DE10029722A1 - Starter device for internal combustion engine has drive pinion and gear wheel in common housing, engaged with liquid lubrication, coupling used to isolate starter motor from reduction gear - Google Patents

Starter device for internal combustion engine has drive pinion and gear wheel in common housing, engaged with liquid lubrication, coupling used to isolate starter motor from reduction gear

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Abstract

The device has a starter motor (14) that acts on an engine crankshaft (26) via a reduction gear (20), whereby a drive pinion (22) of the reduction gear engages a gear wheel (24) connected to the crankshaft for starting. The drive pinion and the gear wheel are mounted in a common housing (28) and engage each other with liquid lubrication. They are permanently engaged and a coupling (18) is used to isolate the starter motor from the reduction gear. Independent claims are also included for the following: a method of operating a starter device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlasservorrichtung zur Verwendung bei Verbrennungsmotoren, insbesondere zur Verwendung bei Pkw-Motoren sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Anlasservorrichtung.The invention relates to a starter device for Use in internal combustion engines, in particular for Use in car engines and a method for Operation of a starter device.

Anlasservorrichtungen werden benötigt, um Verbrennungs­ motoren, insbesondere Kolbenmotoren in Betrieb zu setzen, da ein Füllen des mindestens einen vorhandenen Verbrenn­ ungsraumes mit dem Verbrennungsgemisch oder mit Luft und eine Verdichtung der Füllung aus dem Stand heraus nicht möglich ist.Starter devices are needed to burn engines, especially piston engines, since filling the at least one existing burn room with the combustion mixture or with air and a compaction of the filling from a standing position is possible.

Aus DE 44 43 674 A1 ist eine Anlaßeinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine bekannt, von welcher der Oberbegriff des Anspruch 1 ausgeht. Bei dieser Anlaßeinrichtung ist vorgesehen, daß der elektrisch betriebene Startermotor eine Antriebswelle aufweist, die über eine in Antriebsdrehrichtung sperrende Freilaufeinrichtung mit einem Übertragungsritzel in Wirkverbindung steht, das seinerseits mit einem Anlasserritzel in Eingriff steht, das an einer Schwenkeinrichtung drehbar gelagert ist, die um die Achse der Antriebswelle verschwenkbar gelagert ist und über eine Rutschkupplung mit der Antriebswelle in Wirkverbindung steht. Von zentraler Bedeutung ist bei dieser Anlaßeinrichtung, daß das Anlasserritzel verschwenkbar ist und nicht mittels eines Hubmagneten in Eingriff gebracht wird. Das Verschwenken des Anlasserritzels erfolgt mittels der Rutschkupplung aufgrund der Drehung des elektrisch betriebenen Startermotors. Dadurch soll eine konstruktiv einfache Anlaßeinrichtung zur Verfügung gestellt werden, welche aus wenigen Bauteilen besteht.From DE 44 43 674 A1 is a starting device for a Internal combustion engine known, of which the Preamble of claim 1 is based. At this Starting device is provided that the electrically operated starter motor has a drive shaft that via a locking in the direction of rotation Freewheel device with a transmission pinion in Operational connection, which in turn with a Starter pinion is engaged, which on a Swivel device is rotatably mounted about the axis the drive shaft is pivotally mounted and over a slip clutch with the drive shaft in  Active connection is established. Central to is this starter device that the starter pinion is pivotable and not by means of a lifting magnet Intervention. The pivoting of the Starter pinion is made using the slip clutch due to the rotation of the electrically powered Starter motor. This is said to be structurally simple Starting device are made available, which consists of a few components.

Aus DE 38 09 190 A1 ist eine Anlasservorrichtung bekannt, bei der der elektrisch betriebene Startermotor auch als Energiequelle für andere Zwecke als nur zum Anlassen des Motors zur Verfügung stehen soll. Durch ein spezielles, mit der Antriebswelle des elektrisch betriebenen Startermotors koaxiales Getriebe soll erreicht werden, daß für externe Arbeitseinrichtungen eine Abgriffsmöglichkeit für die Drehbewegung des elektrisch betriebenen Startermotors zur Verfügung steht. Zu der konkreten Ausgestaltung des Antriebsstrangs bis zu einem Schwungrad des Verbrennungsmotors schweigt DE 38 09 190 A1.A starter device is known from DE 38 09 190 A1, in which the electrically operated starter motor also as Energy source for purposes other than just starting the Motors should be available. Through a special, with the drive shaft of the electrically powered Starter motor coaxial gear should be achieved that for external work facilities Possibility of tapping for the rotary movement of the electrical operated starter motor is available. To the concrete design of the drive train up to one The flywheel of the internal combustion engine is silent on DE 38 09 190 A1.

DE 38 36 831 A1 beschreibt eine Anlasservorrichtung, welche wahlweise mittels eines Elektromotors oder per Hand betätigbar ist. Die Ankopplung der mittels eines Zugseiles zu drehenden Anlasserscheibe oder des Elektromotors an das Schwungrad erfolgt mittels einer ölgelagerten. Überholkupplung. Die gesamte Anlasservorrichtung ist so aufgebaut, daß die Baugröße möglichst weitgehend minimiert wird. DE 38 36 831 A1 describes a starter device, which either by means of an electric motor or by Can be operated by hand. The coupling of the by means of a Pull rope to turn starter disc or Electric motor to the flywheel is done by means of a oil-bearing. Overrunning. The whole Starter device is designed so that the size is minimized as much as possible.  

Bei Anlasservorrichtungen hat es sich als nachteilig erwiesen, daß deren Betätigung mit einer starken Geräuschentwicklung verbunden ist.It has proven to be disadvantageous in starter devices proved that their operation with a strong Noise is connected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine leise zu 4 betätigende Anlasservorrichtung und ein Verfahren zum leisen Start eines Verbrennungsmotors zur Verfügung zu stellen.The invention has for its object a quiet 4 actuating starter device and a method for quiet start of an internal combustion engine is available too put.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 2 bzw. 6.This object is achieved according to the invention with the Features of claims 1, 2 and 6 respectively.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß ein beim Anlassen mit dem Startermotor verbundenes Antriebsritzel und ein von diesem angetriebenes Zahnrad in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind und durch eine Flüssigkeit geschmiert miteinander kämmen. Die Flüssigkeitsschmierung bewirkt durch das Mittragen und Schmieren, daß schon beim Zahneingriff weniger Geräusche entstehen als bei Anlasservorrichtungen gemäß dem Stand der Technik. Darüber hinaus vermindert die Flüssigkeit die Schallabstrahlung.According to the invention it is provided that when starting drive pinion connected to the starter motor and a driven by this gear in a common Housing are housed and by a liquid comb lubricated. The liquid lubrication causes by carrying and lubricating that already when Meshing less noise than with Prior art starter devices. In addition, the liquid reduces the Sound radiation.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung, für den auch unabhängig von dem zuerst genannten Aspekt Schutz begehrt wird, wird eine leise Anlasservorrichtung dadurch zur Verfügung gestellt, daß ein Kuppeln des Antriebsritzels mit dem Zahnrad nicht mehr durch axiale Verschiebung des Antriebsritzels sondern durch eine externe Kupplung erfolgt. Durch die externe Kupplung kann an dem Antriebsritzel und dem Zahnrad der Verschleiß verringert werden, da ein Betätigen des Startermotors bei laufendem Verbrennungsmotor nicht mehr zu einem unvollständigen Kämmen führen kann.According to another aspect of the invention, for which too protection is sought regardless of the first aspect becomes a quiet starter device Provided that a coupling of the drive pinion with the gear no longer by axial displacement of the Drive pinion but by an external clutch he follows. The external coupling can be used on the Drive pinion and gear wear reduced be because an actuation of the starter motor while running  Internal combustion engine no longer becomes an incomplete one Combing can result.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Untersetzungsgetriebe ein Untersetzungsverhältnis im Bereich von 1 zu 2 bis 1 zu 3 aufweist. Bei einem solchen Untersetzungsverhältnis ist es möglich, die Verzahnung von Zahnrad und Antriebsritzel geräuscharm zu gestalten.According to a preferred embodiment, that the reduction gear has a reduction ratio in the range from 1 to 2 to 1 to 3. At a such reduction ratio it is possible to The toothing of the gear wheel and drive pinion is quiet shape.

Vorzugsweise weist der Startermotor ein Vorgelege auf, welches die Drehzahl des Startermotors 1 zu 5 untersetzt. Dadurch ist es möglich, trotz eines kleinen, schnelldre­ henden elektrisch betriebenen Startermotors für das Untersetzungsgetriebe das bevorzugte Untersetzungsver­ hältnis im Bereich von 1 zu 2 bis 1 zu 3 zu verwirklichen.The starter motor preferably has a reduction gear which reduces the speed of the starter motor 1 to 5. This makes it possible to achieve the preferred reduction ratio in the range of 1 to 2 to 1 to 3 despite a small, fast-rotating, electrically operated starter motor for the reduction gear.

Die Anordnung der Kupplung, die vorzugsweise als reib­ schlüssige Kupplung oder elektrische Kupplung ausgeführt ist, zwischen dem Untersetzungsgetriebe und dem Vorgelege hat den Vorteil, daß ein geringerer Verschleiß entsteht, als wenn die Kupplung direkt hinter der Antriebswelle des Startermotors vorgesehen wäre.The arrangement of the clutch, preferably as a friction positive coupling or electrical coupling is between the reduction gear and the countershaft has the advantage that less wear occurs, than when the clutch is directly behind the drive shaft of the Starter motor would be provided.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, daß zunächst der Startermotor bestromt und auf eine hohe Drehzahl gebracht wird. Erst danach wird die Wirkverbindung zwischen dem Startermotor und der Kurbelwelle geschlossen. Durch das Hochfahren des Startermotors wird elektrische Energie in kinetische Energie umgewandelt, die unmittelbar zur Verfügung steht, wodurch sich auch bei schwacher Batterie und somit niedrigem zur Verfügung stehenden Batteriestrom ein leiser Start verwirklichen läßt. Das bekannte "Orgeln" wird somit durch einen Impulsstart auch bei sehr tiefen Temperaturen vermieden. Für das genannte Verfahren ist es vorteilhaft, wenn eine Anlasservorrichtung mit externer Kupplung verwendet wird und es ist insbesondere vorteilhaft, wenn der größere Teil der Masse der Kupplung mit dem Anlassermotor verbunden ist, da sich so eine hohe kinetische Energie speichern läßt.According to the method according to the invention it is provided that first the starter motor is energized and at a high level Speed is brought. Only then will the Active connection between the starter motor and the Crankshaft closed. By starting up the Starter motor turns electrical energy into kinetic Converted energy that is immediately available which means even with a weak battery and thus  low available battery current quiet start can be realized. The well-known "organs" is thus by a pulse start even at very low Avoid temperatures. It is for the mentioned method advantageous if a starter device with external Clutch is used and it is particular advantageous if the greater part of the mass of the clutch is connected to the starter motor, because such a high can store kinetic energy.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Be­ schreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung.Further advantageous refinements and developments result from the subclaims and from the Be writing in connection with the drawing.

In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Anlasservor­ richtung zusammen mit einem Verbrennungsmotor in schema­ tischer Darstellung gezeigt.A starter according to the invention is shown in the drawing direction together with an internal combustion engine in scheme shown.

Die Anlasservorrichtung 10 ist für einen 4-Zylinder- Reihen-Verbrennungsmotor 12 vorgesehen. Sie weist einen elektrisch angetriebenen Startermotor 14 auf, welcher über ein Vorgelege 16 mit einer Kupplung 18 verbunden ist. Ausgangsseitig ist die Kupplung 18, die als schaltbare, insbesondere elektrisch betätigte Kupplung ausgeführt ist, mit einem Untersetzungsgetriebe 20 verbunden, welches ein Antriebsritzel 22 und ein Zahnrad 24 aufweist. Dabei treibt der Startermotor 14 über das Vorgelege 16 und die Kupplung 18 das Antriebsritzel 22 an. Das Zahnrad 24 schließlich ist mit der Kurbelwelle 26 des Verbrennungsmotors 12 verbunden.The starter device 10 is provided for a 4-cylinder in-line internal combustion engine 12 . It has an electrically driven starter motor 14 which is connected to a clutch 18 via a countershaft 16 . On the output side, the clutch 18 , which is designed as a switchable, in particular electrically operated clutch, is connected to a reduction gear 20 , which has a drive pinion 22 and a gear wheel 24 . The starter motor 14 drives the drive pinion 22 via the countershaft 16 and the clutch 18 . Finally, the gear wheel 24 is connected to the crankshaft 26 of the internal combustion engine 12 .

Das Untersetzungsgetriebe 20 ist in einem geschlossenem, flüssigkeitsdichten Gehäuse 28 untergebracht und weist ein Untersetzungsverhältnis von 1 zu 2,5 auf. Dabei sind das Antriebsritzel 22 und das Zahnrad 24 flüssigkeits-, insbesondere ölgeschmiert.The reduction gear 20 is housed in a closed, liquid-tight housing 28 and has a reduction ratio of 1 to 2.5. The drive pinion 22 and the gear 24 are lubricated with liquid, in particular oil.

Das Vorgelege 16 weist ein Untersetzungsverhältnis von 1 zu 5 auf. Dadurch kann der Startermotor 14 eine hohe Drehzahl aufweisen und somit klein dimensioniert ausgeführt werden.The reduction gear 16 has a reduction ratio of 1 to 5. As a result, the starter motor 14 can have a high speed and can therefore be of small dimensions.

Claims (7)

1. Anlasservorrichtung für einen Verbrennungsmotor (12), mit einem Startermotor (14), welcher über ein Untersetzungsgetriebe (20) auf eine Kurbelwelle (26) des Verbrennungsmotors (12) wirkt, wobei ein Antriebsritzel (22)des Untersetzungsgetriebes (20) beim Anlassen mit einem mit einer Kurbelwelle (26) verbundenen Zahnrad (24) des Untersetzungsgetriebes (20) kämmt, dadurch gekennzeichnet, daß Antriebsritzel (22) und das Zahnrad (24) in einem gemeinsamen Gehäuse (28) untergebracht sind und durch eine Flüssigkeit geschmiert miteinander kämmen.1. Starter device for an internal combustion engine ( 12 ), with a starter motor ( 14 ), which acts via a reduction gear ( 20 ) on a crankshaft ( 26 ) of the internal combustion engine ( 12 ), a drive pinion ( 22 ) of the reduction gear ( 20 ) when starting meshes with a gearwheel ( 24 ) of the reduction gear ( 20 ) connected to a crankshaft ( 26 ), characterized in that the drive pinion ( 22 ) and the gearwheel ( 24 ) are accommodated in a common housing ( 28 ) and mesh with one another lubricated by a liquid , 2. Anlasservorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das Antriebsritzel (22) und das Zahnrad (24) permanent miteinander kämmen und daß zur Trennung des Startermotors (14) von dem Untersetzungsgetriebe (20) eine Kupplung (18) vorgesehen ist.2. Starter device, in particular according to claim 1, characterized in that the drive pinion ( 22 ) and the gear ( 24 ) permanently mesh with each other and that a clutch ( 18 ) is provided for separating the starter motor ( 14 ) from the reduction gear ( 20 ) , 3. Anlasservorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das das Antriebsritzel (22) und das Zahnrad (24) aufweisende Untersetzungsgetriebe (20) ein Untersetzungsverhältnis im Bereich von 12 bis 1. 3 aufweist. 3. starter device according to claim 1 or 2, characterized in that the drive pinion ( 22 ) and the gear ( 24 ) having reduction gear ( 20 ) has a reduction ratio in the range of 12 to 1.3. 4. Anlasservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Startermotor (14) ein Vorgelege (16) aufweist, welches die Drehzahl des Startermotors (14) 15 untersetzt.4. Starter device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the starter motor ( 14 ) has a countershaft ( 16 ) which reduces the speed of the starter motor ( 14 ) 15. 5. Anlasservorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (18) zwischen dem Untersetzungsgetriebe (20) und dem Vorgelege (16) angeordnet ist.5. starter device according to claim 4, characterized in that the clutch ( 18 ) between the reduction gear ( 20 ) and the countershaft ( 16 ) is arranged. 6. Verfahren zum Betrieb einer Anlasservorrichtung, insbesondere einer Anlasservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem zunächst der Startermotor (14) bestromt und auf eine hohe Drehzahl gebracht wird, wobei die Wirkverbindung zwischen dem Startermotor (14) und der Kurbelwelle (26) des Verbrennungsmotors (12) erst nach Erreichen der hohen Drehzahl geschlossen wird, um einen Impulsstart auszuführen.6. A method of operating a starter device, in particular a starter device according to one of claims 1 to 5, in which the starter motor ( 14 ) is first energized and brought to a high speed, the operative connection between the starter motor ( 14 ) and the crankshaft ( 26 ) of the internal combustion engine ( 12 ) is only closed after the high speed has been reached in order to start the pulse. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß, die Wirkverbindung zwischen dem Startermotor (14) und der Kurbelwelle (26) durch Betätigen der externen Kupplung (18) geschlossen wird.7. The method according to claim 6, characterized in that the operative connection between the starter motor ( 14 ) and the crankshaft ( 26 ) is closed by actuating the external clutch ( 18 ).
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