DE1806470C3 - Für Brennkraftmaschinen bestimmter Andrehmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen für Brennkraftmaschinen bestimmten Andrehmotor der Schraubtriebbauart, d. h. mit einem Steilgewinde auf der Motorwelle, mit einer dazugehörigen Schraubhülse und mit durch Axialbewegung der letzteren bewirktem Ritzelvorschub, wobei eine auf das Ritzel einwirkende Reibungsbremse als Einrückliiilc dient und Einrichtungen zur Verminderung der Bremswirkung bei eingerücktem Ritzel vorhanden sind.

Bei bekannten Andrehmotoren (ü: Brennkraftmaschinen wird das über ein Steilgewinde mit der Antriebswelle des Andrehmotors zusammenarbeitende Ritzel von einer Reibungsbremse gebremst und so bei Drehung der Antriebswelle eingerückt Dabei ist für ein zuverlässiges Einrücken ein hohes Bremsdrehmoment

ίο erwünscht. Andererseits wird von einem Andrehmotor erwartet, daß er zum Anwerfen der Brennkraftmaschine ein möglichsi hohes Drehmoment bereitstellt Bei den bekannten Andrehmotoren können diese beiden Anforderungen nicht gleichzeitig erfüllt werden, da gute Einrückeigenschaften notwendigerweise einen entsprechenden Leistungsverlust durch die Reibungsbremse mit sich bringen.

Ein Andrehmotor der eingangs genannten, zur Schraubtriebart gehörenden Bauweise ist aus der DT-PS 9 46 577 bekannt. Hier wird der Ritzelvorschub durch Axialbewegung auf einem Steilgewinde erzielt, das sich auf der Motorwelle befindet. Auf das Ritzel wirkt dabei eine Reibungsbremse ein, so daß es sich auf der Motorwe'.le und gegenüber dieser verschraubt Um

2s zu verhindern, daß das Ritzel beim Einspuren in den Zahnkranz des Schwungrades blockiert oder vorzeitig ausspurt, sowie zum raschen Anhalten des Andrehmotors nach Abschalten, wird hier bei eingerücktem Ritzel ein zwar vermindertes, aber immer noch beträchtliches Bremsmoment aufrechterhalten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Andrehmotor der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Reibungsbremse bei eingerücktem Ritzel vollständig gelöst ist, ohne daß dabei ein vorzeitiges Ausspuren des Ritzels auftritt.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ritzel begrenzt axial verschiebbar, jedoch drehfest mit der Schraubhüise verbunden ist, daß ferner Ritzel und Schraubhülse durch eine Feder in eine Stellung maximalen axialen Abstandes vorgespannt sind, und daß Einrichtungen zum vollständigen Lösen der Reibungsbremse bei der nach Anlaufen des Ritzels an seinen Anschlag erfolgenden axialen Relativbewegung von Ritzel und Schraubhülse betätigt werden.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erläutert.

Bei dem erfindungsgemäßen Andrehmotor wird bei eingerücktem Ritzel keinerlei zusätzliche Leistung verbraucht; die gesamte Leistung des Andrehmotors wird zum Anwerfen der Brennkraftmaschine bereitgestellt. Dabei wurde erkannt, daß bei eingerücktem Ritzel das von der Brennkraftmaschine auf den Andrehmotor ausgeübte Drehmoment ausreicht, das Ritzel weiterhin im eingerückten Zustand zu halten, so daß ein gesondertes, leistungsverminderndes Bremsen des Ritzels nicht erforderlich ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt, zum Teil eine Seitenansicht der bei der vorliegenden Erfindung interessierenden Teile des Andrehmotors,

Fig. 2 einen teilweisen Schnitt entlang der Linie 2-2 von Fig. 1,

Fi g. 3 einen teilweisen Schnitt entlang der Linie 3-3 von F i g. 2 und

Fig. 4 die Schaltung eines elektrischen Bremssystems, welches in vorteilhafter Weise zusätzlich bei einem Andrehmotor der beschriebenen Art verwendet

werden kann.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Andrehgetriebe gezeigt, welches ein Andrehritzel 12 hat, das auf einer Welle 14 gleitbar montiert ist, die von dem Andrehmotor 16 angetrieben wird. Ein Rollenfreilauf IkI hat einen äußeren Laufring 20 und einen inneren Laufring 22 und mehrere Antriebsrollen 24. Der Freilauf ist in einem in bekannter Weise gebogenen Blechmantel 26 eingeschlossen. Der innere Laufring 22 ist einstückig durch einen Steg 28 mit dem Andrehriizel 12 verbunden.

Eine Schraubhülse 30 ist einstückig mit dem äußeren Laufring 20 des Freilaufes ausgebildet und hat an ihrer Innenseite Gewindegänge 32, die gleitbar und schraubbar an einem Wellenabschnitt 34 angreifen mit einem entsprechenden Gegengewinde, das als Steilgewinde auf der Antriebswelle 14 des Motors ausgebildet ist

Das Andrehritzel 12, der Freilauf 18 und die Schraubhülse 30 bilden den verschiebbaren Teil des Andrehgetriebes, das in seiner ausgekuppelten Stellung gezeigt ist In dieser Stellung liegt der bewegbare Teil an einer Druckscheibe 36 an, die mit der WeJIe 14 verbunden ist Aufgrund der schraubenförmigen Wellenverbindung 32, 34 kann der bewegbare Teil sich sowohl mit der Welle 14 drehen als auch sich um einen beschränkten Betrag in axialer Richtung auf der Welle vorschieben, so daß das Andrehritzel 12 zum Andrehen in das Schwungrad 38 der Kraftmaschine eingerückt wird.

Die Begrenzung der Bewegung des Andrehritzels 12 auf der rechten Seite (Fig. 1) wird durch Anschlag an einer Druckscheibe 40 geschaffen, die in eine Ausnehmung in der Welle 14 eingesetzt ist. Die Welle 14 wird an ihrem äußeren Ende, das auf der dem Antriebsmotor abgewandten Seite liegt, von einem Lager 42 in dem Gehäuseteil 44 getragen.

Eine axiale Kraftkonponente zur Unterstützung der Überprüfung des bewegbaren Teiles des Andrehgetriebes von seiner ausgerückten in die eingerückte Stellung wird durch Zuhilfenahme einer Reibungsbremsverbindung erzeugt. Eine mit der Muffe 30 konzentrische Ringscheibe 46 ist durch gerade Nuten 48 mit einer festen Halterung 50 verbunden, die durch Schrauben 51 an dem Gehäuseteil 44 befestigt ist. Wie ersichtlich, gestattet solch eine Nutenverbindung eine axiale, nicht jedoch eine Drehbewegung der Scheibe 46. Zwei Reibringe 52,54 sind auf gegenüberliegenden Seiten der Scheibe 46 angeordnet. Der eine Reibring kann mit dem Freilauf 18 und der andere mit einer ringförmigen Druckplatte 56 verbunden sein, die gleitbar an der Außenfläche der Muffe 30 angeordnet ist und mit dieser Muffe aufgrund mehrerer Stifte 58 drehbar ist. Die Stifte 58 erstrecken sich durch den Verbindungsteil zwischen der Muffe 30 und dem äußeren Laufring 20. Eine Spiralfeder 60 ist konzentrisch um die Muffe 30 angeordnet und drückt mit ihrem einen Ende gegen die Druckplatte 56. Mit dem anderen Ende drückt sie gegen das Halteglied 62, welches durch einen C-Ring 64 gehalten wird. Die Feder 60 übt eine Kraft aus, die über die Druckplatte 56 die Reibteile mit einer vorbestimmten Kraft in Kontakt mit der nicht drehbaren Scheibe 46 bringt. Diese Reibungsverbindung mit der sich nicht drehenden Einrichtung bremst die Drehung des beweglichen Teiles des Andrehgetriebes. So wird eine Schraubwirkung auf die schraubenförmige Wellenanordnung ausgeübt, so daß der bewegbare Teil sich axial in die eingerückte Stellung mit dem Schwungrad 38 der Kraftmaschine verschiebt.

Ein Druckring 66, der in der Kammer des Freilaufes angeordnet ist drückt auf einer Seite gegen einen Ansatz 68, der von dem inneren Laufring 22 absteht, und mit der anderen Seite gegen die Stifte 58, die mit der Druckplatte 56 verbunden sind. Wenn das Andrehritzel 12 auf die Druckscheibe 40 in der Endlage ihrer eingerückten Stellung anschlägt wird das maximale Drehmoment von dem Motor durch das Andrehgetriebe auf die Kraftmaschine übertragen, wobei eine sehr hohe Kraft durch die Schraubenweilenverbindung

ίο entwickelt wird, so daß die Muffe 30 und der äußere Laufring 20 sich weiterhin axial verschieben, obwohl der innere Laufring 22 und das Andrehritzel 12 auf den festen Anschlag aufgetroffen sind. Zu diesem Zweck ist ein Zwischenraum in der Kammer des Freilaufes

rs freigelassen, wodurch eine begrenzte Teleskop-Bewegung zwischen dem inneren und dem äußeren Laufring und dem jeweils damit verbundenen Einrichtungen geschaffen ist Die Druckplatte 56 wird jedoch daran gehindert der Muffe 30 und dem äußeren Laufring 20 während dieser letzten zusätzlichen Bewegung zu folgen, da die Stifte 58 und der Druckring 66 an dem Ansatz 68 anstoßen, so daß die elastisch durch eine Feder vorgespannte Reibungsverbindung mit der Scheibe 46 freigegeben wird. Auf diese Weise wird, wenn das volle Drehmoment zum Andrehen übertragen wird, die Abbremsung ausgeschaltet, so daß sie bei der Gesamtbemessung oder Größe des Andrehmotors keine Rolle mehr spielt

Eine Feder oder mehrere Federn 70 (Fig.2 und 3) sind zwischen dem Gehäuseteil 44 und einer sich radial erstreckenden Zunge 72 am Umfang der Platte 46 eingesetzt. Die Federn 70 üben eine Kraft auf den gesamten bewegbaren Teil des Andrehgetriebes aus, die diesen Teil in die eingerückte Stellung entgegen der Verschiebungskraft, die von der Reibungsverbindung geschaffen wird, vorspannt. Bei einer besonders einfachen Ausführung können die Federn 60 relativ starke Rückholfedern sein, um den bewegbaren Teil des Andrehgetriebes zurückzuholen. Um diese Funktion zuverlässig durchführen zu können, nüssen sie genügend stark sein, um das Andrehritzel 12 vom Schwungrad 38 zu lösen. Ihre Kraft muß jedoch geringer als die Verschiebungskraft sein, die von der Reibungsverbindung entwickelt wird. Diese Einstellung geht allerdings auf Kosten der Reibungsverbindungskraft, die den Andrehmotor in eingerücktem Zustand hält; sie bewirkt ein langsameres Ausrücken, da die Kräfte einander entgegenwirken.

Ein besseres Einrück- und Ausrück-Verhalten wird dadurch erzielt, daß relativ schwache Federn 70 verwendet werden, die lediglich dazu dienen, den bewegbaren Teil daran zu hindern, sich dem Schwungrad aufgrund von Schwingungen od. dgl. zu nähern.
Äußerst wirksame Trägheits-Rückholkräfte werden dadurch geschaffen, daß zusätzlich besondere elektrische Bremsmittel vorgesehen werden, die mit dem Motor und der Welle verbunden sind und die beachtlich verbesserte Verhältnisse schaffen, wenn sie in Verbindung mit schwachen, nur einem Ausrücken entgegenwirkenden Federn verwendet werden.

Ein in Betracht kommendes Bremssystem ist z. B. eine elektrische Bremse (Fig.4), die im Zusammenhang mit einem anderen Andrehmotor in der US-PS 23 53 900 beschrieben wurde.

fts In F i g. 4 ist schematisch eine Batterie 74 gezeigt, die bei 76 an Masse liegt und durch die Leitung 78 mit dem Anlaßschalter 80 verbunden ist, der in geschlossenem Zustand einen Strom durch die hei 84 an Ma?(p Ιιρ

Spule 82 hindurchtreten läßt, so daß der Hauptschalter 86 geschlossen wird. Durch Schließen des Schalters 86 wird die Batterie 74 über die Leitung 88 mit den Windungen 90 und 92 des Andrehmotors 16 verbunden. Die anderen Enden der Windungen 90 und 92 sind jeweils mit den Bürsten 94 und 96 verbunden, die den Strom durch die Armatur 98 auf die Bürsten 100 und 102 leiten, um den Andrehstromkreis zu schließen. Um beim öffnen des Anlaßschalters 80 eine Bremswirkung zu schaffen, sind die Verbindungen der Windungen 90 und 92 mit den Bürsten 94 und 96 durch Leitungen 104,106, 108 mit einem Elektromagneten 110 verbunden, der so angeordnet ist, daß er bei seiner Erregung den Schalter 112 schließt. Der Schalter 112 steuert einen Stromkreis, der einen Nebenschluß zu dem Schalter 86 bildet und aus einer Leitung 114 und einem Widerstand 116 besteht. Die Bremswirkung auf den Motor wird dadurch sichergestellt, daß die Leitung 108 an Masse liegt, so daß die Armatur 98 des Andrehmotors kurzgeschlossen ist, während die Erregung der Wicklungen 90 und 92 beibehalten wird. Zu diesem Zweck ist ein Schalter 118 mit der Motorleitung 108 und durch die Leitung 120 mit Masse bei 122 verbunden. Ein Elektromagnet 124 ist durch die Leitungen 126 und 128 mit den entgegengesetzten Enden des Widerstandes 116 verbunden, so daß bei einem Spannungsabfall über den Widerstand diese Spannung auf den Elektromagneten 124 gegeben wird, um den Schalter 118 zu schließen.

Im Betrieb bewirkt das Schließen des Anlaßschalters 80 und als Folge davon des Schalters 86 durch den Bedienungsmann, daß der Andrehmotor eingeschaltet wird und daß sich die Welle 14 dreht, so daß das Andrehgetriebe einrücken und andrehen kann. Wenn die Brennkraftmaschine anläuft, wird der Anlaßschalter losgelassen. In diesem Moment dreht sich noch der Andrehmctor, so daß eine Gegen-EMK erzeugt wird, die sich zwischen den Bürsten 94 und 96 und Masse bemerkbar macht. Diese Spannung wird auf den Elektromagneten 110 gegeben, so daß der Schalter 112 geschlossen wird. Bis der Anlaßschalter geöffnet wird, erscheint kein Spannungsabfall am Widerstand 116. Beim öffnen des Schallers 86 jedoch erscheint ein Spannungsabfall an dem Widerstand 116, so daß der Elektromagnet 124 erregt wird. Dadurch wird der Schalter 118 geschlossen und die Armatur kurzgeschlossen. So wird ein starker Bremseffekt erzeugt, der auf den Andrehmotor wirkt, was zu starken Trägheits-Rückholkräften bei den Gewindeteilen führt, so daß der verschiebbare Teil des Andrehgetriebes schnell und spontan ausgerückt wird.

Wenn beim Andrehen der Brennkraftmaschine Kompressionsspitzen oder Fehlzündungen zu einem augenblicklichen Drehzahlüberschuß des Schwungrades 38 relativ zum Andrehmotor führt, wenn also der Freilauf durchdreht, werden die starken, bei dem Eingriff auftretenden Kräfte entlastet. Bei vielen vorbekannten Vorrichtungen ergab sich dadurch die Möglichkeit eines vorzeitigen Ausrückens. Wenn diese Situation bei der vorliegenden Vorrichtung auftreten sollte, und das Andrehritzel 12 sich von dem Schwungrad 38 zurückzuziehen beginnt, braucht es sich nur um einen kleinen Betrag zu bewegen, worauf sich die Reibungsverbindung wiederum auswirkt, so daß eine neuerliche Einrückung erzwungen wird, bevor eine Ausrückung aufgetreten ist. Dieser Widerstand gegen eine vorzeitige Ausrückung ist besonders stark, wenn die Federn 70 nur schwach wirkende Federn sind und wenn besondere Ausrückmittel, beispielsweise das beschriebene Bremssystem od. dgl. verwendet werden.

Das elastische Federglied 60 schafft zusätzlich zu einer Vorspannung auf die Reibungsverbindung eine Kraft, die nachgiebig das Einrücken unterstützt Wenn beispielsweise das Andrehritzel 12 einen Zahn des Schwungrades 38 trifft, drückt sich die Feder 60 zusammen, so daß eine genügende Dauer des Kontaktes zwischen dem Andrehritzel und dem Schwungrad geschaffen wird, bis der Zahn vom Gegenzahn freikommt. Danach schafft sie eine Einrückkraft, die weiter auf das Andrehritzel 12 drückt, so daß es in das Schwungrad 38 der Brennkraftmaschine eingreift.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Für Brennkraftmaschinen bestimmter Andrehmotor der Schraubtriebbauart, d.h. mit einem Steilgewinde auf der Motorwelle, mit einer dazugehörigen Schraubhülse und mit durch Axialbewegung der letzteren bewirktem Ritzelvorschub, wobei eine auf das Ritzel einwirkende Reibungsbremse als Einrückhilfe dient und Einrichtungen zur Verminderung der Bremswirkung bei eingerücktem Ritzel vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (12) begrenzt axial verschiebbar, jedoch drehfest mit der Schraubhülse (30) verbunden ist, daß feiner Ritzel (12) und Schraubhülse (30) durch eine Feder (60) in eine Stellung maximalen axialen Abstandes vorgespannt sind, und daß Einrichtungen (56, 66, 68) zum vollständigen Lesen der Reibungsbremse (46, 52, 54) bei der nach Anlaufen des Ritzels an seinen Anschlag (40) erfolgenden axialen Relativbewegung von Ritzel und Schraubhülse betätigt werden.

2. Andrehmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ritzel (12) und Schraubhülse (30) über einen Rollenfreilauf (18) in Teleskopanordnung verbunden sind, und daß das Ritzel (12) oder die Schraubhülse (30) eine Lauffläche für die Rollen (24) des Freilaufes trägt, auf der die Rollen axial verschiebbar sind.

3. Andrehmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (60) am einen Ende auf der Schraubhülse (30) und am gegenüberliegenden Ende an einem mit dem Ritzel (12) zusammenarbeitenden Druckring (56) abgestützt ist, und daß der umlaufende Teil (54) und der drehfest, jedoch axial verschiebbar mit dem Gehäuse (50) verbundene Teil (46) der Reibungsbremse zwischen dem Druckring (56) und einem Flansch (20) der Schraubhülse (30) angeordnet sind.

4. Andrehmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring (56) über Stößel (58) und eine Druckscheibe (66) am Ritzel (12) abgestützt ist.

5. Andrehmotor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gehäuse (5) und dem in ihm geführten Teil (46) der Reibungsbremse eine Federeinrichtung (70) angeordnet ist, welche einer axialen Bewegung der Schraubhülse (30) in Einrückrichtung einen Widerstand entgegensetzt.

6. Andrehmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (70) derart starke Federn aufweist, daß bei Verlangsamung der Antriebswelle (14) das Ritzel (12) und die Schraubhülse (30) in Ausrückrichtung bewegt wird.

7. Andrehmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch zusätzliche Verwendung einer beim öffnen des Zündschalters betätigten elektrischen Bremseinrichtung zum Abbremsen der Antriebswelle (Fig. 4).