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Anlaßvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit Hilfsmaschine Es sind
Anlaßvorrichtungen für Brennkraftmaschinen mit Hilfsmaschinen bekannt, welche bei
laufender Brennkraftmaschine von _ diesen angetrieben werden und bei denen,die Anlaßenergie
über das die Hilfsmaschine mit der Brennkraftmaschine verbindende Getriebe auf die
Brennkraftmaschine übertragen wird. Diese vorbekannten Einrichtungen haben den Nachteil,
daß der Anlasser beim Anwerfen nicht nur die Brennkraftmaschine selbst, sondern
auch die Hilfsmaschine mitnehmen muß. - Dies bedingt verhältnismäßig sehr starke
Anlaßvorrichtungen und große Anlaßenergien, besonders wenn die Hilfsmaschine große
Kräfte aufnimmt. - Die Erfindung bezweckt, eine Anlaßvorrichtung« zu schaffen, welche
gegenüber den bekannten Vorrichtungen geringeren Kraftbedarf hat und mit einem schwächeren
Anlasser auskommen kann.
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Die Erfindung besteht in einer solchen Aus-Bildung des Verbindungsgetriebes
zwischen Anlasser, Hilfsmaschine.und Brennkraftmaschine, z. B. durch Einschaltung
von Kupplungen, daß die Brennkraftmaschine beim Anwerfen nur mit dem Anlasser verbunden
und- nach dem Anspringen nur mit der Hilfsmaschine gekuppelt ist. Gemäß der weiteren
Erfindung kann zur Herstellung dei beiden verschiedenen Verbin-_ dungen@ eine einzige
Freilauf-Rutsch-Kupplung verwendet werden, die je nach der Richtung aus der der
Antrieb kommt, entweder freiläuft, oder Drehmomente in einander entgegengesetzten
Richtungen übertragen kann.
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Weitere Einzelheiten der. Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels und. aus den Zeichnungen hervor, in denen darstellen
Abb. i eine Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung in einem mittleren
Längsschnitt, Abb. 2 einen Querschnitt nach der Linie 2-2 der Abb. i, .
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Abb. 3 eine Einzelansicht in größerem Maßstab und Abb. q. einen Schnitt
nach der Linie q.-q. der Abb. 2.
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Das dargestellte Ausführungsbeispiel besteht aus einem im allgemeinen
mit i bezeichneten Gehäuse, das an einem geeigneten, nicht..därgestellten Befestigungsflansch
oder Halter eines Verbrennungsmotors angebracht werden kann. Der Halter ist zweckmäßig
so angeordnet, daß, der Motorandrehteil 2 in der Verlängerung -und gleichachsig
mit der Motorkurbelwelle bzw.. einem Teil zu liegen kommt, der mit ihr kraft-; schlüssig
verbunden ist. Am Gehäuseende,. aber. auf der dem Teile abgekehrten. Seite befindet
sich als Hilfsmaschine ein im allgemeinen mit 3
bezeichneter Vorverdichter,
der im dargestellten Ausführungsbeispiel als Fliehkraftgebläse 4 mit einer Reihe
von radial angeordneten Flügeln ausgebildet ist. Diese Flügel werden von einer Nabe
5 getragen, die mit einer Welle 6 fest verbunden ist, welche von dem noch zu beschreibenden
Antriebsmechanismus angetrieben werden kann.
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Das Flügelrad des Gebläses 4 liegt in einem Gehäuse 8 von größerem
Durchmesser; das in eine ringförmige Verbreiterung g übergeht, von wo aus die durch
das Gebläse verdichtete Luft dem Saugrohr des Hauptmotors zugeleitet wird. Der Anlasser
besteht zweckmäßig erstens aus einem Anlaßmotor, wie z. B. einem Elektromotor 13,
der am Gehäuse in der bei 14 angegebenen Weise in einer solchen Lage befestigt werden
kann, daß er sich um eine Achse dreht, die mit der Drehachse der Antriebswelle 6
einen rechten Winkel bildet. Zwischen dieser Welle und dem Motor 13 sind neuartige
Antriebsverbindungen vorgesehen, die, sobald der Motor eingeschaltet wird, selbsttätig
. in Tätigkeit treten.
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Diese neuartigen Antriebsverbindungen und die zugehörigen Betätigungsvorrichtungen,
die zur Herstellung einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem Motor 13 und
dem Getriebe 43 dienen, bestehen zweckmäßig aus einer Reihe von Kegelrädern 16 und
17, von denen ersteres am unteren Ende der Ankerwelle 18 und letzteres am Ende der
Welle i9 befestigt ist, die hier in der Verlängerung und gleichachsig mit der Antriebswelle
6 liegt und in einem in der Querwand 21 vorgesehenen Lager 2o drehbar gelagert ist:
Wie dargestellt, geht die Welle ig in einen mit Gewinde versehenen Endteil 22 von
erheblich geringerem Durchmesser über, auf welchem ein schalenförmiger Stützteil
24 für eine Schraubenfeder 25 aufgeschraubt ist, deren anderes Ende mit einem Kupplungsteil
26 in der aus Abb. i ersichtlichen Lage in Eingriff steht und diesen für gewöhnlich
festhält. Wie dargestellt, sitzt der Kupplungsteil 26 auf der Welle ig, und
zwar ist er auf dem Gewindeteil 27 derselben aufgeschraubt, dessen Gewinde eine
verhältnismäßig lange Steigung besitzt. Hierdurch wird der Kupplungsteil
-76 durch die Drehung der Welle ig axial verschoben und mit dem zugehörigen
Kupplungsstück 2g in Eingriff gebracht, das bei 3o an einem Steg 31 eines Schwungrades
32 durch Vernietung oder in einer sonstigen geeigneten Weise befestigt ist. Das
Schwungrad 32 bildet ein Trägheitsglied von geeigneter Masse, um den gewünschten
Trägheitseffekt zu erzeugen. Der Steg 31 des Schwungrades ist in der Nähe seines
mittleren Teiles nach außen umgebogen und bildet hierdurch eine Nabe 33, die durch
Nuten und Federn oder in sonstiger geeigneter Weise an einer Welle 36 befestigt
ist, die. sich in Lagern 37 dreht, welche in einem Vorsprung 4o des Gehäuses i vorgesehen
sind.
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Ein neuartiges Merkmal der Erfindung besteht in der Vorrichtung, die
zur kraftschlüssigen Verbindung der Welle 36 mit dem Motoreingriffsteil2 dient und
durch welche gleichzeitig die Antriebsverbindung zwischen diesem Teil und der Aufladerwelle
6 gelöst wird. Wie dargestellt, besteht diese Vorrichtung aus einer Freilaufkupplungsvorrichtung
von neuartiger Bauart, die zwischen den- Wellen 36 und 6 eingeschaltet ist und nach
dem Anlassen des Hauptmotors in Tätigkeit tritt, um ein Antriebsdrehmoment vom Motor
auf den Auflader zu übertragen. Wie am besten aus Abb. 2 ersichtlich, besteht diese
Vorrichtung aus einem gezahnten Teil oder Ritzel 43, auf dessen zylindrischer Innenfläche
in gleichmäßigen radialen Abständen- Hubflächen 44 vorgesehen sind, mit welchen
Rollen 45 zusammenwirken, die auf diese Weise zwischen dem Triebrad und dem vorderen
Ende 46 der Antriebswelle 6 angeordnet sind.
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Die Rollen 45 werden von einem Käfig 47 umgeben und geführt, und an
einem Ende des Käfigs sind zwei oder mehrere Teile 49 mit kegelförmiger Oberfläche
durch Verschraubung oder sonstwie befestigt; genannte Teile können sich gegenüber
Hubflächen 5o einstellen, die in einem Steuerring 51 vorgesehen sind, der
in das Triebrad 43 eingesetzt oder mit diesem sonstwie befestigt ist. Für gewöhnlich,
d. h. wenn der Hauptmotor läuft, wird der Käfig nach links in der Zeichnung gedrückt
(siehe Abb. 3). Durch diese unter dem Einfluß einer Feder 53 entstehende Bewegung
werden die konischen Teile 49 in die aus Abb. 3 ersichtliche Stellung 'gebracht,
in welcher der Käfig mit den Rollen gegenüber dem Steuerring 5, und auch
gegenüber dem Triebrad 43 eine geringe Bewegung ausführen kann. Durch diese Bewegung
können die Rollen 43 bei der Übertragung des Antriebsdrehmomentes auf die Zähne
des Triebrades 43 in der weiter unten beschriebenen Weise gegen die Welle 46 festgeklemmt
werden und diese hierdurch mitnehmen.
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Die neuartige, oben beschriebene Freilaufkupplung ist mit einer zusätzlichen
Kupplungsvorrichtung verbunden, durch welche die erstgenannte Kupplung bei der Drehung
der vom Anlaßmotor 13 angetriebenen Teile für den Antrieb des Aufladers außer Wirkung
gesetzt "",erden kann. Wie dargestellt, ist diese Kupplungsvorrichtung ähnlich wie
die bei 26 und 29 gezeigte und besteht aus einem ähnlichen Paar von sich einander
ergänzenden Kupplungsteilen 6o und 61, von denen letzterer mit dem Triebrad 43 kraftschlüssig
verbunden ist bzw., wie hier dargestellt, mit demselben aus einem Stück besteht
und eine Verlängerung desselben bildet, während ersterer eine Nabe 59 besitzt,
die auf
den Gewindeteil 62. der Welle 36 aufgeschraubt ist und sich
bei der Drehung der genannten Welle in der Längsrichtung bewegen kann. Es ist nun
klar, daß,. wenn diese Eingriffsbewegung des Kupplungsteils 6o stattfindet, der
Käfig 47 durch die Nabe 59 des Teils 6o entgegen der Kraft der Feder 53 nach
rechts geschoben wird, so- daß die kegelförmigen Teile 49 in der am besten aus Abb.
4 ersichtlichen Weise auf dem ganzen Umfang der Hubflächen 5o des Ringes 51 in Berührung
kommen. In dieser Stellung werden die Rollen 45 außer Klemmeingriff mit der Welle
46, d. h. in der in Abb. 2 gezeigten neutralen Freilaufstellung; gehalten. Auf diese
Weise wird der Auflader beim Anlassen nicht bewegt, da die Antriebskraft durch die
Antriebsverbindungen, die jetzt beschrieben werden sollen; auf die Kurbelwelle des
Hauptmotors übertragen wird.
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Die Vorrichtung zur Herstellung einer Antriebsverbindung zwischen
dem Triebrad 43 und dem Motoreingriffsteil2 besteht zweckmäßig aus einem Zahnrad
67, das mit dem Triebrad 43 kämmen kann und einen Teil der Fliehkraftkupplungsvorrichtung
bildet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht letztere Vorrichtung aus einer
kreisförmigen Scheibe 7o, die auf einer weiter unten beschriebenenWelle 71 starr
befestigt ist bzw., wie hier dargestellt, mit dieser aus einem Stück besteht, wobei
diese Scheibe 7o im wesentlichen einen rechten Winkel mit- der. Wellenachse bildet.
Die Welle 71 ist in der Nähe eines Endes derselben in einem Lager 72 drehbar gelagert,
das in einem durchbrochenen Teil der Querwand 2,s angeordnet ist. Am anderen Ende
ist die Welle 71 in einem ähnlichen Lager 74 drehbar gelagert, das in einer Nabe
75 angeordnet ist, die sich von der Wand 76 des Aufladergehäuses aus nach innen
erstreckt. Die Welle durchdringt eine Nabe 78 eines Teils 79,
der durch geeignete
Mittel, wie z. B. einen Bolzen 8o am Zahnrad 67, starr befestigt ist. Die Innenfläche
der Nabe 78 ist. im Lager 81 drehbar gelagert, das.das verlängerte Ende 82 der Muffe
8 umgibt, die in der aus Abb. z deutlich ersichtlichen Weise in die Nabe 75 zwischen
genannter Nabe und dem Lager 74 einpaßt.
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An seinem -äußeren Umfang ist das Zahnrad 67 mit 'einem sich nach
innen erstreckenden Flansch 67 versehen, der in einem gewissen Abstand von der Außenfläche
einer Scheibe 89
liegt und neben dieser eine Aussparung bildet. Die Innenseite
der Scheibe 89 ist mit einem daran befestigten ringförmigen Reibungsteil
gi versehen; eine zweite an der Innenseite des Teiles 79 vorgesehene ringförmige
Fläche gö ist ebenfalls mit einem ähnlichen ringförmigen Reibungsteil 92 versehen.
Die gegenüberliegenden Flächen der Reibungsteile gi und 92 können also mit einem
Teil der Scheibe 7o neben' dem Umfang derselben in Reibungseingriff kommen und solange
die Kupplung offen ist, eine gegenseitige Drehung zwischen beiden Teilen ermöglichen.
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Der Reibungseingriff zwischen den Kupplungsteilen 7o bis
89 und gi wird durch drehbar gelagerte Winkelhebel 94 bewirkt, deren äußere
Arme so verbreitert sind, daß sie Fliehkraftgewichte 93 bilden. Die Winkelhebel
94 sind auf geeigneten Zapfen 95 drehbar gelagert, die vom Teil ä7 getragen
werden. An diesen Schwinghebeln 94 ist eine Vorrichtung vorgesehen, die mit in der
Längsrichtung beweglichen Stiften 96 in Eingriff kommen kann, deren innere
Enden mit der Scheibe 89 in Eingriff stehen; eine federnde Vorrichtung, wie
z. B. 97, ist zweckmäßig vorgesehen, wobei sie bestrebt ist, die Hebel 94
mit einem vorbestimmten Druck in die Berührungsstellung zu bringen; desgleichen
können die Kupplungsflächen auf Wunsch so ausgebildet sein, daß sie ständig mit
einer geringen Reibung aufeinander drücken, und zwar sogar dann, wenn die gewichtsbelasteten
Hebel sich in der aus der Zeichnung ersichtlichen Stellung befinden, in welcher
die Kupplung gelöst ist.
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Zur gleichmäßigen Verteilung des Druckes über die Kupplungsscheiben
werden gewichtsbelastete Hebel in beliebiger geeigneter Anzahl verwendet. Die Hebel
werden für gewöhnlich in der der Lösung der Kupplung entsprechenden Stellung dadurch
gehalten, daß das Druck-. Lager 98 in der aus Abb. i ersichtlichen Weise
nach rechts bewegt und mit den inneren Enden der Winkelhebel 94 in Eingriff gebracht
wird. Eine beliebige geeignete, von Hand oder durch eine motorische Kraft angetriebene
Vorrichtung kann verwendet werden, um die Muffe 9g so zu betätigen, daß das Lager
98 mit den Hebeln in und außer Berührung gebracht wird.. Wie dargestellt,
besteht diese Vorrichtung aus einer Stift- und Nutverbindung ioo zwischen der Muffe
9g und einem Hebel ioi, der mit einer Nabe zur Aufnahme einer geeigneten Arbeitswelle
in der dargestellten Weise versehen ist.
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Die bevorzugte Vorrichtung zur Herstellung einer kraftschlüssigen
Verbindung zwischen der Welle 71 und der Andrehklaue 2 besteht zweckmäßig aus einem
Untersetzungsgetriebe mit einem Triebrad zog, das durch l',Tut und Feder oder in
sonstiger geeigneter «leise auf dem Ende der Welle 71 so befestigt ist, däß es sich
mit dieser Welle drehen kann. Das Triebrad io2 ist auf der Welle 71 durch die Anordnung
eines geeigneten Einstellteils, wie z. B. eines Halte-Stöpsels 104, festgehalten,
der einen Gewindeschaft i05 besitzt, welcher mit der inneren Umfangsfläche
des abgesetzten .Endteils der Hohlwelle 71 in Eingriff kommt. Mit dem Triebrad zog
kämmt ein Zahnrad io6, das durch eine geeignete Nut- und Federverbindung oder eine
andere gleichwertige Verbindung, wie bei io8
dargestellt, mit einer
Hohlwelle io,7 zu deren Antrieb verbunden ist. Die genannte Welle ist in Lagern
iog und iio drehbar gelagert, .die an den Enden der Nabe iii vorgesehen sind, welche
in der Endwand 112 des Gehäuses i angeordnet ist, und für die Befestigung der Einrichtung
am eigentlichen Hauptmotor können an genannter Endwand geeignete, nicht dargestellte
Mittel angebracht sein.
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Vor Anlassen des Motors befinden sich die Teile in der gegenseitigen,
in Abb. 1, 2 und 3 gezeigten Ruhestellung, in welcher die Kupplungsteile 26 bis
29, 6o bis 61 und die Fliehkraftkupplung sich sämtlich in der antriebslosen Stellung
befinden, während die in der Abb. 2 dargestellte Rollenkupplung unter dem Einfluß
der Feder 53 steht.
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Wenn die Teile sich in dieser Stellung befinden und man den Motor
anzulassen wünscht, so wird der Anlaßmotor 13 eingeschaltet, worauf die Kegelräder
16 und 17 und die Welle ig in Drehung versetzt werden. Hierdurch wird der Kupplungsteil
26 mit dem entsprechenden Kupp" lungsteil29 in Eingriff gebracht und eine
Antriebsverbindung mit dem Schwungrad 32 hergestellt. Durch diese Antriebsverbindung
wird das Schwungrad so weit beschleunigt, daß es eine verhältnismäßig hohe Geschwindigkeit
erreicht, und wenn genügend Energie im Schwungrad aufgespeichert worden ist, so
kann diese Energie auf den Andrehteil 2 übertragen werden, um die Motorkurbelwelle
in Drehung zu versetzen, wo- -bei der Zeitpunkt dieser Übertragung des Drehmomentes
auf den Teil 2 durch den Bedienenden bestimmt wird, der die nötige Antriebsverbindung
durch Betätigung des Joches ioi herstellt. Durch die Drehung des Schwungrades 32
und der damit verbundenen Welle 36 wurde inzwischen der Kupplungsteil 6o auf den
Gewindegängen 62 nach rechts bewegt; hierbei wird das Bestreben desselben, sich
mitzudrehen, durch die Reibungsfeder 118 gehemmt. Durch diese Bewegung nach rechts
werden die Teile 6o und 61 auf Antrieb verbunden, so daß das Zahnrad 67 durch das
Triebrad 43 gedreht wird. Hierauf wird das Zahnrad 67 durch die Fliehkraftkupplung
mit dem Motorandrehteil2 infolge der Betätigung des Joches toi auf Antrieb verbunden,
durch welches das Drucklager 98 so weit zurückgezogen wird, daß die Sperrung der
Gewichte 93 durch dasselbe wegfällt und diese sich unter dem Einfluß der Fliehkraft
nach außen bewegen können, um die Reibungsscheiben gegeneinander zu drücken. Nachdem
der Hauptmotor auf diese Weise angelassen worden ist, dreht sich nun die Motorkurbelwelle
mit einer höheren Geschwindigkeit. Hierdurch entsteht eine Rückübertragung des Drehmomentes
durch die Zahnräder io6 und 102, die Welle 71 und die Zahnräder 67 und 43, worauf
die Rollen 45 in Tätigkeit treten, um die Welle 46 unter dem Einfluß von Federn
53 in der obenerwähnten Weise anzutreiben und somit den Auflader 5 zu betätigen.
Hierbei arbeitet die Kupplung in der obenerwähnten Weise.
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" Durch die Erfindung wird also eine neuartige gedrungene Vorrichtung
geschaffen, die zuverlässig arbeitet und durch deren Getriebe einmal nur die Verbindung
zwischen Anlasser urid Brennkraftmaschine und nach deren Anspringen nur die Verbindung
zwischen Brennkraftinaschine und Hilfsmaschine, z. B. einem Luftverdichter, herstellt.
Wenn die dargestellte Ausführungsform der Erfindung auch entschieden zweckmäßig
ist, so versteht es sich doch von selbst, daß an der Ausbildung sowie an der Anordnung
und gegenseitigen Stellung der einzel-. nen Teile der Vorrichtung verschiedene Abänderungen
im Rahmen der Erfindung vorgenommen werden können.