DE4443674A1 - Anlaßeinrichtung für eine Kraftmaschine - Google Patents

Description

Die heute gebräuchlichen Anlaßeinrichtungen für Kraft­ maschinen, insbesondere Kolbenkraftmaschinen, weisen einen elektrischen Antriebsmotor auf, dem ein axial verschiebbares Anlasserritzel zugeordnet ist, das mit Hilfe eines Betätigungsmittels, beispielsweise eines Hubmagneten, durch axiale Verschiebung mit der Verzahnung des Anlaßrades in Eingriff gebracht werden kann.

Eine derartige Anlaßeinrichtung ist beispielsweise in der DE-A-42 04 124 beschrieben.

Bei Anlaßeinrichtungen älterer Bauart ist mit der Antriebs­ welle des elektrischen Antriebsmotors ein Übertragungs­ ritzel fest verbunden, das mit dem Anlasserritzel im Dauereingriff steht, wobei das Anlasserritzel durch Verschwenken um die Achse der Antriebswelle mit der Verzahnung des Anlaßrades an der Kraftmaschine in Eingriff gebracht werden kann. Derartige Anlaßeinrichtungen sind beispielsweise aus DE-PS 3 25 109, 390 160, 369 639 und 490 441 bekannt.

Diese Bauformen sind verhältnismäßig aufwendig, da immer ein zusätzlich anzusteuerndes Betätigungsmittel vorhanden sein muß, um das Anlasserritzel mit der Verzahnung des Anlaßrades in Eingriff zu bringen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlaßein­ richtung zu schaffen, die konstruktiv einfacher aufgebaut ist und dementsprechend weniger Bauteile benötigt.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Anlaßeinrichtung 5 der eingangs bezeichneten Art, mit einem elektrischen Antriebsmotor, dessen Antriebswelle über eine in Antriebs­ drehrichtung sperrende Freilaufeinrichtung mit einem Übertragungsritzel in Wirkverbindung steht, das seiner­ seits mit einem Anlasserritzel ein Eingriff steht, das an einer Schwenkeinrichtung drehbar gelagert ist, die um die Achse der Antriebswelle schwenkbar gelagert ist und die über eine Rutschkupplung mit der Antriebswelle in Wirkverbindung steht. Eine derartige Anlaßeinrichtung hat den Vorteil, daß beim Einschalten des elektrischen Antriebsmotors dieser mit Hilfe der Rutschkupplung die Schwenkeinrichtung verschwenkt und hierbei das Anlasser­ ritzel mit der Verzahnung des Anlaßrades in Eingriff bringt und während der Betriebsdauer des Antriebsmotors in Eingriff hält. Sobald nun die Kraftmaschine angelassen ist, wobei in der Regel die Drehzahl der Kraftmaschine selbst im Lehrlauf höher liegt als die Drehzahl des elektrischen Antriebsmotors der Anlaßeinrichtung unter Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses zwischen Anlaßrad und Anlasserritzel, und damit der elektrische Antriebsmotor der Anlaßeinrichtung zwangsweise mit erhöhter Drehzahl mitgedreht würde, wird nun durch die zwischenge­ schaltete Freilaufeinrichtung bewirkt, daß das Anlasser­ ritzel und das Übertragungsritzel frei in Abhängigkeit von der Drehzahl des Anlaßrades drehen können, ohne daß durch das Übertragungsritzel ein Zwangsmoment auf den Rotor des elektrischen Antriebsmotor ausgeübt wird. Solange der elektrische Antriebsmotor der Anlaßeinrichtung zugeschaltet ist, wird über die auf die Schwenkeinrichtung wirkende Rutschkupplung des Anlasserritzel im Eingriff mit dem Anlaßrad gehalten. Sobald die Stromversorgung zum elektrischen Antriebsmotor abgeschaltet wird, kann dann über entsprechende Rückholmittel, beispielsweise eine Feder oder auch durch Schwerkraft, die Schwenkeinrich­ tung verdreht und somit das Anlasserritzel außer Eingriff gebracht werden. Zusätzliche Aktuatoren zur Betätigung der Schwenkeinrichtung entfallen somit.

Zur weiteren konstruktiven Vereinfachung und zur Verminde­ rung der Bauteile kann auch auf mechanische Rückholmittel dann verzichtet werden, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der elektrische Antriebsmotor drehrichtungs­ umsteuerbar ausgebildet ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß über eine entsprechend elektrische Schaltein­ richtung in dem Moment, in dem der Anlasserschalter in seine Null-Stellung verschwenkt wird und der elektri­ sche Antriebsmotor stromlos gesetzt werden soll, kurz­ zeitig der elektrische Antriebsmotor in die entgegenge­ setzte Drehrichtung arbeitet, so daß mit Hilfe der auf die Schwenkeinrichtung wirkenden Rutschkupplung diese in die Ruhestellung zurückgedreht wird. In dieser Ruhe­ stellung kann dann die Schwenkeinrichtung durch Schwer­ kraft, ggf. unter zusätzlicher Wirkung einer leichten Rückhaltefeder oder einer Schnapprast in der Ruhestellung gehalten werden. Die Schwenkeinrichtung ist hierbei zweckmäßigerweise als Schwenkarm ausgebildet, so daß bereits das Gewicht des am freien Ende des Schwenkarmes drehbar gelagerten Anlasserritzels als Rückhaltekraft ausreichen kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Übertragungsritzel mit der Freilaufeinrichtung auf der Antriebswelle gelagert ist.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schwenkeinrichtung auf der An­ triebswelle schwenkbar gelagert ist. Hierdurch ergibt sich eine weitere Reduzierung der Bauelemente und der Montagearbeiten.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Rutschkupplung durch wenigstens ein federbelastetes Kupplungselement gebildet wird, das zumindest mit dem Schwenkarm reibschlüssig verbunden ist. Die Anordnung kann hierbei so getroffen werden, daß das Kupplungselement beispielsweise drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist und reibschlüssig auf den Schwenkarm einwirkt. Auch die umgekehrte Konstruk­ tionsweise ist möglich. In der einfachsten Ausgestaltung, beispielsweise bei der Verwendung eines oder mehrerer vorspannbarer Tellerfederelemente ist es ferner möglich, daß sowohl zwischen der Antriebswelle als auch zwischen der Schwenkeinrichtung ein entsprechender Reibschluß vorhanden ist. Durch eine derartige Ausbildung wird der Aufbau und die Montage ebenfalls vereinfacht.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Schwenkeinrichtung Anschläge zugeordnet sind zur Begrenzung der Schwenkbewegung zwi­ schen einer Ruheposition und einer Arbeitsposition.

Neben der Fixierung der Schwenkeinrichtung in der Ruhe­ position weist die Anordnung eines Anschlages zur Be­ grenzung der Schwenkbewegung in der Arbeitsposition den Vorteil auf, daß sich genau definierte Preßkräfte zwischen den Zähnen des Anlasserritzel und der Verzahnung des Anlaßrades ergeben.

Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Stirnansicht in Ruheposition,

Fig. 2 einen Teilschnitt durch die Anordnung gem. der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Stirnansicht der Anordnung gem. Fig. 1 in Arbeitsposition.

In Fig. 1 ist das gleichzeitig als Schwungrad dienende und am Außenumfang mit einer Verzahnung versehene Anlaßrad 1 einer Kolbenkraftmaschine dargestellt. Dem Anlaßrad 1 ist achsparallel ein elektrischer Antriebs­ motor 2 zugeordnet, dessen Antriebswelle mit einem Über­ tragungsritzel 3 verbunden ist, das mit einem Anlasser­ ritzel 4 im Eingriff steht. Das Anlasserritzel 4 ist am freien Ende einer als Schwenkarm ausgebildeten Schwenk­ einrichtung 5 frei drehbar gelagert, wobei die Schwenk­ einrichtung 5 ihrerseits schwenkbar auf der Antriebs­ welle 8 des Antriebsmotors 2 gelagert ist. Durch entspre­ chende Anschläge 9 und 10 am Antriebsmotor 2 wird die Schwenkbewegung der Schwenkeinrichtung 5 nach beiden Seiten begrenzt.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die armartige Schwenk­ einrichtung 5 "zweischalig" ausgebildet und unmittelbar auf der Antriebswelle 8 des Antriebsmotors 2 gelagert. Zwischen der Antriebswelle 8 und der Schwenkeinrichtung 5 ist wenigstens ein als Rutschkupplung 6 wirkendes federbelastetes Kupplungselement angeordnet. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Rutschkupplung aus einer Tellerfeder, die sich mit ihrem inneren Rand an einem Bund der Antriebswelle 8 abstützt und mit ihrem äußeren Rand auf der zugeordneten Gegen­ fläche der Schwenkeinrichtung 5 abstützt. Die übertrag­ bare Reibkraft wird durch eine entsprechende Vorspannung der Tellerfeder definiert. Sobald beim Einschalten des Antriebsmotors 2 die Antriebswelle 8 dreht, wird über die Reibkräfte der Rutschkupplung 6 die Schwenkeinrich­ tung 5 in Drehrichtung bis an einen der Anschläge 9 bzw. 10 mitgenommen und so lange der Antriebsmotor 2 eingeschaltet ist, entsprechend der Drehrichtung auch an den entsprechenden Anschlägen 9 bzw. 10 gehalten.

Auf der Antriebswelle 8 ist ferner das Übertragungsritzel 3 drehbar gelagert, wobei eine Freilaufeinrichtung 7 vorgesehen ist, die so ausgelegt ist, daß sie in An­ triebsdrehrichtung, d. h. beim Einschalten des Anlassers für den Anlasserbetrieb ein Drehmoment überträgt und bei Drehung der Antriebswelle in Gegenrichtung freiläuft. Der Freilauf ist auch dann gegeben, wenn die Antriebs­ welle 8 langsamer dreht als das Übertragungsritzel 3 oder wenn die Antriebswelle 8 still steht.

Während Fig. 1 die Anordnung in Ruheposition zeigt, ist in Fig. 3 die Anordnung in Arbeitsposition dargestellt. Die Schwenkeinrichtung 5 ist in dieser Darstellung teil­ weise weggeschnitten. Die schematische Darstellung der Freilaufeinrichtung 7 läßt erkennen, daß bei der durch die Pfeile 11 vorgegebenen Drehrichtungen von Antriebs­ welle 8 und Anlaßrad 1 auch die Möglichkeit besteht, daß bei laufender Kraftmaschine der Freilauf wirksam ist und kein Drehmoment vom Übertragungsritzel 3 auf die Antriebswelle 8 übertragen wird.

Soll nun die Anlaßeinrichtung abgeschaltet werden, dann wird bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel über eine entsprechende, hier nicht näher dargestellte einfache elektrische Schalteinrichtung die Drehrichtung des Antriebsmotors 2 kurzfristig umgekehrt, so daß über die Rutschkupplung 6 die Schwenkeinrichtung 5 aus der in Fig. 3 dargestellten Arbeitsposition vom Anschlag 10 gegen den Anschlag 9 in die Ruheposition zurückgeschwenkt wird. Bei einer Zuordnung des Antriebsmotors 2 zum Anlaß­ rad 1 in der in Fig. 3 dargestellten Weise genügt die auf die Schwenkeinrichtung 5 wirkende Schwerkraft, um diese in ihrer Ruheposition am Anschlag 9 zu halten, wenn eine derartige Anlaßeinrichtung beispielsweise an einem Stationärmotor eingesetzt wird. Die Fixierung in der Ruheposition kann noch durch eine entsprechend angeordnete leichte Rückholfeder 12, wie in Fig. 1 schema­ tisch dargestellt, oder durch eine entsprechende Schnapp­ rast gesichert werden. Die Rückholfeder 12 hat hierbei lediglich die Aufgabe, die Schwenkeinrichtung 5 in der Ruheposition zu fixieren, da das erforderliche Drehmoment zum Verschwenken aus der Arbeitsposition (Fig. 3) in die Ruheposition (Fig. 1) bei dem dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel über eine Drehrichtungsumkehr des Antriebs­ motors 2 bewirkt wird, so daß die Rutschkupplung durch diese Feder nicht nennenswert zusätzlich belastet wird.

Claims (7)

1. Anlaßrichtung für eine Kraftmaschine mit einem elek­ trischen Antriebsmotor (2), dessen Antriebswelle (8) über eine in Antriebsdrehrichtung sperrende Freilauf­ einrichtung (7) mit einem Übertragungsritzel (3) in Wirkverbindung steht, das seinerseits mit einem Anlasser­ ritzel (4) in Eingriff steht, das an einer Schwenkeinrich­ tung (5) drehbar gelagert ist, die um die Achse der Antriebswelle (8) schwenkbar gelagert ist und die über eine Rutschkupplung (6) mit der Antriebswelle (8) in Wirkverbindung steht.

2. Anlaßrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Übertragungsritzel (3) mit der Freilaufein­ richtung (7) auf der Antriebswelle (8) gelagert ist.

3. Anlaßrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schwenkeinrichtung (5) auf der Antriebs­ welle (8) schwenkbar gelagert ist.

4. Anlaßrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutschkupplung (6) durch wenig­ stens ein federbelastetes Kupplungselement gebildet wird, das zumindest mit der Schwenkeinrichtung (5) reib­ schlüssig verbunden ist.

5. Anlaßrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkeinrichtung (5) Anschläge (9, 10) zugeordnet sind zur Begrenzung der Schwenkbewegung zwischen einer Ruheposition und einer Arbeitsposition.

6. Anlaßrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Antriebsmotor (2) drehrichtungsumsteuerbar ausgebildet ist.

7. Anlaßrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Rückholelement (Rück­ holfeder (12) oder Schnapprast) vorgesehen ist zur Fixierung der Schwenkeinrichtung (5), zumindest in der Ruheposition.