DE381233C

DE381233C - Electric starting device for internal combustion engines

Info

Publication number: DE381233C
Application number: DEM74223D
Authority: DE
Original assignee: Maybach Motorenbau GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Publication date: 1923-09-17

Description

Elektrische Anlaßeinrichtung für Verbrennungskraftmaschinen. Zum Anlassen von Verbrennungskraftmaschinen. insbesondere für Kraftfahrzeuge verwendet man bekanntlich kleine, raschlaufende Elektromotoren mit großer Untersetzung zwischen Elektromotorwelle und Kurbelwelle. In der Regel ist die Einrichtung so getroffen, daß die Elektromotorwelle mit Ritzelverzahnung in das am Umfang entsprechend verzahnte Schwungrad der Verbrennungskraftmaschine eingreift. Da der Elektromotor dann, wenn die EYplosionskraftmaschine angelaufen ist und auf ihre normale Drehzahl kommt, selbst eine viel zu hole Drehzahl annehmen würde, ist eine Einrichtung getroffen, die das Ritzel des Anlaßmotors aus der Gegenverzahnung herauszieht.Electric starting device for internal combustion engines. For starting of internal combustion engines. is known to be used in particular for motor vehicles small, high-speed electric motors with a large reduction between the electric motor shaft and crankshaft. As a rule, the device is made so that the electric motor shaft with pinion teeth in the flywheel of the internal combustion engine with corresponding teeth on the circumference intervenes. Because the electric motor when the explosion engine started and comes to its normal speed, even assume a speed that is much too high would, a device is made, which the pinion of the starter motor from the counter-toothing pulls out.

Die \otwenciigkeit des Einrückens und Ausrückens in der Verzahnung ist für die Verzahnung schädlich und führt zu Abnutzung und geräuschvollem Lauf.The necessity of engaging and disengaging in the gearing is harmful to the toothing and leads to wear and tear and noisy operation.

Dieser Mangel zeigt sich noch störender, wenn man den Anlaßelektromotor zeitweise zur Unterstützung der Verbrennungskraf tmaschine heranziehen will, weil hierbei in eine verhältnismäßig rasch umlaufende Verzahnung eingekuppelt werden muß.This defect becomes even more annoying when you turn on the starting electric motor wants to use tmaschine temporarily to support the internal combustion engine because be coupled into a relatively rapidly rotating toothing got to.

Der Weg, den Anlaßelektromotor so zu bauen, daß er ständig mitläuft, also sein Antriebsritzel in ständigem Eingriff bleiben kann, ist unvorteilhaft, da der Anlaßmotor während der Anlaßperiode, wo er ja gerade hauptsächlich arbeiten soll, verhältnismäßig niedrige Drehzahl besitzt. Es ist auch nicht in einwandfreier Weise gelungen, den Anlaßelektromotor mit der L ichtdvnamo oder der Lademaschine für die Akkumulatoren zu vereinigen, da die Drehzahl dieser Maschine nicht allzu viel von der der Verbrennungskrafttnaschine abweichen sollte.The way to build the starting electric motor so that it runs constantly, so its drive pinion can remain in constant mesh, is disadvantageous, because the starter motor during the starting period, when it is mainly working should, has a relatively low speed. It's also not flawless We succeeded in starting the electric motor with the L ichtdvnamo or the charging machine for the accumulators to unite, since the speed of this machine is not too high should differ much from that of the internal combustion engine.

Ein beim Anlassen sich einschaltendes Wechselgetriebe zwischen die kombinierte elektrische Maschine und die Verbrennungskraftmaschine zu legen, so daß die Drehzahlen in jedem der beiden Verwendungsfälle der elektrischen Maschine richtig wären, entspricht auch noch nicht allen Anforderungen, da die Aufgabe, welche die Lademaschine mit etwa 2o Amp. Stromstärke zu erfüllen hat, ganz andere elektrische Ausrüstung der Maschine erfordert als der Betrieb als Anlaßelektromotor mit etwa 5oo Amp. Stromstärke.A gearbox that engages when the engine is started between the to put combined electrical machine and the internal combustion engine, so that the speeds in each of the two cases of use of the electrical machine would be correct, does not yet meet all requirements, since the task which the charging machine with about 20 amp. current has to meet completely different electrical ones Equipment of the machine requires as the operation as a starting electric motor with about 500 amp. Current.

Gemäß der Erfindung ist nun eine besonders günstige Lösung gefunden worden, indem Lademaschine und Motor getrennt gelassen werden und der Anker des Anlaßz-lektromotors mit einer so großen Untersetzung als eben für günstigsten Bau dieses Motors erforderlich ist mit einem Zahnrad o. dgl. in ständigem, also dauernd gutem Eingriiz bleibt, welches mit der ständig umlaufenden Welle der Dynamomaschine gekuppelt «-erden kann. In der Zeichnung sind beispielsweise zwei Ausführungsformen schematisch dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen durch die Achsen der in Betracht kommenden Maschinen und Wellen geführten Schnitt, Abb.2 einen Teil einer Seitenansicht zu Abb. i, Abb. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel im teilweisen Schnitt durch die Achse der Dynamomaschine.According to the invention, a particularly favorable solution has now been found by leaving the loading machine and motor separate and the armature of the Starter electric motor with such a large reduction as for the cheapest construction this motor is required with a gear or the like in constant, so continuously good intervention remains, which is with the constantly rotating shaft of the dynamo coupled «- can earth. For example, in the drawing there are two Embodiments shown schematically, namely Fig. I shows a through the Axes of the machines and shafts under consideration, Fig.2 a Part of a side view of Fig. I, Fig. 3 a second embodiment in part Section through the axis of the dynamo.

Die Kurbelwelle der Antriebsverbrennungskraftmaschine i treibt über die Steuerwelle 2 -hinweg die Welle 3 der Dynamomaschine an, beispielsweise wie es für einen Sechszylindermotor zweckmäßig ist, mittels der Zahnräder 5, 6 und 7, deren Zähnezahl sich verhält wie 1,5 : 3 : i.The crankshaft of the internal combustion engine i is overdriving the control shaft 2-way to the shaft 3 of the dynamo, for example like it is useful for a six-cylinder engine, by means of the gears 5, 6 and 7, whose number of teeth behaves like 1.5: 3: i.

Auf der Dynamowelle 3, die, wie gezeichnet, durch Kupplungen unterteilt sein kann, sitzt lose und achsial verschiebbar ein Zahnrad 8, das dauernd mit dem Ritzel 9 des Aniaßelektromotors io kämmt.On the dynamo shaft 3, which, as shown, is divided by clutches can be, sits loosely and axially displaceable a gear 8, which is permanently with the Pinion 9 of the electric motor combs io.

Zu beiden Seiten ist das Zahnrad 8 mit j e einer -Kupplungsverzahnung i i bzw. 12 ausgestattet, die mit der Gegenverzahnung, je einer auf der Welle 3 befestigten Kupplungsscheibe 13 bzw. 14 zusammen arbeiten kann.On both sides, the gear 8 is each with a clutch toothing i i or 12 equipped with the counter teeth, one each on the shaft 3 attached clutch disc 13 or 14 can work together.

Die Zähne der Kupplungsverzahnung sind einseitig, und zwar zu beiden Seiten des Zahnrades 8 verschieden gerichtet, damit das Zahnrad 8 in jedem Fall in an sich bekannter Weise frei laufen kann (falls der anzutreibende Motor schneller läuft als der Anlaßantrieb), auch dann, wenn der Anlaßelektromotor io nach entsprechender Umsteuerung zum Rückwärtsfahren benutzt wird und dadadurch einen besonderen Rückwärtsgang entbehrlich macht.The teeth of the coupling teeth are one-sided, to both Sides of the gear 8 differently directed so that the gear 8 in each case can run freely in a manner known per se (if the motor to be driven is faster runs as the starter drive), even if the starter electric motor io according to the corresponding Reversing is used to drive backwards and thereby a special reverse gear makes dispensable.

Die Zähne des Ritzels 9 und des Zahnkranzes 8 sind derart schräg gestellt, daß nach Einschalten des Antriebselektromotors io in der für das Anlassen der Verbrennungskraftmaschine erforderlichen Richtung infolge der Trägheit des Rades 8 eine Achsialverschiebung des Rades nach links behufs Einrücken der Kupplung i 1, 13 stattfindet. Die Zahnform bei der Kupplung i 1, 13 bewirkt, daß, wenn die Verbrennungskraftmaschine vorzueilen beginnt, das Zahnrad 8 mittels der schrägen Rücken der Kupplungszähne wieder außer Eingriff gedrängt wird.The teeth of the pinion 9 and the ring gear 8 are inclined in such a way that that after switching on the drive electric motor io in the for starting the internal combustion engine required direction due to the inertia of the wheel 8 an axial displacement of the wheel to the left for engaging the clutch i 1, 13 takes place. The tooth shape at the clutch i 1, 13 causes when the internal combustion engine to advance begins, the gear 8 by means of the sloping back of the clutch teeth again except Intervention is urged.

Wird der Elektromotor io für umgekehrte Drehrichtung eingeschaltet, beispielsweise um das Fahrzeug rückwärts zu bewegen, so bringen die schrägen Verzahnungen 8, 9 eine Verschiebung des Zahnrades 8 nach rechts zwecks Einrückung der Kupplung 12, 14. zustande.If the electric motor is switched on for the reverse direction of rotation, for example, to move the vehicle backwards, bring the inclined gears 8, 9 a shift of the gear 8 to the right for the purpose of engaging the clutch 12, 14th.

Diese Kupplung wird wieder selbsttätig ausgerückt, sobald der Elektromotor io wieder zum Vorwärtslauf und zum Anlassen der V erbrennungskraftmaschine gebracht wird.This clutch is automatically disengaged again as soon as the electric motor io again brought forward running and starting the internal combustion engine will.

Damit das Zahnrad 8 nicht in unbeabsichtigter Weise in die Kupplungsstellung nach links oder rechts hineinlaufen kann, und vor allem, damit vermieden wird, daß beim Anspringen der Verbrennungskraftmaschine das Rad 8 mit dem Kupplungskranz i i nicht bloß außer Eingriff mit dem Kupplungskranz 13 gebracht, sondern in Eingriff mit dem Kupplungskranz 1.4 geworfen wird, ist eine besondere Einrichtung vorgesehen.So that the gear 8 is not inadvertently into the coupling position can run in to the left or right, and above all to avoid that When the internal combustion engine starts, the wheel 8 with the clutch ring i i not only brought out of engagement with the clutch ring 13, but in engagement is thrown with the coupling ring 1.4, a special device is provided.

Dem Rad oder Zahnkranz 8 sind von beiden Seiten her Kolben oder Stifte 16 entgegengestellt, die das Rad oder den Zahnkranz 8 für gewöhnlich in der Mittelstellung, also außer Eingriff mit den Kupplungskränzen 13 und 1¢ halten. Diese Kolben oder Steifte 16 brauchen nicht beide in ständiger Berührung mit den Seitenflächen des Zahnkranzes zu stehen, sondern können ihm auch ein gewisses Spiel freigeben. Sie stehen unter dem Einfluß einer Feder 17 und eines Verniegelungs= kolbens o. dgl. 18, der in eine Ringnut des Kolbens 16 eingreift. Diese Ringnut weist gegenüber dem Verriegelungskolben 18 einen gewissen Spielraum i9 auf, um dessen Größe der Zahnkranz 8 somit unter der Wirkung der schrägen Verzahnungen 8 und 9 ein Richtung der beabsichtigten Kupplung unter Zurückdrängung des Kolbens 16 entgegen der Wirkung der Feder 17 verschoben werden kann. Diese Verschiebung genügt noch nicht zur Herbeiführung der beabsichtigten Kupplung, wohl aber führt sie dazu, daß die Nase 2i eines um den Zapfen 22 schwingbaren Winkelhebels in eine - gegebenenfalls mehrfach vorgesehene - entsprechende Ausnehmung 2o am Zahnrad 8 oder dem Zahnkranz eintreten kann, wie aus Abb. 2 ersichtlich.- Bei der in Abb.2 durch einen Pfeil angedeuteten Drehrichtung des Zahnkranzes wird der Winkelhebel entgegen der Drehrichtung des Uhrzeigers so weit ausgeschwungen, daß sein Mitnehmerzapfen 23 den Verriegelungskolben 18 außer Eingriff mit der Ringnut des Kolbens 16 zieht, so daß nun das Zahnrad 8 weiter verschoben werden und die Kupplung in Eingriff kommen kann, wobei dann die Nase 21 des Winkelhebels auf den zylindrischen Umfang 25 des Zahnrades oder -kranzes 8 sich aufsetzt.The wheel or ring gear 8 are pistons or pins from both sides 16 opposed, which the wheel or the ring gear 8 is usually in the middle position, so keep out of engagement with the coupling rings 13 and 1 ¢. This piston or Stiffeners 16 need not both be in constant contact with the side surfaces of the To stand the ring gear, but can also give him a certain amount of play. she are under the influence of a spring 17 and a locking piston or the like. 18, which engages in an annular groove in the piston 16. This ring groove faces the locking piston 18 a certain leeway i9 to the size of the Ring gear 8 thus under the action of the inclined teeth 8 and 9 in one direction the intended coupling while pushing back the piston 16 against the effect the spring 17 can be moved. This shift is not yet sufficient to bring about it the intended coupling, but it does lead to the nose 2i of one around the pin 22 swingable angle lever into a - possibly multiple provided - Corresponding recess 2o on the gear 8 or the ring gear can occur, such as can be seen from Fig. 2. - In the direction of rotation indicated by an arrow in Fig of the ring gear is the angle lever counter to the direction of rotation of the clockwise so far swung out that its driving pin 23 the locking piston 18 except Pulls engagement with the annular groove of the piston 16, so that now the gear 8 is moved further and the clutch can come into engagement, in which case the nose 21 of the angle lever on the cylindrical circumference 25 of the gear wheel or ring 8 sits down.

Hätte das Zahnrad 8 eine Drehrichtung, die dem Pfeil in Abb. 2 entgegengesetzt gerichtet wäre, so würde beim Eintreten der Nase 21 in die Ausnehmung 2o eine Drehung des Winkelhebels im Sinne der Uhrzeigerbewegung eintreten, wobei der Zapfen 23 in der Ausnehmung 2q. ausweichen könnte, ohne die Verriegelung des Kolbens 16 aufzuheben. Die für die Kupplung.i i, 13 im einzelnen gezeichnete Einrichtung links vom "Zahnrad 8 befindet sich auch für die Kupplung 12, 1:I in gleicher Weise rechts des Zahnrades 8, jedoch derart angeordnet, daß diese zweite Einrichtung bei der anderen Drehrichtung des Zahnrades 8 wirkt, wie die erstere Einrichtung.If the gear wheel 8 had a direction of rotation that is opposite to the arrow in Fig. 2 would be directed, so would a rotation when entering the nose 21 in the recess 2o of the angle lever occur in the sense of clockwise movement, the pin 23 in the recess 2q. could evade without unlocking the piston 16. the for the clutch.i i, 13 individually drawn device to the left of the "gear 8 is also for the clutch 12, 1: I in the same way to the right of the gear 8, but arranged so that this second device in the other direction of rotation of the gear 8 acts like the former device.

Die Kupplung rechts (12, 1.4) kann also nicht zustande kommen, auch wenn die Verhrennungskraftmaschine nach dem Anspringen das "Zahnrad 8 noch so kräftig nach rechts zurückwirft. Sie tritt erst ein, wenn das Zahnrad 8 in der richtigen Drehrichtung durch den Elektromotor io (rückwärts) gedreht wird.The coupling on the right (12, 1.4) cannot come about, either if the engine of combustion after starting the "gear 8" is still so powerful throws back to the right. It only occurs when the gear 8 is in the correct position Direction of rotation is rotated by the electric motor io (backwards).

Auf der Welle 3 ist zweckmäßig in bekannter Weise auch die "Zündmaschine 26 angeordnet.The "blasting machine" is also expediently on the shaft 3 in a known manner 26 arranged.

Bei der Ausführung nach Abb.3 ist das Zahnrad 8 anstatt direkt auf der mit dem Motor ständig umlaufenden `@Telle 3 auf zwei mit dein Gehäuse fest verbundenen ruhenden Lagerstellen 2; lose und verschiebbar um die Mittelachse der Welle 3 gelagert, so dafJ bei stillstehender Anlaßmaschine das Untersetzungsrad 8 nicht nur selbst stillsteht, sondern auch auf stillstehenden Lagerstellen ruht. Die Kupplungsglieder 28 und 29 des Rades 8 sind in diesem Fall in das Innere des Rades verlegt und die mit der '\i'elle 3 fest verbundenen Kupplungsglieder 30 und 31 sind an den beiden Seitenflächen einer fest mit der Welle 3 verbundenen Scheibe 32 angebracht. Im übrigen ist die Wirkungsweise genau dieselbe wie bei der Ausführung nach Abb. i und 2.In the version according to Fig.3, the gear wheel 8 is instead of directly on the `@Telle 3, which is constantly rotating with the motor, on two stationary bearing points 2; mounted loosely and displaceably about the central axis of the shaft 3, so that when the starting machine is at a standstill, the reduction gear 8 not only stands still itself, but also rests on stationary bearing points. The coupling members 28 and 29 of the wheel 8 are in this case moved into the interior of the wheel and the coupling members 30 and 31 fixedly connected to the '\ i'elle 3 are attached to the two side surfaces of a disc 32 fixedly connected to the shaft 3. Otherwise, the mode of operation is exactly the same as in the embodiment according to Figs. I and 2.

An Stelle der mechanischen Freilauf-U'msteuerkupplung könnte auch eine elektromagnetische Kupplung treten, die zweckmäßig vom Strom des Anlaßelektromotors io durchflossen wird, also am stärksten erregt ist, solange der Anlaßelektroinotor am stärksten belastet ist. Die elektromagnetische Kupplung läßt sich ohne weiteres so ausbilden, daß sie für beide Drehrichtungen brauchbar ist. Sie kann in irgendeiner geeigneten oder bekannten «leise ausgebildet sein. Vorteilhaft ist sie als Reibkupplung ausgebildet, d. h. derart, daß die beiden Kupplungsteile sich im Kupplungszustand unmittelbar oder mittelbar berühren.Instead of the mechanical overrunning reverse control clutch, an electromagnetic clutch, which is expediently powered by the current of the starting electric motor io is flowed through, so is most strongly excited as long as the starting electric motor is the most stressed. The electromagnetic clutch can be easily train so that it can be used for both directions of rotation. You can in any suitable or known «quietly designed. It is advantageous as a friction clutch trained, d. H. such that the two coupling parts are in the coupled state touch directly or indirectly.

Die Ausführung der Erfindung läßt sich im einzelnen natürlich auch in vielerlei anderer Weise verwirklichen als in den vorstehend beschriebenen schematisch gehaltenen Ausführungsbeispielen angegeben ist.The implementation of the invention can of course also be carried out in detail realize in many other ways than in the above-described schematically held embodiments is indicated.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electric starting device for internal combustion engines, especially for motor vehicles, in which the shaft of the starting electric motor is in constant engagement with a reduction gear, characterized in that the ignition machine (26) and dynamo machine (d.) (Alternator) on a common central axis ( 3) the seated reduction gear (8) can be coupled to the dynamo machine's shaft (3), which is constantly rotating with the motor shaft (i).

2. Device according to claim i, characterized in that the reduction gear is mounted loosely and displaceably and is equipped on two opposite sides with coupling links that on the shaft (3) facing stuck coupling members and j e either with the coupling element intended for forward or reverse rotation the axial displacement of the wheel come into engagement.

3. Device according to claim i, characterized in that unintentional displacement of the gear in the coupling position is prevented by spring-loaded stops (16). d ..

Device according to claim i and 3, characterized in that the stops (16) are compliant but usually are locked by a device created by the coincidence of the displacement force is disengaged with the correct direction of rotation.

5. Device according to claim i and q, characterized in that the stops (16) have a slight displacement allow, which is not sufficient for coupling, but to bring about the engagement a lever (21, 22, 23) o. the like. In a ventilation device (recess 2o) of the Gear (8), which causes the lifting or the like in the correct direction of rotation, to release the locking of the stop which previously prevented the coupling.

6. Establishment according to claim i, characterized in that for coupling the transmission wheel an electromagnetic clutch is provided with the dynamo shaft, its winding is traversed by the current of the starting electric motor.