DE2533310C3 - Schubschraubtrieb-Anlasser für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schubschraubtrieb-Anlasser für Brennkraftmaschinen der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Bauart Unter einem Schubschraubtrieb-Anlasser ist ausschließlich ein solcher zu verstehen, der ein Einrückrelais mit einem doppelarmigen Hebel enthält, daß das Ritzel über einen axial federnden Einrückring auf der Ankerwelle verschiebt, wobei zwischen Ankerwelle und Ritzel ein Steilgewinde zum kombinierten axial- und drehbeweglichen Ein- und Ausspuren des Ritzels angeordnet ist.

Bei einer im Großserien-Automobilbau üblichen, besonders einfachen Ausführungsform ist das Steilge- so winde unmittelbar auf der Ankerwelle angeordnet und der Einrückring auf einer mit dem Ritzel über einen Freilauf verbundenen zylindrischen Hülse axial- und drehbeweglich gelagert, die ihrerseits mit dem Steilgewinde im Eingriff steht.

Bei einem bekannten Schubschraubtrieb-Anlasser nach der DE-OS 19 58 444 hat der Anlasser-Motor eine zusätzliche Hilfsfeldwicklung, die derart geschaltet und. auf die Reihenschlußschaltung abgestimmt ist, daß der Anlasser-Motor in der zwischen dem Einlegen des Anlaßschalters und dem Schließen des Hauptstromschalters liegenden Vorstufe ein zur normalen Betriebsdrehrichtung entgegengesetztes, jedoch zum Drehen der Ankerwelle nicht ausreichendes Drehmoment erzeugt. Wenn das Ritzel stirnseitig auf den Zahnkranz auftrifft und sich daran festsetzt, wird die Ankerwelle durch die genannte Schaltung und durch das hierbei über das Steilgewinde wirksame Einrückrelais entgegen der Betriebsdrehrichtung verdreht. Bei nochmaligem Betätigen des Anlaßschalters jteht swmit das Ritzel in veränderter Drehlage zum Zahnkranz und kann einspuren. Bei dieser Ausführung ist bei »Zahn-an-Zahn«-Verklemmen ein wiederholtes Betätigen des Anlaßschalters notwendig.

Weiterhin sind Schubschraubtrieb-Anlasser in der DE-OS 19 58 444 als bekannt beschrieben, deren Einzugswicklung als Vorwiderstand geschaltet, jedoch so bemessen ist daß im Anlasser-Motor kein wesentliches Drehmoment erzeugt wird. Bei »Zahn-auf-Zahn«- Stellung wird eine zwischen dem Einrückring und dem Roilenfreilauf angeordnete Feder bis zu einer Anschlagstellung vorgespannt, bei der der Hauptstromschalter noch nicht schließt. Auch hierbei tritt über ein Steilgewinde ein Verdrehen der Ankerwelle auf, so daß oftmals nur bei mehrfachem Betätigen des Anlaßschalters ein Anlaßvorgang vollendet werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Schubschraubtrieb-Anlasser der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Bauart mit einfachen Mitteln und geringen Kosten so weiterzubilden, daß das Anlassen weitgehend ruckfrei und zähneschonend regelmäßig schon bei einmaligem Betätigen des Anlaßschalters erfolgt, und daß außerdem ein Festhalten des Ritzels in Einspurlage sicher vermieden wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebene Merkmal vorgesehen. Auf diese Weise wird bei der Erfindung in überraschend einfacher Weise ein sanftes zähneschonendes Einspuren

erreicht, ohne daß hierfür nennenswerte zusätzliche Kosten entstehen. Es ist in einfacher (an sich bekannter) Weise der elektrische Widerstand der vorhandenen Einzugswicklung derart als Vorwiderstand auf die Reihenschlußschaltung des Anlasser-Motors abgestimmt, daß die Ankerwelle bis zum Einspuren langsam gedreht wird. Dadurch spurt das Ritzel stets schon bei einmaligem Betätigen des Anlaßschalters nahezu ruckfrei in den Zahnkranz ein, weil beim Annähern oder Auftreffen des Ritzels auf den Zahnkranz infolge des elastischen Nachgebens und Spannens der Schraubenfeder keine hohen Axialkräfte auftreten. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird ferner das bei Schubschraubtrieb-Anlassern übliche, aufwendige stirnseitige Anschrägen der Zähne des Ritzels und des Zahnkranzes zum Erleichtern des Einspurens überflüssig. Außerdem wird durch die weiteren Kennzeichen des Erfindungsgegenstandes ein Festhalten des Ritzels in Einspurlage sicher vermieden.

Bei mechanisch und elektrisch völlig anders aufgebauten, leistungsstarken Schubtrieb-Anlassern ist es zwar bekannt, in Verbindung mit verschiedenen anderen zusätzlichen teuren Schaltungsmaßnahmen eine Schaltungsabstimmung zu verwenden, derart, daß die Einzugsrichtung als Vorwiderstand bei der ersten Stufe des Zweistufenanlassers dient Eine Anwendung dieses Prinzips bei kostengünstigen Schubschraubtrieb-Anlassern ist aber neu, und es war die sichere Funktion der einfachen Lösung nicht ohne weiteres vorhersehbar. Zudem besteht die Erfindung nicht allein in der genannten Anwendung dieses Prinzips, sondern es müssen auch die im Patentanspruch 1 genannten Schaltungskennzeichen hinzutreten.

Aus der Zeitschrift »Kraftfahrzeug-Elektriker« vom 18. 02, 1965, Seiten 5 bis 7 ist es bekannt, bei einem j5 zweistufigen Schubtrieb-Anlasser die Haltewicklung des Einrückrelais in einem vom Stromkreis der Einzugswicklung durch ein Steuerrelais getrennten, durch den Anlaßschalter gesteuerten Stromkreis anzuordnen, so daß sofort nach Loslassen des Anlaßschalters die Haaewicklung stromlos wird. Besonders einfache schaltungstechnische Maßnahmen zum Erreichen desselben Zwecks bei einem Einrückreiais eines Schubschraubtrieb-Anlassers, dessen Einzugs- und HaI-tewicklung parallel zueinander angeordnet und gemeinsam durch den Anlaßschalter geschaltet sind, lassen sich der Druckschrift jedoch nicht entnehmen.

Die Erfindung weiter ausgestaltende Merkmale gehen aus der folgenden detailierten Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Schubschraubtrieb-Anlassers für Brennkraftmaschinen hervor.

Der Schubschraubtrieb-Anlasser besteht im wesentlichen aus einem Anlasser-Motor 1 und einer Einrückvorrichtung 2. Letztere netzt sich aus einem Einrückrelais 3, einem Hebel 4, einem Einrückrin,g 5, einem Rollenfreilauf 6 und einem über letzteren angetriebenen Ritzel 7 zusammen. Der Rollenfreilauf 6 und das Ritzel 7 sind in geringem Abstand von einem Zahnkranz β einer nicht gezeichneten Brennkraftmaschine auf einer Ankerwelle eo 9 angeordnet. Die Ankerwelle 9 trägt an dieser Stelle ein Steilgewinde 10, in das eine den Primärteil des Rollenfreilaufes 6 bildende, mit einem Innensteilgewinde versehene Hülse 11 eingreift Auf der Hülse 11 ist zum Rollenfreilauf 6 hin verschiebbar der Einrückring 5 gelagert, an den sich eine zum Rollenfreilauf 6 hin offene Topfhülse 12 anschließt. Innerhalb der Topfhülse 12 ist eine sich andemends gegen den Rollenfreilauf 6 abstützende Schraubenfeder 14 angeordnet, die dem Verschieben des Einrückringes 5 und der Topfhülse 12 entgegenwirkt, bis der Topfrand 12' unmittelbar am Freilauf 6 anliegt

Das Einrückrelais 3 weist eine Einzugswicklung 15 und eine Haltewicklung 16 auf, die einerseits beide über eine Leitung 17 und einen Anlaßschalter 18 wechselweise am Massepol des Bordnetzes und am zweiten Bordnetzpol 19 angeschlossen sind. Die Haltewicklung 16 liegt andererseits an Masse, während die Einzugswicklung 15 über einen Leitungsverbindungspunkt 34 in Reihe mit einer Feldwicklung 20 und einer Ankerwicklung 21 des Anlasser-Motors 1 geschaltet ist und die Ankerwicklung 21 an Masse liegt. Der Punkt 34 liegt dabei zwischen Hauptstromschalter 23 und Feldwicklung 20, wobei die Leitung zwischen 34 und 20 mit 22a bezeichnet ist

Über eine zur Leitung 17 parallele Leitung 22 sind Feldwicklung 20 und Ankerwicklung 21 mittels eines Hauptstrortnchalters 23 unmittelbar mit dem Bordnetzpol 19 verbindbar. Der Hauptstrom'., kalter 23 enthält eine Kontaktbrücke 24, die an einen; Fnde 25 eines Schaltankers 26 des Einrückrelais 3 angeordnet ist Mit dem anderen Ende 27 greift der Schaltanker 26 gelenkig in einen Arm 28 des Hebels 4 ein, dessen zweiter Arm 29 gelenkig mit dem Einrückring 5 verbunden ist Ferner enthält das Einrückrelais 3 eine Rückholfeder 30, die die Ruhelage des Schaltankers 26 bestimmt

Die Einzugswicklung 15 ist als Vorwiderstand für Feldwicklung 20 und Ankerwicklung 21 geschaltet und derart abgestimmt, daß bei Betätigen des Anlaßschalle rs 18 und dabei noch geöffnetem Hauptstromschalter 23 der Anlasser-Motor 1 lediglich ein zum relativ langsamen Drehen der Ankerwelle 9 und damit des Ritzels 7 ausreichendes Drehmoment erzeugt. Gleichzeitig zieht das Einrückrelais 3 den Schaltanker 26 gegen die Kraft der Rückholfeder 30 ein, die sich am Anlassergehäuse 31 abstützt, und schiebt über den Hebel 4 das Ritzel 7 zum Zahnkranz 8 hin. Bei langsamem Drehen der Ankerwelle 9 spurt das Ritzel 7 entweder unmittelbar in den Zahnkranz 8 ein oder es stößi Zahn-auf-Zahn stirnseitig am Zahnkranz 8 an. Im letzteren Falle wird der Einrückring 5 unter Spannen der Schraubenfeder 14 bis zur Anlage des Topfrandes 12' am Rollenfreilauf 6 zu diesem hingeschoben. Damit ist die Einrückvorrichtung auf Anschlag blockiert und der Hauptstromschalter 23 bleibt geöffnet. Das sich weiterhin langsam drehende Ritzel 7 wird sodann durch die Kraft des Einrückrelais 3 in der nächstfolgenden Zahn-auf-Lücke-Stellung weitgehend stoßfrei in den Zahnkranz 8 eingespurt. Eine Beschädigung der Zähne am Ritzel 7 und am Zahnkranz 8 durch hohe Stoßkräfte wird in beiden Fällen vermieden, weil im Einspurmoment !.eine hohe Relativgeschwindigkeit aufgrund der relativ geringen Drehzahl und der ebenfalls noch relativ geringen magnetischen Kraft des Einrückrelais 3 bei nur geringem Eintauchen des Schaltankers 26 in das Magnetfeld der Einzugs- und Haltewicklungen 15 und 16 gegeben ist.

Unmittelbar nach dem Einspuren des Ritzels 7 in den Zahnkranz 8 schließt der Hauptstromschalter 23 und die Feld- und Ankerwicklungen 20 und 21 des Anlzssfcr-Motors 1 erhalten die volle Bordnetzspannung. Die Ankerwelle 9 erhält das volle Drehmoment, schraubt das Ritzel 7 auf dem Steilgewinde 10 vor, spurt es dadurch vollends bis zum Anliegen an einem Anschlag 32 ein und dreht die Brennkraftmaschine an.

Läuft die Brennkraftmaschine nach dem Anspringen

mit eigener Kraft, so kommt der Rollenfreilauf 6 zur Wirkung und verhindert eine Mitnahme und damit eine überhöhte Drehzahl der Ankerwelle 9. Der Rollenfreilauf 6 und das Ritzel 7 schrauben sich aufgrund des in gegen Drehrichtung wirkenden Drehmoments auf dem Steilgewinde 10 der Ankerwelle 9 wieder zurück. Das Ritzel 7 bleibt jedoch noch so lange eingespurt, bis das Einrückrelais 3 durch öffnen des Anlaßschalters 18 stromlos wird. Dabei bewegt die Rückholfeder 30 die Einrückvorrichtung 2 in die Ausgangslage zurück und beeiidet damit den Anlaßvorgang. Über den Massekontakt 18' im AnlaDschalter 18 und die Leitung 17 liegen dabei Einzugs- und Haltewicklung 15 und 16 an Masse. Die Haltewicklung 16 wird dadurch stromlos, die Einzugswicklung 15 dagegen erhält vom Hauptstromschalter 23 über 22, 34 und 17a einen umgekehrten Stromfluß. Dadurch kehrt sich auch das Magnetfeld des Einrückrelais 3 um und unterstützt die Wirkung der Rückholfeder 30 zum Ausspuren des Ritzels 7.

Wird ein üblicher einpoliger Anlaßschalter 18 ohne Massekontakt 18' verwendet, so ist in der Leitung 17a eine Diode 33 vorgesehen, die beim öffnen des Anlaßschalters 18 einen Rückstromfluß vom Hauptstromschalter 23 über 22,34, 17a und durch die Einzugsund Haltewicklungen 15 und 16 des Einrückrelais 3 verhindert und somit ein Festhalten des Ritzels 7 in Einspurlage vermeidet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche;

   1, Schubschraubtrieb·Anlasser for Brennkraftmaschinen, mit einer Einrückvorrichtung, die ein Einrückrelais mit einer Einzugs- und einer Haltewicklung aufweist, und mit einem Anlasser-Motor, wobei die Einzugswicklung durch einen Anlaßschalter zu Beginn der Einrückbewegung in Reihe mit dem Anlasser-Motor geschaltet und durch einen nach dem Einspuren eines Anlasser-Ritzels in einen Zahnkranz der Brennkraftmaschine geschlossenen Hauptstromschalter kurzgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzugswicklung (15) als Vorwiderstand derart auf den Anlasser-Motor (1) abgestimmt ist, daß der Anlasser-Motor (1) bis is zum Schließen des Hauptstromschalters (23) mit vermindertem Drehmoment und verminderter Drehzahl in Betriebsdrehrichtung angetrieben wird, daß ferner der Einzugswicklungs-Stromkreis — vom Anlaßschalter (18) ausgehend — über die Einzugswicklung (15} zu einem Leitungsverbindungspunkt (34) führt, der zwischen Hauptstromschalter (23) und Feldwicklung (20) des Anlasser-Motors (1) liegt, während der Haltewicklungs-Stromkreis — vom Anlaßschalter (18) ausgehend — über die Haltewicklung (16) zur Masse führt, und daß Schaltmittel vorgesehen sind, die nach den Abschalten des Anlaßschalters (18) einen Stromfluß vom Hauptstromschalter (23) über den genannten Leitungsverbindungspunkt (34) durch die Haltewicklung (16) verhindern.
2. 2. Anlasser räch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Einzur^swicklung (15) und dem Leitungsverbindungspunkt (34) eine Diode (33) derart eingeschaltet ist, daß ein P<;ckstromfluß zur Einzugswicklung (15) und damit zur Haltewicklung (16) ausgeschlossen ist.
3. 3. Anlasser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlaßschalter (18) einen in seiner Ausschaltstellung geschlossenen Massekontakt (18') enthält
4. 4. Anlasser nach einem der Ansprüche I bis 3, bei dem die Einrückvorrichtung — jeweils auf einer Ankerwelle des Anlasser-Motors durch einen Hebel längsverschieblich angeordnet — einen Einrückring, eine Schraubenfeder, einen Rollenfreilauf und ein Ritzel aufweist, wobei der Einrückring als gesonderter, gegenüber dem Hebel und dem Rollenfreilauf drehbarer und gegenüber letzterem verschiebbarer Teil ausgebildet und eine Schraubenfeder zwischen dem Einrückring und dem Rollenfreilauf angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Einrückring (5) und dem Rollenfreilauf (6) ein Anschlag (Topfhülse 12) angeordnet ist, der den Schiebeweg des Einrückringes (5) zum Roilenfreilauf (6) hin auf einen Wert begrenzt, bei dem bei Anlage des Ritzels (7) am Zahnkranz (8) der Hauptstromschalter (23) noch offen ist.
5. 5. Anlasser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einrückring (5) an der dem Rollenfreilauf (6) zugewandten Seite mit einer Topfhülse (12) versehen ist, deren Topfrand (12') als Anschlag dient.
6. 6. Anlasser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (14) derart bemessen ist, daß durch Aneinanderlegen ihrer Windungen der Anschlag gebildet wird.