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Andrehvorrichtung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine
Andrehvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem Andrehmotor, auf dessen Antriebswelle
ein Andrehritzel dreh- und verschiebbar angeordnet ist, das über einen Freilauf
mit einer Schraubhülse verbunden ist, die auf einem Steilgewindeabschnitt der Antriebswelle
sitzt, und mit einem koaxial angeordneten Relais, dessen längsverschiebbarer Magnetanker
mit der Schraubhülse und mit einer Kontaktbrücke eines im Stromkreis des Andrehmotors
liegenden Schalters in Wirkverbindung steht.
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Es wurde bereits eine Andrehvorrichtung vorgeschlagen, bei der das
Relais koaxial zur Antriebswelle zwischen dem Freilauf und dem Andrehmotor in einem
das Einspurgetriebe umgebenden Getriebegehäuse angeordnet ist. Das Relais dient
sowohl zum Einspuren des Andrehritzels in einen Zahnkranz der Brennkraftmaschine
als auch zum Betätigen des im Stromkreis des Andrehmotors liegenden Schalters. Das
Relais ist dazu mit einer Einzugs- und einer Haltewicklung versehen.
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Solange das Relais erregt ist, kann bei dieser Andrehvorrichtung das
in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine eingespurte Andrehritzel nicht aus dem Zahnkranz
aus spuren . Wird das Relais stromlos, dann wird durch die Rückstellfeder das Andrehritzel
aus den Zahnkranz in seine Ruhelage zurückbewegt.
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Außerdem ist noch eine Andrehvorrichtung bekannt geworden, bei der
das Andrehritzel beim Anlaufen des Andrehmotors mit Hilfe der Massenträgheit zwischen
der Antriebswelle und dem Einspurgetriebe in-Verbindung mit dem Steilgewinde zwischen
Antriebswelle und Mitnehmer in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine einspurt. Bei
dieser Andrehvorrichtung kann jedoch beim Überholen der Ankerdrehzahl des Andrehmotors
das Andrehritzel vorzeitig aus dem Zahnkranz der Brennkraftmaschine ausspuren und
der Einspurvorgang muß nochmals wiederholt werden, wenn die Brennkraftmaschine noch
nicht voll angedreht ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ene Andrehvorrichtung
zu schaffen, die entsprechend dem weiter verkleinerten Raum, der zum Einbau der
Andrehvorrichtung zur Verfügung steht, kurz baut und vor allem eine Verrïegelungsvorrichtung
für das Andrehritzel aufweist, welche das Andrehritzel solange im Zahnkranz der
Brennkraftmaschine eingespurt hält, bis die Brennkraftmaschine voll angelaufen ist.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schraubhülse
Teil einer bei in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine eingespurtem Andrehritzel
wirksamen Verriegelungsvorrichtung
ist, zu welcher die Antriebswelle
mri; ; ihr radial bewegbar angeordneten Verriegelungskörpern sowie eine in der Antriebswelle
geführte Steuerstange gehören, welche durch den Magnetanker des Relais längsbewegbar
ist.
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Die Verriegelungsvorrichtung ist nach Art einer Fliehkraftverriegelung
aufgebaut und in besonders platzsparender Weise in weiterer Ausgestaltung der Erfindung
so ausgebildet, daß die Schraubhülse an ihrem dem Andrehmotor zugekehrten Ende mit
einer ringförmigen Steuerausnehmung und einer Steuerschulter und die Steuerstange
an ihrem ritzelseitigen Ende mit einem Steueransatz und einer Steuerschulter versehen
sind. Zweckmäßigerweise sind dazu die Verriegelungskörper als Kugeln ausgebildet.
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D''a das Relais nur noch die Kontaktbrücke und die Steuerstange zn
betätigen braucht, sind die Wege und Kräfte, die das Relais bewältigen bzw. aufbringen
muß, kleiner als bei den bisherigen Ausführungen, so daß das Relais nur noch eine
Wicklung hat. Das führt zu vorteilhafter Kupferersparnis und zusätzlicher Platzersparnis.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den übrigen Unteransprüchen und der Beschreibung.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben.
Sie zeigt eine Andrehvorrichtung, teilweise im Längsschnitt.
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Die Andrehvorrichtung hat einen Andrehmotor - im folgenden Motor 1
genannt -, an dessen Polgehäuse 2 ein Getriebegehäuse 3 angeflanscht ist, in dem
ein Einspurgetriebe angeordnet'ist. Der Motor 1 hat eine Antriebswelle 4, die einen
Anker 5 trägt, neben dem ein Steilgewindeabschnitt 6 ausgebildet ist. Auf dem Steilgewindeabschnitt
6 sitzt eine'Schraubhülse 7. Die Antriebswelle 4 ist mit ihrem sich in das Getriebegehäuse
3 erstreckenden Ende in einem maulartigen Ansatz
8 des Getriebegehäuses
3 gelagert und ragt durch eine Öffnung 9 eines Anschlagtopfes 10 einer Auslaufbremse
hindurch, der zwischen dem Getriebegehäuse 3 und dem Polgehäuse.2 eingespannt ist.
An der anderen Stirnseite des Polgehäuses 2 ist ein deckelartiger Lagerschild 11
mit einer Lagerplatte 12 angeordnet. Die beiden Gehäuse 2 und 3 sowie der Deckel
11 und das Lagerteil 12 sind über Zuganker 13 fest miteinander verbunden.
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Die Schraubhülse 7 besteht aus Kunststoff. Sie ist an ihrem dem Motor
1 abgewandten Ende mit einer Innenringschulter 14 versehen und trägt an ihrem Umfang
einen Geradverzahnungsabschnitt 15. Zwischen dem Steilgewindeabschnitt 6 und dem
im Ansatz 8 gelagerten Ende ist auf der Antriebswelle 4 ein Andrehritzel 16 dreh-
und verschiebbar angeordnet. Nahe dem maulartigen Ansatz 8 ist auf der Antriebswelle
4 noch ein An-Anschlagring 17 für das Andrehritzel 16 befestigt.
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Das Andrehritzel 16 ist einstückig mit einem Flansch ausgebildet,
der als innerer Laufring 18 eines Rollenfreilaufes 19 dient. Der Freilauf 19 hat
außerdem einen äußeren Laufring 20 Rollen 21, eine Deckscheibe 22, eine Ausgleichsscheibe
23 und ein die genannten Freilaufteile 18, 20 bis 23 zusammenhaltendes Gehäuse 24.
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Der äußere Laufring 20 wiederum ist einstückig mit einem Flansch 25
und einer Mitnehmerhülse-26 ausgebildet. Die Mitnehmerhülse 26 hat eine Innengeradverzahnung
27, die mit dem Geradverzahnungsabschnitt 15 der Schraubhülse 7 längsverschiebbar
jedoch drehfest im Eingriff steht. Zum Begrenzen der motorseitigen Bewegung der
Schraubhülse 7 gegenüber der Mitnehmerhülse 26 ist die Mitnehmerhülse 26 an ihrem
freien Ende mit einer Innenringschulter 28 versehen. Die Mitnehmerhülse 26 hat zwei
Abschnitte unterschiedlichen Durchmessers.
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Dabei ist der Durchmesser des an den Flansch 25 anschließenen Abschnittes
29 größer als der des Endabschnittes 30. Auf
dem Abschnitt 29 ist
ein napfförmiger Bremsring 31 dreh-und verschiebbar gelagert. Der Bremsring 31 ragt
mit seinem äußeren Randabschnitt 32 durch die öffnung 9 und liegt am Anschlagtopf
10 der Auslaufbremse an. Der Bremsring 31 besteht auch aus Kunststoff.
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Auf dem Endabschnirt 30 der Mitnehmerhülse 26 ist eine Anschlagscheibe
33 dreh- und verschiebbar gelagert, an der motorseitig ein Ende einer Einspurfeder
34 und ein die Einspurfeder 34 umgebender Dämpfungsring 35 anliegen. Die Einspurfeder
34 stützt sich mit ihrem anderen Ende an eine Anschlagscheibe 36 ab, die wiederum
an einem Anschlagring 37 der Schraubhülse 7 anliegt. Der Dämpfungsring 35 liegt
ebenfalls an der Anschlagscheibe 36 an.
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Eine Lagerscheibe 38, die ebenfalls bewegbar auf der Schraubhülse
7 sitzt und deren axiale Bewegung durch einen Anschlag 39 der Schraubhülse 7 begrenzt
ist, dient als Widerlager für eine Rückstellfeder 40, die sich mit ihrem anderen
Ende am hnschlagtopf 10 abstützt.
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Die Schraubhülse 7, der Freilauf 19 mit der Mitnehmerhülse 26 sowie
die Federn 34 und 40, die Bremsscheibe 31 und die zpgehörigen Anschläge 32, 33,
36, 38 bilden ein Einspurgetriebe für das Andrehritzel 16.
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Das Getriebegehäuse 3 ist noch mit einer Öffnung 41 am maulartigen
Ansatz 8 versehen, in die ein Zahnkranz 42 einer Brennkraftmaschine ragt, in den
das Andrehritzel 16 zum Andrehen der Brennkraftmaschine einspurt.
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Zum Verhindern des vorzeitigen Ausspurens des Andrehritzels iC aus
dem Zahnkranz 42 der Brennkraftmaschine, ist die Andrehvorrichtung mit einer Verriegelungsvorrichtung
versehen. Dazu gehört die Schraubhülse 7, welche an ihrem motorseitigen Ende mit
einer ringförmigen Ausdrehung 43 versehen ist, an die sich eine Steuerschulter 44
anschließt. Die Steuerschulter 44 bildet den Übergang von der Ausdrehung 43 zur
Innengeradverzahnurig 27. Die Antriebswelle 4 ist ebenfalls ein Teil der Verriegelungsvorrichtung.
Sie ist zum größten Teil hohl, da sie von ihrem motorseitigen Ende bis über die
Mitte des Steilgewindeabschnittes 6 mit einer S-ackbohrung 45 versehen ist. Im Bereich
des Steilgewindeabschnittes 6 ist eine Radialbohrung 46 ausgebildet. In deren beiden
Bohrungsabschnitten zwischen dem Steilgewindeabschnitt 6 und der Sackbohrung 45
ist je eine Kugel 47 untergebracht. Die Kugeln 147 dienen als Verriegelungskörper.
In der Sackbohrung 45 ist eine Steuerstange 48 dreh- und längsbewegbar geführt,
deren eines Ende 49 aus der Antriebswelle 4 ragt. Das andere Ende ist mit einem
Steueransatz 50 versehen, an den sich ebenfalls eine Steuerschulter 51 anschließt.
In der in der Zeichnung dargestellten Ruhestellung der Andrehvorrichtung liegen
die ion der Radialbohrung 46 geführten Kugeln 47 an dem Steueransatz 50 bzw. am
Innensteilgewinde der Schraubhülse.
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Der-Endabschnitt der Antriebswelle 4, von welchem die Sackbohrung
45 ausgeht, ist in einem Gleitlager 52 aufgenommen, das in einem hülsenförmigen
Fortsatz 53 des Lagerschildes 11 untergebracht ist. Am Lagerteil 12 ist ein Gehäuse
54 eines Relais 55 befestigt. Das Gehäuse 54 ist im wesentlichen topfförmig ausgebildet
und ist an seinem Boden zu einem Joch 56 geformt, das eine Führungshülse 57 aus
Messing trägt. Auf der Führungshülse 57 ist ein Wicklungsträger 58 aus Kunststoff
für eine Wicklung 59 angeordnet. Das Gehäuse 54 ist mit einem Rückschlußjoch 60
verschlossen. In der Führungshülse 57 ist ein Magnetanker 61 verschiebbar geführt.
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Das aus der Antriebswelle 4 ragende Ende 49 der Steuerstange 48 hat
einen Endabschnitt kleineren Durchmessers auf dem eine Lagerhülse 62 aus Isoliermaterial
bewegbar sitzt. Auf dem Endabschnitt der Steuerstange 48 ist eine Vorspurfeder 63
für die Steuerstange 48 angeordnet. Sie liegt an einer Anschlagscheibe 64 und an
der Lagerhülse 62 an. Eine Rückstellfeder 65 für den Magnetanker 61, der auf der
Lagerhülse 62 befestigt ist, stützt sich mit einem Ende am Joch 56 ab und liegt
mit dem anderen Ende ebenfalls an der Lagerhülse 62 an. Auf einem Endabschnitt 66
der Lagerhülse 62 ist eine Kontaktbrücke 67 verschiebbar gelagert, an der eine Druckfeder
68 anliegt, die sich noch an einem Anschlagring 69 abstützt, welcher auf dem Endabschnitt
66 der Lagerhülse 62 befestigt ist. Die Längsbewegung der Lagerhülse 62 auf dem
Endabschnitt 66 der Steuerstange 48, 49 ist durch eine Anschlagscheibe 70 begrenzt.
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An der Stirnseite des Rückschlußjoches 60 sind zwei Kontakte 71 und
72 isoliert befestigt. Am Gehäuse 54 des Relais 55 ist noch ein Deckel 73 aus Isoliermaterial
befestigt. Der Deckel 73 umfaßt die Kontaktbrücke 67 sowie den Endabschnitt der
Steuerstange 48, 49 mit der darauf angeordneten Lagerhülse 62, 66 und der Druckfeder
68. Im Deckel 73 ist ein Anschlußbolzen 74 zum Anschluß an eine nicht näher dargestellte
Leitung vom Pluspol einer Stromquelle des Stromkreises für den Motor 1 befestigt
und mit dem Kontakt 71 elektrisch leitend verbunden.
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Ein zweiter Anschlußbolzen 75 ist ebenfalls am Deckel 73 angeordnet
und mit dem Kontakt 72 elektrisch leitend verbunden.
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An den Anschlußbolzen 75 ist über eine Stromschiene 76 die Erregerwicklung
77 des Motors 1 angeschlossen.
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Zum Andrehen der Brennkraftmaschine wird ein nicht dargestellter Anlaßschalter
geschlossen, so daß der Wicklung 59 Strom zugeführt und das Relais 55 erregt wird.
Der Magnetanker 61
wird dabei weiter in die Führungshülse 57 hinein
auf das Joch 56 zu bewegt. Gleichzeitig werden durch die Axialbewegung des Magnetankers
61 die Rückstellfeder 65 für den Magnetanker 61 und die Vorspurfeder 63 für die
Steuerstange 48 gespannt.
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Die wie der Magnetanker 61 auf' der Lagerhülse 62 sitzende Kontaktbrücke
67 wird auf die Kontakte 71 und 72 gedrückt, sodaß über den an den Pluspol der Stromquelle
angeschlossenen Anschlußbolzen 74, den Kontakt 71, die Kontaktbrücke 67, den Kontakt
72, den Anschlußbolzen 75 und die Stromschnene 76 die Erregerwicklung 77 des Motors
1 Strom erhält Der Anker 5 des Motors 1 beginnt sich zu drehen.
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Durch die Massenträgheit des Einspurgetriebes 7, 19, 26, 31, 34, 140
und die Wirkung des Steilgewindes 6 sowie die durch die Rückstellfeder 140 bewirkte
Reibung wird das Andrehritzel 16 auf den Zahnkranz 42 vorgespurt. Trifft das Andrehritzel
15- in Zahn-auf-Liicke-Stellung an den Zahnkranz 42, dann kann es sofort in den
Zahnkranz 42 einspuren. Wenn das Andrehritzel 16 an den Anschlagring 17 anliegt,
ist es über den Freilauf 19, die Mitnehmernulse 26 und die Schraubhülse 7 mit der
Antriebswelle 4 des Motors 1 kraftschlüssig verbunden und der Motor 1 kann die Brennkraftmaschine
andrehen.
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Bereits beim Einspuren des Andrehritzels 16 in den Zahnkranz 42 bewegt
sich die Schraubhülse 7 so auf dem Steilgewindeabschnitt 6 der Antriebswelle 4 -
in der Zeichnung nach links -, daß die Steuerschulter 44 und die Ausdrehung 43 der
Schraubhülse 7 in die Nähe der Radialbohrung 46 der Antriebswelle 4 gelangen. Ist
das Andrehritzel 16 voll in den Zahnkranz 42 eingespurt, dann liegen die Steuerschulter
4 und die Ausdrehung
43 der Radialbohrung 46 gegenüber. Durch
die Flieh kraftwirkung bei der sich drehenden Antriebswelle 4 werden die Kugeln
47 in die Ausdrehung 43 gedrückt. Gleichzeitig :ird die Steuerstange 48 durch die
Kraft der Vorspurfeder 63 weiter in die Sackbohrung 45 geschoben. Dabei gelangt
der Steueransatz 50 aus dem bereich der Radialbohrung 46. Die Kugeln 47 werden nunmehr
von der Steuerstange 48 in ihrer radial verschobenen Lage in der Ausdrehung 43 gehalten.
Das Einspurgetriebe 7, 26, 19, 34, 40 ist somit in seiner Lage gegenüber der Antriebswelle
4 verriegelt, und das Andrehritzel 16 kann nicht aus dem Zahnkranz 42 ausspuren.
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Ist die Brennkraftmaschine voll angedreht, wird der nicht dargestellte
Anlaßschalter wieder geöffnet. Die Wicklung 59 des Relais 55 wird entregt. Die Rückstellfeder
65 des Magnetankers 61 schiebt den Magnetanker 61 vom Joch 56 zurück an die in der
Zeichnung dargestellte Ruhestellung. Dabei wird die Kontaktbrücke 67 von den Kontakten
71 und 72 abgehoben, auch die Erregerwicklung 77 und somit der Motor 1 werden stromlos
und der Motor 1 kommt zum Stillstand.
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Wit dem Magnetanker 61 wird gleichzeItig die Steuerstange 148, 49,
3 66 über die Lagerhülse 62 und die Anschlagscheibe 70 in ihre Ruhestellung zurückbewegt.
Die Kugeln 47 sind dann entriegels. Sie können durch die Steuerschulter 44 der Schraubhülse
C in die Radialbohrung 46 zurückgedrückt werden. Somit kann Sich die Schraubhülse
7 auf dem Steilgewindeabschnitt 6 wieder zurückschrauben mit Hilfe der Kraft der
Rückstellfeder 80. Das Andrehritzel 16 spurt aus und kehrt mit dem inspurgetriebe
in die in der Zeichnung wiedergegebene Ruhe stellung zurück. Der Bremsring 31, 32
wird vom Flansch 25 der Mitnehmerhülse 26 unter dem Einfluß der Kraft der Rückstellfeder
40 an den Anschlagtopf 10 gedrückt. Durch diese Bremswirkung kommt die Andrehvorrichtung
noch schneller zum Stillstand.
Außerdem dichtet in der Ruhestellung
der am Anschlagtopf 10 anliegende Bremsring 31, 32 das Einspurgetriebe zum offenen
Teil des Getriebegehäuses 3 ab.
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Trifft beim Vorspuren das Andrehritzel 16 in Zahn-auf-Zahn-Stellung
an den Zahnkranz 42, dann kann sich das Einspurgetriebe nicht weiter axial bewegen.
Die Schraubhülse 7 jedoch wird weiter auf den Steilgewindeabschnitt 6 vorgeschraubt,
während die Mitnehrerhülse 26 ihre Lage beibehält.
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Dabei wird die Einspurfeder 34 zusammengedrückt. Stößt die Innenringschulter
14 an den inneren Laufring 18, der mit dem Andrehritzel 16 einstückig ausgebildet
ist, so wird das Andrehritzel 16 über das Einspurgetriebe am Zahn@ranz 42 in die
nächste Zahn-auf-Lücke-Stellung gedreht, in welcher das Andrehritzel 16 durch die
Kraft der Einspurfeder 34 in den Zahnkranz 42 geschober wird und voll einspurt,
bis es am Anschlagring 17 anliegt. Das Andrehritzel 16 ist dann wieder mit der Antriebswelle
4 kraftschlüssig verbunden und der Motor 1 dreht die Brennkraftmaschine an. Eventuell
auftretende Einspurschläge werden vom Dämpfungsring 35 aufgenommen.
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Das eingespurte Andrehritzel 16 wird mit Hilfe der erfindungsgemäßen
Verriegelungsvorrichtung sicher im Zahnkranz 42 gehalten, bis die Brennkraftmaschine
voll angelaufen ist. Darüberhinaus braucht das Relais 55 nur noch den Kontakt 67,
71, 72 zu schalten und die Steuerstange 48, 49 zu verschieben.
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Die dafür aufzuwendenden Kräfte sind gegenüber den bisherigen Ausführungen
wesentlich geringer, so daß das Relais 55 nur mit einer Wicklung 59 auskommt. Die
Andrehvorrichtung ist durch die erfindungsgemäße Ausführung von Verriegelungsvorrichtung
und Relais beträchtlich kürzer als die üblichen Koaxial-Andrehvorrichtungen. Darüberhinaus
wird teures Kupfer bei der einfachen Relaiswicklung gespart.