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Kupplung für elektrische Anlaßvorrichtungen von Kraftwagen. Das Hauptpatent
416114 betrifft eine Kupplung für elektrische Anlaßvorrichtungen von Kraftwagen.
Das Wesen der Erfindung besteht in einem verschiebbaren Zahnrad, welches auf eine
Büchse aufgeschraubt ist, die sich lose auf der Welle eines jeden Planetrades dreht.
Dieses Zahnrad verschiebt sich in dem einen oder anderen Sinn auf dieser Büchse
je nach der Richtung der Kräfte, die darauf einwirken, und zwar derart, daß das
Zahnrad
bei dem Anlassen mit einem Zahnkranz zum Eingriff kommt und auf diesem abrollt und
auf diese Weise eine geeignete Cbersetzung zwischen der Motorwelle und der Welle
der elektrischen Maschine sichert. Bei dem Gang der elektrischen Maschine als Dynamomaschine
dagegen tritt das Zahnrad aus dem Zahnkranz aus und gestattet so der Motorwelle,
sich unmittelbar mit der Welle der elektrischen Maschine zu kuppeln.
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Bei einer Ausführungsform der Kupplung ist die Welle jedes Planetrades
in einem Ring befestigt, der konzentrisch auf einer Trommel sitzt, die mit der Welle
der elektrischen Maschine verbunden ist, wobei ein Freilauf zwischen dem Ring und
der Trommel derart angeordnet ist, daß bei dem Anlassen der Ring sich frei gegenüber
der Trommel dreht, wodurch man zwischen der Welle des Explosionsmotors und der Welle
der elektrischen Maschine die gewünschte übersetzung erzielen kann. Bei dem gewöhnlichen
Betrieb dagegen ist der Ring mit der Trommel durch den Freilauf verkeilt, wodurch
eine unmittelbare Kupplung der Motorwelle 2 und der Welle i der elektrischen Maschine
erzielt wird.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an der vorstehend
beschriebenen Kupplung. Diese Verbesserungen haben insbesondere den Zweck, die Herstellung
dieser Kupplungen dadurch zu vereinfachen, indem der ganze Freilauf in der obenerwähnten
Ausführungsform fortgelassen wird.
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Das «lesen der Erfindung besteht darin, daß das verschiebbare Zahnrad,
welches auf eine Büchse aufgeschraubt ist, die sich lose auf der Welle jedes Planetrades
dreht, nach dem Anlassen des Explosionsmotors mit einem Element selbsttätig in Eingriff
kommt, welches mit der Planeträderplatte fest verbunden ist. Hierdurch wird das
verschiebbare Zahnrad, seine Schraube und das Planetrad verhindert, sich gegenüber
dieser Platte zu drehen; auf diese Weise erreicht man die unmittelbare Kupplung
zwischen der Welle des Explosionsmotors und der Welle der elektrischen Maschine,
die dann als Dynamomaschine wirkt.
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Die Erfindung erstrekt sich auch auf andere weiter unten beschriebene
:Merkmale und auf deren Kombinationen.
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Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise
dargestellt.
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Abb. i ist ein achsialer Längsschnitt durch die Kupplung.
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Abb.2 ist ein Querschnitt nach der gebrochenen Linie 2-2 in Abb. i.
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Abb.3 ist eine Ansicht des verschiebbaren Zahnrades und seiner Verbindungsmittel
mit der Planetradscheibe.
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Abb. 4 ist eine Endansicht des an der Planeträderscheibe befestigten
Verbindungsstücks.
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Die Hohlwelle 3o, auf welcher der Anker 3 i der elektrischen Maschine
befestigt ist, ruht in zwei Kugellagern 3 2 und 33.
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Eine volle Welle i, die an ihrem Außenende mit Mitteln (z. B. einem
Keil 3¢) versehen ist, welche das Aufsetzen einer Anlaßkurbel gestatten, ist mit
der Hohlwelle 30 des Ankers 3 i durch einen Längskeil 49 verbunden, welcher der
Welle i gestattet, in der Hohlwelle zu gleiten, während sie ständig gegen Drehung
in der Hohlwelle gesichert ist, so daß beide Wellen nur gemeinsam umlaufen können.
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Die volle Welle i trägt an ihrem Innenende eine Stirnradverzahnung
.4, mit der die Planeträder 5 im Eingriff stehen.
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Kupplungszähne 19 sind am Ende der vollen Welle i angeordnet
und können in Eingriff mit entsprechenden Zähnen 18 der Welle 2 des Explosionsmotors
kommen. Eine zusammengedrückte Feder 2o ist zwischen der vollen Welle i und der
Welle 2 des Explosionsmotors angeordnet; sie ist ständig bestrebt, diese beiden
Wellen voneinander entfernt zu halten, wie dies in Abb. i dargestellt ist.
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Jedes Planetrad 5 ist auf eine Büchse 6 aufgekeilt, die ein Gewinde
mit starker Steigung trägt, welches ein- oder mehrgängig sein kann. Die Büchse 6
kann sich frei auf der Welle 7 drehen, die mit dem einen Ende in der Planetradscheibe
2 i befestigt ist, die mit der Welle 2 des Explosionsmotors fest verbunden ist.
Das andere Ende der Welle 7 ragt in eine Platte 35 hinein. Die beiden Platten 21
und 35 sind an einem gemeinsamen Teil 36 ausgebildet, dessen mittlerer Teil die
verschiedenen Organe der Übertragungsvorrichtung mit Bezug auf die Kupplungsachse
in das Gleichgewicht bringt. Dieser Mittelteil ist ausgefräst, um einen Hohlraum
:18 zur Aufnahme dieser verschiedenen Organe zu schaffen (Abb. 2). Eine Feder 22
ist zwischen die Gewindebüchse 6 und 'die Pianetradscheibe 21 eingeschaltet und
ist ständig bestrebt, die Büchse von dieser Scheibe entfernt zu halten.
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Ein Zahnrad 9 ist auf die Schraube 6 aufgeschraubt und kann sich von
dem einen Ende dieser Schraube nach dem anderen verschieben. Dieses Zahnrad besitzt
auf der einen Fläche Einschnitte 37, die mit Zähnen 38 in Eingriff kommen können,
welche auf einer zylindrischen Verlängerung ¢o der Platte 35 ausgebildet sind.
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Federn 39 sind mittels Schrauben .l1 auf dem verschiebbaren Zahnrad
g befestigt und können eine Reibwirkung auf den Außenumfang der Verlängerung 4o
der Flatte 35 ausüben.
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Ein Planetzahnkranz iti ist in dem Gehäuse der Kupplung befestigt;
mit seiner Verzahnung
kann das verschiebbare Zahnrad 9 in Eingriff
kommen.
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Die vorstehend beschriebene Vorrichtung wirkt in folgender Weise:
a) Zunächst muß die als Anlasser wirkende elektrische Maschine die Welle 2 des Explosionsmotors
mit einer verminderten Geschwindigkeit mitnehmen.
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Es ist angenommen, daß die Kupplung sich in Ruhe in der in Abb. i
dargestellten Lage befindet, wobei das verschiebbare Zahnrad 9 mit seinen Einschnitten
37 mit den Zähnen 38 der Verlängerung 4o der Platte 35 im Eingriff steht.
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Man schaltet nun den Strom der elektrischen Maschine ein, die Hohlwelle
30 nimmt mit Hilfe der Längskeile 49 die Vollwelle i im Sinne des Pfeiles
42 mit.
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Die Verzahnung .4 der Welle i setzt das Planetrad 5 und' die mit diesem
Planetrad verkeilte Schraube 6 in Bewegung: diese beiden Teile drehen sich frei
auf der Achse 7, da die Schraube 6 auf dieser Achse nicht befestigt ist.
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Da die Schraube 6 umläuft, ohne sich in achsialer Richtung zu verschieben,
so veraniaßt sie eine Verschiebung des Zahnrades 9 im Sinne des Pfeiles 44, ohne
dieses Zahnrad zu drehen.
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Übrigens kann sich dieses Zahnrad zu Beginn der Verschiebung nicht
drehen, da seine Einschnitte 37 noch mit den Zähnen 38 der Platte :35 zusammenwirken,
welche mit der Planetradscheibe 2 i und der Motorwelle 2 fest verbunden und infolgedessen
nie diese unbeweglich ist.
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Das verschiebbare Zahnrad 9 tritt aus dem Bereich der Zähne 38 heraus,
aber die Einwirkung dieser Zähne wird durch die Federn 39 verlängert, die auf der
festen Verlängerung 4o der Platte 3 5 schleifen und das Zahnrad 9 bremsen, indem
sie es verhindern, sich um seine Achse zu drehen.
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Das Zahnrad 9 verschiebt sich in Richtung des Pfeiles 44 und kommt
so zum Eingriff mit dem festen Zahnkranz. i o, der ebenfalls eine Drehung des Rades
9 um dessen Achse verhindert.
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Schließlich drückt das Zahnrad 9 die elastische Scheibe
--,5 auf dem Planetrad 5 zusammen, wodurch jeder Stoß zwischen diesen beiden
Teilen vermieden wird. Das Zahnrad 9 legt sich so gegen das Planctrad 5; jede Verschiebung
des Zahnrades 9 in Richtung des Pfeiles 44 hört also auf. Das am Ende seiner Längsverschiebung
angelangte Zahnrad 9 ist mit dem Planetrad 5 gekuppelt und beginnt mit diesem gemeinsam
auf dem Zahnkranz to abzurollen, wobei es die Welle 7 um die Welle i dreht.
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Die Welle 7 nimmt die Planetradscheibe 2 1 und die Welle 2 des Explosionsmotors
mit einer verminderten Geschwindigkeit mit, welche eine Funktion der verschiedenen
Durchmesser des so gebildeten Planetradsystems ist.
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b-) Wenn der Explosionsmotor anspringt, so beginnt die Welle 2 sich
in demselben Sinn zu drehen wie vorher, aber ihre Geschwindigkeit ist wesentlich
größer; sie nimmt hierbei ihrerseits die Planetradscheibe 2 i und die Achse ; des
Planetrades mit.
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Unter diesen Bedingungen ändert die Reaktion des festen Zahnkranzes
io auf das verschiebbare Zahnrad 9 ihre Richtung. Überdies rollt das Planetrad 5
auf der festen Verzahnung 4 ab und nimmt bei ihrer Drehung die Schraube 6 in solcher
Richtung mit, daß die Reaktion dieser Schraube auf das Zahnrad 9 eine Verschiebung
dieses Zahnrades entgegengesetzt zur Richtung des Pfeiles 44 hervorruft. Nachdem
das Zahnrad 9 aus dem Bereich des Zahnkranzes io gelangt ist, treffen seine Federn
39 auf die Verlängerung 40 der Platte 35, wodurch das verschiebbare Zahnrad 9 verhindert
wird, sich gegenüber der Platte zu drehen.
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Das Zahnrad 9 setzt seine Verschiebung entgegengesetzt zur Richtung
des Pfeiles 44 fort, und schließlich greifen seine Einschnitte 37 in die Zähne 38
der Platte 35 ein.
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Dieser Eingriff erfolgt ohne Schwierigkeit, selbst wenn die Einschnitte
37 sich nicht genau den Zähnen 38 gegenüber befinden. In diesem Falle nämlich trifft
das Zahnrad 9 gegen die Verlängerung 4o der Platte 35. Die Verschiebung des Zahnrades
9 entgegengesetzt zur Richtung des Pfeiles 44 hört also auf, und das Zahnrad dreht
sich um seine eigene Achse bis zu dem Augenblick, wo die Einschnitte 37 in die Zähne
38 eingreifen, wodurch das Zahnrad 9 mit der Platte 3 5 gekuppelt wird. Infolgedessen
können das Zahnrad 9, seine Schraube 6 und das Planetrad 5 sich nicht mehr gegenüber
den Platten 35, 2 1 drehen, welche daher unmittelbar durch die Verzahnung .l die
volle Welle i, die hohle Welle 3o und den Anker 31 mitnehmen. Es wird auf diese
Weise die unmittelbare Kupplung zwischen der Welle 2 des Explosionsmotors und der
Welle der elektrischen Maschine verwirklicht, die als Dynamomaschine wirkt und die
Akkumulatorenbatterie aufladet.
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c; Wenn eine Störung an dem Anlasser oder an der Akkumulatorenbatterie
auftritt, so genügt es, eine Handkurbel mittels des Keiles 34 auf der vollen Welle
i zu befestigen und diese Welle in Richtung des Pfeiles 45 zu verschieben. Die Feder
2o wird hierbei zusammengedrückt, und die Zähne i 9 der Welle i kommen zum Eingriff
mit den entsprechenden Zähnen 18 der Welle 2. Man kann alsdann von Hand die
Wellen i und z
drehen, wodurch das Anlassen des Explosionsmotors
in der gewöhnlichen Weise erreicht wird.
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Wenn man die Handkurbel losläßt, so kehrt die Welle i selbsttätig
in die Stellung gemäß Abb. i unter Wirkung der Feder 2o zurück.
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Die vorstehend beispielsweise beschriebenen Vorrichtungen können zahlreiche
Veränderungen erfahren, auf die sich der Schutz der Erfindung ebenfalls erstrecken
soll. Beispielsweise kann man die Federn 39 durch jedes beliebige andere Bremsorgan
ersetzen, welches auf dem verschiebbaren Zahnrad 9 befestigt und mit der mit der
Planetradscheibe 21 verbundenen Platte 35 im Eingriff bleibt während der Zeit, wo
das Zahnrad 9 weder mit dem Zahnkranz io noch mit der Platte 35 im Eingriff ist,
die mit der Planetradplatte 21 aus einem Stück besteht. Das Zahnrad 9 wird also
immer verhindert, sich um seine Achse zu drehen, und es ist stets bestrebt, in dem
einen oder in dem anderen Sinn je nach der betrachteten Drehrichtung sich zu verschieben.