DE3007778A1

DE3007778A1 - Anlasser fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3007778A1
Application number: DE19803007778
Authority: DE
Inventors: Goroei Wakatsuki; Masahide Yokoo
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1979-03-02
Filing date: 1980-02-29
Publication date: 1980-09-11
Also published as: GB2080430A; FR2450360B1; DE3007778C2; GB2080430B; FR2450360A1; US4325265A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weick.mannt, Du-l.-Phys. -^r. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. LiSKA

SBrt ⁸⁰⁰° MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820 MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

HONDA GIKEN KOGYO KABUSHIKI KAISHA
6-27-8/ Jingumae, Shibuya-ku,
Tokyo, Japan

Anlasser für Brennkraftmaschinen

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ORIGINAL INSPECTED

Die Erfindung betrifft einen Anlasser nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Er dient zum Anlassen des Antriebs z.B. von Krafträdern und ähnlichen Fahrzeugen und ist mit einer Vorrichtung versehen, die das zu frühe Ausrücken seines Ritzels aus dem Zahnkranz der Brennkraftmaschine bei einem anfänglichen instabilen Betriebszustand verhindert.

Es sind bereits Anlasser bekannt, bei denen ein Ritzel auf einer Ritzelwelle durch einen Elektromotor und ein mit dem Ritzel gekoppeltes bewegliches zylindrisches Element sowie über eine Freilaufkupplung gedreht wird. Das zylindrische Element ist auf der Ritzelwelle angeordnet und mit ihr über einen Ausrückantrieb gekoppelt. Wenn die Ritzelwelle von dem Elektromotor schnell gedreht wird, so verschieben sich das zylindrische Element und das Ritzel auf der Ritzelwelle infolge ihrer Trägheit, und das Ritzel wird in Eingriff mit einem Zahnkranz der Brennkraftmaschine gebracht, wenn es das Ende der Ritzelwelle erreicht. Dadurch wird der Zahnkranz gedreht, so daß die Brennkraftmaschine gestartet wird. Nach dem Anlaufen ermöglicht die Freilaufkupplung die freie Drehung des Ritzels relativ zu dem beweglichen zylindrischen Element. Wenn die Drehzahl des Ritzels über diejenige der Ritzelwelle durch das Drehmoment des Zahnkranzes erhöht wird und einen vorbestimmten Wert erreicht, so werden das Ritzel und das zylindrische Element längs der Ritzelwelle durch ein Verzögerungsmoment der Freilaufkupplung und eine Federkraft einer Rückführungsfeder wieder ausgerückt, so daß der Zahnkranz vom Ritzel entkoppelt ist.

Die Brennkraftmaschine wird unmittelbar nach dem Zünden nicht in ihren stabilen Betriebszustand gebracht, sondern während eines Anlaufens nach dem Start schwankt die Drehzahl und erreicht vorübergehend einen Wert, bei dem an sich das Ritzel

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aus dem Zahnkranz ausgerückt wird. Es ist bereits eine Vorrichtung bekannt, bei das zu frühe Ausrücken des Ritzels aus dem Zahnkranz verhindert wird, bis die Maschine eine konstante Drehzahl erreicht hat. Es handelt sich dabei um einen sogenannten Schubstift. Diese Vorrichtung ist jedoch für Einzylindermaschinen oder Zweitaktmaschine für Krafträder und ähnliche Fahrzeuge praktisch ungeeignet, denn bei diesen Antrieben schwankt die Drehzahl beachtlich. Wird das Ritzel aus dem Zahnkranz durch Drehzahlschwankungen der Maschine im instabilen Anlaufzustand vor Erreichen des stabilen Zustandes ausgerückt, so kann dies zu Fehlfunktionen der Zündanlage führen, wodurch die Maschine stillgesetzt wird.

Fig. 9 zeigt dies'in Form einer graphischen Darstellung. Auf der Ordinate ist die Drehzahl N und auf der Abszisse die Zeit T abgetragen. Während des Anlaufzustandes nach dem Anlassen schwankt die Drezahl wellenartig, so daß auch die Drehzahl des Ritzels in ähnlicher Weise schwankt, wobei vorübergehend ein hoher Drehzahlwert A erreicht wird. Die Ritzelwelle wird mit einer Drehzahl B gedreht, die durch den Anlaßmotor bestimmt ist. Wenn die durch den Zahnkranz bestimmte Drehzahl des Ritzels die Drehzahl der Ritzelwelle übersteigt und vorübergehend den hohen Wert A erreicht, so wird eine Kraft

in Ausrückrichtung aus dem Zahnkranz infolge des Verzögerungsmoments der Freilaufkupplung erzeugt, wodurch ein zu frühes Ausrücken des Ritzels aus dem Zahnkranz schon in dem instabilen Anlaufzustand verursacht wird. Damit ist eine Fehlfünktion der Zündanlage verbunden, so daß die Brennkraftmaschine "stillgesetzt werden kann. In diesem Fall ist es erforderlich, den Anlaßmotor stillzusetzen und einen entsprechenden Schalter zu betätigen. Dieser Vorgang ist umständlich und zeitraubend.

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ORIGINAL

Dieses Problem kann durch Verwendung eines Anlaßmotors gelöst werden, bei dem die Drehzahl B der Ritzelwelle immer höher als der vorübergehende Spitzenwert A des Ritzels ist, und zwar auch dann, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine schwankt. Ein solcher Motor ist natürlich groß und hat ein hohes Drehmoment, eine hohe Leistung und hohe Nenndrehzahl, was im Hinblick auf anzustrebende Größenverringerung allgemein unerwünscht ist.

Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt im Zusammenhang mit zuverlässiger Arbeitsweise von Anlassern dieser Art betrifft ^as glatte Verschieben des Ritzels längs der Ritzelwelle. Anlasser ist in seinen Einzelteilen einschließlich des Ritzels und des zylindrischen Elements in ein rrit Schmieröl gefülltes Gehäuse eingebaut. Nach längerer Betriebszeit des Anlassers kann sich Staub in dem Schmieröl ansammeln. Dieser haftet an der Oberfläche der Ritzelwelle an und behindert die freie Bewegung des Ritzels. Auch wenn Staub in den Spalt zwischen dem Ritzel und der Ritzelwelle eindringt, wird eine glatte Bewegung des Ritzels behindert, so daß im Extremfall die Brennkraftmaschine nicht mehr angelassen werden kann. Somit besteht ein Erfordernis, die glatte Bewegung des Ritzels längs der Ritzelwelle ohne Beeinträchtigung durch Verschmutzungen zu gewährleisten.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Anlasser anzugeben, der die vorstehend gestellten Forderungen insgesamt erfüllt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

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Bei einem Anlasser nach der Erfindung ist ein Element vorgesehen, das das zu frühe Ausrücken des Ritzels verhindert und am Außenumfang des beweglichen zylindrischen Elements angeordnet ist. Seine Position ist in axialer Richtung begrenzt, jedoch kann es in radialer Richtung relativ zu dem zylindrischen Element bewegt werden. Ferner ist ein Sperrelement nahe dem erstgenannten Element angeordnet, das in dieses eingreift, wenn es in radialer Richtung durch Fliehkraft verstellt wurde. Ein Anlasser nach der Erfindung verhindert also das zu frühe Ausrücken des Ritzels aus dem Zahnkranz der Brennkraftmaschine vor dem Erreichen des stabilen Betriebszustandes, indem das Sperrelement in das die Ausrückung verhindernde Element eingreift. Die Drehzahl der Ritzelwelle muß somit nicht höher als der vorübergehend erreichte Spitzenwert der Drehzahl des Ritzels sein, der bei Drehzahlschwankungen auftritt. Somit kann die Größe und Leistung des Anlaßmotors verringert werden.

Das die Ausrückbewegung verhindernde Element kann ein Reguliergewicht sein, das mehrere Segmente hat, auf die die Fliehkraft bei der Drehung der Ritzelwelle einwirkt. Jedes Segment ist an seinem Innenumfang mit einer Nut versehen, die lose auf den Außenumfang eines Halters in Ringform aufgesetzt ist, welcher an dem zylindrischen Element befestigt ist. Auch kann jedes Gewichtssegment zwischen dem Halter und einem Ring angeordnet sein, der axial mit Abstand zum zylindrischen Element versetzt ist, so daß das Reguliergewicht in radialer Richtung durch die Fliehkräfte verlagert werden kann und in das Sperrelement eingreift.

Ein Anlasser nach der Erfindung enthält eine ringartige Feder, die am Außenumfang des Reguliergewichts befestigt ist, so daß sie eine radial nach innen gerichtete Kraft auf alle

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Segmente ausübt und das Reguliergewicht insgesamt in seiner innersten Stellung gehalten werden kann oder zu dieser Stellung gezogen wird, wenn die Ritzelwelle nicht gedreht wird.

Die Erfindung sieht ferner vor, daß das Sperrelement ein hohlzylindrisches Gehäuse ist, das koaxial auf der Ritzelwelle befestigt ist, so daß es das Reguliergewicht aufnimmt. Dieses Gehäuse hat einen hinteren Teil mit geringem Durchmesser, einen vorderen Teil mit großem Durchmesser- und eine . zwischen beiden Teilen ausgebildete Abstufung, auf die das Reguliergewicht einwirkt, wenn es in radialer Richtung nach außen verlagert ist. Auf diese Weise wird verhindert, daß das Ritzel zu früh aus dem Zahnkranz der Brennkraftmaschine ausgerückt wird.

Bei einem Anlasser nach der Erfindung kann das Ritzel einen einstückig angeformten vorderen Vorsprung haben und ein Anschlage lenient auf der Ritzelwelle nahe ihrem vorderen Ende vorgesehen sein. Das Anschlagelement hat die Form eines Hohlzylinders, von dem ein zylindrischer Abschnitt zum Ritzel verläuft. Die Oberfläche der Ritzelwelle wird somit im wesentlichen durch den Vorsprung und den zylindrischen Abschnitt in der ausgerückten Stellung des Ritzels eingeschlossen, so daß eineAnsammlung von Staub oder Schmutz aus dem Schmieröl auf der Ritzelwelle verhindert wird und ein glattes Bewegen des Ritzels auf der Ritzelwelle gewährleistet ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Anlassers nach der Erfindung, dessen Einzelteile einschließlich des Ritzels und des zylindrischen Elements in der oberen Hälfte in der eingerückten Stellung und in der unteren Hälfte in der ausgerückten Stellung gezeigt sind,

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Fig. 2 den Schnitt 2-2 aus Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Reguliergewichts und anderer Einzelteile,

Fig. 4 einen vergrößerten Schnitt des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels,

Fig. 5 einen Längsteilschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 6 den Schnitt 6-6 aus Fig. 5,

Fig. 7 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Reguliergewichts des in Fig. 5 gezeigten Anlassers,

Fig. 8 eine graphische Darstellung zum Vergleich der Drehzahlen eines erfindungsgemäßen Anlassers und eines Anlassers nach dem Stande der Technik und

Fig. 9 eine graphische Darstellung zur Verdeutlichung von Drehzahlschwankungen einer Brennkraftmaschine beim Anlaufen nach dem Anlassen.

In Fig. 1 ist ein Gehäuse 12 dargestellt, das an einem Anlassermotor 11 mit Innenanker 11a befestigt ist. Das Gehäuse 12 schließt sich an ein Gehäuse 11b des Anlassermotors 11 an und enthält die für den Anlasser erforderlichen Einzelteile.

Eine Ritzelwelle 14, die in das Innere des Gehäuses 12 ragt, ist in Lagern 13 gelagert. Die Ritzelwelle 14 trägt ein Untersetzungszahnrad 14b, das nahe ihrem hinteren Ende befestigt ist und in die Welle 11c des Anlassermotors 11 eingreift, so

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daß die Antriebskraft des Anlassermotors 11 über das Zahnrad 14b auf die Ritzelwelle 14 übertragen wird. Auf der Ritzelwelle 14 sind ein bewegliches Element 15 in Zylinderform und ein Ritzel 16 angeordnet. Die Ritzelwelle 14 und das zylindrische Element 15 sind über einen Schubtrieb miteinander gekoppelt, der ein schraubenförmiges Keilelement 14a vorbestimmter Länge auf der Ritzelwelle 14 und ein schraubenförmiges Keilelement 15a an der Innenseite des zylindrischen Elementes 15 umfaßt. Das Ritzel 16 ist auf der Ritzelwelle 14 mit einer Büchse 17 frei drehbar gelagert. Das Ritzel 16 hat einen hinteren Abschnitt 16a¹ größeren Durchmessers/ in den ein vorderer Teil des zylindrischen Elements 15 hineinragt, dieses wird mit dem Ritzel 16 durch eine Abdeckung 18 verbunden, die an dem größeren Teil 16a¹ befestigt ist, so daß beide Teile in Längsrichtung der Ritzelwelle 14 gemeinsam verschoben werden.

Eine Freilaufkupplung 19 mit einer Rolle 19a und einer Feder 19b ist in einem radialen Abstandsraum zwischen dem größeren Abschnitt 16a¹ des Ritzels 16 und dem vorderen Abschnitt des zylindrischen Elements 15 angeordnet, der in den größeren Abschnitt 16a¹ des Ritzels hineinragt. Die Freilaufkupplung 19 ermöglicht die freie Drehung des Ritzels 16 relativ zu dem beweglichen zylindrischen Element 15 in einer Richtung und verhindert die relative Drehung in der anderen Richtung, was bedeutet, daß das Ritzel 16 gemeinsam mit dem Element 15 in der anderen Richtung drehbar ist. Bei dieser Anordnung dient das zylindrische Element 15 als Kupplungsinnenelement, während das Ritzel 16 als Kupplungsaußenelement dient.

Ein Halter 26, der die in Fig. 2 und 3 gezeigte Ringform hat, ist am Außenumfang des hinteren Abschnitts des zylindrischen Elements 15 in axialer und in Drehrichtung unbeweglich befestigt.

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Ein Reguliergewicht 27, das das Ausrücken des Ritzels steuert, umfaßt mehrere, im dargestellten Ausführungsbeispiel vier separate Segmente, und der Halter 26 hat gleichmäßig beabstandete Vorsprünge 26a, die zwischen einander benachbarte Segmente ragen, wenn diese zu dem Reguliergewicht 27 zusammengesetzt sind. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, hat jedes Segment an seinem Innenumfang eine Führungsnut 27a geeigneter Tiefe. Diese Führungsnut 2 7a verläuft bis zu den Enden des jeweiligen gekrümmten Gewichtssegments und läuft dabei in Abschlußnuten 27b aus, die an den einander gegenüberliegenden Enden des jeweiligen Segments ausgebildet sind und in radialer Richtung verlaufen. Ferner hat jedes Gewichtssegment 27 an seinem Außenumfang eine Federnut 27c geeigneter Tiefe, die bis zu den beiden Enden des Segments verläuft. Jedes Segment 27 ist an dem Halter 26 befestigt, indem die innere Führungsnut 27a auf dem Halter 26 sitzt, so da3 das Segment 27 relativ zum Halter 26 in axialer Richtung festliegt,in radialer Richtung jedoch bewegt werden kann. Ferner sind die Abschlußnuten 27b eines jeden Segments 27 an die beiden jeweiligen Vorsprünge 26a des Halters 26 angesetzt, so daß das jeweilige Segment 27 sich gemeinsam mit dem zylindrischen Element 15 und dem Halter 26 drehen kann. Der lockere Sitz der Abschlußnuten 27b an den Vorsprüngen 26a gewährleistet auch, daß das jeweilige Gewichtssegment 27 axial unbeweglich, jedoch radial relativ zum Halter 26 beweglich ist. Eine ringartige Schraubenfeder 28 ist in die Federnuten 27c der Gewichtssegmente 27 eingelegt, so daß diese auf dem Halter 26 gehalten werden und gemeinsam mit dem zylindrischen Element drehbar sind. Die Feder 2 8 erzeugt eine nach innen gerichtete Federkraft, so daß sie die Gewichtssegmente 27 radial nach innen zieht und normalerweise beim Stillstand der Ritzelwelle 14 die Gewichtssegmente 27 in ihrer innersten Stellung gehalten sind. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist das Reguliergewicht 27 durch ein Gehäuse 29 umgeben, das an seiner

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Vorderseite offen, an seiner Rückseite geschlossen ist. Das Gehäuse 29 ist auf der Ritzelwelle 14 koaxial befestigt, wozu beispielsweise seine geschlossene Rückseite mit dem Zahnrad 14b verbunden ist. Das Gehäuse 29 dient als Sperrelement, und gemäß Fig. 3 hat es einen hinteren Abschnitt 29a kleineren Durchmessers sowie einen vorderen Abschnitt 29b größeren Durchmessers und eine zwischen beiden gebildete Stufe 2 9c. Wenn das zylindrische Element 15 und das Ritzel 16 in ihrer ausgerückten Stellung sind, so befindet sich -das Reguliergewicht 2 7 in dem Abschnitt 2 9a kleineren Durchmessers mit einem Abstand zur Innenwand.

Wie aus Fig. 4 im einzelnen hervorgeht, hat das Ritzel 16 einen einstückig angeformten vorderen Vorsprung 16a, der in Richtung seiner Einrückbewegung, d.h. zur Brennkraftmaschine hin verläuft und eine vorgegebene Länge hat. Die Ritzelwelle 14 ist mit einem Anschlagelement 21 versehen, das mit einer Klammer 20 nahe ihrem vorderen Ende befestigt ist. Das Anschlagelement 21 hat hohlzylindrische Form mit einer geschlossenen Vorderseite, an der die Klammer 20 sitzt, und einer offenen Rückseite, die dem Ritzel 16 zugewandt ist. Der zylindrische Abschnitt 21a, der von dem geschlossenen vorderen Ende zum Ritzel 16 hin verläuft, hat einen Innendurchmesser, der größer als der Außendurchmesser des Vorsprungs 16a des Ritzels 16 ist, so das der Vorsprung 16a in den zylindrischen Abschnitt 21a hineinragt. Eine Rückführungsfeder 22, die als Schraubendruckfeder ausgebildet ist, hat einen Innendurchmesser, der etwas größer als der Außendurchmesser des Vorsprungs 16a ist. Sie ist zwischen die geschlossene Seite des Anschlagelements 21 und das Ritzel eingesetzt. Sie verläuft zwischen dem Außenumfang des Vorsprungs 16a und dem Innenumfang des zylindrischen Abschnitts 21a. Das Lösen der Rückführungsfeder 22 wird durch

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Nuten 21c und 16c in der Innenwand des geschlossenen Endes 21b des Anschlagelements 21 und an der Stufe 16b des Ritzels 16 verhindert. Die beiden Enden der Rückführungsfeder 22 sind in diese Nuten 21c und 16c eingesetzt. Derselbe Effekt ergibt sich auch durch den zylindrischen Abschnitt 21a selbst.

Der Vorsprung 16a ist einstückig mit dem Ritzel 16 ausgebildet, so daß die Führungslänge des Ritzels 16 auf der Ritzelwelle 14 möglichst groß ist. Dies gewährleistet, daß das Ritzel 16 bei seiner Bewegung nicht verkantet wird, so daß ein Rattern oder auch eine Abnutzung des Ritzels 16 verhindert ist.

Die Länge des zylindrischen Abschnitts 21a des Anschlagelements 21, welches ein Ende der Rückführungsfeder 22 hält und auch als Abdeckung für die Feder 22 dient, ist auf die Länge des Vorsprungs 16a des Ritzels 16 abgestimmt. Beide Längen sind so bemessen, daß in der ausgerückten Stellung des Ritzels 16 vor dem Einschalten des Anlassermotors 11 das Ende des Vorsprungs 16a etwas in den zylindrischen Abschnitt 21a hineinragt, wie es in der unteren Hälfte der Fig.1 und 4 unterhalb der Achse 0-0 gezeigt ist. Zumindest wird zwischen beiden Elementen ein kleiner Abstand vorgesehen, so daß auch beim Ausrücken des Ritzels 16 die Oberfläche der Ritzelwelle 14, über die das Ritzel 16 verschoben wird, praktisch insgesamt abgedeckt ist. Ferner ist eine Schmutzdichtung 24 am Innenumfang des Vorsprungs 16a vorgesehen, so daß sie auf der Ritzelwelle 14 gleitet.

Ein Zahnkranz 23 einer Brennkraftmaschine eines Kraftrades oder ähnlichen Fahrzeugs ist zwischen dem Anschlagelement 21 und dem Ritzel 16 angeordnet, wenn das zylindrische Element und das Ritzel 16 gemäß der Darstellung in der unteren Hälfte

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der Fig. 1 unterhalb der Achse 0-0 ausgerückt sind. Wenn das zylindrische Element 15 und das Ritzel 16 in Einrückrichtung bewegt werden, greift das Ritzel 16 in den Zahnkranz 23 ein, wie es in der oberen Hälfte der Fig. 1 oberhalb der Achse 0-0 gezeigt ist.

Im folgenden wird die Funktion des Anlassers beschrieben.

Wenn der Anlassermotor 11 eingeschaltet wird, so wird die Ritzelwelle 14 über das Untersetzungszahnrad 14b angetrieben. Mit schneller Drehung der Ritzelwelle 14, die zu diesem Zeitpunkt möglich ist, wird das zylindrische Element 15, we ' ar über den Keilelementantrieb mit der Ritzelwelle 14 gekuppelt ist, vorwärts längs der Ritzelwelle 14 durch seine Trägheit ohne Drehung verschoben. Somit wird auch aas Ritzel 16 längs der Ritzelwelle 14 durch Zusammendrücken der Rückführungsfeder 22 verschoben und in Eingriff mit dem Zahnkranz 23 der Brennkraftmaschine gebracht. Wenn das Ritzel 16 an das Anschlagselement 21 anschlägt, welches auch als Abdeckung in der Grenzstellung des Ritzels dient, so beginnen das zylindrische Element 15 und das Ritzel 16 ihre Drehung gemeinsam mit der Ritzelwelle 14, wodurch der Zahnkranz 23 infolge des Drehmoments gedreht wird, welches von der Ritzelwelle 14 über das Element 15 und die Freilaufkupplung 19 übertragen wird. Dadurch wird die Brennkraftmaschine gezündet. Nach der Zündung der Brennkraftmaschine, wenn die Drehzahl des Ritzels 16 über diejenige der Ritzelwelle 14 und des Elements 15 durch das Moment des Zahnkranzes 2 3 ansteigt, ermöglicht die Freilaufkupplung 19 die freie Drehung des Ritzels 16 relativ zum Element 15.

Wenn das zylindrische Element 15 sich gemeinsam mit der Ritzelwelle 14 nach Einleitung ihrer Drehung dreht,, so werden die GewichtsSegmente 27, deren Führungsnuten 2 7a auf dem Halter

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sitzen, radial nach außen durch Fliehkräfte gegen die radial nach innen gerichtete Federkraft der Feder 28 verlagert. Zu diesem Zeitpunkt ist das Reguliergewicht 27 aus dem Abschnitt 29b größeren Durchmessers des Gehäuses 2 9 in den Abschnitt 2 9a kleineren Durchmessers infolge der Verschiebung des zylindrischen Elements 15 auf der Ritzelwelle 14 verlagert, so daß seine Rückseite in Kontakt mit der Abstufung 2 9c des Gehäuses 2 9 steht oder zu ihr einen nur geringen Abstand hat.

Nach dem Start der Brennkraftmaschine können beim Anlaufen Drehzahlschwankungen auftreten, die bereits erläutert wurden. Auch wenn die Drehzahl des Ritzels 16 vorübergehend einen Wert erreicht, bei dem es normalerweise aus dem Zahnkranz 2 3 ausgerückt würde, wird dieses Ausrücken verhindert, da das Reguliergewicht 2 7 an der Abstufung 29c des Gehäuses 2 9 anliegt. Mit anderen Worten, ein zu frühes Ausrücken des Ritzels 16 aus dem Zahnkranz 23 während des instabilen Anlaufzustandes der Brennkraftmaschine kann nicht auftreten. Solange die Drehung der Ritzelwelle 14 durch den Anlassermotor 11 fortgesetzt wird, kann ein Drehmoment von dem Ritzel 16 auf den Zahnkranz 23 übertragen werden, was bedeutet, daß die Anlasserkraft auf die Brennkraftmaschine übertragen wird, bis der stabile Laufzustand einsetzt. Damit ist es möglich, einen zuverlässigen Anlauf der Brennkraftmaschine ohne Ausfall der Zündung zu erreichen.

Nachdem sich der stabile Lauf der Brennkraftmaschine eingestellt hat, kann durch Abschalten des Anlassermotors 11 die Drehzahl der Ritzelwelle 14 allmählich verringert werden, so daß auch die auf das Reguliergewicht 27 einwirkende Fliehkraft allmählich bis zum Wert Null abnimmt, so daß

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die Gewichtssegmente 27 radial durch die Feder 28 nach innen zurückgestellt werden. Dadurch wird die Einwirkung des Gewichts 27 an der Abstufung 29c des Gehäuses 29 beseitigt, und das Ritzel 16 und das zylindrische Element 15 werden längs der Ritzelwelle 14 in ihre Anfangsstellung zurückbewegt, wozu das Verzögerungsmoment der Fliehkraftkupplung 19 infolge der höheren Drehzahl des Ritzels 16 gegenüber der Ritzelwelle 14 und die Federkraft der Rückführungsfeder 22 ausgenutzt wird.

Die vorstehenden Ausführungen zeigen, daß die Drehzahl der Ritzelwelle 14 nicht größer als die vorübergehend bei den Drehzahlschwankungen erreichte Drehzahlspitze des Ritzels sein muß, so daß die Größe und die Leistung des Anlassermotors 11 verringert werden können. Ferner kann ein längerer Anlaßbetrieb durchgeführt werden, ohne daß der Anlassermotor 11 jeweils vorübergehend stillgesetzt werden muß. Außerdem werden bei normalen Anlassern mit Freilaufkupplungen für Krafträder und ähnliche Fahrzeuge Betriebseigenschaften verwirklicht, wie sie bei einem elektromagnetischen Einrücksystem vorliegen. Im Gegensatz zu solchen Systemen ist jedoch ein fehlerhaftes Einrücken während des Maschinenlaufs unmöglich, wodurch entsprechende Geräuschbildungen vermieden werden. Es ist auch keine Sicherungsvorrichtung gegen Bedienungsfehler erforderlich, so daß der Anlasser in Verbindung mit Schaltern verwendet werden kann, die auch irrtümlich während des Maschinenlaufs betätigt werden. Insgesamt ergibt sich eine billige Herstellung.

Wird der Anlasser wiederholt langzeitig betrieben, so sammelt sich im Gehäuse 12 Schmutz an. Da die Ritzelwelle 14 durch den Vorsprung 16a des Ritzels 16 und den zylindrischen Abschnitt 21a des Anschlagelements 21 in beschriebener Weise

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praktisch abgedeckt ist, kann sich Schmutz nicht auf der Ritzelwelle 14 absetzen, so daß diese gewissermaßen isoliert gehalten wird. Auch wenn der Schmutz sich auf der Ritzelwelle 14 ansammeln würde, so entfernt ihn die Dichtung 24 am Ende des Vorsprungs 16a von ihrer Oberfläche und verhindert das Eintreten in den Abstand zwischen der Ritzelwelle und dem Ritzel 16, so daß immer eine glatte Bewegung des Ritzels 16 gesichert ist. Dies ist bei Anlassern der hier betrachteten Art von großer Wichtigkeit.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren 5, 6 und 7 beschrieben. Hier sind mit den zuvor gezeigten Elementen übereinstimmende Elemente mit denselben Bezugszeichen und zusätzlich mit jeweils um erhöhten Bezugszeichen versehen.

Ein Ring 131 ist mit einer Klammer 130 am Außenumfang des hinteren Abschnitts eines beweglichen zylindrischen Elements 115 befestigt, und ein Halter 132 ist mit Abstand in Längsrichtung zum Ring 131 befestigt. Mehrere GewichtsSegmente 133, die das Ausrücken des Ritzels verhindern, sind zwischen dem Halter 132 und dem Ring 131 befestigt. Wie aus Fig. 7 hervorgeht, hat der Halter 132 eine Ringform und ist mit drei gleichmäßig beabstandeten Vorsprüngen 132a versehen. Jeder Vorsprung 132a hat einen rechtwinklig nach hinten abgebogenen Mittelteil 132b. Jedes Gewichtssegment 133, von denen im hier bezeigten Ausführungsbeispiel drei vorgesehen sind, ist an der Vorderseite mit einer ümfangsnut zur Bildung einer Stufe 133a versehen, und der Abschnitt, der die Stufe 133a bildet, ist an seinen beiden Enden mit radialen Nuten versehen, die einen nach vorn stehenden Teil 133b und Führungsflächen 133c an dessen beiden Seiten bilden. Jedes Gewichtssegment 133 dieser Konstruktion ist zwischen dem Ring 131 und dem Halter 132 so eingesetzt, daß seine Führungsflächen 133c

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an den jeweils zugeordneten benachbarten Vorsprüngen 132a des Halters 132 sitzen. Somit wird die axiale Position des jeweiligen Gewichtssegments 133 durch den Ring 131 und den Halter gesichert, während eine radiale Bewegung mit den Führungsflächen 133c an den Vorsprüngen 132a möglich ist. Die abgebogenen Abschnitte 132b sitzen zwischen benachbarten Gewichtssegmenten 133, so daß diese gleichzeitig mit dem zylindrischen Element 115 und dem Halter 132 gedreht werden. Die Einwirkung des vorstehenden Teils 133b des Gewichts 133 und des jeweils zugeordneten Vorsprungs 132a des Halters 132 führt somit zu einer gleichzeitigen gemeinsamen Bewegung. Eine ringartige Schraubenfeder 134 ist in den ümfangsnuten angeordnet, di-Stufen 133a der Gewichtssegmente 133 bilden. Sie erzeugt eine Druckkraft radial nach innen, so daß dadurch die Gewichtssegmente 133 zusammengedrückt werden. Die Vorsprünge 132a des Halters 132 stehen radial von den Stufen 133a an der Vorderseite der Gewichtssegmente 133 ab, so daß sie ein Abrutschen der Feder 134 verhindern.

Wenn bei dieser Konstruktion die Ritzelwelle 114 gedreht wird, so wird das Ritzel 116 durch die Trägheit des zylindrischen Elements 115 längs der Ritzelwelle 114 verschoben und in Eingriff mit dem Zahnkranz in eine Position gebracht, die der Grenzstellung dieser Verschiebung entspricht. Wenn das Ritzel 116, das zylindrische Element 115 und die Ritzelwelle 115 hierbei gemeinsam gedreht werden, so werden die einzelnen Gewichtssegmente 133 radial durch Fliehkräfte nach außen verlagert, so daß sie auf eine Kante 129c des Gehäuses 129 einwirken. Somit wird hier wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel das zu frühe Ausrücken des Ritzels 116 aus dem Zahnkranz vor Erreichen des stabilen Laufzustandes der Brennkraftmaschine verhindert.

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Bei den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen haben die Gewichtssegmente 133 eine Form, die leicht durch Spritzguß, Sintern oder Pressen hergestellt werden kann, was zur Fertigungsgenauigkeit und Produktivität beiträgt.

Fig. 8 zeigt eine graphische Darstellung, bei der die erforderlichen Drehzahlen eines Anlassermotors gemäß dem Stand der Technik und eines Anlassermotors bei der Erfindung miteinander verglichen werden. Auf der Ordinate ist die Drehzahl N und auf der Abszisse die Zeit T abgetragen. Der Wert η ist die Leer lauf-

drehzahl, der Wert n, die Grenzdrehzahl zwischen dem stabilen Betriebsbereich I und dem instabilen Betriebsbereich J bei niedriger Betriebstemperatur.

Bei einem Anlasser nach der Erfindung kann die Nenndrehzahl η für das Anlassen, die zur Drehung des Ritzels und des Zahnkranzes nach Verschieben des zylindrischen Elements und des Ritzels durch Trägheit erforderlich ist, überschritten werden. Die Brennkraftmaschine dreht aber dann selbsttätig und erreicht einen Zustand, der durch den Abschnitt C der durchgezogenen Kurve dargestellt ist. In diesem Zustand nimmt das Ritzel ein Drehmoment vom Zahnkranz auf, bis ein Punkt D erreicht ist, bei dem die Freilaufkupplung das Ritzel von dem zylindrischen Element und der Ritzelwelle abkoppelt. Ausgehend vom Punkt D wird der Anlassermotor dann mit seiner lastfreien Drehzahl η gedreht. Während dieser Zeit wird ein stabiler Betrieb der Brennkraftmaschine gewährleistet und gleichzeitig das zu frühe Ausrücken des Ritzels aus dem Zahnkranz verhindert," da das Reguliergewicht auf die Abstufung seines Gehäuses einwirkt. Durch Abschalten des Anlassermotors am Punkt E wird dessen Drehzahl längs der Kurve F verringert, die geradlinig ist. Entsprechend verringert sich die Fliehkraft, und bei Erreichen der Drehzahl η wird das Ritzel ausgerückt.

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Andererseits ist es beim Anlassermotor eines Anlassers nach dem Stand der Technik wichtig, daß die Drehzahl der Ritzelwelle immer höher als die vorübergehenden Spitzenwerte der Drehzahl der Brennkraftmaschine ist, die beim Anlaufen auftreten können. Nur auf diese Weise kann die Kopplung zwischen dem Ritzel und dem Zahnkranz bei diesem Betriebszustand aufrechterhalten werden. Dies bedeutet, daß die lastfreie Drehzahl η ' innerhalb des stabilen Betriebsbereiches liegt und höher als die Leerlaufdrehzahl n. ist. Die "Drehzahl des Anlassermotors und der Ritzelwelle erreicht also diesen Leerlaufwert, der höher als die Drehzahl η ' ist, und bei der das Ausrücken des Ritzel aus dem Zahnkranz erfolgt. Da die lastfreie Drehzahl η ' höher als die Leerlaufdrehzahl n. sein

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muß und da es ferner erforderlich ist, die Leistung der Brennkraftmaschine weiter zu erhöhen, um einen zuverlässigen Start auch bei niedrigen Temperaturen zu erzielen, muß der Anlassermotor unvermeidbar große Abmessungen und eine große Leistung haben.

Bei einem Anlasser nach der Erfindung muß die lastfreie Drehzahl η des Anlassermotors nur höher als die Nenndrehzahl η m s

sein, so daß es möglich ist, die Leistung und damit die Größe des Anlassermotors zu verringern.

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Claims

Patentansprüche

Anlasser für Brennkraftmaschinen mit einem Anlassermotor, der eine Ritzelwelle dreht, einem auf der Ritzelwelle angeordneten beweglichen zylindrischen Element, das mit der Ritzelwelle über einen Ausrückantrieb gekoppelt ist, einem auf der Ritzelwelle frei drehbaren Ritzel, einer zwischen dem Ritzel und dem zylindrischen Element vorgesehenen Freilaufkupplung, wobei das Ritzel und das zylindrische Element gemeinsam in Längsrichtung der Ritzelwelle bewegbar sind, und einer Vorrichtung zur Sperrung des Ritzels gegen eine Ausrückbewegung aus dem Zahnkranz der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (2 7) zur Sperrung relativ zu dem zylindrischen Element (15) in Längsrichtung fest, in radialer Richtung jedoch beweglich angeordnet ist, und daß nahe dieser Vorrichtung (27) ein Sperrelement (2 9c) vorgesehen ist, das auf die Vorrichtung (27) in ihrem durch Fliehkraft radial ausgerückten Zustand einwirkt.
2. Anlasser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Element (15) und das Ritzel (16) ein inneres bzw. äußeres Kupplungselement der Freilaufkupplung (19) sind.
3. Anlasser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (27) zur Sperrung ein Reguliergewicht aus mehreren GewichtsSegmenten (27) ist, die durch Fliehkräfte in radialer Richtung nach außen verlagert werden.
4. Anlasser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtssegmente (27) an einem ringförmigen Halter (26)

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angeordnet sind, der am Außenumfang des zylindrischen Elements (15) befestigt ist und mehrere an seinem Umfang vorgesehene Vorsprünge (26a) hat, wobei die Gewichtssegmente

(27) jeweils zwischen einander benachbarten Vorsprüngen (26a) angeordnet sind.
5. Anlasser nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastisches Element (28) am Außenumfang des Reguliergewichts (27) vorgesehen ist, welches eine radial nach innen gerichtete Kraft auf die Gewichtssegmente (27) ausübt.
6. Anlasser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (28) eine ringartige Schraubenfeder ist.
7. Anlasser nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtssegmente (27) jeweils mit einer inneren ümfangsnut (27a) locker auf den Außenumfang des Halters (26) aufgesetzt sind.
8. Anlasser nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtssegmente (27) jeweils bogenförmig ausgebildet sind und an ihren beiden Schmalseiten mit radial verlaufenden Abschlußnuten (27b) versehen sind, mit denen sie an den Vorsprüngen (26a) des Halters (26) sitzen.
9. Anlasser nach einem der Ansprüche 6 'bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtssegmente (27) äußere Umfangsnuten (27c) aufweisen, in denen die ringartige Schraubenfeder (28) liegt.

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10. Anlasser nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (29c) zu einem hohlzylindrischen Element (2 9) gehört, das koaxial auf der Ritzelwelle (14) befestigt und dem Reguliergewicht (27) angepaßt ist.
11. Anlasser nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das hohlzylindrische Element (29) an seiner Vorderseite offen ist und einen hinteren Abschnitt (29a) kleineren Durchmessers aufweist, der über eine Stufe (29c) mit dem vorderen Abschnitt (2 9b) verbunden ist.
12. Anlasser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (16) mit einem einstückig angeformten ringförmigen Vorsprung (16a) versehen ist, daß die Ritzelwelle (14) an ihrem vorderen Ende mit einem Anschlagelement (21) versehen ist, das einen zum Ritzel (16) verlaufenden hohlzylindrischen Abschnitt (21a) aufweist, und daß die Ritzelwelle (14) in der ausgerückten Stellung des Ritzels (16) durch den ringförmigen Vorsprung (16a) und den hohlzylindrischen Abschnitt (21a) eingeschlossen ist.
13. Anlasser nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des hohlzylindrischen Abschnitts (21a) größer als der Außendurchmesser des ringförmigen Vorsprungs (16a) ist und daß eine Rückführungsfeder (22) zwischen dem ringförmigen Vorsprung (16a) und dem Anschlagelement (21) angeordnet ist.
14. Anlasser nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schmutzdichtung (24) zwischen dem Innenumfang des ringförmigen Vorsprungs (16a) und der Ritzelwelle (14) vorgesehen ist.

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15. Anlasser nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang des ringförmigen Elements (115) ein ringförmiger Halter (132) und ein Haltering (131) in axialem Abstand zueinander angeordnet sind und daß die Gewichtssegmente (133) zwischen diesen beiden Elementen (131, 132) angeordnet sind.
16. Anlasser nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (132) mit abgebogenen Abschnitten (132b) versehen ist, die jeweils zwischen einander benachbarten Gewichts Segmenten (133) liegen.
17. Anlasser nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gewichtssegment (133) einen in axialer Richtung vorstehenden Teil (133b) und an dessen beiden in Umfangsrichtung liegenden Enden vertiefte Flächenabschnitte (133c) aufweist und daß der Halter (132) mehrere ümfangsvorSprünge (132a) hat, wobei das jeweilige Gewichtssegment (133) mit den vertieften Flächenabschnitten (133c) an den Umfangsvorsprüngen (132b) anliegt.
18. Anlasser nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gewichtssegment (133) an der Vorderseite mit einer Umfangsnut (133a) versehen ist, die eine Abstufung bildet, und daß der Halter (132) mehrere über die Abstufungen der Gewichtssegmente (133) hinausragende ümfangsvorsprünge (132a) aufweist, wobei eine ringartige Schraubenfeder (134) auf den Abstufungen der Gewichtssegmente (133) liegt.

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