DE1476451B1

DE1476451B1 - Engaging device for starting motors for internal combustion engines

Info

Publication number: DE1476451B1
Application number: DE1966C0040358
Authority: DE
Inventors: Gubb Kenneth Frederick; Seilly Alec Harry
Original assignee: CAV Ltd
Current assignee: CAV Ltd
Priority date: 1965-10-12
Filing date: 1966-10-12
Publication date: 1971-02-11
Also published as: US3399575A; GB1145754A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrück- Die Rotorwelle 12 ist in ihrer Länge an verschievorrichtung von Andrehmotoren für Brennkraft- denen Punkten abgestuft, und das Ende dieser Welle, maschinen mit Schraubtrieb und Überlastkupplung. das sich entfernt vom Anker befindet, trägt eine Es besteht die Aufgabe, die Überlastkupplung mit Befestigungsmutter 15, die auf der Welle 12 eine einem bei Einspurhemmung (Zahn-auf-Zahn-Stel- 5 Hülse 16 festhält. Die Hülse 16 trägt einen Anschlag lung) kleineren und bei eingespurtem Ritzel höheren 17; darüber hinaus ist um die Hülse 16 ein gezahntes Gleitmoment auszubilden (an sich bekannte und Ritzel 18 angeordnet, das aus einem Stück mit einem gelöste Aufgabe). Weiterhin besteht die Aufgabe, die rohrförmigen Teil 19 ausgebildet ist, das einen ring-Axialbewegung der Mutter des Schraubtriebes unter förmigen Raum zwischen sich und der Hülse 16 Zuhilfenahme einer elektromagnetischen Verdreh- io bildet. Das rohrförmige Teil 19 wird mittels eines sicherung mit begrenztem Verdrehsicherungsmoment Lagers 20 getragen, das in dem Ende der Verlängezu bewirken. Auch diese Aufgabe ist bekannt und rung 13 angeordnet ist. Ferner ist innerhalb des rohren anderem Zusammenhang als mit der erstgenann- förmigen Teils 19 in einer Nut- und Federverbindung ten Aufgabe) bereits gelöst worden. Auf Grund beider eine zweite Hülse 21 gleitbar angeordnet, die eben-Aufgaben und der Vereinigung ihrer konstruktiven 15 falls gleitbar auf der Welle 12 angeordnet ist.
Lösungsmerkmale soll eine besonders sichere, robuste Weiterhin ist zwischen einer Abstufung, die auf und den Erfordernissen der Praxis gerecht werdende der inneren Oberfläche des rohrförmigen Teiles 19 Einrückvorrichtung geschaffen werden. Beschädigun- ausgebildet ist, und dem benachbarten Ende der gen der Zähne des Ritzels oder des Zahnrades der Hülse 21 eine wendeiförmige Druckfeder 22 vor-Brennkraftmaschine sollen weitgehend ausgeschlossen ao gesehen,
werden. Das Ende der zweiten Hülse 21, das entfernt vonThe invention relates to an engaging The rotor shaft 12 is graded in its length at various points of starting motors for internal combustion engines, and the end of this shaft, machines with a screw drive and overload clutch. which is located at a distance from the armature carries an overload clutch with fastening nut 15, which holds a sleeve 16 on the shaft 12 with a tooth-on-tooth position. The sleeve 16 has a stop position ) smaller and higher 17 when the pinion is engaged; In addition, a toothed sliding torque is to be formed around the sleeve 16 (known per se and arranged pinion 18, which is made in one piece with a solved task). Furthermore, there is the task of the tubular part 19 being designed, which forms an annular axial movement of the nut of the screw drive with a shaped space between itself and the sleeve 16 with the aid of an electromagnetic torsion. The tubular part 19 is carried by means of a locking device with limited anti-rotation torque bearing 20, which is to effect in the end of the extension. This task is also known and tion 13 is arranged. Furthermore, a different connection than with the first-mentioned part 19 in a tongue-and-groove connection has already been achieved within the tube. On the basis of both, a second sleeve 21 is slidably arranged, the plane tasks and the union of its structural 15 if slidably arranged on the shaft 12.
Features of the solution should be a particularly safe, robust engagement device between a gradation that meets the requirements of practice and the inner surface of the tubular part 19. Damage is formed, and the adjacent end of the gene of the teeth of the pinion or the gear wheel of the sleeve 21 a helical compression spring 22 in front of the internal combustion engine should largely be excluded ao
will. The end of the second sleeve 21 that is removed from

Gemäß der Erfindung ist die Einrückvorrichtung dem Ritzel 18 ist, ist an seinem äußeren Umfang mit M dadurch gekennzeichnet, daß auf einem mit Gewinde sich axial erstreckenden Nuten versehen, die mit einer versehenen Teil der Antriebswelle des Andrehmotors angetriebenen Kupplungsplatte 23 im Eingriff stehen, eine Mutter angeordnet ist, die bei Erregung einer 35 Mit dieser Kupplungsplatte 23 wirken zwei treibende an sich bekannten elektromagnetischen Verdreh- Kupplungsplatten 24 und 25 zusammen, die an beisicherung mit begrenztem Verdrehsicherungsmoment den Seiten der angetriebenen Kupplungsplatte 23 und bei gleichzeitiger Drehung der Antriebswelle sich angeordnet sind und die mit einem Paar von ringin Einspurrichtung axial verschiebt, daß ferner die förmigen Auskleidungen versehen sind, die aus einem Mutter ihre Axialbewegung einer gleitend auf der 30 Material mit hohem Reibungs-Koeffizienten her-Welle angeordneten ersten Hülse übermittelt und gestellt sind. Die treibende Kupplungsplatte 25 ist zwischen Mutter und erster Hülse die Überlastkupp- nicht drehbar auf einer Mutter 26 angeordnet und lung angeordnet ist, daß ferner eine Verlängerung der steht außerdem nicht drehbar mit einem ringförmigen Antriebswelle eine zweite Hülse trägt, auf der gleitbar Kupplungsmantel 27 in Eingriff, mit dem nicht dreheine mit dem Ritzel fest verbundene dritte Hülse 35 bar auch die Kupplungsplatte 24 im Eingriff steht, angeordnet ist, die mit der zweiten Hülse drehfest, Die innere Kante der Kupplungsplatte 24 stützt doch axiales Gleiten zulassend, verbunden ist, daß sich auf einem Kragen 28 ab, der in Nut- und Federferner zwischen der ersten Hülse und einer Innen- eingriff auf der zweiten Hülse 21 angeordnet ist und schulter der dritten Hülse eine Druckfeder angeord- der somit eine Schulter bildet, gegen die die Platte 24 net ist, die bei Einspurhemmung sich der Axial- 40 anschlägt, wie es nachstehend näher beschrieben werbewegung der ersten Hülse und damit der Mutter der- den soll.According to the invention the engagement device is the pinion 18, is characterized on its outer circumference with M , in that a nut is provided on a threaded axially extending groove which engages with a provided part of the drive shaft of the cranking motor driven clutch plate 23 is arranged, which when a 35 With this clutch plate 23 act two driving known electromagnetic twisting clutch plates 24 and 25 together, which are arranged on the sides of the driven clutch plate 23 and with simultaneous rotation of the drive shaft and which axially displaced with a pair of rings in the direction of engagement, that furthermore the shaped linings are provided, which are transmitted and set from a nut their axial movement of a first sleeve slidingly arranged on the shaft with a high coefficient of friction. The driving clutch plate 25 is arranged between the nut and the first sleeve, the Überlastkupp- non-rotatably on a nut 26 and is arranged that furthermore an extension of which is also non-rotatable with an annular drive shaft carries a second sleeve on which the clutch casing 27 slidably engages , with which the third sleeve 35 bar, which is not firmly connected to the pinion, also engages the clutch plate 24, is arranged, which is connected to the second sleeve in a rotationally fixed manner a collar 28, which is arranged in tongue and groove between the first sleeve and an internal engagement on the second sleeve 21 and a compression spring is arranged on the shoulder of the third sleeve, thus forming a shoulder against which the plate 24 is net, the axial 40 strikes against one-lane inhibition, as described in more detail below, movement of the first sleeve and thus the mother should.

art widersetzt, daß die letztere das Verdrehsicherungs*- Ferner sind, wie es in der oberen Hälfte der Zeichmoment der genannten elektromagnetischen Einrich- nung dargestellt ist, die Kupplungsplatten 24 und 25 A tung überwindet und eine das Einspuren gestattende nach innen schalenförmig geneigt angeordnet, wenn " Winkelverdrehung des Ritzels zuläßt, und daß die 45 die Anlaßeinrichtung sich in Ruhestellung befindet. Stirnseite der zweiten Hülse als Anschlagsschulter Die Mutter 26 besitzt an ihrer inneren Oberfläche ausgebildet ist, gegen die die erste Hülse in Einspur- ein Steilgewinde, das mit einem komplementären stellung anstößt, wobei sich die Überlastkupplung Steilgewinde auf der Oberfläche der Welle 12 im Einauf Grund ihrer erfolgten Axialbewegung gegen die griff steht. Der Neigungswinkel des Steilgewindes liegt Kraft einer Feder auf ein hohes Gleitmoment vor- 50 zwischen 40° bis 60°. Darüber hinaus ist das Ende spannt. der Mutter 26, das sich in Nähe der Hülse 21 befin-art opposes that the latter the anti-rotation device * - Furthermore, as shown in the upper half of the drawing moment of the electromagnetic device mentioned, the coupling plates 24 and 25 A device overcomes and an inwardly inclined dish-like arrangement that allows meshing, if "Angular rotation of the pinion allows, and that the 45 the starting device is in the rest position. Front side of the second sleeve as a stop shoulder The nut 26 is formed on its inner surface against which the first sleeve in Einspur- a coarse thread, which with a complementary position the overload clutch high-helix thread on the surface of the shaft 12 is in the one due to its axial movement against the handle End tensions. Of the nut 26, which is located in the vicinity of the sleeve 21-

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer det, mit einer Druckscheibe 21 α versehen, die beiIn the drawing, an embodiment of a det is provided with a thrust washer 21 α , which at

Einrückvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfin- Betätigung der Anlaßeinrichtung mit dem ent-Engaging device according to the present invention, actuation of the starting device with the

dung im Schnitt dargestellt. sprechenden Ende der Hülse 21 zum Anschlagtion shown in section. speaking end of the sleeve 21 to the stop

Die obere und die untere Hälfte der Zeichnung 55 kommt.The top and bottom halves of drawing 55 come up.

zeigen die Teile der Anlaßeinrichtung in ihrer Ruhe- Auf der Oberfläche der Mutter 26 sind eine Mehrstellung bzw. in ihrer Arbeitsstellung. zahl von axial sich erstreckenden Nuten ausgebildet,show the parts of the starting device in their rest. On the surface of the nut 26 are multiple positions or in their working position. number of axially extending grooves formed,

In der Zeichnung ist mit 10 ein Umriß eines die mit entsprechend ausgebildeten Federn, die auf Elektromotorgehäuses gezeigt, in dem eine Feldwick- der inneren Oberfläche einer magnetisierbaren Platte lung angeordnet ist (nicht dargestellt). Innerhalb des 60 30 vorgesehen sind, im Eingriff stehen. Wie es in der Gehäuses ist ein Anker 11 drehbar gelagert, der eine oberen Hälfte der Zeichnung gezeigt ist, wird die Welle 12 besitzt, die sich durch die Endwand des Platte gegen das ringförmige Polstück einer ring-Gehäuses 10 und jenseits einer Verlängerung 13 des förmigen Solenoidwicklung 31 angezogen, die innerGehäuses 10 hinaus erstreckt. Am Gehäuse 10 ist ein halb des Gehäuses angeordnet ist. Wenn die Platte 30 elektrischer Anschluß 14 angeordnet, über den der 65 magnetisch angezogen wird, schlägt sie gegen einen elektrische Motor an eine Stromquelle angeschlossen Bremsring 32 an, der aus einem Lagermaterial herwerden kann, wobei der andere Anschluß über das gestellt ist. Das Solenoid ist so angeordnet, daß es Gehäuse erfolgt. gleichzeitig mit dem Elektromotor erregt wird. WennIn the drawing, 10 is an outline of the one with appropriately designed springs on Electric motor housing shown in which a Feldwick- the inner surface of a magnetizable plate treatment is arranged (not shown). Within the 60 30 are provided in engagement. Like it in the Housing is rotatably supported by an armature 11, which is shown in an upper half of the drawing Has shaft 12 extending through the end wall of the plate against the annular pole piece of an annular housing 10 and beyond an extension 13 of the shaped solenoid winding 31 attracted the inner housing 10 also extends. On the housing 10, a half of the housing is arranged. When the plate is 30 arranged electrical connection 14, via which the 65 is magnetically attracted, it strikes against one electric motor connected to a power source brake ring 32, which can be made from a bearing material can, whereby the other connection is placed over the. The solenoid is arranged so that it Housing takes place. is excited simultaneously with the electric motor. if

sich die Mutter 26 hierbei vorwärts bewegt, drückt ein Anschlagring 33, der auf der Mutter befestigt ist, die Platte 30 fort von dem Ring 32, wie es in der unteren Hälfte der Zeichnung dargestellt ist.If the nut 26 moves forward, a stop ring 33, which is attached to the nut, presses, the plate 30 away from the ring 32, as shown in the lower half of the drawing.

Nachstehend soll die Wirkungsweise der Anlaßeinrichtung näher beschrieben werden.The operation of the starting device will now be described in more detail.

Wenn beim Anlassen der Elektromotor erregt wird, wird auch das Solenoid 31 erregt, so daß die Platte 30 angezogen wird. Da die Welle 12 sich zu drehen beginnt, wird die Mutter 26 in axialer Richtung fort vom Anker 11 bewegt. Diese Bewegung der Mutter bewirkt eine axiale Bewegung des Kupplungsmantels 28, der Hülse21, der Feder22 und des Ritzels 18. Vorausgesetzt, daß die Zähne des Ritzels 18 frei in die Zahnlücken des Zahnrades 18 α des Motors gleiten können, wird diese Bewegung fortgesetzt, bis die Hülse 21 gegen den Anschlag 17, wie es in der unteren Hälfte der Zeichnung dargestellt ist, anschlägt. Sobald dieses eintritt, erfolgt die weitere axiale Bewegung der Mutter 26 entgegen der Federung der Antriebskupplungsplatten, mit dem Ergebnis, daß sich die Mutter mit der Welle zu drehen beginnt. Während dieser axialen Bewegung der Mutter wird die Platte 30 durch den Anschlag 33 von dem Ring 32 abgehoben. Die Mutter bewegt sich um einen weiteren Betrag, so daß die Kupplung gespannt ^-und der Abstand zwischen dem Druckring 21 α und dem Ende der Hülse 21 vermindert wird. Bei der gespannten Kupplung hat die Mutter keine andere Möglichkeit, als sich mit der Welle zu drehen, wobei der anzulassende Motor angedreht wird. Die Höhe der Belastung der Kupplung ist genügend, um sicherzustellen, daß der Motor durchgedreht wird. Wenn indessen die Belastung, die durch den Motor ausgeübt wird, übermäßig ansteigt, beginnt die Kupplung bei einem vorbestimmten Drehmoment zu gleiten, so daß die Gefahr einer Beschädigung der Anlaßeinrichtung und des Elektromotors ausgeschlossen ist.When the electric motor is energized at start-up, the solenoid 31 is also energized so that the plate 30 is attracted. As the shaft 12 begins to rotate, the nut 26 is moved away from the armature 11 in the axial direction. This movement of the nut causes an axial movement of the coupling jacket 28, the sleeve 21, the spring 22 and the pinion 18. Provided that the teeth of the pinion 18 can slide freely into the tooth gaps of the gear 18 α of the motor, this movement is continued until the Sleeve 21 strikes against stop 17, as shown in the lower half of the drawing. As soon as this occurs, the further axial movement of the nut 26 takes place against the resilience of the drive clutch plates, with the result that the nut begins to rotate with the shaft. During this axial movement of the nut, the plate 30 is lifted off the ring 32 by the stop 33. The nut moves a further amount, so that the coupling is tensioned ^- and the distance between the pressure ring 21 α and the end of the sleeve 21 is reduced. With the clutch under tension, the nut has no other option than to turn with the shaft, thereby turning on the motor to be started. The amount of load on the clutch is sufficient to ensure that the engine will spin. If, however, the load exerted by the motor increases excessively, the clutch starts to slip at a predetermined torque, so that the danger of damaging the starting device and the electric motor is eliminated.

Wenn der Motor mit Unterbrechungen gezündet hat, wird das Ritzel beschleunigt, und auf Grund der Wirkung des Steilgewindes zwischen der Mutter 26 und der Welle 12 beginnt das Ritzel außer Eingriff mit dem Motorzahnrad 18 a. Wenn dieses stattfindet, kommt die Scheibe 30 mit dem Ring 32 in Berührung, so daß die Mutter gegenüber der Drehzahl der Welle abgebremst und bewirkt wird, daß sich die Mutter fort von dem Anker 11 bewegt. Auf diese Weise wird das Ausspuren des Ritzels verhindert.When the engine has ignited intermittently, the pinion is accelerated, and due to the action of the coarse thread between the nut 26 and the shaft 12, the pinion begins to disengage from the motor gear 18a . When this occurs, the washer 30 comes into contact with the ring 32, so that the nut is braked relative to the speed of the shaft and causes the nut to move away from the armature 11. This prevents the pinion from disengaging.

Wenn der Motor ordnungsgemäß zu laufen beginnt, und der Elektromotor und das Bremssolenoid durch den Fahrer entregt werden, wird das Ritzel 18 außer Eingriff mit dem Zahnrad 18 α gebracht, was durch die Wirkung der Rückholfeder 34, die zwischen der Verlängerung und dem Kupplungsmantel angeordnet ist, begünstigt wird.When the engine starts to run properly and the electric motor and the brake solenoid are de-energized by the driver, the pinion 18 is disengaged from the gear 18 α , which is due to the action of the return spring 34, which is arranged between the extension and the clutch shell , is favored.

Die Feder 34 wird während des Eingriffvorganges der Anlaßeinrichtung gespannt.The spring 34 is tensioned during the engagement process of the starting device.

Bei der oben beschriebenen Wirkungsweise der Anlaßeinrichtung wurde angenommen, daß das Ritzel frei in das Motorzahnrad eingreift. Dieses tritt indessen nicht immer ein. Wenn ein Zahn-auf-Zahn-Eingriff des Ritzels und des Motorzahnrades auftritt, wird zunächst die Schlagbcanspruchung durch die Wirkung der Feder 22 abgefedert, und es tritt eine relative axiale Bewegung des rohrförmigen Teiles 19 und der Hülse 21 ein.In the operation of the starting device described above, it was assumed that the pinion engages freely with the motor gear. However, this does not always occur. When a tooth-on-tooth operation of the pinion and the motor gear occurs, the impact is initially due to the Effect of the spring 22 is cushioned, and there is a relative axial movement of the tubular part 19 and the sleeve 21.

Die Größe einer solchen relativen Bewegung ist durch die Feder 22 begrenzt, die bei Zusammendrückung eine axiale Belastung auf die Mutter 26 ausübt. In Abhängigkeit von dem Neigungswinkel des Steilgewindes, und wenn die axiale Belastung einen gewissen Wert erreicht, findet ein Gleiten zwischen der Platte 30 und dem Ring 32 statt. Die sich ergebende drehende Bewegung der Mutter 26 wird auf das Ritzel 18 übertragen. Wenn der Zahn-auf-Zahn-Eingriff überwunden ist, bewegt die Feder 22 das Ritzel in Eingriff mit dem Zahnrad, wobei ein voller Eingriff, wie oben beschrieben, erfolgt. Durch diese Anordnung wird das Drehmoment, das auf das Ritzel 18 wirkt, gesteuert. Falls sich das Drehmoment erhöhen sollte, wird die Mutter 26 weiter axial infolge der Wirkung des Steilgewindes gegen die Wirkung der Feder 22 bewegt.The amount of such relative movement is limited by the spring 22, which when compressed exerts an axial load on the nut 26. Depending on the angle of inclination of the High helix, and when the axial load reaches a certain value, there is a slip between the plate 30 and the ring 32 instead. The resulting rotating movement of nut 26 will transferred to the pinion 18. When the tooth-on-tooth engagement is overcome, the spring 22 moves the pinion meshes with the gear, with full meshing as described above. By this arrangement controls the torque acting on pinion 18. If the torque should increase, the nut 26 is further axially as a result the action of the coarse thread against the action of the spring 22 moves.

Claims

Claim:

Engaging device for starting motors for internal combustion engines with screw drive and overload clutch with a smaller one with one-track inhibition (tooth-on-tooth position) and with one-tracked one Pinion higher sliding torque, characterized in that on one with A nut (26) is arranged on the threaded part of the drive shaft (12) of the starting motor is that when a known electromagnetic anti-rotation device (30, 31) is excited with limited anti-rotation torque and with simultaneous rotation of the drive shaft (12) moves axially in the direction of engagement, that also the nut (26) their axial movement of a The first sleeve (21), which is slidably arranged on the shaft (12), is transmitted and between the nut (26) and the first sleeve (21), the overload clutch (23, 24, 25, 27) is arranged that also an extension the drive shaft (12) carries a second sleeve (16) on which one can slide with the Pinion (18) fixedly connected third sleeve (19) is arranged, which rotatably with the second sleeve (16), but allowing axial sliding is connected that further between the first sleeve (21) and a compression spring (22) is arranged on an inner shoulder of the third sleeve (19), which in the case of one-track inhibition opposes the axial movement of the first sleeve (21) and thus the nut (26) in such a way that the latter (26) provides the torque to prevent rotation overcomes said electromagnetic device (30, 31) and an angular rotation of the Pinion (18) allows, and that the end face (17) of the second sleeve (16) is designed as a stop shoulder is against which the first sleeve (21) abuts in the meshing position, the overload clutch due to their axial movement against the force of a spring (34) to a high Pretensioned sliding torque.

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