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Anlasser für Brennkraftmaschinen.
Die Erfindung betrifft einen Anlasser für Brennkraftmasehinen. der sich insbesondere für den Einbau in Flugzeuge eignet und nicht nur die Drehung der Einrückkupplung zwischen der Kraftquelle des Anlassers und der Brennkraftmaschine bewerkstelligt. sondern auch die Einruckbewegung selbst.
Anlasser, bei denen die Ankerwelle des Elektromotors gleichaehsig zur Masehinenwelle liegt und die als einheitlicher Block dem Kurbelgehäuse der Maschine vorgebaut werden können, sind bereits bekannt. Bei ihnen muss jedoch das Einrücken der Kupplung von Hand aus mittels eines besonderen Handantriebes bewirkt werden.
Der Erfindung nach wird nun das selbsttätige Anlassen der Brennkraftmaschine dadurch ermöglicht, dass durch eine geeignete Hemmvorrichtung der Vorschub der Kupplung vor dem Einrücken so lange verzögert wird, bis die Kraftquelle auf die erforderliche Drehzahl gekommen ist.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Die Fig. 1 ist ein axialer Mittellängsschnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Anlassers. Fig. 2 ist eine schau- bildliche Darstellung von Einzelteilen der Einrückvorriehtung des Anlassers der Fig. 1.
Der Anlasser besitzt ein aus einem inneren Teil 3 und einem äusseren Teil 4 bestehendes Gehäuse mit Flanschen 5 zur Aufnahme von Bolzen 6 für die lösbare Verbindung beider Gehäuseteile. Der Innenteil 3 ist noch mit einem weiteren Flansch 7 versehen zur Aufnahme von Bolzen 8 für die Befestigung des Anlassers an dem teilweise bei 9 dargestellten Kurbelgehäuse der anzulassenden Maschine. Am äusseren Ende des Gehäuseteils 4 befindet sich ein Elektromotor, dessen Gehäuse. M mit einem Flansch 11 zur Aufnahme von Distanzbolzen 12 ausgestattet ist, welch letztere zur lösbaren Befestigung des Elektromotors am Gehäuseteil 4 verwendet werden können.
Der Motor kann an sieh von beliebiger Bauart sein und besitzt eine Ankerwelle 13 mit einem
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wird. Mit dem Teil 14 ist ein Ritzel 16 kraftschlüssig verbunden, das mit einem beim Ausführungsbeispiel glockenförmig ausgebildeten Stirnrad 17 kämmt. Im Innern der Glocke 18 befindet sich ein zweckmässiger- weise einteilig mit der Stirnwand des Gehäuseteils 4 hergestelltes Auge 19, das ein Paar durch einen Distanzring 21 in gehörigem Abstand gehaltene Kugellager 20 trägt. Diese Kugellager werden von einer Vorgelegewelle 22 frei drehbar durchzogen, welche beim dargestellten Ausführungsbeispiel einteilig mit der Glocke 18 hergestellt ist.
Ein mit einem Zahnrad 24 in Eins'riff stehendes Ritzel 23 1 liegt gleichachsig zur Vorgelegewelle 22 und ragt seitlich aus der engeren Seite der Glocke 18 heraus.
Gegebenenfalls kann das Ritzel 23 einteilig mit der Glocke 18 und der Vorgelegewelle 22 hergestellt sein.
Das Zahnrad 24 ist ebenfalls zweckmässiergweise einteilig mit einem kleinen Stirnrad 2. 5 ausgebildet ; beide Räder 24, 25 sind mittels einer Buchse 26 auf einem Wellenstumpf 27 drehbar gelagert, welcher seitlich aus einer mit einer geschlossenen Stirnseite 29 versehenen Trommel 28 herausragt. Der Wellenstumpf 27 ist kraftschlüssig mit der Trommel 28 verbunden, z. B. dadurch, dass er, wie dargestellt, einteilig mit der Stirnseite 29 hergestellt ist. Zur drehbaren Lagerung der Trommel 28 dienen im Gehäuseinnenteil 3 untergebrachte Kugellager 30.
Das kleine Stirnrad 2, dient als Sonnenrad für eine Mehrzahl von drehbar auf der Stirnseite 29 gelagerten Planetenrädern 31, die mit einer starr mittels Stifte 33 am Gehäuseteil 3 festgemachten Innenverzahnung 32 kämmen. Die Anzahl der Planetenräder 31 beträgt zweckmässigerweise drei, von denen
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eins in Fig. 1 dargestellt ist. Zur drehbaren Lagerung der Planetenräder dienen Kugellager 34, die von einer in die Stirnseite 29 eingelassenen Hülse 35 einzeln getragen werden. Als Führung für die Hülsen 35, die Kugellager 34 und die Planetenräder 31 sind Kopfschrauben 36 vorgesehen, die in die Stirnseite 29
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erzeugt werden.
Das vorstehend beschriebene Reduktionsgetriebe dient zur kraftschlüssigen Verbindung der Kupplungshälfte 38 der Masehinenkupplung für den Elektromotor. Die Kupplungshälfte ist mit Klauen besetzt und wirkt mit einer entsprechend gestalteten Gegenhälfte 39 zusammen, die von einem drehbaren Teil-z. B. der Kurbelwelle oder ihrer Verlängerung - der anzulassenden Maschine getragen wird.
Normalerweise sind die beiden Kupplungshälften 38, 39 ausser Eingriff und werden erst dann eingerückt, wenn die Hälfte 38 gegen ihre Gegenhälfte 39 längsverschoben worden ist. Zwischen der Einschaltung des Elektromotors und dem Einrücken der Kupplung verstreicht ein gewisser Zeitraum, während dessen der Motoranker eine ziemlich hohe Drehgeschwindigkeit annimmt und infolge seiner Masse einen erheblichen Betrag von kinetischer Energie in sich aufspeichert.
Um die Teile des Anlassers, insbesondere das Reduktionsgetriebe, so leicht wie möglich ausführen zu können, empfiehlt es sieh, zwischen dem Reduktionsgetriebe und der Kupplungshälfte 38 elastische Zwischenglieder einzufügen, damit das Getriebe durch die im Motoranker aufgespeicherte kinetische Energie keinen Schaden nehmen kann, falls etwa die Kupplungshälfte 38 plötzlich mit ihrer noch ruhenden Gegenhälfte 39 in Eingriff gebracht würde. Zu diesem Zweck dient eine Mehrfachlamellenkupplung 40, deren Lamellenseheiben abwechselnd an der Innenwandung der Trommel 28 und an der Aussenwandung eine Mutter 41 befestigt sind.
Zur Änderung des den Reibungsschluss zwischen den Lamellen 40 erzeugenden Druckes wird eine Mehrzahl von Schraubenfedern 42 und eine in das innere Ende der Trommel 28 eingeschraubte Stellmutter 43 verwendet.
Eine Gewindespindel 44 ist in der Mutter 41 drehbar und längsverschiebbar gelagert und an ihren) inneren Ende zur kraftschlüssigen Verbindung mit der Kupplungshälfte 38 mit deren nach aussen verlängerten Nabe 38u. durch Nut und Feder verbunden. Eine Linksbewegung der Gewindespindel nach Fig. 1, relativ zur Mutter 41, wird zuverlässig durch einen auf das äussere Ende der Spindel aufgeschraubten Stellring 45 verhindert, der dabei als Ansehlag mit einer Schulter 46 der Mutter 41 zusammenwirkt.
Zwischen der Kupplungshälfte 38 und der Welle 44 ist zweekmässigerweise eine Schraubenfeder 47 eingefügt, die teilweise in eine am inneren Ende der Gewindespindel vorgesehene Ausnehmung eingelassen ist und dazu dient, eine Relativbewegung der Kupplungshälfte gegenüber der Gewindespindel nachgiebigen Widerstand zu leisten.
Der Anlasser nach der Erfindung ist ferner noch mit Einrichtungen versehen, die verhindern sollen, das Öl vom Kurbelgehäuse 9 in das Anlassergehäuse 5-4 übertreten zu lassen. Hiefür ist über das innere Ende des Anlassers eine zweekmässigerweise aus Metall erzeugte Haube 48 gestülpt, die an ihrem äusseren Ende in einen Flansch 49 zur Einspannung zwischen dem Flansch 7 des Anlassergehäuses
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eine Umbördelung 51 versteift.
Damit durch die mittlere Öffnung der Haube 48 kein Öl in das Anlassergehäuse eindringen kann, ist ein zweckmässigerweise aus Leder hergestellter Dichtungsring ? vorgesehen, der in beliebiger Weise an der Schulter neben dem eingezogenen Teil 50 befestigt ist. Der innere Teil des Dichtungsringes 52 wird normalerweise durch eine Hülse 53 in Berührung mit der benachbarten Oberfläche der Kupplungs- hälfte 88 gehalten ; die Hülse 53 sitzt dabei gleitend auf der Nabe : 380, und stösst mit ihrem äusseren Ende gegen einen auf der Mutter 41 vorgesehenen Flansch 41 a. Gegebenenfalls kann zwischen das innere Ende der Hülse 53 und den Dichtungsring 52 noch eine Unterlegscheibe 54 aus Metall eingefügt werden.
Die zum Einrücken der Kupplungshälfte 38 in ihre Gegenhälfte 39 dienenden Mittel sind erfindungs gemäss zum selbsttätigen Funktionieren ausgebildet. Hiefür ist der äussere Umfang der Kupplungsseheibe 38 mit drei Längsschlitzen 55 (Fig. 2) versehen, zweckmässigerweise um 1200 gegeneinander versetzt. Die Schlitze 55 können radiale Vorsprünge 56 aufnehmen, die aus der Innenwandung eines von der Umbördelung 51 der Haube 48 getragenen Spreizringes 57 herausragen. Die beiden Teile des Spreizringes 57 werden auf der Haube 48 durch einen sie umgebenden elastischen Teil, z. B. einer Schraubenfeder 58, festgehalten, die in einer Ringnut auf der Aussenseite des Spreizringes 57 liegt. Der letztere
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umlaufen können.
Diesem Zweck dient die oben erwähnte Verbindung'durch Nut und Feder. Es ist ferner wünschenswert, dass diese beiden Teile stets in der wirksamen Lage gehalten werden, damit ihre kraftschlüssige Verbindung auch dann nicht aufgehoben wird, wenn etwa ihre Längsverschiebung besonders
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geführt. Das innere Ende der Stange 59 ist abgesetzt, so dass dergestalt eine sich normalerweise gegen den äusseren Rand der Gewindespindel 14 legende Schulter 60 entsteht.
Das innere Ende der Stange 59 trägt eine gegen die Nabe der Kupplungshälfte 38 anliegende Mutter 61, welch letztere zusammen mit der Schulter 60 die Kupplungshälfte 38 und die Gewindespindel 44 gegen übermässige Längsverschiebung sichert und beide Teile stets in wirksamer Lage hält. Die Stange 59 trägt ferner noch zwischen dem inneren Ende der Schraubenspindel47 und der Nabe der Kupplungshälfte 38 mindestens einen Dichtung- ring 62 aus biegsamem Material, der das Übertreten von Öl aus dem Kurbelgehäuse der Maschine durch die Mittelbohrung in der Nabe der Kupplungshälfte 38 verhindert.
Nachdem der Motor durch Einschaltung einer geeigneten Stromquelle in Gang gesetzt worden ist, wird die Drehung der Ankerwelle 13 über das dreistufige vorbeschriebene Reduktionsgetriebe auf die Trommel 28 übertragen. Die Drehung der letzteren wird durch die Lamellenkupplung 40 elastisch der Mutter 41 mitgeteilt.
Die Gewindespindel 44 und die Kuppluna'shälfte ? haben an sich das Bestreben, zusammen mit der Mutter 41 umzulaufen ; jedoch wird ihre Drehung durch den Spreizring 57 verhindert, der mit
Reibungsschluss auf der Umbördelung 51 sitzt und sich langsam in dieser dreht. Der durch die Teile 55 und 56 bewirkte Eingriff der Kupplungshälfte 38 mit dem Spreizring 57 ergibt eine Verzögerung der Kupplungshälfte bzw. eine Hemmung derselben ; infolgedessen wird die Gewindespindel 44 in Fig. 1 nach links bewegt, wobei unter Zusammendrückung der Feder 47 die Kupplungshälfte 88 nachgiebig mit ihrer Gegenhälfte. 39 in vollen Eingriff kommt.
Hiebei liegt dann der Stellring 45 an der Schulter 46 der Mutter 41 an, und es drehen sich nunmehr die beiden Kupplungshälften 38, 39 sowie die Gewinde- spindel 14 zusammen mit der Mutter 41. Die Bewegung der Kupplungshälfte 38 bewirkt durch die Mutter 61 eine Linksverschiebung der Stange 59 gegenüber der Trommel 28. Die Schraubenfeder 47 stellt den vollen Eingriff der beiden Kupplungshälften sicher.
Der Elektromotor kann nunmehr die Maschine anlassen, indem er die Massenträgheit von deren
Teilen allmählich überwindet. Zwischen der Trommel 28 und der Kupplungshälfte 38 kann infolge der
Einschaltung der Lamellenkupplung 40 eine relative Drehung stattfinden, solange wie die Maschinen- welle noch nicht die Geschwindigkeit voll erreicht hat.
Sobald die Maschine unter ihrer eigenen Kraft läuft, ist die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle grösser als die der Kupplungshälfte. ?. Die Abschrägung der Klauen auf den Kupplungen ergibt nunmehr, dass sich die Kupplungshälfte 38 nach rechts und ausser Eingriff mit der Gegenhälfte 39 bewegt. Wenn in diesem Zeitpunkt der Stromkreis des Elektromotors noch geschlossen sein sollte, so wird zwar die
Kupplungshälfte abermals eingerückt, jedoch können keine Beschädigungen auftreten und die Maschine nicht den Motor antreiben, da dies durch die Konstruktion und Anordnung der Klauenkupplung ver- hindert wird. Sollte die Maschine zurückschlagen, so fängt die Lamellenkupplung 40 an zu schlüpfen, und es können ebenfalls keine Beschädigungen auftreten.
Der Anlasser nach der Erfindung ist, wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, von gedrängtem Aufbau und sehr symmetrisch angeordnet, so dass er sich besonders zum Einbau in Flugzeuge eignet. Die kraftschlüssige Verbindung zwischen Anlasser und der anzulassenden Maschine wird selbsttätig hergestellt, jedoch wird hervorgehoben, dass die Art der selbsttätigen Einschaltung nicht auf die vorbesehriebene Ausführungsform beschränkt sein soll. Die selbsttätig wirkende Einrichtung können sehr rasch auf der Ölhaube 48 aufmontiert werden, die letzten Endes ja einen Teil des Anlassergehäuses darstellt. Der Anlasser ist in sich abgeschlossen und kann daher als Ganzes an der anzulassenden Maschine anmontiert bzw. von ihr entfernt werden.
Die Klauenkupplung ist normalerweise ausgerückt ; die Aufspeieherung der Energie im Motoranker findet also vor dem Einrücken statt, so dass das Anlassen sehr zuverlässig und unter geringer Stromentnahme erfolgen kann. Die Reibungslamellenkupplung ermöglicht die Verwendung leichter Zahntriebe, schützt den Anlasser gegen Rückschlag und macht es möglich, dass die Kurbelwelle der Maschine allmählich ohne erheblichen Drehzahlabfall des Ankers auf volle Tourenzahl gebracht werden kann.
Es wird schliesslich noch betont, dass das Reduktionsgetriebe nicht unbedingt, wie dargestellt, ein dreistufiges Getriebe zu sein braucht, vielmehr können dabei ebenso wie bei den übrigen Teilen des Anlassers noch Änderungen vorgenommen werden, ohne dass dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :-
1. Anlasser für Brennkraftmaschinen mit einer gleichachsig zur Maschinenkupplung des Anlassers umlaufenden Kraftquelle (z. B. Elektromotor), die die antreibende Kupplungshälfte beim Anlassen nicht nur in Drehung versetzt, sondern auch einrückt, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Augenblick des Einrückens der Vorschub der Kupplung (38) durch eine geeignete Hemmvorrichtung so lange verzögert wird, bis die Kraftquelle auf die erforderliche Drehzahl gekommen ist.