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Die
Erfindung betrifft einen Riemenstarter für Verbrennungsmotoren mit den
Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
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In 4 der beiliegenden Zeichnungen
ist ein herkömmlicher
Riemenstarter für
Verbrennungsmotoren schematisch dargestellt. Ein Riemen 1 ist
in einer ersten Ebene um eine auf der Kurbelwelle des Motor drehfest
angeordnete Riemenscheibe 2, um zwei Umlenkrollen 3, 4 und
um eine Riemenscheibe 5 herumgeführt. Die Riemenscheibe 5 ist
auf der Antriebswelle eines (nicht gezeigten) Zusatzaggregats, beispielsweise
eines Generators drehfest angeordnet. Ein Starterriemen 6 ist
in einer zweiten Ebene um eine auf der Kurbelwelle des Motors drehfest
angeordnete zweite Riemenscheibe 7 und um eine auf der
Abtriebswelle eines Startermotors angeordnete Riemenscheibe 8 herumgeführt. Die
Riemenscheibe 8 ist mit dem Startermotor über eine
drehzahlgesteuerte Kraftübertragungseinrichtung,
wie z. B. einen Freilauf oder eine Kupplung, verbunden. Zum Starten des
Verbrennungsmotors wird der Startermotor an eine elektrische Spannungsquelle
angeschlossen. In der Startphase ist die Riemenscheibe 8 über die Kupplung
oder den Freilauf mit der Abtriebswelle des Startermotors drehfest
verbunden. Das Drehmoment des Startermotors wird daher von der Riemenscheibe 8 über den
Starterriemen 6 und die Riemenscheibe 7 auf die
Kurbelwelle des Verbrennungsmotors übertragen. Sobald der Verbrennungsmotor
gezündet
hat und seine Leerlaufdrehzahl erreicht, wird die drehzahlgesteuerte
Kraftübertragungseinrichtung deaktiviert,
um den Startermotor von der Riemenscheibe 8 zu trennen.
Bei diesem herkömmlichen Riemenstarter
müssen
nicht nur der Starter und das Zusatzaggregat, sondern auch die Umlenkrollen 3 und 4
am Verbrennungsmotor ortsfest abgestützt sein. Dieses Erfordernis
führt aber
wegen des damit verbundenen Raumbedarfs häufig zu Problemen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen bekannten Riemenstarter
dahingehend weiterzubilden, daß er
den beengten Raumverhältnissen im
Motorraum besser Rechnung trägt.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben. Dadurch daß der Riemenstarter
um die Funktion einer Umlenkrolle vermehrt wird, ergibt sich eine
beträchtliche
Platzersparnis.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die drehzahlgesteuerte Kraftübertragungseinrichtung
der auf der Kurbelwelle angeordneten zweiten Riemenscheibe zugeordnet
ist. Dies hat die vorteilhafte Folge, daß von der Kurbelwelle auf den
Starterriemen kein nennenswertes Drehmoment mehr übertragen
wird, sobald der Verbrennungsmotor nach dem Starten seine Leerlaufdrehzahl
erreicht hat.
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Bei
einer als Freilauf ausgebildeten Kraftübertragungseinrichtung kann
das über
die Dichtungselemente auf den Starterriemen ausgeübte Drehmoment
unter Umständen
ausreichen, den Startermotor zu verdrehen. Um dies zu verhindern,
ist gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß der Riemen und der Starterriemen
um die auf der Abtriebswelle des Startermotors angeordnete Umlenkrolle
und die Riemenscheibe gegenläufig
herumgeführt
sind. Die von den beiden Riemen auf die Abtriebswelle des Startermotors
ausgeübten
Drehmomente sind daher entgegengesetzt gerichtet und kompensieren
sich.
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Nachdem
der Verbrennungsmotor seine Leerlaufdrehzahl erreicht hat, kann
der mit einer geringeren Drehzahl arbeitende Startermotor noch eine Zeitlang
betrieben werden, um ein Zusatzaggregat, wie z. B. eine Sekundärluftpumpe
anzutreiben, um deren Riemenscheibe der Starterriemen herumgeführt ist.
Wenn die drehzahlgesteuerte Kraftübertragungseinrichtung von
einem Freilauf gebildet ist, dann besteht sogar die Möglichkeit,
das Zusatzaggregat im Stillstand des Verbrennungsmotors anzutreiben.
In diesem Fall muß der
Startermotor lediglich reversierbar sein. Wenn die Abtriebswelle
des Startermotors entgegen der normalen Arbeitsrichtung verdreht
wird, dann kann die dem Starterriemen zugeordnete zweite Riemenscheibe
auf der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verdreht werden, weil der
Freilauf in dieser Drehrichtung nicht sperrt.
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Einige
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend
näher erläutert. Es
zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung eines Riemenstarters für Verbrennungsmotoren,
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2a bis 2d Seitenansichten
eines Startermotors zusammen mit einer Riemenscheibe und einer Umlenkrolle,
die auf dessen Abtriebswelle angeordnet sind,
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3 eine
Darstellung ähnlich
wie 1, die aber eine abgewandelte Ausführungsform
zeigt, und
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4 eine
schematische Darstellung eines herkömmlichen Riemenstarters für Verbrennungsmotoren.
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Der
in 1 gezeigte Riemenstarter für Verbrennungsmotoren stimmt
in seiner grundsätzlichen Wirkungsweise
mit dem in 4 gezeigten Riemenstarter weitgehend überein,
weshalb auf die entsprechenden Erläuterungen verwiesen wird, um
Wiederholungen zu vermeiden. In den 1 und 4 sind gleiche
Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Der
in 1 gezeigte Riemenstarter unterscheidet sich von
dem in 4 gezeigten Riemenstarter in zweierlei Hinsicht.
Die drehzahlgesteuerte Kraftübertragungseinrichtung
ist nicht zwischen der Riemenscheibe 8 und der Abtriebswelle
des Startermotors angeordnet, sondern zwischen der Riemenscheibe 7 und
der Kurbelwelle. Das hat die vorteilhafte Folge, daß die Riemenscheibe 7 und
damit der Starterriemen 6 nur in der Startphase umläuft, im Normalbetrieb
des Verbrennungsmotors hingegen stillsteht. Für den Starterriemen 6 kann
daher anstelle eines Keilriemens ein Zahnriemen benutzt werden, wodurch
ein Schlupf des Starterriemens ausgeschlossen und die Startfhähigkeit
unter allen Betriebszuständen
gewährleistet
wird. Da der Starterriemen 6 nur während der Startphase umläuft, ist eine
(nicht gezeigte) ortsfeste, einfach statisch vorgespannte Spannrolle
ausreichend.
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Die
drehzahlgesteuerte Kraftübertragungseinrichtung
ist vorzugsweise als Freilauf, beispielsweise als Klemmkörperfreilauf
oder als Sperrklinkenfreilauf ausgebildet. Mit einem solchen Freilauf
wird der Kraftfluß zwischen
der Riemenscheibe 7 und der Kurbelwelle unterbrochen, sobald
die Drehzahl der Kurbelwelle größer ist
als diejenige der Riemenscheibe 7. Diese Wirkung des Freilaufs
ermöglicht
es, den Startermotor nach dem Starten des Verbrennungsmotors noch
eine gewisse Zeit in Betrieb zu lassen, um über den Starterriemen 6 ein
(nicht gezeigtes) Zusatzaggregat, wie z. B. eine Unterdruckpumpe
für eine
Zentralpneumatik oder dergl. anzutreiben. Falls es sich bei dem
Startermotor um einen reversierbaren Elektromotor handelt, dann
kann ein solches Zusatzaggregat sogar im Stillstand des Verbrennungsmotors
angetrieben werden. Wenn der Startermotor 8 entgegen der
normalen Drehrichtung angetrieben wird, dann ist der Kraftfluß von der
Riemenscheibe 7 zur Kurbelwelle durch den Freilauf unterbrochen.
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Der
wesentliche Unterschied des neuartigen Riemenstarters gegenüber dem
herkömmlichen
Riemenstarter besteht darin, daß,
wie dies in den 2a bis 2d gezeigt
ist, auf der Abtriebswelle 9 des Startermotors 10 zusätzlich zu
der Riemenscheibe 8 eine Umlenkrolle 11 angeordnet
ist. Während
die Riemenscheibe 8 mit der Abtriebswelle 9 drehfest
verbunden ist, ist die Umlenkrolle 11 auf der Abtriebswelle 9 mit
einem Wälzlager
frei drehbar gelagert. Der Startermotor 10 ist an einem
Teil 12 des Verbrennungsmotors befestigt. Das Teil 12 des
Verbrennungsmotors kann auch zur Abstützung bzw. Lagerung der Abtriebswelle 9 des
Startermotors benutzt werden. Wie dies in den 2a und 2c gezeigt ist,
kann die Abtriebswelle 9 entweder mittig oder am Ende abgestützt werden.
In 2b ist eine Kombination dieser beiden Abstützungsmöglichkeiten
gezeigt. Die Abtriebswelle 9 kann aber auch, wie in 2d gezeigt,
fliegend gelagert sein. In allen diesen Fällen kann die Anordnung von
Umlenkrolle 11 und Riemenscheibe 8 auf der Abtriebswelle 9 selbstverständlich vertauscht
werden.
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Die
auf der Abtriebswelle 9 des Startermotors 10 drehbar
gelagerte Umlenkrolle 11 übernimmt die Funktion der Umlenkrolle 3 des
bekannten Riemenstarters, so daß diese
entfallen kann.
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Wenngleich
im Normalbetrieb des Verbrennungsmotors der Kraftfluß von der
Kurbelwelle zur Riemenscheibe 7 wegen des dazwischen angeordneten
Freilaufs unterbrochen ist, kann durch die Lagerreibung oder infolge
von Dichtungen ein gewisses Drehmoment auf die Riemenscheibe 7 übertragen werden.
Dieses Drehmoment könnte
unter Umständen
ausreichen, daß der
Startermotor nach erfolgreichem Start des Verbrennungsmotors mitgeschleppt wird.
Bei der in 3 gezeigten abgewandelten Ausführungsform
eines Riemenstarters wird dieser Möglichkeit entgegengewirkt.
Zu diesem Zweck wird die Umlenkrolle 4 des Riemens 1 durch
eine Umlenkrolle 13 ersetzt, und es ist eine weitere Umlenkrolle 14 vorhanden.
Der Riemen 1 und der Starterriemen 6 sind demzufolge
um die auf der Abtriebswelle 9 des Startermotors 10 angeordnete
Umlenkrolle 11 und um die Riemenscheibe 8 gegenläufig herumgeführt. Durch die
zur Drehrichtung der Kurbelwelle entgegengesetzte Drehrichtung der
Umlenkrolle 11 wird über
deren Lagerreibung ein Gegendrehmoment in die Abtriebswelle 9 des
Startermotors 10 induziert. Dieses Gegendrehmoment hat
die entgegengesetzte Richtung wie das im wesentlichen durch Lagerreibung verursachte
Drehmoment der Freilauf-Riemenscheibe 7 im
regulären
Betrieb des Verbrennungsmotors. Es kann daher auf eine zusätzliche
Momentenstütze in
Form einer mechanischen Verbindung zwischen der Riemenscheibe 7 und
dem Motorblock bzw. auf jede andere separate Momentenstütze am Starterriemen 6 oder
am Startermotor 10 verzichtet werden.
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Aus
zeichnerischen Gründen
sind die auf der Kurbelwelle angeordneten beiden Riemenscheiben 2 und 7 mit
einem unterschiedlichen Durchmesser dargestellt. In der Praxis können diese
beiden Riemenscheiben aber einen identischen Durchmesser haben.
Ebensogut können
die auf der Abtriebswelle 9 des Startermoduls 10 angeordnete
Riemenscheibe 8 und die Umlenkrolle 11 einen unterschiedlichen Durchmesser
haben.
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Unter
den in der Beschreibung und in den Patentansprüchen verwendeten Begriff "Riemen" fallen alle in mindestens
einer Ebene verformbaren endlosen Kraftübertragungsmittel, wie z. B.
Ketten.
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- 1
- Riemen
- 2
- Riemenscheibe
für 1
- 3
- Umlenkrolle
- 4
- Umlenkrolle
- 5
- Riemenscheibe
des Generators
- 6
- Starterriemen
- 7
- Riemenscheibe
für 6
- 8
- Riemenscheibe
von 10
- 9
- Abtriebswelle
von 10
- 10
- Startermotor
- 11
- Umlenkrolle
- 12
- Teil
des Verbrennungsmotors
- 13
- Umlenkrolle
- 14
- Umlenkrolle