DE3007778C2

DE3007778C2 - Anlasser fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3007778C2
Application number: DE3007778A
Authority: DE
Inventors: Goroei Fujimi Saitama Wakatsuki; Masahide Saitama 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: 1983-01-20
Also published as: GB2080430A; FR2450360B1; GB2080430B; FR2450360A1; DE3007778A1; US4325265A

Description

Die Erfindung betrifft einen Anlasser nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Anlasser dieser Art ist z. B. aus der DE-PS 53 556 bekannt. Wenn die Ritzelwelle von dem Anlasser schnell gedreht wird, so verschieben sich die Ein- und Ausrückhülse 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 der Ein- und Ausrückhülse. 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 die Ein- und Ausrückhülse längs der Ritzelwellp wieder ausgerückt, so daß der Zahnkranz vorr Ritzel entkoppelt ist.

Die Brennkraftmaschine wird unmittelbar nach dem Zünden nicht in ihren stabilen Betriebszustand gebracht, jo sondern während eines Anlaufens nach dem Start schwankt die Drehzahl und erreicht vorübergehend einen Wert, bei dem an sich das Ritzel aus dem Zahnkranz ausgerückt wird. Bei dem bekannten Anlasser ist eine Vorrichtung vorgesehen, durch die zu frühes Ausrücken des Ritzels aus dem Zahnkranz verhindert wird, bis die Maschine eine konstante Drehzahl erreicht hat. Es handelt sich dabei um ein Sperrglied, das an einem Ende der Ein- und Ausrückhülse gefedert befestigt ist und in das Ritzel in dessen eingerückter Stellung eingreift. Um das Sperrglied wieder zu lösen, muß mit dem Ausschalten des Anlassers ein Elektromagnet betätigt werden, wod-.irch über mehrere Elemente die Reibung zwischen der Ein- und Ausrückhülse und der Anlasserwelle so erhöht wird, daß der Widerstand des Sperrgliedes am Ritzel überwunden und dieses ausgerückt wird. Dieser Mechanismus ist kompliziert und darüber hinaus auch nicht unbedingt betriebssicher, da bei großen Drehzahlschwankungen, wie sie beim Anlaufen von Einzylindermaschinen oder Zweitaktmaschinen auftreten, der vorstehend beschriebene Effekt des Lösens des Sperrgliedes gleichfalls eintreten kann. Auch Verschmutzungen zwischen Ritzelwelle und Ein- und Ausrückhülse können zu einer erhöhten Reibung und damit zum Ausrücken des Ritzels führen. Wird das Ritzel aus dem Zahnkranz durch Drehzahlschwankungen der Maschine im instabilen Anlaufzustand vor Erreichen des stabilen Zustindes ausgerückt, so kann dies zu Fehlfunktionen der Zündanlage führen, wodurch die Maschine stillgesetzt wird.

F i g. 9 zeigt dies in Form einer graphischen Darstellung. Auf der Ordinate ist die Drehzahl /Vund auf der Abszisse die Zeit T abgetragen. Während des Anlaufzustandes nach dem Anlassen schwankt die Drehzahl wellenartig, so daß auch die Drehzahl des Ritzels in ähnlicher Weise schwrnk,, wobei vorübergehend ein hoher Drehzahlwert A erreicht wird. Die Ritzelwelle wird mit einer Drehzahl ß 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 Fehlfunktion der Zündanlage verbunden, so daß die Brennkraftmaschine stillgesetzt werden kann. In diesem Fall ist es erforderlich, den Anlassermotor stillzusetzen und einen entsprechenden Schalter zu betätigen. Dieser Vorgang ist umständlich und zeitraubend.

Dieses Problem kann durch Verwendung eines Anlassermotors gelöst Werden, bei dem die Drehzahl B der Ritzelweile 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 das glatte Verschieben des Ritzels längs der Ritzelwelle. Der Anlasser ist in seinen Einzelteilen einschließlich des Ritzels und des zylindrischen Elements in ein mit 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 Ritzelwelie ohne Beeinträchtigung durch Verschmutzungen zu gewährleisten.

Die Aufgabe der Erfindung b.. ;eht darin, einen Anlasser der bekannten Art so zu vemersern, daß er bei kompaktem Aufbau das zu frühe Ausrücken des Ritzels auch bei großen Drehzahlschwankungen mit einem einfachen Mechanismus sicher vermeidet, gegen Verschmutzung unempfindlich ist und mit einem möglichst kleinen Anlassermotor arbeiten kann.

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

Es wird das zu frühe Ausrücken des Ritzels aus dem Zahnkran? der Brennkraftmaschine vor dem Erreichen des stabilen Betriebszustandes verhindert, indem ein in axialer Richtung wirksames Sperrelement auf eine in radialer Richtung durch Fliehkraft verstellbare Vorrichtung so einwirkt, daß diese und damit die Ein- und Ausrückhülse sowie das Ritzel gegen eine Längsbewegung gesperrt werden. Dies ist einfach und erfordert keinen derart komplizierten Mechanismus wiv- beim vorbekannten Anlasser. Außerdem muß die Drehzahl der Ritzelwelie nicht höher als der vorübergehend erreichte Spitzenwert der Drehzahl des Ritzels sein, der bei Drehzahlschwankungen auftritt. Deshalb kann die Größe und Leistung des Anlassennotors gegenüber bisherigen Anlassern verringert werden. Da Verschmutzungen und mit diesen verursachte Reibungsänderungen zwischen Ein- und Ausrückhülse und Ritzelwelie keinen Effekt auf die Sperrfunktion haben, die auf das Ritzel ausgeübt wird, ist ein Anlasser hinsichtlich dieser Sperrfunktion unempfindlich gegenüber Verschmutzungen.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 2 ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf kompakten Aufbau des Anlassers.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 3 gewährleistet erhöhte Funktionssicherheit, da mehrere Guwichtssegmente eine rotationssymmetrische Gewichtseinheit bilden.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 4 ist vorteilhaft im Hinblick auf einfachen Aufbau und Halterung der Gewichtssegmente. Die Weiterbildung gemäß An= Spruch 5 betrifft eine besonders einfache Möglichkeit der Erzeugung einer Rückführungskraft für die Ge-. wichtssegmente.

Die Wciterbildu^g gemäß Anspruch 6 ist vorteilhaft im Hinblick auf eine verbesserte Funktionssicherheit bei der Rückführung der Gewichtssegmente.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 7 betrifft eine konstruktiv besonders einfache Möglichkeit der Anordnung der Gewichtssegmente, die sich aus der Verwendung eines elastischen Elements zur Erzeugung der Rückiührüngskraft ergibt.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 8 betrifft eine besonders einfache Möglichkeit der Führung der Gewichtssegmente bei ihrer durch Fliehkraft bewirkten Bewegung in radialer Richtung.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 9 betrifft eine besonders einfache Möglichkeit der Halterung des elastischen Elementes zur Erzeugung der Rückführungskraft für die Gewichtssegmente, wenn dieses gemäß der Weiterbildung nach Anspruch 6 als ringartige Schraubenfeder ausgebildet ist.

Die Weiterbildung nach Anspruch 10 betrifft eine rotationssymmetrische Ausbildung des Sperrelements, durch die eine vorteilhafte Anpassung dieses Elements äü eine aus GcvrichisscgiTiGntcr; aufgebaute und gleichfalls rotationssymmetrische Sperrvorrichtung erreicht wird.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 11 betrifft die Ausbildung des Sperrelements als Stufe eines hohlzylindrischen Elements, wodurch eine Vereinfachung gegeben ist, denn das hohlzylindrische Element dient einerseits zur Erzeugung der Sperrfunktion, andererseits zum Einschluß der zur Erzielung der Sperrfunktion wesentlichen Elemente, wodurch diese gegen Verschmutzungen geschützt werden.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 12 gibt eine Möglichkeit an, durch die stärkere Verschmutzungen zwischen der Ritzelwelle und der Ein- und Ausrückhülse verhindert werden.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 13 gibt eine konstruktiv einfache Maßnahme zur Unterbringung einer Rückführungsfeder an, wenn die Weiterbildung gemäß Anspruch 12 verwendet wird.

Die Weiterbildungen gemäß Anspruch 14 bis 17 betreffen eine andere Ausführungsform eines aus Gewichtssegmenten bestehenden Reguliergewichts, durch die hinsichtlich Funktion und Konstruktion gleichartige Vorteile wie bei der ersten Ausführungsform erzielt werden.

Die Merkmale der Weiterbildungen gemäß Anspruch 3 und 6 sind auch bei dem Anlasser nach der DE-PS 7 17 864 verwendet, jedoch nicht für eine Vorrichtung, die das zu frühe Ausrücken des Ritzels verhindern soll, sondern für eine Vorrichtung, durch die das Ritzel eingerückt wird.

Ausführungsbeispiele werden im folgenden anhand der Figuren bescLrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt eines Anlassers, 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,

F i g. 2 den Schnitt 2-2 aus F i g. 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,

F i g. 6 den Schnitt 6-6 aus F i g. 5,

F i g. 7 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Reguliergewichts des in Fig.5 gezeigten Anlassers,
F i g. 8 eine graphische Darstellung zum Vergleich der Drehzahlen eines beschriebenen Anlassers und eines Anlassers nach dem Stande der Technik und

Fig.9 eine graphische Darstellung zur Verdeutln chung Von Drehzahlschwankungen einer Brennkraftmaschine beim Anlaufen nach dem Anlassen;

In Fi g. 1 ist ein Gehäuse 12 dargestellt das an einem Anlassermotor 11 mit Innenanker 11a befestigt ist. Das Gehäuse 12 schließt sich an ein Gehäuse \ib 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 t3 gelagert. Die Ritzelwelle 14 trägt ein Untersetzungszahnrad \4b, das nahe ihrem hinteren Ende befestigt ist und in die Welle lic des Anlassermotors 11 eingreift, so daß die Antriebskraft des Anlassermotors 11 über das Zahnrad 146 auf die Ritzelwelle 14 übertragen wird. Auf der Ritzelwelle 14 sind ein bewegliches Element 15 in Zylinderform und ein Riizc! 16 angeordnet. Die Rit^elwelle 14 und das zylindrische Element 15 sind über einen Schubtrieb miteinander gekoppelt, der ein schraubenförmiges Keilelement 14a vorbestimmter Länge auf der Ritzel· welle 14 und ein schraubenförmiges KeÜelement 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 16a'größeren Durchmessers, in den ein ve'derer Teil des zylindrischen Elements 15 hineinragt, und dieses wird mit dem Ritzel 16 durch eine Abdeckung 18 verbunden, die an dem größeren Teil 16a' befestigt ist, so daß beide Teile in Längsrichtung der Ritzelwelle 14 gemeinsam verschoben werden.

Eine Freilaufkupplung 19 mit einer Rolle 19a und einer Feder 196 ist in einem radialen Abstandsraum zwischen dem größeren Abschnitt 16a'des Ritzels 16 und dem vorderen Abschnitt des zylindrischen Elements 15 angeordnet, der in den größeren Abschnitt 16a'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

Ein Reguliergewicht 27, das das Ausrücke , des Ritzels steuert, umfaßt mehrere, im dargestellten Ausführungsbeispiel vier separate Segmente, und der Halter 25/26 hat gleichmäßig beabstandete Vorsprünge 26a, die zwischen einander benachbarte Segmente ragen, wenn diese zu dem Reguliergewicht 27 zusammengesetzt sind. Wie aus F i g. 3 hervorgeht, hat jedes Segment an seinem Innenumfang eine Führungsnut 27a geeigneter Tiefe. Diese Führungsnut 27a verläuft bis zu den Enden des jeweiligen gekrümmten Gewichtssegments und läuft dabei in Abschlußnuten 27 b 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 daß das Segment 27 relativ zum Halter 26 in axialer Richtung festliegt, in radialer Richtung jedoch bewegt werden kann. Ferner sind die Abschlußnuten 2?b 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 Halte/ 26 drehen kann. Der lockere Sitz der AbschluOnuten 27b an den Vorsprüngen 26a gewährleistet auch, daß das jeweilige Gewichtssegment 27 axial ₎₀ unbeweglich, jedoch radial relativ zum Halter 26 beweglich ist. Eine ringartige Schraubenfeder 28 ist in die Federnuten 27cder Gewichtssegmente 27 eingelegt, so daß diese auf dem Halter 26 gehalten werden und gemeinsam mit dem zylindrischen Element 15 drehbar ₎₃ sind. Die Fede 28 erzeugt eine nach innen gerichtete Federkraft, so daß sie die Gewichtssegmente 27 radial nach innen zieht und normalerweise beim Stillstand der RitzdweUe 14 die Oewirhissegmente 27 in ihrer innersten Stellung gehalten sind. Wie aus F i g. 1 ₂q hervorgeht, ist das Reguliergewicht 27 durch ein Gehäuse 29 umgeben, das an seiner 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 ₂s 14Ö verbunden ist. Das Gehäuse 29 dient als Sperrelement, und gemäß Fig.3 hat es einen hinteren Abschnitt 29a kleineren Durchmessers sowie einen vorderen Abschnitt 296 größeren Durchmessers und eine zwischen beiden gebildete Stufe 29c Wenn das zylirJrische Element 15 und das Ritzel 16 in ihrer ausgerückten Stellung sind, so befindet sich das Reguliergewicht 27 in dem Abschnitt 29a 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 daß 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 16 eingesetzt Sie verläuft zwischen dem Außenumfang des Vorsprungs 16a und dem Innenumfang des zylindrischen Abschnitts 21a. Das Lösen der Rückführungsfeder 22 wird durch Nuten 21c und 16c in der Innenwand des geschlossenen Endes 21 b des Anschlagelements 21 und an der Stufe 166 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 21 a 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 Anschlagelemertts 21, welches ein Ende der Rückfülv rungsfeder 22 hält und auch als Abdeckung für die Feder 22 dient, ist auf die Länge des Vörsprungs 16a des Ritzels 16 abgestimmt Beide Längen sind so bemessen, daß in der ausgerückten Stellung des Ritzels 16 vor dem Einschalten des Afüassermötors Il das Ende des Vorsprungs 16a etwas in den zylindrischen Abschnitt 21a hineinragt, wie es in der unteren Hälfte der Fi g. 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 15 und das Ritzel 16 gemäß der Darstellung in der unteren Hälfte der F i g. 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 F i g. 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, welches über den Keilelementantrieb mit der Ritzelwelle 14 gekoppelt ist, vorwärts längs der Ritzelwelle 14 durch seine Trägheit ohne Drehung verschoben. Somit wird auch das 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 Anschlagelement 2Ί 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 23 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 27a auf dem Halter 26 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 29a kleineren Durchmessers des Gehäuses 29 in den Abschnitt 296 größeren Durchmessers infolge der Verschiebung des zylindrischen Elements 15 auf der Ritzelwelle 14 verlagert, so daß seine Rückseite in Kontakt mit der Abstufung 29c des Gehäuses 29 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 23 ausgerückt würde, wird dieses Ausrücken verhindert, da das ReguliergewicM 27 an der Abstufung 29c des Gehäuses 29 anliegt. Mit arideren Worten, ein zu frühes Ausrücken des Ritzels 16 aus dem Zahnkranz 23 während des (0 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 Brennkrattmaschine 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 die Gewichtssegmente 27 radial durch die Feder 28 nach innen zurückgestellt werden. Dadurch wird die Einwirkung des Gewichts 27 an der Abstufung 29rdes 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 16 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.

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 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 14 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 wird im folgenden anhand der F i g. 5, 6 und 7 beschrieben. Hier sind mit den zuvor gezeigten Elementen übereinstimmende Elemente mit denselben Bezugszeichen und zusätzlich mit jeweils um 100 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 Gesvichtssegmente 133, die das Ausrücken des Ritzels verhindern, sind zwischen dem Halter 132 und dem Ring 131 befestigt. Wie aus Fi g. 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 1326. Jed" s Gewichtssegment 133, von denen im hier gezeigten Ausführungsbeispiel drei vorgesehen sind, ist an der Vorderseite mit eificf Urnfangsnut 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 133can dessen beiden Seiten bilden. Jedes Gewichtssegment 133 dieser Konstruktion ist zwischen dem Ring 131 und dem Halter 132 so eingesetzt, daß seine Führungsflächen 133c 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 132 gesichert, während eine radiale Bewegung mit den Führungsflächen 133c an den Vorsprüngen 132a möglich ist. Die abgebogenen Abschnitte 132£> 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 1336 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 Umfangsnuten angeordnet, die die Stufen 133a der Gewichtsse^mente 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 114 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.

Bei den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen haben die Gewichtssegmente 133 eine Form, die leicht durch Spritzguß, Sintern oder Pressen hergestellt werden kann.

F i g. 8 zeigt eine graphische Darstellung, bei der die

erforderlichen Drehzahlen eines Anlasserniotors gemäß dem Stand der Technik und eines beschriebenen Anlassermotors miteinander verglichen werden. Auf der Ordinate ist die Drehzahl /Vund auf der Abszisse die Zeit T abgetragen. Der Wert n„ ist die Leerlaufcii'ehzahl, der Wert /?(, die Grenzdrehzahl zwischen dem stabilen Betriebsbereich /und dem instabilen Betriebsbereich / bei niedriger Betriebstemperatur.

Bei einem beschriebenen Anlasser kann die Nenndrehzahl /Jj 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, tier durch den Abschnitt C der durchgezogenen Kurve dai gestellt 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 äbhöppelt Ausgehend vom Punkt D wird der Anlassermotor dann mit seiner lästfreien Drehzahl h_m 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 /j_cwird das Ritzel ausgerückt.
Andererseits ist es beim Anlassermotor eines Anlassers nach dem Stand der Technik wichtig, daß die Drehzahl der RitzelweÜe immer höfTsr 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 !astfreie Drehzahl n_m' innerhalb des stabilen Betriebsbereiches liegt" und höher als die Leerlaüfdrelv zähl ht ist= Die Drehzahl des Änlassermötörs und der Ritzelwelle erreicht also diesen Leerlaufwert, der höher als die Drehzahl n/ ist, und bei der das Ausrücken des Ritzels aus dem Zahnkranz erfolgt. Da die lastfreie Drehzahl n_m' höher als die Leerlaufdrehzahl n,- sein muß und da es ferner erforderlich ist, die Leistung der

ü> 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 beschriebenen Anlasser muß die lastfrde Drehzahl' ri_m des Anlassermotors nur höher als die Nenndrehzahl zusein, so daß es möglich ist, die Leistung und damit die Größe des Anlassermotors zu verringern.

Hierzu 5 Blatt: Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anlasser für Brennkraftmaschinen mit einem Anlassermotor, der eine Ritzelwelle dreht, einem auf dieser frei drehbar angeordneten Ritzel, das von der Ritzelwelle her über eine Freilaufkupplung antreibbar und mittels einer Ein- und Ausrückhülse in Längsrichtung der Ritzelwelle beweglich ist, und einer auf der Ein- und Ausrückhülse angeordneten Vorrichtung zur Sperrung des Ritzels gegen eine zu frühe Ausrückbewegung aus dem Zahnkranz der Brennkraftmaschine nach deren Anlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (27) zur Sperrung in radialer Richtung der Ein- und Ausrückhülse (15) durch Fliehkraft verstellbar ist, und daß nahe dieser Vorrichtung (27) ein in axialer Richtung wirksames Sperrelement (29c) vorgesehen ist, das auf die Vorrichtung (27) in ihrem durch Fliehkraft radial ausgerückten Zustand einwirkt und eine Längsbewegung der Ein- und Ausrückhülse (15) und damit des Riaeis (16) verhindert

2. Anlasser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Ausrückhülse (15) und das Ritzel (16) ein inneres bzw. äußeres Kupplungselement der Freilaufkupplung^) sind.

3. Anlasser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung 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) angeot ".net sind, der am Außenumfang der Ein- und Auspjckhülse (15) befestigt ist und mehrere an .< inem 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 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 Umfangsnut (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.

10. Anlasser nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (29Cy> zu einem hohlzylindrischen Element (29) gehört, das koaxial auf der Ritzelwelle (14) befestigt und dem Reguliergewicht (27) angepaßt ist.

11. Anlasser nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das höhlzylindrische Element (29) an

seiner Vorderseite offen ist und einen hinteren Abschnitt (23a) kleineren Durchmessers aufweist, der über eine Stufe (29c) mit dem vorderen Abschnitt (29b) 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 (2IaJeingeschlossen ist

13. Anlasser nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des hohlzylindrischen Abschnitts (2\a) größer als der Außendurchmesser des ringförmigen Vorsprungs (16a/ ist und daß eine Rückführungsfeder (22) zwischen dem ringförmigen Vorsprung(löajund dem Anschlagelement (2ij angeordnet isl

14. Anlasser nach einem der Ansprüche 3 bis 13, 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.

15. Anlasser nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (132) mit abgebogenen Abschnitten (1326; versehen ist, die jeweils zwischen einander benachbarten Gewichtssegmenten (133) liegen.

16. Anlasser nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gewichtssegment (133) einen in axialer Richtung vorstehenden Teil (133ö) und an dessen beiden in Umfangsrichtung liegenden Enden vertiefte Flächenabschn'tte (133c·; aufweist und daß der Halter (132) meiere Umfangsvorsprünge (132a; hat. wobei das jeweilige Gewichtssegment (133) mit den vertieften Flächenabschnitten (133c; an dessen Umfangsvorsprüngen (1326; anliegt.

17. Anlasser nach einem der Ansprüche 14 bis 16, 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 Umfangsvorsprünge (132a; aufweist, wobei eine ringartige Schraubenfeder (134) auf den Abstufungen der Gewichtssegmente (133) liegt.