DE102013202460A1 - Starting device for internal combustion engine, has starter pinion, starter relay and coupling unit with two arms engaged around shaft portion, where arms are related to each other and their angular position is variable - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a starting device for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
Stand der TechnikState of the art
Bekannte Startvorrichtungen für Brennkraftmaschinen weisen ein axial zwischen einer Eingriffsposition und einer Außereingriffsposition verstellbares Starterritzel auf, das von einem elektrische Startermotor angetrieben wird und in Eingriffsposition mit einem Zahnkranz der Brennkraftmaschine kämmt. Die axiale Stellbewegung wird von einem elektromagnetischen Starterrelais erzeugt, dessen Hubanker über einen Einrückhebel mit der Welle des Starterritzels gekoppelt ist und diese einschließlich Starterritzel axial verstellt. Der Einrückhebel ist beispielsweise als ein Gabelhebel ausgebildet, dessen Gabelzinken die Welle umgreift und mittels eines Kopplungsteils schwenkbar mit der Welle verbunden ist. Das Starterrelais ist parallel zur Welle des Starterritzels angeordnet, so dass bei einer Stellbewegung des Starterrelais der Einrückhebel eine Schwenkbewegung ausführt. Das Kopplungsteil ist üblicherweise als eine fest mit der Welle des Starterritzels verbundene, ringförmig ausgeführte Manschette ausgebildet, in deren Mantelfläche eine umlaufende Nut eingebracht ist, in welche die Gabelzinken des Einrückhebels eingreifen. Die Manschette ist über geeignete Sicherungsmaßnahmen, beispielsweise Klemmringe, axial auf der Welle des Starterritzels gesichert. Mit Betätigung des elektrischen Startermotors beginnt die Welle zu rotieren, hierbei entsteht eine Relativdrehbewegung zwischen der Welle und dem Einrückhebel. Known starting devices for internal combustion engines have an axially adjustable between an engagement position and a disengaged position starter pinion, which is driven by an electric starter motor and meshes in meshing position with a ring gear of the internal combustion engine. The axial actuating movement is generated by an electromagnetic starter relay, the lifting armature is coupled via an engaging lever with the shaft of the starter pinion and this adjusted axially including starter pinion. The engagement lever is formed, for example, as a fork lever, the fork tines surrounds the shaft and is pivotally connected by means of a coupling part with the shaft. The starter relay is arranged parallel to the shaft of the starter pinion, so that executes a pivoting movement during an actuating movement of the starter relay of the engagement lever. The coupling part is usually formed as a fixedly connected to the shaft of the starter pinion, annularly executed sleeve, in whose lateral surface a circumferential groove is introduced, in which engage the forks of the engagement lever. The sleeve is secured by suitable securing measures, such as clamping rings, axially on the shaft of the starter pinion. When the electric starter motor is actuated, the shaft begins to rotate, producing a relative rotational movement between the shaft and the engagement lever.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen eine Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer montagefreundlichen Kopplung zwischen einem Einrückhebel eines Starterrelais und dem Starterritzel auszuführen.The invention is based on the object to perform with simple constructive measures, a starting device for an internal combustion engine with a mounting-friendly coupling between a clutch lever of a starter relay and the starter pinion.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.This object is achieved with the features of claim 1. The dependent claims indicate expedient developments.
Die erfindungsgemäße Startvorrichtung dient zum Starten von Brennkraftmaschinen und weist zweckmäßigerweise einen elektrischen Startermotor auf, welcher ein Starterritzel drehend antreibt, das zwischen einer zurückgezogenen Außereingriffsposition und einer vorgerückten Eingriffsposition mit dem Zahnkranz einer Brennkraftmaschine zu verstellen ist. Die Verstellbewegung erfolgt zweckmäßigerweise axial in Richtung der Längsachse der Motorwelle des Startermotors bzw. des bevorzugt koaxial gelagerten Starterritzels. Die Verstellbewegung des Starterritzels zwischen Außereingriffs- und Eingriffsposition wird mithilfe eines Starterrelais durchgeführt, das bevorzugt als elektromagnetisches Relais ausgeführt ist und einen elektromagnetisch betätigbaren Hubanker aufweist, dessen Hubbewegung als Stellbewegung mithilfe eines Einrückhebels auf das Starterritzel übertragen wird. Der Einrückhebel ist mittels eines Kopplungsteils mit dem Starterritzels bzw. einem Wellenabschnitt des Starterritzels verbunden. The starting device according to the invention is used for starting internal combustion engines and expediently has an electric starter motor, which rotationally drives a starter pinion, which is to be adjusted between a retracted disengagement position and an advanced engagement position with the ring gear of an internal combustion engine. The adjusting movement is expediently carried out axially in the direction of the longitudinal axis of the motor shaft of the starter motor or of the preferably coaxially mounted starter pinion. The adjustment movement of the starter pinion between disengaged and engaged position is carried out by means of a starter relay, which is preferably designed as an electromagnetic relay and having an electromagnetically actuated lifting armature, the lifting movement is transmitted as an actuating movement by means of an engaging lever on the starter pinion. The engagement lever is connected by means of a coupling part with the starter pinion or a shaft portion of the starter pinion.
Das Kopplungsteil weist zwei den Wellenabschnitt umgreifende Arme auf, die zusammenhängen und verstellbar aneinander gekoppelt sind, wobei die Winkelposition zwischen den Armen veränderlich ist. Die Arme sind bevorzugt gebogen bzw. teilkreisförmig ausgeführt und liegen in geschlossener Position an der Mantelfläche des Wellenabschnittes des Starterritzels an bzw. umgreifen den Wellenabschnitt konzentrisch. Die Möglichkeit, die Winkellage der Arme zueinander veränderlich einzustellen, ermöglicht es, die beiden Arme des Kopplungsteils zwischen einer aufgeschwenkten Öffnungsposition und einer zugeschwenkten Schließposition zu verstellen. Hierdurch wird die Montage des Kopplungsteils am Wellenabschnitt des Starterritzels erheblich vereinfacht. Das Kopplungsteil kann in Öffnungsposition, in welcher die beiden Arme des Kopplungsteils aufgeschwenkt sind und zueinander einen großen Winkel einnehmen, an den Wellenabschnitt angelegt werden, anschließend werden die Arme zugeschwenkt, bis die Arme den Wellenabschnitt umgreifen. Das Kopplungsteil kann in Radialrichtung an den Wellenabschnitt angenähert und anschließend mit diesem verbunden werden. Es ist nicht zwingend erforderlich, das Kopplungsteil über die freie Stirnseite des Wellenabschnittes axial auf diesen aufzuschieben.The coupling member has two arms engaging around the shaft portion, which are connected and adjustably coupled to each other, the angular position between the arms being variable. The arms are preferably bent or executed part-circular and lie in the closed position on the lateral surface of the shaft portion of the starter pinion or surround the shaft portion concentric. The possibility of adjusting the angular position of the arms to one another in a variable manner makes it possible to adjust the two arms of the coupling part between a pivoted open position and a pivoted closed position. As a result, the assembly of the coupling part on the shaft portion of the starter pinion is considerably simplified. The coupling member can be applied to the shaft portion in the opening position in which the two arms of the coupling part are swung open and take a large angle to each other, then the arms are swung in until the arms engage around the shaft portion. The coupling part can be approximated in the radial direction to the shaft portion and then connected to this. It is not absolutely necessary to push the coupling part axially over the free end face of the shaft section.
Als Verliersicherung werden die Arme im verriegelten Zustand zweckmäßigerweise miteinander verbunden, insbesondere formschlüssig verbunden, beispielsweise dadurch, dass Formschlusselemente an den Stirnseiten der Arme bei geschlossenem Kopplungsteil in zugeordnete Ausnehmungen am jeweils gegenüberliegenden Arm eingreifen. Gegebenenfalls wird eine zusätzliche Axialsicherung vorgesehen, um ein axiales Abrutschen von dem Wellenabschnitt des Starterritzels zu vermeiden. Möglich ist es aber auch, den Wellenabschnitt beispielsweise mit einer umlaufenden Nut zu versehen, die auf Abstand zur Stirnseite des Wellenabschnittes liegt und in die das Kopplungsteil eingesetzt wird. Die Seitenwände der Nut im Wellenabschnitt bilden Absätze, welche ein axiales Verschieben des Kopplungsteils auf dem Wellenabschnitt ausschließt. Auch ist es möglich, einteilig mit dem Wellenabschnitt eine radial erhöhte Schulter vorzusehen, welche von dem Kopplungsteil im geschlossenen Zustand umgriffen wird, wodurch ebenfalls eine Axialsicherung erreicht wird. As a captive the arms in the locked state are advantageously connected to each other, in particular positively connected, for example, by the fact that interlocking elements engage at the end sides of the arms with the coupling part closed in associated recesses on each opposite arm. Optionally, an additional axial securing is provided to prevent axial slipping off the shaft portion of the starter pinion. But it is also possible to provide the shaft portion, for example with a circumferential groove, which is at a distance from the end face of the shaft portion and in which the coupling member is used. The side walls of the groove in the shaft portion form shoulders, which excludes an axial displacement of the coupling part on the shaft portion. It is also possible, in one piece with the shaft section, to provide a radially raised shoulder, which is encompassed by the coupling part in the closed state, as a result of which axial securing is likewise achieved.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist das Kopplungsteil bezogen auf seine Rotation um die Drehachse des Starterritzels drehfest mit dem Einrückhebel gekoppelt. Zugleich ist das Kopplungsteil drehbar auf dem Wellenabschnitt des Starterritzels gelagert, so dass mit dem Andrehen des Starterritzels bei Betätigung des Startermotors das Kopplungsteil keine Rotation ausführt, sondern mit dem Einrückhebel gekoppelt bleibt. Stattdessen führt der Wellenabschnitt mit dem Starterritzel die Rotationsbewegung aus, ohne dass das Kopplungsteil diese Drehbewegung mit ausübt. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass der Verschleiß im Bereich des Kontaktes des Einrückhebels mit dem Kopplungsteil signifikant reduziert ist. Die Relativdrehbewegung zwischen dem Wellenabschnitt des Starterritzels und dem Kopplungsteil kann reibungsarm ausgeführt werden, beispielsweise durch eine entsprechende Materialwahl des Kopplungsteils mit geringer Reibung wie zum Beispiel Kunststoff oder durch ein Lager. According to a further advantageous embodiment, the coupling part is rotatably coupled with respect to its rotation about the axis of rotation of the starter pinion with the engagement lever. At the same time, the coupling part is rotatably mounted on the shaft portion of the starter pinion, so that with the rotation of the starter pinion on actuation of the starter motor, the coupling member does not rotate, but remains coupled to the engagement lever. Instead, the shaft portion with the starter pinion performs the rotational movement, without the coupling part exercises this rotational movement with. This embodiment has the advantage that the wear in the area of contact of the engagement lever with the coupling part is significantly reduced. The relative rotational movement between the shaft portion of the starter pinion and the coupling member may be carried out with low friction, for example, by an appropriate choice of material of the coupling part with low friction such as plastic or by a bearing.
Das Starterrelais ist üblicherweise parallel zur Achse des Startermotors bzw. des Starterritzels angeordnet. Die Hubbewegung des Hubkolbens bzw. -ankers des Starterrelais erzeugt, wie vorbeschrieben, eine Bewegung des Einrückhebels und wird über den Einrückhebel auf das Kopplungsteil und damit auf den Wellenabschnitt und das Starterritzel übertragen. Der Einrückhebel ist hierbei in der Weise mit dem Kopplungsteil verbunden, dass eine Schwenkbewegung des Einrückhebels um eine Achse quer zur Drehachse des Starterritzels möglich ist. Mit dieser Schwenkbewegung wird die Hubbewegung des Ankers des Starterrelais in eine axiale Stellbewegung des parallel versetzten Wellenabschnittes des Starterritzels angeordnet. The starter relay is usually arranged parallel to the axis of the starter motor or the starter pinion. The lifting movement of the reciprocating piston or armature of the starter relay generates, as described above, a movement of the engagement lever and is transmitted via the engagement lever on the coupling part and thus on the shaft portion and the starter pinion. The engagement lever is in this case connected to the coupling part in such a way that a pivoting movement of the engagement lever about an axis transverse to the axis of rotation of the starter pinion is possible. With this pivoting movement, the lifting movement of the armature of the starter relay is arranged in an axial adjusting movement of the parallel offset shaft portion of the starter pinion.
Das Kopplungsteil besteht beispielsweise aus einem Kunststoff, was den Vorteil hat, dass das Kopplungsteil eine reibungsarme Oberfläche aufweist. Dies erlaubt insbesondere eine reibungsarme Relativdrehbewegung zwischen dem Wellenabschnitt und dem aufsitzenden Kopplungsteil, so dass auf ein Lager verzichtet werden kann.The coupling part consists for example of a plastic, which has the advantage that the coupling part has a low-friction surface. This allows in particular a low-friction relative rotational movement between the shaft portion and the seated coupling part, so that it is possible to dispense with a bearing.
Die Schwenkbarkeit der beiden Arme des Kopplungsteils zueinander wird entweder über ein Gelenk realisiert, über das die Arme miteinander verbunden sind, oder nach Art eines Filmscharniers über einen biegbaren Verbindungsabschnitt zwischen den beiden Armen. Das Gelenk kann als ein separat ausgeführtes Gelenk ausgebildet sein, das die beiden Arme miteinander verbindet. Möglich ist aber auch eine Ausführung, bei der einteilig mit den Armen ein Gelenkzapfen bzw. eine Gelenkwelle an einem Arm und eine zugeordnete Ausnehmung am anderen Arm ausgebildet ist und der Gelenkzapfen bzw. die Gelenkwelle in die Ausnehmung zur Realisierung der Gelenkfunktion einragt. The pivoting of the two arms of the coupling part to one another is realized either via a joint, via which the arms are connected to each other, or in the manner of a film hinge via a bendable connecting portion between the two arms. The joint may be formed as a separately executed joint connecting the two arms together. But also possible is an embodiment in which integrally with the arms a pivot pin or a propeller shaft is formed on an arm and an associated recess on the other arm and the pivot pin or the propeller shaft protrudes into the recess for realizing the joint function.
Beim Filmscharnier sind die beiden Arme einteilig miteinander ausgeführt und über den Verbindungsabschnitt, welcher eine die Relativwinkellageänderung ermöglichende Biegsamkeit aufweist, miteinander verbunden. Der Verbindungsabschnitt weist insbesondere eine reduzierte Wandstärke auf, um die Biegbarkeit zu ermöglichen. Gegebenenfalls ist der Verbindungsabschnitt mit einer verhältnismäßig großen Länge ausgeführt und legt sich beim Schließen der Arme zu einem Kreis zusammen, was den Vorteil hat, dass die Arme im geöffneten Zustand verhältnismäßig weit auseinander liegen und durch die Kreisbildung des Verbindungsabschnittes in die Schließposition überführt werden können. In the film hinge, the two arms are integrally formed with each other and connected to each other via the connecting portion, which has a relative angular position change enabling flexibility. In particular, the connecting section has a reduced wall thickness in order to enable bendability. Optionally, the connecting portion is designed with a relatively large length and lies down when closing the arms into a circle, which has the advantage that the arms are relatively far apart in the open state and can be converted by the circular formation of the connecting portion in the closed position.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung weisen die äußeren Mantelflächen der Arme des Kopplungsteils Eingriffsnuten auf, welche in Umfangsrichtung verlaufen. In die Eingriffsnuten greift der Einrückhebel ein. Beispielsweise können die Gabelzinken des Einrückhebels mit radial nach innen gerichteten Backen versehen sein, die im montierten Zustand in die Eingriffsnuten in die Außenseite der Arme einragen. Die Backen können – in Umfangsrichtung – formschlüssig mit den Eingriffsnuten gekoppelt sein, beispielsweise durch eine geradlinige Ausführung der Eingriffsnuten, so dass eine Relativrotation um die Längsachse des Starterritzels zwischen dem Einrückhebel und dem Kopplungsteil ausgeschlossen ist. According to a further expedient embodiment, the outer lateral surfaces of the arms of the coupling part engagement grooves, which extend in the circumferential direction. The engagement lever engages in the engagement grooves. For example, the forks of the engagement lever may be provided with radially inwardly directed jaws, which protrude in the assembled state in the engagement grooves in the outside of the arms. The jaws can - in the circumferential direction - be positively coupled to the engagement grooves, for example, by a rectilinear design of the engagement grooves, so that a relative rotation about the longitudinal axis of the starter pinion between the engagement lever and the coupling member is excluded.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:Further advantages and expedient embodiments can be taken from the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same components are provided with the same reference numerals.
Der in
Die drehende Antriebsbewegung auf die Welle
Dem Starter
Bei einer axialen Stellbewegung des Hubankers
Wie
Der Stützbund
In den
Zum Starten wird das Starterrelais zunächst betätigt, worauf der Hubanker des Starterrelais auslenkt und der Einrückhebel
Daraufhin wird der elektrische Startermotor gestartet, die Welle
Wie einem Vergleich der
In den
In den
In den
Im Ausführungsbeispiel gemäß den
In allen Ausführungsbeispielen weisen die Arme
Das Kopplungsteil
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