 28 втулки 5, другая же гайка 27 служит только в качестве гаечного замка.

Служащая для понижения скорости передача помещается в кожухе 1 и закрывается расположенною на другой стороне кожуха доскою 1а, в которой имеется подшипник. Снабженное внутренними зубьями неподвижное главное зубчатое колесо 29 прикреплено винтами 30 к стенке кожуха 1; с его зубцами сцепляются три вращающихся шестерни 31, помещающиеся между дисками 32 и 33. Надлежащее расстояние между последними поддерживается при помощи устроенных на обращенных друг к другу поверхностях этих выступов 34, при чем винты 35 закрепляют диск 32 в надлежащем расстоянии. Внутренний диск 33 соединен с наружною втулкою 4 при помощи выступов 37 на диске 33 и пазов 36 у втулки 4, в которых выступы эти получают направление. Диск 33 снабжается также втулкою с устроенными в ней продольными пазами или дорожками, в которые вводятся концы пропускаемого сквозь вал 24 штифта 38, благодаря чему получается, с одной стороны, разъемное соединение между валом и диском 33, а, с другой стороны, через посредство вала 24 того же диска передается вращающее усилие.

Шестерня 31, выполняемые в виде планетных колес, находятся в зацеплении с центральным колесом 39, образующим собою продолжение 40 зубчатого колеса 41 большего диаметра. Как это колесо 41, так и центральное колесо 39 свободно вращается на валу 24, опираясь на надетую на этот вал втулку 42. Зубчатое колесо 41 сцепляется, со своей стороны, с шестерней 43, служащей также втулкою для второго конического зубчатого колеса большего диаметра 45, это коническое колесо свободно вращается на передаточном валу 46, покоясь на втулке 47.

Правый конец вала 24 (фиг. 1) опирается на подшипник 48 крышки 1а и на выступающем конце этого вала насажена небольшая коническая шестерня 49, которая является частью ручного привода; шестерня заходит внутрь кожуха 50, прикрепляемого винтами к крышке 1а (фиг. 1). В добавление к сидящему на валу передачи 24 коническому, колесу 49, в состав ручного привода входит еще помещающийся в кожухе 50 вал 52, выступающий одним концом из названного кожуха и снабжаемый здесь поперечными штифтами 53. Опорами для вала 52 ручного привода служат шариковые подшипники 54, сидящие в добавочном кожухе 50, при чем продольное перемещение вала 52 предотвращается, с одной стороны, гайкою 55, а, с другой стороны, заплечиком 56. На внутреннем конце вала 52 находится шестерня 57, сцепляющаяся с шестерней 49 вала передачи 24.

Движение маховику 60 сообщается при помощи большего конического зубчатого колеса 45, при чем, с другой стороны, с ним соединяется двигатель, служащий для механического пуска в ход, например, электромотор. Маховик 60 помещается в добавочном кожухе 58, также винтами прикрепляемом к кожуху 1. Маховик 60 снабжен плоскою, в виде диска, стенкою 61, служащею для опоры втулкою 62, закрепляемой на вертикальном валу 63 при помощи шпонки и шпоночной дорожки таким образом, что между обеими этими частями возможно продольное перемещение, при чем однако, втулка принуждена вращаться вместе с валом. Вал 63 опирается на шариковые подшипники 64 в кожухе 58 и снабжен на своем нижнем конце коническою шестерней, сцепляющейся с коническим зубчатым колесом большего диаметра 45.

Продольное перемещение втулки 62 на валу 63 предотвращается насаженною на этот вал гайкою 65. Наружная поверхность 66 втулки 62 образует часть муфты свободного хода, между тем как взаимодействующая с нею поверхность 67 принадлежит втулке 68, укрепляемою каким -либо подходящим образом на валу 69 двигателя 70 так, что втулка эта постоянно должна вращаться вместе с этим двигателем. И в этом случае возможность продольного перемещения этой втулки 67 по отношению к валу 69 двигателя 70, предупреждается наличностью гайки 71. Вал 69 якоря выполняется удлиненным книзу и входит внутрь гнезда 72 вала 63, так что гнездо это служит опорою для нижнего конца вала 69 якоря двигателя. Муфта свободного хода, допускающая вращение только в одном направлении, может быть выполняема произвольно и, при изображенной на чертеже форме выполнения (фиг. 2), в соответствии с половинкою муфты 66, выполняемою с выступами и углублениями, снабжается шариками или роликами 73, расположенными в этих углублениях вместе с находящимися под действием пружин штифтами, стремящихся отжать эти шарики 73 в положение зацепления с внутреннею окружностью втулки 67. Все части приспособления показаны на фиг. 1 в положении покоя и вступающие при пуске в ход в зацепление друг с другом кулаки 17, 18 половинок муфты 14 и 15 находятся на некотором расстоянии друг от друга.

При пользовании для пуска в ход электрического пускового двигателя 70, описанное устройство работает приблизительно следующим образом. При включении двигателя 70, вал 69 приводится в быстрое вращение, вследствие чего посредством муфты свободного хода приводятся в движение также вал 63 и маховик 60. Маховик 60 приводится, следовательно, двигателем в быстрое вращение и, по достижении им определенной скорости, например, 15000 до 20000 оборотов в минуту, ток из двигателя может быть выключен и стержень 23 может быть от руки передвинут внутрь.

Вал 63 приводит во вращение передачу. 45, 41 передающую вращение центральному зубчатому колесу 39, расположенному в центре планетных колес 31, в результате чего приводятся во вращение и эти последние. Так как колеса 31 находятся в зацеплении с неподвижным, снабженным внутренними зубцами колесом 29, то при вращении планетных колес будут увлекаться также оба диска 32, 33. Диск 33 соединен с наружною втулкою 4 помощью соединения 36, 37, вращение же втулки 4 через посредство фрикционной муфты 6 передается втулке 5. Вал 13 через свою винтовую нарезку находится в зацеплении с втулкою 5, тем не менее вал этот не будет перемещаться в продольном направлении, а будет только вращаться вместе с этой втулкой, приводя этим во вращение также и вставленную в эту втулку половинку муфты 14, которая, однако, находится еще в показанном на фиг. 1 положении, т.-е. вне зацепления с противоположными ей кулаками 18. Если штифт 23 будет передвинут влево (фиг. 1), то вместе с ним будет передвинут также и винтовой вал 13, а вследствие этого переместится влево и половинка муфты 14, благодаря чему энергия маховика используется для пуска в ход двигателя. Если, затем, двигатель начинает вращаться своей собственной силой, то выступ 15 на коленчатом валу 16, пускаемого в ход двигателя, будет вращаться достаточно быстро для того, чтобы вызвать винтовое движение вала 13 в противоположном направлении, по отношению к втулке 5 для продольного перемещения, при котором половинка муфты 14, производящая зацепление, выводится из зацепления с кулаками 18 и, следовательно из зацепления с пускаемым в ход двигателем.

Если вместо механического привода желательно воспользоваться ручным приводом, то на вал 52 надевается соответствующая рукоятка. Вал 52 приводится во вращение этой рукояткой сначала медленно, а затем постепенно быстрее, и это вращение передается через зубчатую передачу маховику 60 с постепенным увеличением его скорости до тех пор, люка маховик этот не приобретает достаточно большую скорость для того, чтобы накопить в себе энергию. При пользовании ручным приводом, передача происходит в направлении от вала 52, через шестерню 57 и 49 к валу 24, а отсюда, через оба диска 32, 33 к планетным колесам 31, зубчатому колесу 41, шестерне 43, зубчатому колесу 45, валу 63 и к маховику 60. Вследствие устройства муфты свободного хода 66, 67, могущей передавать валу 69 якоря вращение только в одном направлении, двигатель 70 в данном случае не принимает участия во вращении. По достижении маховиком 60 надлежащей скорости вращения, штифт 23 снова перемещается влево, в результате чего снова происходит пуск в ход двигателя действием накопленной в маховике энергии.

На фиг. 3, 4 представлены другие формы выполнения, при которых происходит автоматическое прекращение соединения между двигателем и маховиком. Маховик обычно не находится в соединении с двигателем и может вступать с ним в соединение автоматически, после включения двигателя. Соединение между маховиком и двигателем может быть также прекращаемо тогда, когда предполагается воспользоваться ручным приводом для пуска в ход. При этих добавочных формах выполнения устройство винтового вала 13 и кулачного диска 14 предположено таким же, как и при описанной первой форме выполнения.

Согласно фиг. 3, втулка 62 маховика 60 заклинивается на вертикальном валу 63, помощью шпонок и шпоночных канавок. И в этом случае, продольное перемещение в одном направлении задерживается гайкою 65 и вал 63 опирается на подшипники 64. Для автоматического соединения или разъединения двигателя с маховиком, применяется выполняемая в виде чаши втулка 66, у которой имеется снабженная внутреннею нарезкою ступица 67. Вал двигателя 69 выполняется со снабженным наружною резьбою утолщением 68, при чем этот вал также имеет опору в углублении 72 другого вала 63, с применением при этом промежуточного вкладыша.

Если при этой форме выполнения желательно пустить в ход вал 16, используя для этого моторный привод 70, то, включая двигатель, приводят, в быстрое вращение вал 69 якоря, при этом чашеобразная втулка 66 быстро перемещается поэтому книзу и своею концевой закраиной вступает в плотное фрикционное соединение с диском 61 маховика 60. Теперь втулка 66 вращается вместе с валом 69 якоря, увлекая при этом с собой, вследствие вызываемого нарезкою 68 давления, маховик 60, в результате чего повторяются все явления, описанные уже выше в связи с первою формою выполнения.

Если изображенную на фиг. 3 форму выполнения требуется пустить в ход от руки, то на вал 52 снова надевается рукоятка, вращаемая до тех пор, пока маховик не достигнет требуемой, скорости. Вращающее усилие передается при этом от вала 52 через шестерни 57, 49 в валу 24, через диски 32, 33, к зубчатым колесам 39, 41, 43, 45 и затем к валу 63, которым уже принудительно приводит во вращение маховик 60. При этом вращении, зажимающего или нажимающего действия между чашеобразною втулкою 66 и диском 61 маховика, конечно, уже не происходит, наоборот, втулка 66 несколько переместится на нарезке 68 для ослабления сцепления с диском 61. Двигатель 70 при этом совершенно разъединен с маховиком и остается неподвижным.

При форме выполнения, показанной на фиг. 4, витки винтовой нарезки 68 вала 69 якоря расположены между двумя заплечиками 76 и 77. По нарезке 68 перемещается гайка 79, снабженная направленною книзу цилиндрическою закраиной 80, на которой насажена втулка 81, которая принуждена вращаться вместе с гайкою 79, но может перемещаться в осевом к ней направлении, так как закраина 80 снабжена на внешней стороне углублениями и выступами, между которыми заходят соответствующие выступы и углубления, устроенные на внутренней поверхности втулки 81. Нижний край втулки 81 выполняется расширенным и также снабжается сцепляющими кулачными дисками 82, взаимодействующими с соответственной формой кулачными дисками 83 другой половинки муфты 84, сидящей на валу 63 и вращающейся с этим валом. Этот второй кулачный диск 84 покоится непосредственно на стенке 61 маховика 60 и гайкой 65 удерживается в надежном зацеплении с этою стенкою. Кулачный диск приводит, следовательно, в движение вал 63, а вместе с ним и заклиненный на этом валу маховик 60. Второй кулачный диск 81 с кулаками 82 удерживается в соединении с кулачным диском 84 действием винтовой пружины 85, вставленной между этим диском и упорною шайбою 86, имеющеюся в гайке 79. Витки винтовой нарезки на валу 69 двигателя имеют относительно значительный подъем и давление второй пружины 87 может перемещать гайку в продольном направлении, оттесняя ее к верхнему заплечику 76 на валу якоря 69.

На фиг. 4 оба кулачных диска 81, 84 представлены в полном зацеплении друг с другом; каковое положение диски эти занимают тогда, когда двигатель находится во вращении. В нормальном положении гайка находится в своем верхнем положении упора в заплечике 76 и лишь после последовавшего вращения якорного вала гайка эта перемещается в положение, показанное на фиг. 4, вследствие чего кулачные диски вступают в зацепление один с другим. Если бы, вместо надлежащего сцепления кулаков произошло их столкновение друг с другом, то гайка все же продолжала бы двигаться книзу, преодолевая сопротивление пружины 85 до тех пор, пока она не дошла бы до упора. В этом положении кулачный диск 81 должен принудительным образом увлекаться вращением вала якоря, так как перемещение одной части относительно другой теперь уже не может иметь места. Крутящий момент двигателя передается на вал 63 через вал якоря 69, гайку 80, кулаки 82 и 83; вал 63 приводится таким образом в быстрое вращение, а вместе с ним и маховик 60.

Если все части находятся в положении покоя и желательно воспользоваться ручным приводом, то вал 63, как упоминалось выше, приводится во вращение действием передаточного механизма, включенного между этим валом и валом 52 ручного привода. Вал 63 является теперь ведущею частью и, если бы все части находились в положении, представленном на фиг. 4, то гайка 79 пришла бы также во вращение, до тех пор, пока она не переместилась бы по винтовой нарезке кверху до упора в заплечик 76, вследствие чего кулачные диски 81, 84 вышли бы из зацепления друг с другом. Помещающаяся между кулачным диском 84 и гайкою 79 пружина 87 обладает достаточной силой, чтобы вызвать перемещение кверху гайки и поддерживать его до тех пор, пока не произойдет упора в заплечик 76. Угол подъема нарезки может быть при этом выбран достаточно крутым, например, в 45°, для того, чтобы, по выключении двигателя 70, под действием пружины 87 могло произойти это перемещение гайки 79 кверху к самому заплечику 76.

1. Пусковое приспособление для двигателей внутреннего горения с перемещающейся по оси сцепной частью, действующее от ручного и механического привода, характеризующееся совокупным применением: а) дифференциальной планетной передачи, состоящей из колес - неподвижного 29 (фиг. 1) и свободного 39, сцепляющихся с колесами 31, вращающимися на осях 9, установленных в дисках 32, 33, каковые колеса 31 приводятся в движение посредством зубчатой передачи 45, 43, 41, 39 при вращений вала 63, снабженного маховиком 60, сцепляющегося посредством роликовой фрикционной муфты 68, 66 (фиг. 1, 2) с электродвигателем 70 при вращении вала 69 последнего лишь в одном направлении и расцепляющегося с ним автоматически при действии ручного привода, б) втулки 4, соединенной посредством пазов 36 и выступов 37 с диском 33 и сцепляющейся при помощи пластинчатого фрикциона 6 с втулкой 5, внутри которой перемещается по нарезке 12 полый валик 13, соединенный пружиной и шпонками с половиной кулачной муфты 14, слепляющейся со второй половиной муфты 15 вала 16 пускаемого в ход двигателя при осевом перемещении стержня 23, в) ручного привода, состоящего из вала 53 с конической. зубчаткой 57, «цепляющейся с зубчаткой 49, заклиненной на полом валу 24, снабженном штифтом 38, входящим вади метральный прорез диска 33.

2. Видоизменение охарактеризованного в п. 1 приспособления, отличающееся применением на валу 69 электродвигателя винтовой нарезки 68 (фиг. 3), по которой перемещается гайка 66, вступающая своей концевой закраиной во фрикционное соединение с диском 61 маховика 60.

3. Видоизменение охарактеризованного в п. 1 и 2 приспособления, отличающееся применением кулачных дисков 84, 82 (фиг. 4), из коих первый закреплен на диске 61 маховика 60, а второй соединен посредством шпонок и пружины 85 с гайкой 79, перемещающейся по нарезке 68 вала 69 электродвигателя.