DE102012210684A1 - Starting device i.e. initiator, for starting internal combustion engine, has armature shaft or power transmission device connected to torsional damper to dampen rotation of power transmission devices and/or armature shaft - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Andrehvorrichtung zum Andrehen einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a starting device for starting an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Andrehvorrichtung zum Andrehen einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7. In addition, the invention relates to a method for operating a starter device for starting an internal combustion engine according to the preamble of claim 7.
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem System mit einem Starter oder Startermotor nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a system with a starter or starter motor according to the preamble of the independent claims.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Starter und Anlasser für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren, die eine elektrische Maschine mit einem Anker und einem Kommutator aufweisen, wobei der Anker eine Ankerwelle mit einem auf der Ankerwelle angeordneten Ritzel aufweist. The present invention starters and starters for vehicles with internal combustion engines, which have an electric machine with an armature and a commutator, wherein the armature has an armature shaft with a pinion arranged on the armature shaft.
Aus dem Stand der Technik sind Anlasser mit einem Anlasserrelais für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren bekannt, die in der Regel einen Gleichstromelektromotor zum Antreiben des Verbrennungsmotors umfassen.From the prior art, starters with a starter relay for vehicles with internal combustion engines are known, which generally comprise a DC electric motor for driving the internal combustion engine.
In derartigen Startern oder Startermotoren wird zum Starten des stehenden Verbrennungsmotors das Ritzel in einen Zahnkranz eingeschoben. Anschließend wird über den Startermotor der Verbrennungsmotor gestartet. Sobald der Verbrennungsmotor in den sogenannten Selbstlauf kommt, ist dieser schneller als der Starter und der Starter wird überholt. Um den Starter dabei vor zu hohen Drehzahlen zu schützen, ist der Antriebsstrang vom Startermotor zum Ritzel nur in einer Richtung durchgängig, das heißt eine Kraftübertragung erfolgt nur in eine Umfangsrichtung. In such starters or starter motors, the pinion is inserted into a sprocket to start the stationary internal combustion engine. Subsequently, the internal combustion engine is started via the starter motor. As soon as the internal combustion engine enters the so-called self-running, it is faster than the starter and the starter is overtaken. In order to protect the starter from too high rotational speeds, the drive train from the starter motor to the pinion is continuous in one direction only, ie a power transmission takes place only in a circumferential direction.
Hierzu wird üblicherweise ein Freilauf eingesetzt, der an einem Rollenbund des Ritzels wirkt.For this purpose, a freewheel is usually used, which acts on a roller collar of the pinion.
Durch neue Bedienkonzepte im Start-Stopp-Bereich und die Forderung an die Starter, immer schneller, das heißt in weniger als 100ms, startbereit zu sein, ist es notwendig geworden, den Starter sehr früh in Eingriff mit dem Zahnkranz zu bringen. Dabei bringt es einen großen Zeitgewinn, bereits in einen noch auslaufenden Verbrennungsmotors (< 300 1/min) einzuspuren. Wird in diesem Zeitfenster wieder gestartet, also solange der Motor noch ausläuft, kommt dieser nicht zum Stillstand. Kommt der Motor jedoch zum Stillstand, entsteht eine Rückpendelbewegung. Diese Bewegung belastet den Starter in eine ungewollte Richtung und es kommt dadurch zu einer Umkehr der Drehrichtung der Ankerwelle im Starter. Der Startermotor dreht also in eine ungewollte, das heißt entgegengesetzte und ungedämpfte, Richtung, wobei der Kommutator und/oder der Antriebsstrang nicht von dem Freilauf vor einem Gegendrehen geschützt werden. Die Rückpendelbewegung mit einer Belastung in die Gegendrehrichtung kann je nach Motor verschieden ausgeprägt sein. Meist liegt diese in einem Winkelbereich von ca. 5–10 Zähnen am Zahnkranz des Ritzels.Due to new operating concepts in the start-stop area and the demand on the starters, faster, ie less than 100ms to be ready to start, it has become necessary to bring the starter very early in engagement with the ring gear. It brings a great time saving, already in a still expiring internal combustion engine (<300 1 / min) einzuspuren. Will be restarted in this time window, so while the engine is still running, this does not come to a standstill. However, when the engine comes to a standstill, a return pendulum movement occurs. This movement loads the starter in an unwanted direction and this leads to a reversal of the direction of rotation of the armature shaft in the starter. The starter motor thus rotates in an unwanted, that is opposite and undamped, direction, the commutator and / or the drive train are not protected by the freewheel against counter-rotation. The Rückpendelbewegung with a load in the reverse direction of rotation may be different depending on the engine. Usually this is in an angular range of about 5-10 teeth on the sprocket of the pinion.
Die
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die erfindungsgemäße Andrehvorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des entsprechenden Hauptanspruches oder nebengeordneten Anspruches haben dem Stand der Technik gegenüber den Vorteil, dass bei einer Andrehvorrichtung, insbesondere einem Starter, zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, umfassend eine Ankerwelle und eine auf der Ankerwelle angeordnete Kraftübertragungseinrichtung zur Kraftübertragung, mindestens eine mit der Ankerwelle und der Kraftübertragungseinrichtung verbundene Torsionsdämpfungseinrichtung vorgesehen ist, um eine Drehbewegung der Kraftübertragungseinrichtung und/oder der Ankerwelle zu dämpfen. Mit einer derartigen Andrehvorrichtung ist zum einen ein weiches Einspuren des Ritzels in den Zahnkranz gewährleistet. Zum anderen wird vorteilhafterweise ein abruptes Einspuren in einen rückpendelnden Motor abgefangen. Dies ist vor allem materialschonend für die betroffenen Bauteile der Andrehvorrichtung, insbesondere wie Anker, Ankerwelle, Planetengetriebe, Freilauf und Ritzel. The starting device according to the invention and the inventive method with the features of the corresponding main claim or independent claim have the advantage over the prior art that in a starter, in particular a starter, for cranking an internal combustion engine comprising an armature shaft and arranged on the armature shaft power transmission to Power transmission, at least one associated with the armature shaft and the power transmission device torsional damping device is provided to dampen a rotational movement of the power transmission device and / or the armature shaft. With such a cranking a soft meshing of the pinion is ensured in the sprocket on the one hand. On the other hand, an abrupt meshing is advantageously intercepted in a rückpendelnden engine. This is especially gentle on the material for the affected components of the starter, especially as anchor, armature shaft, planetary gear, freewheel and pinion.
Bei der zu dämpfenden Drehbewegung handelt es sich vorzugsweise um eine ungewollte Drehbewegung, beispielsweise ein Rückpendeln der Kraftübertragungseinrichtung und/oder der Ankerwelle in eine Gegendrehrichtung. Bei herkömmlichen Andrehvorrichtungen liegt eine starre Verbindung zwischen der Ankerwelle und der Kraftübertragungseinrichtung, zumindest in eine Umfangsrichtung, vor. Im Rahmen dieser Patentanmeldung wird unter einer Dämpfung eine Torsionsdämpfung bzw. -Drehbewegungsdämpfung, also in Umfangsrichtung der Ankerwelle, verstanden. Die Begriffe Torsionsdämpfungseinrichtung und Dämpfungseinrichtung werden im Folgenden synonym verwendet, solange nichts anderes ausgeführt ist. In einer Ausführungsform ist eine Dämpfung in eine Drehrichtung realisiert. Eine weitere Ausführungsform sieht eine Dämpfungsrichtung in Gegendrehrichtung vor. In noch einer anderen Ausführungsform ist vorteilhafterweise eine Dämpfung in beide Drehrichtungen, das heißt in Drehrichtung und Gegendrehrichtung, realisiert. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht mindestens eine in beide Drehrichtungen wirkende Dämpfungseinrichtung vor. Beispielsweise ist genau eine Dämpfungseinrichtung ausgeführt. In anderen Ausführungsformen sind mehr als eine, zum Beispiel zwei oder drei, Dämpfungseinrichtungen ausgeführt. Mehrere Dämpfungseinrichtungen sind vorzugsweise miteinander verbunden, beispielsweise parallel und/oder seriell. Alternativ sind mehrere Dämpfungseinrichtungen jeweils separat ausgeführt.The rotational movement to be damped is preferably an unintentional rotational movement, for example a return oscillation of the power transmission device and / or the armature shaft in a reverse direction of rotation. In conventional starting devices, there is a rigid connection between the armature shaft and the power transmission device, at least in a circumferential direction. In the context of this patent application, damping is understood to mean torsional damping or rotational damping, that is to say in the circumferential direction of the armature shaft. The terms torsional damping device and damping device are used synonymously below, as long as nothing Other is executed. In one embodiment, damping in one direction of rotation is realized. Another embodiment provides a damping direction in the reverse direction. In yet another embodiment, damping is advantageously realized in both directions of rotation, that is to say in the direction of rotation and reverse direction of rotation. A preferred embodiment provides at least one damping device acting in both directions of rotation. For example, exactly one damping device is executed. In other embodiments, more than one, for example two or three, damping devices are implemented. Several damping devices are preferably connected to each other, for example, parallel and / or serial. Alternatively, a plurality of damping devices are each designed separately.
Bevorzugt ist die Kraftübertragungseinrichtung zwischen der Ankerwelle und einem Kraftübertragungselement. angeordnet. Eine Ausführungsform sieht genau ein Kraftübertragungselement vor. Vorteilhafterweise sind mehr als ein, beispielsweise zwei, drei oder vier, Kraftübertragungselemente ausgebildet. Die Kraftübertragungselemente sind bevorzugt an der Ankerwelle und/oder der Kraftübertragungseinrichtung ausgebildet, um eine gleichmäßige und sichere Kraftübertragung zu gewährleisten. In einer Ausführungsform sind die Kraftübertragungselemente separat von der Ankerwelle und/oder der Kraftübertragungseinrichtung ausgebildet. In anderen Ausführungsformen sind die Kraftübertragungselemente in die Ankerwelle und/oder die Kraftübertragungseinrichtung integriert ausgebildet. Beispielsweise sind die Kraftübertragungselemente als komplementäre Anformungen und Ausformungen, vorzugsweise Feder/Nut-Elemente, ausgeführt. Alternativ sind die Kraftübertragungselemente mit der Ankerwelle und/oder der Kraftübertragungseinrichtung verbunden, zum Beispiel vulkanisiert, verklebt und/oder verschweißt.Preferably, the power transmission device between the armature shaft and a power transmission element. arranged. One embodiment provides exactly one power transmission element. Advantageously, more than one, for example, two, three or four, power transmission elements are formed. The power transmission elements are preferably formed on the armature shaft and / or the power transmission device in order to ensure a uniform and safe power transmission. In one embodiment, the power transmission elements are formed separately from the armature shaft and / or the power transmission device. In other embodiments, the power transmission elements are integrally formed in the armature shaft and / or the power transmission device. For example, the force transmission elements are designed as complementary projections and formations, preferably spring / groove elements. Alternatively, the power transmission elements are connected to the armature shaft and / or the power transmission device, for example vulcanized, glued and / or welded.
Unter der Ortsbezeichnung „zwischen“ wird im Rahmen dieser Patentanmeldung sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung verstanden. Eine Ausführungsform sieht eine Anordnung der Dämpfungseinrichtung radial zwischen der Ankerwelle und der Kraftübertragungseinrichtung vor. Eine andere Ausführungsform sieht eine Anordnung der Dämpfungseinrichtung axial zwischen der Ankerwelle und der Kraftübertragungseinrichtung vor. Ebenso sind Ausführungsformen möglich, bei denen die Dämpfungseinrichtung sowohl in radialer als auch in axialer Richtung zwischen der Ankerwelle und der Kraftübertragungseinrichtung angeordnet ist. Die Kraftübertragung erfolgt dabei in radialer Richtung von der Ankerwelle zu der auf der Ankerwelle angeordneten bzw. sitzenden Kraftübertragungseinrichtung.The term "between" is understood in the context of this patent application both in the radial direction and in the axial direction. One embodiment provides for an arrangement of the damping device radially between the armature shaft and the power transmission device. Another embodiment provides for an arrangement of the damping device axially between the armature shaft and the power transmission device. Likewise, embodiments are possible in which the damping device is arranged both in the radial and in the axial direction between the armature shaft and the power transmission device. The power transmission takes place in the radial direction from the armature shaft to the arranged on the armature shaft or seated power transmission device.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen und nebengeordneten Ansprüchen vorgegebenen Vorrichtungen möglich.The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the independent and independent claims predetermined devices are possible.
In einer Ausführungsform der Andrehvorrichtung ist vorgesehen, dass die Kraftübertragungseinrichtung zumindest ein Planetengetriebe, einen Freilauf, ein Ritzel und/oder einen Anker umfasst. Vorteilhafterweise gewährleistet die Kraftübertragungseinrichtung eine Kraftübertragung, insbesondere eine Drehkraftübertragung, von der Ankerwelle auf das Planetengetriebe, den Freilauf, das Ritzel und/oder den Anker. Bevorzugt gewährleistet die Kraftübertragungseinrichtung die Kraftübertragung auf alle diese Bauteile.In one embodiment of the starter device is provided that the power transmission device comprises at least one planetary gear, a freewheel, a pinion and / or an armature. Advantageously, the power transmission device ensures a power transmission, in particular a rotational force transmission, from the armature shaft to the planetary gear, the freewheel, the pinion and / or the armature. Preferably, the power transmission device ensures the power transmission to all these components.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die die mindestens eine Torsionsdämpfungseinrichtung auf der Ankerwelle bewegbar, insbesondere radial und/oder axial bewegbar, ist. In einer Ausführungsform ist die Dämpfungseinrichtung radial oder axial bewegbar. In anderen Ausführungsformen ist die Dämpfungseinrichtung radial und axial bewegbar. Vorteilhafterweise ist die Dämpfungseinrichtung spielbehaftet auf der Ankerwelle bewegbar. Bei einer spielbehafteten Bewegbarkeit der Dämpfungseinrichtung, wird eine Dämpfung vorzugsweise erst nach einer Drehbewegung um einen bestimmten Toleranzbereich bewirkt. Dieser Toleranzbereich umfasst beispielsweise einen bestimmten Winkel- und/oder Drehbereich. Bevorzugt beträgt dieser Winkel- bzw. Drehbereich weniger als 360°, weiter bevorzugt weniger als 180°, noch weiter bevorzugt weniger als 90°. Vorteilhafterweise umfasst der Toleranzbereich eine Drehbewegung um weniger als einen bestimmten Anteil der Zähne des Zahnkranzes. Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass die Dämpfung zeitverzögert einsetzt. Beispielsweise ist eine Zeitverzögerung abhängig von der Drehzahl der Ankerwelle und/oder des Ritzels ausführbar.A further embodiment provides that the at least one torsional damping device is movable on the armature shaft, in particular radially and / or axially movable. In one embodiment, the damping device is radially or axially movable. In other embodiments, the damping device is radially and axially movable. Advantageously, the damping device is play-related on the armature shaft movable. In the case of play-related movability of the damping device, damping is preferably effected only after a rotational movement about a specific tolerance range. This tolerance range includes, for example, a certain angle and / or rotation range. This angle or rotation range is preferably less than 360 °, more preferably less than 180 °, even more preferably less than 90 °. Advantageously, the tolerance range comprises a rotational movement less than a certain proportion of the teeth of the sprocket. Another embodiment provides that the damping starts with a time delay. For example, a time delay depending on the speed of the armature shaft and / or the pinion executable.
Bei der Kraftübertragungseinrichtung handelt es sich erfindungsgemäß um ein Planetengetriebe, einen Freilauf, ein Ritzel und/oder einen Anker. Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand einer als Ritzel ausgebildeten Kraftübertragungseinrichtung beschrieben, wobei alle beschriebenen Merkmale auch auf ein Planetengetriebe, einen Freilauf und/oder einen Anker übertragbar bzw. anwendbar sind.The power transmission device according to the invention is a planetary gear, a freewheel, a pinion and / or an armature. In the following, the subject invention will be described with reference to a trained as a pinion power transmission device, all the features described are also transferable or applicable to a planetary gear, a freewheel and / or an anchor.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mindestens eine Torsionsdämpfungseinrichtung eine Federspeichereinheit und/oder Energiespeichereinheit umfasst. Unter einer Federspeichereinheit wird ein Bauteil verstanden, welches unter Belastung nachgibt und nach Entlastung unter Abgabe der aufgenommenen Energie in seine ursprüngliche Form zurückkehrt, also elastisch rückstellend bzw. reversibel ausgebildet ist. Die Belastung erfolgt vorzugsweise durch die Drehbewegung von Ankerwelle und Ritzel. In einer Ausführungsform weist die Federspeichereinheit eine Federkonstante mit einer beispielsweise progressiven, degressiven und/oder linearen Federkennlinie auf. Die Federkonstante liegt bevorzugt im Bereich zwischen 10N/mm und 120N/mm, weiter bevorzugt zwischen 30N/mm und 100N/mm. Dabei wird die Federspeichereinheit bzw. die Federkonstante in Abhängigkeit des jeweiligen Andrehvorrichtung ausgewählt. Dabei ist eine Kraft, die zum Verdrehen der Federspeichereinheit notwendig ist, am Anfang der Drehbewegung klein und wächst mit der Drehbewegung bis die zu übertragende bzw. zu dämpfende Kraft kleiner als die aufzubringende Kraft ist. Sobald dieses Verhältnis erreicht ist, ist die Drehbewegung vollständig gedämpft. Ein Federweg der Federspeichereinheit ist entsprechend abhängig von der jeweiligen zu dämpfenden Kraft und der zum Verdrehen der Federspeichereinheit aufzubringenden Kraft. Die aufzubringende Kraft ist dabei (material-)abhängig von der Federkonstante. In einer Ausführungsform weist die Federspeichereinheit eine Vorspannung auf, um den Federweg zu verringern bzw. die aufzubringende Kraft zu vergrößern. Als Material der Federspeichereinheit eignet sich insbesondere Stahl, insbesondere ein Federstahl, Kupfer, Legierungen hieraus und/oder Hartgummi.In one embodiment, it is provided that the at least one torsion damping device comprises a spring storage unit and / or energy storage unit. A spring storage unit is understood to mean a component which yields under load and, after discharge, discharges the energy absorbed into it original shape returns, so is elastically resetting or reversible. The load is preferably carried out by the rotational movement of armature shaft and pinion. In one embodiment, the spring accumulator unit has a spring constant with, for example, a progressive, degressive and / or linear spring characteristic. The spring constant is preferably in the range between 10N / mm and 120N / mm, more preferably between 30N / mm and 100N / mm. The spring storage unit or the spring constant is selected as a function of the particular starting device. In this case, a force which is necessary for rotating the spring storage unit, at the beginning of the rotational movement is small and grows with the rotational movement until the force to be transmitted or to be damped is smaller than the force to be applied. Once this ratio is reached, the rotation is completely damped. A spring travel of the spring accumulator unit is dependent on the respective force to be damped and the force applied to rotate the spring accumulator unit. The applied force is (material-) dependent on the spring constant. In one embodiment, the spring accumulator unit has a bias to reduce the spring travel and to increase the force to be applied. In particular steel, in particular a spring steel, copper, alloys thereof and / or hard rubber are suitable as the material of the spring storage unit.
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Federspeichereinheit als Torsionsfeder, insbesondere als Schrauben-, Spiral, Zug- und/oder Druckfeder, ausgebildet ist. Die Torsionsfeder weist bevorzugt mindestens zwei, insbesondere eine Vielzahl von, Wicklungen auf. Beispielsweise ist eine Torsionsfeder in Umfangsrichtung um die Ankerwelle angeordnet bzw. herumgewickelt und mit der Ankerwelle und der Kraftübertragungseinrichtung verbunden. Je nach Wicklung der Torsionsfeder um die Ankerwelle wird die Dreh- bzw. die Gegendrehrichtung definiert. Bei einer Gegendrehbewegung in Gegendrehrichtung wird die Torsionsfeder entgegen ihrer Wicklung unter Kraftaufwand gestaucht bzw. aufgewickelt. In einer Ausführungsform sind mehrere Zug- und/oder Druckfedern in Umfangsrichtung Richtung um die Ankerwelle verteilt angeordnet und jeweils mit der Ankerwelle und der Kraftübertragungseinrichtung verbunden. Mehrere Zug- und/oder Druckfedern sind vorteilhafterweise im Bereich der Kraftübertragungselemente zwischen der Ankerwelle und dem Ritzel angeordnet. Die Verbindung bzw. Befestigung der Federn erfolgt vorzugsweise an deren Enden, beispielsweise durch Einstecken der Enden in Aufnahmeöffnungen an der Ankerwelle und dem Ritzel.In another embodiment, it is provided that the spring storage unit as a torsion spring, in particular as a helical, spiral, tension and / or compression spring, is formed. The torsion spring preferably has at least two, in particular a plurality of, windings. For example, a torsion spring is arranged around the armature shaft in the circumferential direction and is connected to the armature shaft and the power transmission device. Depending on the winding of the torsion spring about the armature shaft, the rotational or reverse direction of rotation is defined. In a counter-rotational movement in the opposite direction of rotation, the torsion spring is compressed or wound against its winding under pressure. In one embodiment, a plurality of compression springs and / or compression springs are arranged distributed in the circumferential direction around the armature shaft and in each case connected to the armature shaft and the power transmission device. Several tension and / or compression springs are advantageously arranged in the region of the force transmission elements between the armature shaft and the pinion. The connection or attachment of the springs is preferably at the ends, for example by inserting the ends in receiving openings on the armature shaft and the pinion.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Federspeichereinheit als Ring und/oder mindestens ein Ringsegmente ausgebildet ist. Eine Ausführungsform sieht mehrere Ringsegmente vor. Mehrere Ringsegmente sind beispielsweise miteinander verbunden und/oder separat ausgebildet. Der Ring bzw. die Ringsegmente sind beispielsweise als Dämpfungsgummis ausgebildet. Beispielsweise ist der Ring bzw. sind die Ringsegmente entlang des Umfangs der Ankerwelle angeordnet. Die Verbindung zwischen der Ankerwelle und dem Ritzel mit einer ring(segment)förmigen Federspeichereinheit erfolgt vorzugsweise stoff- und/oder formschlüssig. In a further embodiment it is provided that the spring storage unit is designed as a ring and / or at least one ring segments. One embodiment provides multiple ring segments. For example, a plurality of ring segments are connected to one another and / or formed separately. The ring or the ring segments are formed, for example, as damping rubbers. For example, the ring or the ring segments are arranged along the circumference of the armature shaft. The connection between the armature shaft and the pinion with a ring (segment) shaped spring storage unit is preferably material and / or positive fit.
Vorzugsweise ist die Federspeichereinheit mit ihren Enden an der Ankerwelle und dem Ritzel befestigt. Beispielsweise ist die Federspeichereinheit mit der Ankerwelle und dem Ritzel verschweißt und/oder verklebt. Um eine lösbare Verbindung zwischen der Federspeichereinheit und der Ankerwelle und dem Ritzel zu gewährleisten, sind beispielsweise Aufnahmeöffnungen ausgebildet, in die die Enden der Federspeichereinheit einsteckbar sind. Vorzugsweise sind die Aufnahmeöffnungen und die Enden der Federspeichereinheit komplementär ausgebildet. Die Aufnahmeöffnungen sind beispielsweise als Sackbohrungen ausgeführt. In einer Ausführungsform sind die Enden in den Aufnahmeöffnungen zusätzlich verklebt und/oder verschweißt.Preferably, the spring storage unit is attached with its ends to the armature shaft and the pinion. For example, the spring storage unit is welded to the armature shaft and the pinion and / or glued. In order to ensure a releasable connection between the spring storage unit and the armature shaft and the pinion, for example, receiving openings are formed, into which the ends of the spring storage unit can be inserted. Preferably, the receiving openings and the ends of the spring storage unit are formed complementary. The receiving openings are designed for example as blind holes. In one embodiment, the ends are additionally glued and / or welded in the receiving openings.
Entsprechend sieht eine Ausführungsform vor, dass die Federspeichereinheit zumindest in Umfangsrichtung an der Ankerwelle und der Kraftübertragungseinrichtung festgelegt ist, um eine Drehbewegung zu dämpfen. Erfindungsgemäß dämpft die Federspeichereinheit eine Drehbewegung in Umfangsrichtung. In einer Ausführungsform beeinflusst, insbesondere dämpft bzw. reduziert, die Federspeichereinheit zusätzlich eine axiale Bewegung. Accordingly, an embodiment provides that the spring storage unit is fixed at least in the circumferential direction of the armature shaft and the power transmission device in order to damp a rotational movement. According to the invention, the spring storage unit dampens a rotational movement in the circumferential direction. In one embodiment, in particular dampens or reduces, the spring-loaded unit additionally an axial movement.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass eine Torsionsfeder um die Ankerwelle angeordnet bzw. herumgewickelt und in axialer Richtung mit der Ankerwelle und der Kraftübertragungseinrichtung verbunden ist. Das Ritzel ist dabei vorteilhafterweise in Umfangsrichtung flexibel mit der Ankerwelle verbunden und kann in die Gegendrehrichtung gedämpft werden. Durch die Dämpfung werden eventuell auftretende Stöße beim Starten des Verbrennungsmotors aufgenommen bzw. abgedämpft. In einer Ausführungsform liegt ein im Rahmen der Dämpfung möglicher Drehwinkel des Ritzels auf der Ankerwelle bevorzugt zwischen 50° und 100°, weiterbevorzugt zwischen 60 und 80°, in Umfangsrichtung. Vorteilhafterweise ermöglicht die Torsionsfeder während der Dämpfung eine weitere Drehung, wobei die dämpfende Kraft entsprechend der Federkennlinie ansteigt. A preferred embodiment provides that a torsion spring is arranged or wrapped around the armature shaft and connected in the axial direction with the armature shaft and the power transmission device. The pinion is advantageously connected in the circumferential direction flexible with the armature shaft and can be damped in the reverse direction of rotation. By damping any occurring shocks are absorbed or damped when starting the engine. In one embodiment, a rotational angle of the pinion on the armature shaft which is possible as part of the damping is preferably between 50 ° and 100 °, more preferably between 60 and 80 °, in the circumferential direction. Advantageously, the torsion spring allows a further rotation during damping, wherein the damping force increases in accordance with the spring characteristic.
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des entsprechenden Hauptanspruches oder nebengeordneten Anspruches haben dem Stand der Technik gegenüber den Vorteil, dass bei einem Verfahren zum Betreiben einer vorstehend beschriebenen Andrehvorrichtung, insbesondere eines Starters, zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, umfassend eine Ankerwelle und eine auf der Ankerwelle angeordnete Kraftübertragungseinrichtung zur Kraftübertragung, eine Drehbewegung der Kraftübertragungseinrichtung und/oder der Ankerwelle mittels mindestens einer mit der Ankerwelle und der Kraftübertragungseinrichtung verbundener Torsionsdämpfungseinrichtung gedämpft wird. Erfindungsgemäß ist eine Dämpfung der Drehbewegung in beide Drehrichtungen möglich, wobei es sich bei der zu dämpfenden Drehbewegung bevorzugt um eine ungewollte Drehbewegung von der Ankerwelle und der Kraftübertragungseinrichtung handelt.The method according to the invention with the features of the corresponding main claim or independent claim have the advantage over the prior art that in a method for operating an above described starting device, in particular a starter, for cranking an internal combustion engine, comprising an armature shaft and arranged on the armature shaft power transmission device for transmitting power, a rotational movement of the power transmission device and / or the armature shaft is damped by means of at least one connected to the armature shaft and the power transmission device torsional damping device. According to the invention, a damping of the rotational movement in both directions of rotation is possible, wherein the rotational movement to be damped is preferably an unwanted rotational movement of the armature shaft and of the power transmission device.
Bei einem Betreiben der Andrehvorrichtung wird der Antriebsstrang, also die Kraftübertragungseinrichtungen und die Ankerwelle, in eine Drehrichtung gedreht. Kommt es zu einem Stoppen der Ankerwelle, kann es vorkommen, dass ein sogenanntes Rückpendeln auftritt, was bewirkt, dass die Ankerwelle in Gegendrehrichtung gedreht wird. Da der Freilauf nur für eine Kraftübertragung in Drehrichtung ausgelegt ist, können durch das Gegendrehen in Gegendrehrichtung die mit der Ankerwelle verbundenen Kraftübertragungseinrichtungen beschädigt werden. Die Dämpfungseinrichtung dämpft dabei zumindest in die Gegendrehrichtung. Das heißt, wenn die Ankerwelle in Gegendrehrichtung bewegt wird, wird diese Drehbewegung bzw. die Drehenergie von der Dämpfungseinrichtung aufgenommen und zumindest teilweise bzw. komplett absorbiert und gespeichert. Dadurch wird eine Kraftübertragung gedämpft. Vorteilhafterweise wird die Gegendrehbewegung bis zum Stoppen der Gegendrehbewegung, also bis zu einer vollständigen Absorption der Drehenergie, gedämpft When the starting device is operated, the drive train, that is to say the power transmission devices and the armature shaft, is rotated in one direction of rotation. If it comes to a stop of the armature shaft, it may happen that a so-called back-swinging occurs, which causes the armature shaft is rotated in reverse direction. Since the freewheel is designed only for a power transmission in the direction of rotation, the reverse rotation associated with the armature shaft power transmission units can be damaged by counter-rotation in the reverse direction. The damping device dampens at least in the reverse direction of rotation. That is, when the armature shaft is moved in the reverse rotation direction, this rotational movement or the rotational energy is absorbed by the damping device and at least partially or completely absorbed and stored. As a result, a power transmission is damped. Advantageously, the counter-rotating movement is damped until the counter-rotation movement is stopped, that is, until the rotational energy has been completely absorbed
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine beim Dämpfen der Drehbewegung aufgenommene Drehenergie bei einer Gegendrehbewegung wieder abgegeben wird. Hierdurch wird bevorzugt eine von der Dämpfungseinrichtung aufgenommene Drehenergie der Ankerwelle und/oder der Kraftübertragungseinrichtung rückgeführt. Die Drehenergie wird bevorzugt von der Federspeichereinheit der Dämpfungseinrichtung aufgenommen. Die Federspeichereinheit ist bevorzugt elastisch ausgeführt, sodass die aufgenommene Drehenergie wieder abgegeben und an die Ankerwelle und/oder das Ritzel werden kann. Ist die Gegendrehbewegung gestoppt, wird die von einer Federspeichereinheit der Dämpfungseinrichtung gespeicherte Drehenergie wieder freigegeben und auf die Ankerwelle übertragen, sodass eine Drehbewegung in Drehrichtung eingeleitet bzw. angetrieben wird.In one embodiment, it is provided that a rotational energy absorbed during damping of the rotational movement is released again in the event of a counter-rotational movement. As a result, a rotational energy of the armature shaft and / or of the power transmission device received by the damping device is preferably returned. The rotational energy is preferably absorbed by the spring storage unit of the damping device. The spring storage unit is preferably designed to be elastic, so that the recorded rotational energy can be released again and to the armature shaft and / or the pinion. If the counter-rotation movement is stopped, the rotational energy stored by a spring-storage unit of the damping device is released again and transmitted to the armature shaft, so that a rotational movement in the direction of rotation is initiated or driven.
Insgesamt werden mit der erfindungsgemäßen Andrehvorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren die folgenden Vorteile bewirkt:
Ein weiches Einspuren des Ritzels in den Zahnkranz erfolgt auch bei auslaufendem Motor. Zudem wird beim Einspuren in einen rückpendelnden Motor ein abrupter Anschlag vermieden. Die zum Verdrehen der Federspeichereinheit bzw. für die Dämpfung notwendige Kraft ist am Anfang klein und steigt entgegen der Federrichtung der Einspurfeder an. Dabei ist eine flexible Einstellung eines Dämpfungsgrades bzw. eines im Rahmen der Dämpfung noch möglichen Drehwinkels je nach Ausführungsform der Federspeichereinheit möglich (maximaler Dämpfungswinkel 360°). Eine Vergrößerung des Dämpfungs- bzw. Drehwinkels kann durch eine geeignete Ausführungsform des Freilaufs und Dämpfungseinrichtung erfolgen. Folglich können die Kraftübertragungselemente zwischen Ritzel und Ankerwelle können reduziert werden. Hieraus ergibt sich eine reduzierte Geräuschbildung und ein reduzierter Materialverschleiß am Antriebsstrang beim Einspuren. Weiterhin sind keine Änderungen von Abmessungen betroffener Bauteile, insbesondere am Antriebsstrang notwendig. Die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung ist innerhalb der Andrehvorrichtung, insbesondere am Antriebsstrang und am Anker flexibel einsetzbar. Overall, the following advantages are achieved with the starting device according to the invention and the method according to the invention:
A soft meshing of the pinion in the sprocket takes place even when the engine is running out. In addition, an abrupt stop is avoided when meshing in a rückpendelnden engine. The force required to rotate the spring accumulator unit or for the damping is small at the beginning and rises counter to the spring direction of the Einspurfeder. In this case, a flexible adjustment of a degree of damping or a still possible in the context of damping angle of rotation depending on the embodiment of the spring storage unit is possible (maximum attenuation angle 360 °). An increase of the damping or rotation angle can be done by a suitable embodiment of the freewheel and damping device. Consequently, the power transmission elements between pinion and armature shaft can be reduced. This results in a reduced noise and a reduced wear on the drive train when meshing. Furthermore, no changes in dimensions of affected components, especially on the drive train necessary. The damping device according to the invention can be used flexibly within the starting device, in particular on the drive train and the armature.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description. Show it:
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
Die
Ein Planetenträger
An dem Deckel
Die
Zur Kraftübertragung sind an dem Ritzel
Weiter weist die Andrehvorrichtung
Die Federspeichereinheit
Durch diese Anordnung erfolgt eine Festlegung bzw. Befestigung der Federspeichereinheit
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 317609 [0009] DE 317609 [0009]
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