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Impulskupplung für Magnetgeneratoren von-Brennkraftmaschinen Die Erfindung
bezieht sich auf Impulskupplungen für Zündmagnetapparate, welche von der Motorwelle
der Brennkraftmaschine angetrieben werden. Bei normaler Drehzahl arbeiten diese
Zündapparate einwandfrei; sie sind aber im allgemeinen nicht imstande, bei geringer
Motordrehzahl, also z. B. beim Anlassen, -eine zuverlässige Zündspannung zu erzeugen.
Es sind daher statt der bekannten Hilfszündvorrichtungen schon Impulskupplungen
vorgeschlagen worden, die bei normaler Drehzahl als feste Kupplungen arbeiten, bei
geringerer Drehzahl aber den Magnetapparat stoßweise antreiben, diesen also z. B.
während des Anlassens absatzweise in schnelle Umdrehung versetzen.
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Die Erfindung schlägt eine Impulskupplung besonderer Art mit besonderen
Vorteilen vor. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Impulskupplung zu
schaffen, die bei geringer Raumbeanspruchung aus wenigen übersichtlich angeordneten
Teilen besteht, welche kräftig ausgeführt sind und größte Betriebssicherheit gewährleisten.
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Das Hauptmerkmal. der Erfindung besteht: darin, daß der unmittelbar
mit der anzutreibenden Generatorwelle verbundene Kupplungsteil als topfförmige Hohlschale
ausgebildet ist, welche den treibenden Kupplungsteil und die Verbindungsfedern umfaßt
und am äußeren Umfang die Sperrklinken trägt, die in eine zum Magnetgestell gehörige
Rast einfallen können, um den angetriebenen Teil zeitweise anzuhalten.
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Im Gegensatz zu bekannten Ausführungen, bei denen der getriebene Teil
als Hohlschale ausgebildet ist, wird durch diese Ausbildung der Vorrichtung nach
der Erfindung die Möglichkeit gegeben, den angetriebenen Teil und die sonstigen
Teile innerhalb der Schale des angetriebenen Teiles anzuordnen. Die Klinken können
hierbei ganz nach außen gesetzt werden, wo einerseits die Verhältnisse für ihre
Arbeit die besten sind, andererseits aber auch viel mehr Platz zur Verfügung steht,
so -daß die Klinken und die mit ihnen zusammenarbeitenden Teile in jedem Fall so
stark gemacht werden können, daß sie in der Lage sind, die auftretenden Beanspruchungen
restlos aufzunehmen. Es ist.sogar möglich, hierbei die Klinken und die zugehörigen
Teile überreichlich zu dimensionieren und trotzdem zu kleineren Abmessungen zu kommen,
als wenn bei einer der bekannten Ausführungen die, Teile nur so stark gemacht werden,
wie sie unbedingt sein müssen.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Sperrklinken
um am Außenumfang der Hohlschale senkrecht zur Hauptachse der Kupplung vorgesehene
Achsen drehbar angeordnet sind, so daß sie also im wesentlichen parallel zur Hauptachse
liegen. Zwar
sind auch in dieser Richtung angeordnete Klinken an
sich bereits bekannt, es ergibt sich aber auch hier im Rahmen der angegebenen Aufgabe
ein ganz besonderer Vorteil.
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Ferner können nach der Erfindung am äußeren Umfang der topfförmigen
Hohlschale Backen angebracht sein, welche einerseits die Drehachsen für die Klinken
tragen und andererseits als Führungen für die dazwischenliegenden Sperrklinken dienen,
schließlich aber auch noch eine Nut aufweisen, in welcher die festen Enden der Federn
zur einstellbaren Belastung der Klinken verschiebbar untergebracht sind. Auch können
Durchbrechungen in. der topfförmigen Hohlschale für die Nasen der Sperrklinken vorgesehen
sein, so daß auf dem treibenden Teil der Kupplung im Innern der Schale angebrachte
Nocken die Klinken aus der Rast herausheben können.
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Schließlich können die Anschläge und Rasten derart ausgebildet sein,
daß die Kupplung nach Umsetzen der Federn eine Antriebskraft in umgekehrtem Drehsinn
übertragen kann, wie es bei Kupplungen der in Betracht kommenden Art an sich bekannt
und für einen guten Betrieb auch zweckmäßig ist.
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Endlich ermöglicht die topfartige Ausbildung auch noch in besonders
einfacher Weise die Anbringung der erforderlichen Anschläge zur Begrenzung der gegenseitigen
Bewegung des treibenden und des angetriebenen Teiles, trägt also auch in dieser
Hinsicht zur restlosen Lösung der eingangs angegebenen Aufgabe bei.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt: Fig. i eine Endansicht der Vorrichtung, Fig. 2 einen mittleren Längsschnitt,
Fig.3 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 2, bei welcher jedoch die Kupplungsteile sich
in einer verschiedenen gegenseitigen Arbeitsstellung befinden, Fig.4 einen Querschnitt
im wesentlichen nach der Linie q-4 der Fig. 3, -Fig.5 eine schaubildliche Darstellung
der Kupplung, bei welcher gewisse Teile abgebrochen gedacht sind und die dargestellten
Teile sich in den aus Fig. 3 und 4 ersichtlichen Stellungen befinden, und Fig. 6
eine schaubildliche Darstellung der auseinandergezogenen Kupplung, teilweise im
Längsschnitt.
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Bei der dargestellten Ausführungsform ist eine angetriebene Welle
=o, die die Welle eines Magnetgenerators sein kann, in beliebiger geeigneter Weise
am Ende des Magnetgestelles =i gelagert und so angeordnet, daß sie von einem geeigneten
umlaufenden Teil eines nichtdargestellten Motors in Drehung versetzt werden kann.
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Zu diesem Zweck ist ein angetriebener Kupplungsteil.i2 in beliebiger
geeigneter Weise auf der Welle =o aufgekeilt und durch eine am Ende der genannten
Welle aufgeschraubte Kronenmutter 13 festgehalten. Der angetriebene Kupplungsteil
i2 besteht aus einer hohlen Schale, wie Fig. 6 am besten zeigt, und in demselben
ist ein Antriebskupplungsteil 14 angeordnet, der sich innerhalb des Umfangsteiles
i5- und auf dem Nabenteil 16 des genannten Antriebsteiles i2 drehen kann.
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Der Antriebsteil 14 und der angetriebene Teil z2 sind durch eine nachgiebige
Kupplung derart miteinander verbunden, daß sie sich für gewöhnlich mit gleicher
Drehzahl drehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die nachgiebige Kupplung
aus zwei Spiralfedern. 17 und 18, von denen die Enden =g und 2o nach innen umgebogen
sind und in einen im Antriebsteil vorgesehenen Schlitz 2i eindringen, während die
äußeren Enden 22 und 23 dieser Federn (Fig. 5) in einen im angetriebenen Teil vorgesehenen
radialen Schlitz 24 greifen: Die gegenseitige Drehung zwischen dem Antriebsteil
und dem angetriebenen Teil wird beispielsweise durch die sich in der Längsrichtung
erstreckenden Lappen 25 zwangsläufig begrenzt, die an dem angetriebenen Teil vorgesehen
sind und in den ausgeschnittenen bogenförmigen Teil 26 des Antriebsteiles eingreifen.
Die Kupplungsfedern 17 und 18 erhalten eine genügende Vorspannung, um den Lappen
25 für gewöhnlich gegen die Schulter 27 angedrückt zu halten, durch welche das in
der Drehrichtung der Teile vorn liegende Ende des ausgeschnittenen Teiles 26 des
Antriebsteiles bestimmt wird. Wenn eine Drehung des angetriebenen Teiles 12 verhindert
wird, während der Antriebsteil sich dreht, so werden dadurch die Federn 17 und 18
gespannt, deren Spannung dadurch begrenzt wird, daß die Schulter 28, die das rückwärtige
Ende des ausgeschnittenen Teiles 26 bestimmt, gegen den Lappen 25 stößt.
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Der angetriebene Kupplungsteil 12 ist außen mit einem oder mehreren
Paaren von Ansätzen 29 versehen, die radial angeordnet sind, und eine entsprechende
Anzahl von Klinken bzw. Verriegelungsstücken 30 können zwischen genannten
Ansätzen beispielsweise durch Querstifte 31 verschwenkt werden. Die freien Enden
oder Nasen dieser Klinken sind erweitert und besitzen flache Seiten 32, durch welche
sie zwischen den unteren Flächen der Ansätze 7,9 geführt werden und frei gleiten
können. Ein. Auslösungsstück, das hier als Ring 33 ausgebildet ist, der durch Schrauben
34 am Magnetgestell =i befestigt werden kann, ist mit einem Einschnitt 35 versehen,
in welchen die Nase 32 der einen oder anderen Klinke 3o eingreifen kann, wenn sie
durch die Schwerkraft nach innen bewegt wird, was eine Drehung des angetriebenen
Teiles vorübergehend verhindert. Der angetriebene Teil ist mit Öffnungen 36 versehen,
die
so ausgebildet sind, daß genannte Klinkennase 32 in der aus
Fig. 2 ersichtlichen Weise in den angetriebenen Teil eingreifen kann, wenn die Klinke
selbst in den Ausschnitt 35 des Auslösungsstückes 33 greift.
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Der Antriebsteil 14 ist an seinem inneren Ende mit radial angeordneten
Nocken 37 versehen, die in der Querebene der sich nach innen erstreckenden Nasen
32 der genannten Klinken angeordnet sind, sich aber für gewöhnlich in einem gewissen
Abstand von denselben befinden, damit die Klinken sich nach innen bewegen und in
den Einschnitt 35 des Auslösungsstückes eingreifen können. Wenn der Antriebsteil
sich gegenüber dem angetriebenen Teil um einen vorbestimmten Winkel gedreht hat,
der wesentlich kleiner ist als der Winkelumfang des ausgeschnittenen Teiles 26,
so haben sich die Nocken 37 so weit bewegt, daß sie gegen die Klinke 3o stoßen,
die hierdurch außer Eingriff mit dem Auslösungsstück 33 gebracht wird, so daß die
Federn 17, 18 sich entspannen können und somit den angetriebenen Teil rasch drehen.
und in dessen normale Lage gegenüber dem Antriebsteil zurückbringen, welche Lage
dadurch bestimmt wird, daß der Lappen 25 gegen die Schulter 27 stößt.
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Das Gestell 11 ist zweckmäßig als zylindrisches Gehäuse 38 verlängert,
in welchem die Kupplungsteile angeordnet sind, und ein hier als Oldhamscher Kupplungsteil
39 ausgebildeter Universalkupplungsteil ist so angeordnet, daß er sich innerhalb
dieses Gehäuses frei drehen kann. Eine geeignete Packung 4o kann in dem äußeren
Ende des Gehäuses 38 derart eingesetzt werden, daß hierdurch zwischen den Kupplungsteilen
39 und genanntem Gehäuse eine im wesentlichen öl- und staubdichte Verbindung gebildet
wird.
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Der Antriebskupplungsteil 14 ist mit radialen Längszungen 41 versehen,
die in der üblichen Weise in die Nuten 42 des Kupplungsstückes 39 eingreifen können,
und es ist leicht ersichtlich, daß der Kupplungsteil 39 von einem umlaufenden Teil
des Motors in geeigneter Weise und in einem bestimmten zeitlichen Zusammenhang mit
diesem Teil in Drehung versetzt werden wird.
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Die Klinken 30 sind zweckmäßig mit Vorsprüngen 43 versehen,
die mit dem Umfang des angetriebenen Teiles 12 in. Eingriff kommen können, um zu
verhindern, daß genannte Klinken unter dem Einfluß der Fliehkraft nach außen geschleudert
und außer Eingriff mit dem Gehäuse 38 gebracht werden.
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Es hat sich in manchen Fällen als zweckmäßig erwiesen, dafür zu sorgen,
daß die Klinken 3o in nachgiebiger Weise nach innen bewegt werden, um die Reibung
der Klinken in den zugehörigen Schlitzen zu überwinden und eine genauere Einstellung
der Klinken gegenüber der Drehzahl der Kupplung zu erzielen. Wenn die hierzu verwendete
Vorrichtung einstellbar ist, so wird gleichzeitig dadurch eine einfachere und zuverlässigere
Einstellung der Geschwindigkeit ermöglicht, bei welcher die Kupplung als feste Kupplung
arbeitet. Ferner ist es dadurch möglich, eine einheitliche Kupplung für verschiedene
Einrichtungen mit verschiedenen Ankurbelgeschwindigkeiten zu verwenden.
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Eine bevorzugte Ausführungsform einer solchen Vorrichtung ist in Fig.
6 dargestellt, worin Ausgleichsblattfedern 44 mit einem Ende 45 im angetriebenen
Kupplungsteil =2 starr befestigt sind und sich mit dem anderen Ende 46 gegen die
Klinken 3o an einer Stelle stützen, die sich: etwas außerhalb der Drehpunkte -31
dieser Klinken befindet. Die Fassung für die Befestigung der- Federn 44 im Kupplungsteil
12 kann, wie hier dargestellt, aus Nuten 47 bestehen, die in den inneren Rändern
der Ansätze 29. vorgesehen sind und in welche die Enden 45 der genannten Federn
eindringen können.
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Es ist leicht ersichtlich, daß der Druck der Federn 44. auf die Klinken
3o sich leicht einstellen läßt, um der Kupplung die gewünschten Arbeitseigenschaften
zu verleihen.
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Die dargestellte Kupplung ist so ausgebildet, daß sie sich in der
Pfeilrichtung in Fig. 1, 4, 5 und 6 drehen soll. Soll sich ein Magnetapparat in
der entgegengesetzten Richtung drehen, so genügt es, die Federn 17, 18 umgekehrt
anzuordnen, damit der Lappen 25 des angetriebenen Teiles sich gegen die Schulter
27' des ausgeschnittenen Teiles 26' des Antriebsteiles legt, und ein Auslösungsstück
33 zu verwenden, dessen Einschnitt in der entgegengesetzten Richtung angeordnet
ist. Auf Wunsch kann das Auslösungsstück auf beiden Seiten abgesetzt sein, um auch
umkehrbar zu sein; in diesem Fall kann die gesamte Vorrichtung so angeordnet werden,
daß Rechts- oder Linksantrieb auf Wunsch möglich ist.
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Wird nun. das Kupplungsstück 39 beispielsweise beim Ankurbeln des
Motors langsam gedreht; so wird der auf demselben in der aus Fig. 2 bei 41, 42 ersichtlichen
Weise aufgekeilte Antriebsteil 14 zwangsläufig mitgedreht. Der angetriebene Teil
12 wird durch die Federn. 17, 18 mit dem Antriebsteil 14 gedreht, bis die Nase einer
der Klinken 30 in den Einschnitt 35 des Auslösungsstückes 33 einfällt, wie
Fig. 2 zeigt. Hierdurch wird eine Drehung des angetriebenen Teiles 12 verhindert,
während sich der Antriebsteil dreht. und genannte Federn spannt, bis ein Nocken
37 mit genannter Klinke 3o in Eingriff kommt und diese in der aus Fig. 3, 4 und
5 ersichtlichen Weise aus ihrer Verriegelungsstellung abhebt. Hierauf entspannen
sich die Federn rasch und versetzen den angetriebenen
Teil 12 und
die Magnetwelle io in eine verhältnismäßig schnelle Drehung, bis sie wieder in ihren
normalen zeitlichen Zusammenhang mit dem Antriebsteil 14 gebracht werden.
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Es versteht sich von selbst, daß die Kupplung mit dem Motor in einem
solchen zeitlichen Zusammenhang steht, daß diese schnelle Drehung der Magnetwelle
genau in dem Augenblick stattfindet, wo eine Brennstoffüllung im Motor zur Zündung
gelangen soll. Der hierdurch erzeugte Strom wird dann zu diesem Zweck verwendet.
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Sobald der Motor anspringt, dreht sich die Kupplung ständig schnell
genug, um die geeignete Zündspannung zu erzeugen. Die Klinken 30 werden dann
durch die Fliehkraft in ihren äußeren Stellungen gehalten, so daß die Kupplung als
starre oder feste Kupplung arbeitet.
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Betrachtet man die Wirkung der Klinken 3o näher, so bemerkt man, daß
diese Klinken dadurch, daß sie als gewichtsbelastete Hebel ausgebildet sind und
unabhängig von der Wirkung der Federn 44 in den Einschnitt 35 des Auslösungsstückes
33 eindringen, wenn die .Kupplung langsam gedreht wird, -und in demselben bleiben,
bis sie im Augenblick einer Stoßwirkung durch den Nocken 37 freigegeben werden.
In dem Maße, wie die Geschwindigkeit der Kupplung zunimmt, nimmt auch die Fliehkraft
zu, die dann die Wirkung der Schwerkraft auf die Klinken aufhebt und ein Zurückfallen
derselben in den Einschnitt 35 verhindert. Wenn die Geschwindigkeit der Kupplung
abnimmt, ist die Schwerkraft bestrebt, die Klinken in den. Einschnitt 35 einfallen
zu lassen, aber wenn die Federn 44 weggelassen sind, so kann eine gewisse
Reibung, die dadurch entsteht, daß sich Staub, Rost o. dgl. auf jeder Seite der
Klinke angesammelt bzw. gebildet hat, ein vollkommenes Eindringen der Klinke verhindern.
Ein Ölhäutchen oder eine Schmutzschicht unter der Bodenfläche der Klinke würde ebenfalls
ein Haftenbleiben der Klinke verursachen und die Bewegung derselben verzögern. Die
Ausgleichsfedern 44, die sich gegen die oberen Flächen der Klinken stützen, haben
den Zweck, diese Reibung auszugleichen und den Eingriff der Klinke zur geeigneten
Zeit zu bewirken. Ein solches rasches Einsetzen ist zweckmäßig, weil es ein Überspringen
der Klinken über den Einschnitt 35 verhindert.
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Die Ausgleichsfedern bilden ebenfalls ein einfaches und zuverlässiges
Mittel für die Einstellung der Geschwindigkeit, bei welcher die Klinken abgehoben
werden. Hierdurch ist es möglich, für alle üblichen Motoreinrichtungen eine einheitliche
Kupplung zu verwenden. Bei einem Vierzylindermotor, dessen Magnetapparat mit der
Motordrehzahl gedreht wird und wenn die Ankurbeldrehzahl des Motors beispielsweise
ioo Umdr./Min. beträgt, wird die zweckmäßige NIinkenausschaltgeschwindigkeit ungefähr
i2o Umdr./Min. betragen, während sie für einen Sechszylindermotor, dessen Magnetapparat
mit anderthalbmal so großer Geschwindigkeit wie der Motor angetrieben wird, ungefähr
18o Umdr./Min. beträgt. Bei Verwendung der üblichen Stoßkupplung ist es daher nötig,
für die einzelnen Einrichtungen besondere Kupplungen auszuführen, während es durch
die Anordnung der Ausgleichsfedern möglich ist, für alle Arten von Einrichtungen
eine einheitliche Kupplung zu verwenden, wobei es nur nötig ist, den von den Federn
auf die Klinken ausgeübten Druck einzustellen.
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Aus vorstehendem ist ersichtlich, daß durch die Erfindung eine Irrpuls-
oder Stoßkupplung geschaffen wird, die wegen ihrer hohlen Ausbildung und der Ineinanderlagerung
der Teile klein und leicht und trotzdem kräftig gebaut ist und zuverlässig arbeitet,
während sie andererseits verhältnismäßig billig und einfach gebaut werden kann.
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Wenn auch nur eine einzige Ausführungsform beschrieben und " dargestellt
wurde, so versteht es sich doch von selbst, daß auch andere Ausführungsformen möglich
sind und daß Abänderungen und weitere Anordnungen, die sich für den Fachmann von
selbst ergeben, vorgenommen bzw. getroffen werden können.