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Elektrische Anlaßmaschine. Die Erfindung erstreckt sich auf eine elektrische
Anlaßmaschine mit Zahnräderübersetzungsgetriebe, die einerseits zum Anlassen der
Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, anderseits zur Erzeugung von elektrischem
Strom zum Laden der Batterie und für Beleuchtung und Zündung dienen soll. Wegen
des auf Kraftfahrzeugen nur geringen zur Verfügung stehenden Raumes sind möglichst
kleine Abmessungen der Anlaßmaschine erwünscht, denen jedoch die Forderung nach
einem hohen Drehmoment beim Anlassen und einem möglichst hohen Wirkungsgrad des
Getriebes entgegenstehen. Dic bisher zu diesem Zweck benutzten Planetenräder- und
ähnliche Getriebe erfüllen diese
Bedingungen nur unvollkommen, weil
sie einen ungünstigen Wirkungsgrad haben, so daß die Maschine stärker gebaut werden
muß, wenn sie das erforderliche Drehmoment erzeugen soll. Damit sind aber größere
Abmessungen der Maschine verbunden. Außerdem weisen Planetenrädergetriebe bei den
kleinen Raddurchmessern hohe Zahndrücke auf und bieten noch die Schwierigkeit, ein
genaues Anliegen der Zähne an allen Eingriffsstellen zugleich zu erzielen, andernfalls
mit Zahnbrüchen zu rechnen ist. Einfache Zähnräderübersetzungsgetriebe bedingen
bei hohem übersetzungsverhältnis, wie es bei Anlaßmaschinen in Frage kommt, verhältnismäßig
große Durchmesser der größeren Übersetzungsräder oder eine Vermehrung der Übersetzungsstufen.
Im ersten Falle erhält das Getriebe eine für Anlaßmaschinen zu große seitliche Ausdehnung,
im zweiten Falle eine Vergrößerung der Baulänge. In beiden Fällen entstehen Schwierigkeiten
für die Unterbringung der Maschine.
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Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Anlaßmaschine, bei der die
genannten Nachteile durch eine Ausbildung des Übersetzungsgetriebes beseitigt sind,
durch die bei geringster Anzahl von Zahnrädern und übersetzungsstufen und großem
Übersetzungsverhältnis ein hoher Wirkungsgrad und trotzdem nur geringe Abmessungen
erhalten werden. Dies ist dadurch erreicht, daß die zwischen dem auf der Ankerwelle
und dem auf der Kraftmaschinenwelle sitzenden Zäh@nrade befindlichen Zwischenräder
schräg zur Achse der beiden Haupträder gelagert sind. Dadurch ist es ermöglicht,
die beiden Haupträder unabhängig von der gegenseitigen Entfernung der Zwischenräder
und damit auch die beiden 'Wellen zusammenzurücken und den Durchmesser des Gesamtbetriebes
unabhängig vom Durchmesser der Zwischenräder zu verringern, so daß das Getriebe
im Gehäuse der Motordynamo untergebracht werden kann. Ferner können bei den gegebenen
Raumverhältnissen die Zahnräder größere Durchmesser e:hal:en und dadurch Zahndrücke
und Reibungsverluste auf ein geringes Maß herabgesetzt werden. Insbesondere kann
das auf der Kraftmaschinenwelle sitzende, mit dem kleineren Zwischenrad kämmende
Hauptrad einen verbältnismäßig großen Durchmesser erhalten, was eine sehr günstige
Wirkung beim Anlassen der Kraftmaschine ergibt. Infolge der schrägen Lagerung der
Zwischenräder können die auf der Ankerwelle und der Kraftmaschinenwelle sitzenden
Haupträder so weit zusammengerückt werden, daß ihre Zahnkränze in einer Ebene, also
beide Zahnräder ineinanderliegen. Dann können die beiden Wellen mit ihren Stirnenden
dicht aneinanderstoßen oder auch das Ende der einen «Tolle in der anderen gelagert
sein. Hierdurch wird die Baulänge der Anlaßmaschine :auf das geringste Maß beschränkt.
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Auf der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Anlaßmaschine
mit L'bersetzungsgetriebe im Längsschnitt dargestellt.
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In dem einen Teil eines zylindrischen Gehäuses i liegt innerhalb von
Magnetpolen z ein umlaufender Anker 3, der zusammen mit seinem Kollektor ¢ auf einer
Welle 5 befestigt ist. Gleichachsig mit dieser Welle liegt eine Wel'_e 6, die entweder
die Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine oder eine mit dieser gekuppelte Welle
ist. Die Welle 5 reicht mit einem Endzapfen 5' in eine entsprechende Bohrung der
Welle 6 hinein und ist auf diese Weise gemeinsam mit letzterer gelagert. Auf dem
Ende der Ankerwelle 5 befindet sich ein kleines Zahnrad oder Ritzel 7 und auf dem
anliegenden Ende der Welle 6 ein Zahnrad 8, dessen Zahnkranz in gleicher Ebene mit
dem Zahnrad 7 liegt.
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Beim Anlassen der Kraftmaschine soll diese vom Zahnrad 7 der Ankerwelle
aus mit hohem Drehmoment angetrieben werden, weshalb die Drehzahl des Rades 7 unter
entsprechender Übersetzung ins Langsame auf das Rad 8 übertragen werden muß, während
bei der Stromerzeugung das auf der Welle 6 sitzende Rad 8 unter Ausschaltung der
Übersetzung die Ankerwelle anzutreiben hat. Diesem Zweck dienen Zwischenräder 9
und i o, die durch einen Schaft i i starr miteinander verbunden sind und auf schräg
zur Ankerwelle 5 angeordneten Achsen 12 gelagert sind. Entsprechend der Übersetzung
ins Langsame hat das mit dem kleinen Rade 7 kämmende Zwischenrad 9 einen großen,
das mit dem anderen Rade 8 in Eingriff sehende Zwischenrad io einen kleinen Durchmesser.
Liegt das kleine Zwischenrad auf der schrägen Achse nach außen, wie dargestellt,
so kann das damit in Eingriff stehende Hauptrad 8 einen entsprechend großen Durchmesser
erhalten. Infolge der schrägen Lage der Achse 12 erstreckt sich das innere Zwischenrad
9 auch bei großem Durchmesser nicht über das Gehäuse i hinaus, verbleibt vielmehr
ebenfalls in schräger Lage in mäßiger Entfernung von der Ankerwelle, und der zwischen
beiden befindliche Winkelraum kann zur Unterbringung anderer Getriebeteile, beispielsweise
eines Kugelfreilaufs 13, ausgenutzt werden, der die Ankerwelle mit dem kurzgeschlossenen
Cbersetzungsgetriebe kuppelt, wenn mittels dessen der Anker von der Kraftmaschinenwelle
6 und dem Rode 8 angetrieben wird. Zwecks Ausgleichs seitlicher Druckkräfte sind
zwei oder mehr Zwischenräderpaare der beschriebenen Art symmetrisch zur Ankerwelle
angeordnet. Die
Achsen 12 der Zwischenräder sind in einem ringförmigen
Körper 1:l gelagert, der drehbar von dem Kugelfreilauf 13 und einem Kugellager 15
sowie mittels eines Kugellagers 16 auf dem Umfang des Rades 8 abgestützt ist. Auf
seinem Umfang trägt er einen Sperrzahnkranz 17, in den sich eine aushebbare Klinke
18 einlegt, die in einem Aufsatz i9 des Gehäuses drehbar gelagert ist.
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Beim Anlassen ist die Ankerwelle 5 die treibende, und dabei liegt
die Klinke i8 in dem Sperrzahnkranz 17, so daß der ringförmige Lagerkörper
i¢ an der Drehung im Sinne der Ankerwelle gehindert ist. Das auf der Ankerwelle
sitzende Zahnrad 7 treibt dann das Zwischenrad 9 an und das damit verbundene kleinere
Zwischenrad i o das Zahnrad 8, wodurch die Kraftmaschinenwelle 6 mit stark verringerter
Drehzahl angetrieben wird. Ist die Kraftmaschine angesprungen, so erhöht sie schnell
die Umlaufzahl der Welle i o, und sobald deren Geschwindigkeit unter Berücksichtigung
des L#bersetzungsverhältnisses die Geschwindigkeit der Ankerwel'_e 5 übersteigt,
wird diese unter Ausheben der Sperrklinke 18 von den Zwischenrädern io, 9 angetrieben.
Der durch Aufhebung der Sperrung freigegebene ringförmige Lagerkörper setzt sich
dabei in Drehung, und der mit ihm in Verbindung stehende Kugelfreilauf
13 klemmt den Lagerkörper 14 auf der Ankerwelle 5 fest, so daß er mit dieser
umläuft. Infolge dieser Klemmung werden die Zwischenräder mit dem Zahnrad 7 der
Ankerwelle starr verbunden, und die L bersetzung ist dadurch kurzgeschlossen, so
daß das Übersetzungsgetriebe zusammen mit dem Kugelfreilauf 13 eine starre Kupplung
zwischen der Jetzt antreibenden Kraftmaschinenwelle 6 und der angetriebenen Ankerwelle
5 bildet. Zugleich mit dieser Kupplung wird die Motordynamo auf höheren inneren
Widers:and geschaltet und dient nun zur Stromerzeugung. Sowohl beim Anlassen als
auch bei der Stromerzeugung liegt die Hauptbeanspruchung bei dem mit der Kraftmaschinenwel'_e
verbundenen Zahnrad B. Da dieses infolge der schrägen Lage der Zwischenräder einen
großen Durchmesser erhalten kann, so ist es auch möglich es mit einem starken Zahnkranz
zu versehen, wodurch eine günstige Kraftübertragung stattfindet. Zwar hat das andere
Hauptrad ; nur einen geringen Durchmesser, da aber bei der Stromerzeugung der ringförmige
Lagerkörper durch den Kugelfreilauf i ; mit der Ankerwelle 5 gekuppelt ist, so überträgt
dieser einen wesentlichen Teil der Antriebskraft, wodurch das Zwischenrad 9 und
das Zahnrad 7 entsprechend entlastet sind.
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Das mit der Kraftmaschinenwelle verbundene große Hauptrad 8 ist mit
einem Zahnkranz 20 versehen, in dem das Triebrad 21 eines Zündstromverteilers und
Unterbrechers 22 eingreift. Dieser wird dann unmittelbar vom Hauptrad 8 angetrieben
und liegt dabei in dem von dem Hauptrad 8 und seiner Nabe gebildeten Winkel, woraus
sich eine günstige Raumausnutzung ergibt. Durch Anordnung eines die Nabe des Rades
8 abstützenden Kugellagers 23 innerhalb des vom Unterbrecher umschlossenen freien
Raumes wird ein äußerst gedrängter Bau des Getriebes in Verbindung mit dem unmittelbar
davon angetriebenen Verteiler und Unterbrecher erhalten.