DE2132724A1 - Andrehvorrichtung fuer brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Ändrehvorrichtung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Andrehvorrichtung für Brennkraftmaschinen, mit einem auf der Antriebswelle verdreh-und verschiebbar gelagerten Ritzel, das über einen Freilauf mit einer Schraubhülse verbunden ist, die auf einem Steilgewindeabschnitt der Welle sitzt und beim Andrehvorgang unter dem Einfluß einer Reibkraft steht, welche von der Einzug kraft eines konzentrisch zur Welle angeordneten Elektromagneten abgeleitet ist und welche die Schraubhülse gegenüber der sich drehenden Welle zurückhält und dadurch die Einspurbewegung des Ritzels zumindest unterstützt.
• Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art ist der Anker des Elektromagneten als ebene Platte ausgebildet, die an der vom Ritzel abgekehrten Stirnseite des Freilaufs befestigt ist. Die Spule des Magneten und sein RückschlSkörper sind verschiebbar auf der Schraubhülse gelagert und mit einem radialen Ansatz versehen, der in eine Längsnut des Gehäuses der Vorrichtung eingreift und ein Drehen der Spule sowie des Rückschlußkörpers um die Andrehwelle verhindert. Zum Zuführen des Erregerstromes ist am Boden der Längsnut eine-Schleifbahn vorgesehen, an der ein mit der Spule verbundener Schleifkontakt anliegt. Beim Einschalten der Vorrichtung wird auch der Elektromagnet erregt, dessen Rückschlußkörper sich dadurch an den Anker anpreßt und einer Drehung des Ankers samt der aus Schraubhülse, Freilauf und Ritzel bestehenden Getriebeeinheit ein starkes-Reibmoment entgegensetzt. Die anlaufende Andrehwelle schiebt dadurch über das Steilgewinde die Getriebeeinheit vor, bis das Ritzel in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine eingespurt ist.
• Diese Ausführung hat den Nachteil, daß die Zuführung des Erregerstroms zum Elektromagneten yerhältnis aufwendig ist und im Stufe der Zeit durch Verschmutzung der Kontaktbahn beeinträchtigt werden kann, und daß die beim Andrehvorgang an Widerlager für die Spule und den Rückschlußkörper des Magneten auftretenden Kräfte den Rückschlußkörper gegen die ihn tragende Schraubhülse und die Seitenwände der ihn führenden Längsnut verkanten, so daß die Teile unter Umständen rasch verschleissen und das Spiel zwischen ihnen sich in unerwünschtem Maße vergrößert.
• Ferner~ist eine Andrehvorrichtung bekannt, bei welcher die Spule und der Rückschlußkörper des Elektromagneten zwar fest, jedoch radial zur Andrehwelle angeordnet sind und über das ansonsten im wesentlichen runde Querschnittsprofil der Vorrichtung hinausragen. Diese Anordnung benötigt viel Platz, der oftmals nicht zur Verfügung steht, und ist auch wegen ihres Aufbaues nachteilig, der neben einer am Umfang gezahnten, mit dem Anker des Magneten zusammenarbeitenden Reibscheibe eine Vielzahl von Teilen zum Kuppeln und Entkuppeln der Reibscheibe mit der Schraubhülse benötigt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Andrehvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und bei der sich die Teile zum Übertragen der Bremskraft auf das Ritzel nicht gegenseitig verkanten können.
• Diese Aufgabe ist erfindungsgemäßdadurch gelöst, daß die Spule des Elektromagneten in an sich bekannter Weise unverschiebbar am Gehäuse gehalten ist, daß sein Anker verschiebbar, jedoch nicht drehbar mit der Schraubhülse gekuppelt ist, und daß die Einzugakraft des Magneten den Anker in axialer Richtung gegen eine feststehende Reibfläche zieht.
• Dadurch ist erreicht, daß die beim Einspuren aufzubringenden Kräfte zum Abbremsen des Ritzels in Drehrichtung mindestens annähernd konzentrisch auftreten, so daß ein Verkanten des Ankers gegenüber der Schraubhülse nicht eintritt. Außerdem kann die Stromzufuhr zum Elektromagneten durch festverlegte Leitungen erfolgen, so daß sich ein Schleifkontakt und eine der Gefahr der Verschmutzung und des Verschleißes ausgesetzte Schleifbahn erübrigen. Die Spule des Magneten ist konzentrisch zur Andrehwelle angeordnet, so daß die Vorrichtung keine über ihren Umfang hervorstehende Ansätze hat und der dadurch gewonnene Platz ggf. für die Unterbringung anderer Geräte ausgenutzt werden kann.
• Der Vorschlag nach der Erfindung kann besonders vorteilhaft bei solchen Andrehvorrichtungen angewendet werden, bei denen die auf das Ritzel von einem Elektromagneten ausgeübte zusätzliche Bremskraft zwangsläufig aufgehoben wird, wenn das Ritzel ein bestimmtes Stück weit in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine eingespurt ist. Das wird bei der schon erwähnten bekannten Vorrichtung mit einem konzentrisch zur Andrehwelle angeordneten Magneten dadurch erreicht, daß die Schleifbahn am Boden der die Spule und den Rückschlußkörper führenden Längsnut kürzer als der gesamte Verschiebeweg des Getriebes ist, so daß die Stromzufuhr zum Elektromagneten unterbrochen wird, bevor das Ritzel voll in den Zahnkranz eingespurt ist.
• Das hat jedoch den Nachteil, daß die Kontakteinrichtung für den Elektromagneten besonders hohen Beanspruchungen ausgesetzt ist, weil sich während eines Andrehvorganges unter Umständen eine oszillierende Bewegung des Getriebes in axialer Richtung einstellen kann, bei welcher der Kontakt in rascher Folge geöffnet und geschlossen wird . Der Kontakt kann daher unter Umständen bereits nach kurzer Zeit verschmoren und dadurch das ordnungsgemäß Arbeiten der Anlage überhaupt in Frage stellen.
• Zur Behebung dieses Nachteils wird gemäß der Erfindung weiter vorgeschlagen,daß die Schraubhülse und der Anker mit einander zugekehrten Anschlagschultern versehen sind, über die die Schraubhülse den Anker entgegen der Einzugskraft des Magneten von der Bremsfläche abhebt, wenn das Ritzel ein Stück weit in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine eingespurt ist.
• Dadurch ist-auf einfache mechanische Weise erreicht, daß die Bremswirkung auf das Ritzel aufgehoben wird, wenn das Ritzel ein bestimmtes Stück weit in den Zahnkranz eingespurt ist. Der Magnet bleibt bis zur Beendigung des Andrehvorganges eingeschaltet, so daß beim Auftreten von oszillierenden Bewegungen des Getriebes keine Kontaktunterbrechungen stattfinden, sondern nur der Anker abwechselnd an die Bremsfläche angelegt und von ihr mechanisch abgehoben wird.
• Beim mechanischen Abheben des Ankers von der Bremsfläche bleibt eine geringe Restbremskraft erhalten, welche die Andrehwelle in axialer Richtung zusätzlich belastet. Zum Auffangen dieser Bremskraft wird vorgeschlagen, daß der Andrehmotor mit einem Plankollektor versehen ist, dessen Kontaktsegmente an der vom Ritzel abgekehrten Stirnseite des scheibenförmigen Kollektorkörpers angeordnet sind.
• Dadurch ist erreicht, daß die vom Anker des Magneten auf die Andrehwelle zusätzlich ausgeübte Restbremskraft durch die von den Schleifbürsten des Kollektors ausgeübte Axialkraft annähernd kompensiert wird, so daß die Motorleistung zur Überwindung des durch die Restbremskraft hervorgerufenen zusätzlichen- Drehmomentes nicht verloren geht, sondern nutzbringend zur Überwindung des von den Schleifbürsten hervorgerufenen Bremsmomentes am Kollektor herangezogen wird.
• Der Anker des Elektromagneten kann zweckmäßig unter dem Einfluß einer Rückführfeder stehen, die sich an der Schraubhülse abstützt und bei stromlosem Magneten den Anker sowie über die Schraubhülse den Freilauf mit seiner Ringschulter gegen eine vorzugsweise aus Kunststoff bestehende, feststehende Gehäusewand drückt.
• Durch diesen Vorschlag kann eine zur Rückführung der gesamten Getriebeeinheit,- dienende zusatzliche Feder eingespart werden.
• Eine einfach zusammenzubauende Vorrichtung ergibt sich, wenn die feststehende Gehäusewand zusammen mit dem Elektromagneteti und einer die Bremsfläche tragenden Scheibe zwischen Getriebegehäuse und Motorgehäuse eingespannt ist.
• In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Längsschnitt durch eine Andrehvorrichtung dargestellt.
• Die Vorrichtung hat einen Motor 11, an den ein Getriebe 12 angeflanscht ist. Der Motor 11 hat eine Welle 33, die einen Anker 14 trägt und daneben einen Steilgewindeäbechnitt 15 hat, auf dem eine Schraubhülse 16 verschraubhar gelagert ist. Die Welle 13 ist in einem Lagerschild 17 und einem maulartigen Ansatz 18 des Getriebegehäuses 19 gelagert und tritt mit Spiel durch eine Zwischenwand 20 hindurch, die zwischen Getriebegehäuse 19 und den Polgehäuse 21 des Motors eingespannt ist Die Gehäuse 19 und 21 sind über Zuganker 22 fest mitelnander verbunden.
• Die Schraubhülse 16 ist einstückig nit dem äußeren Laufring 24 eines Freilaufes 25 verbunden, dessen Innerer Laufring 26 an einem Ritzel 27 gebildet ist, das dreh- und verschiebbar auf der Welle 13 sitzt. Die Welle 13 trägt einen Anschlagring 28, der die Einspurbewegung des Ritzels 27 begrenzt, wenn es voll in einen nicht dargestellte, durch eine Öffnung 29.des maulartigen Gehäuseansatzes 18 ragenden Zahnkranz der Brennkraftmaschine eingespurt ist.
• Am Mantelumfang der Schraubhülse 16 ist eine Geradverzahnung 32 vorgesehen, auf welcher der Anker 33 eines Elektromagneten 34 verschiebbar gelagert ist. Der Bohrungsdurchmesser des Ankers 33 ist größer als der Außendurchrnesser der Verzahnung 32 und in die eine Ausmiindung der Bohrung ist eine Ringscheibe 35 unverschiebbar eingesetzt, die am Innenumf'ng mit einem in die Verzahnung 32 eingreifenden Zahnkranz verseherl ist. Das andere Stirnende des Ankers 37 ist auf einem clUS Kunststoff bestehenden Ringkörper 36 gefübrt, der auf die Schraubhülse aufgesteckt und durch einen Sprengring 37 gegen axiales Verschieben gesichert ist.
• Der Ringkörper 36 hat an seiner der Ringscheibe 35 zugekehrten Stirnseite eine Ringnut. 38, in die eine Schraubenfeder 39 eingreift, deren anderes Ende sich an der Ringscheibe 35 abstützt.
• Die Feder 39 ist bestrebt, den Anker 33 gegen eine Scheibe 40 zu drücken, die zusammen mit dem Rückschlußkörper 41 des Elektromagneten 34 und der Zwischenwand 20 zwischen Getriebegehäuse 19 und Polgehäuse 21 fest eingespannt ist. Die Reaktionskraft der Feder 39 drückt über den Ringkörper 36, den Sprengring 37 und die Schraubhülse 16 auch den Freilauf 25 an die Scheibe 40 an, an der die Teile in der dargestellten Ruhelage der Vorrichtung spiellos festgehalten sind.
• Der Rückschlußkörper 41 und die Spule des Magneten 34 sind so ausgebildet und angeordnet, daß die Einzugskraft des Magneten den Anker 33 gegen die Zwischenwand 20 zieht, die auf der dem Anker zugekehrten Stirnseite mit einem Reibbelag 44 versehen ist. Zur Erhöhung des Reibmomentes ist der Anker an der der Zwischenwand 20 zugekehrten Stirnseite konisch verjüngt und die Zwischenwand ist der Konizität des Ankers entsprechend kegelig vertieft. Durch das Getriebegehäuse 19 ist eine Anschlußleitung 45 für den. Elektromagneten 34 hindurchgeführt, dessen zweiter Anschluß mit der Gehäusemasse verbunden ist.
• Der Elektromagnet 34 ist parallel zum Motor 11 geschaltet und steht unter Strom, sobald und solange der Motor eingeschaltet ist.
• Der Anker 14 des Motors 11 ist auf der vom Getriebe abgekehrten Stirnseite mit einem Plankollektor 50 versehen, auf dem vier Schleifbürsten 51 aufliegen, von denen in der Zeichnung der Einfachheit halber nur eine gezeigt ist. Die Schleifbürsten 51 sind in einem Tragkörper 52 geführt, der aus Kunststoff gespritzt und durch Schrauben am- tagerschild 17 befestigt ist. Die Schleifbürsten 51 werden von Schraubenfedern 53 gegen den Kollektor 50 gedrückt und üben dadurch auf den Anker samt Welle, Schraubhülse 16, Frei lauf 25 und Ritzel 27 einen Axialschub aus. Die Welle 13 ist innerhalb des Tragkörpers--52 über eireTellerfeder 54 an einer Scheibe 55 a- abstützt, die am Stirnrand eines nach innen gekehrten Kragens 56 des Lagerschildes 17 anliegt.
• Beim Andrehen der Brennkraftmaschine erhalten der Motor 11 und der Magnet 34 Strom, so daß sich die Welle 13 zu drehen beginnt und der Anker 33 fest gegen den Reibbelag 44 der Zwischenwand 20 gedrückt wird. Der Anker 33 verhindert danach durch seinen in die Geradverzahnung 32 der Schraubhülse 16 eingreifenden Zahnkranz, daß sich die Schraubhülse 16 mit der Welle 13 dreht, wodurch die Schraubhülse 16 samt Freilauf und Ritzel eine Axialbewegung erfährt, die das Ritzel gegen den Zahnkranz der Brennkraftmaschine vorspurt. Wenn das Ritzel ein bestimmtes Stück weit in den Zahnkranz eingespurt ist, kommt der äußere Ringrand des Ringkörpers 36 zur Anlage an die Ringscheibe 35 des Ankers 33 und reißt diesen aus seiner Einzugsstellung los, wodurch das vom Anker auf die Schraubhülse bisher ausgeübte Reibmoment aufgehoben wird und dadurch der Ardrehmotor entsprechend entlastet wird.
• Das Ritzel spurt jetzt infolge des vom Zahnkranz ausgeübten Widerstandes vollends in den Zahnkranz ein, bis es am Anschlag 28 der Welle 13 zur Anlage kommt und dann starr mit der Welle gekuppelt ist. Das Ritzel dreht danach den Zahnkranz durch, bis die Brennkraftmaschine anspringt und sich der Zahnkranz schneller als das Ritzel zu drehen beginnt. Der Zahnkranz ist dann bestrebt, das Ritzel entgegen der Einspurbewegung zurückzuschieben und außer Eingriff mit dem Zahnkranz zu bringen Diesem Bestreben wirkt jedoch das Bremsmoment entgegen, das auftritt, sobald das Ritzel samt Schraubhülse 16 ein bestimmtes Stück weit zurückgetreten und der Anker 33 dadurch wieder zur Anlage am Reibbelag 44 der Zwischenwand 20 gekommen ist.
• Der durch das Bremsmoment erzeugte Vorschub hält der ausspurenden Kraft annähernd das Gleichgewicht, so daß das Ritzel solange eingespurt bleibt, als der Motor und der Magnet eingeschaltet sind. Ein Teil der vom Getriebe auf die Welle ausgeübten Reaktionskraft wird von den Schleifbürsten 51 bzw. von deren Federn 53 kompensiert, so daß durch die Anordnung des Plankollektors auf vorteilhafte Art und Weise ein Teil der Motorleistung, die zur Überwindung des in.der axialen Abstützung der Welle hervorgerufenen Drehmomentes aufzubringen ist, nutzbringend für die Überwindung der von den Schleifbürsten am Plankollektor notwendigerweise hervorgerufenen Momentes herangezogen wird.
• Beim Ausschalten der Vorrichtung wird der Magnet 34 stromlos, so daß das Ritzel ohne Behinderung durch eine Bremskraft in die Ausgangslage zurücktreten kann. Die Rückführf eder 39 drückt den Anker 33 und den Freilauf an die Scheibe 40 an, an welcher die sich noch drehenden Teile rasch abgebremst werden und zum Stillstand kommen.
• Die Zwischenwand 20 mit dem Reibbelag 44 und die zugekehrte Stirnfläche des Ankers 33 könnten auch eben ausgebildet sein, wodurch sich zwar eine leichte Verringerung des Reibinomentes ergibt, die jedoch in dem einen oder anderen Fall in Kauf genommen werden kann.

Claims (13)

Ansprüche

1. .Andrehvorrichtung für Brennkraftmaschinen, mit einem auf der Antriebswelle verdreh- und verschiebbar gelagerten Ritzel, das über einen Freilauf mit einer Schraubhülse verbunden ist, die aufKeinem Steilgewindeabschnitt der Welle sitzt und beim Andrehvorgang unter dem Einfluß einer Bremskraft steht, welche von der Linzugskraßt eines konzentrisch zur Welle angeordneten Elektromagneten abgeleitet ist und welche die Schraubhülse gegenüber der sich drehenden Welle zurückhält und dadurch die Einspurbewegung des Ritzels zumindest unterstützt, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule des Elektromagneten (34) in an sich bekannter Weise unverschiebbar am Gehäuse gehalten ist, daß sein Anker (33) verschiebbar, jedoch nicht drehbar mit der Schraubhülse (16) gekuppelt ist, und daß die Einzugakraft des Magneten den Anker in axialer Richtung gegen eine feststehende Bxenstläche (20, 44) zieht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubhülse (16) und der Anker ( mit einander zugekehrten Anschlagschultern (35, 36) versehen sind, über die die Schraubhülse den Anker entgegen der Einzugskraft des Magneten von der Bremsfläche (20, 44) abhebt, wenn das Ritzel ein Stück weit in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine eingespurt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (33) des Elektromagneten auf der Schraubhülse (16) gelagert und mit dieser über eine Verzahnung sn ihrem Mantelumfang gekuppelt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (33) die Form eines Rohrstückes hat, dessen eine Stirnseite mit der feststehenden Bremsfläche (20, 44) zusammenarbeitet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Stirnseite des Ankers und die mit ihr zusammen arbeitende feststehende Bremsfläche (20, 44) konisch ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung des Ankers (33) abgestuft ist, daß der Abschnitt mit dem kleineren Bohrungsdurchmesser in die Verzahnung am Mantelumfang der Schraubslülse eingreift, wogegen der Abschnitt mit dem größeren Bohrungsdurchmesser auf einem Bund (36) der Schraubhülse geführt ist, und daß die zwischen den beiden Bohrungssbschnitten gebildete Ringschulter des Ankers und der Bund der Schraubhülse die Anschlagschultern zum Abheben des Ankers von der Bremsfläche bilden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinere Bohrungsabschnitt des Ankers (33) an einer in die Ankerbohrung eingesetzten Ringscheibe (35) gebildet'ist,

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für den Anker (33) des Elektromagneten eine Rückführfeder'(39) vorgesehen ist, die sich an einer inneren Ringschulter (35) des Ankers und am Bund (36) der Schraubhülse (16) abstützt.

9. Vorrichtung nach Anspruch,7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rückführfeder (39) an der eingesetzten Ringscheibe (35) und am Boden einer der Ringscheibe zugekehrten axialen Ringnut (38) des Bundes (36) der Schraubhülse abstützt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund der Schraubhülse ein auf die Schraubhülse aufgesteckter Ringkörper (36) aus Kunststoff ist.-

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (33) des Elektromagneten unter dem Einfluß einer Rückfübrfeder (39) steht, die sich an der Schraubhülse (16) abstützt und bei stromlosem Magneten den Anker sowie über die Schraubhülse den Freilauf (24) mit seiner Ringschulter gegen eine vorzugsweise aus Kunststoff bestehende, feststehende Gehäusewand (40) drückt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehende Gehäusewand (4o) zusammen mit dem Elektromagneten (34) und einer die Bremsfläche tragenden Scheibe (20) zwischen Getriebegehäuse (19) und Motorgehäuse (21) eingespannt ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche} dadurch gekennzeichnet, daß der Andrehmotor (11) mit einem Plankollektor (50) versehen ist, dessen Kontaktsegmente auf der vom Ritzel abgekehrten Stirnseite des scheibenförmigen Kollektorträgers angeordnet sind.

L e e r s e i t e