DE719124C - Schwungmassenandrehvorrichtung - Google Patents

Schwungmassenandrehvorrichtung

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DE719124C DEB175468D DEB0175468D DE719124C DE 719124 C DE719124 C DE 719124C DE B175468 D DEB175468 D DE B175468D DE B0175468 D DEB0175468 D DE B0175468D DE 719124 C DE719124 C DE 719124C
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N5/00Starting apparatus having mechanical power storage
    • F02N5/04Starting apparatus having mechanical power storage of inertia type

Description

  • Schwungrriassenandrehvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Schwungmassenandrehvorrichtung, insbesondere zum Anlassen einer Brennkraftmaschine o. dgl., wobei zwischen der Schwungmasse und der Andrehvorrichtung und dem anzudrehenden Teil eine lösbare Schaltkupplung vorgesehen ist, die -während der Aufspeicherung der Anlaßenergie in der Schwungmasse gelöst ist. Nach der Aufspeicherung wird dann die Schaltkupplung eingeschaltet, so daß dann die aufgespeicherte Energie auf die anzudrehende Maschine übergehen kann.
  • Andrehvorrichtungen der genannten Art sind an sich bekannt. Bei den bekannten Andrehvorrichtungeri ist zwischen der Schwungmasse und dem anzudrehenden Teil eine Reibungskupplung angeordnet, die dazu dient, den Stoß zu mindern, der in dem Augenblick auftritt, in dem die Andrehvorrichtung nach der Energieaufspeicherung an den anzudrehenden Teilen angekuppelt wird. Gleichzeitig hat aber das bei den bekannten Andrehvorrichtungen in der Reibungskupplung notwendigerweise auftretende Gleiten eine erhebliche Energievernichtung zur Folge. Da außerdem am Ende des Andrehvorganges die Geschwindigkeit der Schwungmasse bei gleichzeitiger Berücksichtigung der zwischengeschalteten Untersetzungsgetriebe gleich der Geschwindigkeit der angedrehten Maschine sein muß, bleibt ein erheblicher Teil der in dem Schwungrad aufgespeicherten, lebendigen Energie unausgenutzt. In Anbetracht dieser Tatsachen ist der theoretisch beste Wirkungsgrad, 'den eine solche bekannte Schwungmassenandrehvorrichtung haben kann, gleich 25 °/a, d. h. im theoretisch günstigsten Fall geht nur etwa 1/4 der im Schwungrad aufgespeicherten Energie auf die anzudrehende Maschine über.
  • Die Erfindung bezweckt, .diesen schlechten Wirkungsgrad der bekannten Schwungmassenandrehvorrichtungen zu verbessern. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zwischen der Schwungmasse und dem anzudrehenden Teil . außer der lösbaren Schaltkupplung, die unerläßlich ist, um überhaupt Energie in der Schwungmasse der Andrehvorrichtung aufzuspeichern, auch noch ein elastischer Kupplungskörper eingeschaltet ist, der in -der Lage ist, nach Schließung der Schaltkupplung zuerst einen erheblichen Teil der in der Schwungmasse aufgespeicherten Energie zu absorbieren, um dann. die absorbierte Energie an den anzudrehenden Teil abzugeben.
  • Die Wirkungsweise bei der Verwendung eines elastischen Kupplungskörpers von genügendem Energiespeichervermögen ist die folgende. Nach Anschließen der Andrehvorrichtung an .den anzudrehenden Teil wird zuerst die Arbeit, die bei den bekannten Schwungmassenandrehv orrichtungen durch die Reibung in der Gleitkupplung verzehrt wird, bei dem Erfindungsgegenstand indem elastisehen Kupplungskörper aufgespeichert, und zwar so lange, bis die Geschwindigkeit der antreibenden Welle und der getriebenen Welle gleichgeworden sind. In diesem Augenblick. ist nach den Lehrsätzen der Mechanik die von dem elastischen Verbindungsteil absorbierte Energie genau gleich der Hälfte der gesamten beteiligten Energie. Gleichzeitig hat der elastische Kupplungskörper in diesem Augenblick seine größte Spannung. Da aber der elastische Kupplungskörper das Bestreben hat, sich wieder zu entspannen, wirkt die in ihm aufgespeicherte Energie einerseits auf die anzudrehende Maschine ünd andererseits auf die Schwungmasse, und -zwar erteilt der elastische Kupplungskörper der anzudrehenden Maschine einen zusätzlichen Impuls im Sinne ihrer Andrehung, während er durch Reaktionswirkung auf die Schwungmasse im Sinne der Verringerung ihrer Geschwindigkeit einwirkt. Bei zweckentsprechender Berechnung der Andrehvorrichtung hat die ächwunginasse am Ende des Andrehvorganges .die Geschwindigkeit null und die anzudrehende Maschine die Geschwindigkeit der Schwungmasse, wobei naturgemäß die zwischengescbalteten' Untersetzungsgetriebe entsprechend in Anrechnung zu bringen sind. Gleichzeitig ist der elastische Kupplungskörper entspannt. Es ist also in diesem Falle s 'imtlielie in der Schwungmasse aufgespeicherte Energie auf die anzudrehende Masse übergegangen, so daß. die. Andrelivorrichtung einen Wirkungsgrad hat, der dein Wert ioo °/o sehr nahe kommt.
  • Zur Erreichung der dem Werte ioo nahe kommenden Wirkungsgrade empfiehlt es sich, den elastischen Kupplungskörper derart auszubilden, daß er eine Energie aufzuspeichern vermag, die mindestens gleich,der Hälfte der Träglieitsenergie ist, die die anzudrehende Maschine während des Andrehvorganges absorbiert. Ferner empfiehlt es sich, die Schwungmasse der Antriebsvorrichtung oder, falls ein Untersetzungsgetriebe vorgesehen ist, die entsprechende virtuelle Masse gleich der Masse der anzudrehenden Maschine zu machen.
  • Vorzugsweise besteht der erfindungsgemäß verwendete elastische Kupplungskqrper aus einem oder mehreren hintereinander geschalteten, ringförmigen, auf Torsion beanspruchten Gummikörpern.
  • _. Durch .die Erfindung wird eine außerordentlich leichte und wenig Platz beanspruchende Andrehvorrichtung geschaffen, die unter anderem besonders geeignet zum Andrehen von Flugzeugmotoren ist, bei denen es sich nicht nur darum handelt, die Masse des Motors selbst, sondern auch die mit dein Motor verbundene Luftschraube anzudrehen.
  • Es sei darauf hingewiesen, daß .die Verwendung von Federn bei Andrehvorrichtungen an sich bekamst ist. Diese Federn sind weder geeignet, noch haben sie die Aufgabe, einen wesentlichen Teil der Andrehenergie oder gar die Hälfte der Trägheitsenergie der anzudrehenden Maschine im ersten Teil des Andrehvorganges in sich aufzuspeichern, uni dann diese Energie im zweiten Teil des Andrehvorganges an die anzudrehende Maschine abzugeben. Diese Federn dienen bei den bekanntenAndrelivorrichtungen, die übrigens in der Regel schon gattungsmäßig von dein Erfindungsgegenstand verschieden sind, nur zur Dämpfung leichter Stöße oder Geräusche oder zum Schutz der das Anwerfen bewirkenden Person gegen Rückschläge der Brennkraftmaschine. Außerdem sind sie, selbst wenn sie einen praktisch völlig unwesentlichen Teil der Anlaßarbeit absorbieren, überliaupt nicht in der Lage, diese absorbierte Arbeit an die anzulassende Maschine wieder abzugeben. Gerade auf letzteres kommt es aber bei der Erfindung entscheidend an.
  • Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen fdie Fig. i bis 3 drei verschiedene Ausführungsformen eines erfindungsgemäß ausgebildeten Anlassers firn Schnitt.
  • Fig. a ist ein Schnitt im verkleinerten Maßstab nach der Linie IV-IV der Fig. 3, w 'ihreiid schließlich Fig. 5 schematisch ein Kraftfahrzeug finit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Antriebsvorrichtung veranschaulicht.
  • Bei den in den Fig. i bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen handelt es sieh uin einen Schwungmassenanlasser für eine Brennkraftinaschine.
  • Gemäß den Fig. i und 3 wird die Schwungmasse durch ein Schwungrad i gebildet. Die Masse kann durch eine Handkurbel 2, durch einen Hilfsmotor, beispielsweise einen Elektromotor 3, oder, wie bekannt, nach Belieben entweder durch die Handkurbel oder durch ;den Hilfsmotor in Drehung versetzt werden.
  • Bei der in Fig. x dargestellten Ausführungsform der Erfindung treibt der Elektromotor 3 .das Schwungrad i, das mit dem Motor 3 gleichachsig ist, über eine bekannte selbsttätige Kupplung 5 an.
  • Das Schwungrad ist seinerseits über ein Zahnradreduktionsgetriebe 7 bis io an den erfindungsgemäß vorgesehenen elastischen Kupplungskörper angeschlossen, der bei .dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i aus zwei Kautschukringen q. besteht, von denen der eine mit seiner Innenfläche auf einer Hülse ii befestigt ist, die von dem letzten Zahnrad io des Untersetzungsgetriebes angetrieben wird, während der andere auf einer hohlen Welle # 12 sitzt, die die Anlaßbewegung über eine @s Schaltkupplung 1.4, die als Klauenkupplung ausgebildet ist und beispielsweise in der hohlen Welle 12 mittels eines Hebels 15 verschiebbar ist, auf die anzulassende Brennkraftmaschine überträgt. Die beiden den Kupplungskörper bildenden Kautschukringe sind an ihrem Umfange durch eine Hülse 13 miteinander verbunden.
  • Der Querschnitt der Kautschukringe ist derart geformt, daß .das Produkt aus seiner. Breite und aus dein Quadrat des Abstandes der betreffenden Breite von der Achse des Ringes im wesentlichen konstant ist.
  • Der elastische Werkstoff arbeitet so unter den denkbar besten Bedingungen, so @daß die Beanspruchung je Gramm Kautschuk beispielsweise i kgm betragen kann. Infolgedessen ist der Platzbedarf des elastischen Verbindungsteils gering, und außerdem behält der genannte Ring während :der elastischen Arbeit stets die gleiche Außenform bei, so daß kein zusätzlicher Zwischenraum zwischen der Oberfläche des Ringes und dem Gehäuse, das den Ring umgibt, vorgesehen zu werden braucht.
  • Selbstverständlich kann der für die Erfindung charakteristische, elastische I#,'-upplungsltörper auch noch in anderer -Weise ausgebildet sein. So kann er unter anderem aus Metallfedern bestehen oder Druckluftkissen aufweisen, die zur Aufspeicherung und Wiederabgabe der aufgespeicherten Anlaßenergie dienen.
  • Die Schaltkupplung 14., die während der Aufspeicherung der Anlaßenergie in dem Schwungrad.i gelöst ist, um zur Übertragung der Andrehenergie auf die anzudrehende Maschine eingekuppelt zu werden, kann von Hand oder auch selbsttätig betätigt werden.
  • Wenn eine selbsttätige Einschaltung der in Rede stehenden Kupplungsmittel stattfinden soll, so kann beispielsweise die Geschwindigkeit der zur Energieaufspeicherung dienenden Masse .die Einschaltung hervorrufen, sobald die Geschwindigkeit einen gewissen Wert erreicht hat. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann ein Relais Anwendung finden, das die Kupplungsmittel erst einschaltet, nachdem eine gewisse Zeit, beispielsweise einige Sekunden, nach dem Ingangs.etzen des Anwerfhilfsmotors 3 verstrichen ist.
  • Zum Ingangsetzen der Anlaßvorrichtung von Hand dient bei der Ausführungsform gemäß Fig. i die genannte Zentralwelle 6, auf der .die vorstehend genannten Teile frei angeordnet sind. Eine Ausnahme gilt nur für die Hülse i i, mit der die Welle 6 durch Nut und Feder oder Zähne 16 verbunden ist. Diese Feder oder Zähne lassen eine gewisse -Gleitbewegung der Welle 6 gegenüber der Hülse. i i zu, so daß durch eine solche Gleitbewegung die Ankupplung der Vorrichtung 1.4 an die Brennkraftmaschine bewerkstelligt werden kann. Hierbei drückt .die Welle 6 die Vorrichtung 14 entgegen der Wirkung einer Feder 17 vor sich her.
  • Um das Anlassen von Hand zu bewirken, wird auf das Ende der Welle 6 eine Handkurbel 9 aufgesteckt. Diese wird gedreht, so daß dadurch das Ganze in Bewegung versetzt wird, bis eine gewisse Energie in dem Schwungrad aufgespeichert ist. Dann wird auf die Welle 6 ein Druck ausgeübt, um die Einkupplung der Kupplungsvorrichtung 1q. zu bewirken. Durch geeignete Mittel wird dafür gesorgt, daß in diesem Augenblick entweder die Welle 6 abgekupelt wird oder daß die Handkurbel 2 verhindert wird, durch die Bewegung der Welle 6 mitgenommen zu werden. -Selbstverständlich kann -die Betätigung der Anlaßvorrichtung von Hand auch in einer von .der beschriebenen abweichenden Weise vor sich gehen. Z. B. kann -das Zahnrad io mit Hilfe eines Winkeltriebes :2i, 22 in Bewegung versetzt werden. Dieser Winkeltrieb wird durch eine Welle 23 betätigt, auf deren Ende eine Handkurbel aufgesetzt wird. Eine Betätigungseinrichtung der gleichen Art ist in Fig.3 dargestellt, in der für diese Betätigungsvorrichtung die gleichen Bezugszeichen angewendet sind.
  • In Fig.2 ist eine Anlaßvorrichtung ähnlich der in Fig. i dargestellten veranschaulicht. Nur fehlt bei dem Gegenstand der Fig. 2 ein besonderes Schwungrad. Die Masse in besteht im Falle der Fig. 2 im wesentlichen aus dem Anker des Antriebsmotors 3. Dieser Motor ist zweckmäßigerweise seitlich angeordnet und treibt den elastischen Verbindungsteil beispielsweise über ein Zahnrad i9 an, das mit einer Verzahnung--o auf der Hülse 13 in Eingriff steht. Die genannte Hülse bildet ebenfalls einen Teil der Schwungmasse. Die Welle 6 ist in diesem Fall in der Verlängerung der Kupplungsvorrichtung 1q. angeordnet. Wenn die zu übertragende Leistung verhältnismäßig gering ist, so genügt ein einziger elastischer Ring ,4, wie dies in der Fig. 2 dargestellt ist.
  • Bei der in Fig.3 dargestellten Ausführungsforin- der Erfindung wird eine noch größere Verringerung des Platzbedarfs erzielt, und zwar dadurch, daß das Reduktionsgetriebe im Innern der Antriebswelle angeordnet ist. Bei dem Gegenstand der Fig.3 besteht das Reduktionsgetriebe aus mindestens einem Paar gleichachsiger Umlaufräder, deren Grundkreise nur wenig voneinander verschieden sind. Diese Umlaufräder werden durch das Antriebselement der Anlaßvorrichtung in eine Drehbewegung versetzt und rollen hierbei auf einem festen und einem beweglichen Zahnkranz, und zwar ist letzterer an .den anzutreibenden Teil angeschlossen.
  • Eine solche Einrichtung ist dann besonders vorteilhaft, wenn die Umlaufräder 31 und 32 im Innern der mit Innenverzahnungen versehenen Zahnkränze 33, 34 liegen. Der Durchinesser der Umlaufräder kann kleiner oder größer sein als der Halbmesser der Zahnkränze. Der Antrieb der Umlaufräder geschieht beispielsweise durch eine Kurbel oder einen Exzenter.
  • Dadurch, daß die Durchmesser d und d' der Grundkreise der Umlaufräder und ebenso die Durchmesser D und D' der Zahnkränze nur wenig voneinander verschiedene Werte erhalten, ergibt sich ein sehr hohes Untersetzungsverhältnis, während anderseits der Platzbedarf des Ganzen nur gering ist. Wenn beispielsweise die Verzahnungen derart gewählt werden, daß die Zähnezahlen N und NI der beiden Zahnkränze (und ebenso die Zähnezahlen fi und nl der beiden Umlaufräder, wenn man den gleichen Modul wählt) nur um i voneinander verschieden sind, so lassen sich leicht Untersetzungsverhältnisse von 5o : i bis ioo : i und sogar noch über ioo : i erzielen, wenn der Durchmesser der LTinlaufräder größer ist als die Hälfte des Durchmessers der Zahnkränze. Man kann übrigens auch verschiedene Moduln anwenden, in welchem Fall die Umlaufräder die gleiche Zähnezahl haben können, während lediglich die Verzahnungen N und N1 der Zahnkränze um i voneinander verschieden sind. Die letzte Ausführungsform führt in dein Fall, daß der Durchmesser der Umlaufräder größer als der Halbmesser der Zahnkränze ist, zu besonders hohen Übersetzungsverhältnissen.
  • Außerdem ist es vorteilhaft, das Schwungrad k und die Umlaufräder 3i, 32 in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise zu einem (ranzen zu vereinigen. Dieses Ganze ist beispielsweise mit mehreren Schwungmassen il, i= (Fig..I) ausgerüstet, zwischen denen mehrere Paare von Umlaufrädern angeordnet sind. Das Ganze ist vorzugsweise um die Zentralwelle ausgewuchtet.
  • Die Bewegung des Elektromotors 3 wird also bei der Ausführungsform nach Fig. 3 auf die Gesamtheit der Umlaufräder und des Schwungrades übertragen. Die Umlaufräder rufen bei ihrem Rollen auf dem festen Zahnkranz 33, der an dem Gehäuse 18 befestigt ist, die Drehung des Zahnkranzes 3.I mit verringerter Geschwindigkeit hervor. Der letztgenannte Zahnkranz ist mit der inneren Ausbohrung des ersten elastischen Ringes d. fest verbunden. Die Bewegung wird dann durch die Welle 12 auf die Zahnkupplung 1.I o. dgl. übertragen, die in der Welle 12, welche zii dein Zweck mit Rinnen 35 versehen ist, gleitbar gelagert ist.
  • Auch in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 kann die Bewegung der Kupplungsvorrichtung 14 mit Hilfe einer Stange 6 hervorgerufen werden, die ihrerseits z. B. durch ein Relais 36 betätigt wird. Dieses Relais arbeitet auf elektrische Weise (mittels eines Elektroinagiieten oder eines Solenoides), auf pneumatische oder auf irgendeine sonstige Weise. Zur Steuerung der Stromzufuhr zu dem Anlaßmotor 3 und dem Relais 36, sofern dieses ein elektrisches Relais ist, dient beispielsweise ein Schalter 37 mit doppelten Kontakten. In einer ersten Stellung dieses Schalters wird der Strom dein Anlaßmotor 3 zugeführt, während dieser Strom bei der zweiten Stellung des Schalters 37 unterbrochen ist und dafür das Solenoid 36 o. dgl. mit Strom versorgt wird. Der Schalter kann ein Druckknopfschalter sein, und zwar kann der Druckknopf 38 für die genannte erste Operation gedrückt und für die zweite Operation gezogen werden. Selbstverständlich kann man mit dem Schalter auch ein Zwischenrelais zusammenarbeiten lassen, um auf diese Weise zu vermeiden, daß die Gesamtheit des Stromes durch den genannten Schalter hindurchgeht. Die Zeichnung ist nur schematisch und dient nur zur Erläuterung der Erfindung.
  • Man kann auch einen handbetätigten Schalter, der einen einzigen Kontakt aufweist, in Kombination mit einem Zeitschalter verwenden, der das Solenoid 36 steuert. Der Zeitschalter ist derart eingestellt, daß er eine gewisse Zeit nach dein ersten Schalter betätigt wird. In dem Fall schließlich, in dem die Betätigung der Stange 6 von Hand erfolgt und in dem ferner ein einziger Schalter für den Motor 3 vorgesehen ist, kann die Bewegung des Druckknopfes 38 dieses Schalters, beispielsweise seine Rückkehrbewegung, zur Betätigung der Stange 6 dienen, und zwar geschieht dies zweckmäßig über ein geeignetes Gestänge. ' Zur Lösung der Kupplung 14, nachdem einmal der Motor angewörfen ist, dient eine Masse 39, die derart ausgebildet ist, daß sie bestrebt ist, den Kupplungsteil- 14 in -Richtung auf den Motor zu zu bewegen, sobald die Anlaßv orrichtung unter einer positiven Beschleunigung steht, d. h. also während des Anlassens. Dagegen ist die Wirkung der Masse 39 umgekehrt, wenn der Anlasser unter der Wirkung einer Verzögerung steht.
  • Die Masse 39 ist zu diesem Zweck mit einem Gewinde von geeigneter Steigung versehen, das in die hohle Welle 12 hineingeschraubt ist, und die Masse 39 ist ferner auf der Stange 6 gleitbar. Die Gewindegänge der Masse 39 können- stärker geneigt sein, als dies in der Zeichnung dargestellt ist.
  • Während des Anwerfens des Anlassers komprimiert die Masse 39 unter der Wirkung der Beschleunigung eine Feder 40, bis eine Anschlagscheibe 41 ihre nach vorne gerichtete Bewegung anhält. Bei der nach vorne gerichteten Bewegung nimmt die Masse 39 die Stange 6 nicht mit. Die Einkupplung der Kupplungszähne kann also durch :den Druck der Stange 6 und durch die Gleitbewegung des genuteten Kupplungsteils 14 der Welle 1.2 in seine Endstellung auf normale Weise vor sich gehen. Hierbei schlägt ein Bund 42 der Stange 6 gegen die Masse 39 an. Sobald die Brennkraftmaschine angeworfen worden ist, hat -die Masse 39 das Bestreben, den Bund 42 und damit die Stange 6 und den Kupplungsteil 14 unter der Wirkung der Verzögerung zurückzudrücken. Diese Verzögerung tritt ein, sobald der einmal angeworfene Motor die Klauen der Kupplung verläßt. Der Kupplungsteil 1.1 kehrt dann selbsttätig in seine ausgekuppelte Stellung zurück.
  • Bei den vorstehenden Darlegungen ist vorausgesetzt, daß die Anwurfvorrichtung -mit ihrem elastischenVerbindungsteil unmittelbar mit der Welle der Brennkraftmaschine oder sonstigen anzuwerfenden Vorrichtung in Eingriff kommt. In manchen Fällen- ist es aber zweckmäßig, zwischen der Anlaßvorrichtung und der anzutreibenden Welle bzw. dem sonstigen anzutreibenden Körper ein Getriebe einzuschalten, durch das das zu übertragende Drehmoment ins Hohe oder ins Tiefe übersetzt wird. Das Übersetzungsverhältnis kann hierbei. veränderlich sein. Das Getriebe selbst besteht, je nach dem Einzelfall, aus einem Über- oder Untersetzungszahngetriebe. Die Bauart dieses Getriebes bann ähnlich wie die des an Hand der Fig. 3 beschriebenen Untersetzungsgetriebes sein.
  • Die gesamte Energie, die von zaen drehenden Massen. der. Andrehvorrichtung vor .der Einschaltung der Kupplung 14 aufgespeichert wird, muß selbstverständlich gleich der Energie sein, die zum Andrehen der anzudrehenden. Maschine notwendig ist. Dementsprechend sind insbesondere das Schwungrad oder die sonstigen umlaufenden Schwungmassen zu berechnen. Der erfindungsgemäß vorgesehene zwischengeschaltete elastische Kupplungskörper muß zur Erzielung des günstigsten Wirkungsgrades in der Lage sein, eine Energie aufzuspeichern, die mindestens gleich der Hälfte der Trägheitsenergie ist, .die die " anzudrehenden, umlaufenden Massen während des Andrehvorganges in sich aufspeichern.
  • Die Wirkungsweise einer Andrehvorrichtung gemäß der Erfindung ist kurz zusammengefaßt die folgende. Die in den umlaufenden Teilen der Anlaßvörrichtung aufgespeicherte Energie wird allmählich auf die Brennkraftmaschine übertragen. Dabei ist das Drehmoment zuerst null und nimmt dann wegen der Arbeit des elastischen Kupplungskörpers allmählich zu. Der elastische Kupplungskörper erhält seine größte Spannung, d. h. die in ihm aufgespeicherte Spannung hat ihren Größtwert in dem Augenblick, in dem die virtuellen Geschwindigkeiten, d. h. also die auf ein gleiches Übersetzungsverhältnis zurückgeführten Geschwindigkeiten, der Schwungmasse z und der anzudrehenden Mäschine gleich geworden sind. Von dem genannten Augenblick an gibt der elastische Kupplungskörper die in ihm aufgespeicherte Energie an die anzudrehende Maschine ab, indem er dieser einen zusätzlichen Impuls im Sinne ihres Andrehens erteilt, während er der Schwungmasse durch Reaktionswirkung einen entgegengesetzt gerichteten Impuls in ihrer Verlangsamung erteilt. Sämtliche in der Schwungmasse aufgespeicherte Energie ist. dann an die anzudrehende Maschine übergegangen, wenn die Schwungmasse die Geschwindigkeit null erhält. Dieser Fall tritt dann ein, wenn die in dem Anlasser aufgespeicherte Energie gleich derjenigen Energie ist, die zum Andrehen der Brennkraftmaschine notwendig ist, und wenn ferner die Masse 111 der anzudrehenden Maschine und die Masse m des Anlassers sowie das Speichervermögen des elastischen Kupplungskörpers den eingangs genannten Bedingungen entsprechen.
  • Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung besitzt gegenüber den bekannten und den gleichen Zwecken dienenden Vorrichtungen zahlreiche Vorteile: So hat die Vorrichtung gemäß der Erfindung einen Wirkungsgrad von beinahe ioo%. Ferner beansprucht sie nur eine kleine Leistung und einen geringen Raum. Weiterhin ist sie leicht, was sie besonders für Luftfahrzeuge wertvoll macht. Dank des sehr hohen Wirkungsgrades, der mit dem Erfindungsgegenstand erzielt wird, braucht das Gewicht der umlaufenden Masse in manchen Fällen nur einige zoo g zu betragen. Schließlich ist .die Andrehvorrichtung gemäß der Erfindung einfach und billig. Dank der geringen Leistung, die der Elektromotor zum Ingangsetzen der Vorrichtung gemäß der Erfindung braucht, besteht auch nicht mehr die Gefahr, die Batterien des Fahrzeuges, auf dem der Erfindungsgegenstand angebracht ist, zu zerstören. Bei kalter Witterung werden die plötzlichen starken Stromstöße, welche die Elektroinotore der bekannten Anlasser nötig haben, vermieden.
  • Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist das erfindungsgemäß gestaltete Antriebssystem nicht nur zum Anlassen der Brennkraftmaschine, sondern auch zum Antrieb des Fahrzeuges selbst anwendbar. Die Verwendung zum Antrieb des Fahrzeuges selbst kommt beispielsweise in allen den Fällen in Frage, in denen das Fahrzeug zeitweilig eine Beschleunigung erhalten muß, die größer ist als die Beschleunigung, .die die Brennkraftmaschine des Fahrzeuges liefern kann.
  • In dem letztgenannten Fall wird zwischen dem elastischen Kupplungskörper und der Ankupplungsvorrichtung 14 ein Umwandler 43 für die Geschwindigkeit oder das Drehinoment eingeschaltet. Die Massen .der Antriebsvorrichtung und der Elektro- oder sonstige Hilfsmotor, der dazu dient, diese Massen in Bewegung zu setzen, werden derart berechnet, daß man die jeweils gewünschte Energie, beispielsweise 5ooo l:g/m (was nur zu einem Kautschukgewicht von etwa 5 kg führt), aufspeichern kann. Diese Energie wird dann entweder zum Anlassen :des Fahrzeuges oder dazu benutzt, dem Fahrzeug vorzugsweise bei langsamen Gangarten eine zusätzliche Beschleunigung zu erteilen. Dies ist vor allem bei stromlinienförmigen Wagen von Wichtigkeit, welche Antriebsmaschinen von nur geringer Leistung aufweisen.
  • Wenn der Erfindungsgegenstand auch zum zeitweisen Antrieb eines Fahrzeuges benutzt werden soll, so kann er ständig in Drehung gehalten werden, damit immer eine Energiereserve zur Verfügung steht. Der Energieverbrauch zur Aufrechterhaltung der Drehbewegung ,ist sehr gering, nachdem einmal die normale Drehgeschwindigkeit erreicht ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung ist der Erfindungsgegenstand auch in dem Falle zu verwenden, daß es sich darum handelt, die beim Bremsen des Fahrzeuges letzterem entzogene Bewegungsenergie in einer Vorrichtung gemäß der Erfindung aufzuspeichern. In diesem Falle wird die Kupplungsvorrichtung 14 zweckmäßig durch eine Reibkupplung oder dergleichen gebildet, die für ein Drehmoment berechnet ist, das höher als dasjenige Drehmoment ist, für das die Antriebsvorrichtung und der elastische Kupplungskörper berechnet sind. Die so erhaltene Vorrichtung arbeitet in der oben beschriebenen Weise, denn die Kupplung gleitet nicht, wenn die in Gang gesetzte Antriebsvorrichtung nach Einschaltung der Kupplung ihre Energie an das Fahrzeug abgibt. Andererseits läßt die in Rede stehende Kupplung ein stoßloses Kuppeln und außerdem eine gewisse Gleitmöglichkeit beim Bremsen oder sonstigen Gelegenheiten zu.
  • Selbstverständlich ist eine Reibkupplung der genannten Art in allen Fällen als Schaltkupplung anwendbar, wenn es wünschenswert ist, das Auftreten von Drehmomenten, die die Andrehvorrichtung zerstören könnten, mit Sicherheit zu verhindern. Dabei muß zur Erzielung des für die Erfindung kennzeichnenden hohen Wirkungsgrades dafür gesorgt wenden, daß in der Reibkupplung beim normalen Arbeiten der Andrehvorrichtung kein Gleiten eintritt.
  • Die Steuerung der Schaltkupplung 14 im Falleder Verwendung derAndrelivorrichtung zur zeitweiligen Lieferung einer zusätzlichen Antriebsenergie des in Fahrt befindlichen Fahrzeuges oder zur Aufspeicherung der Bremsenergie kann mit Hilfe beliebiger 'Mittel geschehen.
  • Wenn beispielsweise die Energie schon aufgespeichert ist und diese nunmehr auf das Fahrzeug übertragen werden soll, so braucht nur die Kupplung durch irgendein von der Hand oder dem Fuß des Fahrers betätigtes Steuerglied zum Einkuppeln gebracht zu werden. Zur Verbindung des Steuergliedes finit der Kupplung dient ein Gestänge oder dergleichen.
  • Wenn es sich andererseits darum handelt, durch Betätigung der Kupplung unter Ausnutzung der lebendigen Kraft des Fahrzeuges und infolgedessen unter Ausübung einer Bremswirkung Energie in der Antriebs- und Anlaßvorrichtung aufzuspeichern oder ihren Energieinhalt zu erhöhen, so geschieht dies durch Einwirkung auf das Bremspedal oder auf ein besonderes Pedal, durch welches beispielsweise das oben erwähnte Gestänge betätigt wird. In diesem Fall kann in der Kupplung ein gewisses Gleiten auftreten, und zwar beispielsweise deswegen, weil sich die Kupplungsteile mit veränderlichem oder sich allmählich steigendem Druck gegeneinander legen lassen. Infolge dieses Gleitens wird ein Teil der Verzögerungsenergie in der Kupphing in Wärme umgesetzt, während ein anderer Teil dieser Energie auf den elastischen Kupplungskörper und die Masse der Antriebs- und Anlaßvorrichtung übergeht.
  • Schließlich kann eine Einrichtung vorgesehen sein, mit .deren Hilfe die Wirkung' der Kupplung während des Bremsens selbsttätig zum Aufhören gebracht wird,. sobald die Geschwindigkeit des. Wagens unter einen hestimmten Wert gesunken ist oder sobald das Drehmoment in dem elastischen Verbindungsglied seinen größten Wert erreicht hat.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schwungmassenandrehvorrichtung, insbesondere zum Anlassen einer Brennkraftmaschine o. d g1:, wobei zwischen der Schwungmasse der Andrehvorrichtung und dem anzudrehenden Teil eine lösbare Schaltkupplung angeordnet ist; die während der Aufspeicherung der Anlaßenergie in der-Schwungmasse gelöst ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schwungmasse und dem: anzudrehenden Teil auch noch ein an sich bekannter elastischer Kupplungskörper eingeschaltet ist, der in der Lage ist, nach Schließung der Schaltkupplung zuerst einen erheblichen Teil der in der Schwungmasse aufgespeicherten Energie zu absorbieren, um dann die absorhierte Energie an den anzudrehenden Teil abzugeben.
  2. 2. Andvhvorrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung des elastischen Kupplungskörpers, daß er eine Energie aufspeichern kann, die etwa gleich der Hälfte der von den umlaufenden Teilen der anzudrehenden Maschine während des Andrehvorganges aufgespeicherten Trägheitsenergie ist.
  3. 3. Andrehvorrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Kupplungskörper aus einem oder mehreren hintereinandergescha@lteten ringförmigen, auf Torsion beanspruchten Gummikörpern (4) besteht.
  4. 4. Andrehvorrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Kupplungskörper aus Druckluftpolstern besteht.
  5. 5. Andrehvorrichtung nach Anspruch i, bei der die Schwungmasse über ein Reduktionsgetriebe. mit dem anzutreibenden Teil verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsgetriebe im Innern des elastischen Kupplungskörpers angeordnet ist.
  6. 6. Andrehvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsgetriebe aus mindestens einem Paar gleichachsiger Umlaufräder (3i, 32) besteht, deren Grundkreisdurchmesser nur wenig verschieden sind und von denen das eine auf einem festen Zahnkranz (33) und das andere auf einem mit dem anzutreibenden Teil in Verbindung stehenden Zahnkranz (34) rollt.
  7. 7. Andrehvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufräder (3i, 32) im Innern der Zahnkränze (33, 34) ängeordnet sind und einen Durchmesser halben, .der größer ist als der Halbmesser der Zahnkränze. B. Andrehvorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, 'daß die Umlaufräder gleiche Zähnezahl, aber ververschiedenen Modul haben und lediglich die Zähnezahlen der Zahnkränze etwas verschieden sind. g. Andrehvorr ichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Kupplungskörper die Schwungmasse umschließt und daß das im Innern des elastischen Kupplungskörpers angeordnete Reduktionsgetriebe einen Teil der Schwungmasse bildet, wobei dem Reduktionsgetriebe zusätzliche Massen (il, i2) zugeordnet sind, die das Getriebe um die Achse ,der Schwungmasse auswuchten. io.Andrehvorrichtung nach Anspruch i mit Elektromotor zum Antrieb der Schwungmasse, dadurch gekennzeichnet, ,daß der zum Einschalten des Elektromotors (3) dienende Schalter (37, 38) mit einem Zeitschalter verbunden ist, der die zwischen der Antriebs- oder Anlaßvorrichtung und der anzutreibenden oder anzulassenden Maschine vorgesehene Schaltkupplung (i4) eine bestimmte Zeit nach dem Beginn der Betätigung des Motorschalters zum Einkuppeln bringt. i i. Andrehvorrichtung nach Anspruch i oder 2, gekennzeichnet durch die Einschaltung einer Reibungskupplung, deren Kupplungsteile so fest gegeneinandergepreßt sind, daß in der Reibungskupplung kein Gleiten auftritt, so lange das auf die anzudrehende Vorrichtung übertragene Drehmoment gleich oder geringer als das größte Drehmoment ist, für das die Andrehvorrichtung und insbesondere ihr elastischer Kupplungskörper berechnet sind.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE947938C (de) * 1949-01-15 1956-08-23 Marc Pierre Julis Leboucher Schwungkraftanlasser fuer Brennkraftmaschinen
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