DE1931582A1 - Schubschraubtrieb fuer Andrehmotoren von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

R. 9514
19.6.1969 Sh/Sz

Anlage zur

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ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart W, Breitscheidstr. 4

Schubsehraubtrieb für Andrehmotoren von Brennkraftmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schubschraubtrieb für Andrehmotoren von Brennkraftmaschinen mit einem auf der Ankerwelle des Andrehmotors verschieb- und drehbar gelagerten Andrehritzel, das über eine als Überholkupplung wirkende Stirnverzahnung mit einem ebenfalls lose auf der Ankerwelle sitzenden Kupplungsteil in Eingriff steht, das drehfest, jedoch axial entgegen der Kraft einer Feder verschiebbar mit einem Mitnehmer verbunden ist, welcher aus einem das Kupplungsteil übergreifenden Ringkörper und einer drehfest mit dem Ringkörper verbundenen, ein Innen-Steilgewinde tragenden Führungshülse besteht, die auf einem entsprechend ausgebildeten Gewindeabschnitt der Ankerwelle gelagert ist und unter dem Einfluß von beim Andrehvorgang wirksam werdenden Verschiebemitteln steht.

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Schubschraubtriebe dieser Art sind wegen der Starrheit der Stirnzahnkupplung in der einen Drehrichtung zur übertragung hoher Drehmomente, wie sie z. B. beim Andrehen schneilaufender Direkteinspritz-Dieselmotoren auftreten, geeignet. Diese Getriebe wurden jedoch durch den beim Einspuren des Andrehritzels in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine auftretenden Eins purschlag, durch die während des Andrehvorgangs zu übertragenden Drehmomentspitzen und durch das Aneinanderreihen der Kupplungszähne bei Überholdrehzahl des Andrehritzels nach erfolgtem Starten der Maschine stark beansprucht.

Bei einer bekannten Ausführung von Schubschraubtrieben der erwähnten Art sind die Mittel zur drehfesten Verbindung des Kupplungs teils mit dem Mitnehmer an der der Führungshülse des Mitnehmers zugekehrten Stirnseite des Kupplungsteiles angebracht. Diese Ausführung hat den Nachteil, daß die Verbindungsmittel von Kupplungsteil und Mitnehmer wegen ihres verhältnismäßig geringen Abstandes zur Drehachse der Ankerwelle besonders hohen Kräften ausgesetzt sind und daher rasch verschleißen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schubschraubtrieb für hohe Beanspruchung zu schaffen, der sich durch große Verschleißfestigkeit und lange Lebensdauer auszeichnet und darüber hinaus aus einfachen und leicht zusammensetzbaren Teilen besteht.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ringkörper des Mitnehmers mit mindestens einem Längsschlitz versehen ist, in den. ein Ansatz am Umfang des Kupplungsteils mit dem für eine einwandfreie Bewegung in axialer Richtung erforderlichen Spiel greift, und daß ferner zwischen einer axialen Schulter des Mitnehmers und dem Kupplungsteil min-

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destens ein Dämpfungselement angeordnet ist, das beim Andrehvorgang an der Schulter und dem Kupplungsteil unter elastischer Verformung anliegt.

Dadurch ist ereicht, daß die Verbindungsmittel von Kupplungsteil und Mitnehmer einen größeren Abstand zur Drehachse der
Ankerwelle haben als bei der bekannten Ausführung und daher
weniger stark als bei dieser beansprucht werden. Darüber hinaus sorgt das Dämpfungselement zwischen Kupplungsteil und Mitnehmer dafür, daß Einspurschläge und Drehmomentspitzen abgeschwächt auf den Mitnehmer übertragen werden.

Die Erfindung sieht weiter vor, daß zwischen dem Andrehritzel und dem Kupplungsteil in an sich bekannter Weise eine das Lösen der Stirnverzahnung unterstützende Fliehkrafttrenneinrichtung angeordnet ist.

Die Anordnung kann vorteilhaft so getroffen sein, daß der mit dem Andrehritzel verbundene Zahnkranz der als Uberholkupplung wirkenden Stirnverzahnung an der dem Kupplungsteil zugekehrten Stirnseite eine zylindrische Ausnehmung hat, in der ein mindestens zwei gleichmäßig verteilte Kugeln aufnehmender Käfig
sitzt, und daß am Kupplungsteil ein in die Ausnehmung hineingreifender, mit seiner inneren Kegelfläche an den Kugeln anliegender Konusring befestigt ist.

Die Fliehkrafttrenneinrichtung sorgt dafür, daß die Zähne der als Uberholkupplung wirkenden Stirnverzahnung zwischen Andrehritzel und Kupplungsteil rasch außer Berührung kommen, wenn
die Brennkraftmaschine angesprungen ist und ihr Zahnkranz das Andrehriozel schneller als die Ankerwelle des Andrehnotors
dreht.

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Die Kombination der einen verhältnismäßig großen Abstand zur Drehachse der Ankerwelle aufweisenden Anordnung der Verbindungsmittel zwischen Kupplungsteil und Mitnehmer und dessen über das Kupplungsteil greifenden Ringkörper mit den Dämpfungselement zwischen Kupplungsteil und Mitnehmer und der Fliehkrafttrenneinrichtung zwischen Andrehritzel und Kupplungsteil ergibt einen Schubschraubtrieb, der sich durch besonders große Verschleißfestigkeit und darüber hinaus durch einen gedrängten, raumsparenden Aufbau auszeichnet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt.

Mit 10 ist die Ankerwelle eines nicht dargestellten Andrehmotors bezeichnet, deren eines Ende in einem Lagerschild 11 drehbar gelagert ist. Die Ankerwelle 10 hat einen glatten Abschnitt 12, auf dem ein Andrehritzel 13 längsverschiebbar und drehbar sitzt, sowie einen Abschnitt 14 mit einem Steilgewinde 151 auf dem sich ein topfförmiger Mitnehmer 16 mit seiner Führungshülse 17 verschrauben kann. Der Mitnehmer 16 ist mit gleichmäßig am Umfang verteilten Längsschlitzen 18 versehen, in welchen ein auf der Welle 10 drehbar und längsverschiebbar angeordnetes Kupplungsteil 19 mit seinen Ansätzen 20 axial verschiebbar geführt ist. Die dem Andrehritzel 13 zugekehrte Stirnseite 21 des Kupplungsteils 19 trägt sägezahnförmige Kupplungszähne 22, welche mit entsprechend ausgebildeten Kupplungszähnen 23 zusammenwirken, die sich auf der Stirnseite eines in das Innere des Mitnehmers 16 hineingreifenden Flansches 24 des Andrehritzels 13 befinden. Die Kupplungs zähne 22 und 23 werden im Ruhezustand des Schubschraubtriebes durch den Druck einer zwischen Kupplungsteil und der inneren Bodenfläche 25 sich abstützenden Zylinderfeder 26 in Eingriff gehalten. Die Kupplungs zähne 22 und 23

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bilden zusammen eine Überholkupplung, die eine Relativdrehung des Andrehritzels 13gegenüber dem Mitnehmer 16 gestattet, wenn die anzuspringende Brennkraftmaschine angesprungen ist und das Andrehritzel 13 gegenüber der Ankerwelle 10 des Andrehmotors beschleunigt. An der inneren Bodenfläche 25 des Mitnehmers 16 ist ein Gummiring 27 befestigt. Alle Getriebeteile sind durch einen Sicherungsring 28, der in einer Ringnut in der Innenwand des Mitnehmers 16 sitzt und an einer Flanke 29 des Flansches anliegt, im Innern des topfförmigen Mitnehmers 16 fixiert.

Auf der Führungshülse 17 sitzt eine zweiteilige Muffe 3Q, an der der gegabelte Arm eines Einrückhebels 31 angreift. Eine sich am Boden des Mitnehmers abstützende Schraubenfeder 32 drückt die Muffe 30 gegen einen fest auf der Führungshülse 17 angebrachten Sicherungsring 33· Der Hebel 31 wird durch ein nicht dargestelltes Einrückrelais betätigt und vermag über Schraubenfeder 32, Mitnehmer 16 und Kupplungsteil 19 das Andrehritzel 13 in einen Zahnkranz 34 der nicht dargestellten Brennkraftmaschine einzurücken. Die Stellung des Ritzels 13 bei vollständigem Eingriff wird durch einen fest auf der Welle 10 angebrachten Anschlagring 35 bestimmt. ,

Zur Unterstützung der Überholkupplung beim Lösen der Zähne 22 und 23 ist zwischen Kupplungsteil 19 und Flansch 24 des Andrehritzels 13 eine ausKugelkäfig 36, Kugeln 37 und Konusring 38 bestehende Fliehkrafttrenneinrichtung augeordnet. Der Kugelkäfig 36 sitzt fest in einer Aussparung 39 des Flan-" sches 24 und nimmt die Kugeln 37 auf. Der Konusring 38 ist ander Stirnseite 21 des Kupplungsteils 19 befestigt und liegt mit seiner Kegelfläche 40 an den Kugeln 37 an. Die Teile sind so bemessen, daß auch bei vollem Zahneingriff der überhol^ ' kupplung die Kugeln 37in. axialer Richtung nahezu ohne Spiel zwischen Kugelkäfig. 36 und Konusring 38 festgehalten sind,

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Die Arbeitsweise des Schubschraubtriebs ist so, daß die Muffe 30, der Mitnehmer 16, das Kupplungsteile 19 und das Andrehritzel 13 durch den elektromagnetisch betätigten Einrückhebel 31 gegen den Zahnkranz 34 geschoben werden. Wenn die Zähne des Ritzels 13 mit den Zahnlücken des Zahnkranzes JA lagermäßig übereinstimmen, wird die Eingriffsbewegung fortgesetzt, bis das Ritzel den Anschlagring 35 erreicht. In diesem Augenblick wird ein nicht dargestellter Anlaßschalter in üblicher Weise geschlossen und der nicht dargestellte Andrehmotor eingeschaltet. Dadurch wird die Ankerwelle 10 in Drehung versetzt; der Mitnehmer 16 schraubt sich auf dem Steilgewinde gegen den Zahnkranz 34 nach vorn und drückt über den Gummiring 27 und das Kupplungsteil 19 das Ritzel 13 gegen den Anschlag 35· Die Drehbewegung der Ankerwelle 10 wird über den Mitnehmer 16, das Kupplungsteil 19 und die in dieser Drehrichtung in schlupflosem Eingriff stehenden Zähne 22, 23 auf das Ritzel 24 übertragen, und die Brennkraftmaschine wird angedreht.

Der beim Auf treffen des Mitnehmers 16 auf das Kupplungsteil und beim Anlaufen des mit dem Zahnkranz 34 in Eingriff stehenden Andrehritzels erfolgende Einspurschlag wird durch den Gummiring 27 weitgehend gedämpft. Auch die während des Andrehvorgangs auftre tenden Drehmomentspitzen v/erden durch den Gummiring 27 erheblich gemildert auf die Ankerwelle 10 übertragen. Durch diese elastische Nachgiebigkeit arbeitet der erfindungsgemäße Schubschraubtrieb weicher, geräuscharmer und vor allem mit weniger Verschleiß als die bekannten Schubschraubtriebe.

Ji¹ alls bei der Einrückbewegung die Zähne des Ritzels 13 auf die Zähne des Zahnkranzes 34 sboßen, wird durch den Einrückhebel über. Muffe 30 und Schraubenfeder 32 der Mitnehmer 16 gegen da3

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Kupplungsteil 19 vorgeschoben, bis der Gummiring 27 am Kupplungsteil 19 zur Anlage kommt. Der Mitnehmer 16, das mit ihm in Drehrichtung formschlüssig verbundene Kupplungsteile 19 und das Andrehritzel 13 erfahren hierbei durch das Steilgewinde 15 eine Drehung, so daß das Ritzel 13 in vielen Fällen bereits vor dem Einschalten des Andrehmotors in den Zahnkranz 34- einspurt.

Reicht die Verdrehung des Ritzels I5 nicht aus oder trifft eine Stirnkante des Ritzelzahns auf eine Stirnkante eines Zahns des Zahnkranzes JA - "Eck-auf-Eck-Steilung" - so wird, nachdem der Gummiring 27 am Kupplungsteil 19 zur Anlage gekommen ist, die Muffe 30 durch den Einrückhebel 31 unter Zusammendrücken der Schraubenfeder 32 soweit verschoben, bis das nicht dargestellte Einrückrelais den Anlaßschalter schließt. Nunmehr läuft der Andrehmotor an und dreht den Ritzelzahn am Zahn des Zahnkranzes JA vorbei, bis er auf einer Lücke des Zahnkranzes steht. In diesem Moment wird das Ritzel 13 über Kupplungsteil 19 und Mitnehmer durch den Druck der gespannten Schraubenfeder 32 in den Zahnkranz JA eingeschoben und durch Schraubwirkung des Steilgewindes 15 bis zum Anschlagring 35 vorgedrückt.

Wenn die Brennkraftmaschine anläuft, beschleunigt der Zahnkranz JA das Andrehritzel 13, so daß es sich schneller als die Ankerwelle 10 dreht. Das hat zur Folge, daß das Ritzel über die Rückenflanken der sagezahnförmigen Zähne 23 auf die Zähne des Kupplungsgliedes 19 und den Mitnehmer 16 eine vom Ritzel weggerichtete Axialkraft und eine den Mitnehmer 16 gegenüber der Ankerwelle 10 beschleunigende Umfangskraft ausübt. Unter dem Einfluß dieser Kräfte und infolge der Wirkung des Steilgewindes 15 geht der Mitnehmer 16 nach hinten zurück, bis der Sicherungsring 28 an der Flanke 29 des Ritzelflansches 24 zur

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Claims (4)

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   Ansprüche

   ( 1. Schubschraubtrieb für Andrehmotoren von Brennkraftmaschinen ^—' mit einem auf der Ankerwelle des Andrehmotors verschieb- und drehbar gelagerten Andrehritzel, das über eine als überhol-r kupplung wirkende Stirnverzahnung mit einem ebenfalls lose auf der Ankerwelle sitzenden Kupplungsteil in Eingriff steht, das drehfest, jedoch axial entgegen der Kraft einer ■ Feder verschiebbar mit einem Mitnehmer verbunden ist, welcher aus einem das Kupplungsteil übergreifenden Ringkörper und einer drehfest mit dem Ringkörper verbundenen, ein Innen-Steilgewinde tragenden Führungshülse besteht, die auf einem entsprechend ausgebildeten Gewindeabschnitt der Ankerwelle gelagert ist und unter dem Einfluß von beim Andrehvorgang wirksam werdenden Verschiebemitteln steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper des Mitnehmers (16) mit mindestens einem Längsschlitz (18) versehen ist, in den ein Ansatz (20) am Umfang des Kupplungsteils (16) mit dem für eine einwandfreie Bewegung in axialer Richtung erforderlichen Spiel greift, und daß ferner zwischen einer axialen Schulter des Mitnehmers (16) und dem Kupplungsteil (19) mindestens ein Dämpfungselement angeordnet ist, das beim Andrehvorgang an der Schulter und dem Kupplungsteil (19) unter elastischer Verformung anliegt.

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2. 2. Schubschraubtrieb nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Andrehritzel (13) und dem Kupplungsteil (19) in an sich bekannter Weise eine das Lösen der Stirnverzahnung (22, 23) unterstützende Fliehkrafttrenneinrichtung (36, 37, 38) angeordnet ist.
3. 3. Schubschraub trieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Andrehritzel (13) verbundene Zahnkranz der als Überholkupplung wirkenden Stirnverzahnung (22, 23) an der dem Kupplungsteil (19) zugekehrten Stirnseite eine zylindrische Ausnehmung (39) hat, in der ein mindestens zwei gleichmäßig verteilte Kugeln (37) aufnehmender Käfig (56) sitzt, und daß am Kupplungsteil (19) ein in die Ausnehmung (39) hineingreifender, mit seiner inneren Kegelfläche (40) an den Kugeln (37) anliegender Konus· ring (38) befestigt ist.
4. 4. Schubschraub trieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement zwischen dem Kupplungsteil (19) und der axialen Schulter des Mitnehmers (16) ein an der Schulter befestigter Gummiring (27) ist.

   5· Schubschraubtrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper und die Führungshülse (17) des Mitnehmers (16) einstückig miteinander

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