DE380087C

DE380087C - Centrifugal friction clutch for internal combustion engine starter with planetary gear

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Publication number: DE380087C
Application number: DEN20753D
Authority: DE
Original assignee: FRITZ NEUMEYER AKT GES; KARL KNAPP DIPL ING
Current assignee: FRITZ NEUMEYER AKT GES; KARL KNAPP DIPL ING
Priority date: 1922-01-29
Filing date: 1922-01-29
Publication date: 1923-09-07

Description

Fliehkraftreibkupplung für Verbrennungsmotorenanlasser mit Planetengetriebe. Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotorenanlasser, bei welchem zum Andrehen des Verbrennungsmotors ein Planetengetriebe von einer von der Batterie gespeisten Motordynamo ins Langsame übersetzend angetrieben und zum Aufladen der Batterie das Weiterdrehen der Motordynamo von dem angesprungenen Verbrennungsmotor mittels des dann zusammengeschlossenen Planetengetriebes und eines Fliehkraftreibgetriebes bewirkt wird, dessen Fliehgewichte parallel zur Getriebeachse an das innen verzahnte Planetenhohlrad angelenkt sind. Bei Verwendung solcher Anlasser für Automobilmotore kommt es im Stadtverkehr nicht selten vor, daß die Batterie wegen durchschnittlich zu langsamen Fahrens ungenügend aufgeladen wird und zum nächstmaligen Anlassen sowie zu längerer Vollbeleuchtung dann nicht mehr ausreicht. Zur Behebung dieses Mißstandes hat man zwar unter höchster Ausnutzung elektrotechnischer Erkenntnisse und Erfahrungen bereits besonders Motordynamos gebaut, die schon bei verhältnismäßig kleiner Umlaufzahl die Batterie aufzuladen beginnen, aber diese an sich wertvolle Eigenschaft derDynamo konnte bisher imAutomobilbetrieb deshalb nicht voll ausgenutzt werden, weil es keine Fliehkraftreibkupplungen gibt, die bei den dabei nur brauchbaren kleinen Abmessungen schon bei gleich geringer Umlaufzahl desVerbrennungsmotors dieMotordynamo auch wirklich mit dessen Umlaufzahl mitdrehen. Im Gegenteil haben genaue Messungen ergeben, daß eine absolut schlupffreie Mitnahme der Motordynamo durch die besten bekannten Fliehkraftreibkupplungen erst von i2oo bis i3oo Antriebsumdrehungen an erreicht wird, während noch kurz zuvor und umsomehr bei etwa 450 Umläufen des Verbrennungsmotors, bei denen die geeignetste Motordynamo bereits aufladenwürde, diese noch weit hinter dem Verbrennungsmotor zurückbleibt und folglich noch nicht aufladet. Hier springt die Erfindung mit einer neuen Fliehkraftreibkupplung helfend ein. Das Neue an derselben besteht im wesentlichen darin, daß sämtliche Fliehgewichte im Drehsinne vor ihren Anlenkbolzen angeordnet und an ihrem Umfange in an sich bekannterWeise mit keilförmigen Reibleisten versehen sind. Diese spreizen sich schon bei geringen Umlaufzahlen in Keilrillen des in das Motordynamowellenritzel eingreifenden Reibkranzes ein und nehmen diesen schiebend statt wie sonst ziehend finit. `-ersuche haben erwiesen, daß eine solche Fliehkraftreibkupplung schon von 300 minutlichen Umläufen an eine vollkommen gleitfreie llitdrehung der Dynamo bewirkt, besonders wenn man, wie aus dem Folgenden ersichtlich, dafür sorgt, daß die Fliehgewichte beim Verlassen ihrer Schließlage keine nennenswerte Federkraft zu überwinden haten und daß ihre keilförmigen Reibleisten trotz der reichlichen Schmierung der sonstigen AnlassergetrieLeteile ölfrei, d.li. trocken angreifen.Centrifugal friction clutch for internal combustion engine starter with planetary gear. The invention relates to an internal combustion engine starter, in which, to crank the internal combustion engine, a planetary gear is driven slowly by a motor dynamo fed by the battery and, in order to charge the battery, the further rotation of the motor dynamo is effected by the internal combustion engine that has started by means of the then connected planetary gear and a centrifugal drive gear Centrifugal weights are linked to the internally toothed planetary ring gear parallel to the gear axis. When using such starters for automobile engines, it is not uncommon in city traffic that the battery is insufficiently charged because the average speed is too slow and is then no longer sufficient for the next start-up or for longer full lighting. In order to remedy this deficiency, motor dynamos in particular have already been built with the greatest use of electrotechnical knowledge and experience, which start to charge the battery at a relatively low number of revolutions, but this inherently valuable property of the dynamo has so far not been fully exploited in automobile operation because there are no centrifugal friction clutches that with the small dimensions that are only usable in this case, the engine dynamo actually rotates with its number of revolutions even with the same low number of revolutions of the internal combustion engine. On the contrary, precise measurements have shown that the best known centrifugal friction clutches only achieve absolutely slip-free driving of the motor dynamo from i2oo to i3oo drive revolutions, while shortly before and all the more at around 450 revolutions of the internal combustion engine, during which the most suitable motor dynamo would already be charged, this is still far behind the internal combustion engine and consequently does not yet charge. This is where the invention comes in with a new centrifugal friction clutch. The novelty of the same consists essentially in the fact that all the flyweights are arranged in the direction of rotation in front of their pivot pins and are provided with wedge-shaped friction strips on their circumference in a manner known per se. Even at low numbers of revolutions, these spread out in the V-grooves of the friction ring engaging in the motor dynamo shaft pinion and take this finite pushing instead of pulling as usual. Searches have shown that such a centrifugal friction clutch causes a completely slip-free rotation of the dynamo after 300 minutes of revolutions, especially if, as can be seen in the following, one ensures that the flyweights do not have to overcome any significant spring force when leaving their closed position and that their wedge-shaped friction strips are oil-free despite the abundant lubrication of the other starter gear parts, i.e. attack dry.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der neuen Fliehkraftreibkupplung veranschaulicht.The drawing shows an embodiment of the new centrifugal friction clutch illustrated.

Abb. i zeigt diese oben im Schnitt nach .1-B und unten im Schnitt nach C-D der Abb. 2, welche einen Schnitt nach E-F der Abb. i, von vorn gesehen, vorstellt, Abb. a in Vorderansicht, ohne Klinkentragflansch.Fig. I shows this above in section according to .1-B and below in section according to C-D of Fig. 2, which is a section according to E-F of Fig. i, seen from the front, introduces, Fig. a in front view, without latch support flange.

ALb.3 läßt das bekannte Planetengetriel:e von vorn erkennen.ALb.3 shows the well-known planetary gear: e from the front.

Die Reil;backen a. sind, wie 1ekannt, mittel Bolzen b parallel zur Dynamowelle c an das innen verzahnte Hohlrad d des Planetengetriebes d, f, ä angelenkt. Erfindungsgemäß sind die Reibbacken im Drehsinne lt vor ihren Anlenkbolzen b angeordnet und dabei zu keilförniige:i Umfangsleisten a' ausgebildet, die mit Keilnuten i' des Reibkranzes i zusammenarbeiten, der mit Zähnen k in das Motordvnamowellenritzel f greift.The Reil; bake a. are, as is known, by means of bolts b, parallel to the dynamo shaft c , articulated to the internally toothed ring gear d of the planetary gear d, f, ä. According to the invention, the friction jaws are arranged in the direction of rotation lt in front of their pivot bolts b and are designed to be wedge-shaped: i circumferential strips a 'which work together with keyways i' of the friction ring i, which engages with teeth k in the motor shaft pinion f.

y Die Fliehgewichte a werden beim Anlassen und Rückwärtsauswiegen des Verhrennungsinotors lediglich durch Anliegen ihrer Klinkenausrückzapfen L an den Ausrückdaumen in der in den ortsfesten Abstützkranz Ü, eingeklinkten Abstützklinken it in Schließlage gehalten. Die Drehzapfen x der Klinken it sind nebst den schwachenKlinkeneinrückfederny in der Stirn-« and des Hohlrades d und in einem an diese anschließenden Flansch z gelagert. Die Ausklinkzapfen l greifen durchAusschnitteN' dieses Flansches hindurch unter die Ausklinkdauirren ne.y The centrifugal weights a are held in the closed position when starting and counterbalancing the Verhrenninotors only by their ratchet release pin L resting against the release thumb in the support pawl it latched into the stationary support rim Ü. The pivot pins x of the pawls it are, in addition to the weak pawl engagement springs, mounted in the face and of the ring gear d and in an adjoining flange z. The notching pins l reach through cutouts N 'of this flange under the notching durations ne.

Das Getriebe f, g, d ist vollkommen eingekapselt. Ein Blechring o, der über den Rand des innen verzahnten Hohlrades greift und sich mit seinem Innenrand dicht an den äußeren Flansch p des Planetenzwischenräderträgers q anschließt, verhindert das Ausschleudern von Schmieröl nach außen. Der Planetenzwischenräderträger q trägt auf seinem Außenzapfen q' ein nicht dargestelltes Triebrad, das mittels Kette oder Zwischenrades ein entsprechendes Rad auf der Verbrennungsmotorwelle und (?amit den Verbrennungsmotor antreibt. Das Ausschleudern des Öles nach innen gegen die Reibkupplung zu wird durch einen an die Reibscheike i angeschlossenen Blechring r mit seinem einwärts gebogenen Rande s verhindert, der sich (licht an den Lagerring t des Walzenlagers it anschließt und aus letzterem austretendes 01 abfängt. Im Grunde der Keilnuten hat der Reibkranz i eine Reihe von Bohrungen v, durch die bei übermäßiger Getriel-eschmierung etwa doch zwischen dieKupplungsreibflächen gelangendes Öl wieder ausgeschleudert wird, so daß die Reibflächen stets trocken, oder doch wenigstens nahezu trocken, also stark reibend zum Angriff kommen.The gearbox f, g, d is completely encapsulated. A sheet metal ring o, which grips over the edge of the internally toothed ring gear and its inner edge tightly adjoins the outer flange p of the planetary intermediate gear carrier q, prevents lubricating oil from being thrown out to the outside. The planetary intermediate wheel carrier carries q q on its outer cones' an unillustrated driving wheel, the Amit by means of chain or intermediate wheel a corresponding wheel on the engine shaft, and (? Drives the internal combustion engine. The ejecting the oil inward against the friction clutch to is a to the Reibscheike i connected sheet metal ring r with its inwardly curved edge s, which (light connects to the bearing ring t of the roller bearing it and intercepts 01 emerging from the latter. Basically the keyway, the friction ring i has a series of holes v through which oil that gets between the clutch friction surfaces is thrown out again, so that the friction surfaces are always dry, or at least almost dry, i.e. strongly rubbing.

Bei dieser Einrichtung kommt die neue lupplung wie folgt zur Wirkung: i. A 111 a s s e n : Treibt die von der Batterie gespeiste Motordynamo das Ritzel f, vom Zapfen q' aus gesehen, rechts herum, so suchen die links herum gedrehten Zwischenräder g den inneren Zahnkranz d ebenfalls links herum zu drehen. Dieser ist an dieser Drehung jedoch durch den Eingriff der von ihm getragenen Klinken n. in die ortsfeste Sperrverzahnung ü, verhindert. Infolgedessen rollen die Zwischenräder g in dem so festgestellten Innenzahnkranz d. Dadurch wird ihr Träger q rechts herum mitgenommen. Bei dieser von dem Ritzel f aus ins Langsame übersetzten, langsamen Mitnahme des Verbrennungsmotors werden die ruhenden Fliehgewichte a lediglich durch Anliegen ihrer Ausklinkzapfen l an den Klinkendaumen in in Schließlage gehalten, in der sie sich gegenseitig abstützen oder sonstwie abgestützt sind. Beim Anlassen kreist der Reibkranz i mit der großen Umlaufzahl der Motordynamowelle c rechts herum. Die Fliehgewichte dürfen hierbei nicht mit ihm in Berührung kommen, da sie ihn sonst, wenn auch nur durch ihr Eigengewicht, bremsen würden. Früher brauchte man zur Hintanhaltung einer sOIchen Berührung starke Federn, welche die Fliehgewichte zusammenhielten. Diese Federn sind jetzt überflüssig, weil die Fliehgewichte schon durch die Klinkendaumen m zusammen-und von dem Reibkranz abgehalten werden. Die Klinkendaumen können dabei auch nicht nachgeben oder ausweichen, da die Klinken it sich nicht um ihre Zapfen x einwärts drehen können solange sie eingeklinkt sind.With this device, the new clutch comes into effect as follows: i. A 11 1 assen: If the motor dynamo fed by the battery drives the pinion f clockwise as seen from the pin q ', the idler gears g turned counterclockwise seek to turn the inner ring gear d counterclockwise as well. However, this rotation is prevented by the engagement of the pawls n carried by it in the stationary locking toothing ü. As a result, the intermediate gears g roll in the internal ring gear d thus determined. As a result, its carrier q is carried along to the right. With this slow entrainment of the internal combustion engine from the pinion f, the stationary centrifugal weights a are held in the closed position only by their release pins l resting against the latch thumb, in which they mutually support one another or are otherwise supported. When starting, the friction ring i rotates clockwise with the large number of revolutions of the motor dynamo shaft c. The flyweights must not come into contact with it, otherwise they would slow it down, even if only by their own weight. In the past, you needed strong springs to hold the flyweights together to prevent such a contact. These springs are now superfluous because the flyweights are already held together by the pawl thumbs and held by the friction ring. The pawl thumbs cannot give in or give way, since the pawls cannot rotate inwards about their pins x as long as they are latched.

Z.Dynamobetrieb:-SpringtderVerbrennungsmotor an, so wird die Rechtsumdrehung des Zwischenräderträgers q beschleunigt und das ganze Planetengetriehe zu einer initumlaufenden Schwungmasse zusammengeschlossen. Der Strom wird abgestellt. Der Innenzahnkranz d dreht sich nach rechts und zieht die Abstützklinken mit, während gleichzeitig die Fliehgewichte a auswärts fliegen und mittels ihrer Zapfen l die Daumen auswärts drücken, die Klinken also vom Sperrkranz «, abhalten. Die Fliehgewichte baten dabei nur den Widerstand der schwachen Klinkenfedern y zu überwinden, was sie schon bei ganz kleinen Umlaufzahlen tun. Ihr Ausschwingen ist aber nicht mehr von der vorherigen Überwindung einer starken Feder abhängig, durch die sie sonst kräftig zusammengezogen werden mußten, um heim Anlassen sicher in Schließlage zu bleiben. Infolgedessen schlagen die Fliehgewichte schon bei sehr kleinen Umlaufzahlen bis zurBerührung mit demReibkranze aus, und der auf diesen ausgeübte Reibdruck wird nicht mehr um die immer stärker werdende Zugkraft einer besonderen Schließfeder, sondern nur noch um die gegenüber der Schleuderkraft verschwindende Gegenwirkung der schwachen Klinkenfedern abgeschwächt. Hiermit allein wäre aber eine gleitfreie Mitnahme des Reibkranzes auch erst bei höheren Umlaufzahlen gesichert, als sie die Dynamo zum Aufladen ];raucht. Die Vorteile der früh aufladenden Dynamo brauchen erst dann nicht mehr teilweise preisgegeben zu werden wenn der Erfindung entsprechend die Fliehgewichte nicht mehr gezogen, sondern in die Reibrillen hineingeschoben werden. Die schiebenden Keilleisten spreizen sich in die durch den Widerstand der Motordynamo ihrer Mitnahmewiderstretenden Keilrillen und nehmen diese deshalb schon hei verhältnismäßig geringem Reibdruck, also schon unter der Umlaufzahl schlupffrei mit, bei der die Dynamo aufzuladen beginnt. Der eingangs erwähnte Mißstand, daß die Batterie trotz bester Dynamos bei langsamer Fahrten in der Stadt nicht genügend aufgeladen wird, ist also mit einfachsten und wirksamsten Mitteln behoben. Außerdem ist der für die Massenherstellung und den fehlerfreien Zusammenbau wesentliche Vorzug erreicht, daß alle Fliehgewichte, Klinken und Klinkenfedern gleich ausfallen, was bei gemeinsamem Anlenkbolzen für zwei Fliehgewichte nicht der Fall wäre.Z.Dynamo operation: -If the internal combustion engine starts, the clockwise rotation is activated of the intermediate gear carrier q accelerates and the whole planetary gear train becomes one with a rotating flywheel. The electricity is turned off. Of the Internal gear ring d rotates to the right and pulls the support pawls with it, while at the same time fly the flyweights a outwards and by means of her Pin l press your thumbs outwards, so keep the pawls from the locking collar. The flyweights only offered the resistance of the weak pawl springs y overcome what they do with very small numbers in circulation. Your swing is but no longer dependent on the previous overcoming of a strong spring which they otherwise had to be pulled together vigorously in order to be safely started at home To remain closed. As a result, the flyweights hit a lot small numbers of revolutions up to the contact with the friction rim, and the on this exerted frictional pressure is no longer around the ever increasing tensile force of a special closing spring, but only about the one that disappears in relation to the centrifugal force Counteraction of the weak latch springs weakened. But that would be alone a slip-free driving of the friction rim is only ensured with higher numbers of revolutions, when she uses the dynamo to recharge]; smokes. The advantages of the early charging dynamo do not need to be partially disclosed until the invention accordingly, the flyweights are no longer pulled, but pushed into the friction glands will. The sliding wedge strips spread into the through the resistance of the Motor dynamo of their entrainment opposing V-grooves and therefore already take them ie relatively low frictional pressure, i.e. slip-free even below the number of revolutions at which the dynamo begins to charge. The problem mentioned at the beginning that The battery is not enough, despite the best dynamos, when driving slowly in the city is charged, is thus remedied with the simplest and most effective means. aside from that is the essential asset for mass production and error-free assembly achieved that all flyweights, pawls and pawl springs turn out the same, what would not be the case with a common pivot bolt for two flyweights.

3. Abstellendes Verbrennungsm o t o r s : Sinkt die Umlaufzahl des Verbrennungsmotors bei seinem Abstellen unter diejenige, bei welcher die Zapfen l die Klinken auszurücken begannen, so werden diese durch ihre Federn y von selbst wieder eingeklinkt. Hat der Verbrennungsmotor vor seinem endgültigen Stehenbleiben das Bestreben, sich auszuwiegen, so steht dem nichts im Wege, weil heim Rückgang, wobei der Innenkranz d festgestellt ist, die Klinken also eingeklinkt sind, deren Ausklinkdaumen na die Fliehgewichte a mittels deren Zapfen l sichervon derBerührung mit dem Reibkranze abhalten. Die sichere Hintanhaltung dieser Berührung ohne Benötigung einer Schließfeder ist gerade hier sehr wichtig, weil der Reibkranz vom zurückwiegenden Motor mit Übersetzung ins Schnelle links herum dem freien Ende des etwa herabhängenden,keilförmigen Fliehgewichtsende entgegengeführt werden würde. Dieses Fliehgewicht würde, wenn es infolge Erlahmens der sonstigen Schließfeder oder Verharzens oder Verhärtens alten Schmieröls in den Anlenkzapfenlagern bei anderweitiger Klinkenbeherrschung außen bleiben würde, wie ein Exzentersperrkegel den Reibkranz fast augenblicklich sperren und damit ein weiteres Auswiegen des Motors verhindern. Plötzliches Anhalten könnte :Massenwirkungen erzeugen, welche die Kraftübertragungsteile und die Getriebeteile außerordentlich hoch beansprucht und zum Bruch führen könnte.3. Shutting down combustion engine: If the number of cycles of the Internal combustion engine when it is switched off under the one in which the journal l the pawls began to disengage, these are automatically y thanks to their springs latched again. Has the internal combustion engine stopped before it finally comes to a standstill the endeavor to balance oneself, nothing stands in the way, because home decline, wherein the inner rim d is established, so the pawls are latched, their Release thumb na the flyweights a by means of their pin l secure from the touch hold with the friction rim. The safe withholding of this contact without need A recoil spring is very important here because the friction ring is weighed back from the back Motor with translation into high speed to the left of the free end of the approximately drooping, wedge-shaped Flyweight end would be countered. This flyweight would if it as a result of weakening of the other closing spring or resinification or hardening old lubricating oil in the pivot pin bearings with other pawl control would remain outside, like an eccentric locking cone the friction ring almost instantly block and thus prevent further weighing of the motor. Sudden stop could: Generate mass effects, which the power transmission parts and the gear parts extremely high stressed and could lead to breakage.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Centrifugal friction clutch intended for internal combustion engine starters with planetary gears with centrifugal weights articulated parallel to the starter axis on the internally toothed planetary ring gear, characterized in that all centrifugal weights (a) are arranged in the direction of rotation in front of their -] pivot bolts (b) and are wedge-shaped on their circumference in a manner known per se Friction strips (a ') are provided which, even at low numbers of revolutions, spread in V-grooves (i') of the friction rim (i) engaging in the motor dynamo shaft pinion (f) and push it along with them.

2. Centrifugal friction clutch according to claim i, characterized in that the friction shoes (a) when starting and counterbalancing the internal combustion engine without Spring effect, only when their ratchet release pin (l) is in contact with the release thumb (m) the latched support pawls (n) are held in the closed position.

3. Centrifugal friction clutch according to claims i and 2, characterized in that their friction surfaces are protected by encapsulation (o, r, s) of the planetary engine (f, ä, d, u) against the ingress of this lubricating oil and the spline soles for the purpose of ejection about after all any lubricating oil that has got between the friction surfaces is provided with holes (o).