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Anlaßgetriebe für Verbrennungsmotoren. Das vorliegende Getriebe zum
Anlassen von Verbrennungsmotoren mittels Elektromotors gehört zu derjenigen bekannten
Art, bei welcher die Anlaßzahnräder dauernd in Eingriff belassen und beim Anspringen
des Verbrennungsmotors selbsttätig mit dessen Welle oder mit derjenigen des Elektromotors
gekuppelt und als in sich geschlossene Schwungmasse mitgenommen werden.
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Mit einem auf die Welle des Verbrennungsmotors aufgesetzten Getriebe
dieser Art ist beabsichtigt, den Elektromotor schon bei Beginn seines Anlaufens
den Verbrennungsmotor antreiben zu lassen, indem in ihrer Antriebsscheibe beiderseits
lose gelagerte Umlaufräder durch diese Antriebsscheibe mitgenommenundgezwungenwerden,
sichaufeinem zentralen, durch Klinken gegen Drehung in einer Richtung gesicherten
Zahnrade abzurollen, um mittels mit ihnen einstöckiger Zahnräder von geringerer
Zähnezahl ein auf der Verbrennungsmotorwelle festsitzendes Zahnrad anzutreiben.
Diese Antriebsart ergibt in verhältnismäßig kleinem Raume zwar eine hohe Übersetzung,
aber sie erfordert einen außerordentlich starken und dementsprechend großen Elektromotor,
weil dieser aus seiner Ruhe heraus den ganzen Anlaßwiderstand sofort und auf einen
Ruck überwinden muß. Beim Anspringen des Verbrennungsmotors wird dessen Welle dort
durch Klinken plötzlich mit der Antriebsscheibe gekuppelt. Dadurch werden auch die
Umlaufräder mit dem zentralen Zahnrade zusammengeschlossen, dessen Feststellklinken
5icli dann r@@trch Fliehkraft selbsttätig lösen. Außer dein Anlaßstoß erleiden das
Getriebe, der Elektromotor und die Batterie infolge des plötzlichen Einspringens
der Kuppelklinken beim Anspringen des Verbrennungsmotor auch noch einen zweiten,
alle Teile schädigenden und geräuschvollen Beschleunigungsstoß. Diese Stöße und
der zu große Antriebsmotor machen dieses Getriebe für Automobile unbrauchbar, obwohl
die Triebräder sicher gelagert sind.
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Zur Ermöglichung stoßfreien Anlassens durch einen kleineren Elektromotor
läßt man bei einem anderen bekannten Getriebe der erwähnten Art den Elektromotor
zunächst leerlaufend auf Touren kommen und zieht ihn erst dann allmählich zum Anlassen
heran. Zu diesem Zweck sind einstöckige Umlaufräderpaare, deren größere Räder, mit
einem Elektromotorwellenritzel und deren kleinere Räder mit einem Antrdebskettenradritzel
kämmen, auf fliegenden, langen Zapfen einer zentral lose drehbaren Scheibe gelagert.
Beim Einschalten des Elektromotors werden die größeren Räder dieser Räderpaare vom
Elektromotorwellenritzel diesem entgegengesetzt gedreht, so daß die kleineren Räder
um das durch den Widerstand des Verbrennungsmotors festgehaltene Kettenradritzel
abrollen und ihre Tragscheibe mitnehmen. Durch Abbremsen der Umlauf' rädertragscheibe
wird nun die Antriebskraft mehr und mehr auf das Kettenradritzel übertragen, das
anläuft und die Verbrennungsmotorwelle mittels des Kettentriebes mitnimmt, sobald
die Bremsscheibe zum Stillstandegebracht ist, Es ergibt sich also ein
sanftes
Anlassen. Dagegen entsteht beim Anspringen des Verbrennungsmotors auch hier wie
bei dem zuvor beschriebenen Getriebe der schädliche Beschleunigungsstoß dadurch,
daß das Kettenradritzel, das beim Anlassen auf einer mit der Welle verkeilten Nabe
lose umlief, ebenfalls plötzlich durch Federklinken mit dieser Nabe und damit mit
der Elektromotorwelle starr gekuppelt wird, um das Getriebe zu einer Schwungmasse
zusamrnenzu> schließen und den Elektromotor nun vom Verbrennungsmotor aus als die
Batterie aufladende Dynamo zu treiben. Diese Beschleunigungsstöße sind dort besonders
gefährlich, weil sie auf die fliegend gelagerten Antriebsräder wirken und durch
schwache Klinkenlager aufgenommen werden müssen, da starke Klinkenlager in der 2,Tabe,
welche beim Anlassen in dem Kettenradritzel lose umlaufen muß, keinen Platz finden.
Außerdem haftet diesem Getriebe der Hauptfehler an, daß es zurErzielung eines genügendenÜbersetzungsverhältnisses
einen verhältnismäßig großen Raum beansprucht, weil es nur mit zwei gewöhnlichen
Vorgelegen arbeitet, von denen das erste durch das Elektromotorwellenritzel und
das größere Umlaufrad und das zweite durch das kleinere Umlaufrad und das Kettenradritzel
gebildet wird. Da ein so großer Raum neben dem Motor von Kraftfahrzeugen nicht zur
Verfügung steht, erscheint auch dieses Getriebe wenigstens für . Kraftfahrzwecke
unbrauchbar. Die einseitige, fliegende Lagerung der Umlaufräder ' an der Bremsscheibe
läßt unter dem großen Anlaßdruck und dem Beschleunigungsstoß beim Anspringen einen
von Erzitterungen freien und gut schmierbaren Zahneingriff und damit einen ruhigen
Lauf und eine hohe Lebensdauer des Getriebes nicht erwarten.
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Unter Verwertung des bekannten Vorschlages, den Elektromotor leer
anlaufen zu lassen und das Anlassen durch Abbremsen eines beim Leerlauf der Elektromotorwelfe
entgegengesetzt umlaufenden Rotors einzuleiten, unter Beibehaltung des selbsttätigen
Kuppelns und Zusammenschließens des Getriebes mit der Elektromotorwelle beim Anspringen
des Verbrennungsmotors und unter beiderseitiger Lagerung von Umlaufrädern, ist nun
durch Verwendung eines an sich ebenfalls bekannten Planetenstirnradgetriebes mit
innen verzahntem Hohlrade, durch Ausbildung dieses Hohlrades als Bremsscheibe oder
Bremsscheibenträger und als Teil einer Elektromotorwellenreibkupplung, die zwangsweise
abwechselnd mit der Bremse betätigt ,,wird, ein Anlaßgetriebe geschaffen, das die
Einzelvorteile der beschriebenen beiden Getriebe, aber ohne deren Nachteile, in
sich vereinigt, das also die Unterbringung einer großen Übersetzung in verhältnismäßig
kleinem Raume, ein stoßfreies Anlassen und Anspringen des Verbrennungsmotors sowie
eine beiderseitige Lagerung der Zwischenräder und eine zuverlässige Schmierung der
kämmenden Zahnkränze ermöglicht. Es wird demnach nicht wie bei dem bekannten Getriebe
der Träger der Umlaufräder gebremst, der hier von diesen als Antriebskettenrad angetrieben
wird, sondern das Hohlrad, das im Eingriff mit den vorn Elektromotorwellenritzel
angetriebenen Umlaufrädern, . jetzt Zwischenrädern, die im Verhältnis zu seiner
Raumbeanspruchung große Übersetzung ergibt, und dessen Verkupplung mit der Elektromotorwelle
durch Reibung die bekannte Klinkenkupplung mit ihren erwähnten Nachteilen in Wegfall
bringt.
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Auf der Zeichnung ist beispielsweise ein hiernach gebautes Automobilmotoranlaßgetrieb-e
veranschaulicht.
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Fig. i zeigt dasselbe im Längsschnitt, Fig. z im Querschnitt nach
A-B, Fig.3 oben im Querschnitt nach C-D, unten im O_uerschnitt nach E-F und hig.
4 im Querschnitt nach G-H der Die Getriebeachse i ist durch ihr Flachkantende :2
mit der Elektromotorwelle 3 gekuppelt und zwischen Kugellagern q. und gelagert.
Das Planetengetriebe besteht, wie an sich bekannt, aus folgenden Teilen: aus dem
mit der Antriebsachse i aus einem Stück gefertigten Mittelrade 6, aus dem lose auf
der Achse i sitzenden, innen verzahnten Hohlrade 7 und aus zwei mit beiden Rädern
kämmenden Zwischenrädern 8, die um Zapfen 9 ihres ebenfalls lose auf der Achse i
sitzenden Trägers 13, 15 lose drehbar sind. Die dem Elektromotor i o zugekehrte
Hälfte des Trägers der Zwischenräder 8 bildet das zum Antrieb des Verbrennungsmotors
dienende Kettenrad ii. Dieses ist durch ein Kugellager i2 gestützt und zu einer
letzteres umgreifenden und die Zapfen g mit_ einem Ringflansch 13 fassenden Büchse
14 geformt. Auf der gegenüberliegenden Seite sitzen die Zapfen 8 in einer auf der
Achse i lose drehbaren Scheibe 1-5, so daß die Achsen der Umlaufräder 8 beiderseits
sicher gelagert sind. Die lose auf der Achsei sitzende Hohlradnabe 16 ist durch
in eine Achsenrille 17 eingreifende Nabenzapfen 18 gegen Verschiebung gesichert.
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Eine das Hohlrad 7 umfassende und unter oder über den Flansch 13 der
Büchse 14 greifende Blechkappe 45 bildet zusammen mit der Hohlradscheibe 46 und
der Büchse i.t eine vollkommeneEinkapselung des Planetengetriebes, die, mit konsistentem
Fett gefüllt, dem Zahngetriebe eine für Monate ausreichende
selbsttätige
Schmierung verschafft und dasselbe vor Staub und Schmutz schützt, dessen Einführung
durch die durch die Gehäusefenster 47 (Fig.4) laufende Antriebskette 48 unvermeidlich
ist. Ein äußerer Ringansatz des Hohlrades 7 ist innen zu einem Hohlkegel ig zur
Aufnahme eines Reibkegels 2o und außen zu Nuten 2i zur verschiebbaren Aufnahme eines
Zwischenreibringes 22 ausgebildet. Ein durch Bolzen 23 im Gehäuse- 24 mit Abstand
von diesem ortsfest gehaltener Widerlagerring 25 ist dem Ring 22 gegenüber mit einem
Bremsbelag 26 versehen. Derselbe Reibbremsbelag 26' sitzt an einem parallel zur
Getriebeachse i verschiebbaren Ring 27. Dieser ist an einer die Zapfen 23 mit Längsschlitzen
28 umfassenden Glocke 29 befestigt. Die Glocke 29 wird von Zapfen 36 getragen, die
in der Gehäusestirnwand 31 und im Gehäusedeckel 32 verschiebbar und an einer letzteren
umfassenden Kappe 33 befestigt sind. In den Deckel 32 ist ein Widerlagerplättchen
34 für eine in die Mutter 35 der Kappe33 eingeschraubte Spindel 36 eingesetzt. Eine
nicht dargestellte Schraubenfeder ist bestrebt, die Spindel 36 bis zu einer gewissen
Grenze aus der Muttez 35 herauszudrehen. Die Wirkung der Spindel könnte auch durch
einen Exzenter oder ein sonstiges Druckmittel hervorgebracht werden.
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Die Zapfen 3o tragen innerhalb der Glocke 29 eine auf sie aufgenietete
Kappe 37, deren Flansch 38 mittels eines Druckkugellagers 39 gegen einen Flansch
d.o der auf der Achse i -,erscliiebbaren Nabe 41 des. Reibkegels 2o drückt. Innerhalb
des Sitzes der Nabe 41 hat die Achse i einen Längsschlitz 42, in welchem ein die
Nabe 41 durchsetzender Stift 4.3 verschiebbar ist. Der Stift 43 bewirkt die Mitdrehung
der Nabe 41 durch die Achse i und wird durch eine im Achsen.ende abgestützte Druckfeder
4.4 ständig einwärts gedrückt. Die Druckfeder hält, solange sie unbeeinflußt bleibt,
mittels des Stiftes 43 und der Nabe 41 die Reibkupplung 2o, ig eingerückt und ferner
mittels des Flansches 40, des Druckkugellagers 39, des Kappenflansches 38
und der Glocke 29 die Bremse 26', 22, 26 gelöst.
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Durch Hineinschrauben der Spindel 36 in die Mutter 35 wird unter Zusammendrücken
der Feder44 die Kappe33 auswärts gedrückt, der Reibkegel 2o von dem Hohlkegel ig
entfernt und hierauf der Bremsbelag 26' unter Mitnahme des Zwischenreibringes 22
an diesen und letzterer an den ortsfesten Bremsbelag 26 gedrückt, das nunmehr freie
Hohlrad 7 also abgebremst und schließlich festgestellt. Umgekehrt wird beim darauf
folgenden I-Ierausschratxbei7' iler; Spindel Ä C durch Entspannung der Feder
44 zunächst die Bremse gelöst und dann die Reibkupplung elastisch eingerückt.
Das Lösen der Kupplung und Anziehen der Bremse und umgekehrt geht also von selbst
zwangsweise abwechselnd vor sich.
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Von der Kupplungsstellung nach Fig. i ausgehend kommt das Getriebe
wie folgt zur Wirkung i. Leerlauf.
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Durch Rechtsschwenken eines am Führersitz befindlichen Anlaßgriffes,
der mit der Spindel 36 durch eine biegsame Welle o. dgl. auf Drehung gekuppelt und
mit einem Schalter zum Einschalten des Elektromotors versehen ist, wird zuerst die
Kupplung 2o, ig gelöst und dann der Elektromotor eingeschaltet. Bei dessen Leerlauf
ist das Hohlrad 7 frei, weil die Bremse noch nicht angezogen ist. Die Elektromotorwelle
3 und damit die Getriebeachse i und deren Mittelrad 6 laufen, von der An.laßspindel
36 aus gesehen, im Sinne des Uhrzeigers um. Das Kettenrad i i, dessen Büchse 14,
die in deren Flansch 13 gelagerten Zwischenräderzapfen g und deren Lagerscheibe
15 werden durch den Widerstand des Verbrennungsmotors und die Kette :I8 gehalten.
Die also augenblicklich ortsfesten Zwischenräder 8 drehen sich dem Uhrzeigersinn
entgegen und nehmen das Hohlrad 7 in der gleichen Richtung mit.
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2. Abbremsen und Anlassen.
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Wird nun durch weiteres Rechtsschwenken des Anlaßgriffes die Bremse
angezogen und das Hohlrad 7 festgestellt, so läuft der Träger der Zwischenräder
8 und damit das Kettenrad i i in der Richtung der Elektromotorwelle 3, jedoch dem
gewählten Übersetzungsverhältnis zwischen dem Mittelrade 6 und dem Hohlrade 7-entsprechend
langsamer um als die Elektromotorwelle: Der Gesamtdurchmesser des Planetengetriebes
wird bei gleicher Zähnezahl und Teilung des Getriebeachsenritzels 6 und gleicher
Übersetzung nur etwa o,7 mal so groß wie der Gesamtdurchmesser des erwähnten, in
Verbindung mit der Bremsscheibe bekannten doppelten Umlaufvorgeleges. Dieser Umstand
ist von ausschlaggebender Bedeutung, weil Getriebe der vorliegenden Art wegen des
meist geringen Raumes zu ihrer Unterbringung nur brauchbar sind, wenn sie auf einen
möglichst kleinen Raum zusammengebaut werden können. Zweitens ergibt das Planetengetriebe
einen viel genaueren Zahneingriff, einen dauernd' ruhigeren Lauf und demnach einen
geringeren Verschleiß und eine viel höhere Lebensdauer als das von der Bremsscheibe
fliegend getragene doppelte Vorgelege; denn das Hohlrad 7 hat nur sich selbst, nicht
aber auch die treibenden Zwischenräder 8 zu ttagen,
w .eiche hier
ähnlich wie die Umlaufräder des .zuerst geschilderten Getriebes in einem starren,
seinerseits auf der Getriebeachse i zentrisch gelagerten Gehäuse 1.4, 15 beiderseits
gelagert sind, und *so dauernd mit dem Ritzen 6 und dem Hohlrad 7 in mathematisch
genauem Zahneingr iff verbleiben, der dem ganzen, in konsistentem Fett umlaufenden
Getriebe eine hohe Betriebssicherheit und Lebensdauer verschafft.
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3. Anspringen, Verkuppeln und Generatorbetrieb.
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Ist der Verbrennungsmotor angesprungen, so kann seine rasche Tourensteigerung
und die damit zusammenhängende großeBeschleunigung des Getriebeumlaufs das Getriebe
ebenfalls nicht ins Zittern bringen, weil das Kettenrad i i in der Angriffsebene
der Kettenzugkraft auf dem Kugellager 12 gelagert ist, welches den Kettenzug aufnimmt
und die übrigen Getriebeteile von ihm entlastet. Beim Anspringen des Verbrennungsmotors
wird der Anlaßgriff losgelassen, und die erwähnte, nicht dargestellte äußere Feder
schraubt die Spindel 36 bis zu einer gewissen Grenze aus ihrer Mutter 35 heraus.
Infolge der dadurch ermöglichten Entspannung der Feder 44 wird in der bereits geschilderten
Weise die Bremse gelöst und hierauf die Reibkupplung 2o, i9 eingerückt. Das ganze
Getriebe ist dann wie bei den beschriebenen bekannten Ausführungen zu einem Ganzen
zusammengeschlossen, das nun seinerseits die Getriebeachse i und die Welle 3 des
jetzt als Dynamo arbeitenden Elektromotoars io antreibt. Die Steigerung der Tourenzahl
der Dynamo entsprechend der Tourenzah lsteigerung des angesprungenen Verbrennungsmotors
erfolgt aber nicht urplötzlich auf einen Ruck durch einspringende Sperrklinken wie
bei den bekannten Getriebeausführungeli des Vorgelegegetriebes, sondern allmählich
durch die federnde Anpressung des Reibkegels 2o. Brüche und Stöße, welche sonst
von der plötzlichen Beschleunigung großer Massen herrühren, können hier also nicht
auftreten. Die an sich ebenfalls benannte elastische Reibkupplung kommt auch beim
ferneren Dynamobetrieb vorteilhaft zur Geltung, wenn der Verbrennungsmotor bei seinen
vielfachen starken Tourenschwankungen versucht, die Umlaufzahl der Getriebeschwungmasse
und der Dynamo plötzlich zu verkleinern oder zu vergrößern. In allen diesen Fällen
wirkt die Einschaltung eines elastisch angepreßten Reibgliedes, welches bei übermäßigen
Schwankungen ein Gleiten der aufeinandersitzenden Kupplungsteile zuläßt, zur Vermeidung
von gefährlichen Stößen oder Brüchen ausgleichend. Das neue Getriebe ist also jeder
Anstrengung gewachsen und leidet selbst bei unsachgemäßer Bedienung nicht, z. B.
auch dann nicht, wenn bei voller Zugkraft des Verbrennungsmotors der Anläßhebel
stark nach rechts geschwenkt und dadurch die Bremse plötzlich angezogen wird.