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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Vorzugsweise besteht der erfindungsgemäß verwendete elastische Kupplungskqrper
aus einem oder mehreren hintereinander geschalteten, ringförmigen, auf Torsion beanspruchten
Gummikörpern.
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_. 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.
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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.
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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.
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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.
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Bei den in den Fig. i bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen handelt
es sieh uin einen Schwungmassenanlasser für eine Brennkraftinaschine.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.