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Anlaßvorrichtung mit einem als Mutter ausgebildeten Antriebszahnrad
Die Erfindung betrifft Anlaßvorrichtungen für Explosionsmotoren, insbesondere die
Anordnung zur Verbindung zwischen dem Anlasser und dem anzulassenden Motor.
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Die Erfindung benutzt das an sich bekannte Prinzip eines eine Mutter
bildenden Zahnrades, welches sich bei Ingangsetzung des Anlassers auf einer Gewindespindel
verschiebt und mit einem Zahnkranz des anzulassenden Motors in Eingriff kommt.
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Bei diesen Anlassern ist eine Hauptschwierigkeit zu überwinden, die
darin besteht, daß es, wenn ein Zahn des verschiebbaren Zahnrades mit seinem Kopf
auf den Kopf eines Zahnes des Motorzahnkranzes stößt. erforderlich ist, um Klemmungen
zu vermeiden, daß das Zahnrad, welches dann in seinem Lauf gehemmt ist, eine relative
Winkel- und Längsbewegung gegenüber der Anlasserwelle ausführen kann, so daß es
an dem Kopf des getroffenen Zahnes gleitet und dann bequem mit dem Zahnkranz des
Motors in Eingriff gelangt.
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Dieses Ergebnis wird bisher auf verschiedene Weise erreicht. So schaltet
man bei einer bekannten Ausführungsform eine starke Feder an beliebiger Stelle zwischen
Zahnrad und Anlasserwelle ein. Diese Feder muß das gesamte von dem Anlasser entwickelte
Kraftmoment übertragen oder einer Resultante dieses Kräftepaares unterworfen sein.
Sie erleidet also sehr beträchtliche Beanspruchungen (insbesondere bei Rückwärtslauf
des Motors infolge zu früher Zündung), welche die Feder deformieren und oft zum
Brechen bringen. Die Feder ist außerdem schwerfällig, teuer in der Herstellung,
und es müssen störende und kostspielige Teile zwischen Feder und Zahnrad eingeschaltet
werden. Bei einer anderen Ausführungsform b.-steht zwischen den Gewindegängen der
Welle und den Gewindegängen einer auf der Welle sitzenden und als Kitzel ausgebildeten
Mutter ein in Längsrichtung wirkendes Spiel; in diesem Fall wird die Längsverschiebung
des Kitzels auf der Welle durch elastische Vorrichtungen, beispielsweise Federn,
gesteuert, welche eine Pufferwirkung ausüben, sobald das Kitzel beim Anlaufen des
Motors heftig aus der gezahnten Motorschwungscheibe heraus zurückgeworfen wird.
Sofern die Kitzelzähne nicht zufällig den Aussparungen zwischen den Zähnen der Schwungscheibe
gegenüberstehen, kommen bei jedem Anlassen die Stirnseiten der Kitzelzähne heftig
mit den Zahnstirnen der Schwungscheibe in Berührung, so daß eine sehr schnelle Abnutzung
der Zähne des Kitzels und der Schwungscheibe eintritt.
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Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Nachteile und besteht
darin, daß eine von der Zahnradmutter getragene und mit
ihr sich
bewegende Feder bestrebt ist, durch ihre Ausdehnung das Spiel zwischen den Gewinden
aufzuheben, so daß dieses Spiel nur dann auftritt, wenn ein Zahn der Zahnradmutter
beim Anlassen auf einen der Zähne des anzutreibenden Rades aufstößt, wobei dann
die durch die Anlasserwelle gespannte Feder auf das Zahnrad eine in tangentialer
und in Längsrichtung wirkende elastische Kraft ausübt, und ein Übereinandergleiten
der Zähne bis zum Eintreten des Eingriffes gestattet. Die Abnutzung ist also sehr
gering, das Anlassen des Motors vollzieht sich erheblich weicher als bei den bisher
bekannten Vorrichtungen.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt.
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Fig. i zeigt schematisch im Längsschnitt eine Vorrichtung nach der
Erfindung, Fig. 2 einen Ouerschnitt nach II-II von Fig. i ; Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht.
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Die dargestellte Vorrichtung soll beispielsweise zur vorübergehenden
Verbindung zwischen einem Anlasser und einem Motor dienen. Die Welle i des Rotors
des benutzten Anlassers trägt an ihrem einen Ende ein steilgängiges Gewinde 2. Auf
das Gewinde ist eine Mutter 3 aufgesetzt, die aus einem Zahnrad .4 und einer Muffe
5 besteht. In der Wandung der Muffe 5 befindet sich ein Loch 6, das in einem Schlitz
ausläuft. Durch das Loch 6 tritt das Ende 8 einer Feder g hindurch, welche um die
Muffe 5 herumgewunden und mit ihrem Ende io in ein Loch i i eingesetzt ist. Das
Ende 8 der Feder g ist so gebogen, daß es sich ganz dicht an die Flanke 12 des Gewindes
der Anlasserwelle anschmiegt. Die Feder g ist leicht gespannt, so daß sich ihre
beiden Enden einerseits im Loch i i und andererseits im Loch 6 abstützen. Der Spalt
7 des Loches 6 dient dazu, die Feder anzubringen und das abgebogene Ende 8 der Feder
frei durchzulassen, was den Zusammenbau erheblich erleichtert. An beiden Enden des
Gewindes sind Anschläge 13 und 14 zur Begrenzung des Laufes der Mutter auf der Anlasserwelle
vorgesehen.
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Eine schwache Feder 15 zwischen dein Zahnrad 4 und dem Anschlag 14
hält das Zahnrad mit der Muffe in der punktiert dargestellten Ruhelage.
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Das Schwungrad des anzutreibenden Motors ist schematisch bei 16 angedeutet.
Der Zahnkranz 17 dieses Rades befindet sich bei der Darstellung nach Fig. i der
Zeichnung gerade im Eingriff mit dem Zahnrad 4.
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In Ruhelage befindet sich das die Mutter bildende Zahnrad in der in
Fig. i punktiert dargestellten zurückgeschobenen Lage. Die Feder 15 ist bestrebt,
diese Lage durch Abrücken von dem Anschlag 14 herbeizuführen.. a
Die gegenseitige
Lage der Mutter 3 einerseits und des Gewindes der Anlasserwelle und der Feder g
andererseits ist eine solche, daß das Gewinde der Mutter mit ihrer Flanke 18 an
der Flanke ig des Gewindes der Anlasserwelle anliegt. Diese Lage wird durch das
Ende 8 der starken Feder g gesichert, welches seinerseits am Punkt 20 tangential
zur Flanke 12 des Gewindes der Anlasserwelle liegt.
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Es ist zu bemerken, daß das Gewinde der Mutter 3 zweckmäßig nur an
dem Teil X, Y
der Mutter vorhanden ist. Der Teil Y, Z bleibt zweckmäßig innen
glatt.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende Angenommen, der Motor
steht still und das Zahnrad 3 befindet sich in seiner punktiert angegebenen Ruhestellung;
man schickt dann, wenn es sich um einen elektrischen Anlasser -handelt, den Strom
in den Anlasser, welcher unter Mitnahme der Welle i in Richtung des Pfeils in Drehung
versetzt wird. Infolge seiner Trägheit verschraubt sich das Zahnrad mit der Mutter
auf dem Gewinde der Anlasserwelle, wobei es in der Richtung des Motorschwungrades
durch das Ende 8 der Feder g, welches sich in diesem Augenblick an dem Gewinde 12
der Welle reibt, gestoßen wird.
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Wenn das Ende der Zähne des Zahnrades 4 bei der Verschiebung des Zahnrades
nicht gegen den Anschlag 14 am Ende der Verzahnung 17 des Schwungrades 16
stößt, wird das Zahnrad gegen den Anschlag 14 stoßen, indem es die Feder 15 zusammendrückt,
und da es seine Längsverschiebung nicht fortsetzen kann, wird es durch die Welle
des Anlassers in Drehung versetzt werden, und zwar wie folgt: Wird das Zahnrad,
wie erwähnt, durch den Anschlag 14 angehalten, so ist das Widerstandsmoment des
anzulassenden Motors, mit welchem das Zahnrad in diesem Augenblick gekuppelt ist,
bestrebt, die Drehung zu hindern. Das Ende 8 der starken Feder g wird dann von dein
Gewinde der Welle, gegen welches es sich reibt, mitgenommen und kann dem nur seinen
elastischen Widerstand entgegensetzen, welcher aber sehr leicht durch das von dem
Anlasser entwickelte Kraftmoment überwunden wird. Die Welle des Anlassers dreht
sich also (im Innern. des augenblicklich unbeweglichen Zahnrades) um den erforderlichen
Winkel, bis der Rand.2i mit dem Rand 22 des Muttergewindes des Zahnrades in Berührung
kommt. Während dieser geringen Drehung gegen die Mutter wird natürlich die Feder
g gespannt, auf T orsion und auf Kompression, .und zwar in dem Maße der gegenseitigen
Verschiebung der Anlasserwelle und des Zahnrades.
Von diesem Augenblick
an nimmt das Zahnrad, das vors der Welle des Anlassers in Drehrichtung mitgenommen
wird, seinerseits durch Vermittlung des Zahnkranzes 17 den Motor mit. Es ist hervorzuheben,
daß in diesem Augenblick das von dem Anlasser erzeugte Kraftmoment auf das Zahnrad
unmittelbar durch die Anlasserwelle übertragen wird, ohne durch die Feder 9 hindurdizugehen.
Die Feder 9 ist lediglich dem verhält. nismäßig kleinen Kraftmoment unterworfen,
welches auf sie durch die Winkeldrehung der Anlasserwelle mit Bezug auf das Zahnrad
übertragen wird, um zwangsläufig das Zahnrad, welches jetzt unter Wirkung des Widerstandsmoments
des Motors steht, mitzunehrnen, indem (im Drehungssinne) das zwischen dein Wellengewinde
und dem Muttergewinde auftretende Spiel in Fortfall kommt.
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Wenn der Motor auf Touren kommt und die Umfangsgeschwindigkeit des
Zahnkranzes 17 einen Wert erreicht, der höher ist, als die maximale Umfangsgeschwindigkeit
des vom Anlasser mitgenommenen Zahnrades erreichen kann, so verschraubt sich das
Zahnrad auf der Anlasserwelle unter Spannung der starken Feder 9 und gelangt in
seine Ruhelage zurück, die punktiert angedeutet ist; hier verbleibt sie infolge
des Druckes der kleinen Feder 15.
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Angenommen also, daß in dem Augenblick, wo das Zahnrad in die Bahn
des Zahnkranzes des Motors gelangt, das Ende eines Zahnes des Zahnrades auf das
Ende eines Zahnes des Motorzahnkranzes auftrifft, so treten folgende Vorgänge ein:
`%'enn das Zahnrad durch das Aufeinandertreffen der Zähne sich nicht weiter vorwärts
bewegen kann, so wird seine Verschiebungsbewegung plötzlich aufgehalten. Die Anlasserwelle
dreht sich aber weiter infolge des Spiels zwischen seinem Gewinde und dem Muttergewinde
des Zahnrades. Bei dieser Drehung nimmt sie mit ihrem Gewinde das Ende 8 der starken
Feder 9 mit und spannt die Feder durch Kompression und Torsion, so daß diese durch
Reaktion zugleich eine tangentiale und axiale Kraftwirkung auf das Zahnrad ausübt,
da ja die Feder 9 mit ihrem Ende io in dem Loch i i des Zahnrades sitzt. Wenn die
tangentiale Kraft infolge der sich steigernden Spannung der Feder 9 ausreicht, den
Widerstand zu überwinden, der sich dein Gleiten des Zahnes des Zahnrades an dein
Zahn des Zahnkranzes des Motors entgegensetzt, so dreht sich das Zahnrad durch die
Kraft der Feder 9 um den erforderlichen Winkel, so daß die sich berührenden Zähne
übereinandergleiten. Durch die Kompression der Feder 9 tritt dann der Zahn des Zahnrades
in die nächst freie Lücke des Zahnkranzes ein. Hierbei entspannt sich die Feder
9 und der Anlaßvorgang setzt sich fort, wie oben beschrieben.