DE102013227008B4

DE102013227008B4 - Starting device and procedure for this

Info

Publication number: DE102013227008B4
Application number: DE102013227008.9A
Authority: DE
Inventors: Breno Raizer
Original assignee: SEG Automotive Germany GmbH
Current assignee: SEG Automotive Germany GmbH
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2021-08-12
Anticipated expiration: 2033-12-21
Also published as: DE102013227008A1

Abstract

Andrehvorrichtung (100), insbesondere ein Starter, zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, umfassend mindestens eine Freilaufeinrichtung (110), welche eine sich in eine axiale Richtung (A) erstreckende Abtriebswelle (24) der Andrehvorrichtung (100) mit einer Brennkraftmaschine durch axiales Verschieben kuppelt, wobei zum Kuppeln eine Klinkenkupplung (101) an der Freilaufeinrichtung (110) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Klinkenkupplung (101) der Freilaufeinrichtung (110) eine die Abtriebswelle (24) umgebende Eingriffseinheit (120) mit einer der Abtriebswelle (24) zugewandten Eingriffsoberfläche (122a) und eine die Abtriebswelle (24) mit der Eingriffseinheit (120) koppelnde Kopplungseinheit (130) umfasst und die Kopplungseinheit (130) zumindest ein die Abtriebswelle (24) radial durchdringendes, in einer Durchgangsöffnung (133) der Abtriebswelle (24) verschiebbar gelagertes, mit zumindest einem Endabschnitt (131z) über eine äußere Oberfläche der Abtriebswelle (24) hervorragendes Kopplungselement (131) umfasst, um bei einem Koppeln mit dem hervorragenden Endabschnitt (131z) in die Eingriffsoberfläche (122a) einzugreifen.Cranking device (100), in particular a starter, for cranking an internal combustion engine, comprising at least one freewheel device (110) which couples an output shaft (24) of the cranking device (100) extending in an axial direction (A) to an internal combustion engine by axially displacing it, wherein a pawl clutch (101) is provided on the freewheel device (110) for coupling, characterized in that the pawl clutch (101) faces an engagement unit (120) surrounding the output shaft (24) with one of the output shafts (24) facing the freewheel device (110) Engagement surface (122a) and a coupling unit (130) coupling the output shaft (24) to the engagement unit (120), and the coupling unit (130) at least one coupling unit (130) radially penetrating the output shaft (24) in a through opening (133) of the output shaft (24) displaceably mounted, with at least one end section (131z) protruding over an outer surface of the output shaft (24) the coupling element (131) for engaging the engaging surface (122a) upon coupling with the protruding end portion (131z).

Description

Die Erfindung betrifft eine Andrehvorrichtung wie ein Starter, zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und des Anspruchs 10.The invention relates to a cranking device such as a starter, for cranking an internal combustion engine, for internal combustion engines according to the preamble of claim 1 and claim 10.

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Andrehvorrichtung, insbesondere einem Startermotor nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.The invention is based on a cranking device, in particular a starter motor according to the preamble of the independent claims.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Starter und Anlasser für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren, die eine Andrehvorrichtung mit einer mit einem Freilauf verbundenen Abtriebswelle aufweisen.The present invention relates to starters and starters for vehicles with internal combustion engines, which have a cranking device with an output shaft connected to a freewheel.

Aus dem Stand der Technik sind Starter oder Startermotoren mit Freiläufen bekannt, bei denen für ein Einspuren oder einen Hub in den Zahnkranz beispielsweise ein Relais-Gabelhebelsystem und ein Steilgewinde verantwortlich sind. Der Hub, auch als Distanz bezeichnet, oder genauer eine Einspurbewegung setzt sich wie folgt zusammen: Ein Magnetrelais zieht einen Gabelhebel nach hinten. Gleichzeitig wird über eine Übersetzung das Freilaufgetriebe nach vorne geschoben. Wenn das Relais geschaltet wird, beginnt ein Elektromotor sich zu drehen. Dabei wird das auf einer Antriebswelle, die auch je nach Konvention als Abtriebswelle bezeichnet werden kann, sitzende Steilgewinde gedreht und ein Mitnehmer über Flanken des Steilgewindes nach vorne geschoben. Diese axiale und radiale Bewegung in Verbindung mit einer Einspurfeder dient zum leichteren Finden von Zahnlücken im Zahnkranz. Gleichzeitig wird dabei das Steilgewinde zur Kraft- bzw. Drehmomentübertragung genutzt. Bei den bekannten Startermotoren, Startern oder auch Andrehvorrichtungen ist der Freilauf für ein Einkoppeln mit einer Brennkraftmaschine vorgesehen. Hierbei kommen üblicherweise Freilaufrollen und Rollenbünde mit zylindrischen Mantelflächen zum Einsatz. Die Freiläufe erlauben eine Momentübertragung zwischen einem Laufring und einem Rollenbund bei einer Drehung des Rollenbundes in eine Drehrichtung. Bei einer Drehung des Rollenbundes in eine Gegenrichtung wird ein Durchrutschen ermöglicht. Zwischen Laufring und Rollenbund sind üblicherweise ca. 5 bis 8 Rollen in Klemmkammern angeordnet. Der Rollenfreilauf weist ein Steilgewinde auf, mit dem dieser mit der Abtriebswelle verbunden ist, wobei die Drehrichtung des Rollenfreilaufs von der Orientierung des Steilgewindes abhängt. Diese Richtungsabhängigkeit ermöglicht ein Einsetzen des Rollenfreilaufs nur für eine bestimmte Drehrichtung.Starters or starter motors with freewheels are known from the prior art, in which, for example, a relay fork lever system and a coarse thread are responsible for engaging or a stroke in the ring gear. The stroke, also known as the distance, or more precisely a tracking movement, is composed as follows: A magnetic relay pulls a fork lever backwards. At the same time, the freewheel gear is pushed forward via a translation. When the relay is switched, an electric motor starts rotating. The high-helix thread sitting on a drive shaft, which can also be referred to as the output shaft depending on the convention, is rotated and a driver is pushed forward over the flanks of the high-helix thread. This axial and radial movement in conjunction with a single-track spring makes it easier to find tooth gaps in the ring gear. At the same time, the high helix thread is used to transmit power and torque. In the known starter motors, starters or also cranking devices, the freewheel is provided for coupling with an internal combustion engine. Free-running rollers and roller collars with cylindrical outer surfaces are usually used here. The freewheels allow torque to be transmitted between a raceway and a roller collar when the roller collar rotates in one direction of rotation. When the roller collar is rotated in the opposite direction, slipping is made possible. About 5 to 8 rollers are usually arranged in clamping chambers between the raceway and roller collar. The roller freewheel has a coarse thread with which it is connected to the output shaft, the direction of rotation of the roller freewheel depending on the orientation of the coarse thread. This directional dependency enables the roller freewheel to be used only for a certain direction of rotation.

Die DE 28 02 773 A1 zeigt eine in einer Richtung arbeitende Antriebsvorrichtung, insbesondere für elektrische Anlasser von Verbrennungsmotoren, mit einem Gehäuse, das mit wenigstens einer Sperrklinke und einem Schaltrad versehen ist, wobei Mittel vorhanden sind, die verhindern, dass die Sperrklinke mit dem Schaltrad wieder in Eingriff kommt, nachdem die Vorrichtung ausgekuppelt ist, indem seine Sperrklinke durch Zentrifugalkraft mit dem Zahn des Schaltrads aufgrund der Vergrößerung der Drehzahl des Gehäuses außer Eingriff gebracht ist.the DE 28 02 773 A1 shows a unidirectional drive device, in particular for electric starters of internal combustion engines, with a housing which is provided with at least one pawl and a ratchet wheel, wherein means are present which prevent the pawl from re-engaging the ratchet wheel after the device is disengaged in that its pawl is disengaged by centrifugal force with the tooth of the ratchet wheel due to the increase in the speed of the housing.

Die FR 2 732 737 A1 offenbart einen Freilauf zur Kupplung einer Welle mit einem die Welle umgebenden Ringelement. Der Freilauf weist einen Gleitstift auf, der in einer radialen Durchgangsöffnung der Welle gleitend gelagert ist. Dabei ragt der Gleitstift zumindest an einer Seite über die Durchgangsöffnung für einen Kontakt mit dem Ringelement, genauer einer Innenfläche des Ringelements heraus. Die Innenfläche des Ringelements weist eine profilierte Kontur mit einem Profil nach Art eines Absatzes auf, die ein Eingreifen des Gleitstifts in das Ringelement bei einer Drehrichtung ermöglicht. In entgegengesetzte Drehrichtung ist die Innenfläche nach Art einer schiefen Ebene ausgebildet. Bei der entgegengesetzten Drehrichtung gleitet der Gleitstift wie bei einem Nocken an einer Steuerkurve entlang und wird dabei durch die Durchgangsöffnung bewegt.the FR 2 732 737 A1 discloses a freewheel for coupling a shaft to a ring element surrounding the shaft. The freewheel has a sliding pin which is slidably mounted in a radial through opening of the shaft. The sliding pin protrudes at least on one side over the through opening for contact with the ring element, more precisely an inner surface of the ring element. The inner surface of the ring element has a profiled contour with a profile in the manner of a shoulder, which enables the sliding pin to engage in the ring element in one direction of rotation. In the opposite direction of rotation, the inner surface is designed in the manner of an inclined plane. In the opposite direction of rotation, the slide pin slides along a control cam like a cam and is moved through the through opening.

Weitere derartige Kupplungen sind beispielsweise auch aus der GB 556 080 A , der US 2 905 294 A , der US 6 102 179 A , der CH 95266 A , der DE 32 05 513 C1 und der CN 2011 10327 Y bekannt, wobei die letzten beiden Druckschriften eine federbehaftete Lösung offenbaren.Further couplings of this type are, for example, also from the GB 556 080 A , the U.S. 2,905,294 A , the U.S. 6,102,179 A , the CH 95266 A , the DE 32 05 513 C1 and the CN 2011 10327 Y known, the last two publications disclose a spring-loaded solution.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ausgehend von diesem Stand der Technik werden eine Andrehvorrichtung zum Andrehen einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und des Anspruchs 10 vorgeschlagen.Based on this prior art, a cranking device for cranking an internal combustion engine with the features of claim 1 and claim 10 are proposed.

Die erfindungsgemäße Andrehvorrichtung hat den Vorteil, dass durch die Klinkenkupplung ein einfaches Kuppeln mit wenig Bauteilen möglich ist. Auch bei hohen Drehzahlen ist die Klinkenkupplung gut einsetzbar. Insbesondere ist die Klinkenkupplung federelementfrei ausgebildet. Entsprechend sind keine Elemente des Freilaufs bzw. der Klinkenkupplung unter Vorspannung zu setzen.The starting device according to the invention has the advantage that the ratchet coupling enables simple coupling with few components. The ratchet coupling can also be used well at high speeds. In particular, the ratchet coupling is designed to be free of spring elements. Accordingly, no elements of the freewheel or the ratchet clutch need to be pretensioned.

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 enable advantageous developments and improvements of the devices given in the independent and independent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt ist vorgesehen, dass die Freilaufeinrichtung eine die Abtriebswelle umgebende Eingriffseinheit mit einer der Abtriebswelle zugewandten Eingriffsoberfläche und eine die Abtriebswelle mit der Eingriffseinheit koppelnde Kopplungseinheit umfasst, wobei die Kopplungseinheit zumindest ein die Abtriebswelle radial durchdringendes, in einer Durchgangsöffnung der Abtriebswelle verschiebbar gelagertes, mit zumindest einem Endabschnitt über die äußere Oberfläche der Abtriebswelle hervorragendes Kopplungselement umfasst, um bei einem Koppeln mit dem hervorragenden Endabschnitt in die Eingriffsoberfläche einzugreifen. Das Prinzip ist auch umkehrbar, sodass statt der Abtriebswelle die Antriebswelle und statt der Antriebswelle die Abtriebswelle die jeweiligen zuvor beschriebenen Merkmale aufweist.According to a first aspect it is provided that the freewheel device has an engagement unit surrounding the output shaft with one of the The engagement surface facing the output shaft and a coupling unit coupling the output shaft to the engagement unit, the coupling unit comprising at least one coupling element which radially penetrates the output shaft, is displaceably mounted in a through opening of the output shaft and protrudes with at least one end section over the outer surface of the output shaft, in order to facilitate coupling during coupling to engage with the protruding end portion in the engagement surface. The principle is also reversible, so that instead of the output shaft the drive shaft and instead of the drive shaft the output shaft has the respective previously described features.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Kopplungseinheit mindestens ein weiteres Kopplungselement, mindestens eine weitere Eingriffsoberfläche und/oder mindestens eine weitere Durchgangsöffnung aufweist, wodurch eine Kopplung verbessert ist. So lassen sich beispielsweise gleichzeitig oder in zeitlich enger Abfolge mehrere Kopplungselemente in Eingriff mit der Eingriffsoberfläche bringen. Zudem ist bei entsprechender Ausbildung die Freilaufeinrichtung sowohl für eine erste Drehrichtung als auch in eine zweite Drehrichtung einsetzbar. Weiterhin ist mit der erfindungsgemäßen Lösung eine federfreie oder vorspannungsfreie Freilaufeinrichtung realisierbar, wodurch eine vereinfachte Montage realisiert ist. Das Kopplungselement ist beispielsweise als Gleitstift ausgebildet. Dabei ist das Kopplungselement zumindest in axiale Richtung bewegbar gelagert. In einer anderen Ausführungsform ist das Kopplungselement zusätzlich in eine weitere Richtung, beispielsweise in eine axiale Richtung, in eine umfängliche Richtung und/oder einer Kombination daraus bewegbar. Dabei ist die Bewegung in die jeweilige Richtung begrenzt, sodass das jeweilige Kopplungselement nicht aus der Klinkenkupplung entweichen kann. In einer Ausführungsform sind die Begrenzungen unterschiedlich je Kopplungselement, so dass sich unterschiedliche Bewegungen der einzelnen Kopplungselemente realisieren lassen.One embodiment provides that the coupling unit has at least one further coupling element, at least one further engagement surface and / or at least one further through opening, whereby a coupling is improved. For example, several coupling elements can be brought into engagement with the engagement surface at the same time or in close chronological succession. In addition, with an appropriate design, the freewheel device can be used both for a first direction of rotation and in a second direction of rotation. Furthermore, a spring-free or preload-free freewheel device can be implemented with the solution according to the invention, whereby a simplified assembly is implemented. The coupling element is designed, for example, as a sliding pin. The coupling element is mounted so as to be movable at least in the axial direction. In another embodiment, the coupling element can also be moved in a further direction, for example in an axial direction, in a circumferential direction and / or a combination thereof. The movement in the respective direction is limited so that the respective coupling element cannot escape from the ratchet coupling. In one embodiment, the boundaries are different for each coupling element, so that different movements of the individual coupling elements can be implemented.

Die bevorzugt als Andrehvorrichtung ausgebildete Andrehvorrichtung weist einen Freilauf auf. Dieser ist mit der Abtriebswelle koppelbar. Über ein Relais und eine damit gekoppelte Mechanik ist der Freilauf schaltbar. In einem gekoppelten Zustand greifen die Kopplungselemente in die entsprechenden Eingriffsoberflächen, sodass eine Kraftübertragung realisierbar ist. Hierzu ist die Eingriffseinheit mit den Eingriffsoberflächen bevorzugt als Ringelement ausgebildet, welches konzentrisch die Abtriebswelle umgibt. Die Eingriffsoberfläche weist einen variierenden radialen Abstand zu der Abtriebswelle auf. Die Durchgangsöffnung durch die Abtriebswelle ist in einer Ausführungsform ungekrümmt, bevorzugt als radial durch das Zentrum der Abtriebswelle verlaufend ausgebildet. In einer anderen Ausführungsform ist die Durchgangsöffnung gekrümmt ausgebildet. Bevorzugt ist die Durchgangsöffnung komplementär zu dem Kopplungselement ausgebildet. Das Kopplungselement ist in einer Ausführungsform einteilig ausgeführt. In einer anderen Ausführungsform ist das Kopplungselement mehrteilig ausgeführt. Insbesondere sind bei einer mehrteiligen Ausführungsform mindestens zwei, bevorzugt alle Teile miteinander gekoppelt, insbesondere flexibel gekoppelt. Weiter bevorzugt ist das Kopplungselement aus einem starren, im Wesentlichen unnachgiebigen Material wie einem Metall oder einem Sintermaterial ausgebildet. In einer mehrteiligen Ausführungsform und/oder in einer Ausführungsform mit einer gekrümmten Durchgangsöffnung ist einer flexible Ausführungsform, insbesondere mit einem nachgiebigen Material, zum Beispiel als Zwischenelement oder für das gesamte Kopplungselement, vorteilhaft.The turning device, which is preferably designed as a turning device, has a freewheel. This can be coupled to the output shaft. The freewheel can be switched via a relay and a mechanism coupled to it. In a coupled state, the coupling elements engage in the corresponding engagement surfaces, so that a power transmission can be realized. For this purpose, the engagement unit with the engagement surfaces is preferably designed as a ring element which concentrically surrounds the output shaft. The engagement surface has a varying radial distance from the output shaft. In one embodiment, the through opening through the output shaft is not curved, preferably designed to run radially through the center of the output shaft. In another embodiment, the through opening is curved. The through opening is preferably designed to be complementary to the coupling element. In one embodiment, the coupling element is made in one piece. In another embodiment, the coupling element is made in several parts. In particular, in a multi-part embodiment, at least two, preferably all parts are coupled to one another, in particular coupled flexibly. The coupling element is further preferably formed from a rigid, essentially inflexible material such as a metal or a sintered material. In a multi-part embodiment and / or in an embodiment with a curved through opening, a flexible embodiment, in particular with a flexible material, for example as an intermediate element or for the entire coupling element, is advantageous.

In einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass das mindestens eine weitere Kopplungselement, die mindestens eine weitere Eingriffsoberfläche und/oder die mindestens eine weitere Durchgangsöffnung mit und/oder um einem Versatz versetzt zu dem anderen Kopplungselement, der anderen Eingriffsoberfläche und/oder der anderen Durchgangsöffnung angeordnet ist. Auf diese Weise lassen sich mehrere Kupplungselemente auf einfache Weise an der Abtriebswelle und/oder der Eingriffsoberfläche anordnen, ohne dass diese sich gegenseitig negativ beeinflussen.In an advantageous embodiment it is provided that the at least one further coupling element, the at least one further engagement surface and / or the at least one further through-opening are arranged with and / or offset by an offset to the other coupling element, the other engagement surface and / or the other through-opening is. In this way, several coupling elements can be arranged in a simple manner on the output shaft and / or the engagement surface without these having a negative influence on one another.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass der Versatz in eine Umfangsrichtung der Abtriebswelle und/oder in die axiale Richtung der Abtriebswelle ausgebildet ist. In einer weiteren Ausführungsform ist ebenso ein radialer Versatz denkbar. Entsprechend sind die Durchgangsöffnung und/oder das Kopplungselement hinsichtlich ihrer Länge unterschiedlich ausgebildet.Another embodiment provides that the offset is formed in a circumferential direction of the output shaft and / or in the axial direction of the output shaft. In a further embodiment, a radial offset is also conceivable. Correspondingly, the through opening and / or the coupling element are designed differently with regard to their length.

Noch eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Eingriffsoberfläche in Umfangsrichtung und/oder in axiale Richtung einen sich radial zu der Abtriebswelle verändernden Abstand zur Ausbildung von Eingriffsausnehmungen aufweist. Auf diese Weise ist eine entsprechende Steueroberfläche ausgebildet, entlang welcher das als Nocken fungierende Kopplungselement bewegbar ist. Die Steueroberfläche ist beispielsweise nach Art einer Sägezahnkurve oder dergleichen ausgebildet. Bevorzugt ist eine ungerade Anzahl an Eingriffsausnehmungen je Eingriffsoberfläche vorgesehen. Entsprechend sind die Eingriffsoberflächen als eine Art Zahnrad mit einer Innenverzahnung ausgebildet. Mehrere Eingriffsoberflächen können axial benachbart angeordnet sein. Dabei sind in einer Ausführungsform die Eingriffsoberflächen gleich ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Eingriffsoberflächen unterschiedliche ausgebildet. So ist in einer Ausführungsform die Eingriffsoberfläche in Umfangsrichtung verdreht gegenüber einer benachbarten Eingriffsoberfläche ausgebildet, bei ansonsten gleicher Geometrie. In einer anderen Ausführungsform sind die axial benachbarten Eingriffsoberflächen in Umfangsrichtung verdreht und/oder hinsichtlich der Geometrie bzw. der Kontur unterschiedlich ausgebildet.Yet another embodiment provides that the engagement surface has a distance in the circumferential direction and / or in the axial direction that changes radially to the output shaft for the formation of engagement recesses. In this way, a corresponding control surface is formed, along which the coupling element functioning as a cam can be moved. The control surface is designed, for example, in the manner of a sawtooth curve or the like. An odd number of engagement recesses is preferably provided per engagement surface. Correspondingly, the engagement surfaces are designed as a type of gear with internal teeth. Multiple engagement surfaces can be arranged axially adjacent. In one embodiment, the engagement surfaces are designed to be the same. In a preferred embodiment, the engagement surfaces are designed differently. So is in one Embodiment, the engagement surface is formed rotated in the circumferential direction with respect to an adjacent engagement surface, with otherwise the same geometry. In another embodiment, the axially adjacent engagement surfaces are twisted in the circumferential direction and / or are designed differently with regard to the geometry or the contour.

Zudem ist in einer anderen Ausführungsform vorgesehen, dass die Eingriffsausnehmungen zumindest in Umfangsrichtung eine sprungartige Flanke oder kurz Sprungflanke nach Art eines Wellenabsatzes und eine abgeschrägte Flanke nach Art einer schiefen Ebene aufweisen, um einen drehrichtungsabhängigen Eingriff zu realisieren. Die Sprungflanke ermöglicht eine Kraftübertragung in eine Richtung, in dem das eingreifende Kopplungselement seitlich, das heißt in Umfangsrichtung, gegen die Flanke drückt. In die andere Richtung ermöglicht die abgeschrägte Flanke eine derartige Kraft- oder Drehmomentübertragung nicht, da das Kopplungselement bei Kontakt an der abgeschrägten Flanke seitlich und/oder in Umfangsrichtung entlang bewegt wird und damit durch die Durchgangsöffnung entlang weg von der abgeschrägten Flanke bewegt wird. Das Kopplungselement ist dabei so ausgebildet, dass dieses stets nur mit einem Endabschnitt mit der Eingriffsoberfläche in Kontakt steht.In addition, in another embodiment it is provided that the engagement recesses have at least in the circumferential direction a step-like flank or abrupt flank in the manner of a shaft shoulder and a beveled flank in the manner of an inclined plane in order to implement a rotation-dependent engagement. The jump flank enables force to be transmitted in a direction in which the engaging coupling element presses laterally, that is, in the circumferential direction, against the flank. In the other direction, the tapered flank does not allow such a force or torque transmission, since the coupling element is moved laterally and / or in the circumferential direction upon contact with the tapered flank and is thus moved along through the through opening away from the tapered flank. The coupling element is designed in such a way that it is always in contact with the engagement surface with only one end section.

Entsprechend sieht eine Ausführungsform vor, dass jedem Kopplungselement eine einzige Eingriffsoberfläche zugeordnet ist. Die Eingriffsoberfläche umgibt in einer Ausführungsform die Abtriebswelle vollumfänglich. Somit fungiert jedes Kopplungselement als Nocken, welcher entlang seiner eigenen Steuerkurve bzw. Eingriffsoberfläche bewegt wird. Die Steuerkurven sind entsprechend axial benachbart angeordnet, sodass diese etwa dem axialen Abstand der Kopplungselemente entsprechen. Die Kopplungselemente sind bevorzugt als Stift oder stiftartig ausgebildet.Correspondingly, one embodiment provides that a single engagement surface is assigned to each coupling element. In one embodiment, the engagement surface completely surrounds the output shaft. Each coupling element thus functions as a cam which is moved along its own control cam or engagement surface. The control cams are accordingly arranged axially adjacent so that they correspond approximately to the axial spacing of the coupling elements. The coupling elements are preferably designed as a pin or like a pin.

Weiter sieht eine andere Ausführungsform vor, die alternativ auch einen eigenen Aspekt der Erfindung betrifft, dass mindestens eine Eingriffsoberfläche und/oder mindestens eine Eingriffsausnehmung für eine erste Drehrichtung und eine axial dazu beabstandete, einem anderen Kopplungselement zugeordnete Eingriffsoberfläche und/oder eine Eingriffsausnehmung für eine andere, zweite und/oder entgegengesetzte Drehrichtung aufweist. Entsprechend sind für eine Eingriffsausnehmung die beiden Flanken vertauscht angeordnet. So lässt sich durch entsprechendes Vorsehen von Kopplungselementen in den entsprechenden Durchgangsöffnungen die Freilaufeinrichtung für beide Drehrichtungen verwenden. Hierbei sind in den Durchgangsöffnungen, welche der Eingriffsausnehmung für die nicht erwünschte Drehrichtung zugeordnet sind, keine Kopplungselemente vorgesehen. Stattdessen lassen sich die Durchgangsöffnungen für andere Materialen vorsehen oder dienen als Stoff- und/oder Wärmeabfuhrkanal der verbesserten Stoff- und/oder Wärmeabfuhr. Beispielsweise lässt sich ein Schmiermittel in der Durchgangsöffnung vorsehen. In anderen Ausführungsformen lassen sich die entsprechenden Durchgangsöffnungen mit einem Verschlussmittel, beispielsweise einem Passstift, einer Kappe oder dergleichen verschließen. Auch ist in einer Ausführungsform ein Sensor, eine Kamera oder eine andere Recheneinheit vorgesehen, um beispielsweise Störungen rechtzeitig zu erkennen. Da die Freilaufeinrichtung auf diese Weise für eine Momentübertragung in unterschiedliche Drehrichtungen verwendbar ist, lässt sich dieser flexibel einsetzen. Die Drehrichtung wird bei der Montage durch eine Bestückung der entsprechenden Durchgangsöffnungen festgelegt. Für unterschiedliche Drehrichtungen ist eine einzige gemeinsame Freilaufeinrichtung verwendbar. Die Drehrichtung erfolgt in Umfangsrichtung beispielsweise im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn.Another embodiment also provides, which alternatively also relates to a separate aspect of the invention, that at least one engagement surface and / or at least one engagement recess for a first direction of rotation and an engagement surface that is axially spaced apart and assigned to another coupling element and / or an engagement recess for another , second and / or opposite direction of rotation. Accordingly, the two flanks are interchanged for an engagement recess. By appropriately providing coupling elements in the corresponding through openings, the freewheel device can be used for both directions of rotation. In this case, no coupling elements are provided in the through openings which are assigned to the engagement recess for the undesired direction of rotation. Instead, the through openings can be provided for other materials or serve as a material and / or heat dissipation channel for improved material and / or heat dissipation. For example, a lubricant can be provided in the through opening. In other embodiments, the corresponding through openings can be closed with a closure means, for example a dowel pin, a cap or the like. In one embodiment, a sensor, a camera or some other computing unit is also provided in order, for example, to detect faults in good time. Since the freewheel device can be used in this way for torque transmission in different directions of rotation, it can be used flexibly. The direction of rotation is determined during assembly by equipping the corresponding through openings. A single common freewheel device can be used for different directions of rotation. The direction of rotation is in the circumferential direction, for example clockwise or counterclockwise.

Noch eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass jedes Kopplungselement in einer zu der äußeren Form des Kopplungselements komplementären Durchgangsöffnung verschiebbar gelagert ist. Beispielsweise sind in einer Ausführungsform die Durchgangsöffnung und das Kopplungselement stiftförmig, insbesondere zylinderstiftförmig ausgebildet. In einer Ausführungsform sind in der Durchgangsöffnung bzw. an dem Kopplungselement zusammenwirkende Ausnehmungen bzw. Vorsprünge ausgebildet, um so eine Bewegung des Kopplungselements zu begrenzen.Yet another embodiment provides that each coupling element is mounted displaceably in a through opening that is complementary to the outer shape of the coupling element. For example, in one embodiment, the through opening and the coupling element are designed in the shape of a pin, in particular a cylindrical pin. In one embodiment, interacting recesses or projections are formed in the through opening or on the coupling element in order to limit a movement of the coupling element.

Wiederum eine andere Ausführungsform sieht vor, dass mindestens eines der Kopplungselemente und/oder die jeweils zugehörige Durchgangsöffnung einen nichtrotationssymmetrischen Querschnitt aufweist. Auf diese Weise ist das Kopplungselement gegen ein Verdrehen gesichert. Ein Endabschnitt lässt sich so für einen optimalen Eingriff in die Eingriffsausnehmung ausbilden. Beispielsweise ist der Endabschnitt als Abrundung, Schräge, stufig oder dergleichen ausgebildet.Yet another embodiment provides that at least one of the coupling elements and / or the respective associated passage opening has a non-rotationally symmetrical cross section. In this way, the coupling element is secured against twisting. An end section can thus be designed for optimal engagement in the engagement recess. For example, the end section is designed as a rounding, bevel, stepped or the like.

Zwischen der Abtriebswelle und der Eingriffsoberfläche ist somit ein Ringspalt ausgebildet. Dieser weist entsprechend der Eingriffsoberfläche eine oder mehrere Verjüngungen in radialer Richtung auf. Die Kraftübertragung erfolgt im Gegensatz zu herkömmlichen Rollenfreikörpern nicht überwiegend kraftschlüssig durch ein Klemmen von Klemmkörpern, sondern überwiegend formschlüssig durch einen Eingriff der Kopplungselemente in die Eingriffsausnehmung. Die Verjüngung in Richtung der Drehrichtung bewirkt ein Verschieben der Kopplungselemente durch die Durchgangsöffnung entgegen einem anderen Abschnitt der Eingriffsoberfläche.An annular gap is thus formed between the output shaft and the engagement surface. This has one or more tapers in the radial direction, corresponding to the engagement surface. In contrast to conventional roller free bodies, the power transmission does not take place predominantly in a force-locking manner by clamping clamping bodies, but predominantly in a form-locking manner through engagement of the coupling elements in the engagement recess. The tapering in the direction of the direction of rotation causes a displacement of the coupling elements through the through opening against another section of the engagement surface.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die axial beabstandeten Eingriffsausnehmungen für unterschiedliche Drehrichtungen alternierend angeordnet sind.In one embodiment it is provided that the axially spaced engagement recesses are arranged alternately for different directions of rotation.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Freilaufeinrichtung federfrei und/oder vorspannungsfrei ausgebildet. Auf diese Weise ist eine Montage vereinfacht und die Anzahl an Teilen zur Ausbildung des Freilaufs ist reduziert. Die Freilaufeinrichtung besteht somit lediglich aus der Abtriebswelle samt Durchgangsöffnungen, den Kopplungselementen und der Eingriffseinheit. Somit ist die Anzahl der erforderlichen Teile auf die Eingriffseinheit, die Abtriebswelle und die Kopplungselemente reduziert, wodurch auf einfache Weise ein vierteiliger Freilauf realisierbar ist.In a preferred embodiment, the freewheel device is designed to be spring-free and / or free of preload. In this way, assembly is simplified and the number of parts for forming the freewheel is reduced. The freewheel device thus consists only of the output shaft including through openings, the coupling elements and the engagement unit. Thus, the number of parts required on the engagement unit, the output shaft and the coupling elements is reduced, whereby a four-part freewheel can be implemented in a simple manner.

Durch das Freilassen einer Durchgangsöffnung wird ein leichterer Freilauf realisiert. Zudem ist ein Freiraum in einer Durchgangsöffnung geschaffen, der für andere Funktionen verwendbar ist. Beispielsweise ist der Freiraum mit einem Schmiermittel befüllbar, sodass eine verbesserte Schmierung realisiert ist. Insbesondere ist die Verwendung einer Klinkenkupplung in einer Andrehvorrichtung vorteilhaft.By leaving a passage opening free, a lighter freewheel is realized. In addition, a free space is created in a through opening that can be used for other functions. For example, the free space can be filled with a lubricant, so that improved lubrication is achieved. In particular, the use of a ratchet coupling in a cranking device is advantageous.

FigurenlisteFigure list

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

1 in einer Querschnittsansicht eine Andrehvorrichtung,
2 schematisch in verschiedenen Ansichten einen Ausschnitt einer Freilaufeinrichtung mit zwei Kopplungselementen,
3 schematisch in verschiedenen Ansichten einen Ausschnitt einer Freilaufeinrichtung mit drei Kopplungselementen,
4 schematisch in verschiedenen Ansichten einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Freilaufeinrichtung mit drei Kopplungselementen,
5 schematisch in mehreren Vorderansichten verschiedene Phasen einer Freilaufeinrichtung mit drei Kopplungselementen,
6 schematisch den Aufbau einer Freilaufanrichtung am Beispiel einer Freilaufeinrichtung mit einem Kopplungselement und
7 schematisch in verschiedenen Draufsichten den Bewegungsablauf einer Freilaufeinrichtung mit einem Kopplungselement.

Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and explained in more detail in the description below. Show it:

1 a cranking device in a cross-sectional view,
2 schematically in different views a section of a freewheel device with two coupling elements,
3 schematically in different views a section of a freewheel device with three coupling elements,
4th schematically in different views a section of a further embodiment of a freewheel device with three coupling elements,
5 schematically in several front views different phases of a freewheel device with three coupling elements,
6th schematically the structure of a freewheel device using the example of a freewheel device with a coupling element and
7th schematically in different plan views the sequence of movements of a freewheel device with a coupling element.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

1 zeigt in einer Querschnittansicht eine Andrehvorrichtung 100 einer Verbrennungskraftmaschine oder Brennkraftmaschine mit Relais 42, auch als Schalt- oder Einrückrelais ausgeführt. Ein Gehäuse 10 der Andrehvorrichtung 100 umfasst einen zylindrischen Gehäuseteil 11 und einen Deckel 13, die durch nicht weiter dargestellte Schrauben miteinander verbunden sind. Das zylindrische Gehäuseteil 11 ist hinten durch den Deckel 13 verschlossen, in dessen Mittelteil eine nach außen gerichtete, geschlossene Nabe angeformt ist. In der Nabe befindet sich eine Lagerstelle, in welcher das hintere Ende 17a der Antriebs- oder Ankerwelle 17 eines elektrischen Andrehmotors 18 gelagert ist, dessen Anker mit 19 bezeichnet ist. 1 shows a cranking device in a cross-sectional view 100 an internal combustion engine or internal combustion engine with relay 42 , also designed as switching or engaging relays. One housing 10 the turning device 100 comprises a cylindrical housing part 11 and a lid 13th , which are connected to one another by screws not shown. The cylindrical housing part 11 is at the back through the lid 13th closed, in the middle part of an outwardly directed, closed hub is formed. In the hub there is a bearing point in which the rear end 17a the drive or armature shaft 17th an electric starter motor 18th is stored, the anchor of which is denoted by 19.

Radial außerhalb des Ankers 19 befinden sich an der Wand des Gehäuseteils 11 mehrere (Permanent-)Magnete 20 des Andrehmotors 18. Das vordere Ende der Antriebswelle 17 ist mit einem im Durchmesser reduzierten Endabschnitt 22 in einer achsgleich verlaufenden, nicht weiter dargestellten Sackbohrung 23 einer Abtriebswelle 24 gelagert. Das andere Ende der Abtriebswelle 24 ist in einem das Gehäuseteil 11 verschließenden Lagerschild 25 und einer an diesem angeformten Nabe 26 gelagert. Die Antriebswelle 17 hat nahe ihrem dem Lagerschild 25 zugewandten Ende eine Verzahnung 28 (Sonnenrad), in welche Planetenräder 29 eingreifen, die auch mit einem außen liegenden, feststehenden Hohlrad 30 eines Planetengetriebes 31 kämmen (= Vorgelege). Ein Planetenträger 12 treibt die Abtriebswelle 24 an, auf welcher eine Freilaufeinrichtung 110 angeordnet ist. Die Freilaufeinrichtung 110 ist als ringförmiges Element 111 ausgebildet, das einen Fortsatz 35 (Ritzel) aufweist, an dem eine Außenverzahnung 36 ausgebildet ist. Das ringförmige Element 111 bzw. ein Freilaufringabschnitt 111 der Freilaufeinrichtung 110 ist gewindefrei mit der Abtriebswelle 24 verbunden. Auf ihn wirkt eine sogenannte Einspurfeder 39. Durch axiales Verschieben der Freilaufeinrichtung 110 kann die Außenverzahnung 36 mit einem Zahnkranz 40 einer Brennkraftmaschine zwecks des Startvorgangs in Eingriff gebracht werden. Dies geschieht mit Hilfe des (Einrück-)Relais 42, in welchem beim Einschalten eines Stroms ein Magnetanker über einen Fortsatz 43 einen Hebel 44 verschwenkt, der über eine Kulisse 45, die zwischen Scheiben 46 liegt, die Freilaufeinrichtung 110 nach links verschiebt. Der Hebel 44 ist zweiarmig ausgebildet und mittels Zapfen 48, in einem gehäusefesten Lager 49 schwenkbar angeordnet. Auf diesen Vorgang ist nur kurz eingegangen, da nicht erfindungswesentlich.Radially outside the anchor 19th are located on the wall of the housing part 11 several (permanent) magnets 20 of the starting motor 18th . The front end of the drive shaft 17th is with an end portion reduced in diameter 22nd in a coaxial blind hole, not shown 23 an output shaft 24 stored. The other end of the output shaft 24 is in one the housing part 11 locking shield 25th and a hub formed on this 26th stored. The drive shaft 17th has the bearing plate close to yours 25th facing end a toothing 28 (Sun gear), in which planet gears 29 intervene, also with an external, fixed ring gear 30th a planetary gear 31 comb (= additional gear). A planet carrier 12th drives the output shaft 24 on which a freewheel device 110 is arranged. The freewheel device 110 is as an annular element 111 formed that has an appendix 35 (Pinion) on which an external toothing 36 is trained. The ring-shaped element 111 or a freewheel ring section 111 the freewheel device 110 is threadless with the output shaft 24 connected. A so-called single-track spring acts on him 39 . By moving the freewheel device axially 110 can the external teeth 36 with a ring gear 40 an internal combustion engine are brought into engagement for the purpose of the starting process. This is done with the help of the (engagement) relay 42, in which a magnet armature via an extension when a current is switched on 43 a lever 44 panned over a backdrop 45 that between slices 46 lies, the freewheel device 110 shifts to the left. The lever 44 is designed with two arms and by means of a pin 48 , in a bearing fixed to the housing 49 pivotally arranged. This process was only briefly discussed, as it is not essential to the invention.

An dem Deckel 13 liegt eine Bürstenplatte 53, welche mit dem Deckel 13 verschraubt ist. Die Bürstenplatte 53 ist einstückig ausgebildet. An ihr sind insbesondere aus Kunststoff bestehende Bürstenhalter befestigt, in welchen Kohlen angeordnet sind, die sich unter Federdruck an einen Kommutator 63 anlegen, welcher an der Antriebswelle 17 angeordnet ist. Die Kohlen sind über Anschlußlitzen an einen Kabelschuh angeschlossen, der mit einem Kontakt 68 des Einrückrelais 42 verbunden ist. Die Litzen durchdringen eine Dichtung 70, welche im Gehäuseteil 11 in einer Öffnung 71 angeordnet ist. Die Bürstenplatte 53 ist mit Schrauben 62 am Deckel 13 befestigt.On the lid 13th lies a brush plate 53 which with the lid 13th is screwed. The brush plate 53 is formed in one piece. On her are in particular made of plastic Brush holder attached, in which coals are arranged, which are under spring pressure on a commutator 63 which on the drive shaft 17th is arranged. The coals are connected via pigtails to a cable lug that has a contact 68 of the engagement relay 42 connected is. The strands penetrate a seal 70 , which in the housing part 11 in an opening 71 is arranged. The brush plate 53 is with screws 62 on the lid 13th attached.

2 bis 7 zeigen in verschiedenen Ansichten und verschiedenen Detaillierungsgraden schematisch verschiedene Ausführungsformen der Freilaufeinrichtung 110 mit einer Klinkenkupplung 101. 2 until 7th show schematically different embodiments of the freewheel device in different views and different degrees of detail 110 with a ratchet coupling 101 .

2 zeigt schematisch in verschiedenen Ansichten einen Ausschnitt einer Freilaufeinrichtung 110 mit einer Klinkenkupplung 101 mit zwei Kopplungselementen 131 in vier Ansichten. Die Freilaufeinrichtung 110 nach 2, genauer die Klinkenkupplung 101 umfasst eine Eingriffseinheit 120. Diese ist als ringförmiges Element 111 ausgebildet. Die äußere Ober- oder Mantelfläche 121 der Eingriffseinheit 120 ist hier unprofiliert dargestellt. In anderen Ausführungsformen ist hier eine Profilierung wie eine Verzahnung oder dergleichen vorgesehen. Die innere Ober- oder Mantelfläche 122 der Eingriffseinheit 120 weist eine Profilierung auf, welche eine Eingriffsoberfläche 122a oder auch Klinken ausbildet. Die Profilierung ist so ausgebildet, dass die Eingriffsoberfläche 122a mehrere Eingriffsausnehmungen 123 aufweist, in welche ein korrespondierendes Bauteil eingreifen kann. 2a zeigt eine Ausführungsform mit drei Eingriffsausnehmungen 123. 2b zeigt einen Ausführungsform mit sechs Eingriffsausnehmungen 123. In anderen Ausführungsformen lassen sich beliebige Anzahlen an Eingriffsausnehmungen 123 vorsehen. Jede Eingriffsausnehmung 123 variiert bezüglich ihres radialen Abstandes zu der von der Eingriffseinheit 120 konzentrisch umgebenen Abtriebswelle 24 gesehen in Umfangsrichtung. So wird die Eingriffsausnehmung 123 in Umfangsrichtung seitlich von je einer Flanke 124 begrenzt. Eine erste Flanke 124a ist dabei nach Art eines Absatzes als sprunghaft geformte Flanke ausgebildet. Eine zweite Flanke 124b ist nach Art einer schrägen Ebene mit einem sich kontinuierlich verändernden radialen Abstand ausgebildet. Diese zweite Flanke 124b ist insbesondere als eine Art Steuerfläche für ein Bauteil ausgebildet, das nach Art eines Nockens an der Flanke 124 entlanggleiten kann. 2 shows schematically in different views a section of a freewheel device 110 with a ratchet coupling 101 with two coupling elements 131 in four views. The freewheel device 110 to 2 , more precisely the ratchet coupling 101 comprises an engagement unit 120 . This is as a ring-shaped element 111 educated. The outer surface or jacket surface 121 the engagement unit 120 is shown here unprofiled. In other embodiments, profiling such as toothing or the like is provided here. The inner surface or jacket surface 122 the engagement unit 120 has a profile which has an engagement surface 122a or also forms latches. The profiling is designed so that the engagement surface 122a several engagement recesses 123 has, in which a corresponding component can engage. 2a shows an embodiment with three engagement recesses 123 . 2 B shows an embodiment with six engagement recesses 123 . Any number of engagement recesses can be used in other embodiments 123 provide. Every engagement recess 123 varies with respect to its radial distance from that of the engagement unit 120 concentrically surrounded output shaft 24 seen in the circumferential direction. This is how the engagement recess becomes 123 in the circumferential direction laterally from one flank each 124 limited. A first flank 124a is designed in the manner of a paragraph as an abruptly shaped flank. A second flank 124b is designed in the manner of an inclined plane with a continuously changing radial distance. That second flank 124b is designed in particular as a type of control surface for a component, which is in the manner of a cam on the flank 124 can slide along.

Die zweite Flanke 124b schließt dabei direkt an die erste Flanke 124a. Auf diese Weise ist eine entsprechende Eingriffsausnehmung 123 definiert. Die verschiedenen Eingriffsausnehmungen 123 sind je Eingriffseinheit 120 bevorzugt gleich ausgebildet. In anderen Ausführungsformen lassen sich die Eingriffsausnehmungen 123 zumindest teilweise unterschiedlich ausbilden. Die dargestellte Eingriffseinheit 120 weist zwei Eingriffsoberflächen 122a auf, die in axiale Richtung A aneinander angrenzen. Dabei ist die Eingriffseinheit 120 vorliegend einteilig ausgebildet. Die Eingriffseinheit 120 ist in anderen Ausführungsformen mehrteilig ausgebildet, insbesondere aus mehreren axial aneinander angrenzenden ringförmigen Elementen 111, die zusammen die Eingriffseinheit 120 ausbilden. Dabei weist dann jedes ringförmige Element 111 eine oder auch mehrere Eingriffsoberflächen 122a auf. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die einteilige Eingriffseinheit 120 zwei Eingriffsoberflächen 122a auf, die schematisch durch die in Umfangsrichtung umlaufende Trennlinie B schematisch unterteilt sind. In der in 2a dargestellten Ausführungsform sind die Eingriffsoberflächen 122a jeweils gleich ausgebildet. In der in 2b dargestellten Ausführungsform sind die Eingriffsoberflächen 122a unterschiedlich ausgebildet, wobei hier die Eingriffsoberflächen 122a in Umfangsrichtung versetzt oder verdreht zueinander ausgebildet sind.The second flank 124b closes directly on the first flank 124a . In this way there is a corresponding engagement recess 123 Are defined. The various engagement recesses 123 are per engagement unit 120 preferably formed the same. In other embodiments, the engagement recesses 123 at least partially train differently. The illustrated engagement unit 120 has two engagement surfaces 122a which adjoin one another in the axial direction A. Here is the engagement unit 120 in the present case formed in one piece. The intervention unit 120 is formed in several parts in other embodiments, in particular from a plurality of axially adjacent annular elements 111 that together form the engagement unit 120 form. Each ring-shaped element then has 111 one or more engagement surfaces 122a on. In the illustrated embodiment, the one-piece engagement unit 120 two engagement surfaces 122a which are schematically divided by the dividing line B running around in the circumferential direction. In the in 2a The illustrated embodiment are the engagement surfaces 122a each formed identically. In the in 2 B The illustrated embodiment are the engagement surfaces 122a differently designed, the engagement surfaces here 122a are formed offset in the circumferential direction or rotated with respect to one another.

Weiter umfasst die Freilaufeinrichtung 110 eine Kopplungseinheit 130, welche die Abtriebswelle 24 mit der Eingriffseinheit 120 koppelt. Die Kopplungseinheit 130 umfasst nach 2 zwei Kopplungselemente 131, ein erstes Kopplungselement 131a und ein zweites Kopplungselement 131b. Die Kopplungselemente 131 sind bevorzugt gleich ausgebildet, lassen sich in anderen Ausführungsformen auch zumindest teilweise unterschiedlich ausbilden. Vorliegend sind die Kopplungselemente 131 als Zylinderstifte ausgebildet. Die Kopplungselemente 131 sind in einer Führung 132 angeordnet, entlang welcher die Kopplungselemente 131 bewegbar sind. Die Führung 132 ist hier als Gleitführung in Form einer Durchgangsöffnung 133 ausgeführt. Dabei ist vorliegend für jedes Kopplungselement 131 eine eigene Führung 132 vorgesehen. Die Führung 132 ist hier in die Abtriebswelle 24 integriert ausgebildet. Genauer verläuft je Kopplungselement 131 eine Durchgangsöffnung 133 radial durch die Abtriebswelle 24, wobei die Durchgangsöffnung 133 durch eine Mittelachse (gekennzeichnet durch A) verläuft. Eine Länge der Kopplungselemente 131 ist dabei so bemessen, dass diese größer ist, als eine Länge der Führung 132 bzw. der Durchgangsöffnung 133, sodass zumindest ein Endabschnitt 131z jedes Kopplungselements 131 aus der Durchgangsöffnung 133 hervorragt. Die Kopplungselemente 131 und die Durchgangsöffnung 133 sind dabei so bemessen, dass die Kopplungselemente 131 leicht durch die Durchgangsöffnung 133 gleiten können. Weiter sind die Kopplungselemente 131 so auf die Eingriffsausnehmungen 123 abgestimmt, dass diese bei einer Drehrichtung an der ersten Flanke 124a anliegen und somit eine Kraftübertragung von der Abtriebswelle 24 auf die Eingriffseinheit 120 ermöglichen. Bei einer entgegengesetzten Drehrichtung gleiten die Kopplungselemente 131, genauer deren Endabschnitte 131z, welche sich in Kontakt mit der Eingriffseinheit 120 befinden, an der zweiten Flanke entlang, wodurch die Kopplungselementen 131 kontinuierlich durch die Durchgangsöffnung 133 bewegt werden, sodass ein anderes Ende in Richtung Eingriffseinheit 120 bewegt wird. In der in 2a dargestellten Ausführungsform sind die Eingriffsoberflächen 122a, die Kopplungselemente 131 und die Durchgangsöffnungen 133 nicht versetzt ausgeführt, das heißt, die Kopplungselemente 131 befinden sich stets in Phase. In der in 2b dargestellten Ausführungsform sind die Eingriffsoberflächen in Umfangsrichtung versetzt zueinander ausgeführt. Hier befinden sich die Kopplungselemente 131 nicht in Phase. Dabei ist der Versatz hier derart ausgebildet, dass die Eingriffsoberflächen 122a so zueinander in Umfangsrichtung verdreht sind, dass sich gleiche Flanken mit gleichen Flankenabschnitten gegenüberliegen. Somit greifen zwei unterschiedliche Endabschnitte 131 z der Kopplungselemente 131 zeitgleich, aber an unterschiedlichen Eingriffsausnehmungen in die Eingriffseinheit 120 ein. In 2a hingegen greifen gleiche Endabschnitte 131z der Kopplungselemente 131 zeitgleich an gleichen Eingriffsausnehmungen in die Eingriffseinheit 120 ein.The freewheel device further comprises 110 a coupling unit 130 which is the output shaft 24 with the engagement unit 120 couples. The coupling unit 130 includes after 2 two coupling elements 131 , a first coupling element 131a and a second coupling element 131b . The coupling elements 131 are preferably designed the same, can also be at least partially designed differently in other embodiments. Here are the coupling elements 131 designed as cylindrical pins. The coupling elements 131 are on a tour 132 arranged along which the coupling elements 131 are movable. The leadership 132 is here as a sliding guide in the form of a through opening 133 executed. Here is present for each coupling element 131 your own guide 132 intended. The leadership 132 is here in the output shaft 24 integrated trained. Each coupling element runs more precisely 131 a through opening 133 radially through the output shaft 24 , the through opening 133 runs through a central axis (indicated by A). A length of the coupling elements 131 is dimensioned so that it is greater than a length of the guide 132 or the passage opening 133 so that at least one end section 131z each coupling element 131 from the through opening 133 stands out. The coupling elements 131 and the through hole 133 are dimensioned so that the coupling elements 131 easily through the through opening 133 can slide. Next are the coupling elements 131 so on the engagement recesses 123 coordinated that this is on the first flank with one direction of rotation 124a and thus a power transmission from the output shaft 24 on the engagement unit 120 make possible. If the direction of rotation is in the opposite direction, they slide Coupling elements 131 , more precisely their end sections 131z which is in contact with the engagement unit 120 are located along the second flank, whereby the coupling elements 131 continuously through the passage opening 133 be moved so that another end in the direction of the engagement unit 120 is moved. In the in 2a The illustrated embodiment are the engagement surfaces 122a , the coupling elements 131 and the through openings 133 not carried out offset, that is, the coupling elements 131 are always in phase. In the in 2 B In the illustrated embodiment, the engagement surfaces are offset from one another in the circumferential direction. The coupling elements are located here 131 not in phase. The offset is designed here in such a way that the engagement surfaces 122a are rotated with respect to one another in the circumferential direction that the same flanks with the same flank sections lie opposite one another. Thus, two different end sections are engaged 131 z of the coupling elements 131 at the same time, but at different engagement recesses in the engagement unit 120 on. In 2a however, the same end sections grip 131z the coupling elements 131 at the same time at the same engagement recesses in the engagement unit 120 on.

3 zeigt schematisch in verschiedenen Ansichten einen Ausschnitt einer Freilaufeinrichtung 110 mit drei Kopplungselementen 131. Der grundsätzliche Aufbau der Freilaufeinrichtung 110 entspricht dem der 2. In der 3a sind die stiftförmigen Kopplungselemente 131 in Phase. In 3b sind die drei Kopplungselemente 131 nicht in Phase. Dabei ist das zweite Kopplungselement 131b verdreht zu dem ersten und dem dritten Kopplungselement 131a, 131 c und das dritte Kopplungselement 131c verdreht zu dem ersten und dem zweiten Kopplungselement 131a, 131b. Auf diese Weise ist sowohl ein axialer Versatz als auch ein in Umfangsrichtung ausgebildeter Versatz der Kopplungselemente 131 zueinander realisiert. Entsprechend versetzt sind auch die Durchgangsöffnungen 133 ausgebildet. Die Eingriffsoberflächen 122a sind sowohl in 3a als auch in 3b nicht versetzt zueinander ausgebildet. Die Anzahl der Eingriffsausnehmungen entspricht vorliegend der Anzahl der Kopplungselemente 131. Entsprechend entspricht der winklige Versatz der Eingriffsausnehmungen dem der Kopplungselemente 131, hier etwa 120°. 3 shows schematically in different views a section of a freewheel device 110 with three coupling elements 131 . The basic structure of the freewheel device 110 corresponds to the 2 . In the 3a are the pin-shaped coupling elements 131 in phase. In 3b are the three coupling elements 131 not in phase. The second coupling element is here 131b twisted to the first and the third coupling element 131a , 131 c and the third coupling element 131c twisted to the first and the second coupling element 131a , 131b . In this way, there is both an axial offset and an offset of the coupling elements formed in the circumferential direction 131 realized to each other. The through openings are also offset accordingly 133 educated. The engaging surfaces 122a are both in 3a as well as in 3b not formed offset to one another. In the present case, the number of engagement recesses corresponds to the number of coupling elements 131 . Correspondingly, the angular offset of the engagement recesses corresponds to that of the coupling elements 131 , here about 120 °.

Die 4 zeigt schematisch in verschiedenen Ansichten einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform der Freilaufeinrichtung 110 mit drei Kopplungselementen 131. Die hier gezeigte Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der Ausführungsform nach 3b, wobei hier die Kopplungselemente 131 - und entsprechend auch die komplementär ausgebildeten Durchgangsöffnungen 133 - einen nichtrotationssymmetrischen Querschnitt aufweisen. Die dargestellte Ausführungsform stellt eine optimierte Ausführungsform hinsichtlich Balance, Kraft- bzw. Drehmomentübertragung und Baugröße dar.the 4th shows schematically in different views a detail of a further embodiment of the freewheel device 110 with three coupling elements 131 . The embodiment shown here corresponds essentially to the embodiment according to 3b , with the coupling elements here 131 - and accordingly also the complementary through openings 133 - have a non-rotationally symmetrical cross-section. The embodiment shown represents an optimized embodiment in terms of balance, force or torque transmission and size.

Die 5 zeigt schematisch in mehreren Vorderansichten verschiedene Phasen der Freilaufeinrichtung 110 mit zwei bzw. drei Kopplungselementen 131. In der linken Darstellung sind die drei Kopplungselemente 131 und die drei Eingriffsausnehmungen in Phase. Alle drei Kopplungselemente 131 greifen zeitgleich in die Eingriffsausnehmungen ein. Die dargestellte Freilaufeinrichtung sperrt in Uhrzeigerrichtung und überträgt damit ein Drehmoment bei dieser Drehrichtung. Die beiden anderen Ausführungsformen in 5 sind für eine entgegengesetzte Drehrichtung ausgelegt. In der mittleren Abbildung sind zwei um etwa 90° versetzt zueinander angeordnete Kopplungselemente 131 für drei etwa um 120° versetzte Eingriffsausnehmungen 123 vorgesehen. Befindet sich ein Kopplungselement 131 im Eingriff mit einer Eingriffsausnehmung 123, so gleitet das andere Kopplungselement 131 entlang der zweiten Flanke 124b einer der Eingriffsausnehmungen 123 entlang und wird durch die Durchgangsöffnung 133 bewegt. Die Kopplungselemente 131 befinden sich nicht in Phase. In der rechten Abbildung sind drei Kopplungselemente 131 dargestellt, die sich ebenfalls nicht Phase befinden. Hier ist das zweite Kopplungselement 131b um 90° zu dem ersten Kopplungselement 131a versetzt und das dritte Kopplungselement 131c um etwa 135° zu dem ersten und dem zweiten Kopplungselement 131a, 131b, jeweils in unterschiedliche Umfangsrichtung. Der winklige Versatz in Umfangsrichtung ist hier so ausgewählt, dass ein minimaler winkliger Versatz ohne Sperren vorgesehen ist.the 5 shows schematically in several front views different phases of the freewheel device 110 with two or three coupling elements 131 . In the illustration on the left are the three coupling elements 131 and the three engagement recesses in phase. All three coupling elements 131 engage in the engagement recesses at the same time. The freewheel device shown locks in a clockwise direction and thus transmits a torque in this direction of rotation. The other two embodiments in 5 are designed for an opposite direction of rotation. In the middle figure, there are two coupling elements arranged offset from one another by approximately 90 ° 131 for three engagement recesses offset by approximately 120 ° 123 intended. There is a coupling element 131 in engagement with an engagement recess 123 , the other coupling element slides 131 along the second flank 124b one of the engagement recesses 123 along and is through the through opening 133 emotional. The coupling elements 131 are not in phase. In the right picture there are three coupling elements 131 which are also not in phase. Here is the second coupling element 131b by 90 ° to the first coupling element 131a offset and the third coupling element 131c by about 135 ° to the first and the second coupling element 131a , 131b , each in a different circumferential direction. The angular offset in the circumferential direction is selected here so that a minimal angular offset is provided without locking.

Die 6 zeigt schematisch den Aufbau der Freilaufanrichtung 110 am Beispiel einer Freilaufeinrichtung 110 mit einem einzigen Kopplungselement 131 bzw. einer ersten Ebene einer Freilaufeinrichtung 110 mit mehreren Kopplungselementen 131. Die Freilaufeinrichtung 110 besteht aus der einteiligen Eingriffseinheit 120 der Abtriebswelle 24 und der Kopplungseinheit 130 mit dem Kopplungselement 131 und der Führung 132, die hier in die Abtriebswelle 24 integriert ist. Die Eingriffsoberfläche 122a weist drei um 120° versetzt zueinander angeordnete Eingriffsausnehmungen 123, deren Flanken 124 jeweils gleich ausgebildet sind. Das Kopplungselement 131 ist als Zylinderstift ausgebildet, der in der komplementären, zylinderförmigen Durchgangsbohrung 133 in der Abtriebswelle 24 angeordnet ist. Dabei ragt das Kopplungselement 131 zumindest mit einem Endabschnitt 131z, hier zur Verdeutlichung mit beiden Endabschnitten 131z, über die Durchgangsöffnung 133 und somit die Abtriebswelle 24 vor. Die dargestellte Ebene der Freilaufeinrichtung 110 besteht somit aus drei Bauteilen. Je weiterer Ebene kommt als weiteres Bauteil ein Kopplungselement 131 hinzu, sodass sich die Anzahl der Bauteile n in Abhängigkeit zu der Anzahl der Kopplungselemente 131 k als n= 2+k ergibt, also bei zwei Kopplungselementen 131 zu n=2+1 = 3 und bei drei Kopplungselementen 131 zu n=2+2=4.the 6th shows schematically the structure of the freewheel device 110 using the example of a freewheel device 110 with a single coupling element 131 or a first level of a freewheel device 110 with several coupling elements 131 . The freewheel device 110 consists of the one-piece engagement unit 120 the output shaft 24 and the coupling unit 130 with the coupling element 131 and leadership 132 here in the output shaft 24 is integrated. The engagement surface 122a has three engagement recesses arranged offset from one another by 120 ° 123 , whose flanks 124 are each designed the same. The coupling element 131 is designed as a cylinder pin, which is in the complementary, cylindrical through hole 133 in the output shaft 24 is arranged. The coupling element protrudes 131 at least one end section 131z , here with both end sections for clarity 131z , through the through opening 133 and thus the output shaft 24 in front. The illustrated level of the freewheel device 110 thus consists of three components. A coupling element is added as a further component for each further level 131 added, so that the number of components n depends on the number of coupling elements 131 k results as n = 2 + k, i.e. with two coupling elements 131 to n = 2 + 1 = 3 and with three coupling elements 131 to n = 2 + 2 = 4.

Die 7 zeigt schematisch in verschiedenen Draufsichten den Bewegungsablauf der Freilaufeinrichtung 110 mit einem Kopplungselement 131. Demnach befindet sich das stiftförmige Kopplungselement 131 zu Beginn in einer 12 Uhr Position und liegt an der ersten, sprunghaft ausgebildeten Flanke 124a der ersten Eingriffsausnehmung 123 mit einem hervorragenden ersten Endabschnitt 131z an. Der zweite Endabschnitt 131z befindet sich innerhalb der Durchgangsöffnung 133. Bei einer Drehung im Uhrzeigersinn gleitet der erste Endabschnitt 131z entlang der zweiten Flanke 124b (7b), bis der zweite Endabschnitt 131z aus der Durchgangsöffnung 133 immer weiter hervorragt (7c, 7d) und schließlich sich der erste Endabschnitt 131z nahezu oder komplett in der Durchgangsöffnung 133 befindet, bevor dieser sich in die um etwa 120° versetzt zu der ersten Eingriffsausnehmung 123 angeordnete zweite Eingriffsausnehmung 123 bewegt und somit wieder aus der Durchgangsöffnung 133 herausragt (7e). Eine entsprechende zeitverzögerte Bewegung erfährt der zweite Endabschnitt 131z, der in 7d noch nicht die zweite Flanke 124b kontaktiert, aber dann in 7e entlang der zweiten Flanke 124b entlanggleitet und den gegenüberliegenden Endabschnitt 131z aus der Durchgangsöffnung 133 herausbewegt (7f). Der Vorgang setzt sich bei Drehung im Uhrzeigersinn kontinuierlich fort, wie die 7g-7i belegen. Dies erfolgt für jedes Kopplungselement 131 entlang einer Eingriffsoberfläche 122a.the 7th shows schematically in different plan views the sequence of movements of the freewheel device 110 with a coupling element 131 . The pin-shaped coupling element is accordingly located 131 at the beginning in a 12 o'clock position and lies on the first, erratic flank 124a the first engagement recess 123 with an excellent first end section 131z on. The second end section 131z is located inside the through opening 133 . When rotated clockwise, the first end section slides 131z along the second flank 124b ( 7b) until the second end section 131z from the through opening 133 always protrudes ( 7c , 7d ) and finally the first end section 131z almost or completely in the through opening 133 is located before this is in the offset by about 120 ° to the first engagement recess 123 arranged second engagement recess 123 moved and thus back out of the passage opening 133 protrudes ( 7e) . The second end section experiences a corresponding time-delayed movement 131z who is in 7d not yet the second flank 124b contacted but then in 7e along the second flank 124b slides along and the opposite end portion 131z from the through opening 133 moved out ( 7f) . The process continues continuously when turned clockwise, like the 7g-7i occupy. This is done for each coupling element 131 along an engagement surface 122a .

Claims

Cranking device (100), in particular a starter, for cranking an internal combustion engine, comprising at least one freewheel device (110) which couples an output shaft (24) of the cranking device (100) extending in an axial direction (A) to an internal combustion engine by axially displacing it, wherein a pawl clutch (101) is provided on the freewheel device (110) for coupling, characterized in that the pawl clutch (101) faces an engagement unit (120) surrounding the output shaft (24) with one of the output shafts (24) facing the freewheel device (110) Engagement surface (122a) and a coupling unit (130) coupling the output shaft (24) to the engagement unit (120), and the coupling unit (130) at least one coupling unit (130) radially penetrating the output shaft (24) in a through opening (133) of the output shaft (24) displaceably mounted, with at least one end section (131z) protruding over an outer surface of the output shaft (24) an acting coupling element (131) for engaging the engagement surface (122a) upon coupling with the protruding end portion (131z).

Turning device (100) after Claim 1 , characterized in that the coupling unit (130) has at least one further coupling element (131), one further engagement surface (122a) and / or at least one further through opening (133).

Turning device (100) after Claim 2 , characterized in that the at least one further coupling element (131), the at least one further engagement surface (122a) and / or the at least one further through opening (133) with and / or offset by an offset to the coupling element (131), the engagement surface (122a) and / or the through opening (133) is arranged.

Turning device (100) after Claims 3 , characterized in that the offset is formed in a circumferential direction of the output shaft (24) and / or in the axial direction (A) of the output shaft (24).

Starting device (100) according to one of the previous ones Claims 1 until 4th , characterized in that the engagement surface (122a) in the circumferential direction and / or in the axial direction (A) has a spacing which changes radially to the output shaft (24) for the formation of engagement recesses (123).

Turning device (100) after Claim 5 , characterized in that the engagement recesses (123) have at least in the circumferential direction a jump-like flank (124) in the manner of a shaft shoulder and a beveled flank (124) in the manner of an inclined plane in order to realize an engagement dependent on the direction of rotation.

Starting device (100) according to one of the previous ones Claims 1 until 6th , characterized in that each coupling element (131) is assigned an engagement surface (122a).

Starting device (100) according to one of the previous ones Claims 1 until 7th , characterized in that at least one engagement surface (122a) and / or at least one engagement recess (123) for a first direction of rotation and an engagement surface (122a) and / or an engagement recess (123) for has a different, opposite direction of rotation.

Starting device (100) according to one of the previous ones Claims 1 until 8th , characterized in that at least one of the coupling elements (131) and / or the respective associated through opening (133) has a non-rotationally symmetrical cross section.

Cranking device (100), in particular a starter, for cranking an internal combustion engine, comprising at least one freewheel device (110) which couples an output shaft (24) of the cranking device (100) extending in an axial direction (A) to an internal combustion engine by axially displacing it, wherein a ratchet clutch (101) is provided on the freewheel device (110) for coupling, characterized in that at least one engagement surface (122a) and / or at least one engagement recess (123) for a first direction of rotation and an axially spaced apart, another coupling element ( 131) has associated engagement surface (122a) and / or an engagement recess (123) for another, opposite direction of rotation.