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Druckluftandrehvorrichtung Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Druckluftandrehvorrichtung mit einem Druckluft-Umlaufmotor und einem von diesem
angetriebenen, durch Axialverschiebung ein- und ausrückbaren Andrehritzel, das mit
der Welle des Druckluftmotors über ein Zahnradzwischengetriebe verbunden ist, wobei
die Axialverschiebung durch einen Kolben bewirkt wird, der zugleich den Drucklufteinlaß
für den Druckluftmotor steuert.
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Bekannte Druckluftandrehvorrichtungen sind so aufgebaut, daß die Druckluft
zuerst gesondert zur Axialverschiebung des Ritzels zugeführt wird und erst nach
dem Eingriff des Ritzels in die Verzahnung der Schwungscheibe des anzulassenden
Motors Druckluft in den Andrehmotor eingelassen wird. Diese gesonderte aufeinanderfolgende
Druckluftzuführung macht die Konstruktion durch die doppelte Betätigung der Druckluftsteuerorgane
kompliziert. Es kann hierbei vorkommen, daß bei einem ungenügenden Vorschub des
Ritzels die Druckluftzuführung in den Druckluftumlaufmotor schon erfolgt, bevor
das Ritzel mit der Schwungscheibenverzahnung in Eingriff gekommen ist, so daß ein
Durchdrehen des Anlaßmotors mit übermäßiger Drehzahl und dadurch eine Beschädigung
desselben auftritt. Um dieses zu vermeiden, steuert bei einer bekannten Andrehvorrichtung
der die Axialverschiebung des Ritzels bewirkende Kolben zugleich auch den Drucklufteinlaß
für den Druckluftmotor. Hierdurch kann das Einschieben des Ritzels in die Schwungradverzahnung
sicher und gut erreicht werden, es tritt hier jedoch der Nachteil auf, daß am Ende
des Andrehvorganges nicht eine sichere und frühzeitige Entfernung des Ritzels aus
der Schwungradverzahnung gewährleistet ist.
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Es ist eine andere Druckluftandrehvorrichtung bekanntgeworden, bei
der das Herausschieben des Ritzels aus der Schwungradverzahnung in der gewünschten
Weise frühzeitig und sicher beim Ende des Andrehvorganges erreicht wird. Hier treten
jedoch Nachteile beim Einschieben des Ritzels in die Verzahnung auf: Die Ritzelwelle
muß ständig gebremst sein, damit die in dem Schaufelrad gelagerte Welle eine Drehbewegung
ausführen kann, die bewirkt, daß das Ritzel erst einmal gegen das Schwungrad bewegt
wird, ehe überhaupt das Ritzel mit der Schwungradverzahnung in Berührung kommt.
Sobald dann das Ritzel mit der Schwungverzahnung in Berührung ist, findet eine Bewegung
des Ritzels statt, die das Ritzel nunmehr in die gewünschte Stellung einführt. Diese
am Anfang der Bewegung der Ritzelwelle notwendige Bremswirkung auf die Ritzelwelle
ist im Betrieb nachteilig: Einmal wird dadurch unnötig Kraft während des Andrehvorganges
verbraucht und zum anderen ist eine Bremswirkung nicht für die Lebensdauer der Maschine
sicher einstellbar. Diese Bremswirkung führt auch zu einem höheren Verschleiß, besonders
bei schnelldrehenden Motoren.
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Die vorliegende Erfindung schafft eine Druckluftandrehvorrichtung,
bei dem das Ritzel am Anfang des Andrehvorganges sicher in die Verzahnung der Schwungradscheibe
eingeführt wird und bei dem das Ritzel am Ende des Andrehvorganges sofort und sicher
wieder aus der Verzahnung entfernt wird. Darüber hinaus wird bei dieser Einrichtung
der Vorteil einer besonders einfachen und gedrängten Bauweise erreicht.
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Dieses wird bei der Erfindung durch das Zusammenwirken eines gleichzeitig
als Verschiebekolben ausgebildeten Zahnrades des Zwischengetriebes mit einem schrägverzahnten
Ritzel auf der Welle des Druckluftmotors und durch die besondere Anordnung des Einlaßschlitzes
für die Druckluft in den Druckluftmotor erreicht.
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Die Erfindung besteht darin, daß der die Welle des Andrehritzels verschiebende
Kolben auf dieser Welle angeordnet ist und an seinem dieser Welle abgekehrten Ende
topfförmig ausgebildet ist und eine Innenverzahnung aufweist, die in ein auf der
Druckluftmotorwelle sitzendes Getrieberitzel eingreift, daß die Innenverzahnung
und die Verzahnung des Getrieberitzels eine Schrägverzahnung sind und daß der Drucklufteinlaßschlitz
zum Druckluftmotor sich über einen Großteil der Breite des Kolbens erstreckt.
Dabei
ist es zweckmäßig, wenn das Zahnrad-Zwischengetriebe und damit auch der den Drucklufteinlaß
steuernde Kolben in einer vom zylindrischen Gehäuse des Druckluftmotors durch eine
Zwischenwand getrennten Kammer untergebracht sind, wobei die Zwischenwand von der
das Ritzel des Zwischengetriebes tragenden Motorwelle durchsetzt ist.
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Hierdurch schafft die vorliegende Erfindung eine Druckluftandrehvorrichtung,
bei der das Ritzel am Anfang des Andrehvorganges sicher in die Verzahnung der Schwungradscheibe
eingeführt wird und bei der das Ritzel am Ende des Andrehvorganges sofort und sicher
wieder aus der Verzahnung entfernt wird. Darüber hinaus wird durch die vorliegenden
Erfindung aber auch noch eine sehr gedrängte Bauweise erzielt. Dieses wird durch
den Zusammenbau von Zahnradgetriebe und Kolben erreicht, wobei die Schrägverzahnung
dieses Zahnradgetriebes durch das Zusammenwirken von Kolben und Drehantrieb das
sichere Ein- und Ausbringen des Andrehritzels bewirkt. In diesem Zusammenwirken
ist die Anordnung des Einlaßschlitzes in den Druckluftmotor nicht ohne Bedeutung:
Während anfänglich beim Einschieben des Ritzels nur geringe Gegenkräfte wirksam
sind, so vergrößern sich diese Gegenkräfte im Laufe des Einschiebens. Durch die
besondere Anordnung und Ausbildung des Einlaßschlitzes vergrößert sich aber auch
die Drehkraft des Motors während des Einschiebens erheblich. Auch für das Stillsetzen
des Drehmotors ist die Anordnung und Ausführung des Einlaßschlitzes nicht ohne Bedeutung:
Wird doch der Drehmotor stillgesetzt, sobald das Ritzel nach dem Andrehvorgang aus
der Schwungradverzahnung herausgeworfen ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Druckluftandrehvorrichtung
gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch die
Druckluftandrehvorrichtung während ihrer Ruhelage, F i g. 2 einen Längsschnitt durch
die Vorrichtung während der Arbeitslage und F i g. 3 einen Querschnitt gemäß der
Linie H-11 aus Fig.1.
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Die Druckluftandrehvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Umlaufdruckluftmotor
mit Schaufeln 1 auf der Antriebswelle 2 und mit einem Ritzel
3 auf dem Zapfen der angetriebenen Welle 4.
Die beiden Wellen
2, 4 sind parallelachsig hintereinander angeordnet und miteinander durch
ein Zahnradgetriebe verbunden, welches aus einem Zahnrad 5 auf der Antriebswelle
2 und einem Zahnkranz 6 auf der angetriebenen Welle 4 besteht. Der Zahnkranz
6
ist im Hohlraum einer auf dem dem Ritzel3 entgegengesetzten Ende der angetriebenen
Welle 4 angebrachten Topfscheibe 7 als Innenverzahnung ausgebildet.
Der Zahnkranz 6 sowie das Zahnrad 5 werden mit Vorteil mit Schrägverzahnung versehen.
Die angetriebene Welle 4 ist in den Lagern 8 axial verschiebbar gelagert
und durch eine Druckfeder 10, die sich an einen gehäusefesten Querstift 11
und einen Wellenanschlag stützt, belastet. Die Druckfeder 10 ist in dem Hohlraum
der angetriebenen Welle 4 untergebracht.
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Die Topfscheibe 7 der angetriebenen Welle 4 ist in einer Kammer 14
untergebracht, welche als Verlängerung des Druckluftzylinders 15 des Andrehmotors
ausgebildet ist. Zweckmäßig bildet die Kammer 14 ein einziges Zylindergehäuse
mit dem eigentlichen Andrehmotor, von dem sie jedoch durch eine Zwischenwand 16
abgetrennt ist. Die Kammer 14 sowie der Zylinder 15 sind mit Abschlußdeckeln 17
bzw. 18 verschlossen. Die Kammer 14 ist mit einem Eintrittsstutzen
20 und einem Austrittsstutzen 21 versehen. An den Austrittsstutzen
21 ist eine Rohrverbindung 22 angeschlossen, die die Kammer
14 mit dem Zylinder 15 des Umlauf-Druckluftmotors verbindet.
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Die Topfscheibe 7 mit dem Zahnkranz 6 hat außer der Funktion eines
Verbindungselements für die Antriebswelle 2 und die angetriebene Welle
4 noch die Aufgabe, die innere Mündung des Stutzens 21 zu schließen
und zu öffnen, d. h. die Druckluftzuführung aus der Kammer 14 in den Zylinder
15 zu steuern. Die Topfscheibe 7 bildet somit ein Druckluftsteuerorgan. Zu
diesem Zweck liegt die Topfscheibe 7 mit ihrer äußeren Zylinderfläche mit kleinem
Spiel an der Stirnfläche des Austrittsstutzens 21 derart an, daß sie seinen etwas
unvollkommenen Verschluß bildet.
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Die Wirkungsweise der Druckluftandrehvorrichtung ist folgende: Nach
dem Einlassen der Druckluft durch den Stutzen 20 in die Kammer
14 des stillstehenden Andrehgetriebes (F i g. 1) beginnt der Luftdruck in
der Kammer zu steigen. Ein Teil der Druckluft wird durch eine mit Absicht gewählte
Undichtheit zwischen der Topfscheibe 7 und dem Austrittsstutzen 21 in die
Rohrverbindung 22 und weiter in den Luftdruckzylinder 15 entweichen.
Durch den auf die Schaufeln 1 ausgeübten Luftdruck fängt die Antriebswelle 2 an,
sich mit verhältnismäßig niederer Geschwindigkeit zu drehen. Nach dem Erreichen
eines bestimmten Drucks in der Kammer 14 wird die angetriebene Welle
4 gegen die Kraft der Feder 10 in Richtung nach links der F i g. 1
verschoben. Dabei hält die Topfscheibe 7 zunächst die Öffnung im Austrittsstutzen
21 weiterhin teilweise abgedeckt; das Ritzel 3 kommt zum Eingriff in den Zahnkranz
des Schwungrades 24 des Verbrennungsmotors. Die mäßige Rotation des Ritzels 3 am
Anfang wird den Eingriff nur erleichtern. Erst nach der vollen Öffnung des Austrittsstutzens
21 erreicht der Druckluft-Hilfsmotor sein höchstes Drehmoment. Sobald der
Verbrennungsmotor angesprungen ist und eine relativ hohe Drehzahl erreicht hat,
wird die Zuführung der Druckluft zur Kammer 14 verschlossen. Die Druckfeder
10 führt dann die angetriebene Welle 4 einschließlich des Ritzels
3 in die Ausgangsstellung zurück. Diese Bewegung wird durch die Schrägverzahnung
der Räder 5 und 6 unterstützt. Natürlich ist am Zylinder 15 noch ein nicht
dargestellter Auslaß für die Abluft vorgesehen.