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Anlaßvorrichtung für Kraftmaschinen, bei der ein Anlaßmotor mittels
einer Freilaufkupplung eine Schwungmasse antreibt Die Erfindung bezieht sich auf
eine Vorrichtung zum Anlassen von Maschinen und im besonderen auf einen Schwungkraftanlasser.
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Die bisher benutzten Schwungkraftanlasser mit kleinen, schnellaufenden
Schwungrädern besitzen ein Backenkupplungsglied, das axial verschoben wird, wenn
es zum Antrieb in ein Glied der anzulassenden Maschine eingreifen soll, und das
mit dem Schwungrad durch Reduziermittel verbünden ist, durch die das Kupplungsglied
mit einer verhältnismäßig kleinen Geschwindigkeit, z. B. 8o Umdrehungen pro Minute,
umläuft. Bei einer derartigen Geschwindigkeit kann eine Backenkupplung noch leicht
eingerückt werden.
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In gewissen Fällen ist es aber erwünscht, das Backenkupplungsglied
mit einer weit größeren Geschwindigkeit laufen zu lassen, jedoch traten bei der
Herstellung einer solchen Vorrichtung bisher Schwierigkeiten auf, die dadurch verursacht
wurden, daß beim Einrücken die Zähne des Kupplungsgliedes beschädigt wurden.
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Die Erfindung bezweckt einmal, einen Anlasser herzustellen, der bei
hoher Umlaufzahl eingerückt werden kann und der so konstruiert ist, daß die obenerwähnten
Schwierigkeiten überwunden werden. Die Erfindung sieht ferner neue Mittel vor, die
den angetriebenen Teil des Anlassers in den Teil der anzulassenden Maschine einrücken.
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Unter den gebräuchlichen Maschinen befinden sich eine ganze Anzahl,
die mit einem Verdichter und einem Gebläse verbunden sind, das von der Kurbelwelle
oder einem andern sich drehenden Teil der Maschine über ein Zahnradgetriebe angetrieben
wird.
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Die Erfindung bezweckt weiter, eine neue Anlaßvorrichtung zu schaffen,
bei der beim Anlassen ein solches Getriebe ausgenutzt wird.
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Ein anderes Ziel der Erfindung ist, einen Schwungkraftanlasser mit
mehreren Kupplungen auszurüsten, die das Schwungglied mit dem die Maschine antreibenden
Teil verbinden.
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Ein weiteres Ziel ist, einen Schwungkraftanlasser herzustellen, der
einen angetriebenen Teil besitzt, der in einen antreibenden Teil eingerückt wird,
-und bei dem ein Schwungglied vorhanden ist, das für gewöhnlich während der Beschleunigung
oder der Energieaufspeicherung des Schwunggliedes - vom angetriebenen Teil getrennt
ist.
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Ein anderes Ziel der Erfindung ist, einen Schwungkraftanlasser mit
einer Reibungskupplung auszurüsten, die die Verbindung zwischen dem angetriebenen
Teil und dem
Schwungrad herstellt, wenn dieses die ge-Anschte Geschwindigkeit
erreicht hat.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Sie zeigt einen Anlasser im Schnitt.
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Der Anlasser besteht aus einem Gehäuse i, das mit seinem einen Ende,
z. B. durch Bolzen 2, an dem hinteren Ende 3 des Motorgehäuses befestigt ist, während
in dem andern Ende das Schwungrad 4 untergebracht ist. Auf dem Deckel 5, der am
Gehäuse i auf irgendeine geeignete Weise befestigt ist, z. B. durch mehrere Bolzen,
von denen einer bei 6 abgebildet ist, ist ein Gehäuseteil 7 angebracht, auf den
ein Elektromotor 8 aufgesetzt ist.
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Das Schwungrad 4 wird vom Motor 8 mittels der gewöhnlich entkuppelten
Kupplungselemente g und io angetrieben. Das Kupplungselement g ist, um sowohl eine
axiale als auch eine Drehbewegung ausführen zu können, durch einen Gewindetrieb
12, 13 auf der Welle ix des Motors 8 befestigt und wird für gewöhnlich, z. B. durch
Federn 14, außer Eingriff mit dem Kupplungselement io gehalten, wobei die Feder
14 zwischen der Haube 15, die fest auf der Welle ii befestigt ist, und dem Kupplungselement
9 untergebracht ist.
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Es sind Mittel vorgesehen, die das Kupplungselement io auf der Buchse
16 festhalten. Im Beispiel geschieht dies mittels eines Gewindes und einer Klemmschraube
i611. Das Schwungrad 4 ist auf der Buchse 16 befestigt und wird durch zwei in kurzem
Abstand voneinander befindliche Kugellager 17 und 18 gehalten, die in einem Ansatz
ig des Deckels 5 untergebracht sind.
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In der Buchse 16 liegt eine Welle 2o, deren eines Ende in der Buchse
16 durch das Kugellager 2o11 drehbar gelagert ist. Die, Welle 2o trägt an diesem
Ende eine Mutter 2z, die mit einer ringförmigen Schulter Zia zusammen den Innenring
des Kugellagers 2o11 festhält. Der Außenring des Lagers 2o11 wird durch das Kupplungselement
io und einen Teil der Buchse 16 in seiner Lage festgehalten.
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Das andere Ende der Welle 2o ist mit einem Antriebszahnrad 22 ausgerüstet,
das das Sonnen- oder Hauptrad eines Planetengetriebes bildet und in drei Planetenräder
eingreift, von denen das eine bei 23 im Schnitt dargestellt ist, und die unter einem
Winkel von i2o ° gegeneinander versetzt auf dem geschlossenen Ende 24 einer Antriebstrommel
9.5 befestigt sind. In Bohrungen des Trommelendes 24 sind mit Flanschen 27
versehene Buchsen 26 eingepreßt, die Kugellager 28 tragen, auf denen die Planetenräder
drehbar befestigt sind. Die Planetenräder greifen in einen durch Bolzen 30 fest
im Gehäuse i befestigten Zahnkranz 29 ein.
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Die Antriebstrommel 25 dreht sich im Gehäuse i auf Kugellagern
31 und besitzt an ihrem einen Ende einen Ansatz 24d, auf dem ein Kugellager 24b
aufgesetzt ist, das das Antriebszahnrad 22 trägt. Die Trommel 25 treibt über eine
elastische Verbindung eine im Innern mit Gewinde versehene Hülse 32 an. Diese Verbindung
besteht im Beispiel aus einer Lamellenkupplung 33, deren Scheiben abwechselnd auf
der Innenseite der Trommel 25 und auf der Außenseite der Hülse 32 befestigt sind.
Die Reibung zwischen den Scheiben der Kupplung kann durch Federn 34 und Nachstellmuttern
35 eingestellt werden.
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In der Hülse 32 ist verschiebbar und drehbar eine mit Gewinde versehene
Welle 36 vorgesehen, die eine Mutter 37 trägt, die zusammen mit einer Schulter 38
der Hülse 32 als Anschlag dient, um die Bewegung der Welle 36 zu begrenzen. Das
andere Ende der Welle 36 ist mit Längsnuten versehen, die zur Aufnahme der entsprechenden
Teile 39 der Backenkupplung 40 bestimmt sind. Der Bewegung der Kupplungsglieder
40 in Richtung auf die Welle 36 wird durch die Federn 42, die die Stange 43 umgeben
und zwischen der Nabe des Kupplungsgliedes 4o und einer Einsenkung der Welle 36
untergebracht sind, Widerstand entgegengesetzt. Die Stange 43 ist konzentrisch zur
Welle 36 angeordnet und an einem Ende mit Gewinde versehen, auf das eine Mutter
43a aufgeschraubt ist, die das Glied 40 in der richtigen Stellung zur Stange. und
Welle hält. Das Glied 40 greift in das Backenkupplungsglied 44 ein, das auf irgendeine
Weise mit einem Teil der anzulassenden Maschine, z. B. mit der Kurbelwelle oder
mit einem Ansatz derselben, verbunden ist.
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Es sind Mittel vorgesehen, die die Kupplungsbacke 4o des Anlassers
in die Kupplungsbacke 44 einrücken, und diese Mittel gestatten, daß die beiden Kupplungsbacken
in Eingriff miteinander gebracht werden, wenn sie sich relativ zueinander in Ruhe
befinden. Zu diesem Zweck sind außen auf dem Kopf der Backe 40 eine Reihe längsgerichteter
Spalten 48 vorgesehen, in die radial gerichtete Schenkel oder Vorsprünge 49 hineinragen,
die sich auf der Innenseite eines zweiteiligen Ringes 5o befinden, der auf den Rand
des Gehäuseteiles 51 aufgesetzt ist und durch Teile 5111 festgehalten wird. Der
Gehäuseteil 51 trägt einen elastischen Dichtungsring 5ib, der an dem Teil 39 der
Kupplungsbacke des Anlassers anliegt, wobei der Teil 39 und der Dichtungsring 51b
verhindern, daß Öl von der Maschine in das Anlaßgehäuse gelangt.
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Zwischen dem Schwungrad 4 und dem Antriebszahnrad 22 ist zur Übertragung
der Bewegung eine Reibungskupplung eingeschaltet. Im Beispiel ist dies eine Konuskupplung
52, die mit einer Nabe 53 versehen ist, die innen ein Gewinde 54 besitzt, das mit
dem entsprechenden
Gewinde 54d der Welle 2o zusammenwirkt. Die
Kupplung 52 ist für gewöhnlich außer Eingriff mit dem Schwungrad 4, jedoch kann
sie durch eine Klaue 55, die in einer Ringnut 56 der Nabe 53 liegt, eingerückt werden.
Die Klaue ist auf einer Welle 5611 z. B. aufgekeilt. Die Welle 56a ist durch
das Gehäuse i hindurchgeführt und wird durch einen Hebel 57 bewegt. Die Ganghöhe
des Gewindes 54, 54a ist derart, - daß die auf die Klaue 55 übertragene Kraft die
Kupplung 52 um etwa 70° verdreht, wodurch diese in Längsrichtung bewegt und mit
dem Schwungrad in Eingriff gebracht wird. Das Kupplungselement 52 ist vorzugsweise
so konstruiert, daß seine Leistung zur Übertragung der Drehbewegung größer ist als
die der Lamellenkupplung 33. Es ist schon darauf hingewiesen worden, daß, nachdem
die Kupplung 52 in das sich drehende Schwungrad 4 eingerückt worden ist und die
Kupplungsbacke des Anlassers in die der Maschine eingegriffen hat, die Kupplung
33 gleitet, bis der Anlaufwiderstand überwunden ist. Auf diese Weise wird die Energie
allmählich und wirksam vom Schwungrad auf die anzulassende Maschine übertragen,
wobei außerdem ein zu großer Verschleiß und ein Klemmen der Kupplung 52, 4 vermieden
wird.
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Der Hebel 57 wird für gewöhnlich durch geeignete Mittel, z.
B. durch Federn (nicht dargestellt), derart gehalten, daß das Kupplungselement 5z
nicht in das Schwungrad 4 eingreift. Wenn der Motor 8 eingeschaltet wird, greift
das Kupplungselement 9 infolge des Gewindegetriebes 12, 13 automatisch in das Kupplungselement
io ein. Die Bewegung wird nun vom Element io auf die Buchse 16 und das Schwungrad
4 übertragen, wodurch dieses mit hoher Geschwindigkeit umläuft und Anlaßenergie
aufspeichert. Während dieser Periode der Beschleunigung des Schwungrades sind die
Welle 2o und die mit ihr verbundenen Teile in Ruhe. Wenn im Schwungrad genügend
Energie aufgespeichert ist, wird der Motor ausgeschaltet, und das Schwungrad wird
infolge der Konstruktion der Kupplungselemente 9 und io selbsttätig entkuppelt.
jetzt wird mittels des Hebels 57 die Welle 56a gedreht, so daß die Klaue 55 die
Kupplung 52 mit dem Schwungrad 4 in Eingriff bringt. Die Energie des Schwungrades
wird dann über die Kupplung 52 auf die Welle 2o übertragen, die das Antriebszahnrad
22 mitnimmt und die Bewegung auf die Planetenräder 23 überträgt, die wiederum mittels
des feststehenden Zahnkranzes 29 die Trommel 25 drehen. Die Reibungskupplung 33
überträgt weiter die Drehung der Trommel 25 auf die Hülse 32, die ihrerseits die
Welle 36 antreibt. Die Drehung der Welle 36 verleiht der Kupplungsbacke 40 mit Hilfe
der Spalte 48 und der Schenkel 49 und des Gewindetriebes zwischen der Hülse 32 und
der Welle 36 eine kombinierte Dreh- und Längsbewegung. Da nur eine geringe Drehung
der Welle 36 erforderlich ist, um die Kupplungsbacken 4o und 44 vollkommen ineinandergreifen
zu lassen, so ist es klar, daß die relative Drehung zwischen beiden während des
Einrückens fast gleich Null ist.
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Verwendet man den Schwungkraftanlasser bei einer Verbrennungskraftmaschine,
so ist es erwünscht, um eine Beschädigung des Getriebes zu verhindern, die im Schwungrad
aufgespeicherte Energie allmählich auf die Kurbelwelle der Maschine zu übertragen,
wenn die Kupplungsbacken des Anlassers und der Maschine eingerückt sind. Dies wird
bei der dargestellten Ausführungsform dadurch erreicht, daß die Kupplungen 33 und
52, 4 so eingestellt werden, daß die Leistung zur 'Übertragung der Drehbewegung
bei der ersteren kleiner ist als bei der letzteren. Diese Einstellung dient auch
dazu, einen zu großen Verschleiß und ein Klemmen der Konuskupplung zu verhüten.
Wenn die Kupplungsbacken des Anlassers und der :Maschine eingerückt werden, zwingt
der Widerstand, der der Drehung durch die Kupplungsbacke der Maschine entgegengesetzt
wird, infolge des Gewindetriebes 54 und 54a die Konuskupplung 52, fest in das Schwungrad
4 einzugreifen. In diesem Augenblick jedoch ist die Reibscheibenkupplung 33 so eingestellt,
daß sie gleitet, bis der Anlaufwiderstand überwunden ist. Auf diese Weise wird die
Energie des Schwungrades allmählich auf die Maschine übertragen.
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Wenn die Maschine mit eigener Kraft anläuft, sind die Zähne der Kupplungsachse
40 und 44 so geneigt, daß die Kupplungsbacke 4o bei einer Rechtsdrehung (Fig. i)
aus der Kupplungsbacke 44 auskuppelt.
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Der hier dargestellte Schwungkraftanlasser ist besonders zum Anlassen
von Verbrennungskraftmaschinen geeignet. Dadurch, daß eine für gewöhnlich entkuppelte
Reibungskupplung in Verbindung mit einer Lamellenkupplung benutzt wird, kann die
im Schwungrad aufgespeicherte Energie allmählich auf die Kupplungsbacke des Anlassers
übertragen werden, nachdem letztere in die Kupplungsbacke der Maschine eingerückt
worden ist. Das kombinierte Einrücken von Hand und automatisch macht es möglich,
die Kupplungsbacke des Anlassers und der Maschine fast im Ruhezustand miteinander
zu kuppeln. Da während der Beschleunigung des Schwungrades die Anlaßelemente von
diesem getrennt sind, ist es möglich, einen kleinen Anlaßmotor zu verwenden. Großer
Verschleiß und Klemmen der Konuskupplung wird dadurch verhindert, daß das Drehmoment
bzw. die Leistung zur Übertragung der Drehbewegung der Lamellenkupplung
-kleiner
eingestellt wird `als das der Konuskupplung. _ Es ist zu beachten, daß bei Maschinen,
die mit hoher Kompression arbeiten und daher viel Anlaßenergie erfordern, das Anbringen
oben beschriebener Reibungskupplungen eine- Übertragung der Anlaßenergie wirklich
sicherstellt, während gleichzeitig die Mittel zur Kraftübertragung geschont werden.