PL167304B1 - Urzadzenie pokrecajace o zwartej budowie PL PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie pokrecajace o zwartej budo- wie, zwlaszcza swobodnie wypychajace urzadzenie pokrecajace, z silnikiem elektrycznym, którego wirnik napedza za posrednictwem wolnobieznej przekladni odboczkowej wal napedzany, zawiera- jacy zebnik do napedu wienca zebatego silnika spa- linowego, przy czym obszar krancowy walu nape- dzanego, niosacy zebnik, jest ulozyskowany w sciance czolowej obudowy, znamienne tym, ze wal napedzany (6) jest osadzony swym drugim koncem (23) za posrednictwem pierwszego lozyska, w otwo- rze srodkowym (166) wolnobieznego pierscienia zewnetrznego (35), którego powierzchnia boczna (164) jest podparta za posrednictwem drugiego lozyska w sciance (2a) we wnetrzu obudowy (2) urzadzenia pokrecajacego (1), oraz ze w obszarze krancowym walu napedzanego (6), lezacym we wnetrzu obudowy (2) osadzony jest za posrednict- wem trzeciego lozyska odpowiedni koniec (25) walu wirnikowego (17) wirnika (5) rozrusznika. PL PL PL PL PL

Description

W technice pojazdów mechanicznych tego rodzaju urządzenia pokręcające służą do rozruchu silników spalinowych tych pojazdów. Dla przeprowadzenia rozruchu zębnik, urządzenia pokręcającego, zostaje zazębiony z wieńcem zębatym silnika spalinowego. Aby uzyskać wymagany w tym celu ruch osiowy zębnika, niosący go wał napędzany jest osadzony przesuwnie w kierunku osiowym. Po zakończeniu rozruchu zębnik wyzębia się ponownie z wieńca zębatego, przy czym wał napędzany powraca do swego położenia wyjściowego. Ruch osiowy wału napędzanego uzyskuje się między innymi, zwłaszcza za pomocą gwintu stromego. Ponadto znane jest urządzenie wolnobieżne, które w jednym kierunku obracania się powoduje - przenoszenie momentu obrotowego, natomiast w drugim kierunku obracania się - odsprzęgnięcie tak, iż po uruchomieniu silnika spalinowego możliwe jest „wyprzedzenie urządzenia pokręcającego, wskutek czego następuje wyzębienie zębnika.

Wskutek istnienia urządzenia do osiowego przesuwania wału napędzanego oraz urządzenia wolnobieżnego i wymaganych miejsc ułożyskowania otrzymuje się stosunkowo dużą długość konstrukcyjną tego rodzaju urządzeń pokręcających, która ulega dalszemu powiększeniu wówczas, gdy urządzenia te są wykonane jako rozruszniki przekładniowe.

Celem wynalazku jest opracowanie urządzenia pokręcającego o małej długości i lekkiej konstrukcji.

W rozwiązaniu według wynalazku wał napędzany jest ułożyskowany za pośrednictwem pierwszego łożyska w otworze środkowym wolnobieżnego pierścienia zewnętrznego urządzenia wolnobieżnego. Powierzchnia boczna wolnobieżnego pierścienia zewnętrznego wspiera się za pośrednictwem drugiego łożyska w obudowie urządzenia pokręcającego. W obszarze krańcowym wału napędzanego, leżącym wewnątrz obudowy, ułożyskowany jest za pośrednictwem trzeciego łożyska odpwiedni koniec wału wirnika rozrusznika.

Korzystnie pierwsze łożysko ma postać łożyska igiełkowego, drugie łożysko ma postać łożyska kulkowego, a trzecie znowu łożyska igiełkowego.

Drugie łożysko przejmuje zjednej strony siły promieniowe, z drugiej zaś stronyjednak również siły osiowe, czyli jest ono wykonane jako łożysko osiowe, dzięki czemu następuje promieniowe ustalenie wolnobieżnego pierścienia zewnętrznego.

Według zalecanego przykładu wykonania wał wirnikowy zawiera osiowy otwór odbiorczy, w którym umieszczone jest trzecie łożysko i w który wchodzi swym końcem wał napędzany. Wał wirnikowy i wał napędzany biegną zatem współosiowo względem siebie, przy czym wskutek wchodzenia wału napędzanego w otwór odbiorczy wału wirnikowego powstaje „układ wstawkowy, który przyczynia się do uzyskania małej długości konstrukcyjnej urządzenia pokręcającego według wynalazku.

Korzystnie wolnobieżny pierścień zewnętrzny jest wykonany jako stopniowana tuleja łożyskowa z dwoma kołowymi przekrojami poprzecznymi różnej wielkości. Z powierzchnią wewnętrzną mającego większą średnicę odcinka tulei łożyskowej współpracują elementy toczne urządzenia wolnobieżnego. Przy powierzchni bocznej mającego mniejszą średnicę odcinka tulei łożyskowej umieszczone jest drugie łożysko.

Otwór środkowy wolnobieżnego pieścienia zewnętrznego jest ograniczany przez ściankę wewnętrzną mającego mniejszą średnicę odcinka tulei łożyskowej. Wskutek tego uzyskuje się umieszczenie pierwszego łożyska, osadzonego w tym otworze środkowym, w przybliżeniu na tej samej wysokości, na jakiej znajduje się drugie łożysko. Dzięki temu siły promieniowe są kierowane bezpośrednio, czyli wzdłuż krótkiej drogi, do obudowy urządzenia pokręcającego. Rozwiązanie to przyczynia się także do powstawania cichobieżnej konstrukcji o małej długości.

W przypadku wykonania urządzenia pokręcającego jako rozrusznika przekładniowego, wolnobieżny pierścień zewnętrzny jest połączony z planetarnym elementem nośnym, na którym osadzonych jest korzystnie szereg kół planetowych, które współpracują z połączonym na stałe z obudową kołem o uzębieniu wewnętrznym oraz z kołem środkowym, napędzanym przez wirnik rozrusznika. Dzięki takiemu rozwiązaniu można wykonać, w bardzo małej przestrzeni, przekładnię pomiędzy silnikiem prądu stałego, zawierającym wirnik rozrusznika, a wałem napędzanym. W szczególności można wykonać koło środkowe na powierzchni bocznej wału wirnikowego.

Do przesuwania osiowego wału napędzanego przeznaczony jest współpracujący z elementami tocznymi urządzenia wolnobieżnego pierścień wewnętrzny, który wchodzi występami gwintowymi w gwint stromy wału napędzanego.

167 304

Konstrukcja według wynalazku przyczynia się zatem do tego, że wał napędzany jest osadzony stacjonarnie wewnątrz obudowy za pośrednictwem wolnobieżnego pierścienia zewnętrznego, przy czym jeden obszar krańcowy wału napędzanego tworzy jednocześnie miejsce ułożyskowania odpowiednio zwróconego ku niemu końca wirnika rozrusznika. Rozwiązanie takie umożliwia zwartą i prostą budowę, ponieważ zmniejszona jest liczba miejsc ułożyskowania, opierających się bezpośrednio w obudowie urządzenia pokręcającego.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, przedstawiającym urządzenie pokręcające według wynalazku w przekroju podłużnym.

Rysunek przedstawia przekrój podłużny przez urządzenie pokręcające 1. Zawiera ono obudowę 2, w której umieszczony jest silnik 3 prądu stałego oraz przekaźnik włączający 4. Silnik 3 prądu stałego zawiera wirnik 5, który oddziaływuje na wał napędzany 6, na którego końcu 7 osadzony jest bezobrotowo zębnik 8. Dla rozruchu, nie uwidocznionego, silnika spalinowego zębnik 8 przemieszcza się do położenia 9, uwidocznionego linią przerywaną oraz zostaje przy tym zazębiony z wieńcem zębatym 10 silnika spalinowego. Osiowe przsunięcie zębnika do położenia 9 uzyskuje się za pomocą przekaźnika włączającego 4. Będzie o tym jeszcze mowa poniżej.

Wirnik 5 jest zaopatrzony w komutator 11, do którego wycinków 12 przyłączone jest uwzojenie wirnikowe 13. Komutator 11 współpracuje z układem 14 szczotek węglowych. Ponadto przewidziany jest stojan 15 z uzwojeniem 16, który znajduje się naprzeciw wirnika 5 z małą szczeliną powietrzną.

Wirnik 5 zawiera wał wirnikowy 17, który jest ułożyskowany na jednym końcu 18 w łożysku igiełkowym 19 i jest objęty przez kołpak 20 obudowy. Drugi koniec wału wirnikowego 17 zawiera, wychodzący z jego powierzchni czołowej 21, środkowy otwór odbiorczy 22, w który wchodzi jeden koniec 23 wału napędzanego 6. Ten drugi koniec wału wirnikowego 17 jest ułożyskowany na końcu 23 wału napędzanego 6 za pośrednictwem łożyska igiełkowego 31, umieszczonego w otworze odbiorczym 22. Powierzchnia boczna 24 zaopatrzonego w otwór odbiorczy 22 końca 25 wału wirnikowego 17 ma postać koła środkowego 26, które współpracuje z kołami planetowymi 27, osadzonymi na ich elemencie nośnym 28 (na rysunku uwidocznione jest tylko jedno koło planetowe). Koła planetowe 27 są osadzone na trzpieniach łożyskowych 29 z wstawieniem w środek łożysk igiełkowych.

Koła planetowe 27 współpracują prócz tego z zaopatrzonym w uzębienie wewnętrzne kołem 30, które jest osadzone stacjonarnie w obudowie 2.

Koniec 23 wału napędzanego 6 jest osadzony za pośrednictwem łożyska igiełkowego 37 w otworze odbiorczym mostka osiowego 39. Wolnobieżny pierścień zewnętrzny 35 jest przytrzymywany (łożysko stałe) przez jednorzędowe łożysko kulkowe 38, które jest umieczzone na mostku osiowym 39 oraz wspiera się z drugiej strony w obudowie 2. W przeciwległym obszarze krańcowym 32 wału napędzanego 6 przewidziane jest walcowe łożysko wałeczkowe 33, przytrzymywane przez obudowę 2, przed którym znajduje się w kierunku do zewnątrz pierścień uszczelniający 34. Walcowe łożysko wałeczkowe 33 prowadzi wał napędzany 6 w kierunku zarówno osiowym jak i promieniowym.

Element nośny 28 kół planetowych jest połączony osiowo za pośrednictwem śrub 36 z wolnobieżnym pierścieniem zewnętrznym 35. Wolnobieżny pierścień zewnętrzny 35 należy do urządzenia wolnobieżnego 40, które jest wykonane jako wolnobieżka wałeczkowa. Zawiera ona obciążone sprężynami wałeczki 41, współpracujące z pierścieniem wewnętrznym 42 urządzenia wolnobieżnego 40. Pierścień wewnętrzny 42 jest połączony za pośrednictwem gwintu stromego 43 z wałem napędzanym 6. Ponadto wał napędzany 6 zawiera żłobek 44, w którym umieszczony jest pierścień rozprężny 45. Pierścień rozprężny 45 tworzy ogranicznik ruchu, współpracujący przy opisanym bliżej w dalszym ciągu przesuwaniu osiowym wału napędzanego 6 ze stopniem 46 pierścienia wewnętrznego 42.

Wolnobieżny pierścień zewnętrzny 35 jest zatem wykonany jako tuleja łożyskowa 160 o dówch kołowych przekrojach poprzecznych różnej wielkości. Z powierzchnią wewnętrzną 161 mającego większą średnicę odcinka 162 tulei łożyskowej 160 współpracują utworzone przez wałeczki 41 elementy toczne 163 urządzenia wolnobieżnego 40. Przy powierzchni bocznej 164 mającego mniejszą średnicę odcinka 165 tulei łożyskowej 160 umieszczone jest jednorzędowe łożyko kulkowe 38. Bezpośrdnio naprzeciwko znajduje się łożysko igiełkowe 37, które jest osadzone w otworze środkowym 166 wolnobieżnego pierścienia zewnętrznego 35.

167 304

Na wale napędzanym 6 zamocowany jest pierścień przytrzymujący 47, który zawiera kołnierz promieniowy 48. Ponadto w żłobku 49 pierścienia przytrzymującego 47 znajduje się pierścień rozprężny 50, podpierający tarczkę 51. W ten sposób pomiędzy tarczką 51 a kołnierzem promieniowym 48 powstaje kanał pierścieniowy 52.

Na końcu 7 wału napędzanego 6 osadzony jest bezobrotowo, lecz z możliwością przesuwu osiowego zębnik 8. Jest on obciążany za pomocą śrubowej sprężyny naciskowej 54. Ta ostatnia zostaje wstępnie napięta wówczas, gdy przy doprowadzaniu do zazębienia zębnika 8 z wieńcem zębatym 10 uzyskuje się ustawienie „ząb w ząb“.

Przekaźnik włączający 4 zawiera stacjonarne uzwojenie przekaźnikowe 61, współpracujące ze zworą 62. Zwora 62 jest osadzona na osi 63 z możliwością przesuwu osiowego i w niewzbudzonym stanie przekaźnika włączającego 4 jest wypierana do przedstawionego na rysunku położenia przez sprężynę cofającą 64, wykonaną jako śrubowa sprężyna naciskowa. Oś 63 zawiera w swym obszarze krańcowym 65 element stykowy 66, który może współpracować z przyłączeniami elektrycznymi 67.

Zwora 62 jest połączona z popychaczem 68, który wchodzi do przestrzeni 69 obudowy 2. Popychacz 68 współpracuje z mającą postać dźwigni dwustronnej, dźwignią włączającą 70, która jest osadzona wychylnie w swym środkowym obszarze za pomocą sworznia poprzecznego 71. Sworzeń poprzeczny 71 jest przytrzymywany na położonym od strony obudowy wycięgniku 72. Dolny koniec 73 dźwigni włączającej 70 jest zaopatrzony w występ 74, wchodzący w kanał pierścieniowy 52. Na drugim końcu 75 dźwigni włączającej 70 wykonana jest głowica zabierająca 76. Przez przesunięcie popychacza 68 zabierana jest dźwignia włączająca 70, wskutek czego następuje przemieszczenie osiowe wału napędzanego 6. W stanie nie wzbudzenia przekaźnika włączającego 4 należy zadbać o to, aby zębnik 8 nie opuszczał położenia, przedstawionego na rysunku liniami ciągłymi. Urządzenie blokujące 77, złożone w zasadzie ze sprężyny kabłąkowej 80, tulei sterującej 108, pierścienia 117 oraz sprężyn 99 i 112, przeciwdziała niezamierzonemu przemieszczeniu zębnika 8 w kierunku wieńca zębatego 10 silnika spalinowego, ponieważ mogłoby to doprowadzić do uszkodzenia części składowych. Bez urządzenia blokującego 77 takie niezamierzone przesunięcie osiowe mogłoby wystąpić wskutek tego, że momenty hamujące, wywoływane np. przez łożyska i pierścień uszczelniający wał, przepuszczają wał napędzany 6 do położenia zazębienia, co oznacza, że siły sprężyny cofającej są mniejsze od składowych siły osiowej, występujących na gwincie stromym.

Na rysunku widoczne jest, że głowica zbierająca 76 nie wypełnia całkowicie odstępu pomiędzy jednym bokiem 119 piercienia 117, a powierzchnią czołową 120 kołnierza sterującego 108; przeciwnie, pozostaje droga jałowa b.

Gwint stromy 43 dpuszcza przemieszczenie osiowe wału napędzanego 6 o odcinek a.

Na położonym od strony komutatora końcu 18 wał wirnikowy 17 jest prowadzony w łożysku wirnikowym 147, mającym postać łożyska igiełkowego 19.

Urządzenie pokręcające 1 według wynalazku działa w sposób opisany poniżej. Dla rozruchu silnika spalinowego (nie uwidocznionego) wzbudza się przekaźnik włączający 4 za pośrednictwem łącznika rozruchowego. Powoduje to, że zwora 62 przemieszcza się w prawo (rysunek), wskutek czego tuleja sterująca 108 napiera na srężynę kabłąkową 80 tak, iż ta ostatnia ulega sprężeniu promieniowemu. Powoduje to zwolnienie pierścienia 117. Ruch wzajemny pomiędzy tuleją sterującą 108 a pierścieniem 117 jest możliwy przy wykorzystaniu drogi jałowej b dzięki temu, że ten ostatni jest osadzony na tulei sterującej 108 z możliwością przesuwu osiowego. Jeśli sprężyna kabłąkowa 80 zajmuje pozycję sprężoną, to droga jałowa b jest wykorzystana, co oznacza, że lewy bok głowicy zabierającej 76 jest zabierany przez tuleję sterującą 108. Dźwignia włączająca 70 wykonuje wychylenie w kierunku ruchu wskazówek zegara dookoła sworznia poprzecznego 71. Występ 74 przemieszcza przy tym wał napędzany 6 w kierunku wieńca zębatego 10, wskutek czego zębnik 8 może zazębić się z uzębieniem tego wieńca. Siły wzębiania powodują, że odtąd zębnik 8 wchodzi całkowicie w wieniec zębaty 10, przy czym wskutek istnienia gwintu stromego 43 wał napędzany 6 wysuwa się osiowo aż do położenia krańcowego tak, iż w wyniku tego zębnik 8 zajmie położenie, uwidocznione na rysunku liniami przerywanymi. Ponieważ wskutek ruchu przyciągającego przekaźnika włączającego 4 element stykowy 66 zostaje doprowadzony do stanu stykania się z

167 304 przyłączeniami elektrycznymi 67, ulega wzbudzeniu silnik 3 prądu stałego, co oznacza, że wirnik 5 zaczyna obracać się, co sprawia, że zębnik 8 jest zabierany za pośrednictwem przekładni redukcyjnej, złożonej z koła środkowego 26, kół planetowych 27 i koła 30 o uzębieniu wewnętrznym.

Po zakończeniu rozruchu odpada przekaźnik włączający 4. Ruch odpadania jest wspomagany przez sprężyny cofające 64 i 112. Jednocześnie pierścień 117 dosuwa się do głowicy zabierającej 76 dźwigni włączającej 70 tak, iż ta ostatnia ulega obróceniu w kierunku, przeciwnym kierunkowi ruchu wskazówek zegara, co sprawia, że zębnik 8 zostaje cofnięty do położenia, uwidocznionego na rysunku linią ciągłą. Ponieważ w końcowym stadium rozruchu silnik spalinowy, znajdujący się już w ruchu „wyprzedza obroty zębnika 8, przez to proces wyzębiania jest wspomagany przez gwint stromy 43.

Po ponownym zajęciu położenia wyzębienia (spoczynkowego - rysunek) również sprężyna kabłąkowa 80 znajduje się znowu w położeniu wyjściowym, czyli zabezpiecza ona pierścień 117 tak, iż dźwignia włączająca 70 jest unieruchomiona w położeniu, uwidocznionym na rysunku. W ten sposób zapobiega się niezamierzonemu przesuwowi osiowemu wału napędzanego 6.

Zgodnie z wynalazkiem obszar krańcowy 32 wału napędzanego 6 jest osadzony w walcowym łożysku wałeczkowym 33. Drugi koniec 23 wału napędzanego 6 jest ułożyskowany za pośrednictwem łożyska igiełkowego 37 i wolnobieżnego pierścienia zewnętrznego 35 oraz jednorzędowego łożyska kulkowego 38 w obudowie 2 urządzenia pokręcającego 1. Wał wirnikowy 17 jest natomiast ułożyskowany w obszarze komutatora 11 za pomocą łożyska igiełkowego 19. Jego koniec 25 obejmuje koniec 23 wału napędzanego i jest osadzony na nim za pomocą łożyska igiełkowego 31.

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie pokręcające o zwartej budowie, zwłaszcza swobodnie wypychające urządzenie pokręcające, z silnikiem elektrycznym, którego wirnik napędza za pośrednictwem wolnobieżnej przekładni odboczkowej wał napędzany, zawierający zębnik do napędu wieńca zębatego silnika spalinowego, przy czym obszar krańcowy wału napędzanego, niosący zębnik, jest ułożyskowany w ściance czołowej obudowy, znamienne tym, że wał napędzany (6) jest osadzony swym drugim końcem (23) za pośrednictwem pierwszego łożyska, w otworze środkowym (166) wolnobieżnego pierścienia zewnętrznego (35), którego powierzchnia boczna (164) jest podparta za pośrednictwem drugiego łożyska w ściance (2a) we wnętrzu obudowy (2) urządzenia pokręcającego (1), oraz że w obszarze krańcowym wału napędzanego (6), leżącym we wnętrzu obudowy (2) osadzony jest za pośrednictwem trzeciego łożyska odpowiedni koniec (25) wału wirnikowego (17) wirnika (5) rozrusznika.
2. 2. Urządzenie pokręcające według zastrz. 1, znamienne tym, że pierwsze łożysko jest łożyskiem igiełkowym (37).
3. 3. Urządzenie pokręcające według zastrz. 1, znamienne tym, że drugie łożysko jest łożyskiem kulkowym (38).
4. 4. Urządzenie pokręcające według zastrz. 1, znamienne tym, że trzecie łożysko jest łożyskiem igiełkowym (31).
5. 5. Urządzenie pokręcające według zastrz. 4, znamienne tym, że wał wirnikowy (17) zawiera osiowy otwór odbiorczy (22), w którym umieszczone jest trzecie łożysko w postaci łożyska igiełkowego (31), i w który wchodzi swym końcem (23) wał napędzany (6).
6. 6. Urządzenie pokręcające według zastrz. 3, znamienne tym, że wolnobieżny pierścień zewnętrzny (35) jest wykonany jako stopniowana tuleja łożyskowa (160) o dwóch kołowych przekrojach poprzecznych różnej wielkości, przy czym z powierzchnią wewnętrzną (161) mającego większą średnicę odcinka (162) tulei łożyskowej (160) współpracują elementy toczne (163) urządzenia wolnobieżnego (40) oraz przy powierzchni bocznej (164) mającego mniejszą średnicę odcinka (165) tulei łożyskowej (160) umieszczone jest drugie łożysko w postaci łożyska kulkowego (38).
7. 7. Urządzenie pokręcające według zastrz. 6, znamienne tym, że zawiera współpracujący z elementami tocznymi (163) urządzenia wolnobieżnego (40) pierścień wewnętrzny (42), który wchodzi występami gwintowymi w gwint stromy (43) wału napędzanego (6).
8. 8. Urządzenie pokręcające według zastrz. 1, znamienne tym, że otwór środkowy (166) wolnobieżnego pieścienia zewnętrznego (35) jest ograniczany przez ściankę wewnętrzną, mającego mniejszą średnicę, odcinka (165) tulei łożyskowej (160).
9. 9. Urządzenie pokręcające według zastrz. 1, znamienne tym, że z wolnobieżnym pierścieniem zewnętrznym (35) połączony jest element nośny (28) kół planetowych, na którym osadzonych jest korzystnie szereg tych kół (27), współpracujących z połączonym trwale z obudową kołem (30) z uzębieniem wewnętrznym oraz z kołem środkowym (26), napędzanym przez wirnik (5) rozrusznika.
10. 10. Urządzenie pokręcające według zastrz. 9, znamienne tym, że koło środkowe (26) jest wykonane na powierzchni bocznej (24) wału wirnikowego (17).

    Przedmiot wynalazku stanowi urządzenie pokręcające, zwłaszcza swobodnie wypychające urządzenie pokręcające, z silnikiem elektrycznym, którego wirnik napędza za pośrednictwem wolnobieżnej przekładni odboczkowej wał napędzany, zawierający zębnik, do napędu wieńca zębatego silnika spalinowego, przy czym obszar krańcowy wału napędzanego, niosący zębnik, jest ułożyskowany w ściance czołowej obudowy jak to przedstawiono na przykład w opisie wyłożeniowym RFN nr39 08 870.