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Andrehvorrichtung mit einem elektrischen Andrehmotor für Brennkraftmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Andrehvorrichtung mit einem insbesondere als Hauptstrommotor
ausgebildeten elektrischen Andrehmotor für Brennkraftmaschinen, der ausgeprägte
Feldpole sowie ein mit einem Zahnkranz der Maschine kuppelbares, auf seiner Antriebswelle
dreh- und längsverschiebbar gelagertes Ritzel und eine Schraubhülse hat, die auf
einem mit Steilgewinde versehenen Abschnitt der Antriebswelle verschraubbar und
mit dem Ritzel über eine Freilaufkupplung verbunden ist.
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Bei Andrehmotoren dieser Art wird das Ritzel ausschließlich durch
die Gewindeverbindung der Schraubhülse mit der Antriebswelle in und außer Eingriff
mit dem Zahnkranz der Brennkraftmaschine gebracht. Dabei besteht der Nachteil, daß
das Ritzel schon vor Beendigung des Andrehvorganges vorübergehend ausgespurt werden
kann, wenn die Brennkraftmaschine während des Andrehvorgangs durch einige Zündungen
beschleunigt wird, ohne jedoch von selbst aus eigener Kraft weiterzulaufen. Es ist
bekannt, ein solches vorzeitiges Ausspuren des Ritzels durch mechanische, z. B.
der Fliehkraft unterworfene Sperrglieder zu unterbinden. Es bereitet aber Schwierigkeiten,
solche Sperrglieder so auszubilden und einzustellen, daß sie einerseits das Ritzel
nicht länger als erforderlich in seiner Einspurstellung festhalten und es andererseits
nicht vorzeitig freigeben. Solche Sperrglieder sind in ihrer Wirkung vom jeweiligen
Zustand des Ritzelgetriebes stark abhängig. So besteht z. B. die Gefahr, daß das
Ritzel bei starker Verschmutzung des Getriebes aus seiner Einspurstellung erst mit
erheblicher Verzögerung ausgelöst wird, was zur Folge haben kann, daß es durch die
laufende Brennkraftmaschine mit überhöhter Drehzahl angetrieben wird.
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Gemäß der Erfindung werden die genannten Nachteile dadurch vermieden,
daß der treibende Teil der Freilaufkupplung entgegen der Kraft einer Feder auf der
Hülse längsverschiebbar, jedoch gegen diese im wesentlichen unverdrehbar geführt
ist und daß an der Hülse bei eingeschaltetem Andrehmotor eine von den Feldpolen
erzeugte magnetische Kraft angreift, die bestrebt ist, die Hülse in der Lage zu
halten, die sie bei eingespurtem Ritzen einnimmt.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung eine Andrehvorrichtung mit elektrischem Andrehmotor dargestellt. Es zeigt
F i g. 1 den Andrehmotor im Längsschnitt und F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie
II-II in F i g.1, F i g. i einen Schnitt nach der Linie 111-III in F i g. 1 und
F i g. 4- ein Schaltbild des Andrehmotors. Der Andrehmotor hat ein zylindrisches
Gehäuse 10, an dem innen vier mit Polschuhen 11 versehene Polkerne
12 befestigt sind. An jedem Ende des Gehäuses sitzt ein Lagerschild 13 bzw.14, in
denen die Antriebswelle 15 des Andrehmotors gelagert ist. Diese trägt innerhalb
der Pole einen Anker 16 mit Stromwender 17. Zwischen dem Anker und dem Lagerschild
13 hat die Welle einen mit Steilgewinde 18 versehenen Abschnitt, auf dem eine Hülse
19 sitzt, die innen ein entsprechendes Gewinde und außen Längsnuten 20 hat. Der
Endabschnitt 21 der Welle ist glatt und trägt ein auf ihm dreh- und längsverschiebbares
Ritzel 22, das mit dem Schwungradzahnkranz 23 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine
in Eingriff gebracht werden kann. Das Ritzel ist mit der Hülse 19 über eine Rollenfreilaufkupplung
24 verbunden, deren Rollen 25 auf dem Schaft 26 des Ritzels aufliegen. Der treibende
Teil der Kupplung wird von einem Ring 27 gebildet, der einen Fortsatz
28 mit kleinerem Außendurchmesser hat. Der Fortsatz hat an seinem freien
Ende nach innen vorspringende Leisten 29, die in die Längsnuten 20 der Hülse
19
eingreifen. Die Hülse 19 trägt an ihrem dem Anker zugekehrten Ende einen
Bund 30, der an seinem äußeren Umfang mit einer Ringnut 31 versehen
ist. Zwischen dem Bund 30 und dem Ring 27 der Kupplung ist eine schraubenförmige
Druckfeder 32 eingespannt, die bestrebt ist, die Kupplung samt Ritzen gegen das
Ende der Welle 15 hin zu verschieben. In die Hülse 19 ist außen nahe ihrem dem Ritzen
zugekehrten Ende ein Sprengring 33 eingelassen, der einen Anschlag für den Kupplungsring
27 bildet. Ferner sitzt in der Welle 15 ein Sprengring 34, der den Schraubweg der
Hülse 19 begrenzt.
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Zwischen zwei benachbarten Polkernen 12 des Andrehmotors ist innen
am Gehäuse 10 ein U-förmiger Bügel 35 befestigt, dessen Schenkel 36 und 37
sich radial nach innen erstrecken. Jeder der Schenkel hat
eine rechteckige
Öffnung 38. In diesen Öffnungen ist ein im Querschnitt ebenfalls rechteckiges
Gestänge 39 geführt, dessen Enden über den Bügel und die Feldpole vorstehen. An
dem der Hülse 19 zugekehrten Ende des Gestänges ist eine Platte 40 befestigt,
die in die Ringnut 31 des Hülsenbundes 30 eingreift. Am anderen Ende des Stabes
sitzt ein dachförmig abgewinkeltes, als Magnetanker wirkendes Eisenstück
41 mit zwei Armen 42 und 43. Jeder dieser beiden Arme überdeckt
die Stirnseite eines der Polschuhe 11 der beiden Polkerne 12, zwischen denen der
Bügel sitzt. In der Ruhelage des Ritzels 22 und der Hülse 19 hat das Eisenstück
41 von den Polschuhen einen Abstand, der dem vollen Einspurweg a des Ritzels
entspricht. Der zwischen den Schenkeln 36 und 37 liegende Abschnitt des Gestänges
hat nahe dem Schenkel 37 einen Bund 44, der das Widerlager für eine
Druckfeder 45 bildet, die zwischen dem Bund und dem Schenkel 36 des Bügels eingespannt
ist.
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Die Andrehvorrichtung arbeitet in folgender Weise: Beim Einschalten
des Motors läuft der Anker 16 mit der Antriebswelle 15 ruckartig hoch. Dabei verschraubt
sich die Hülse 19 infolge ihrer eigenen Trägheit und derjenigen des mit ihr gekuppelten
Freilaufs samt Ritzel auf der Ankerwelle gegen den Zahnkranz hin und verschiebt
den Freilauf samt dem Ritzel über die Feder 32. Außerdem nimmt die Hülse das Gestänge
39 entgegen dem Druck der Feder 45 mit. Wenn die Ritzelzähne beim Vorschub auf Zahnlücken
des Schwungradkranzes 23 treffen, gelangt das Ritzel unter Zurücklegung des Weges
a in seine volle Einspurstellung, in der die Hülse 19 am Ring 34 anschlägt. Über
den weiteren Verlauf des Andrehvorgangs ist dann die Hülse mit der Antriebswelle
kraftschlüssig verbunden. Das Gestänge 39 mit dem Eisenstück 41 ist bei der
Hülsenverschiebung mitgenommen worden, so daß seine Arme 42 und 43 an den Polschuhen
des Motors anliegen und durch das Magnetfeld dieser Pole festgehalten werden. Wenn
nun während des Andrehvorgangs das Ritzel 22 beim Auftreten einer oder einiger unzureichender
Zündungen kurzzeitig beschleunigt wird, spurt es trotzdem nicht aus, weil es über
die Hülse 19 durch das Gestänge 39 in seiner Einspurlage gehalten wird. Sobald
jedoch die Brennkraftmaschine aus eigener Kraft läuft, sinkt der Strom im Andrehmotor
auf einen so niederen Wert, daß die stark abgefallene magnetische Kraft der Pole
das Gestänge 39 nicht mehr gegen die auf die Hülse 19 einwirkende Rückschraubkraft
sowie die Rückführkraft der Feder 45 zu halten vermag.
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Wenn beim Einspurhub des Ritzels dessen Zähne nach Zurücklegen des
Weges b stirnseitig gegen Zähne des Zahnkranzes 23 stoßen, schraubt sich die Hülse
19 bis zum Anschlag 34 vor und preßt dabei die Feder 32 zusammen. Der Druck, mit
dem das Ritzel gegen den Zahnkranz 23 gepreßt wird, entspricht dem Druck der Feder
32 und ist daher verhältnismäßig gering, so daß der Andrehmotor das Ritzel leicht
in eine günstige Einspurlage zu verdrehen vermag. Eine Beschädigung des Ritzels
oder des Zahnkranzes 23 ist dabei nicht zu erwarten. Nach dem Abschalten des Andrehmotors
wird das Ritzel durch die zurückschraubende Hülse 19 ausgespurt. Die Feder 45 unterstützt
diesen Vorgang und verbindet überdies ungewollte Einspurbewegungen des Ritzels bei
stillstehendem Andrehmotor.