CZ293544B6 - Spouštěč pro spalovací motory - Google Patents

Abstract

Pastorek }@B spouštěče je suvně uložen v dutině }�@B hřídele }@B kotvy }�@B elektromotoru a je ovládán prostřednictvím přenosového prvku pohyblivým jádrem }�@B vysouvacího elektromagnetu }�@B@ Přenosový prvek sestává ze dvou samostatně souose uložených částíŹ z nich první částí je zasouvací tyčka }@QB a druhou částí je dorazový čep }@B@ Zasouvací tyčka }@QB je uložena mezi koncem }@�B pastorku }@B a dorazovým čepem }@B a je vedena vnitřním osazením }�@�B v dutině }�@B hřídele }@B kotvy }�@B elektromotoru a osazením }�Ú@�B v pevném jádru }�ÚB@ Dorazový čep }@B je uložen zúženou částí }@B v zasouvací pružině }�@B upravené v dutině }�@�B pohyblivého jádra }�@B vysouvacího elektromagnetu }�@B a opřené první stranou }�@�B o první čelní plochu }@�B dorazového čepu }@B a druhou stranou }�@B o dno }�@B dutiny }�@�B pohyblivého jádra }�@B vysouvacího elektromagnetu }�@B@ Dorazový čep }@B je druhou čelní plochou }@B opřen o podložku }@B zajištěnou v pohyblivém jádru }�@B@ Délka dutiny }�@�B pohyblivého jádra }�@B je větší o předem nastavenou vzdálenost }cBŹ než je délka zúžené části }@B dorazového čepu }@B@ Mezi pevným jádrem }�ÚB a pohyblivým jádrem }�@B vysouvacího elektromagnetu }�@B je umístěna vratná pružina }@Bŕ

Description

Vynález se týká spouštěče pro spalovací motory, zejména pro spalovací motory automobilů, s výsuvným pastorkem, vysouvaným elektromagneticky do záběru s ozubeným věncem spalovacího motoru.

Dosavadní stav techniky

Spouštěče spalovacích motorů jsou konstruovány tak, že výsuvný pastorek je do záběru s ozubeným věncem spalovacího motoru zasouván působením jádra elektromagnetu na pastorek 15 nebo prostřednictvím páky nejčastěji dvouramenné, přičemž je elektromagnet umístěn mimo osu elektromotoru s pastorkem tak, že jejich osy jsou rovnoběžné.

Je také známo řešení, kdy vysouvací magnet je umístěn v ose pastorku spouštěče, avšak elektromotor je umístěn v poloze rovnoběžně s nimi. U těchto provedení spouštěčů se při 20 konstrukčním řešení elektromotoru s feritovými permanentními magnety pracujícími ve vysokých otáčkách používá vnitřního převodu, který při zasouvání zubů pastorku do zubů věnce setrvačníku redukuje otáčky elektromotoru na potřebnou hodnotu otáček pastorku. Tento převod bývá uložen v ose elektromotoru v případě planetového řešení, nebo v ose pastorku, pokud tento není v ose elektromotoru.

Z US patentu č. 5 081 874 je známo konstrukční řešení spouštěče, u kterého je pastorek do záběru s ozubeným věncem spalovacího motoru zasouván přenosovým pivkem tvořeným jednou vysouvací tyčkou uloženou v dutině hřídele kotvy, přičemž tato vysouvací tyčka tvoří s pohyblivým jádrem vysouvacího elektromagnetu dynamický celek. Dojde-li při vysouvání pastorku 30 k nárazu zubů pastorku na zub věnce spalovacího motoru, pohyb pohyblivého jádra a s ním spojené vysouvací tyčky se nezastaví, vstřelovací pružina uložená v pohyblivém jádru je tímto jádrem neustále stlačována až do okamžiku, kdy zub pastorku se dostane do mezery zubu věnce spalovacího motoru. Protože je již do kotvy přiveden plný proud a pastorek se otáčí plným výkonem, dojde k prudkému vstřelení pastorku do věnce spalovacího motoru, což je spojeno 35 srázy a značným opotřebováním pastorku a zubů věnce spalovacího motoru. Další značnou nevýhodou tohoto US patentu je nutnost zajistit kuličku vloženou mezi konec pastorku a zasouvací tyčku. Tato kulička je zde vložena proto, aby při stláčení pružiny, kdy do kotvy je již přiveden plný výkon, nedošlo k přenosu otáčivého pohybu pastorku na pohyblivé jádro. Zajištění kuličky mezi koncem pastorku a vysouvací tyčkou je značně problematické, protože v důsledku 40 značných dynamických rázů vznikajících při zasouvání pastorku do věnce spalovacího motoru je nasnadě vypadnutí kuličky.

Společnou nevýhodou všech těchto známých řešení spouštěčů je, že k zasouvání zubů pastorku do zubů věnce setrvačníku, při naražení zubu pastorku na zub ozubeného věnce setrvačníku 45 spalovacího motoru, je použito tzv. vstřelovací pružiny, která prudce vstřelí pastorek při plném kroutícím momentu kotvy do ozubení věnce setrvačníku, což je spojeno srázy a značným opotřebením zubů pastorku a věnce setrvačníku.

Další nevýhodou známých výše popsaných řešení je poměrně vysoká složitost a jí odpovídající 50 nižší provozní spolehlivost. Další nevýhodou těchto řešení je polohově omezená montáž na spalovací motor. U spouštěčů s převodem je nevýhodou i poměrně vysoký hluk při startu vlivem funkce ve vysokých otáčkách.

-1 CZ 293544 B6

Podstata vynálezu

Přihlašovaný vynález se snaží poskytnout zdokonalený spouštěč pro spalovací motory, sestávající ze statoru elektromotoru s permanentními magnety, z kotvy elektromotoru, z předního víka 5 a ze zadního víka, ve kterém je uložen vysouvací elektromagnet s pohyblivým jádrem a kontakty pro spojení s můstkem, přičemž z předního víka vystupuje pastorek, který je suvně uložen v dutině hřídele kotvy elektromotoru, a který je ovládán prostřednictvím přenosového prvku pohyblivým jádrem vysouvacího elektromagnetu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že přenosový prvek sestává ze dvou samostatně souose uložených částí, z nichž první částí je zasouvací tyčka 10 a druhou částí je dorazový čep. Zasouvací tyčka je uložena mezi koncem pastorku a dorazovým čepem a je vedena vnitřním osazením v dutině hřídele kotvy elektromotoru a osazením v pevném jádru. Tato zasouvací tyčka je pohybově nesvázaná s pohyblivým jádrem vysouvacího elektromagnetu a pastorku. Dorazový čep je uložen zúženou částí v zasouvací pružině upravené v dutině pohyblivého jádra vysouvacího elektromagnetu a opřené první stranou o první čelní plochu 15 dorazového čepu a druhou stranou o dno dutiny pohyblivého jádra vysouvacího elektromagnetu.

Dorazový čep je druhou čelní plochou opřen o podložku zajištěnou v pohyblivém jádru vysouvacího elektromagnetu. V případě, že při zasouvání pastorku do věnce spalovacího motoru dojde k naražení zubů pastorku na zuby věnce spalovacího motoru, zasouvací tyčka působí proti pohybu dorazového čepu, jehož koncová dorazová plocha se opře o dno dutiny pohyblivého 20 jádra a tím zastaví jeho pohyb, což způsobí, že kontakty s můstkem nesepnou dříve, než dojde k zasunutí pastorku do věnce spalovacího motoru a tím nabuzení plného kroutícího momentu kotvy a roztočení pastorku plným výkonem. Toto je zajištěno tak, že délka dutiny pohyblivého jádra je větší o předem nastavenou vzdálenost, než je délka zúžené části dorazového čepu. Mezi pevným jádrem a pohyblivým jádrem vysouvacího elektromagnetu je umístěna vratná pružina.

Aby nedošlo k silovému dosedu pohyblivého jádra na dorazovou plochu zadního krytu zadního víka při zpětném pohybu pohyblivého jádra vysouvacího elektromagnetu, pohyblivé jádro dosedá přes izolační pouzdro a kontaktní pružinu na vnitřní plochu krytu zadního víka a mezi podložkou pohyblivého jádra a vnitřní plochou krytu je vytvořena mezera, přičemž tato mezera je stejná, 30 jako mezera mezi izolačním pouzdrem a izolační podložkou můstku.

Výhodné provedení zasouvací tyčky je, když tato je vytvořena z nemagnetického materiálu, s výhodou jako výlisek z umělé hmoty. Pro vytvoření redukovaného kroutícího momentu kotvy při zasouvání pastorku v době, než dojde k sepnutí kontaktů s můstkem, je výhodné vytvořit 35 magnety statoru z materiálu NdFeB.

Hlavní výhoda vynálezu spočívá v tom, že při naražení zubu pastorku na zub věnce setrvačníku spalovacího motoru se zastaví pohyb pohyblivého jádra, které dále nestlačuje pružinu uloženou v pohyblivém jádru, což způsobí, že okamžitě nedojde k sepnutí kontaktů s můstkem a tím 40 nabuzení plného kroutícího momentu kotvy a roztočení pastorku plným výkonem ještě před jeho zasunutím do věnce spalovacího motoru. Teprve až se zuby pastorku protočí po zubech věnce spalovacího motoru a pastorek je zasunut do věnce spalovacího motoru, dojde k sepnutí kontaktů s můstkem a pastorek se roztočí plným výkonem. Pastorek je šetrně zasunut do věnce setrvačníku spalovacího motoru, což se projevuje nízkým hlukem a větší životností pastorku a zubů věnce 45 spalovacího motoru. Také se snižuje hluk při nárazech zubu pastorku na zub věnce spalovacího motoru. Použitím volně uložené zasouvací tyčky pro přenos axiální síly z pohyblivého jádra vysouvacího elektromagnetu na pastorek je také zjednodušena celá konstrukce zasouvacího mechanismu.

Přehled obrázků na výkresech

Předkládaný vynález bude blíže vysvětlen podle následujícího technického popisu, který je vypracován v souvislosti s připojenými výkresy, na nichž obr. 1 znázorňuje řez spouštěčem

-2CZ 293544 B6 a obr. 2 znázorňuje řez spouštěčem dle obr. 1 s uložením vysouvacího elektromagnetu, vysouvací tyčky a koncové části pastorku.

Příklad provedení

Spouštěč podle obr. 1 a 2 sestává z elektromotoru, stator 10 elektromotoru, který má obsahující permanentní magnety 11 z materiálu s vysokou remanencí a koercitivitou, např. NdFeB. Spouštěč dále sestává z předního víka 1 a ze zadního víka 14. V zadním víku 14 je uložen vysouvací elektromagnet 16 obsahující pevné jádro 18 a pohyblivé jádro 19, přídržné vinutí 17.1 a vtahovací vinutí 17.2. V zadním víku 14 jsou dále uloženy kontakty KI a K2 pro spojení s můstkem 20 a nosiče 15 kartáčů. Z předního víka 1 vystupuje pastorek 4, který je suvně uložen v dutině 13.3 hřídele 29 kotvy 13 elektromotoru. Pastorek 4 je na konci 4.1 opatřen vratnou pružinou 7, uloženou mezi dorazovým kroužkem 8 a záběrovým pouzdrem 3 volnoběžné spojky 28. Volnoběžná spojka 28 je uložena v konci hřídele 29 kotvy 13 elektromotoru a obsahuje válečky 5 a pružiny 6. Dorazový kroužek 8 je zajištěn zajišťovacím kroužkem 9, zajištěným na konci 4.1 pastorku 4. Prodloužený konec 30 volnoběžné spojky 28 je vnitřním válcovým průměrem 30.1 uložen přes ložisko 2.2 na vnější prodloužené části 3.1 záběrového pouzdra 3. Konec záběrového pouzdra 3 je veden kuličkovým ložiskem 2.1 uloženým v předním víku 1. Pastorek 4, kotva 13 elektromotoru a vysouvací elektromagnet 16 jsou uspořádány ve vzájemné poloze v jedné ose. Pastorek 4 je do záběru s neznázoměným ozubeným věncem setrvačníku spalovacího motoru ovládán prostřednictvím přenosového prvku, sestávajícího ze dvou samostatně uložených částí, z nichž první částí je zasouvací tyčka 25 a druhou částí je dorazový čep 27. Zasouvací tyčka 25 je uložena mezi koncem 4 J pastorku 4 a dorazovým čepem 27 a na straně pastorku 4 je vedena vnitřním osazením 13.1 v dutině 13.3 hřídele 29 kotvy Í3 elektromotoru a na straně vysouvacího elektromagnetu 16 je vedena osazením 18.1 v pevném jádru 18. Tato zasouvací tyčka 25 je pohybově nesvázaná s pohyblivým jádrem 19 vysouvacího elektromagnetu 16 a také pastorku 4. Zasouvací tyčka 25 je vytvořena z nemagnetického materiálu, s výhodou z výlisku z umělé hmoty. Dorazový čep 27 je uložen zúženou částí 27.3 v zasouvací pružině 12 upravené v dutině 19.1 pohyblivého jádra 19 vysouvacího elektromagnetu 16. Zasouvací pružina 12 je první stranou 12.1 opřena o první čelní plochu 27.1 dorazového čepu 27 a druhou stranou 12.2 o dno 19.2 dutiny 19.1 pohyblivého jádra 19 vysouvacího elektromagnetu 166. Dorazový čep 27 je druhou čelní plochou 27,2 opřen o podložku 26 zajištěnou v pohyblivém jádru 19. Mezi koncovou dorazovou plochou 27.4 zúžené části 27.3 dorazového čepu 27 a dnem 19.2 dutiny 19.1 pohybového jádra 19 vysouvacího elektromagnetu 16 je předem nastavená volná vzdálenost c. Tato volná vzdálenost c je stanovena tak, aby nedošlo k sepnutí můstku 20 s kontakty KI a K2 dříve, než je zasunut pastorek 4 ve věnci spalovacího motoru. Volná vzdálenost c je vypočtena jako rozdíl mezi délkou dutiny 19.1 pohyblivého jádra 19 a délkou zúžené částí 27.3 dorazového čepu 27. Délka dutiny 19.1 pohyblivého jádra 19 je měřena mezi první čelní plochou 27.1 dorazového čepu 27 a dnem 19.2 pohyblivého jádra 19.

Mezi pevným jádrem 18 a pohyblivým jádrem 19 je umístěna vratná pružina 24.

Pohyblivé jádro 19 vysouvacího elektromagnetu 16 dosedá přes izolační pouzdro 22 a kontaktní pružinu 21 na vnitřní plochu krytu 32, který uzavírá zadní víko 14. Mezi izolačním pouzdrem 22 pohyblivého jádra 19 vysouvacího elektromagnetu 16 a vnitřní plochou krytu 32 je mezera a, která je stejně velká, jako mezera b mezi izolačním pouzdrem 22 a izolační podložkou 20.1 můstku 20. Tyto mezery a a b zabraňují, aby při zpětném pohybu pastorku 4 z věnce spalovacího motoru nedošlo k silovému dosedu pohyblivého jádra 19 vysouvacího elektromagnetu 16 na plochu krytu 32 zadního víka 14. V zadní části zadního víka 14 je v propojení s kontaktem 1 vysouvacího elektromagnetu 16 uložena svorkovnice 31 s vývodem 14.1 provedeným šroubem na akumulátorovou baterii a vývodem 14.2 přídržného vinutí 17.1 a vtahovacího vinutí 17.2 na startovací tlačítko nebo spínací skříňku se startovací polohou.

-3CZ 293544 B6

Po přivedení proudu přes vtahovací vinutí 17.2 do kotvy 13 elektromotoru ajejím roztočení redukovaným momentem od permanentních magnetů 11 s vysokou remanencí, je rotační pohyb přenášen přes volnoběžnou spojku 28 a přes záběrové pouzdro 3 na pastorek 4, který je se 5 záběrovým pouzdrem 3 spojen posuvně. Současně dochází k axiálnímu pohybu pohyblivého jádra 19 se zasouvací pružinou 12, která tlačí dorazový čep 27 přes podložku 26 na první konec 25.1 zasouvací tyčky 25. Druhý konec 25.2 zasouvací tyčky 25 tlačí svým zaobleným koncem na konec 4.1 pastorku 4. V případě, že zub pastorku 4 směřuje do zubové mezery neznázoměného věnce setrvačníku spalovacího motoru, potom pohyblivé jádro 19 se zasouvací tyčkou 25 10 pokračuje v pohybu a pastorek 4 je tlakem zasouvací tyčky 25 zasunut do záběru s ozubeným věncem spalovacího motoru. V tom okamžiku dojde k sepnutí kontaktů K.1 a K2 můstkem 20 a tím propojení proudového okruhu elektromotoru spouštěče a roztočení pastorku 4 plným kroutícím výkonem. Tak je spouštěč uveden do provozu. Při zpětném pohybu pohyblivého jádra 9.9, kdy pastorek 4 je vysouván z věnce spalovacího motoru, dojde k dosedu izolačního pouzdra 15 22 na vnitřní plochu krytu 32. pohyblivé jádro 19 dále pokračuje v pohybu, přitom se stláčí kontaktní pružina 21, až zajišťovací podložka 23 překoná vzdálenost a resp. b a rovněž dosedne na vnitřní plochu krytu 32. Tak dojde k utlumení nárazu pohyblivého jádra 19 při zpětném pohybu.

V případě, že v průběhu vysouvání pastorku 4 narazí jeho zub na zub neznázoměného věnce setrvačníku spalovacího motoru, zasouvací pružina 12 tlumí náraz pastorku 4 na věnec setrvačníku spalovacího motoru a volně uložená zasouvací tyčka 25 působí proti pohybu dorazového čepu 27, jehož koncová dorazová plocha 27.4 se opře o dno 19.2 dutiny 19.1 pohyblivého jádra 19. V tomto okamžiku je zastaven axiální pohyb pastorku 4 a také dorazového čepu 27 25 a současně je zastaveno stlačování zasouvací pružiny 12. Rozdíl mezi délkou dutiny 19.1 pohyblivého jádra 19 a zúženou části 27.3 dorazového čepu 27 (volná vzdálenost c) zabrání k sepnutí kontaktů K1 a K2 můstkem 20 před zasunutím pastorku 4 do ozubeného věnce spalovacího motoru a tím k roztočení pastorku 4 plným kroutícím momentem. Pastorek 4 je v tomto časovém okamžiku, tj. v okamžiku nárazu jeho zubů na zuby věnce spalovacího motoru 30 otáčen redukovaným kroutícím momentem kotvy 10 elektromotoru. Jakmile se zuby pastorku 4 protočí po věnci spalovacího motoru do polohy, ve které je umožněno zasunutí pastorek 4 do věnce spalovacího motoru, zasouvací pružina 12 přes dorazový čep 27 a zasouvací tyčku 25 šetrně zasune pastorek 4 do zubů věnce spalovacího motoru, přičemž následně dojde k propojení kontaktů K1 a K2 můstkem 20 a tím propojení proudového okruhu elektromotoru spouštěče 35 a roztočení pastorku 4 plným kroutícím výkonem. Tak je spouštěč uveden do provozu.

Při zpětném pohybu pohyblivého jádra 19, kdy pastorek 4 je vysouván z věnce spalovacího motoru, dojde k dosedu izolačního pouzdra 22 na vnitřní plochu krytu 32. pohyblivé jádro 19 dále pokračuje v pohybu, přitom se stláčí kontaktní pružina 21, až zajišťovací podložka 23 40 překoná vzdálenost a resp. b a rovněž dosedne na vnitřní plochu krytu 32. Tím dojde k utlumení nárazu pohyblivého jádra 19 při zpětném pohybu.

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spouštěč pro spalovací motory, sestávající ze statoru (10) elektromotoru s permanentními magnety (11), z kotvy (13) elektromotoru, z předního víka (1) a ze zadního víka (14), ve kterém je uložen vysouvací elektromagnet (16) s pohyblivým jádrem (19) a kontakty (ΚΙ, K.2) pro spojení s můstkem (20), přičemž z předního víka (1) vystupuje pastorek (4), který je suvně uložen v dutině (13.3) hřídele (29) kotvy (13) elektromotoru, a který je ovládán prostřednictvím přenosového prvku pohyblivým jádrem (19) vysouvacího elektromagnetu (16), vyznačený t í m, že přenosový prvek sestává ze dvou samostatně souose uložených částí, z nichž první částí je zasouvací tyčka (25) a druhou částí je dorazový čep (27), přičemž zasouvací tyčka (25) je uložena mezi koncem (4.1) pastorku (4) a dorazovým čepem (27) a je vedena vnitřním osazením (13.1) v dutině (13.3) hřídele (29) kotvy (13) elektromotoru a osazením (18.1) v pevném jádru (18) a dorazový čep (27) je uložen zúženou částí (27.3) v zasouvací pružině (12) upravené v dutině (19.1) pohyblivého jádra (19) vysouvacího elektromagnetu (16) a opřené první stranou (12.1) o první čelní plochu (27.1) dorazového čepu (27) a druhou stranou (12.2) o dno (19.2) dutiny (19.1) pohyblivého jádra (19) vysouvacího elektromagnetu (16), přičemž dorazový čep (27) je druhou čelní plochou (27.2) opřen o podložku (26) zajištěnou v pohyblivém jádru (19) a přičemž délka dutiny (19.1) pohyblivého jádra (19) je větší o předem nastavenou vzdálenost (c), než je délka zúžené části (27.3) dorazového čepu (27) a mezi pevným jádrem (18) a pohyblivým jádrem (19) vysouvacího elektromagnetu (16) je umístěna vratná pružina (24).
2. 2. Spouštěč podle nároku 1, vyznačený tím, že pohyblivé jádro (19) vysouvacího elektromagnetu (16) dosedá přes izolační pouzdro (22) a kontaktní pružinu (21) na vnitřní plochu krytu (32) zadního víka (14), přičemž mezi izolačním pouzdrem (22) pohyblivého jádra (19) a vnitřní plochou krytu (32) je upravena mezera (a), která je stejná, jako mezera (b) mezi izolačním pouzdrem (22) a izolační podložkou (20.1) můstku (20).
3. 3. Spouštěč podle nároků 1 a 2, vyznačený tím, že ve vývodu (14.1) zadního víka (14) je v propojení s kontaktem (Kl) vysouvacího elektromagnetu (16) uložena svorkovnice (31).
4. 4. Spouštěč podle nároků 1 až 3, vyznačený tím, že zasouvací tyčka (25) je z nemagnetického materiálu.
5. 5. Spouštěč podle nároků 1 až 4, vyznačený tím, že zasouvací tyčka (25) je z umělé hmoty.
6. 6. Spouštěč podle nároků 1 až 5, v y z n a č e n ý t í m, že permanentní magnety statoru (10) jsou z materiálu NdFeB.