Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ПУСКОВОЕ УСТРОЙСТВО
ПУСКОВОЕ УСТРОЙСТВО

ПУСКОВОЕ УСТРОЙСТВО

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в пусковых устройствах, для двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: пусковое устройство содержит несущую шестерню для привода зубчатого обода двигателя внутреннего сгорания и выходной вал, приводимый от ротора и установленный с возможностью осевого перемещения для обеспечения зацепления и расцепления шестерни. Для быстрого затормаживания шестерни предусматривается, что выходной вал воздействует на ротор в осевом направлении таким образом, что он прижимается к тормозной поверхности. 8 з. п. ф-лы, 2 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2048653
Класс(ы) патента: F02N15/06
Номер заявки: 5053134/06
Дата подачи заявки: 22.02.1991
Дата публикации: 20.11.1995
Заявитель(и): Роберт Бош ГмбХ (DE)
Автор(ы): Вернер Ромеч[DE]
Патентообладатель(и): Роберт Бош ГмбХ (DE)
Описание изобретения: Изобретение касается пускового устройства с приводимым от ротора приводным валом, имеющим шестерню для привода зубчатого обода двигателя внутреннего сгорания, которое установлено с возможностью осевого смещения для ввода шестерни в зацепление и ее вывода из зацепления.
Подобного рода пусковые устройства в автомобильной технике предназначены для запуска двигателей внутреннего сгорания автомобилей. Для процесса запуска двигателей внутреннего сгорания автомобилей приводная шестерня должна быть введена в зацепление с зубчатым ободом двигателя внутреннего сгорания. Требующееся для этого осевое перемещение шестерни обеспечивается подвижной в осевом направлении установкой выходного вала, на котором насажена шестерня. По окончании процесса запуска шестерня выводится из зацепления с зубчатым ободом, причем выходной вал возвращается в исходное положение (положение расцепления). Недостатком является то, что шестерня после вывода из зацепления продолжает еще некоторое время вращаться, так как затем при возможном втором процесса запуска чистого зацепления не происходит, а вследствие слишком большого относительного движения между шестерней и зубчатым ободом могло бы произойти повреждение. Особенно велико время выбега в редукторных пусковых устройствах по сравнению с прямыми пусковыми устройствами (без редукторной ступени), так как момент инерции из-за передаточного отношения возрастает в квадрате.
В известном пусковом устройстве на механизме включения пускового устройства расположен тормозной механизм, который при выключении пускового устройства прижимается с помощью возвратной пружины механизма включения к поверхности фрикционной накладки тормозного механизма на передней опорной плите пускового двигателя [1] В результате эффективного в данном случае относительно высокого момента инерции тормозное действие невелико и соответственно велико время выбега.
Известно пусковое устройство, в котором на задней торцовой стороне пускового двигателя расположен тормозной механизм, так как в данном случае задняя торцовая поверхность коллектора при выключении пускового устройства прижимается с помощью выключающей пружины тягового реле стартера к диску тормозного механизма на заднем подшипниковом щите пускового двигателя [2] В этом устройстве усилие прижатия и тем самым тормозное действие в сильной степени зависит от различных допусков в линии привода и в тяговом реле стартера пускового устройства, а также от степени износа диска тормозного механизма.
Известно оснащение тормозного механизма пускового устройства на задней торцовой стороне пускового двигателя дополнительной нажимной пружиной, которая может компенсировать указанные производственные допуски и тем самым обеспечить хорошее тормозное действие. Однако при этом недостатком является то, что из-за этой нажимной пружины увеличивается осевая конструктивная длина пускового устройства.
С помощью изобретения стремятся реализовать в пусковом устройстве большое и долговременное хорошее тормозное действие в выключенном состоянии без увеличения конструктивной длины пускового устройства.
В предложенном пусковом устройстве после окончания процесса запуска предотвращается продолжительный выбег шестерни. Возвращающийся в положение расцепления выходной вал автоматически вызывает тормозное действие, которое затормаживает ротор привода и тем самым шестерню. Суть изобретения заключается в том, что возвратное движение выходного вала передается на ротор так, что он также смещается в осевом направлении и при этом прижимается к фрикционной поверхности тормозной накладки. Подобного рода торможения особенно эффективно в редукторных пусковых устройствах, так как ротор представляет собой элемент, с которым сопряжен относительно низкий крутящий момент. Таким образом, даже относительно небольшие тормозные усилия приводят к большому эффекту.
Согласно варианту изобретения предусматривается, что приводной вал взаимодействует с пружинящим контактным элементом ротора. Пружинящая опора между приводным валом и ротором, с одной стороны, компенсирует допуски и, с другой стороны, обеспечивает все же передачу осевых усилий на ротор.
Контактный элемент предпочтительно расположить соосно с ротором. Благодаря этому предотвращается дисбаланс и обеспечивается незначительность инерционных моментов.
Для получения пружинящего эффекта целесообразно между контактным элементом и ротором расположить пружину сжатия.
Особенно компактная и простая конструкция получается в том случае, если контактный элемент размещен в осевом отверстии роторного вала с возможностью смещения в осевом направлении. Контактный элемент, в частности, может быть выполнен в виде упорного пальца, который предпочтительно имеет круглое сечение, причем его ось совпадает с осью ротора.
Хорошее тормозящее действие можно обеспечить в том случае, если выполнить тормозную поверхность на тормозном диске. Предпочтительно она располагается между торцевой стороной коммутатора, которым снабжен ротор, и участком корпуса пускового устройства.
В частности, предусмотрено, что участок корпуса образуется из контактной поверхности, окружающей подшипник ротора.
На фиг.1 изображено предлагаемое пусковое устройство, продольный разрез; на фиг.2 часть устройства в положении зацепления.
Пусковое устройство 1 имеет корпус 2, в котором размещены двигатель 3 постоянного тока и реле 4 стартера. Двигатель 3 имеет ротор 5, который воздействует на выходной вал 6, на конце 7 которого неподвижно установлена шестерня 8. Для запуска двигателя внутреннего сгорания (на чертеже не показан) шестерня 8 перемещается в положение 9 (показано на фиг.1 пунктиром) и входит в зацепление с зубчатым ободом 10 двигателя внутреннего сгорания. Осевое смещение шестерни в положение 9 осуществляется с помощью реле 4.
Ротор 5 снабжен коммутатором 11, к сегментам 12 которого присоединена роторная обмотка 13. Коммутатор 11 взаимодействует с угольными щетками 14. Кроме того, предусмотрен статор 15 со статорной обмоткой 16, которая отделена от ротора 5 с небольшим воздушным зазором.
Ротор 5 имеет вал 17, который одним своим концом 18 установлен в игольчатом подшипнике 19 и закрыт колпаком 20. Другой конец роторного вала 17 на своем торце 21 имеет центральное отверстие 22, в которое входит конец 23 выходного вала 6. Этот конец вала 17 через игольчатый подшипник 31, расположенный в отверстии 22, установлен на конце 23 выходного вала 6. Образующая поверхность 24 снабженного отверстием 22 конца 25 роторного вала 17 выполнена в виде солнечной шестерни 26, находящейся в зацеплении с планетарными шестернями 27, которые расположены на планетарных водилах 28 (на фиг.1 показана только одна планетарная шестерня 27). Планетарные шестерни 27 посредством игольчатых подшипников установлены на опорных штифтах 29.
Кроме того, планетарные шестерни 27 находятся в зацеплении с зубчатым колесом 30, имеющим внутренний зубчатый венец, которое неподвижно установлено в корпусе 2.
Конец 23 выходного вала 6 через игольчатый подшипник 37 установлен в отверстии осевого водила 39. Наружное кольцо 35 механизма свободного хода установлено с помощью радиального подшипника 38, расположенного на осевом водиле 39 и с другой стороны опирающегося в корпус 2 (неподвижный подшипник). На противоположном конце 32 выходного вала 6 предусмотрен установленный в корпусе 2 подшипник 33 с цилиндрическими роликами, перед которым (с наружной стороны) расположено радиальное уплотнение 34. Роликовый подшипник 33 обеспечивает ориентацию выходного вала 6 как в осевом, так и в радиальном направлении.
Планетарное водило 28 винтами 36 соединяется с кольцом 35 механизма свободного хода. Кольцо 35 принадлежит механизму 40 свободного хода, который выполнен в виде роликовой обгонной муфты. Она содержит подпружиненные ролики 41, которые взаимодействуют с внутренним кольцом 42 механизма 40. Внутреннее кольцо 42 через крутую резьбу 43 связано с выходным валом 6. Кроме того, выходной вал 6 имеет канавку 44, в которой расположено пружинное стопорное кольцо 45. Кольцо 45 образует упор, который при осевом движении выходного вала 6 взаимодействует со ступенью 46 внутреннего кольца 42.
На выходном валу 6 закреплено стопорное кольцо 47, которое имеет радиальный буртик 48. Кроме того, в пазу 49 кольца 47 размещается пружинное стопорное кольцо 50, опирающееся на шайбу 51. Таким образом, между шайбой 51 и радиальным буртиком 48 образуется кольцевой канал 52.
На конце 7 выходного вала 6 неподвижно в отношении вращения, но с возможностью осевого перемещения установлена шестерня 8. Она подпружинена спиральной пружиной сжатия 54. Она сжимается, если при зацеплении шестерни 8 с зубчатым ободом 10 возникает положение зуб на зуб.
Реле 4 стартера имеет неподвижную обмотку 61, которая взаимодействует с якорем 62. Якорь 62 установлен с возможностью осевого перемещения и при невозбужденном состоянии реле 4 отжат в показанное на фиг.1 положение возвратной пружиной 112, выполненной в виде спиральной пружины сжатия. Ось 63 на своем конце 65 имеет контактный элемент 66, обеспечивающий взаимодействие с электрическими контактами 67.
Якорь 62 соединен с толкателем 68, который входит в полость 69 корпуса 2. Толкатель 68 взаимодействует с рычагом 70 включения стартера, выполненным в виде двуплечего рычага, который установлен с возможностью поворота на поперечной оси 71, расположенной приблизительно в средней части рычага. Ось 71 установлена на консоли 72 со стороны корпуса. Нижний конец 73 рычага 70 снабжен выступом 74, который входит в кольцевой канал 52. На другом конце 75 рычага 70 выполнена поводковая головка 76. В результате смещения толкателя 68 рычаг 70 поворачивается, вследствие чего происходит осевое перемещение выходного вала 6. При невозбужденном состоянии реле 4 обеспечивает сохранение положения шестерни 8, показанное на фиг.1 сплошными линиями. Стопорный механизм 77, который состоит из дугообразной пружины 80, регулировочной втулки 108, кольца 117, а также пружин 99 и 112, препятствует непредусмотренному движению шестерни 8 в направлении к ободу 10 двигателя, так как это может привести к повреждению деталей. Такое непредусмотренное осевое движение без стопорного механизма 77 может быть вызвано тем, что тормозящие моменты, возникающие, например, из-за подшипников и кольцевых уплотнений вала, сдвигают выходной вал 6 в положение зацепления, т.е. усилия возвратной пружины меньше, чем компоненты осевого усилия, возникающего на крутой резьбе.
На фиг.1 показано, что поводковая головка 76 не полностью занимает промежуток между стороной 119 кольца 117 и торцевой поверхностью 120 регулировочной втулки 108; более того, остается зазор b. Крутая резьба 43 обеспечивает осевое перемещение выходного вала 6 на величину а.
Отверстие 22 в валу 17 ротора 5 переходит в осевое отверстие 131, в котором размещен пружинный контактный элемент 132. Контактный элемент 132 выполнен в виде упорного пальца 133. Он имеет круглое сечение, размеры которого по отношению к диаметру осевого отверстия 131 выбраны таким образом, что упорный палец имеет возможность осевого перемещения в осевом отверстии 131. Сторона 134 упорного пальца 133, противоположная выходному валу 6, нагружается спиральной пружиной 135, т.е. конец 136 пружины 135 упирается в упорный палец 133, а другой конец 137 располагается на основании 138 глухого осевого отверстия 131.
На образующей поверхности 139 пальца 133 в зоне опоры пружины 135 имеется радиальный буртик 140. В результате этого остальная поверхность 139 находится на расстоянии от внутренней стенки 141 осевого отверстия 131. Размеры этого расстояния таковы, что там может размеситься пружинное стопорное кольцо 143, которое входит в кольцевую канавку 142, выполненную на внутренней стенке 141. Стопорное кольцо 143 образует упор для пальца 133, т.е. оно при ненагруженном пальце 133 ограничивает его осевое движение под действием пружины 135.
На обращенной к валу 6 стороне 144 пальца 133 имеется упорный выступ 145. В показанном на фиг.1 положении расцепления вала 6 его торцевая сторона 145 воздействует на упорный выступ 145 пальца 133 так, что последний отходит от стопорного кольца 143 на величину с. В результате этого пружина 135 сжимается, поэтому на ротор 5 двигателя 3 постоянного тока действует реакционное усилие. Величина сдвига с составляет 2 3 мм.
На конце 18 со стороны коммутатора вал 17 ротора установлен в подшипнике 147, который выполнен в виде игольчатого подшипника 19. Между торцевой стороной ротора 5 или коммутатора 11 и участком 149 корпуса пускового устройства 1 расположен тормозной диск 151, снабженный тормозной поверхностью 150. Участок 149 корпуса образован контактной поверхностью 152, окружающей подшипник 147.
Предлагаемое пусковое устройство 1 работает следующим образом.
Для запуска двигателя внутреннего сгорания (на чертеже не показан) с помощью выключателя возбуждается реле 4 стартера. В результате этого якорь 62 смещается вправо (см. фиг.1) и через регулировочную втулку 108 воздействует на дугообразную пружину 80 таким образом, что она распирается в радиальном направлении. Благодаря этому освобождается кольцо 117. Относительное движение между втулкой 108 и кольцом 117 происходит с выборкой зазора b, так как кольцо установлено на втулке 108 с возможностью осевого перемещения. Когда дугообразная пружина 80 занимает распертое положение, зазор b выбран полностью, т.е. левая сторона поводковой головки 76 захватывается втулкой 108. Рычаг 70 включения стартера поворачивается по часовой стрелке вокруг поперечной оси 71. При этом выступ 74 на выходном валу 6 смещается в направлении к ободу 10, в результате чего шестерня 8 входит в зацепление с зубчатым венцом обода 10. Усилие зацепления таково, что обеспечивается полное вхождение шестерни в зубчатый венец обода 10, при этом благодаря наличию крутой резьбы 43 вал 6 выдвигается в осевом направлении до конечного положения, поэтому в результате он занимает положение 9 (показано на фиг.1 пунктиром). Так как в результате пускового движения реле 4 контактный элемент 66 замыкает электрические контакты 67, включается двигатель 3 постоянного тока, т.е. начинает вращаться ротор 5, вследствие чего через передаточный механизм, образованный солнечным колесом 26, планетарными колесами 27 и зубчатым колесом 30, приводится во вращение шестерня 8.
По окончании процесса запуска реле 4 отпускает. Движение отпускания обеспечивается возвратными пружинами 64 и 112. При этом кольцо 117 воздействует на поводковую головку 76 рычага 70, который поворачивается против часовой стрелки, благодаря чему шестерня 8 возвращается в положение, показанное на фиг. 1 сплошными линиями. Так как в конце процесса запуска уже работающий двигатель внутреннего сгорания "опережает" вращение шестерни 8, то благодаря наличию крутой резьбы 43 это способствует выходу из зацепления.
Если снова имеет место положение расцепления (исходное положение), то дугообразная пружина 80 (см. фиг.1) также находится в исходном положении, т. е. она фиксирует кольцо 117, благодаря чему рычаг 70 фиксируется в положении, показанном на фиг.1. Таким образом, предотвращается непредусмотренное осевое перемещение выходного вала 6.
Если выходной вал 6 смещается для запуска двигателя внутреннего сгорания в положение зацепления, которое показано на фиг.2, то торцевая сторона 146 вала 6 разгружает упорный палец 133, который пружиной 135, действующей на радиальный буртик 140 смещается к стопорному кольцу 143. Поэтому ротор 5 двигателя 3 постоянного тока больше не испытывает осевой нагрузки со стороны упорного пальца. По окончании процесса запуска выходной вал 6 возвращается в положение расцепления, показанное на фиг.1, при этом торцевая сторона 146 сдвигает, сжимая пружину 135, упорный палец 133 в положение, показанное на фиг. 1. В результате этого на ротор 5 действует реактивное усилие, в результате чего торцевая сторона 148 коммутатора 11 прижимается к тормозному диску 151. Тормозной диск 151 упирается в контактную поверхность 152 корпуса 2. Благодаря этому происходит затормаживание вращения ротора 5. Такое затормаживание особенно эффективно в описываемом редукторном пусковом устройстве, так как происходит в условиях относительно низкого вращательного момента. Следствием этого является очень короткое время инерционного вращения пускового устройства.
Формула изобретения: 1. ПУСКОВОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее установленный в корпусе несущий шестерню для привода зубчатого обода двигателя внутреннего сгорания выходной вал, приводимый от ротора и установленный с возможностью осевого перемещения для обеспечения зацепления и расцепления с шестерней, причем в положении расцепления ротор упруго прижимается к тормозной поверхности, отличающееся тем, что оно имеет подпружиненный контактный элемент, прижатый к выходному валу.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что контактный элемент расположен соосно с ротором.
3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что оно снабжено пружиной сжатия, размещенной между контактным элементом и ротором.
4. Устройство по пп.1 3, отличающееся тем, что в роторе выполнено осевое отверстие под контактный элемент, размещенный в нем с возможностью осевого перемещения.
5. Устройство по пп.1 4, отличающееся тем, что контактный элемент выполнен в виде упорного пальца для выходного вала.
6. Устройство по пп.1 5, отличающееся тем, что оно имеет тормозной диск и тормозная поверхность выполнена на нем.
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что тормозной диск установлен неподвижно относительно корпуса между торцевой стороной коммутатора, которым снабжен ротор, и участком корпуса пускового устройства.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что участок корпуса со стороны тормозного диска образован контактной поверхностью, окружающей подшипник ротора.
9. Устройство по пп.1 8, отличающееся тем, что оно выполнено в виде редукторного пускового устройства.