Uprawniony z patentu: Robert Bosch GmbH, Stuttgart (Republika Federalna Niemiec) Urzadzenie do rozruchu silników spalinowych Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do rozruchu silników spalinowych, majace silnik elektryczny napedzajacy zebnik, oraz wlaczany dowolnie przez lacznik rozruchowy przekaznik elektromagnetyczny, który zazebia przy wzbudzeniu zebnik z wiencem zebatym silnika spalinowego i przy koncu procesu wzebiania wlacza przelacznik pradu glównego w obwodzie pradu silnika napedzajacego zebnik, jak równiez majace przekladnie wzebiajaca, która powoduje w czasie procesu wzebiania sie obrót zebnika wzglednie walu twornika silnika napedzajacego zebnik, gdy zab zebnika uderza o zab wienca zebatego, przy czym silnik ma uzwojenie szeregowe oraz uzwojenie pola pomocniczego.Przy budowie elektrycznych silników rozruchowych do silników spalinowych usiluje sie osiagnac dobre i niezawodne wzebianie sie zebnika w wieniec zebaty i jak najbardziej zmniejszyc wystepujace naprezenie udarowe zebów przy rozruchu wzebionego zebnika. • W znanych urzadzeniach tego rodzaju zebnik polaczony jest za pomoca gwintu stromego z tulejka, która ulozyskowana jest przesuwnie na wale napedzanym przez silnik i jest uruchamiane za pomoca elektromagnetycz¬ nego przekaznika wlaczajacego, który przesuwa w kierunku wienca zebatego silnika spalinowego podczas wzbudzania tuleje wraz z zebnikiem oraz wlacza silnik po wzebieniu sie zebnika. Gdy przy tym natrafiaja na siebie czola zebów zebnika i zebów zebatego wienca, zebnik obracany jest przez nadal poruszajaca sie tuleje na gwincie stromym, dopóki zebnik nie wzebi sie w wieniec zebaty. Jednakze zdarza sie, ze krawedz czolowa zeba zebnika trafia na krawedz czolowa zeba wienca zebatego w polozenie wierzcholek na wierzcholek i zebnik zaklinowuje sie na wiencu zebatym. W tym przypadku gwint stromy pomiedzy tuleja i zebnikiem wymusza obrót wsteczny tulei wraz zwalem kotwicznym zebnika, co oddzialywuje na uklad w ten sposób, ze przekaznik wlaczajacy nie moze wykonac pelnego skoku wciagajacego, to znaczy nie moze wlaczyc silnika i proces rozruchu musi byc powtórzony. Zebnik przyjmuje przy tym w wyniku obrotu wstecz walu twornika inne polozenie w stosunku do wienca zebatego niz poprzednio, tak ze teraz moze juz wzebic sie w wieniec zebaty.Te znane urzadzenia rozruchowe w tak zwanym mechanicznym obrotem zebnika i twornika maja jednakze wady wtedy, gdy do przesuwu tulei przy jednoczesnym obrocie wstecznym walu silnika, w szczególnosci przy rozrusznikach o wiekszej wydajnosci, potrzebna jest wzglednie duza sila, która musi zostac przylozona przez przekaznik wlaczajacy. W szczególnosci w silnikach rozruchowych z przekladnia odboczkowa pomiedzy osia twornika i zebnika potrzebna sila jest znaczna, poniewaz moment obrotowy twornika zwieksza sie proporq'onal-2 81 348 nie do stosunku przelozenia przekladni odboczkowej. Do wytworzenia takiej sily musza byc przewidzane wysokowydajne przekazniki elektromagnetyczne. Silne elektromagnesy powoduja jednak duze zuzycie miedzia¬ nego drutu uzwojeniowego, wymagaja duzych przekrojów przewodów doprowadzajacych i przelaczników o zwiekszonej, odpornosci styków'na opalanie. Ponadto powiekszaja sie znacznie wymiary konstrukcyjne urzadzen.Zadaniem wynalazku jest takie rowziazanie urzadzen do rozruchu silników spalinowych, aby do wzebiania sie zebnika w polozeniu wierzcholek na wierzcholek potrzebne byry jedynie male osiowe sily posuwu, tak aby przekaznik wlaczajacy mógl miec mozliwie male wymiary. Zadanie to zostalo rozwiazane wedlug wynalazku w ten sposób, ze uzwojenie szeregowe i uzwojenie pola pomocniczego silnika sa tak dobrane i polaczenie przynajmniej jednego uzwojenia jest tak wykonane, by silnik wytwarzal na stopniu wstepnym moment obrotowy, który bylby przeciwny do normalnego kierunku obrotu roboczego, lecz nie wystarczal do obracania walu twornika.Znane sa juz elektryczne silniki rozruchowe z uzwojeniem wzbudzajacym umieszczonym dodatkowo do uzwojenia szeregowego, które polaczone sa na stopniu wstepnym proces rozruchu szeregowo, a na stopniu glównym równolegle do twornika. W tych znanych urzadzeniach nie jest jednakze mozliwy mechaniczny obrót zebnika i twornika, a wiec takze obrót walu kotwicznego w kierunku przeciwnym, do ustalonego zebnika, a uzwojenie pomocnicze jest oprócz tego tak wymierzone, ze siinik porusza zebnik na stopniu wstepnym powoli w kierunku przeciwnym do obrotu roboczego. Poprzez obrót wsteczny zebnika przy jednoczesnym posuwie ulatwia sie wzebienie, jednakze wystepujace uderzenie wzebiajace podczas wlaczania pradu glównego w wyniku przeciwnych obrotów pomiedzy zebnikiem i wiencem zebatym jest znaczne i prowadzic moze, przede wszystkim w silnikach rozruchowych o wiekszej wydajnosci, do duzych uszkodzen zebnika i wienca zebatego.W przeciwienstwie do tego urzadzenie wedlug wynalazku wykorzystuje zalete niezawodnego i miekkiego wzebiania sie sprawdzonego juz mechanizmu rozruchowego z mechanicznym obrotem twornika i zebnika bez zastosowania szczególnie wysokowydajnych elektromagnesów. Przy zaklinowaniu sie zebnika na wiencu zebatym rozporzadza sie juz w silniku rozruchowym momentem obrotowym skierowanym wstecznie, tak ze do skrecenia walu twornika potrzebna jest jeszcze jedynie mala sila szczatkowa nadawana przez przekaznik wlaczajacy.Przekaznik wlaczajacy moze miec odpowiednio male wymiary i w kazdym przypadku zapewnione jest niezawodne i oszczednosciowe wzebianie sie zebnika.Szczególnie korzystne rozwiazanie zostalo osiagniete przez to, ze na wstepnym stopniu uzwojenie pola pomocniczego i uzwojenie szeregowe sa wzbudzane przeciwfazowo, a na stopniu glównym wspólfazowo.Odwrócenie wzbudzenia uzwojenia pola pomocniczego moze nastepowac najkorzystniej za pomoca przelacznika, którego ruchomy czlon stykowy umieszczony jest na kotwicy wlaczajacej przekaznika wlaczajacego.Wynalazek jest przykladowo wyjasniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat elektryczny rozrusznika zebnika posuwu z mechanicznym obrotem zebnika i twornika, a fig. 2 zebnik posuwu rozrusznika wedlug fig. 1, w widoku bocznym i w przekroju czastkowym.Elektryczny silnik rozruchowy 10 z twornikiem 11, uzwojeniem szeregowym 12 i uzwojeniem pola pomocniczego 13 polaczony jest ze zródlem pradu 16 poprzez przelacznik 15 pradu glównego uruchamiany przez elektromagnetyczny przekaznik wlaczajacy 14.Silnik ma wal 17 twornika, na którym umieszczony jest zebnik posuwu 18 wedlug fig. 2, z tak zwanym mechanicznym obrotem zebnika i kotwicy. Posuwnik 18 zebnika ma tuleje 19, która umieszczona jest na wale 17 twornika i jest przesuwna wzdluznie, lecz nie obrotowo. Tuleja 19 ma na obwodzie plaszcza gwint stromy 20, który wspóldziala z czlonem sprzegajacym 21, który z kolei zaopatrzony jest na swojej powierzchni czolowej i piloksztaltne zeby sprzegajace 22. Zebnik 23 umieszczony jest obrotowo i przesuwnie na tulei lozyskowej 24, która polaczona jest w sposób trwaly z tuleja 19. Zebnik 23 ma na stronie zwróconej do czlonu sprzegajacego 21 piloksztaltne zeby sprzegajace 25, które wspóldzaialaja z zebami 22 czlonu sprzegajacego 21 w sposób opisany ponizej.Na tuleje 19 nasunieta jest obudowa 26 w ksztalcie garnka, u podstawy której znajduje sie element tlumiacy 27. Przylega do niego tarcza 28, która popycha pierscien odsadzajacy 19' tulei 19. Pomiedzy ta tarcza 28 i czlonem sprzegajacym 21 znajduje sie sprezyna srubowa 29. Na tarczy 28 opiera sie oprócz tego nastepna sprezyna srubowa 30, której drugi koniec polaczony jest z tuleja 31, która obejmuje czlon sprzegajacy 21 i zamocowana jest na wiencu zebatym sprzegajacym zebnika 23. Na tuleje 19 nasadzona jest nastepnie mufa posuwowa 32, której jedna strona czolowa przylega do podstawy obudowy 26. Pierscien osadczy sprezyny 33 wraz z pierscieniem odsadzajacym 19' zapobiega przesuwaniu sie mufy posuwowej 32 i obudowy 26, umocowa¬ nych na tulei 19. Na mufie przesuwowej 32 zazebia sie dzwignia wlaczajaca 34, która uruchamiana jest przez kotwice wlaczajaca 35 przekaznika wlaczajacego 14 i moze tak przesuwac posuwnik 18 zebnika na wale 17 twornika, ze zebnik 23 zazebia sie z wiencem zebatym 36 nie pokazanego silnika spalinowego.81348 3 Przekaznik wlaczajacy 14 ma na swoim rdzeniu 37 uzwojenie wciagajace 38 i uzwojenie ustalajace 39.Uzwojenie podtrzymujace 39 jest polaczone poprzez lacznik rozruchowy 40 ze zródlem pradu 16, a z drugiej strony polaczone z masa. Uzwojenie wciagajace 38 polaczone jest jednym koncem z wyjsciem lacznika rozruchowego 40 i drugim koncem z wyjsciem przelacznika 15 pradu glównego. Na kotwicy wlaczajacej 35 przekaznika 14 znajduja sie ruchowe elementy przelaczajace przelacznika 15 pradu glównego i przelacznika 43 zaopatrzonego w zestyk rozwierny 41 i zestyk roboczy 42. Przelacznik 43 laczy w polozeniu spoczynku twornik 11 poprzez uzwojenie pola pomocniczego 13 z wyjsciem lacznika rozruchowego 40, którego wejscie polaczone jest ze zródlem pradu 16. W tym polozeniu przelaczeniowym, które odpowiada wlaczonemu lacznikowi rozruchowemu 40 elektrycznego stopnia wstepnego rozrusznika, uzwojenie wciagajace 38 w szeregu z uzwoje¬ niem szeregowym 12 silnika 10 polaczone jest równolegle do uzwojenia pola pomocniczego 13. Uzwojenie pola pomocniczego 13 i uzwojenie szeregowe 12 sa wzbudzane przeciwfazowo.Przy zupelnie wciagnietej kotwicy wlaczajacej 35 przelacznik pradu glównego zamyka obwód, podczas gdy ruchomy czlon wlaczajacy przelacznika 43 dotyka zestyku roboczego 42. W tym polozeniu przelaczenio¬ wym, który odpowiada elektrycznemu stopniowi glównemu rozrusznika uzwojenie szeregowe 12 polaczone jest poprzez przelacznik pradu glównego 15 bezposrednio ze zródlem pradu 16 a uzwojenie pola pomocniczego 13 równolegle do kotwicy 11 z masa. Uzwojenie pola pomocniczego 13 jest wzbudzane z tym samym nastepstwem faz jak uzwojenie szeregowe 12. Uzwojenie wzbudzajace 38 przekaznika 14 nie ma pradu, uzwojenie ustalajace 39 polaczone jest poprzez przelacznik rozruchowy 40 równolegle do silnika rozruchowego 10 ze zródlem pradu 16.Sposób dzialania urzadzenia jest nastepujacy: Przy zamknieciu obwodu lacznika rozruchowego 40 twornik 11 i uzwojenie pola pomocniczego 13 silnika rozruchowego 10 zasilane sa pradem poprzez zestyk rozwierny 41 przelacznika 43. Prad przeplywa jednoczesnie poprzez lacznik rozruchowy 40, uzwojenie wciagajace 38, uzwojenie szeregowe 12 i twornik 11 do masy. Uzwojenie szeregowe 12 i uzwojenie pola pomocniczego 13 sa tak wymierzone, ze wytwarzane przez nie pole wzbudzenia wraz z polem twornika wytwarzaja moment obrotowy wsteczny do kierunku obrotu roboczego silnika rozruchowego 10, moment ten nie wystarcza jednak do obrotu twornika 11.Przeplywajacy prad w uzwojeniu wciagajacym wzbudza przekaznik 14 i wciaga kotwice wlaczajaca 35.Oddzialuje to na uklad w ten sposób, ze dopiero w czasie zakonczenia ruchu wciagajacego uruchamiany jest -przekaznik 43 i wkrótce potem zamykany jest przelacznik pradu glównego 15. Ruch wciagajacy kotwicy wlaczajacej 35 przenoszony jest poprzez dzwignie wlaczajaca 34 na mufe posuwowa 32. Posuwnik 18 zebnika przesuwa sie w kierunku wienca zebatego 36 silnika spalinowego. Jezeli zeby zebnika znajda sie w polozeniu luki miedzyzebnej wienca zebatego 36, to zebnik 23 wzebia sie do wienca zebatego. Na koncu drogi wzebiania sie powodowane jest zadzialanie przelacznika pradu glównego 15 i przelacznika 43. Uzwojenie szeregowe 12 i uzwojenie pola pomocniczego 13 pracujace dotychczas jako uzwojenie wzbudzajace wytwarzaja teraz wraz z polem twornika moment obrotowy w kierunku obrotu roboczego silnika rozruchowego. Moment obrotowy przenoszony zostaje poprzez wal 17 na tuleje 19, a stamtad poprzez gwint stromy 20 na czlon sprzegajacy 21, a nastepnie poprzez zeby sprzegajace 22, 25 na zebnik 23 i wieniec zebaty 36 silnika spalinowego. Gdy na poczatku zazebiania sie zeby zebnika natrafiaja na zeby wienca zebatego 36 w polozeniu zab na zab, to tuleja 19 z tuleja lozyskowa 24 przesuwa sie wzgledem czlonu sprzegajacego 21 i zebnika 23 nieco dalej do wienca zebatego 36. W wyniku czego wskutek gwintu stromego 20 obracany jest czlon sprzegajacy 21 a wraz z nim zebnik 23. Zeby zebnika obracaja sie przy zebach wienca zebatego 36 i zebnik 23 wzebia siew polozeniu zab na luke w wieniec zebaty.Gdy na poczatku zazebiania sie posuwnika 18 zebnika krawedz czolowa zeba zebnika natrafia na krawedz czolowa wienca zebatego 36 i tam sie zaklinowuje w polozeniu wirzcholek na wierzcholek, zebnik nie moze przesunac sie ani wzdluznie w kierunku wzebienia ani obrotowo. W polozeniu tym mufa 32, obudowa 26, tuleja 19 i tuleja lozyskowa 24 przesuniete zostaja poprzez dzwignie wlaczajaca 34 przy nacisku na sprezyny srubowe 29 i 30 wzgledem zebnika 23 w kierunku wienca zebatego 36. Posuw ograniczony jest zderzeniem tulei 19 z czescia osi zebnika 23 miedzy dwoma czopami i tak wymierzony, ze przesuw wciagajacy kotwicy wlaczajacej 35 przekaznika 14 nie wystarcza do uruchomienia przelacznika pradu glównego 15 i przelacznika 4a Poniewaz zebnik 23 zamocowany jest na wiencu zebatym 36, musi on przekrecic sie w kierunku wstecznym do obrotu roboczego, co powoduje gwint stromy 20, tuleja 19 i wal kotwiczny 17. Obrót ten wspomagany jest przez moment obrotowy, przykladany do twornika 11 i skierowany wstecznie, dzialajacy na stopniu wstepnym ukladu wedlug wynalazku, tak ze przekaznik wlaczajacy przeklada praktycznie tylko sile osiowa potrzebna do scisniecia obu sprezyn srubowych 29 i 30.Poniewaz przelacznik glówny 15 nie moze zostac otwarty przez przekaznik 14 na wlaczenie bierno — opo¬ rowe proces rozruchu musi byc powtórzony. Poprzez obrót skrecajacy walu 17 twornika zebnik 23 i wieniec4 81 348 zebaty 36 silnika spalinowego przyjmuja po odlaczeniu przekaznika 14 i odzebieniu sie przekladnik wzebiajacej zmienione polozenie zebów wobec siebie, tak, ze podczas ponownego procesu rozruchu zebnik 23 znajduje sie w polozeniu zab na luke wienca zebatego 36 i moze sie wzebic.Podczas rozruchu silnika spalinowego piloksztaltne zeby sprzegajace 22 i 25 tworza polaczenie ksztaltowe pomiedzy tuleja 19 i zebnikiem 23. Gdy tylko silnik spalinowy zacznie pracowac i zebnik 23 obraca sie szybciej niz wal kotwiczny 17, na zeby sprzegajace oddzialywuja sily o zmienionych kierunkach, przez co zeby sprzegajace wychodza z zazebienia pod wplywem sily sprezyny 29 j sprzegniecie pomiedzy tuleja 19 i zebni¬ kiem zostaje rozluznione. PL PL