ИНЕРЦИОННЫЙ СТАРТЕР

Изобретение касается стартера для пуска в ход вручную двигателей внутреннего горения с применением пускового магнето (бустера), связанного с ускорительной передачей.

В предлагаемом стартере применена шестерня с двумя зубчатыми венцами, из которых внутренний венец служит для передачи вращения от инерционного маховика коленчатому валу, а наружный венец предназначен для привода в действие пускового магнето (бустера). Для включения и выключения пускового магнето применена кулачная сцепная муфта.

На чертеже фиг. 1 изображает перспективный вид инерционного стартера; фиг. 2 - горизонтальный разрез по оси стартера; фиг. 3 - деталь передачи вращения маховика добавочному магнето (бустеру); фиг. 4 - вертикальный разрез другой формы стартера; фиг. 5 - перспективный вид еще одной формы выполнения стартера; фиг. 6 - вертикальный разрез по оси стартера, изображенного на фиг. 5.

Стартер заключен в кожухе (фиг. 1 и 2), образованном из двух скрепленных между собою болтами 7 частей: части 4, прикрепленной к заднему концу кожуха 5 коленчатого вала двигателя, и части 6, к наружному концу коей болтами 8 прикреплен кожух 9 пускового коленчатого вала. Добавочное магнето (бустер) 10 съемно прикреплено к наружной поверхности кожуха 9.

Стартер состоит из маховика 11, вращательно монтированного в части 6 кожуха и приводящего во вращение арматуру магнето 10, а также часть 12, сцепляемую с частью 13, находящейся на коленчатом валу двигателя или на его продолжении, но нормально находящейся вне сцепления с ним.

Для вращения маховика 11 с большой скоростью служит вал 14, вращательно монтированный в кожухе 9 перпендикулярно к оси вращения маховика 11 в подшипниках роликовом 15 и шариковом 16; выступающий из кожуха 9 конец вала 14 снабжен штифтом 17 для укрепления рукоятки. На внутреннем конце вала 14 насажена коническая зубчатка 18, находящаяся в сцеплении с конической зубчаткой 19, прикрепленной к наружному концу втулки 20, внутренний конец которой прикреплен к закрытому концу барабана 21, вращательно монтированного в шариковых подшипниках 22 в части 4 кожуха.

Из закрытого конца барабана 21 выступают наружу три втулки 23, расположенные под углами в 120° и снабженные шариковыми подшипниками 24, в которых вращательно монтированы планетарные колеса 25 (фиг. 2). Каждая из трех втулок 23 образует одно целое с кольцом 26, служащим крепителем для шариковых подшипников 24; это кольцо и втулки прикреплены к барабану винтами 27, проходящими через втулки и ввинченными в закрытый конец барабана. Планетарные колеса 25 находятся в сцеплении с внутренней зубчаткой 28, прикрепленной к части 4 кожуха болтами 29, а также с солнечным колесом 30, вращательно монтированным на втулке 20 и составляющим одно целое с цилиндрической зубчаткой 31. Эта цилиндрическая зубчатка 31 находится в сцеплении с шестернею 32, которая может составлять одно целое с валом 33, вращательно монтированным, с помощью шариковых подшипников 34, в кожухе 35, составляющем часть диафрагмы 36, зажатой между фланцами частей 4 и 6 кожуха. На валу 33 сидит зубчатка 37, сцепленная с шестерней 38, насаженной на втулку 39, заклиненную на ступице 40 маховика 11, вращательно монтированного в шариковых подшипниках 41, входящих в ступицу маховика и поддерживаемых диафрагмой 36. Наружный конец втулки 20 поддерживается шариковым подшипником 43, расположенным в части 42 части 6 кожуха и удерживаемым в выемке при помощи кольца 44.

Когда вал 14 приводится во вращение вручную с помощью рукоятки, вращение передается через конические зубчатки 18, 19, втулку 20, барабан 21, планетарные колеса 25, солнечное колесо 30, цилиндрическую зубчатку 37 и шестерню 38 маховику 11, причем один оборот вала 14 приводит к большому числу оборотов маховика, получающего большую скорость вращения.

По достижении маховиком потребной скорости вращения прекращают вращение рукоятки. Тогда барабан 21 через вышеописанную передачу получает вращение от маховика, причем барабан вращается со скоростью, значительно меньшей сравнительно со скоростью вращения маховика.

Между барабаном 21 и частью 12, служащей для пуска двигателя, включено устройство, благодаря которому энергия, накопленная во вращающемся маховике 11, служит для приведения этого органа во вращение. Это устройство состоит из сложной дисковой муфты 45, часть дисков которой прикреплена к внутренней поверхности барабана 21, а остальные диски прикреплены к наружной поверхности гайкой 46, снабженной фланцем. Диски муфты удерживаются между закрытым концом барабана 21 и фланцевой гайкой 46, а давление, удерживающее диски во фрикционном соединении, может быть регулируемо спиральными пружинами 47 и гайкой 48, навинченной на наружный конец барабана 21. Перемещая гайку 48 относительно барабана 21, меняют степень нажатия пружин на диски муфты, а вместе с тем и вращающий момент для муфты.

Своей внутренней нарезкой гайка 46 навинчена на вал 49, который может вращаться и при этом продольно передвигаться относительно гайки. К наружному концу вала 49 прикреплена гайка 50, представляющая собой упор для ограничения движения вала относительно гайки 46. Противоположный конец вала 49 входит внутрь части 12, которая благодаря выступам 12а может передвигаться вдоль вала, но могущая вращаться вместе с ним. Между втулкой части 12 и смежным концом вала 49 расположена спиральная пружина 51.

Часть 12 стартера приводится в сцепление с частью 13, сидящей на валу двигателя, с помощью особого устройства, причем энергия маховика 11 служит для приведения вала во вращение. Для этой цели стержень 52 свободно проходит через втулку 20, а также через вал 49 и ступицу части 12; конец стержня 52 снабжен винтовой нарезкой для гайки 53, входящей в ступицу части 12 и удерживающей ее в рабочем сцеплении с валом 49. Другой конец стержня 52, доходящий до продольной оси вала 14, снабжен штифтом 54, свободно входящим в вырез 55, сделанный в одном из концов сережки 56, другой конец которой прикреплен шарниром 67 к стержню 68, расположенному параллельно валу 14 и подвижно монтированному в крышке 69, прикрепленной к наружной поверхности кожуха 9 винтами 70. На стержень 68 надета спиральная пружина 71, опирающаяся одним концом в эту крышку, а другим концом в буртик на стержне; пружина прижимает стержень 68 книзу, причем сережка 56 нормально удерживается штифтом 54 в вырезе 55 под некоторым углом к стержню 52. К штифту 54 прикреплен один конец пружины 73, другой конец которой прикреплен к шарниру 67 в стержне 68.

Для приведения в действие добавочного магнето (бустера) 10 от маховика 11 после того, как последнему сообщена достаточная скорость вращения, предназначено устройство, сконструированное таким образом, что магнето приводится в работу с помощью органа, вращающегося с сравнительно малой скоростью, причем это рабочее зацепление легко осуществляется. Для этой цели в кожухе 9 против вала 14 вращательно монтирован вал 74, несущий на внутреннем конце коническую зубчатку 75, имеющую продольное передвижение относительно вала 74 и в то же время вращающуюся вместе с ним. Наружный конец вала выходит в кожух 76, состоящий из двух частей, из коих внутренняя часть жестко соединена с кожухом 9 коленчатого вала винтами 76 (фиг. 3), а наружная часть 78 привинчена к внутренней части винтами 79. На конце вала 74 заклинена цилиндрическая зубчатка 80, находящаяся в сцеплении с шестерней 81, вращательно монтированной на валу 82, находящемся в том же кожухе. Вместе с шестерней 81 вращается цилиндрическая зубчатка 83, сцепленная с шестерней 84 на валу 85, вращательно монтированном в кожухе 76 и выступающем из кожуха по направлению к арматурному валу 86 (фиг. 1) добавочного магнето.

Для передвижения зубчатки 75 вдоль вала 74 в целях сцепления ее с зубчаткой 19, стержень 68 снабжен отростком 68а, к которому прикреплена переводная вилка 87, пальцы коей входят в кольцевую канавку 88, выбранную в ступице конической зубчатки 75.

Как уже описано выше, вал 14 приводится во вращение вручную, причем маховик 11 получает быстрое вращение и накапливает энергию. Когда маховик получил требуемую скорость вращения, механик тянет кверху (вручную или с помощью механизма) стержень 68, который через посредство сережки 56 и штифта 54 передвигает стержень 52 влево; благодаря имеющемуся на стержне 52 заплечику вал 49 также перемещается влево и через посредство пружины 51 подает влево часть 12. После этого энергия маховика 11 начинает действовать на коленчатый вал и двигатель пускается в ход.

Одновременно со сцеплением частей 12 и 13 сцепной муфты переводная вилка 87 передвигает коническую зубчатку вдоль вала 74 до сцепления с конической зубчаткой 19, после чего движение передается (фиг. 3) на арматурный вал магнето, которое получает вращение со скоростью, достаточно высокой для того, чтобы дать необходимый для пуска зажигательный ток. Вследствие сравнительно малой скорости вращения конической зубчатки 19 приведение ее в сцепление с конической зубчаткой 75 не встречает затруднений. Таким образом соединение арматурного вала магнето с маховиком осуществляется приведением в действие устройства, служащего для сцепления части 12 на стартере с частью 13, сидящей на коленчатом валу двигателя.

Когда двигатель начинает работать от своей собственной силы и скорость вращения коленчатого вала больше, чем скорость вращения части 12 стартера, наклонные плоскости зубцов частей муфты отжимают часть 12 вправо, выводя ее из сцепления и сжимая пружину 51, если стержень 52 находится в положении, предназначенном для сцепления. Если стержень 68 отпущен, то части 12 и 13 сцепной муфты остаются в сцеплении друг с другом до тех пор, пока скорость вращения части 13, вследствие работы двигателя, не станет больше скорости вращения части 12, после чего винтовая нарезка вала 49 и гайка 40 выводят часть 12 из сцепления, причем вал, гайка, часть 12 и пружина 51 передвигаются вправо, как одно целое (фиг. 2).

Подвижные части в барабане 21 сконструированы так, чтобы часть 12 можно было вывести из сцепления с частью 13 вручную в том случае, если бы вся энергия маховика 11 была израсходована без того, чтобы пуск двигателя был осуществлен. Если теперь к стержню 68 приложено усилие, то оно передается через сережку 56, стержень 52 и гайку 53 на часть 12 и последняя передвинется вправо, сжав пружину 51. Вал 49 не тронется с места до тех пор, пока части 12 и 13 не расцепятся окончательно, в каковой момент этот вал отойдет вправо, так как пружина 51 примет свою нормальную длину.

В форме выполнения, согласно фиг. 4, стартер заключен в кожухе, образованном из двух соединенных между собою винтами 92 частей: внутренней части 89, прикрепленной к заднему концу кожуха 90 коленчатого вала, и наружной части 91, в которой вращательно монтирован маховик 93, закрытый легкой крышкой 94, привинченной к кожуху винтами 95. Маховик может приводить в движение часть 96 муфты, нормально находящуюся вне сцепления, но которая может быть подвинута настолько, чтобы войти в сцепление с частью 97, насаженной на коленчатый вал двигателя.

Для приведения маховика 93 во вращение с большой скоростью, с целью накопления в нем энергии для пуска двигателя в ход, служит устройство, состоящее из вращательно монтированного в части 91 кожуха в подшипниках 99 вала 98, один из концов которого выходит из кожуха и снабжен штифтом 100 для укрепления на нем рукоятки. На внутреннем конце вала насажена коническая зубчатка 101, находящаяся в сцеплении с конической зубчаткой 102, неподвижно укрепленной на наружном конце вращательно монтированной втулки 103. Внутренний конец втулки 103 плотно входит в закрытый конец 104 ведущего барабана 105, вращательно монтированного в части 89 кожуха в шариковых подшипниках 106.

Из закрытого конца барабана 105 выступают три втулки 107, одна из которых показана в разрезе (фиг. 4). Втулки, расположенные по периферии барабана под углом 120°, впрессованы в расточки, сделанные в конце 104 барабана, и образуют одно целое с запорным кольцом 108. Винты 109 проходят через втулки и ввинчены в барабан. Монтированные на втулках 107 шариковые подшипники 110 вращательно поддерживают три планетарных колеса 111, одно из которых показано в разрезе.

Планетарные колеса 111 находятся в сцеплении с внутренней зубчаткой 112, неподвижно монтированной внутри части 89 кожуха болтами 113. Кроме того эти планетарные колеса сцепляются с солнечным колесом 114, вращательно монтированным на втулке 103. Шестерня 115, которую предпочтительно следует делать, как одно целое с солнечным колесом 114, также вращательно монтирована на втулке 103 и снабжена внутренними зубцами, находящимися в сцеплении с шестерней 116. Кроме того, по периферии 115 находятся зубцы, служащие для передачи вращения дополнительному магнето. Шестерня 116 прикреплена к колоколообразной части 117, вращательно монтированной в части 91 кожуха и снабженной по фланцевому концу зубцами, образующими зубчатку 118, которая сцепляется с шестерней 119, неподвижно насаженной на внутренний конец полого вала 120, заклиненного в ступице маховика 93. Последний вращательно монтирован в шариковых подшипниках 121, расположенных в ступице 122, составляющей часть кожуха 91.

Между барабаном 105 и частью 93 муфты на стартере расположено служащее для передачи вращения эластичное соединение, осуществляемое муфтой из нескольких дисков, причем часть дисков 123 входит в пазы внутренней поверхности барабана 105 возле его закрытого конца. Остальные диски, в промежутках между первыми, входят своими внутренними концами в пазы, сделанные в наружной периферии гайки 125 с внутренней резьбой. Для обеспечения фрикционного соединения дисков муфты могут служить пружины 126 и переставная гайка 127, навинченная на открытый конец барабана 105.

Внутри гайки 125 монтирован для продольного и вращательного движения навинтованный вал 128, снабженный гайкой 129, ограничивающей движение вала 128 наружу относительно гайки 125. Наружный конец вала 128 имеет продольную щель, в которую входит деталь 96^а части 96 сцепной муфты. Между внутренней поверхностью ступицы части 96 и выемкой в конце вала 128 расположена спиральная пружина 130, окружающая стержень 131. Эта пружина смягчает движение части 96 муфты по направлению к валу 128. Стержень 131 расположен концентрически относительно части 96, вала 128 и втулки 103 и свободно ходит через эти части; его наружный конец приходится около конической зубчатки 101. Внутренний конец этого стержня имеет резьбу для гайки 132, упирающейся в наружную поверхность ступицы части 96 и удерживающей ее в рабочем соединении со стержнем 131 и с валом 128.

Стержень 131 снабжен заплечиком 131^а, которым он в нормальном положении упирается в наружный конец вала 128. К наружному концу стержня 131 вращательно прикреплено плечо 133, жестко соединенное с тягой 134, проходящей через часть 91 кожуха и снабженной коленчатым рычагом 135 на своем наружном конце. Тягу 134 окружает винтовая пружина 136, один конец которой прикреплен к плечу 133, а другой конец - к кожуху. Тяга 134, коленчатый рычаг 135 и пружина 136 расположены сбоку продольной оси стартерного механизма и предпочтительно монтируются в другой не показанной половине этого механизма; поэтому части эти обозначены пунктиром.

Добавочное магнето (бустер) 137 неподвижно прикреплено к части 91 кожуха стартера, причем предусмотрено устройство для привода арматуры магнето от маховика 93. Для этой цели часть 91 кожуха снабжена карманом 91^а, в который входит цилиндрическая зубчатка 138, сцепляющаяся с наружным венцом зубчатки 115. Зубчатка 138 заклинена на коротком валу 139, снабженном зубом 140, находящимся в постоянном сцеплении с соответствующим зубом на муфте 141, заклиненной на скошенном конце арматурного вала 142. Наружная периферия ступицы зубчатки 138 находится во вращательном соединении с втулкой 143, впрессованной в ступицу 144, составляющую часть кармана 91^а, а конец 144^а вала монтирован во втулке 145, входящей в состав части 89 кожуха.

Вал 98 приводят во вращение надетой на него рукояткой. Это вращение передается через коническую пару 101, 102, втулку 103, барабан 105, планетарные колеса 111 солнечное колесо 114, шестерню 115, шестерню 116, зубчатку 118 и шестерню 119 на вал 120, причем маховик 93 вращается с большой скоростью. В это время часть 96 муфты, вал 128, гайка 125 и барабан 105 вращаются как одно целое, а арматурный вал 142 приводится во вращение зубчатками 115 и 138.

Когда в маховике 93 накопилось достаточно энергии, прекращают вращение вала 98 и вращают коленчатый рычаг 135 в таком направлении, чтобы тяга 134 и плечо 133 подвигали стержень 131 влево против действия пружины 136. Заплечик на стержне 131 подвигает вал 128 и пружину 130 влево относительно гайки 125, вследствие чего часть 96 муфты мягко входит в сцепление с частью 97 муфты, сидящей на коленчатом валу двигателя, и энергия маховика 93 приводит этот вал, а с ним и двигатель во вращение. Благодаря зубчатой передаче между маховиком и арматурным валом 142 маховик вращает этот вал с большой скоростью, так что магнето 137 дает достаточно, сильный ток.

Как только двигатель начинает работать от собственной энергии и скорость вращения части 97 муфты превышает скорость вращения часть 96 муфты, инерция последней, а также соединение между валом 128 и гайкой 125 приводят к тому, что эти части возвращаются в нормальное положение, если коленчатый рычаг 135 освобожден и пружина 136 возвратила стержень 131 в нормальное положении. Если стержень 131 останется в зацеплении и после того, как двигатель начнет работать от собственной энергии, то не произойдет никакого вреда, так как наклонные поверхности зубцов частей 96 и 97 муфты принуждают часть 96 подвигаться вправо против действия пружины 130. После того, как двигатель начал работать от собственной энергии, необходимый для зажигания ток подается магнето, приводимым в действие двигателем, а части стартера приходят в состояние покоя.

Фиг. 5 и 6 представляют такую форму выполнения стартера, в которой маховик может быть соединен с магнето 137 для приведения его в действие в тот момент, когда часть 96 муфты передвинута в положение сцепления с коленчатым валом двигателя. Части стартера, расположенные внутри частей 89 и 91 кожуха, сходны с частями, описанными выше. В кармане 91^b части 91 кожуха монтирована цилиндрическая зубчатка 146, ступица 147 которой вращается в бронзовой втулке 148, впрессованной в ступицу 149, составляющую часть кармана 91^b. Запорное кольцо 150 не позволяет зубчатке 146 смещаться. Как и в предыдущей форме выполнения, арматурный вал 142 несет муфту 141, снабженную зубцами, находящимися в постоянном сцеплении с соответствующими зубцами на коротком валу 152. Меньший конец вала 152 монтирован в ступице 153, образованной в части 89 кожуха.

Зубчатка 146 снабжена зубцами 154, образующими половину сцепной муфты 154-155. На продолжении 152^а вала 152 насажен диск 155, также снабженный зубцами, могущими сцепляться с зубцами 154. Часть 152^а вала имеет квадратное сечение и диск 155, насаженный на этот квадрат, может передвигаться вдоль него и вращаться вместе с ним. Зубцы 154 и зубцы диска 155 образуют собою сцепную муфту 154-155.

Диск 155 удерживается нормально вне сцепления с зубчаткой 146 с помощью устройства, служащего также и для сцепления этого диска с зубчаткой 146 в том случае, когда маховик достиг надлежащей скорости вращения, причем арматура магнето приводится в движение маховиком; В изображенной форме выполнения это устройство состоит из сережки 156, шарнирно соединенной с одним из концов коленчатого рычага 135. Противоположный конец сережки 156, загнутый кверху, входит в отверстие 156^а на конце L-образного рычага 157. Другой конец рычага 157 жестко соединен с валом 158, монтированным в верхней части кожуха 89. Переводная вилка 159, прикрепленная к валу 158, приходит в рабочее сцепление с диском 155.

При пуске в ход маховик начинают вращать вручную, как описано выше. При этом зубчатка 115 вращает зубчатку 146, играющую теперь роль промежуточного колеса. В этот момент на вал магнето 137 движение не передается. Когда же в маховике 93 накопилось достаточно энергии, коленчатый рычаг 135 вращают в направлении против часовой стрелки (фиг. 5). Это движение коленчатого рычага передается через стержень 131 для введения части 96 муфты в рабочее сцепление с валом двигателя, как описано выше. Одновременно с движением стержня 131 коленчатый рычаг действует через сережку 156 и L-образное плечо 157 на вал 158, вилку 159 и зубчатый диск 155, передвигая его вправо (фиг. 6) и вводя в зацепление с зубцами 154. Теперь маховик вращает арматурный вал 152, а добавочное магнето (бустер), вращающееся с достаточной быстротой, в состоянии дать необходимый для пуска зажигательный ток. Как только двигатель начинает работать от собственной энергии, часть 96 муфты выходит из зацепления с частью 97 и в то же время пружина 136 возвращает диск 155 в его нормальное выключенное положение.