DE102011003184B4

DE102011003184B4 - Starting device with silenced toe-in actuator

Info

Publication number: DE102011003184B4
Application number: DE102011003184.7A
Authority: DE
Inventors: Balasubramaniam Venkatasubramaniam
Original assignee: SEG Automotive Germany GmbH
Current assignee: SEG Automotive Germany GmbH
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2020-06-18
Anticipated expiration: 2031-01-27
Also published as: DE102011003184A1; WO2012101172A1; EP2668394A1; CN103328812B; CN103328812A

Abstract

Startvorrichtung (10) zum Andrehen von Verbrennungskraftmaschinen, mit einem Startermotor (13) und einem Vorspuraktuator (16), der einen Anker (168) und einen Ankerrückschluss (171) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass am Anker (168) eine Rückhalteeinrichtung (203) vorgesehen ist, die den Anker (168) ab Erreichen eines Restweges (214) gegenüber dem Ankerrückschluss (171) abbremst, und die eine Abdeckscheibe (204), mindestens ein Federelement (206) sowie ein Abstützelement (208) umfasst.Starting device (10) for starting internal combustion engines, with a starter motor (13) and a toe-in actuator (16), which comprises an armature (168) and an armature yoke (171), characterized in that a retaining device (203) on the armature (168) is provided which brakes the armature (168) from reaching a residual path (214) with respect to the armature yoke (171) and which comprises a cover plate (204), at least one spring element (206) and a support element (208).

Description

Stand der TechnikState of the art

Heutzutage kommen in aller Regel elektrische Andrehvorrichtungen mit einem Rotor und einem Statorkammer, die aus einer geeigneten Stromquelle gespeist werden, zum Andrehen von Brennkraftmaschinen zum Einsatz. Das Andrehritzel ist üblicherweise starr mit der Rotorwelle des Elektromotors verbunden, z. B. auf diesen aufgepresst oder einstückig zu diesem ausgebildet. Die Stromzufuhr in den Rotor erfolgt im Allgemeinen über Bürsten und einen Kommutator, wohingegen der Stator mit Wicklungen und/oder mit Permanentmagneten ausgerüstet sein kann. Zur Erhöhung des Anlassdrehmomentes kann ein Zwischengetriebe, insbesondere ein Planetengetriebe eingesetzt werden. Das Ankerritzel treibt dann über das Zwischengetriebe das eigentliche Andrehritzel an. Zum Einspuren des Andrehritzels in den Zahlenkranz einer anzudrehenden Verbrennungskraftmaschine ist vielfach ein magnetisch betriebener Vorspulaktuator vorgesehen, der zum Einrücken des Andrehritzels in den Zahlenkranz an der Schwungscheibe der Verbrennungskraftmaschine dient. Zur Entkopplung der Andrehvorrichtung von der angesprungenen Brennkraftmaschine ist oftmals ein Freilauf vorgesehen.Nowadays, electrical starting devices with a rotor and a stator chamber, which are fed from a suitable power source, are generally used for starting internal combustion engines. The starter pinion is usually rigidly connected to the rotor shaft of the electric motor, e.g. B. pressed onto this or formed in one piece with this. The current is usually supplied to the rotor via brushes and a commutator, whereas the stator can be equipped with windings and / or with permanent magnets. An intermediate gear, in particular a planetary gear, can be used to increase the starting torque. The anchor pinion then drives the actual starter pinion via the intermediate gear. In order to engage the starter pinion in the number ring of an internal combustion engine to be turned on, a magnetically operated pre-actuating actuator is often provided, which serves to insert the starter pinion into the number ring on the flywheel of the internal combustion engine. A freewheel is often provided to decouple the starting device from the started internal combustion engine.

Treten jedoch beim Anlassvorgang der Verbrennungskraftmaschine Unregelmäßigkeiten auf, wie z. B. Fehlzündungen, unerwartete Rückwärtsdrehungen oder ein sogenannter Stoppschlag beim Blockieren der Verbrennungskraftmaschine, so wirken auf die Andrehvorrichtung extrem hohe mechanische Belastungen ein, die zur Beschädigung oder Zerstörung der Anlassvorrichtung führen können. Selbst bei normalen Startprozessen einer Verbrennungskraftmaschine treten durch die Auf- und Abwärtsbewegung der Kolben bei Kompression und Dekompression im Brennraum pulsierende Drehmomentstöße auf.However, irregularities occur during the starting process of the internal combustion engine, such as. B. misfires, unexpected reverse rotations or a so-called stop when blocking the internal combustion engine, act on the starter extremely high mechanical loads that can lead to damage or destruction of the starter. Even during normal starting processes of an internal combustion engine, pulsating torque surges occur due to the upward and downward movement of the pistons during compression and decompression in the combustion chamber.

US 5 241 871 A offenbart einen drehmomentbegrenzten, elektrischen Anlasser für eine Verbrennungskraftmaschine. Die Welle des Elektromotors ist mit einem Gewindeabschnitt versehen, der mit einer scheibenförmigen Antriebsplatte in Eingriff steht. Das Starterritzel ist auf der Welle frei verdrehbar und axial verschiebbar aufgenommen. Zwischen der Antriebsplatte und dem Starterritzel befindet sich ein topfförmiger Kupplungskörper aus einem Elastomer. Wird der Elektromotor zum Starten der Verbrennungskraftmaschine in Rotation versetzt, so schraubt sich die Antriebsplatte aufgrund ihrer Massenträgheit in Richtung des Wellenendes vor und nimmt den Kupplungskörper sowie das Starterritzel mit, das hierdurch in den Zahlenkranz der Verbrennungskraftmaschine eingespurt wird. Ein Anschlag am Wellenende begrenzt hierbei den Verschiebeweg. Zugleich wird der elastische Kupplungskörper zunehmend fester zwischen der sich auf der Welle vorschraubenden Antriebsplatte und Starterritzel eingespannt, so dass dieses in Rotation versetzt und der Startvorgang der Verbrennungskraftmaschine eingeleitet wird. Die Antriebsplatte bildet zusammen mit dem Kupplungskörper und dem Starterritzel eine Reibungskupplung, die das auf die Antriebswelle einwirkende Drehmoment limitiert. Das maximal übertragbare Drehmoment ist durch den Kompressionsgrad des Kupplungskörpers einstellbar. Das frei drehbare Andrehritzel dient unmittelbar zum Einspuren in den Zahlenkranz der Verbrennungskraftmaschine und verschiebt sich demzufolge in axialer Richtung auf der Welle. US 5,241,871 A discloses a torque limited electric starter for an internal combustion engine. The shaft of the electric motor is provided with a threaded section which is in engagement with a disk-shaped drive plate. The starter pinion is freely rotatable on the shaft and axially displaceable. A cup-shaped coupling body made of an elastomer is located between the drive plate and the starter pinion. If the electric motor is set in rotation to start the internal combustion engine, the drive plate, due to its inertia, screws in the direction of the shaft end and takes the clutch body and the starter pinion with it, which is thereby engaged in the number ring of the internal combustion engine. A stop at the shaft end limits the displacement. At the same time, the elastic coupling body is clamped more and more firmly between the drive plate screwing onto the shaft and the starter pinion, so that it rotates and the starting process of the internal combustion engine is initiated. The drive plate, together with the clutch body and the starter pinion, forms a friction clutch that limits the torque acting on the drive shaft. The maximum transferable torque can be adjusted by the degree of compression of the clutch body. The freely rotatable starter pinion is used directly for meshing into the number ring of the internal combustion engine and consequently shifts in the axial direction on the shaft.

DE 101 48 670 A1 betrifft eine Startervorrichtung zum Andrehen von Verbrennungskraftmaschinen mit einem Startermotor, der einen Stator und einen Rotor samt eines Planetengetriebes umfasst. Zwischen dem Rotor und dem Planetengetriebe ist mindestens ein federndes Element zur elastischen Abmilderung von Drehstößen zwischen der Rotorwelle und ihrem Rotorblechpaket und der Ritzenwelle platziert. Es besteht stets eine abgesehen von ihrer Eigenelastizität, mechanisch „feste“, bzw. kraftschlüssige und formschlüssige Verbindung zwischen der Rotorwelle und dem Rotorblechpaket und dem anfedemden Element befestigten Antriebsritzel, das mit dem nachgeschalteten Planetengetriebe in Eingriff steht. Das federnde Element kann mit einem Torsionsstab, einem ringförmigen Element, einer mäandrierender Blattfeder oder einer Schlingfeder realisiert sein. Eine definierte Drehmomentbegrenzung ist - abgesehen von der Ausführungsform mit dem Torsionsstab - nur durch ein „Überspringen“, das heißt durch zeitweises Aussetzen des Formschlusses zwischen der Rotorwelle und dem federnden Element möglich. Ein „weiches“ Einsetzen der Drehmomentbegrenzung, etwa durch die Verwendung einer Reibungskupplung oder einer Rutschkupplung, erfolgt nicht. DE 101 48 670 A1 relates to a starter device for starting internal combustion engines with a starter motor, which comprises a stator and a rotor together with a planetary gear. Between the rotor and the planetary gear, at least one resilient element for the elastic mitigation of rotary shocks is placed between the rotor shaft and its rotor laminated core and the pinion shaft. Apart from their inherent elasticity, there is always a mechanically “fixed” or non-positive and positive connection between the rotor shaft and the rotor laminated core and the pinned element, which pinion engages with the downstream planetary gear. The resilient element can be realized with a torsion bar, an annular element, a meandering leaf spring or a wrap spring. A defined torque limitation - apart from the embodiment with the torsion bar - is only possible by "skipping", that is, by temporarily suspending the positive connection between the rotor shaft and the resilient element. There is no “soft” setting of the torque limit, for example through the use of a friction clutch or a slip clutch.

FR 2 803 125 A1 offenbart einen Gleichstromgenerator mit einem Rotor und einem Stator zur Verwendung in Luftfahrzeugen, insbesondere Helikoptern. Die Stromabnahme erfolgt über einem, dem Rotor verbundenen Kollektor. Der Stator ist in Monoblockbauweise ausgeführt, um die Vibrationsfestigkeit des Generators zu erhöhen. Ein Antriebsritzel des Generators ist über eine flexible Kupplung mit der Rotorwelle verbunden, um die Einkopplung von Vibrationen zu verringern. Eine definierte Drehmomentbegrenzung mit Hilfe der flexiblen Kupplung ist nicht vorgesehen. FR 2 803 125 A1 discloses a DC generator with a rotor and a stator for use in aircraft, especially helicopters. The current is drawn via a collector connected to the rotor. The stator is designed in a monoblock design to increase the vibration resistance of the generator. A drive pinion of the generator is connected to the rotor shaft via a flexible coupling in order to reduce the coupling of vibrations. A defined torque limitation with the help of the flexible coupling is not provided.

DE 22 05 235 A bezieht sich auf eine Lamellenkupplung für eine elektrische Andrehvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem, die äußeren Lamellen antreibenden Mitnehmer und einer, die inneren Lamellen aufnehmenden Kupplungsmutter, in welcher auf einem Steilgewindeabschnitt der Antriebswelle sitzt, zwischen zwei Anschlägen längs bewegbar ist und sich an dem antriebsseitigen Anschlag federnd abstützt sowie einen Druckring und mindestens eine Einstellscheibe trägt. Das von der Lamellenkupplung übertragene Drehmoment nimmt nach dem Anlaufen der Ankerwelle des Elektromotors kontinuierlich zu, bis ein maximal übertragbares, durch die mindestens eine Einstellscheibe begrenztes Drehmoment, erreicht ist. Diese Ausführungsform ist wegen des Einsatzes der Lamellenkupplung konstruktiv relativ aufwendig und das jeweils übertragbare Drehmoment variiert. DE 22 05 235 A relates to a multi-plate clutch for an electrical starting device for an internal combustion engine, with a driver driving the outer plates and a coupling nut receiving the inner plates, in which on a high-thread section the drive shaft is seated, is longitudinally movable between two stops and is resiliently supported on the drive-side stop and carries a pressure ring and at least one adjusting washer. The torque transmitted by the multi-plate clutch increases continuously after the armature shaft of the electric motor starts up until a maximum transmissible torque limited by the at least one shim is reached. Because of the use of the multi-plate clutch, this embodiment is structurally relatively complex and the torque that can be transmitted varies.

DE 23 37 260 A1 offenbart einen Schraubtrieb für eine Andrehvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer auf einer Antriebswelle angeordneten Schraubhülse und einem mit der Schraubhülse in Eingriff stehenden Mitnehmer, der mit einem auf der Antriebswelle dreh- und verschiebbar gelagerten Andrehritzel verbunden ist. Das voll eingespurte Andrehritzel schlägt an einem endseitigen Lagerfortsatz der Vorrichtung an und ist dann über den Mitnehmer und die Schraubhülse mit der Antriebswelle des Elektromotors kraftschlüssig gekuppelt. DE 23 37 260 A1 discloses a screw drive for a starting device for an internal combustion engine with a screw sleeve arranged on a drive shaft and a driver which is in engagement with the screw sleeve and which is connected to a starter pinion rotatably and displaceably mounted on the drive shaft. The fully engaged starter pinion strikes an end bearing extension of the device and is then non-positively coupled to the drive shaft of the electric motor via the driver and the screw sleeve.

Aus der DE 10 2007 040 335 A1 ist eine Startvorrichtung bekannt, die eine Bewegung des Ankers dämpft, bevor dieser den Ankerrückschluss erreicht.From the DE 10 2007 040 335 A1 a starting device is known which dampens movement of the armature before it reaches the armature yoke.

Die DE 11 51 983 A beschreibt einen Einrückmagnetschalter, deren Anker in seiner Ruhelage durch eine vorgespannte Schraubenfeder festgehalten wird.The DE 11 51 983 A describes a magnetic engagement switch, the armature of which is held in its rest position by a prestressed coil spring.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird eine Startvorrichtung zum Andrehen von Verbrennungskraftmaschinen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Insbesondere wird vorgeschlagen, am Vorspuraktuator, insbesondere an einem in diesem linear beweglichen Anker mindestens ein Dämpfungs- bzw. Federelement vorzusehen, welches einen harten metallischen Kontakt zwischen dem im Vorspuraktuator linear beweglichen Anker einerseits und einen im Vorspuraktuator befindlichen Ankerrückschluss dämpft und idealerweise vollständig vermeidet. Dazu ist an einer Stirnseite des im Gehäuse des Vorspuraktuators linear beweglichen Ankers eine Abdeckscheibe vorgesehen, an der sich das beispielsweise als Spiralfeder ausgebildete Federelement befindet. Dieses ist seinerseits mit einem Abstützelement verbunden, das auf dem Zugelement, welches mit dem linear beweglichen Anker betätigt wird, angeordnet ist. Das Dämpfungselement dient bei voller Bestromung der den Anker bewegenden Spulen zusammen mit der Abdeckscheibe und dem Abstützelement als Rückhalteeinrichtung und bewirkt auf dem letzten Restweg des linear beweglichen Ankers in Richtung auf den Ankerrückschluss zu, dass der in diesem Falle stark beschleunigte linear im Gehäuse des Vorspuraktuators bewegliche Anker abgebremst wird, ohne die durch die Magnetspulen des Vorspuraktuators erzeugte Magnetkraft zu beeinträchtigen.According to the invention, a starting device for starting internal combustion engines with the features of claim 1 is proposed. In particular, it is proposed to provide at least one damping or spring element on the toe-in actuator, in particular on an armature that is linearly movable therein, which dampens and ideally completely avoids hard metallic contact between the armature, which is linearly movable in the toe-in actuator, on the one hand, and an armature yoke located in the toe-in actuator. For this purpose, a cover disk is provided on an end face of the armature that is linearly movable in the housing of the toe-in actuator, on which the spring element, which is designed, for example, as a spiral spring, is located. This in turn is connected to a support element which is arranged on the tension element, which is actuated with the linearly movable armature. When the coils moving the armature are fully energized, the damping element, together with the cover plate and the support element, serves as a retaining device and, on the last remaining path of the linearly movable armature in the direction of the armature yoke, causes the, in this case, strongly accelerated linearly movable in the housing of the toe-in actuator Armature is braked without affecting the magnetic force generated by the solenoid coils of the toe-in actuator.

Durch entsprechende Auslegung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Dämpfungsvorrichtung, die gewissermaßen als Rückhaltvorrichtung dient, kann der im Gehäuse des Vorspuraktuators bei voller Bestromung der Wicklungen bewegte linear bewegliche Anker abgebremst werden, insbesondere ein harter metallischer Aufschlag, der dem Ankerrückschluss zuweisenden Stirnseite des linear beweglichen Ankers und dem Ankerrückschluss selbst verhindert werden.By means of a corresponding design of the damping device proposed according to the invention, which serves as a retention device to a certain extent, the linearly movable armature moved in the housing of the toe-in actuator when the windings are fully energized can be braked, in particular a hard metallic impact, the end face of the linearly movable armature that assigns the armature yoke and the armature yoke themselves can be prevented.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung ist insbesondere gewährleistet, dass die Magnetkraft, die durch den Vorspuraktuator ausgeübt wird, nicht beeinträchtigt wird, so dass die maximal entsprechend der Dimensionierung des Vorspuraktuators erzeugbare Magnetkraftbetätigung, insbesondere eines als Gabelhebel ausgebildeten Hebels zum Einrücken des Andrehritzels, zur Verfügung steht.The solution proposed according to the invention ensures in particular that the magnetic force exerted by the toe-in actuator is not impaired, so that the maximum magnetic force actuation that can be generated in accordance with the dimensioning of the toe-in actuator is available, in particular a lever designed as a fork lever for engaging the starter pinion .

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Rückhalteeinrichtung lässt sich, da sie an der Außenseite von Standardkomponenten des Vorspuraktuators aufgenommen ist, problemlos nachrüsten, ohne dass Modifikationen am durch den linear beweglichen Anker betätigenden Zugelement, der seinerseits den Gabelhebel betätigt und/oder am im Vorspuraktuator linear beweglichen Anker erforderlich würden. Sämtliche Komponenten der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Rückhalteeinrichtung sind an der Außenseite des Vorspuraktuators oberhalb des Antriebslagerschildes aufgenommen, so dass auch ein zusätzlicher Bauraum durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Rückhalteeinrichtung beansprucht wird.The restraint device proposed according to the invention, since it is accommodated on the outside by standard components of the toe-in actuator, can be easily retrofitted without modifications to the pulling element which actuates the linearly movable armature and which in turn actuates the fork lever and / or the armature which is linearly movable in the toe-in actuator . All components of the restraint device proposed according to the invention are accommodated on the outside of the toe-in actuator above the drive end shield, so that an additional installation space is also claimed by the restraint device proposed according to the invention.

FigurenlisteFigure list

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehend beschrieben.The invention is described in detail below with reference to the drawing.

Es zeigt:

1 einen Längsschnitt durch eine Andrehvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine,
2 einen Längsschnitt durch einen Vorspuraktuator mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Rückhaltevorrichtung und
3 die Gegenüberstellung der Verläufe von Magnetkraft und Rückhaltekraft am Vorspuraktuator, jeweils aufgetragen über den vom linear beweglichen Anker durchfahrenen Weg.

It shows:

1 2 shows a longitudinal section through a starting device for an internal combustion engine,
2nd a longitudinal section through a toe-in actuator with the retention device proposed according to the invention and
3rd the comparison of the courses of magnetic force and retention force at the toe-in actuator, plotted in each case over the path traveled by the linearly movable armature.

Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention

1 zeigt eine Startvorrichtung 10 in einem Längsschnitt. 1 shows a starting device 10th in a longitudinal section.

Die Startvorrichtung 10 weist beispielsweise einen Startermotor 13 und einen Vorspuraktuator 16, der z. B. als Relay, insbesondere als Starterrelay ausgebildet sein kann, auf. Der Startermotor 13 und der elektrische Vorspuraktuator 16 sind an einem gemeinsamen Antriebslagerschild 19 befestigt. Der Startermotor 13 hat die Aufgabe, ein Andrehritzel 22 anzutreiben, wenn es im Zahnkranz 25 der in 1 dargestellten Verbrennungskraftmaschine eingespurt ist.The starter 10th has, for example, a starter motor 13 and a toe-in actuator 16 , the z. B. can be designed as a relay, in particular as a starter relay. The starter motor 13 and the electric toe-in actuator 16 are on a common drive end shield 19th attached. The starter motor 13 has the task of a starter pinion 22 to drive when it is in the ring gear 25th the in 1 illustrated internal combustion engine is engaged.

Der Startermotor 13 weist als Gehäuse ein Polrohr 28 auf, das an seinem inneren Umfang Polschuhe 31 trägt, die jeweils von einer Erregerwicklung 34 umwickelt sein können. Die Polschuhe 31 umgeben wiederum einen Anker 37, der ein aus Lamellen 40 aufgebautes Ankerpaket 43 und eine in Nuten 46 angeordnete Ankerwicklung 49 aufweist. Das Ankerpaket 43 ist auf einer Antriebswelle 44 aufgepresst An dem Andrehritzel 22 abgewandten Ende der Antriebswelle 44 ist des Weiteren ein Kommutator 52 angebracht, der unter anderem aus einzelnen Kommutatorlamellen 55 aufgebaut ist. Die Kommutatorlamellen 55 sind in bekannter Weise mit der Ankerwicklung 49 derartig elektrisch verbunden, dass sich bei Bestromung der Kommutatorlamellen 55 durch Kohlebürsten 58 eine Drehbewegung des Ankers 37 im Polrohr 28 ergibt. Eine zwischen dem Vorspuraktuator 16 und dem Startermotor 13 angeordnete Stromzufuhr 61 versorgt im Einschaltzustand sowohl die Kohlebürsten 58 als auch die Erregerwicklung 34 mit Strom. Die Antriebswelle 44 ist kommutatorseitig mit einem Wellenzapfen 64 in einem Gleitlager 67 abgestützt, welches wiederum in einem Kommutatorlagerdeckel 70 ortsfest gehalten ist. Der Kommutatorlagerdeckel 70 wiederum wird mittels Zuganker 73, die über den Umfang des Polrohrs 28 verteilt angeordnet sind, so z. B. Schrauben, beispielsweise zwei, drei oder vier Stück im Antriebslagerschild 19 befestigt. Es stützt sich dabei das Polrohr 28 im Antriebslagerschild 19 ab und der Kommutatorlagerdeckel 70 am Polrohr 28.The starter motor 13 has a pole tube as the housing 28 on that pole shoes on its inner circumference 31 carries, each of a pathogen winding 34 can be wrapped. The pole pieces 31 in turn surround an anchor 37 that one made of slats 40 built anchor package 43 and one in grooves 46 arranged armature winding 49 having. The anchor package 43 is on a drive shaft 44 pressed on the pinion 22 opposite end of the drive shaft 44 is also a commutator 52 attached, which among other things from individual commutator lamellae 55 is constructed. The commutator bars 55 are in a known manner with the armature winding 49 electrically connected in such a way that when the commutator bars are energized 55 through carbon brushes 58 a rotary movement of the armature 37 in the pole tube 28 results. One between the toe-in actuator 16 and the starter motor 13 arranged power supply 61 supplies both the carbon brushes when switched on 58 as well as the excitation winding 34 with electricity. The drive shaft 44 is on the commutator side with a shaft journal 64 in a plain bearing 67 supported, which in turn in a commutator bearing cover 70 is kept stationary. The commutator bearing cover 70 in turn is by means of tie rods 73 that over the circumference of the pole tube 28 are distributed, so z. B. screws, for example two, three or four pieces in the drive end shield 19th attached. The pole tube is supported 28 in the drive end shield 19th and the commutator bearing cover 70 on the pole tube 28 .

In Antriebsrichtung gesehen, schließt sich an den Anker 37 ein Sonnenrad 80 an, das Teil eines Umlaufgetriebes, insbesondere eines Planetengetriebes 83 ist. Das Sonnenrad 80 ist von mehreren Planetenrädern 86 umgeben, üblicherweise handelt es sich dabei um 3 Planetenräder 86, die mittels Wälzlager 89 auf Achszapfen 92 abgestützt sind. Die Planetenräder 86 wälzen sich in einem Hohlrad 95 ab, das im Polrohr 28 außenseitig gelagert ist. In Richtung zur Abtriebsseite hin schließt sich an die Planetenräder 86 ein Planetenträger 98 an, in dem die Achszapfen 92 aufgenommen sind. Der Planetenträger 98 wird wiederum in einem Zwischenlager 101 und einem darin angeordneten Gleitlager 104 gelagert. Das Zwischenlager 101 ist derartig topfförmig gestaltet, dass in diesem sowohl der Planetenträger 98 als auch die Planetenräder 86 aufgenommen sind. Des Weiteren befindet sich im topfförmigen Zwischenlager 101 das Hohlrad 95, das letztlich durch einen Deckel 107 gegenüber dem Anker 37 geschlossen ist. Auch das Zwischenlager 101 stützt sich mit seinem Außenumfang an der inneren Seite des Polrohrs 28 ab. Der Anker 37 weist auf dem vom Kommutator 52 abgewandten Ende der Antriebswelle 44 einen weiteren Wellenzapfen 110 auf, der ebenfalls in einem Gleitlager 113 aufgenommen ist. Das Gleitlager 113 wiederum ist in einer zentralen Bohrung des Planetenträgers 98 aufgenommen. Der Planetenträger 98 ist einstückig mit der Abtriebswelle 116 verbunden. Die Abtriebswelle 116 ist mit ihrem vom Zwischenlager 101 abgewandten Ende 119 in einem weiteren Lager 122, welches im Antriebslagerschritt 19 befestigt ist, abgestützt.Seen in the drive direction, it joins the anchor 37 a sun gear 80 on, the part of a planetary gear, especially a planetary gear 83 is. The sun gear 80 is from several planet gears 86 surrounded, usually it is 3rd Planet gears 86 using rolling bearings 89 on journal 92 are supported. The planet gears 86 roll in a ring gear 95 from that in the pole tube 28 is stored on the outside. The planet gears connect to the output side 86 a planet carrier 98 in which the journal 92 are included. The planet carrier 98 is in turn in an interim storage facility 101 and a slide bearing arranged therein 104 stored. The interim storage facility 101 is designed in a pot-shaped manner in which both the planet carrier 98 as well as the planet gears 86 are included. There is also a pot-shaped interim storage facility 101 the ring gear 95 that is ultimately covered by a lid 107 towards the anchor 37 closed is. The interim storage facility too 101 is supported with its outer circumference on the inner side of the pole tube 28 from. The anchor 37 points to that of the commutator 52 opposite end of the drive shaft 44 another shaft journal 110 on, also in a plain bearing 113 is included. The plain bearing 113 in turn is in a central bore of the planet carrier 98 added. The planet carrier 98 is in one piece with the output shaft 116 connected. The output shaft 116 is with her from the interim storage facility 101 opposite end 119 in another camp 122 which in the drive bearing step 19th attached, supported.

Die Abtriebswelle 116 ist in verschiedene Abschnitte aufgeteilt: So folgt dem Abschnitt, der im Gleitlager 104 des Zwischenlagers 101 angeordnet ist, ein Abschnitt mit einer Geradverzahnung 125, die als Innenverzahnung ausgebildet ist, die Teil einer Welle-Nabe-Verbindung 128 ist. Die Welle-Nabe-Verbindung 128 ermöglicht in diesem Falle das axial geradlinige Gleiten eines Mitnehmers 131. Der Mitnehmer 131 ist ein hülsenartiger Fortsatz, der einstückig mit einem topfförmigen Außenring 132 des Freilaufs 137 verbunden ist Der Freilauf 137 (Richtsperre) umfasst des Weiteren einen Innenring 140, der radial innerhalb des Außenringes 132 angeordnet ist. Zwischen dem Innenring 140 und dem Außenring 132 sind Klemmkörper 138 angeordnet. Die Klemmkörper 138 verhindern in Zusammenwirkung mit dem Innenring 140 und dem Außenring 132 eine Relativbewegung zwischen dem Außenring 132 und dem Innenring 140 in eine zweite Richtung. Mit anderen Worten: Der Freilauf 137 ermöglicht eine umlaufende Relativbewegung zwischen dem Innenring 140 und dem Außenring 132 nur in eine Richtung. In dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist der Innenring 140 einstückig mit dem Andrehritzel 22 und dessen Schrägverzahnung 143 (Außenschrägverzahnung) ausgeführt. Das Andrehritzel 22 kann alternativ auch als geradverzahntes Ritzel ausgeführt sein. Statt elektromagnetisch erregter Polschuhe 31 mit Erregerwicklung 34, könnten auch permanentmagnetisch erregte Pole eingesetzt werden.The output shaft 116 is divided into different sections: So follows the section that is in the plain bearing 104 of the interim storage facility 101 is arranged, a section with a spur gear 125 , which is designed as an internal toothing, the part of a shaft-hub connection 128 is. The shaft-hub connection 128 in this case enables a driver to slide axially in a straight line 131 . The driver 131 is a sleeve-like extension, which is in one piece with a cup-shaped outer ring 132 of the freewheel 137 the freewheel is connected 137 (Straightening lock) also includes an inner ring 140 that is radially inside the outer ring 132 is arranged. Between the inner ring 140 and the outer ring 132 are sprags 138 arranged. The sprags 138 prevent in cooperation with the inner ring 140 and the outer ring 132 a relative movement between the outer ring 132 and the inner ring 140 in a second direction. In other words: the freewheel 137 enables a circumferential relative movement between the inner ring 140 and the outer ring 132 one way only. In the exemplary embodiment according to 1 is the inner ring 140 in one piece with the pinion 22 and its helical teeth 143 (External helical teeth). The starter pinion 22 can alternatively also be designed as a straight toothed pinion. Instead of electromagnetically excited pole pieces 31 with excitation winding 34 , permanently magnetically excited poles could also be used.

Der elektrische Vorspuraktuator 16, bzw. der linear bewegliche Anker 138 haben aber darüber hinaus auch die Aufgabe, mittels eines Zugelementes 187 einen im Antriebslagerschild 19 drehbeweglich angeordneten Hebel 190 zu bewegen. Der Hebel 190 ist üblicherweise als Gabelhebel ausgeführt und umgreift mit zwei hier nicht dargestellten „Zinken“ zwei Scheiben 193, 194 an ihrem Außenumfang, um einen zwischen diesen eingeklemmten Mitnehmerring 197 zum Freilauf 137 hin gegen den Widerstand einer Feder 200 zu bewegen und dadurch das Andrehritzel 22 in den Zahnkranz 25 der Verbrennungskraftmaschine einzuspuren.The electric toe-in actuator 16 , or the linearly movable anchor 138 but also have the task of using a tension element 187 one in the drive end shield 19th rotatably arranged lever 190 to move. The lever 190 is usually designed as a fork lever and grips two with two “tines”, not shown here Slices 193 , 194 on its outer circumference, around a driver ring clamped between them 197 for free running 137 against the resistance of a spring 200 to move and thereby the starter pinion 22 in the ring gear 25th the internal combustion engine.

Nachfolgend wird auf den Einspurmechanismus eingegangen: Der elektrische Vorspuraktuator 16 weist einen Bolzen 150 auf, der ein elektrischer Kontakt ist und im Falle des Eingebautseins im Fahrzeug an den Pluspol einer elektrischen Starterbatterie, die in 1 nicht dargestellt ist, angeschlossen ist. Der Bolzen 150 ist durch einen Deckel 153 hindurchgeführt. Ein zweiter Bolzen 152 stellt einen Anschluss für den elektrischen Startermotor 13 dar, der über die Stromzufuhr 61 (dicke Litze) versorgt wird. Der Deckel 153 schließt ein Gehäuse 156 des Vorspuraktuators 16 aus Stahl ab, welches mittels mehrerer Befestigungselemente 159 (Schrauben) am Antriebslagerschild 19 befestigt ist In dem elektrischen Vorspuraktuator 16 befindet sich eine Schubeinrichtung 160 zur Ausübung einer Zugkraft auf den Hebel 190 und eine Schalteinrichtung 161. Die Schubeinrichtung 160 umfasst eine Wicklung 162, die Schalteinrichtung 161 eine weitere Wicklung 165. Die Wicklung 162 der Schubeinrichtung 160 und die weitere Wicklung 165 der Schalteinrichtung 161 bewirken jeweils im eingeschalteten Zustand ein elektromagnetisches Feld, welches verschiedene Bauteile durchströmt. Die Welle-Nabe-Verbindung 128 kann statt mit einer Geradverzahnung 125 auch mit einer Steilgewindeverzahnung ausgestattet sein. Es sind dabei die Kombinationen möglich, wonach a) das Andrehritzel 22 schräg verzahnt ist und die Welle-Nabe-Verbindung 128 eine Geradverzahnung 125 aufweist, b) das Andrehritzel 22 schräg verzahnt ist und die Welle-Nabe-Verbindung 128 eine Steilgewindeverzahnung aufweist, oder c) das Andrehritzel 22 geradverzahnt ist und die Welle-Nabe-Verbindung 128 eine Steilgewindeverzahnung aufweist.The single-track mechanism is discussed below: The electric toe-in actuator 16 has a bolt 150 on, which is an electrical contact and, in the case of being installed in the vehicle, to the positive pole of an electric starter battery which is in 1 is not shown, is connected. The bolt 150 is through a lid 153 passed through. A second bolt 152 provides a connection for the electric starter motor 13 represents the power supply 61 (thick wire) is supplied. The lid 153 closes a case 156 of the toe-in actuator 16 from steel, which by means of several fastening elements 159 (Screws) on the drive end shield 19th is attached in the electrical toe-in actuator 16 there is a pusher 160 to exert a pulling force on the lever 190 and a switching device 161 . The thrust device 160 includes a winding 162 , the switching device 161 another winding 165 . The winding 162 the thrust device 160 and the further winding 165 the switching device 161 cause an electromagnetic field in the switched-on state, which flows through various components. The shaft-hub connection 128 can be used instead of spur gearing 125 also be equipped with high-helix teeth. The combinations are possible, according to which a) the starter pinion 22 is helically toothed and the shaft-hub connection 128 a spur gear 125 has, b) the starter pinion 22 is helically toothed and the shaft-hub connection 128 has a steep thread toothing, or c) the starter pinion 22 is straight-toothed and the shaft-hub connection 128 has high helix teeth.

Mit Bezugszeichen 171 ist ein an der Stirnseite des linear beweglichen Ankers 168 gegenüberliegende Ankerrückschluss bezeichnet. Am linear beweglichen Anker 168 sind darüber hinaus eine Schubstange 174 und ein Schaltpuls 177 vorgesehen. An einer Kontaktbrücke 184, Vorspuraktuators 16 befinden sich die Kontakte 180, bzw. 181.With reference numbers 171 is an on the face of the linearly movable armature 168 opposite armature inference. On the linearly movable anchor 168 are also a push rod 174 and a switching pulse 177 intended. At a contact bridge 184 , Toe-in actuator 16 are the contacts 180 , or. 181 .

2 zeigt einen Längsschnitt durch den mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Rückhalteeinrichtung versehenen Vorspuraktuator, hier ausgebildet als Relay. 2nd shows a longitudinal section through the toe-in actuator provided with the retention device proposed according to the invention, here designed as a relay.

Der in 2 im Längsschnitt dargestellte Vorspuraktuator 16 umfasst den im Gehäuse 156 linear verschiebbaren Anker 168. Während eine Stirnseite des linear beweglichen Ankers 168 dem Ankerrückschluss 171 im Gehäuse 156 gegenüberliegt, befindet sich an der anderen Stirnseite 202 eine Abdeckscheibe 204, die Teil der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Rückhalteeinrichtung 203 ist. Außer der Absteckscheibe 204 an der Stirnseite 202 des linear beweglichen Ankers 168 umfasst die Rückhalteeinrichtung 203 ein Federelement 206 sowie ein Abstützelement 208.The in 2nd toe-in actuator shown in longitudinal section 16 includes the one in the housing 156 linearly movable anchor 168 . While an end face of the linearly movable anchor 168 the armature inference 171 in the housing 156 opposite, is on the other end 202 a cover plate 204 , which are part of the retention device proposed according to the invention 203 is. Except the locking washer 204 at the front 202 of the linearly movable anchor 168 includes the restraint 203 a spring element 206 as well as a support element 208 .

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Rückhalteeinrichtung 203 zur Dämpfung der Einfahrbewegung des linear beweglichen Ankers 168 in das Gehäuse 156 kann anstelle eines als Spiralfeder ausgebildeten Federelements 206 ein Federelement 206 aufweisen, welches als mindestens eine Tellerfeder als Wellfeder oder auch als ein ringförmiger Block aus elastischem Material, wie z. B. Gummi, Kautschuk oder Kunststoff oder dergleichen gefertigt ist.The retention device proposed according to the invention 203 to dampen the retraction of the linearly movable armature 168 in the housing 156 can instead of a spring element designed as a spiral spring 206 a spring element 206 have, which as at least one plate spring as a corrugated spring or as an annular block made of elastic material, such as. B. rubber, rubber or plastic or the like is made.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Halteeinrichtung 203 wird bevorzugt erst dann wirksam, sobald bei voller Bestromung der Wicklungen 162, 165 eine Beschleunigung des Ankers 168 aufgrund der starken Magnetkraft erfolgt und sich die Stirnseite des Ankers 168 bei der Einfahrbewegung in das Gehäuse 156 auf den Ankerrückschluss 171 zubewegt. Erst ab Erreichen eines Festweges 214 (vgl. Darstellung gemäß 3) wird die erfindungsgemäß vorgeschlagene Halteeinrichtung wirksam, d. h. bremst eine weitere Einfahrbewegung des linear beweglichen Ankers 168 auf die diesem gegenüberliegende Stirnseite des Ankerrückschlusses 171 zu, so dass ein harter metallischer Aufschlag dieser Ankerseite auf den Ankerrückschluss 171 unterbleibt und kein Geräusch auftritt.The holding device proposed according to the invention 203 is preferably only effective as soon as the windings are fully energized 162 , 165 an acceleration of the anchor 168 due to the strong magnetic force and the face of the armature 168 when moving into the housing 156 on the armature inference 171 moved towards. Only after reaching a fixed route 214 (see illustration according to 3rd ) the holding device proposed according to the invention becomes effective, ie brakes a further retraction movement of the linearly movable armature 168 to the opposite side of the armature yoke 171 too, so that a hard metallic impact of this armature side on the armature yoke 171 is omitted and no noise occurs.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Halteeinrichtung 203 insbesondere außerhalb des Gehäuses des Vorspuraktuators 16 aufgenommen ist, d. h. insbesondere an der Stirnseite 202 des linear beweglichen Ankers 168 und zwar dort, wo dieser das Gehäuse 156 verlässt. Demnach sind keine oder nur geringfügige Modifikationen am Zugelement 187 einerseits sowie an der Stirnseite 202 des linear beweglichen Ankers 168 erforderlich. Der Vorspuraktuator 16 umfasst darüber hinaus die bereits im Zusammenhang mit 1 dargestellten Kontakte 180, bzw. 181 sowie den Bolzen 150. Durch den Ankerrückschluss 171 erstreckt sich der Schaltbolzen 177, die Schubstange 174, welche den linear beweglichen Anker 168 durchzieht, geht in das Zugelement 187 über. Dieses umfasst eine in 2 angedeutete Öffnung, in welche der Hebel 190, vgl. Darstellung gemäß 1 eintaucht, der drehbeweglich im Antriebslagerschild 19 gelagert ist.The solution proposed according to the invention is characterized in that the holding device proposed according to the invention 203 especially outside the housing of the toe-in actuator 16 is included, ie in particular on the front side 202 of the linearly movable anchor 168 where the housing 156 leaves. Accordingly, there are no or only minor modifications to the tension element 187 on the one hand and on the front 202 of the linearly movable anchor 168 required. The toe-in actuator 16 also includes those already related to 1 shown contacts 180 , or. 181 as well as the bolt 150 . Through the armature inference 171 the shift pin extends 177 who have favourited Push rod 174 which is the linearly movable anchor 168 pulls through, goes into the tension element 187 over. This includes an in 2nd indicated opening, into which the lever 190 , see. Presentation according to 1 immersed, which rotates in the drive end shield 19th is stored.

In vorteilhafter Weise stützt sich Abstützelement 208 der Rückhalteeinrichtung 203 an einer Durchmesservergrößerung, die im Zugelement 187 ausgebildet ist, ab, so dass die Baueinheit aus Abdeckscheibe 204, Federelement 206 und Abstützelement 208 axial gesichert auf dem Zugelement 187, insbesondere an einer Durchmesserübergangsstelle, wie in 2 angedeutet, gehalten ist.Support element is advantageously supported 208 the restraint 203 due to an increase in diameter in the tension element 187 is formed, so that the unit from the cover plate 204 , Spring element 206 and support element 208 axially secured on the tension element 187 , especially at a diameter transition point, as in 2nd indicated, is held.

Die Einstellung der Abbremscharakteristik der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Rückhalteeinrichtung 203 kann durch entsprechende Auslegung des Federelementes 206 ausgewählt und gegebenenfalls auch modifiziert werden. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung ist mit einfachsten Maßnahmen der Vorspuraktuator 16 derart modifiziert worden, dass ein Geräusch, das anderenfalls bei Kontakt der metallischen Elemente 168 und 171 auftritt, vermieden wird. Der Vorspuraktuator 16 ist ursächlich für eine Geräuschentwicklung, da dieser weitestgehend ungekapselt außerhalb der Startvorrichtung 10, d. h. insbesondere außerhalb des Startermotors, vgl. Darstellung gemäß 1, gelagert ist und daher im Vorspuraktuator 16 entstehende Geräusche als Belästigung empfunden werden können.The setting of the braking characteristic of the restraint device proposed according to the invention 203 can by appropriate design of the spring element 206 selected and modified if necessary. The solution proposed according to the invention enables the toe-in actuator to be implemented with the simplest of measures 16 have been modified so that a noise that otherwise occurs when the metallic elements come into contact 168 and 171 occurs, is avoided. The toe-in actuator 16 is the cause of noise, since it is largely unencapsulated outside the starter 10th , ie especially outside the starter motor, cf. Presentation according to 1 , is stored and therefore in the toe-in actuator 16 resulting noises can be perceived as a nuisance.

Der Darstellung gemäß 3 ist der Verfahrweg des Ankers im Vorspuraktuator 16 zu entnehmen.According to the presentation 3rd is the path of the armature in the toe-in actuator 16 refer to.

Während der Einfahrweg des Ankers in das Gehäuse 156 des Vorspuraktuators 16 durch Bezugszeichen 218 angedeutet ist, d. h. in Einfahrrichtung in das Gehäuse 156, sind senkrecht dazu die Kraftverläufe 216 aufgezeichnet, einerseits ein Magnetkraftverlauf 210 und andererseits ein Federkraftverlauf 212.During the anchor's entry path into the housing 156 of the toe-in actuator 16 by reference numerals 218 is indicated, ie in the direction of entry into the housing 156 , the force profiles are perpendicular to it 216 recorded, on the one hand a magnetic force curve 210 and on the other hand a spring force curve 212 .

Wie aus 3 hervorgeht, steigt die durch das Federelement 206 jeweils erzeugte kalte Kraft bei Annäherung des linear beweglichen Ankers 168 entsprechend des Einfahrweges 218 bis zum Erreichen des Restweges 214 kontinuierlich an. Das Federelement 206 entwickelt seine höchste Rückhaltekraft erst ab Erreichen des Restweges 214, so dass nach Durchfahren desselben der Anker 168 bei seiner Einfahrbewegung 218 abgebremst ist und kein metallischer Kontakt zwischen dem Ankerrückschluss 171 und der diesen zuweisenden Seite des linear beweglichen Ankers 168 auftritt. Der Restweg 214, bei dessen Durchfahren der linear bewegliche Anker 168 abgebremst wird, liegt in der Größenordnung zwischen 0,5 mm und 1,5 mm.How out 3rd emerges, increases through the spring element 206 each generated cold force when the linearly movable armature approaches 168 according to the driveway 218 until you reach the remaining distance 214 continuously on. The spring element 206 develops its highest retention force only after reaching the remaining distance 214 , so that after passing through the anchor 168 during its entry movement 218 is braked and there is no metallic contact between the armature yoke 171 and the side of the linearly movable armature facing this 168 occurs. The rest of the way 214 , when passing through the linearly movable anchor 168 is braked, is in the order of magnitude between 0.5 mm and 1.5 mm.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung zeichnet sich durch ihre Einfachheit aus, und zwar sowohl was den Montageaufwand angeht, wie auch hinsichtlich der verwendeten Teilanzahl. Aufgrund der Montierbarkeit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Rückhalteeinrichtung 203 von der Außenseite des Vorspuraktuators 16 her, ist einerseits eine leichte Zugänglichkeit der Stirnseite 202 des linear beweglichen Ankers 168 gewährleistet; andererseits kann eine Modifikation des Zugelements 187, bzw. der Stirnseite 202 des linear beweglichen Ankers 168 unterbleiben, so dass Standardbauteile verwendet werden können. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die lediglich drei Bauteile umfassende Rückhalteeinrichtung 203 sehr einfach zu modifizieren, was zum einem die Dämpfungscharakteristik des Federelementes 206 sowie die Abmessungen der Stützscheibe 208, bzw. der Abdeckscheibe 204 angeht.The solution proposed according to the invention is characterized by its simplicity, both in terms of assembly effort and in terms of the number of parts used. Because of the ability to mount the restraint device proposed according to the invention 203 from the outside of the toe-in actuator 16 forth, is on the one hand easy accessibility to the front 202 of the linearly movable anchor 168 guaranteed; on the other hand, a modification of the tension element 187 , or the front 202 of the linearly movable anchor 168 are omitted so that standard components can be used. In addition, there is the possibility of the restraint device comprising only three components 203 very easy to modify, on the one hand, the damping characteristics of the spring element 206 as well as the dimensions of the support disc 208 , or the cover plate 204 concerns.

Claims

Starting device (10) for starting internal combustion engines, with a starter motor (13) and a toe-in actuator (16), which comprises an armature (168) and an armature yoke (171), characterized in that a retaining device (203) on the armature (168) is provided, which brakes the armature (168) from reaching a residual path (214) relative to the armature yoke (171), and which comprises a cover plate (204), at least one spring element (206) and a support element (208).

Starting device (10) according to Claim 1 , characterized in that the retaining device (203) is accommodated on the armature (168) outside a housing (156).

Starting device (10) according to Claim 2 , characterized in that the retaining device (203) on the armature (168) is received on a tension element (187).

Starting device (10) according to Claim 3 , characterized in that the retaining device (203), in particular by means of the support element (208), is attached to an increase in diameter of the tension element (187).

Starting device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the cover plate (204) covers an end face (203) of the linearly movable armature (168).

Starting device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the spring element (206) is designed as a spiral spring or as at least one plate spring, as a corrugated spring or as a rubber or plastic part.

Starting device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the retaining device (203) delays a retracting movement of the armature (168) in the direction of the armature return (171) from reaching the remaining path (214), which is between 0.5 mm and 1.5 mm.

Starting device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the cover plate (204) is made of plastic material or hard rubber.

Starting device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one spring element (206) has a progressive spring characteristic.