DE102012002237A1

DE102012002237A1 - Starter wheel for internal combustion engine for transmitting torque from starter motor to crankshaft of internal combustion engine, has freewheel, which prevents transmission of rotational torque of starter motor on crankshaft

Info

Publication number: DE102012002237A1
Application number: DE201210002237
Authority: DE
Inventors: Ingo Bögemann; Sebastian Schlegel
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2012-02-04
Filing date: 2012-02-04
Publication date: 2012-09-06

Abstract

The starter wheel (1) has a freewheel (3), which prevents the transmission of a rotational torque of the starter motor on the crankshaft (2) and allows the transmission of the rotational torque of the crankshaft on the starter motor. The ring gears (4) are connected with an inner ring (5) of the freewheel. A transmission disk (6) is connected with outer ring (7) of the freewheel. A sealing ring (8) is arranged between the freewheel and the ring gears.

Description

Die Erfindung betrifft ein Anlassrad für einen Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a starting wheel for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Derartige Anlassräder dienen einer Übertragung eines Drehmomentes von einem Startermotor auf eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors. Um eine permanente Kopplung eines Startermotors mit dem Anlassrad zu ermöglichen, weist das Anlassrad einen Freilauf auf.Such starting wheels serve to transmit a torque from a starter motor to a crankshaft of the internal combustion engine. In order to enable a permanent coupling of a starter motor with the starting wheel, the starting wheel has a freewheel.

Ein gattungsgemäßes Anlassrad ist aus der EP 1 910 668 B1 bekannt, welches Anlassrad neben einem Freilauf ein Hohlrad und eine Übertragungsscheibe aufweist, wobei das Hohlrad mit einem Innenring des Freilaufs verbunden ist und die Übertragungsscheibe mit einem Außenring des Feilaufs verbunden ist. Das Anlassrad der EP 1 910 668 B1 weist ferner einen ersten Dichtring auf, welcher erste Dichtring axial auf Höhe des Freilaufs sowie radial außerhalb des Freilaufs zwischen dem Freilauf und dem Hohlrad angeordnet ist. Aufgrund der Umfangsbewegung des Hohlrades ist der erste Dichtring einer Reibbeanspruchung ausgesetzt, welche zu einem schnellen Verschleiß des ersten Dichtrings führt.A generic motorcycle is from the EP 1 910 668 B1 known, which in addition to a freewheel ring gear has a ring gear and a transmission disc, wherein the ring gear is connected to an inner ring of the freewheel and the transfer disc is connected to an outer ring of the Feilaufs. The occasion wheel of EP 1 910 668 B1 also has a first sealing ring, which first sealing ring is arranged axially at the height of the freewheel and radially outside of the freewheel between the freewheel and the ring gear. Due to the circumferential movement of the ring gear of the first sealing ring is exposed to a frictional stress, which leads to rapid wear of the first sealing ring.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Anlassrad dahingehend zu verändern, dass der Verschleiß des ersten Dichtringes reduziert wird.It is therefore the object of the present invention to change the timing gear to the effect that the wear of the first sealing ring is reduced.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Anlassrad mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche beschrieben.The object is achieved by a starting wheel with the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are described by the subclaims.

Dabei handelt es sich um ein Anlassrad, welches zum Übertragen eines Drehmoments von einem Startermotor auf eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors auf der Kurbelwelle angeordnet werden kann. Damit das Anlassrad mit dem Startermotor zur Übertragung eines Drehmomentes koppelbar ist, weist das Anlassrad zum Beispiel an seinem äußeren Umfang eine Verzahnung oder eine Reibfläche auf. Das Anlassrad weist einen Freilauf auf, welcher eine Übertragung des Drehmomentes von dem Startermotor auf die Kurbelwelle erlaubt und eine Übertragung des Drehmomentes von der Kurbelwelle auf den Startermotor verhindert. Hierfür sind alle gängigen Arten von Freiläufen geeignet, wie zum Beispiel Klemmkörperfreilauf, Klemmrollenfreilauf, Sperrklinkenfreilauf. Weiterhin weist das Anlassrad ein Hohlrad und eine Übertragungsscheibe auf. Das Hohlrad ist einerseits mit dem Startermotor zum Zwecke einer Drehmomentübertragung koppelbar und andererseits mit einem Innenring des Freilaufs drehfest verbunden. Die Übertragungsscheibe ist mit einem Außenring des Freilaufs drehfest verbunden und mit der Kurbelwelle drehfest verbindbar. Das Anlassrad weist ferner einen Dichtring auf, welcher zwischen dem Freilauf und dem Hohlrad angeordnet ist, so dass ein in dem Freilauf befindliches Schmieröl nicht in einer Richtung radial nach außen austreten kann.This is a starting wheel, which can be arranged for transmitting torque from a starter motor to a crankshaft of the internal combustion engine on the crankshaft. So that the starting wheel can be coupled to the starter motor for transmitting a torque, the starting wheel has, for example, a toothing or a friction surface on its outer circumference. The starting wheel has a freewheel which allows transmission of the torque from the starter motor to the crankshaft and prevents transmission of the torque from the crankshaft to the starter motor. For this purpose, all common types of freewheels are suitable, such as sprag freewheel, pinch roller freewheel, pawl freewheel. Furthermore, the starting wheel on a ring gear and a transfer disc. The ring gear is on the one hand coupled to the starter motor for the purpose of torque transmission and on the other hand rotatably connected to an inner ring of the freewheel. The transmission disc is rotatably connected to an outer ring of the freewheel and rotatably connected to the crankshaft. The starting wheel also has a sealing ring, which is arranged between the freewheel and the ring gear, so that a lubricating oil located in the freewheel can not escape in a direction radially outward.

Erfindungsgemäß ist der erste Dichtring axial zwischen dem Freilauf und dem Hohlrad sowie radial auf Höhe des Freilaufs angeordnet. Axial bedeutet dabei in Richtung einer Kurbelwellenachse für den Fall, dass das Anlassrad auf der Kurbelwelle angeordnet ist. Radial bedeutet dabei in Richtung senkrecht zu der Kurbelwellenachse. Radial auf gleicher Höhe bedeutet einen im Wesentlichen gleichen Radius gegenüber der Kurbelwellenachse aufweisend.According to the invention, the first sealing ring is arranged axially between the freewheel and the ring gear and radially at the level of the freewheel. Axial means in the direction of a crankshaft axis in the event that the starting wheel is arranged on the crankshaft. Radial means in the direction perpendicular to the crankshaft axis. Radially at the same height means having a substantially equal radius with respect to the crankshaft axis.

Durch die Anordnung des ersten Dichtrings radial auf gleicher Höhe wie der Freilauf, kann der Dichtring mit einem geringen Radius ausgeführt werden. Durch den geringen Radius entstehen im Betrieb geringe Umfangsgeschwindigkeiten am Dichtring, so dass ein Abrieb und damit ein Verschleiß des Dichtrings reduziert werden. Dieser Vorteil überwiegt Nachteile, die sich dadurch ergeben, dass eine Abdichtung mit einem seitlich neben dem Freilauf angeordneten Dichtring schwieriger zu erreichen ist.Due to the arrangement of the first sealing ring radially at the same height as the freewheel, the sealing ring can be designed with a small radius. Due to the small radius, low peripheral speeds are generated during operation on the sealing ring, so that abrasion and thus wear of the sealing ring are reduced. This advantage outweighs disadvantages that result from the fact that a seal with a laterally arranged next to the freewheel seal is difficult to achieve.

Eine erste Weiterbildung des Anlassrads sieht ein Abdeckelement vor, welches radial außerhalb des ersten Dichtrings und axial auf Höhe des ersten Dichtrings angeordnet ist. Dass das Abdeckelement radial außerhalb des ersten Dichtrings angeordnet ist, bedeutet dabei, dass ein Innenradius des Abdeckelements größer ist als ein Außenradius des ersten Dichtrings. Besonders bevorzugt weist das Abdeckelement hierfür eine zylindrische Fläche auf, welche zylindrische Fläche sich parallel zu der axialen Richtung erstreckt. Der erste Dichtring liegt mit seiner radialen Außenseite an der zylindrischen Fläche an. Besonders bevorzugt liegt der erste Dichtring mit seiner radialen Innenseite an einer radialen Außenseite des Hohlrades oder an einer radialen Außenseite des Innenrings des Freilaufs an. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders dichte Abdichtung zur Verhinderung eines Ölflusses von Seiten des Freilaufs in einen Raum, welcher Raum im Falle des an der Kurbelwelle angeordneten Anlassrads von dem Verbrennungsmotor abgewandt ist.A first further development of the starting wheel provides a cover element which is arranged radially outside the first sealing ring and axially at the level of the first sealing ring. The fact that the cover element is arranged radially outside the first sealing ring means that an inner radius of the covering element is greater than an outer radius of the first sealing ring. For this purpose, the cover element particularly preferably has a cylindrical surface, which cylindrical surface extends parallel to the axial direction. The first sealing ring bears with its radial outer side against the cylindrical surface. Particularly preferably, the first sealing ring lies with its radial inner side on a radial outer side of the ring gear or on a radial outer side of the inner ring of the freewheel. In this way, a particularly tight seal for preventing an oil flow from the side of the freewheel in a space, which space is remote in the case of the arranged on the crankshaft crank gear from the engine.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Anlassrads sieht vor, dass ein zweiter Dichtring radial außerhalb des Freilaufs auf einer Seite des Hohlrads, welche Seite im Falle einer Anordnung des Anlassrads an der Kurbelwelle in Richtung zu dem Verbrennungsmotor angeordnet ist. Auf diese Weise kann der zweite Dichtring zur Abdichtung gegenüber einem Gehäuseteils des Verbrennungsmotors dienen, so dass bewegliche Teile des Anlassrades mit Schmieröl des Verbrennungsmotors geschmiert werden können ohne dass das Schmieröl nach außen austreten kann. Aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung des ersten Dichtringes kann der zweite Dichtring mit einem geringen Radius ausgeführt werden, was Umfangsgeschwindigkeiten von beweglichen Teilen an dem zweiten Dichtring und damit dessen Verschleiß reduziert.A further advantageous development of the starting wheel provides that a second sealing ring is arranged radially outside of the freewheel on one side of the ring gear, which side in the case of an arrangement of the starting wheel on the crankshaft in the direction of the internal combustion engine. In this way, the second sealing ring can serve to seal against a housing part of the internal combustion engine, so that moving parts of the starting wheel can be lubricated with lubricating oil of the internal combustion engine without the lubricating oil escape to the outside can. Due to the inventive arrangement of the first sealing ring, the second sealing ring can be designed with a small radius, which reduces peripheral speeds of moving parts on the second sealing ring and thus its wear.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Anlassrads sieht eine Lagervorrichtung zur Lagerung des Hohlrads an der Kurbelwelle oder an einem Gehäuseteil des Verbrennungsmotors vor, welche Lagervorrichtung radial innerhalb des Freilaufs angeordnet ist, wobei ein Innenring der Lagervorrichtung im Wesentlichen eine gleiche axiale Ausdehnung wie eine Summe axialer Ausdehnungen des ersten Dichtrings und des Außenrings des Freilaufs aufweist. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Lagervorrichtung zusammen mit dem ersten Dichtring und dem Freilauf ergibt sich eine kompakte Bauweise des Anlassrads und die Möglichkeit einer robusten Lagerung des Hohlrads an der Kurbelwelle oder an einem anderen Element des Verbrennungsmotors wie zum Beispiel einem Gehäuseteil.A further advantageous development of the annealing wheel provides a bearing device for supporting the ring gear on the crankshaft or on a housing part of the internal combustion engine, which bearing device is arranged radially within the freewheel, wherein an inner ring of the bearing device substantially an equal axial extent as a sum of axial expansions of having first sealing ring and the outer ring of the freewheel. The inventive arrangement of the bearing device together with the first sealing ring and the freewheel results in a compact design of the starter and the possibility of a robust bearing of the ring gear on the crankshaft or on another element of the internal combustion engine such as a housing part.

Die Erfindung wird anhand des nachfolgenden Ausführungsbeispiels und der zugehörigen Zeichnung weiter beschrieben, woraus sich weitere Merkmale und Vorteile ergeben.The invention will be further described with reference to the following embodiment and the accompanying drawings, resulting in further features and advantages.

Dabei zeigt die einzige Figur einen Ausschnitt einer Konstruktionszeichnung eines erfindungsgemäßen Anlassrades 1, welches an einer Kurbelwelle 2 eines ansonsten nur durch Gehäuseteile 11, 16 angedeuteten Verbrennungsmotors angeordnet ist. Das Anlassrad 1 ist über eine Übertragungsscheibe 6 stirnseitig an die Kurbelwelle 2 angeschraubt, wobei die Übertragungsscheibe 6 im Wesentlichen eine Form einer flachen runden Scheibe aufweist, welche senkrecht zu einer Drehachse 15 der Kurbelwelle 2 angeordnet ist. Die Drehachse 15 der Kurbelwelle 2 wird zugleich als Längsachse der Kurbelwelle 2 bezeichnet. An ihrem äußeren Umfang ist die Übertragungsscheibe 6 fest mit einem Außenring 7 eines Freilaufs 3 verbunden. Der Außenring 7 weist eine Form eines im Wesentlichen zylindrischen Ringes auf. Ein Innenring 5 des Freilaufs 3 ist mit einem Hohlrad 4 fest verbunden, wobei der Innenring 5 und mit ihm zusammen das Hohlrad 4 über eine Lagervorrichtung 12 auf der Kurbelwelle 2 drehbar gelagert ist. Zwischen dem Außenring 7 und dem Innenring 5 weist der Freilauf 3 nicht dargestellte Klemmkörper auf welche eine Übertragung eines Drehmoments von dem Innenring auf den Außenring in einer erste relativen Drehrichtung des Innenrings 5 zu dem Außenring 7 ermöglichen und in einer zweiten relativen Drehrichtung des Innenrings 5 zu dem Außenring 7 verhindern. Bei der zweiten relativen Drehrichtung ist somit die Kurbelwelle 2 drehbar, ohne dass sich das Hohlrad 4 mitdreht.The single figure shows a section of a construction drawing of a timing gear according to the invention 1 , which is connected to a crankshaft 2 otherwise only by housing parts 11 . 16 indicated internal combustion engine is arranged. The starting wheel 1 is via a transmission disc 6 frontally to the crankshaft 2 screwed on, with the transfer disc 6 has substantially a shape of a flat circular disc, which is perpendicular to a rotation axis 15 the crankshaft 2 is arranged. The rotation axis 15 the crankshaft 2 at the same time as the longitudinal axis of the crankshaft 2 designated. At its outer periphery is the transfer disc 6 firmly with an outer ring 7 a freewheel 3 connected. The outer ring 7 has a shape of a substantially cylindrical ring. An inner ring 5 of the freewheel 3 is with a ring gear 4 firmly connected, with the inner ring 5 and with him the ring gear 4 via a storage device 12 on the crankshaft 2 is rotatably mounted. Between the outer ring 7 and the inner ring 5 indicates the freewheel 3 not shown clamping body on which a transmission of torque from the inner ring to the outer ring in a first relative direction of rotation of the inner ring 5 to the outer ring 7 allow and in a second relative direction of rotation of the inner ring 5 to the outer ring 7 prevent. In the second relative direction of rotation is thus the crankshaft 2 rotatable without the ring gear 4 rotates.

In einem Raum 17 zwischen einem ersten Gehäuseteil 11 und einem zweiten Gehäuseteil 16 des Verbrennungsmotors befindet sich eine bestimmte Menge eines Schmieröls, welches bei einem Betrieb des Verbrennungsmotors auch als ein Schmierölschaum vorliegen kann. Das Schmieröl kann durch nicht näher dargestellte Spalte in die Lagervorrichtung 12 und in den Freilauf 3 eindringen und dient so zur Schmierung der Lagervorrichtung 12 und des Freilaufs 3.In a room 17 between a first housing part 11 and a second housing part 16 the internal combustion engine is a certain amount of lubricating oil, which may be present during operation of the internal combustion engine as a lubricating oil foam. The lubricating oil can by not shown column in the storage device 12 and in the freewheel 3 penetrate and thus serves to lubricate the bearing device 12 and the freewheel 3 ,

Durch einen ersten Dichtring 8 und einen zweiten Dichtring 10 wird verhindert, dass Schmieröl aus dem Raum 17 in einen Außenraum 18 gelangt. Der erste Dichtring 8 ist zwischen einer inneren Anlagefläche, welche aus dem mit dem Innenring 5 verbundenen Hohlrad 4 gebildet wird, und einer äußeren Anlagefläche eines Abdeckelementes 9 angeordnet und verhindert so ein Durchtreten von Schmieröl durch einen Ringspalt, welcher von der inneren Anlagefläche und der äußeren Anlagefläche gebildet wird. Die äußere Anlagefläche des Abdeckelementes 9 ist dabei zylindrisch um die Längsachse 15 der Kurbelwelle 2 angeordnet. Ebenso ist die innere Anlagefläche zylindrisch um die Längsachse 15 der Kurbelwelle 2 angeordnet, wobei die Innere Anlagefläche einen kleineren Radius als die äußere Anlagefläche aufweist. Das Abdeckelement 9 weist senkrecht zu der äußeren Anlagefläche eine Scheibenfläche auf, mittels welcher das Abdeckelement 9 seitlich mit dem Freilauf 3 verbunden ist.Through a first sealing ring 8th and a second sealing ring 10 will prevent lubricating oil from the room 17 in an outdoor space 18 arrives. The first sealing ring 8th is between an inner bearing surface, which from the inner ring 5 connected ring gear 4 is formed, and an outer bearing surface of a cover 9 arranged and thus prevents passage of lubricating oil through an annular gap, which is formed by the inner bearing surface and the outer bearing surface. The outer contact surface of the cover 9 is cylindrical around the longitudinal axis 15 the crankshaft 2 arranged. Likewise, the inner abutment surface is cylindrical about the longitudinal axis 15 the crankshaft 2 arranged, wherein the inner abutment surface has a smaller radius than the outer abutment surface. The cover element 9 has perpendicular to the outer bearing surface on a disc surface, by means of which the cover 9 laterally with the freewheel 3 connected is.

Ein Innenring 13 der Lagervorrichtung 12 weist dabei im Wesentlichen in Richtung der Längsachse 15 eine gleiche Ausdehnung wie eine Summe der axialen Ausdehnungen des ersten Dichtrings 8 und des Außenrings 7 des Freilaufs 3 auf.An inner ring 13 the storage device 12 has substantially in the direction of the longitudinal axis 15 a same extent as a sum of the axial dimensions of the first sealing ring 8th and the outer ring 7 of the freewheel 3 on.

Der zweite Dichtring 10 ist zwischen einer dem Verbrennungsmotor zugewandten Seite 14 des Hohlrads 4 und dem ersten Gehäuseteil 11 angeordnet, wobei auf besonders bevorzugte Weise das Hohlrad 4 an der Stelle des zweiten Dichtrings 10 derart gekrümmt ist, dass die dem Verbrennungsmotor zugewandte Seite 14 des Hohlrads eine zylindrische Fläche um die Längsachse 15 der Kurbelwelle 2 bildet. Der Seite 14 gegenüberliegend weist das erste Gehäuseteil 11 ebenfalls eine zylindrische Fläche auf, so dass sich zwischen dem ersten Gehäuseteil 11 und der Seite 14 ein Ringspalt ergibt, innerhalb dessen der zweite Dichtring 10 angeordnet ist, so dass durch den mit dem zweiten Dichtring 10 ausgefüllten Ringspalt kein Schmieröl in Richtung des Außenraums 18 gelangen kann.The second sealing ring 10 is between a side facing the engine 14 of the ring gear 4 and the first housing part 11 arranged, in a particularly preferred manner, the ring gear 4 at the location of the second sealing ring 10 is curved such that the engine side facing 14 of the ring gear is a cylindrical surface about the longitudinal axis 15 the crankshaft 2 forms. The side 14 opposite, the first housing part 11 also a cylindrical surface, so that between the first housing part 11 and the page 14 an annular gap results within which the second sealing ring 10 is arranged so that by the second sealing ring 10 filled annular gap no lubricating oil in the direction of the outside space 18 can get.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1910668 B1 [0003, 0003]

Claims

Starting wheel for an internal combustion engine for transmitting a torque from a starter motor to a crankshaft ( 2 ) of the internal combustion engine, comprising - a freewheel ( 3 ), which transmission of torque from the starter motor to the crankshaft ( 2 ) and a transmission of the torque from the crankshaft ( 2 ) prevents the starter motor, - a ring gear ( 4 ), which with an inner ring ( 5 ) of the freewheel ( 3 ) and which can be coupled to the starter motor, - a transmission disc ( 6 ), which with an outer ring ( 7 ) of the freewheel ( 3 ) and which with the crankshaft ( 2 ), - a first sealing ring ( 8th ), characterized in that the first sealing ring ( 8th ) axially between the freewheel ( 3 ) and the ring gear ( 4 ) and radially at the height of the freewheel ( 3 ) is arranged.

Starting wheel according to claim 1, characterized by a cover element ( 9 ), which radially outside the first sealing ring ( 8th ) and axially at the height of the first sealing ring ( 8th ) is arranged.

Starting wheel according to claim 1 or 2, characterized by a second sealing ring ( 10 ), which radially outside of the freewheel ( 3 ) on one side ( 14 ) of the ring gear ( 4 ) is arranged in the direction of the internal combustion engine.

Starting wheel according to one of claims 1 to 3, characterized by a bearing device ( 12 ) for the storage of the ring gear ( 4 ) on an element of the internal combustion engine, which storage device ( 12 ) radially within the freewheel ( 3 ), wherein an inner ring ( 13 ) of the storage device ( 12 ) has substantially the same axial extent as a sum of axial expansions of the first sealing ring ( 8th ) and the outer ring ( 7 ) of the freewheel ( 3 ) having.