DE296274C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Zum Anlassen von Explosionsmaschinen benutzt man neuerdings kleine Elektromotoren, welche von einer Batterie gespeist werden und mittels geeigneter Zwischenglieder auf den Explosionsmotor wirken.

Es sind verschiedene Anlassersysteme bekannt, bei denen ein kleines Zahnrad, welches von dem Anwerfmotor direkt oder indirekt angetrieben, in Eingriff mit dem gezahnten

ίο Schwungrad gebracht wird. Das kleine Zahnrad wird hierbei durch besondere mechanische Hilfsmittel, wie Gestänge, Winkelhebel, Gewindegänge oder ähnliche Konstruktionen, in achsialer Richtung bewegt und schließlich in die Verzahnung des Schwungrades eingeschoben. Die richtige Festhaltung und Auslösung des kleinen Zahnrades wird durch nachstehend beschriebene Neuerung sicher erreicht.

In Fig. ι bis 4 bezeichnet beispielsweise s das gezahnte Schwungrad, α das kleine Antriebszahnrad, m den Anwerf elektromotor, b einen Schalter zur Inbetrieb- und Stillsetzung des An werf motors, w die mit Gewinde versehene Antriebsachse, I die Lagerung der Achse w, p einen Anschlag für das Rad α, d zwei federnd gelagerte Kugeln, e zwei Aussparungen für d, f eine Erregerspule, g einen Magnetkern, h einen um i beweglichen Anker, k eine Feder, η eine Akkumulatorenbatterie, 0 einen Anlaßwiderstand, r eine mit w sich drehende Scheibe, t zwei Kupplungen, u eine Verlängerungswelle.

Die Welle w ist beispielsweise als ein- oder mehrgängige Spindel ausgebildet. Das Zahnrad α ist mit demselben Gewindegang versehen und leicht auf w drehbar.

In bekannter Weise kann nun das Zahnrad a in achsialer Richtung verschoben werden. Ist nämlich das Rad α leicht drehbar auf der Welle, so wird es, wenn der Elektromotor plötzlich und mit entsprechender Beschleunigung angelassen wird, infolge der Trägheit und der geringen Reibung der schnellen Bewegung der Achse anfangs nicht folgen können und wird deshalb durch die Gewindegänge nach links verschoben. Durch diese Längsbewegung kommt das Zahnrad schließlich in Eingriff mit der Schwungradverzahnung s und gelangt ' bis zu dem Anschlag p. Ist der Elektromotor m stark genug, so wird er nun den Explosionsmotor bzw. das Schwungrad in Umdrehungen versetzen. Springt nun der Explosionsmotor an, so erhält das Rad a plötzlich eine höhere Geschwindigkeit als die Achse w und wird infolge der Gewindegänge entgegen der ersten achsialen Verschiebung aus der Schwungradverzahnung herauswandern. Infolge der lebendigen Kraft wird es sich noch ein gewisses Stück bewegen, auch wenn es bereits der Einwirkung des Schwungrades entzogen ist. Der Elektromotor kann nun ruhig weiterlaufen oder aber außer Betrieb gesetzt werden, ohne daß die Bewegungsrichtung des kleinen Zahnrades geändert wird.

Wie oben dargelegt, ist es zwecks Erzielung einer achsialen Verschiebung beim Anlauf erforderlich, daß das kleine Rad α sich leicht auf der Achse w drehen läßt, und daß der . 5 Elektromotor sprunghaft und mit großer Beschleunigung anläuft.

Diese beiden Bedingungen sind bei Explosionsmotoren, welche auf Fahrzeugen montiert sind, aus nachstehenden Gründen nicht zulässig.

ίο Wollte man das Rad α sich leicht auf der Welle w drehen lassen, d. h. gewissermaßen ihm eine labile Ruhestellung geben, so würde es sich durch die auftretenden Erschütterungen, Stöße und Geschwindigkeitsänderungen bei fahrendem Wagen auf der Welle w auch bei ruhendem Elektromotor bewegen und schließlich in Eingriff mit der Schwungradverzahnung kommen, was unerwünscht und schädlich ist. Es muß daher verlangt werden, daß das Rad α eine feste Ruhestellung hat, aus der es durch die Erschütterungen usw. des Wagens nicht herausgebracht werden kann, sondern nur bei Anlauf des Elektromotors freigegeben wird.

Die weitere Bedingung des plötzlichen Anlaufes mit großer Beschleunigung hat den Nachteil, daß das Rad a mit großer Kraft gegen seinen Anschlag auf der Achse w läuft, was außer einem lästigen Geräusch eine bedeutende mechanische Beanspruchung der Antriebsorgane, wie Achse, Kupplung und Verzahnung von α und s hervorruft, so daß leicht Brüche oder andere Beschädigungen eintreten. Aus diesen Gründen muß daher ein ruhiger, langsamer Anlauf gefordert werden.

Die Forderung der festen Ruhestellung des Rades α und der langsame Anlauf des Elektromotors m bzw. der Welle w werden durch die nachstehende Neuerung erfüllt.

Zur Erreichung der festen Ruhestellung wird das Rad α mit der Achse w gekuppelt. Es geschieht dies beispielsweise, indem man, wie in Fig. 2 schematisch angedeutet ist, im Zahnrad federnd gelagerte Kugeln oder Stifte in Rasten, welche auf einer mit der Ache w fest verbundenen Scheibe oder ähnlichem Konstruktionsteil angebracht sind, eingreifen läßt. Auf diese Weise wird das Zahnrad α mit der Welle w gekuppelt und wird sich bei Anlauf des Elektromotors m mit der Achse w drehen, ohne eine seitliche Bewegung anzunehmen. Dies kann auch dadurch erreicht werden, daß die Kupplung des Antriebszahnrades durch einen im Zahnradkörper befestigten Stift oder ähnlichen Konstruktionsteil erfolgt, welcher in der Ruhelage in eine in einer mit der Achse sich drehenden Scheibe oder ähnlichem Konstruktionsteil entsprechend ausgebildete Rast eingreift, wobei der Stift oder Rast oder aber auch beide federnd ausgebildet sein können. Die Wirkung der Schraubengänge ist hierdurch aufgehoben und kann eine Bewegung in achsialer Richtung durch die Erschütterungen usw. nicht eintreten. An Stelle der federnd gelagerten Kugeln oder Stifte, welche in Rasten eingreifen, und welche entweder im Zahnradkörper einerseits und in der mit der Achse w rotierenden Scheibe r andererseits, oder in umgekehrter Weise montiert sind, können naturgemäß ähnliche Konstruktionsteile, wie Klinken, in Federn eingeklemmte Stifte usw., verwendet werden. Das eigentümliche Merkmal ist lediglich die Kupplung des Zahnrades a mit der Achse w in der Ruhestellung, so daß die Wirkung der Gewindegänge bei den auftretenden Anlaufsgeschwindigkeiten bzw. Beschleunigungen ausgeschaltet wird.

Um nun bei dieser Ausführung beim Anlauf des Elektromotors eine achsiale Verschie- bung des Zahnrades w zu erreichen, muß die vorstehend beschriebene Kupplung gelöst werden. Die Entkupplung kann vor, während oder nach erfolgtem Anlauf des Elektromotors erfolgen. Zu diesem Zweck wird das Zahnrad durch einen oder mehrere Anker, Klinken, Bremsklötze oder ähnliche Konstruktionsteile, welche an den feststehenden Teilen der Lagerung oder anderen feststehenden Teilen montiert sind, auf kurze oder längere Zeit angehalten oder gebremst, bis die Kupplung ausgeschaltet und das Rad α freigegeben ist und unter der Einwirkung der Gewindegänge und der sich drehenden Achse nunmehr eine Bewegung in achsialer Richtung annimmt. Es kann hierbei die Entkupplungseinrichtung noch auf das Rad wirken oder auch ausgeschaltet sein. Die Entkupplungseinrichtung kann mechanisch oder elektromagnetisch betätigt werden. In Fig. 3 und 4 ist sie schematisch dargestellt und wird beispielsweise elektromagnetisch betätigt. Die Wirkung besteht darin, daß ein Anker /», welcher unter der Wirkung der Feder k steht, durch die magnetisierende Kraft der Spule f, welche in Parallelschaltung zum ganzen oder einem Teile des Anlaßwiderstandes 0 liegt, nach dem Eisenkern g gezogen wird. Hierbei greift der Anker h in die Verzahnung von α ein, so daß diese an der Drehung verhindert und eine Bewegung in achsialer Richtung eingeleitet wird. Es kann hierbei der Elektromotor ganz langsam angelassen werden, ohne daß die Wirkungsweise der Entkupplungseinrichtung außer Kraft gesetzt wird.

Damit nach erfolgtem Anspringen und eingesetzter Rückwanderung des Rades α dieses ungehindert in seine Ruhestellung, d. h. die Kupplung mit der Welle w eintreten kann, muß die Entkupplungsvorrichtung ausgeschal-

tet sein. Es darf das zurückwandernde Zahnrad w nicht etwa gegen den Anker h stoßen, denn sonst würde es wieder in das Zahnrad s hineingeworfen, und es käme keine Kupplung mit der Welle w zustande.

Durch die eigentümliche Schaltung der Erregerspule f ist eine ordnungsgemäß automatische Wirksamkeit der Entkupplungsvorrichtung gewährleistet. In Fig. ι ist die Schaltung der Spule f schematisch angedeutet. Die Spule f ist derart bemessen, daß ein genügend großer Teilstrom vom Anlaßstrom sie durchfließt und hierdurch eine derart große magnetisierende Kraft erzeugt wird, daß der Anker h die Federkraft von k überwindet und nach unten in der Richtung nach g angezogen wird. Damit der Elektromotor den Explosionsmotor zum Anwerfen bringt, ist es erforderlich, daß der Anlaßwiderstand. ganz ausgeschaltet wird. Ist dieser ausgeschaltet, so wird auch die Spule f stromlos, und der Anker h geht in seine Ruhestellung zurück. Ist der Explosionsmotor angesprungen, so wird der Elektromotor entlastet, und es fließt nur noch ein kleiner Strom in oder aus der Maschine m. Dieser Strom bzw. die Spannungsdifferenz bei O ist nicht so groß, daß bei dem zurückgehenden Ausschalter, wo der Widerstand O kurzzeitig eingeschaltet wird, der Anker h angezogen wird, und der Anker h verbleibt in seiner Ruhestellung.

Die Spule f kann auch durch den Hauptstrom direkt erregt werden, doch ist dies nicht so vorteilhaft, weil beim Anlauf der Strom relativ klein ist, und weil die starken Leitungen schwerer zu verlegen sind. Die Spule f kann schließlich so geschaltet werden, daß sie während der Einschaltperiode des Schalters b nur auf dem Hingang entweder mit einem Teilstrom oder dem Hauptstrom gespeist wird, während sie. vor der Anwerfperiode selbst bereits abgeschaltet und auf dem Hergang des Schalters nicht wieder eingeschaltet wird. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Spule f für die Entkupplungsvorrichtung lediglich vor und während der Anlaßperiode des Elektromotors eine genügende magnetisierende Kraft entwickelt, dagegen während oder nach dem erfolgten Anspringen des Explosionsmotors abgeschaltet wird bzw. eine nicht genügende Stromstärke erhält, welche die Entkupplungsvorrichtung in Tätigkeit bringen könnte.

Claims (6)

1. Patent-Ansprüche:

   ι. Selbsttätige Ein- und_ Ausrückvorrichtung des Antriebszahnrades bei elektrischen Motoranlassern für Explosionsmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß das kleine Zahnrad in der Ruhestellung durch eine oder mehrere mechanische Arretierungen mit der Antriebsachse gekuppelt wird und durch eine direkt oder indirekt vom Anlaßschalter oder einem besonderen Schalter betätigte Vorrichtung vor, nach oder während des Anlaufs des Elektromotors entkuppelt wird, so daß das jetzt freigegebene Rad in beliebiger Weise in die Verzahnung des Schwungrades eingeschoben werden kann und nach erfolgter Inbetriebsetzung des Explosionsmotors in seine Ruhestellung zurückgebracht wird, wobei es in Arretierungen einläuft und eine Kupplung mit seiner Achse hervorbringt, nachdem die Wirkung der Entkupplungsvorrichtung zwecks Ermöglichung dieser Ruhestellung vorher selbsttätig ausgeschaltet worden ist.
2. 2. Selbsttätige Ein- und Ausrückvorrichtung des Antriebszahnrades bei elektrischen Motoranlassern für Explosionsmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung des Antriebszahnrades mit seiner Antriebsachse durch eine oder mehrere federnd gelagerte Kugeln oder kugelförmig angespitzte Stifte, welche in dem Zahnradkörper gelagert sind und in entsprechende Aussparungen einer sich mit der Achse drehenden Scheibe oder eines ähnlichen Teiles eingreifen, und die Entkupplung durch einen oder mehrere das Zahnrad beim Anlauf des Elektromotors so lange festhaltende oder bremsend wirkende Anker, welche von einem Elektromagneten direkt oder indirekt bewegt wer-. den, geschieht, bis die federnd gelagerten Kugeln oder kugelförmig angespitzten Stifte aus den Aussparungen herausgewandert sind.
3. 3. Selbsttätige Ein- und Ausrückvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspule des ■ Magneten für die Entkupplungsvorrichtung parallel zum ganzen oder einem Teil des Anlaßwiderstandes des Elektromotors an- _ geschlossen ist.
4. 4. Selbsttätige Ein- und Ausrückvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspule des Magneten für die Entkupplungsvorrichtung von dem ganzen Betriebsstrom des antreibenden Elektromotors durchflossen wird.
5. 5. Selbsttätige Ein- und Ausrückvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspule des Magneten für die Entkupplungsvorrichtung vor, während oder nach erfolgtem Anlauf des Explosionsmotors abgeschaltet oder von

   einem geringeren Strom als bei der Entkupplung durchflossen wird.
6. 6. Selbsttätige Ein- und Ausrückvorrichtung nach Anspruch ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlaßschalter des Elektromotors bei dem Einschaltungsweg die Erregerspule der Entkupplungsvorrichtung einschaltet und vor oder bei dem Ausschaltungsweg direkt oder indirekt ausschaltet, wobei es gleichgültig ist, ob die Spule von einem Teil oder dem ganzen Betriebsstrom durchflossen wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.