WO1996018034A1 - Anlasseinrichtung für eine kraftmaschine - Google Patents

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Definitions

  • the starting devices for motor machines, in particular piston engines, which are in use today have an electric drive motor which is assigned an axially displaceable starter pinion which can be brought into engagement with the toothing of the starter wheel by means of an actuating means, for example a lifting magnet, by means of an axial displacement .
  • an actuating means for example a lifting magnet
  • a transmission pinion is permanently connected to the drive shaft of the electric drive motor and is in permanent mesh with the starter pinion, the starter pinion being brought into engagement with the toothing of the starter wheel on the engine by pivoting about the axis of the drive shaft can.
  • Such starting devices are known for example from DE-PS 325 109, 390 160, 369 639 and 490 441.
  • the invention has for its object to provide a tempering device which is structurally simpler and accordingly requires fewer components.
  • the interposed freewheel device now causes the starter pinion and the transmission pinion to rotate freely as a function of the speed of the starter wheel can without exerting a coercive moment on the rotor of the electric drive motor through the transmission pinion.
  • the starter pinion is held in engagement with the starter wheel via the slip clutch acting on the swivel device.
  • the swiveling device can then be rotated via appropriate return means, for example a spring or also by gravity, and the starter pinion can thus be disengaged. Additional actuators for actuating the swivel device are therefore not required.
  • mechanical return means can also be dispensed with if, in a further embodiment of the invention, the electric drive motor rotates in the direction of rotation. is reversible. This arrangement has the
  • the electrical drive motor works briefly in the opposite direction of rotation via a corresponding electrical switching device at the moment when the starter switch is pivoted into its zero position and the electrical drive motor is to be de-energized. so that with the help of the slipping clutch acting on the swivel clutch, it is turned back into the rest position. In this rest position, the pivoting device can then be held in the rest position by gravity, possibly with the additional effect of a light retaining spring or a snap catch.
  • the swivel device is expediently designed as a swivel arm so that the weight of the starter pinion rotatably mounted on the free end of the swivel arm can suffice as a retaining force.
  • the transmission pinion with the freewheel device is mounted on the drive shaft.
  • the pivoting device is pivotably mounted on the drive shaft. This results in a further reduction in components and assembly work.
  • the slip clutch is formed by at least one spring-loaded coupling element, which is at least connected to the swivel arm in a friction-locked manner.
  • the arrangement can be made so that the coupling element is, for example, connected to the drive shaft in a rotationally fixed manner and acts frictionally on the swivel arm.
  • the reverse construction is also possible.
  • a corresponding frictional connection is present both between the drive shaft and between the pivoting device. Such a design also simplifies construction and assembly.
  • stops are assigned to the pivoting device in order to limit the pivoting movement between a rest position and a working position.
  • the arrangement of a stop for limiting the pivoting movement in the working position has the advantage that precisely defined pressing forces result between the teeth of the starter pinion and the toothing of the starter wheel.
  • Fig. 2 shows a partial section through the arrangement. the line II-II in Fig. 1,
  • Fig. 3 is an end view of the arrangement acc.
  • Fig. 1 is also serving as a flywheel and provided with a toothing on the outer circumference
  • An electric drive motor 2 is assigned to the starter wheel 1, parallel to the axis, the drive shaft of which is connected to a transmission pinion 3 which is in engagement with a starter pinion 4.
  • the starter pinion 4 is freely rotatably mounted on the free end of a swivel device 5 designed as a swivel arm, the swivel device 5 in turn being swivelable on the drive shaft 8 of the drive motor 2 is mounted.
  • the pivoting movement of the pivoting device 5 is limited on both sides by corresponding stops 9 and 10 on the drive motor 2.
  • the arm-like swiveling device 5 is “double-shell” and is mounted directly on the drive shaft 8 of the drive motor 2.
  • At least one spring-loaded coupling element acting as a slip clutch 6 is arranged between the drive shaft 8 and the swivel device 5.
  • the slip clutch consists of a plate spring, which is supported with its inner edge on a collar of the drive shaft 8 and is supported with its outer edge on the associated counter surface of the swivel device 5.
  • the transferable frictional force is defined by a corresponding pre-tensioning of the plate spring.
  • the swiveling device 5 is driven in the direction of rotation up to one of the stops 9 or 10 via the frictional forces of the slip clutch 6 and as long as the drive motor 2 is switched on, corresponding to the direction of rotation also to the corresponding stops 9 and 10 held.
  • the transmission pinion 3 is also rotatably mounted on the drive shaft 8, wherein. a freewheel device 7 is provided, which is designed so that it in the drive direction of rotation, i. H. transmits a torque when the starter is switched on for starter operation and freewheels when the drive shaft rotates in the opposite direction.
  • the freewheel is also given when the drive shaft 8 rotates slower than the transmission pinion 3 or when the drive shaft 8 is stationary.
  • FIG. 1 shows the arrangement in the rest position
  • FIG. 3 shows the arrangement in the working position
  • the swivel device 5 is partially cut away wisely.
  • the schematic representation of the freewheel device 7 reveals that with the directions of rotation of the drive shaft 8 and starter wheel 1 given by the arrows 11, there is also the possibility that the freewheel is effective and no torque is transmitted from the transmission pinion 3 to the drive shaft 8 when the engine is running becomes.
  • the direction of rotation of the drive motor 2 is briefly reversed via a corresponding simple electrical switching device, not shown here, so that the swivel device 5 is moved from the working position shown in FIG. 3 via the slip clutch 6 is pivoted back from the stop 10 against the stop 9 into the rest position.
  • the drive motor 2 is assigned to the starter wheel 1 in the manner shown in FIG. 3, the gravity acting on the swivel device 5 is sufficient to hold it in its rest position at the stop 9 when such a starter device is used, for example, on a stationary engine.
  • the fixation in the rest position can also be secured by a correspondingly arranged light return spring 12, as shown schematically in FIG.
  • the return spring 12 only has the task of fixing the swiveling device 5 in the rest position, since the torque required for swiveling from the working position (FIG. 3) to the rest position (FIG. 1) in the illustrated embodiment is about a reversal of the direction of rotation of the Antriebs ⁇ motors 2 is effected so that the slip clutch is not significantly burdened by this spring.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anlaßeinrichtung für eine Kraftmaschine mit einem elektrischen Antriebsmotor (2), dessen Antriebswelle (8) über eine in Antriebsdrehrichtung sperrende Freilaufeinrichtung (7) mit einem Übertragungsritzel (3) in Wirkverbindung steht, das seinerseits mit einem Anlasserritzel (4) in Eingriff steht, das an einer Schwenkeinrichtung (5) drehbar gelagert ist, die um die Achse der Antriebswelle (8) schwenkbar gelagert ist und die über eine Rutschkupplung (6) mit der Antriebswelle (8) in Wirkverbindung steht.

Description

Bezeichnung: Anlaßeinrichtung für eine Kraftmaschine
Beschreibung:
Die heute gebräuchlichen Anlaßeinrichtungen für Kraft¬ maschinen, insbesondere Kolbenkraftmaschinen, weisen einen elektrischen Antriebsmotor auf, dem ein axial verschiebbares Anlasserritzel zugeordnet ist, das mit Hilfe eines Betätigungsmittels, beispielsweise eines Hubmagneten, durch axiale Verschiebung mit der Verzahnung des .Anlaßrades in Eingriff gebracht werden kann. Eine derartige Anlaßeinrichtung ist beispielsweise in der DE-A-42 04 124 beschrieben.
Bei Anlaßeinrichtungen älterer Bauart ist mit der Antriebs¬ welle des elektrischen Antriebsmotors ein Ubertragungs- ritzel fest verbunden, das mit dem Anlasserritzel im Dauereingriff steht, wobei das Anlasserritzel durch Verschwenken um die Achse der Antriebswelle mit der Verzahnung des Anlaßrades an der Kraftmaschine in Eingriff gebracht werden kann. Derartige Anlaßeinrichtungen sind beispielsweise aus DE-PS 325 109, 390 160, 369 639 und 490 441 bekannt.
Diese Bauformen sind verhältnismäßig aufwendig, da immer ein zusätzlich anzusteuerndes Betätigungsmittel vorhanden sein muß, um das Anlasserritzel mit der Verzahnung des Anlaßrades in Eingriff zu bringen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlaßein¬ richtung zu schaffen, die konstruktiv einfacher aufgebaut ist und dementsprechend weniger Bauteile benötigt.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Anlaßeinrichtung der eingangs bezeichneten Art, mit einem elektrischen
Antriebsmotor, dessen Antriebswelle über eine in Antriebs¬ drehrichtung sperrende Freilaufeinrichtung mit einem Ubertragungsritzel in Wirkverbindung steht, das seiner- 1 seits mit einem Anlasserritzel ein Eingriff steht, das an einer Schwenkeinrichtung drehbar gelagert ist, die um die Achse der Antriebswelle schwenkbar gelagert ist und die über eine Rutschkupplung mit der Antriebswelle 5 in Wirkverbindung steht. Eine derartige Anlaßeinrichtung hat den Vorteil, daß beim Einschalten des elektrischen Antriebsmotors dieser mit Hilfe der Rutschkupplung die Schwenkeinrichtung verschwenkt und hierbei das Anlasser¬ ritzel mit der Verzahnung des Anlaßrades in Eingriff
**- bringt und während der Betriebsdauer des Antriebsmotors in Eingriff hält. Sobald nun die Kraftmaschine angelassen ist, wobei in der Regel die Drehzahl der Kraftmaschine selbst im Lehrlauf höher liegt als die Drehzahl des elektrischen Antriebsmotors der Anlaßeinrichtung unter
15 Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses zwischen Anlaßrad und Anlasserritzel und damit der elektrische Antriebsmtor der Anlaßeinrichtung zwangsweise mit erhöhter Drehzahl mitgedreht würde, wird nun durch die zwischenge¬ schaltete Freilaufeinrichtung bewirkt, daß das Anlasser- 0 ritzel und das Ubertragungsritzel frei in Abhängigkeit von der Drehzahl des Anlaßrades drehen können, ohne daß durch das Ubertragungsritzel ein Zwangsmoment auf den Rotor des elektrischen Antriebsmotor ausgeübt wird. Solange der elektrische Antriebsmotor der Anlaßeinrichtung 5 zugeschaltet ist, wird über die auf die Schwenkeinrichtung wirkende Rutschkupplung des Anlasserritzel im Eingriff mit dem Anlaßrad gehalten. Sobald die Stromversorgung zum elektrischen Antriebsmotor abgeschaltet wird, kann dann über entsprechende Rückholmittel, beispielsweise 0 eine Feder oder auch durch Schwerkraft, die Schwenkeinrich¬ tung verdreht und somit das Anlasserritzel außer Eingriff gebracht werden. Zusätzliche Aktuatoren zur Betätigung der Schwenkeinrichtung entfallen somit.
5 Zur weiteren konstruktiven Vereinfachung und zur Verminde¬ rung der Bauteile kann auch auf mechanische Rückholmittel dann verzichtet werden, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der elektrische Antriebsmotor drehrichtungs- umsteuerbar ausgebildet ist. Diese Anordnung hat den
Vorteil, daß über eine entsprechend elektrische Schaltein¬ richtung in dem Moment, in dem der Anlasserschalter in seine Null-Stellung verschwenkt wird und der elektri- sehe Antriebsmotor stromlos gesetzt werden soll, kurz¬ zeitig der elektrische Antriebsmotor in die entgegenge¬ setzte Drehrichtung arbeitet, so daß mit Hilfe der auf die Schwenkeinrichtung wirkenden Rutschkupplung diese in die Ruhestellung zurückgedreht wird. In dieser Ruhe- Stellung kann dann die Schwenkeinrichtung durch Schwer¬ kraft, ggf. unter zusätzlicher Wirkung einer leichten Rückhaltefeder oder einer Schnapprast in der Ruhestellung gehalten werden. Die Schwenkeinrichtung ist hierbei zweckmäßigerweise als Schwenkarm ausgebildet, so daß bereits das Gewicht des am freien Ende des Schwenkarmes drehbar gelagerten Anlasserritzels als Rückhaltekraft ausreichen kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Ubertragungsritzel mit der Freilaufeinrichtung auf der Antriebswelle gelagert ist.
In weiterer vorteilhafter ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schwenkeinrichtung auf der An- triebswelle schwenkbar gelagert ist. Hierdurch ergibt sich eine weitere Reduzierung der Bauelemente und der Montagearbeiten.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Rutschkupplung durch wenigstens ein federbelastetes Kupplungselement gebildet wird, das zumindest mit dem Schwenkarm reibschlüssig verbunden ist. Die Anordnung kann hierbei so getroffen werden, daß das Kupplungselement beispielsweise drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist und reibschlüssig- auf den Schwenkarm einwirkt. Auch die umgekehrte Konstruk¬ tionsweise ist möglich. In der einfachsten Ausgestaltung, beispielsweise bei der Verwendung eines oder mehrerer vorspannbarer Tellerfederelemente ist es ferner möglich, daß sowohl zwischen der Antriebswelle als auch zwischen der Schwenkeinrichtung ein entsprechender Reibschluß vorhanden ist. Durch eine derartige Ausbildung wird der Aufbau und die Montage ebenfalls vereinfacht.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Schwenkeinrichtung Anschläge zugeordnet sind zur Begrenzung der Schwenkbewegung zwi- sehen einer Ruheposition und einer Arbeitsposition.
Neben der Fixierung der Schwenkeinrichtung in der Ruhe¬ position weist die Anordnung eines Anschlages zur Be¬ grenzung der Schwenkbewegung in der Arbeitsposition den Vorteil auf, daß sich genau definierte Preßkräfte zwischen den Zähnen des Anlasserritzel und der Verzahnung des Anlaßrades ergeben.
Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Stirnansicht in Ruheposition,
Fig. 2 einen Teilschnitt durch die Anordnung gem. der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine Stirnansicht der Anordnung gem.
Fig. 1 in Arbeitsposition.
In Fig. 1 ist das gleichzeitig als Schwungrad dienende und am Außenumfang mit einer Verzahnung versehene
Anlaßrad 1 einer Kolbenkraftmaschine dargestellt. Dem Anlaßrad 1 ist achsparallel ein elektrischer Antriebs¬ motor 2 zugeordnet, dessen Antriebswelle mit einem Uber¬ tragungsritzel 3 verbunden ist, das mit einem Anlasser- ritzel 4 im Eingriff steht. Das Anlasserritzel 4 ist am freien Ende einer als Schwenkarm ausgebildeten Schwenk¬ einrichtung 5 frei drehbar gelagert, wobei die Schwenk¬ einrichtung 5 ihrerseits schwenkbar auf der Antriebs- welle 8 des Antriebsmotors 2 gelagert ist. Durch entspre¬ chende Anschläge 9 und 10 am Antriebsmotor 2 wird die Schwenkbewegung der Schwenkeinrichtung 5 nach beiden Seiten begrenzt.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die armartige Schwenk¬ einrichtung 5 "zweischalig" ausgebildet und unmittelbar auf der Antriebswelle 8 des Antriebsmotors 2 gelagert. Zwischen der Antriebswelle 8 und der Schwenkeinrichtung 5 ist wenigstens ein als Rutschkupplung 6 wirkendes federbelastetes Kupplungselement angeordnet. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Rutschkupplung aus einer Tellerfeder, die sich mit ihrem inneren Rand an einem Bund der Antriebswelle 8 abstützt und mit ihrem äußeren Rand auf der zugeordneten Gegen¬ fläche der Schwenkeinrichtung 5 abstützt. Die übertrag¬ bare Reibkraft wird durch eine entsprechende Vorspannung der Tellerfeder definiert. Sobald beim Einschalten des Antriebsmotors 2 die Antriebswelle 8 dreht, wird über die Reibkräfte der Rutschkupplung 6 die Schwenkeinrich¬ tung 5 in Drehrichtung bis an einen der Anschläge 9 bzw. 10 mitgenommen und so lange der Antriebsmotor 2 eingeschaltet ist, entsprechend der Drehrichtung auch an den entsprechenden Anschlägen 9 bzw. 10 gehalten.
Auf der Antriebswelle 8 ist ferner das Ubertragungsritzel 3 drehbar gelagert, wobei . eine Freilaufeinrichtung 7 vorgesehen ist, die so ausgelegt ist, daß sie in An¬ triebsdrehrichtung, d. h. beim Einschalten des Anlassers für den Anlasserbetrieb ein Drehmoment überträgt und bei Drehung der Antriebswelle in Gegenrichtung freiläuft. Der Freilauf ist auch dann gegeben, wenn die Antriebs¬ welle 8 langsamer dreht als das Ubertragungsritzel 3 oder wenn die Antriebswelle 8 still steht.
Während Fig. 1 die Anordnung in Ruheposition zeigt, ist in Fig. 3 die Anordnung in Arbeitsposition dargestellt,
Die Schwenkeinrichtung 5 ist in dieser Darstellung teil- weise weggeschnitten. Die schematische Darstellung der Freilaufeinrichtung 7 läßt erkennen, daß bei der durch die Pfeile 11 vorgegebenen Drehrichtungen von Antriebs¬ welle 8 und Anlaßrad 1 auch die Möglichkeit besteht, daß bei laufender Kraftmaschine der Freilauf wirksam ist und kein Drehmoment vom Ubertragungsritzel 3 auf die Antriebswelle 8 übertragen wird.
Soll nun die Anlaßeinrichtung abgeschaltet werden, dann wird bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel über eine entsprechende, hier nicht näher dargestellte einfache elektrische Schalteinrichtung die Drehrichtung des Antriebsmotors 2 kurzfristig umgekehrt, so daß über die Rutschkupplung 6 die Schwenkeinrichtung 5 aus der in Fig. 3 dargestellten Arbeitsposition vom Anschlag 10 gegen den Anschlag 9 in die Ruheposition zurückgeschwenkt wird. Bei einer Zuordnung des Antriebsmotors 2 zum Anla߬ rad 1 in der in Fig. 3 dargestellten Weise genügt die auf die Schwenkeinrichtung 5 wirkende Schwerkraft, um diese in ihrer Ruheposition am Anschlag 9 zu halten, wenn eine derartige Anlaßeinrichtung beispielsweise an einem Stationärmotor eingesetzt wird. Die Fixierung in der Ruh.-position kann noch durch eine entsprechend angeordnete leichte Rückholfeder 12, wie in Fig. 1 schema- tisch dargestellt, oder durch eine entsprechende Schnapp¬ rast gesichert werden. Die Rückholfeder 12 hat hierbei lediglich die Aufgabe, die Schwenkeinrichtung 5 in der Ruheposition zu fixieren, da das erforderliche Drehmoment zum Verschwenken aus der Arbeitsposition (Fig. 3) in die Ruheposition (Fig. 1) bei dem dargestellten Ausfüh¬ rungsbeispiel über eine Drehrichtungsumkehr des Antriebs¬ motors 2 bewirkt wird, so daß die Rutschkupplung durch diese Feder nicht nennenswert zusätzlich belastet wird.

Claims

Schutzansprüche:
1. Anlaßrichtung für eine Kraftmaschine mit einem elek¬ trischen Antriebsmotor (2), dessen Antriebswelle (8) über eine in Antriebsdrehrichtung sperrende Freilauf¬ einrichtung (7) mit einem Ubertragungsritzel (3) in Wirkverbindung steht, das seinerseits mit einem Anlasser¬ ritzel (4) in Eingriff steht, das an einer Schwenkeinrich¬ tung (5) drehbar gelagert ist, die um die Achse der Antriebswelle (8) schwenkbar gelagert ist und die über eine Rutschkupplung (6) mit der Antriebswelle (8) in Wirkverbindung steht.
2. Anlaßrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- net, daß das Ubertragungsritzel (3) mit der Freilaufein- richtung (7) auf der Antriebswelle (8) gelagert ist.
3. Anlaßrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Schwenkeinrichtung (5) auf der Antriebs- welle (8) schwenkbar gelagert ist.
4. Anlaßrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutschkupplung (6) durch wenig¬ stens ein federbelastetes Kupplungselement gebildet wird, das zumindest mit der Schwenkeinrichtung (5) reib¬ schlüssig verbunden ist.
5. Anlaßrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkeinrichtung (5) Anschläge (9, 10) zugeordnet sind zur Begrenzung der Schwenkbewegung zwischen einer Ruheposition und einer Arbeitsposition.
6. Anlaßrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Antriebsmotor (2) drehrichtungsumsteuerbar ausgebildet ist.
7. Anlaßrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Rückholelement (Rück¬ holfeder 12 oder Schnapprast) vorgesehen ist zur Fixierung der Ξchwenkeinrichtung (5), zumindest in der Ruheposition.
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