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Stand der Technik
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Die Erfindung geht von eine91 zweistufigen Schubtrieb nach der Gattung
des Anspruchs 1 aus. Es ist schon ein zweistufiger Schubtrieb für Andrehvorrichtungen
von Brennkraftmaschinen bekannt, bei dem zum Schließen des Hauptstromkontaktes ein
zusätzliches Steuerrelais vorgesehen ist.
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Einrückrelais und Steuerrelais sind zwar durch Schaltung und Leistungsabstimmung
verkettet. Dabei müssen jedoch die vom Einrückrelais auf den Schubtrieb ausgeübte
Vorspurkraft und die vom Steuerrelais mit Hilfe eines abgestimmten Vorstufendrehmoments
auf den Schubtrieb ausgeübte Umfangskraft in einem ganz bestimmten Verhältnis zueinander
stehen, um einen sicheren Einspurvorgang zu gewährleisten. Es hat sich bei diesem
zweistufigen elektrisch betätigten Schubtrieb als Nachteil herausgestellt, daß durch
mechanische und elektrische Toleranzen und durch unterschiedliches Reibverhalten
der Lager und Bürsten das Verhältnis von Vorspurkraft zu Umfangskraft so ungünstig
werden kann, daß ein sicheres Einspuren des Andrehritzels nicht mehr erfolgen kann.
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Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße zweistufige Schubtrieb
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil,
daß das Einrückrelais auch die Funktion des Steuerrelais ausübt und das Steuerrelais
nicht mehr benötigt wird.
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Der Schubtrieb wird somit sicherer und preiswerter.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen zweistufigen Schubtriebs
möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß nur in der ersten Schaltstufe die
Einzugswicklung
zu der stromfflhrenden Haltewicklung zugeschaltet wird und somit nur zum völligen
Einziehen des Ankers in den Einrückmagneten und dem Schließen des Hauptstromkontaktes
Strom führt.
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Zeichnung Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt. Es zeigen Figur 1 das erste Ausführungsbeispiel eines zweistufigen
Schubtriebs für Andrehvorrichtungen in schaltungsmäßiger Darstellung, Figur 2 das
Eirckrelais des Schubtriebs im Längsschnitt, Figur 3 das Einrückrelais in Seitenansicht,
Figur 4 das Einrückrelais in Draufsicht, Figur 5 das zweite Ausführungsbeispiel
eines zweistufigen Schubtriebs für Andrehvorrichtungen in schaltungsmäßiger Darstellung,
Figur 6 das Einrückrelais des Schubtriebs im Längsschnitt, Figur 7 das Einrückrelais
in Seitenansicht, Figur 8 das Einrückrelais in Draufsicht.
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Beschreibung der Erfindung Im Schaltplan nach Figur 1 ist ein erstes
Ausführungsbeispiel eines zweistufigen Schubtriebs dargestellt. Es bedeutet 1 eine
Stromquelle, 2 ein AnlaAschalter, 3 ein Einrückrelais, das mit einem Andrehritzel
4, welches in den Zahnkranz 5 einer Brennkraftmaschine einspuren kann, in Wirkverbindung
besteht, und 6 eine Erregerwicklung eines Andrehmotors 7.
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Vom Pluspol der Stromquelle 1, dessen Minuspol an Masse liegt, führt
eine Hauptstromleitung 8 zu einer Eingangsklemme 9 und weiter zur Erregerwicklung
6 des Andrehmotors 7.
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Im Leitungsabschnitt zwischen der Eingangsklemme 9 und der Erregerwicklung
6 liegt ein Hauptschaltkontakt 10 des Einrückrelais 3 mit einem ersten Hauptstromkontakt
12, einem zweiten Hauptstromkontakt 13 und einer Kontaktbrücke 14 als Schaltglied.
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Von einem Punkt 15 der Hauptstromleitung 8 führt ein erster Leitungszweig
16 zu einer Masseverbindung 17. In diesen Leitungszweig 16 sind der Anlaßschalter
2 und eine Haltewicklung 18 des Einrtickrelais 3 geschaltet. Mit der Kontaktbrücke
14 ist im Punkt 19 ein zweiter Leitungszweig 20 verbunden. Dieser Leitungszweig
20 ist im Punkt 21 an die Hauptstromleitung 8 zwischen dem zweiten Hauptstromkontakt
13 und der Erregerwicklung 6 angeschlossen. In den zweiten Leitungszweig 20 ist
eine Einzugwicklung 22 des Einrückrelais 3 geschaltet.
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Das Einrückrelais 3 (Figuren 2 bis 4) hat ein Gehäuse 23* in dem eine
Spule 24 auf einem Wicklungsträger 25 untergebracht ist. Die Spule 24 besteht aus
der Haltewicklung 18 und der Einzugwicklung 22. Der Wicklungsträger 25 hat eine
Axialbohrung 26, in der ein Anker 27 des Einrückrelais 3 geführt ist. Der Anker
27 ist an einer Ankerstange 28 befestigt. Sie erstreckt sich durch die Axialbohrung
26 des Wicklungsträgers 25 und einen am Gehäuse 23 befestigten Magnetkern 29 und
steht in bekannter nicht näher dargestellter Weise mit dem Andrehritzel 4 in Wirkverbindung.
Auf der Ankerstange 28 ist eine Ankerrückstellfeder 30 angeordnet, die mit ihren
Enden am Anker 27 und am Magnetkern 29 anliegt.
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Außerhalb des Gehäuses 23 ist auf der Ankerstange 28 ein Anschlag
31 befestigt, welcher am Gehäuse 23 anliegt, wenn der Anker 27 von der Ankerrückstellfeder
30 in seiner Ruhelage gehalten ist.
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Ein Endabschnitt 32 der Ankerstange 28 ragt durch den Anker 27 hindurch.
An dem Endabschnitt 32 ist ein Bolzen 33 befestigt, der einen Auslösehebel 34 einer
Klinkeneinrichtung 35 trägt.
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Auf dem Bolzen 33 sitzt eine Kontaktdruckfeder 36. Sie stUtzt sich
mit ihren Enden am Auslösehebel 34 und am Boden 37 einer Schalthülse 38 ab. Die
SchalthUlse 38 ist in einer axialen Ausnehmung 39 des Ankers 27 geführt und von
der Kontaktdruckfeder 36 in der in Figur 2 dargestellten Ruhelage an den Boden 110
der Ausnehmung 39 des Ankers 27 gedrückt. Die Schalthülse 38 hat einen flanschartigen
Rand 41. Auf der Schalthülse 38 sitzt ein Träger 42 aus Isolierstoff, auf dem die
Kontaktbrücke 14 des Hauptstromschalters 10 befestigt ist. An einem das Gehäuse
23 abdeckenden Rückschlußjoch 43 sind zwei Kontaktträger 44 und 45 isoliert befestigt.
Auf ihnen sitzen die beiden Hauptstromkontakte 12 und 13 des Hauptstromschalters
10 des Einrückrelais 11.
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Die Klinkeneinrichtung 35 hat eine Klinke 46, welche schwenkbar an
einem Klinkenträger 47 angeordnet ist. Die Klinke 46 ist mit einer Nase 48 versehen,
an welcher in der in Figur 2 dargestellten Ruhelage das freie Ende einer Blatt feder
49 anliegt. Die Blattfeder 49 ist an der Kontaktbrücke 14 befestigt. Die Klinke
46 hat einen in der Schwenkebene winklig angeordneten Fortsatz 50, der in einen
Führungsschlitz 51 des Klinkenträgers 47 ragt. Eine Klinkenrückstellfeder 52 ist
am Klinkenträger 47 eingesetzt und drUckt den Fortsatz 50 in die in Figur 2 dargestellten
Endlage im Führungsschlitz 51.
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Die Klinke 46 nimmt dabei ihre Ruhelage ein. Der Auslösehebel 34 der
Klinkeneinrichtung 35 ist zwischen seitlichen Führungswinkeln 53 und 54 gegen Verdrehen
gesichert.
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Zum Andrehen der Brennkraftmaschine muß zunächst das Andrehritzel
in den Zahnkranz 5 der Brennkraftmaschine eingespurt werden. Dazu wird der Anlaßschalter
2 geschlossen. Dann wird
der Haltewicklung 18 über die Leitungen
8; 16 Strom zugeführt. Die Haltewicklung 18 allein zieht den Anker 27 in die Spule
24. Dabei bewegen sich der Bolzen 33 und der Auslösehebel 34 mit. Die Kontaktdruckfeder
36 wirkt auf die Schalthülse 38, welche wiederum den Träger 42 mit der Kontaktbrücke
14 mitnimmt. Die Kontaktbrücke 14 wird dabei an den ersten Hauptstromkontakt 12
gedrückt. Die Klinke 46 hält jedoch über die Blattfeder 49 die Kontaktbrücke 14
gegenüber dem zweiten Hauptstromkontakt 13 in ihrer Ruhelage.
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Da die Kontaktbrücke 14 am ersten Hauptstromkontakt 12 anliegt, erhalten
über den im Punkt 19 an die Kontaktbrücke 14 angeschlossenen zweiten Leitungszweig
20 die Einzugwicklung 22 und somit die Erregerwicklung 6 und der Andrehmotor 7 Strom.
Der nicht näher dargestellte Anker des Andrehmotors 7 beginnt sich langsam zu drehen.
Gleichzeitig ziehen die Haltewicklung 18 und die Einzugwicklung 22 gemeinsam den
Anker 27 in die Spule 24. Dabei werden die Kontaktdruckfeder 36 und die Ankerrückstellfeder
30 gespannt. Der sich mit dem Anker 27 mitbewegende Auslösehebel 34 drückt kurz
vor Erreichen der Endstellung des Ankers 27 am Magnetkern 29 auf den Fortsatz 50
der Klinke 46. Die Klinke 46 wird entgegen der Kraft der Federn 52 und 49 im Uhrzeigersinn
geschwenkt und die Blattfeder 49 gibt die Kontaktbrücke 14 frei, so daß die Kontaktdruckfeder
36 über die Schalthülse 38 die Kontaktbrücke 14 an den zweiten Hauptstromkontakt
13 drückt.
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Während der beschriebenen ersten Schaltstufe wird das Andrehritzel
4 über die Ankerstange 28 zum Zahnkranz 5 vor- und eingespurt bei gleichzeitiger
Drehung des Andrehritzels 4,welche durch den über den zweiten Leitungszweig 20 zum
Andrehmotor 6, 7 geführten "Vorstufenstrom" bewirkt wird.
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Bei geschlossenem Hauptschaltkontakt 10, d. h. in der zweiten Schaltstufe
ist die Erregerwicklung 6 des Andrehmotors 7 direkt über die Hauptstromleitung 8
an die Stromquelle 1 angeschlossen. Der Andrehmotor 7 erhält den Hauptstrom und
dreht über das in den Zahnkranz 5 eingespurte Andrehritzel 4 die Brennkraftmaschine
an. Der Anker 27 wird dabei lediglich durch die weiter stromdurchflossene Haltewicklung
18 in der Spule 24 gehalten. Die Einzugwicklung 22 ist in der zweiten Schaltstufe
kurzgeschlossen.
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Wenn die Brennkraftmaschine angedreht ist, wird der Anlaßschalter
2 geöffnet. Die Haltewicklung 18 ist dann stromlos.
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Die Ankerrückstellfeder 30 drückt den Anker 27 in seine Ruhelage zurück.
Der Anker 27 drückt gegen den Träger 42 der Kontaktbrücke 14 und hebt sie von den
beiden Hauptstromkontakten 12 und 13 ab. Der Auslösehebel 34 wird von der Klinke
46 wegbewegt, so daß die Klinkenrückstellfeder 52 die Klinke 46 in ihre Ruhelage
zurückschwenkt. Die Blattfeder 49 rastet wieder an der Nase 48 der Klinke 46 ein.
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Der Andrehvorgang ist somit beendet.
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Ein zweites Ausführungsbeispiel des zweistufigen Schubtriebs ist in
den Figuren 5 bis 8 dargestellt. Soweit die Teile gleich denen des ersten Ausführungsbeispieles
sind, haben sie dieselben Bezugszahlen. Im Schaltplan nach Figur 5 bedeutet wiederum
1 die Stromquelle, 2 der Anlaßschalter, 55 ein Einrückrelais, das mit dem Andrehritzel
4, welches in den Zahnkranz 5 einer Brennkraftmaschine einspuren kann, in Wirkverbindung
steht, 6 die Erregerwicklung des Andrehmotors 7 und 56 eine Hilfsschalteinrichtung.
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Vom Pluspol der Stromquelle 1, deren Minuspol an Masse liegt, führt
die Hauptstromleitung 8 zur Eingangsklemme 9 und weiter zur Erregerwicklung 6 des
Andrehmotors 7. Im Leitungsabschnitt zwischen der Eingangsklemme 9 und der Erregerwicklung
6 liegt
ein Hauptschaltkontakt 57 mit einem ersten Hauptstromkontakt
58, einem zweiten Hauptstromkontakt 59 und einer Kontaktbrücke 60 als Schaltglied.
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Vom Punkt 15 der Hauptstromleitung 8 führt der erste Leitungszweig
16 zur Masseverbindung 17. In den ersten Leitungszweig 16 sind der Anlaßschalter
2 und die Haltewicklung 18 geschaltet.
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Von einem Punkt 61 zwischen der Eingangsklemme 9 und dem ersten Hauptstromkontakt
58 der Hauptstromleitung 8 führt eine Verbindungsleitung 62 zu einem ersten Hilfskontakt
63 der Hilfsschalteinrichtung 56. Von einem zweiten Hilfskontakt 64 der Hilfsschalteinrichtung
56 führt der zweite Leitungszweig 20 zum Punkt 21 der Hauptstromleitung zwischen
dem zweiten Hauptstromkontakt 59 und der Erregerspule 6. In den zweiten Leitungszweig
20 ist die Einzugwicklung 22 des Einrückrelais 55 geschaltet.
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Das Einrückrelais 55 (Figuren 6 bis 8) hat ein Gehäuse 65, in dem
die Spule 24 auf dem Wicklungsträger 25 untergebracht ist. Die Spule 24 besteht
aus der Haltewicklung 18 und der Einzugwicklung 22. In der Axialbohrung 26 des Wicklungsträgers
25 ist der Anker 27 des Einrückrelais 55 geführt.
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Der Anker 27 ist an der Ankerstange 28 befestigt. Sie erstreckt sich
durch die Axialbohrung 26 und den am Gehäuse 65 befestigten Magnetkern 29 und steht
ebenfalls in bekannter, nicht näher dargestellter Weise mit dem Andrehritzel 4 in
Wirkverbindung. Die auf der Ankerstange 28 angeordnete Ankerrückstellfeder 30 stützt
sich am Anker 27 und am Magnetkern 29 ab. Der Anschlag 31 auf der Ankerstange 28
liegt am Gehäuse 65 an, wenn der Anker 27 von der Ankerrückstellfeder 30 in seiner
Ruhelage gehalten ist.
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Auf der der Ankerstange 28 abgewandten Stirnseite des Ankers 27 ist
eine Längsbohrung 66 vorgesehen, die einen erweiterten Endabschnitt 67 hat. In den
Endabschnitt 67 ist die topfförmige Schalthülse 38 gesetzt, durch deren Boden 37
eine Schraube 68 ragt, die in die Längsbohrung 66 geschraubt ist.
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Die Kontaktdruckfeder 36 umgibt den Schraubenschaft und liegt mit
ihren Enden am Boden 37 der Schalthülse 38 und am Schraubenkopf an. Sie hält die
Schalthülse 38 in der in Figur 6 dargestellten Ruhelage. Auf der Schalthülse 38
sitzt ein Träger 69 aus Isolierstoff, der am flanschartigen Rand 42 der Schalthülse
38 anliegt. Auf dem Träger 69 ist die Kontaktbrücke 60 befestigt. Der Träger 69
hat an einem Ende einen sich quer zur Kontaktbrücke 60 erstreckenden gabelförmigen
Lappen 70, der einen Führungsstift 71 umgreift und den Träger 69 gegen Verdrehen
sichert. Der Führungsstift 71 ist auf einer Lagerplatte 72 befestigt. An der dem
Führungsstift 71 gegenüberliegenden Seite der Lagerplatte 72 ist ein Halteteil 73
aus Isolierstoff befestigt. An dem Halteteil 73 sind die beiden als Kontaktwinkel
ausgebildeten Hilfskontakte 63 und 64 der Hilfsschalteinrichtung 56 angeordnet.
Im Halteteil 73 ist eine öffnung 74 ausgebildet. Die öffnung 74 hat einen erweiterten
Endabschnitt 75. Im Endabschnitt 75 ist eine Hilfskontaktbrücke 76 verschiebbar
geführt. Die Hilfskontaktbrücke 76 sitzt wiederum verschiebbar auf einer Ansatzschraube
77.
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Die Ansatzschraube 77 trägt auf ihrem Gewindeabschnitt 78 ein hohles
Schaltglied 79. Eine Druckfeder 80 ist auf der Schraube 77 angeordnet und stützt
sich mit ihren Enden an der Hilfskontaktbrücke 76 und dem Schaltglied 79 ab. Zwischen
einem Lagerarm 81 des Halteteils 73 und der Hilfskontaktbrücke 76 ist eine Rückstellfeder
82 angeordnet. Sie drückt die Hilfskontaktbrücke 76 in ihrer in Figur 6 dargestellten
Ruhelage an eine Schulter 83 am Übergang des Endabschnitts 75 in die öffnung 74.
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Am Träger 69 der Kontaktbrücke 60 ist an der dem gabelförmigen Lappen
70 gegenüberliegenden Seite eine Klinke 84 einer Klinkeneinrichtung 85 in der Bewegungsrichtung
des Ankers 27 schwenkbar angeordnet. Sie hat eine Schräge 86, in deren Bereich das
Schaltglied 79 ragt, welches ebenfalls mit einer Schräge 87 versehen ist. Die Klinke
84 ist durch eine Blattfeder 88 in ihrer in Figur 6 dargestellten Ruhelage gehalten.
Die Blattfeder 88 ist an der Kontaktbrücke 27 befestigt. Die Klinke 84 besteht ebenso
wie das Schaltglied 79 aus Isolierstoff.
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Zum Andrehen der Brennkraftmaschine wird der Anlaßschalter 2 geschlossen.
Dann wird der Haltewicklung 18 über die Leitungen 8; 16 Strom zugeführt. Die Haltewicklung
18 zieht zunächst allein den Anker 27 in die Spule 24. Dabei behält die Schalthülse
38 unter dem Einfluß der Kontaktdruckfeder 36 ihre Lage gegenüber dem Anker 27 bei.
Der Träger 69 mit der Kontaktbrücke 60 und der Klinke 84 bewegt sich zusammen mit
dem Anker 27 auf den Magnetkern 29 zu. Die Schräge 86 der Klinke 84 drückt nach
einem kurzen Leerweg auf die Schräge 87 des Schatgliedes 79. Das Schaltglied 79
wird entgegen der Kraft der Druckfeder 80 an die Hilfskontaktbrücke 76 gedrückt
und bewegt sie entgegen der Kraft der Rückstellfeder 82 an die Kontakte 63 und 64
der Hilfsschalteinrichtung 56. Bei geschlossener Hilfsschalteinrichtung 56 ist die
Stromquelle 1 über die Leitungen 8, 62, 20 an die Erregerwicklung 6 des Andrehmotors
7 angeschlossen. Die in den Leitungszweig 20 geschaltete Einzugwicklung 22 sowie
die Erregerwicklung 6 und der Andrehmotor 7 sind nun stromdurchflossen. Der Anker
27 wird zusammen von der Haltewicklung 18 und der Einzugwicklung 22 in die Spule
24 gezogen. Dabei wird wiederum das Andrehritzel 4, welches mit der Ankerstange
28 in bekannter, nicht näher dargestellter Weise in Wirkverbindung besteht, zum
Zahnkranz
5 vorgespurt und eingespurt. Gleichzeitig bewirkt der zum Andrehmotor 6, 7 gelangende
"Vorstufenstromt' ein langsames Drehen seines Ankers, wodurch auf das Andrehritzel
4 eine Drehbewegung zur Vorschubbewegung ausgeübt wird, so daß das Andrehritzel
4 sicher in den Zahnkranz 5 einspuren kann.
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Hat die Klinke 84 bei der Einzugbewegung des Ankers 27 das Schaltglied
79 überlauren, so drückt die Rückstellfeder 82 die Hilfskontaktbrücke 76 von den
Hilfskontakten 63 und 64 zurück in die Ruhelage an der Schulter 83 des Halteteils
73.
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Die Druckfeder 80 schiebt das Schalt glied 79 in den Bewegungsbereich
der Klinke 84 zurück. Die Einzugwicklung 22 und der Andrehmotor 6, 7 sind nun wieder
stromlos. Die Haltewicklung 18 zieht allein den Anker 27 völlig in die Spule 24
an den Magnetkern 29. Kurz vor dem Ende der Einzugbewegung des Ankers 27 in die
Spule 24 - und somit dem Ende der ersten Schaltstufe - wird die Kontaktbrücke 60
an die beiden Hauptstromkontakte 58 und 59 gedrückt.
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Bei geschlossenem Hauptschaltkontakt 57 fließt - nunmehr in der zweiten
Schaltstufe - Strom direkt von der Stromquelle 1 über die Hauptstromleitung 8 zur
Erregerwicklung 6 des Andrehmotors 7. Der Andrehmotor 6, 7 erhält den Hauptstrom
zum Andrehen der Brennkraftmaschine durch das in den Zahnkranz 5 eingespurte Andrehritzel
4. Der Anker 27 wird dabei weiterhin nur durch die Haltewicklung 18 in der Spule
24 am Magnetkern 29 gehalten.
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Wenn die Brennkraftmaschine angedreht ist, wird der Anlaßschalter
2 geöffnet. Die Haltewicklung 18 wird stromlos.
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Die bei der Einzugbewegung des Ankers 27 gespannte Ankerrückst;ellfeder
30 schiebt den Anker 27 in seine Ruhelage zurück. Dabei wird die Kontaktbrücke 60
von den Hauptstromkontakten
58 und 59 abgehoben. Die Klinke 84
trifft auf das in ihren Bewegungsbereich ragende Schaltglied 79 und schwenkt beim
weiteren Verschieben um ihre Lagerstelle am Träger 69 entgegen dem Uhrzeigersinn
und entgegen der Kraft der Blattfeder 88. Dadurch wird verhindert, daß die Hilfsschalteinrichtung
56 erneut geschlossen und die Einzugwicklung 22 wieder an die Stromquelle 1 angeschlossen
wird.
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Nach dem Überlaufen des Schaltgliedes 79 schwenkt die Klinke 84 durch
die Kraft der Blatt feder 88 wieder in ihre Ausgangslage zurück, die übrigen Schaltelemente
des Einrückrelais 55 befinden sich wieder in ihrer Ruhelage. Der Andrehvorgang ist
somit beendet.to
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