DE1150839B

DE1150839B - Electric turning device for internal combustion engines

Info

Publication number: DE1150839B
Application number: DEC18526A
Authority: DE
Inventors: Ronald Leslie Clifton
Original assignee: RONALD LESLIE CLIFTON
Current assignee: RONALD LESLIE CLIFTON
Priority date: 1959-03-04
Filing date: 1959-03-04
Publication date: 1963-06-27

Description

Elektrische Andrehvorrichtung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine elektrische Andrehvorrichtung mit Einrückhebel, Schubtrieb und überholkupplung für Brennkraftmaschinen.Electric cranking device for internal combustion engines The invention relates to an electrical cranking device with engagement lever, thrust drive and overrunning clutch for internal combustion engines.

Bei solchen Vorrichtungen sitzt auf der Welle eines Andrehmotors ein axial verschiebbares Kupplungsritzel, das durch ein axial verschiebbar, aber unverdrehbar auf der Welle sitzendes und mittels eines in der Regel elektromagnetisch betätigten schwenkbar gelagerten Hebel einrückbares Schaltglied mit einem Zahnrad oder einer Innenverzahnung in Eingriff gebracht werden kann, das mit der Maschinenwelle gekuppelt ist. Zwischen Schaltglied und Ritzel ist eine überholkupplung eingeschaltet. Der Andrehmotor wird automatisch angeschaltet, sobald der Hebel seinen Hub ausgeführt hat. Wenn die Brennkraftmaschine angesprungen ist und schneller zu laufen beginnt als der Andrehmotor, löst die 'Oberholkupplung die Verbindung zwischen Andrehmotor und Maschine, um zu verhindern, daß nun der Andrehmotor angetrieben wird, was ihm schaden könnte. Es kann nun vorkommen, daß das Ritzel und das mit der Maschinenwelle gekuppelte Zahnrad so zueinander stehen, daß beim Einrücken des Ritzels dessen Zähne an den Zähnen des besagten Zahnrades zur Anlage kommen, so daß das Ritzel nicht vollständig eingerückt werden und mit dem Zahnrad in Eingriff gebracht werden kann. Es muß daher Vorsorge getroffen werden, daß der das Schaltglied einrückende Hebel auch in diesem Falle seinen vollen Hub ausführen kann und der Andrehmotor dadurch anspringen kann. Sobald der Andrehmotor sich zu drehen beginnt, greift das Ritzel dann in das mit der Maschinenwelle gekuppelte Zahnrad ein.In such devices sits on the shaft of a starter motor axially displaceable clutch pinion, which is axially displaceable, but non-rotatable seated on the shaft and usually operated electromagnetically by means of a pivotally mounted lever engageable switching element with a gear or a Internal teeth can be brought into engagement, which is coupled to the machine shaft is. An overrunning clutch is connected between the switching element and the pinion. Of the The starting motor is switched on automatically as soon as the lever is lifted Has. When the internal combustion engine has started and starts to run faster than the start-up motor, the 'overhaul clutch releases the connection between the start-up motor and machine to prevent that the starter motor is now driven, what it could harm. It can now happen that the pinion and that with the machine shaft coupled gear are so that when the pinion is engaged, its teeth come to rest on the teeth of said gear so that the pinion does not can be fully engaged and engaged with the gear. Care must therefore be taken that the lever engaging the switching element in this case, too, can perform its full stroke and thereby the cranking motor can jump. As soon as the starting motor starts to turn, the pinion engages then into the gear wheel coupled to the machine shaft.

Es sind zahlreiche Konstruktionen bekannt, welche diese Funktionen erfüllen.Numerous designs are known which perform these functions fulfill.

Bei einer bekannten Konstruktion (französische Patentschrift 1158 386) ist die Schwenklagerung des Hebels nachgiebig kraftschlüssig ausgebildet, um zu ermöglichen, daß bei Zahn-auf-Zahn-Stellung von Ritzel und Maschinenzahnrad der Hebel seinen vollen Hub ausführen kann. Diese Konstruktion ist im übrigen aus rein metallischen Teilen aufgebaut.In a known construction (French patent specification 1158 386) the pivot bearing of the lever is designed to be resilient and non-positive in order to enable the lever to perform its full stroke when the pinion and machine gear are in a tooth-on-tooth position. This construction is made up of purely metallic parts.

Bekannte Andrehvorrichtungen dieser Art neigen zu Geräuschen. Außerdem bestehen sie meistens aus vielen Einzelteilen, was die Fertigung und etwa erforderliche Reparaturen verteuert.Known turning devices of this type tend to be noisy. aside from that they usually consist of many individual parts, what the production and any required Repairs more expensive.

Bei einer anderen bekannten Andrehvorrichtung (USA.-Patentschrift 2 353 904) ist das Schaltglied glockenförmig und weist Schrägflächen auf, die an Schrägflächen eines Kupplungsgliedes anliegen, das mit einem von dem glockenförmigen Schaltglied umfaßten ringförmigen Gummiblock verbunden ist. Auf der anderen Seite des Gummiblocks sitzt auf der Welle das Ritzel, das mit einem radialen Flansch mit axialem Spiel in dem Schaltglied geführt ist, der von dem Rand des glockenförmigen Schaltgliedes übergriffen wird. Mittels eines Hebels kann das Schaltglied und mit ihm über den Gummiblock und den Flansch das Ritzel eingerückt werden, so daß das letztere in Eingriff mit einem mit der Maschinenwelle gekuppelten Zahnrad kommen kann. Wenn der Hebel seinen Hub ausgeführt hat, schaltet sich der Andrehmotor ein. Wenn bei noch nicht angesprungener Brennkraftmaschine der Andrehmotor anläuft, dann drückt das Schaltglied über die Schrägflächen den Gummiblock an den Flansch des Ritzels an und überträgt über diese Schrägflächen und den als Reibkupplung wirkenden Gummiblock das Antriebsdrehmoment auf die Maschine. Sobald die Maschine angesprungen ist, wird der Gummiblock entlastet und die Reibkupplung gelöst. Wenn beim Einrücken des Ritzels Zahn auf Zahn zu stehen kommt, dann kann der Hebel unter Deformation des Gummiringes seinen Hub zu Ende ausführen und die Einschaltung des Andrehmotors bewirken. Bei dieser und ähnlichen bekannten Vorrichtungen ist somit ein Gummikörper vorgesehen, der einmal einen Teil der überholkupplung bildet und zum anderen durch Deformation einen vollen Hub des Hebels und ein Einschalten des Andrehmotors gewährleistet, wenn Ritzel und Zahnrad Zahn auf Zahn zu stehen kommen. Es ist einleuchtend, daß der Gummiblock bei solchen Konstruktionen starker Beanspruchung sowohl durch Reibung als auch durch Walkarbeit ausgesetzt ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile zu vermeiden.In another known starting device (USA.-Patent 2 353 904) the switching element is bell-shaped and has inclined surfaces that Be inclined surfaces of a coupling member with one of the bell-shaped Switching member comprised of an annular rubber block is connected. On the other hand of the rubber block sits the pinion on the shaft, which has a radial flange with axial play is guided in the switching member from the edge of the bell-shaped Switching element is overlapped. By means of a lever, the switching element and with the pinion can be engaged via the rubber block and the flange so that the the latter come into engagement with a gear wheel coupled to the machine shaft can. When the lever has completed its stroke, the torque motor switches on. If the starting motor starts when the internal combustion engine has not yet started, then the switching element presses the rubber block against the flange of the Pinion and transmits over these inclined surfaces and acting as a friction clutch Rubber block the drive torque on the machine. As soon as the machine started the rubber block is relieved and the friction clutch is released. If when engaging When the pinion comes to a standstill, the lever can be deformed of the rubber ring complete its stroke and switch on the starter motor cause. In this and similar known devices there is thus a rubber body provided, which forms part of the overrunning clutch on the one hand and through on the other Deformation ensures a full stroke of the lever and activation of the starting motor, when the pinion and gear wheel come to a standstill. It is evident that the rubber block in such constructions is subject to heavy use both from friction as well as through flexing. The invention lies in the Task based on avoiding the disadvantages outlined.

Erfindungsgemäß geschieht das durch die Kombination der für sich bekannten Merkmale, daß ein die Andrehwelle ringförmig umschließendes gummielastisches Zwischenglied einerseits mit der Einrückmuffe und andererseits mit dem anliegenden Teil der Kupplung verbunden ist und daß die Schwenklagerung des Hebels nachgiebig kraftschlüssig ausgebildet ist.According to the invention, this is done by combining those known per se Features that a rubber-elastic intermediate member ring-shaped enclosing the starting shaft on the one hand with the engagement sleeve and on the other hand with the adjacent part of the clutch is connected and that the pivot bearing of the lever is designed to be resilient and non-positive is.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat das gummielastische Zwischenglied weder die Funktion, als Teil der Überholkupplung das Ritzel mit der Motorwelle zu kuppeln, noch die, ein Ausweichen bei Zahn-auf-Zahn-Stellung der Zahnräder und einen vollen Hub des Einrückhebels zu ermöglichen. Beide Funktionen werden von rein metallischen Teilen übernommen, so daß die damit verbundene starke Beanspruchung des Gummis entfällt. Das gummielastische Zwischenglied dient zur Geräuschdämpfung und wird nicht in dem Maße durch Reibung und Walkarbeit beansprucht wie bei den bekannten, ein gummielastisches Zwischenglied aufweisenden Anordnungen. Es ergeben sich daher eine erhöhte Lebensdauer und geringere Störanfälligkeit. Auch die Geräuschdämpfung kann wirksamer erfolgen, weil das gummielastische Zwischenglied nach der Erfindung ausschließlich hierfür vorgesehen und ausgelegt ist. Es tritt insbesondere eine vollständige Isolierung des Ritzels und der Kupplung von den übrigen Teilen ein, die mit dem Ritzel ausschließlich über das gummielastische Zwischenglied verbunden sind.In the device according to the invention, the rubber-elastic intermediate member has neither the function of connecting the pinion to the motor shaft as part of the overrunning clutch couple, one more, one evasion in the tooth-on-tooth position of the gears and one to allow full stroke of the engagement lever. Both functions are performed by purely metallic Parts taken over, so that the associated heavy stress on the rubber is eliminated. The rubber-elastic intermediate member serves to dampen noise and is not in the Dimensions stressed by friction and flexing work, as with the known, a rubber-elastic Intermediate member arrangements. This therefore results in an increased service life and less susceptibility to failure. The noise attenuation can also be more effective, because the rubber-elastic intermediate member according to the invention is used exclusively for this purpose is provided and designed. In particular, complete isolation occurs the pinion and the clutch from the remaining parts, which are exclusively connected to the pinion are connected via the rubber-elastic intermediate member.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden Peschrieben: Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Andrehvorrichtung nach der Erfindung, teilweise im Schnitt; Fig. 2 zeigt die Teile dei Andrehvorrichtung, die auf der Welle des Andrehmotors angeordnet sind; Fig. 3 zeigt eine Teilansicht der Motorwelle; Fig. 4 und 5 zeigen in Vorder- und Seitenansicht den Verbindungshebel, der die Bewegung des Elektromagneten auf die Teile, die auf der Welle des Andrehmotors angeordnet sind, überträgt; Fig. 6 zeigt ein an dem Hebel angreifendes Federglied.An embodiment of the invention is shown in the drawings and hereinafter: Figure 1 is a side view of a cranking device according to the invention, partly in section; Fig. 2 shows the parts of the turning device, which are arranged on the shaft of the starting motor; Fig. 3 shows a partial view the motor shaft; 4 and 5 show the connecting lever in front and side views, of the movement of the electromagnet on the parts that are on the shaft of the cranking motor are arranged, transmits; Fig. 6 shows a spring member engaging the lever.

Mit A ist ein elektrischer Andrehmotor bezeichnet, .mit B ein Solenoid, das zusammen mit dem Andrehmotor von einem Schlüsselschalter angeschaltet wird, der am Armaturenbrett eines Fahrzeugs angeordnet ist.With A an electric starter motor is designated, with B a solenoid, which is switched on together with the starter motor by a key switch, which is arranged on the dashboard of a vehicle.

Vor dem Andrehmotor A und dem Solenoid B ist ein Rahmenteil C (Fig. 1) angeordnet, das in gestrichelten Linien dargestellt ist.In front of the starting motor A and the solenoid B , a frame part C (Fig. 1) is arranged, which is shown in dashed lines.

Die Welle E des Andrehmotors A ist mit Keilen 10 (Fig.3) versehen, und auf dieser Welle sind die mechanischen Kupplungsteile axial verschiebbar gelagert, die allgemein mit F bezeichnet sind. Die Bewegung der Teile F wird von einem Federring M (Fig. 1) begrenzt, der auf der Welle E sitzt.The shaft E of the starting motor A is provided with wedges 10 (Fig. 3), and the mechanical coupling parts are axially displaceable on this shaft, which are generally designated by F. The movement of the parts F is controlled by a spring ring M (Fig. 1), which sits on the shaft E.

Die Teile F bestehen einmal aus einem zylindrischen Stellglied 7, das mit einer Umfangsnut 11 mit U-förmigem Querschnitt versehen ist. Die zentrale Bohrung des Stellgliedes 7 ist mit Nuten 12 versehen, die auf den Keilen 10 der Welle E geführt sind. Ein radialer Flansch 5 umgibt die Welle E und ist im Abstand von dem Stellglied 7 angeordnet. Zwischen diesem Flansch und dem Stellglied ist ein Gummiring 6, der die Welle E umschließt, angeordnet. Die innere Oberfläche des Gummiringes 6 liegt in einigem Abstand vom Umfang der Welle E, so daß der Gummiring nicht bei der Betätigung des Andrehmotors an der Welle E hängenbleiben kann.The parts F consist of a cylindrical actuator 7, which is provided with a circumferential groove 11 with a U-shaped cross section. The central one Bore of the actuator 7 is provided with grooves 12 on the wedges 10 of the Wave E are performed. A radial flange 5 surrounds the shaft E and is at a distance arranged by the actuator 7. Between this flange and the actuator is a rubber ring 6, which surrounds the shaft E, is arranged. The inner surface of the Rubber ring 6 is some distance from the circumference of the shaft E, so that the rubber ring cannot get stuck on shaft E when the cranking motor is operated.

Der Gummiring 6 ist fest mit den einander zugekehrten Flächen des Stellgliedes 7 und des Flansches 5 verbunden. An der Außenseite ist der Flansch 5 mit einer Nabe 13 versehen, welche sägezahnartige Vorsprünge 14 aufweist, die einen Teil einer Kupplung bilden. Ein Ritzel 3 ist mit einer Lagerbuchse 2 verschieb- und drehbar auf der Welle E gelagert, und diejenige Seite, die dem Flansch 5 zugekehrt ist, ist mit sägezahnartigen Vorsprüngen 15 versehen, die mit den Zähnen 14 an der Nabe 13 des Flansches 5 zusammenwirken, so daß sie die Kupplung zwischen dem Ritzel 3 und dem Flansch 5 herstellen. Das Stellglied 7, der Gummiring 6, der Flansch 5 und das Ritzel 3 sind gleichachsig angeordnet.The rubber ring 6 is firmly connected to the mutually facing surfaces of the actuator 7 and the flange 5. On the outside, the flange 5 is provided with a hub 13 which has sawtooth-like projections 14 which form part of a coupling. A pinion 3 is mounted displaceably and rotatably on the shaft E with a bearing bush 2, and the side facing the flange 5 is provided with sawtooth-like projections 15 which cooperate with the teeth 14 on the hub 13 of the flange 5, so that they establish the coupling between the pinion 3 and the flange 5. The actuator 7, the rubber ring 6, the flange 5 and the pinion 3 are arranged coaxially.

Der Teil des Ritzels 3, der dem Flansch 5 zugekehrt ist, wird von einem Haltering 4 umgeben, der an dem Flansch 5 dadurch befestigt ist, daß das umgebogene Ende des Ringes in eine ausgedrehte Nut 5a längs des Umfanges der Nabe 13 eingreift. Das andere Ende des Ringes ist nach innen eingezogen, so daß es einen Flansch 16 bildet. Innerhalb dieses Ringes, an dem Flansch 16 anliegend, ist eine Feder J vorgesehen, die in eine Ausnehmung 3 a am inneren Teil des Ritzels 3 hineinpaßt, so daß die Verbindung zwischen dem Flansch 5 und dem Ritzel 3 in axialer Richtung federnd ist. Diese Konstruktion gestattet es, daß die Kupplung unter gewissen Bedingungen nachgibt.The part of the pinion 3 which faces the flange 5 is surrounded by a retaining ring 4 which is fastened to the flange 5 in that the bent end of the ring engages in a turned groove 5a along the circumference of the hub 13. The other end of the ring is drawn inwards so that it forms a flange 16. Within this ring, resting on the flange 16, a spring J is provided which fits into a recess 3a on the inner part of the pinion 3 so that the connection between the flange 5 and the pinion 3 is resilient in the axial direction. This construction allows the clutch to yield under certain conditions.

Die Teile F werden auf der Welle E als Einheit bewegt. Diese Bewegung wird gesteuert von einem Hebel 9, der an einem Ende mit einem Paar einander gegenüberliegender bogenförmiger Arme 17 versehen ist, welche das Stellglied umfassen. Diese Arme tragen sich nach innen erstreckende Zapfen 18, die einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Diese Zapfen greifen in die U-förmige Nut 11 ein.The parts F are moved on the shaft E as a unit. This movement is controlled by a lever 9 which is provided at one end with a pair of opposed arcuate arms 17 which embrace the actuator. These arms carry inwardly extending pins 18 which are arranged diametrically opposite one another. These pins engage in the U-shaped groove 11 .

Der Hebel 9 ist in der Mitte mit einem sich quer erstreckenden Langloch 19 versehen; das den bogenförmigen Armen 17 abgewandte Ende des Hebels ist gelenkig mit einem Gestänge 20 an dem Solenoid B befestigt.The lever 9 is in the middle with a transversely extending slot 19 provided; the end of the lever facing away from the arcuate arms 17 is articulated attached to the solenoid B with a linkage 20.

Der Hebel 9 ist auf einem Zapfen 21, der an dem Rahmenteil C vorgesehen ist, gelagert. Dieser Zapfen greift in das Langloch 19. Mit dem Hebel 9 wirkt eine konische Feder 8 zusammen, die sich an dem Rahmenteil C abstützt und deren freies Ende einen Haken 22 aufweist, der durch eine Öffnung des Rahmenteils C ragt und in das Langloch 19 an der dem Zapfen 21 abgewandten Seite eingreift.The lever 9 is on a pin 21 which is provided on the frame part C. is stored. This pin engages in the elongated hole 19. With the lever 9 acts a conical spring 8 together, which is supported on the frame part C and its free End has a hook 22 which protrudes through an opening of the frame part C and engages in the elongated hole 19 on the side facing away from the pin 21.

Wenn die Andrehvorrichtung in ein Motorfahrzeug eingebaut ist, so schließt der Fahrer mit einem Schlüsselschalter am Armaturenbrett des Fahrzeuges einen Kontakt, wodurch ein elektrischer Stromkreis geschlossen wird, durch welchen der Andrehmotor über das Solenoid B angeschaltet wird. Auf diese Weise wird der Motor A nach dem Solenoid B angeschaltet. Der Andrehmotor und das Solenoid werden in bekannter Weise von der Autobatterie gespeist.If the starting device is installed in a motor vehicle, the driver closes a contact with a key switch on the dashboard of the vehicle, whereby an electrical circuit is closed by which the starting motor via the solenoid B is switched on. In this way, the motor A after the solenoid B is turned on. The starting motor and the solenoid are fed in a known manner from the car battery.

Wenn das Gestänge 20 in das Solenoid B hineingezogen wird, zieht es das Ende des Hebels 9 nach rechts, und dieses schiebt die Teile F auf der Welle E links. Der Andrehmotor A läuft gleichzeitig an, so daß die Antriebswelle E die damit verkeilten Teile F in Drehung versetzt. Die axiale Bewegung der Teile F bewirkt, daß das Ritzel3 mit der Verzahnung des Schwungrades D in Eingriff kommt, so daß über das Schwungrad D die Bewegung auf die Maschinenwelle übertragen wird. Nach dem Start wird das Solenoid B und der Motor A abgeschaltet. Dann wird das Gestänge 20 nach links (Fig. 1) bewegt; es verschwenkt den Hebel 9, so daß die Teile F wieder zurückgezogen werden und das Ritzel 3 außer Eingriff kommt.When the linkage 20 is pulled into the solenoid B, it pulls the end of the lever 9 to the right, and this pushes the parts F on the shaft E left. The starting motor A starts at the same time, so that the drive shaft E the wedged parts F are set in rotation. The axial movement of the parts F causes the pinion 3 to mesh with the teeth of the flywheel D, so that the movement is transmitted to the machine shaft via the flywheel D. After the start, the solenoid B and the motor A are switched off. Then the linkage 20 moved to the left (Fig. 1); it pivots the lever 9 so that the parts F again are withdrawn and the pinion 3 comes out of engagement.

Wenn aus irgendeinem Grunde das Lösen des Ritzels 3 aus dem Eingriff mit dem Schwungrad D bei der Rückwärtsbewegung der Teile F behindert sein sollte, dann bildet die Feder J eine nachgiebige Verbindung zwischen dem Ritzel 3 und dem Flansch 5, so daß die Kupplung 14,15 gelöst wird. Auf diese Weise können keine Schäden durch ein verzögertes oder behindertes Lösen der oben erwähnten Art entstehen. Sobald das Ritzel 3 wieder vollständig außer Eingriff mit dem Schwungrad D ist, faßt die Kupplung 14, 15 sofort wieder.If for any reason the pinion 3 is disengaged with the flywheel D should be hindered in the backward movement of the parts F, then the spring J forms a resilient connection between the pinion 3 and the Flange 5 so that the coupling 14,15 is released. This way no damage can be done caused by a delayed or hindered release of the type mentioned above. As soon the pinion 3 is completely out of engagement with the flywheel D again, summarizes the Coupling 14, 15 again immediately.

Es kann geschehen, daß bei der Vorwärtsbewegung der Teile F die Zähne des Ritzels 3 gerade auf die Zähne der Schwungscheibe D treffen, so daß sie mit diesen nicht in Eingriff kommen können. Dann hebt sich der Hebel 9 von dem Zapfen 21 ab, und das Solenoid B kann seinen Hub gegen die Wirkung der Feder 8 zu Ende führen. Dadurch kann der Motor A eingeschaltet werden. Sobald dann die Zähne des Ritzels 3, und die der Schwungscheibe D sich in der richtigen gegenseitigen Lage befinden, können sich die Teile F weiter axial nach außen bewegen, so daß das Ritzel 3 mit der Schwungscheibe in Eingriff kommt und die Maschinenwelle antreibt.It can happen that when the parts F move forward, the teeth of the pinion 3 just hit the teeth of the flywheel D so that they with this cannot intervene. Then the lever 9 rises from the pin 21 and the solenoid B can end its stroke against the action of the spring 8 to lead. This enables the motor A to be switched on. As soon as the teeth of the Pinion 3, and that of the flywheel D are in the correct mutual position are located, the parts F can move further axially outward, so that the pinion 3 comes into engagement with the flywheel and drives the machine shaft.

Die Eigenschaften des Gummiringes 6 machen diese für Andrehvorrichtungen der vorliegenden Art besonders geeignet: Der Gummi ist nicht kompressibel und widersteht dauernder Verbiegung. Das Drehmoment wird von der Welle E direkt auf die Teile F übertragen, wobei der Gummiring genügend Elastizität aufweist, um jedes Geräusch, das durch die Übertragung des Drehmoments von der Welle E auf die Teile F entsteht, zu dämpfen.The properties of the rubber ring 6 make it suitable for turning devices of the present type particularly suitable: the rubber is not compressible and resists constant bending. The torque is transmitted from the shaft E directly to the parts F. transmitted, whereby the rubber ring has enough elasticity to absorb any noise, caused by the transmission of the torque from the shaft E to the parts F, to dampen.

Claims

PATENT CLAIM: Electric cranking device with engagement lever, thrust drive and overrunning clutch for internal combustion engines, characterized by the combination of the features known per se, that a rubber-elastic intermediate member surrounding the cranking shaft is connected on the one hand to the engagement sleeve and on the other hand to the adjacent part of the clutch and that the pivot bearing of the Lever is designed resiliently non-positive. Documents considered: French Patent Nos. 1091477, 1158 386; U.S. Patent Nos. 2,353,904, 2,428,750, 2108579.