DE1948573B2 - Anlaßmotor für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Anlaßmotor für Brennkraftmaschinen mit einem auf der Welle des Motors verschraubbaren Kupplungsglied (insbesondere Kupplungsglied, das einen Freilauf mit nachgeschaltetem Andrehritzel trägt), ferner mit einer den Vorschub des Kupplungsgliedes unterstützenden Bremsvorrichtung nach Art einer am Motorgehäuse drehfest und axial geführten und gegenüber dem Kupplungsglied drehbaren und axial verschiebbaren Reibscheibe sowie mit einer durch das Kupplungsglied in Drehung versetzten Gegenreibscheibe, die von einer Feder zwecks Reibungsschlusses gegen die Reibscheibe gedrückt wird, wobei eine federnde Rückholvorrichtung dem Vorschub des Kupplungsgliedes entgegenwirkt.

In der deutschen Patentschrift 12 75331 wird ein Anlaßmotor für eine Brennkraftmaschine mit einem Kupplungsglied beschrieben, das mit einer Antriebswelle verschraubt ist Das Kupplungsglied gelangt als Folge der Schraubverbindung selbsttätig in Antriebsverbindung mit einem Teil der Brennkraftmaschine, wobei es durch eine Bremsvorrichtung an einer Mitdrehung mit der Anlasserwelle gehemmt wird. Die Bremsvorrichtung besteht aus einer sich nicht drehenden, aber axial beweglich auf das Kupplungsglied aufgezogenen Reibscheibe. Diese tritt mit einer Gegenreibscheibe in Reibungsschluß, welche sich mit dem Kupplungsglied mitdreht und federnd gegen die Reibscheibe gedrückt wird. Eine federnde Rückholvorrichtung wirkt dem Vorschub des Kupplungsgliedes entgegen. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird die Reibscheibe zwischen zwei durch das Kupplungsglied gedrehte Beilagscheiben eingepreßt, die durch eine koaxial zum Antriebsteil angeordnete Druckfeder gegeneinander sowie gegen einen auf dem Kupplungsglied angebrachten Sprengring gedrückt werden. Bei dieser Anordnung nehmen die Reibungskräfte, die zwischen den Beilagscheiben und der Reibscheibe ausgeübt werden, mit dem Vorschub des Kupplungsgliedes erheblich zu, d. h., wenn sich das Ritzel dem Schwungrad-Zahnkranz der Maschine nähen oder mit ihn im Eingriff kommt. Dadurch geht ein Teil der durch den Anlassermotor erzeugten Energie in der Bremsvorrichtung verloren, anstatt auf Ritzel und Zahnkranz übertragen zu werden.

Ein ähnlicher Anlaßmotor ist aus der deutschen Patentschrift 9 46 577 bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist das Kupplungsglied mit einem auf die Bremsvorrichtung wirkenden Vorsprung verbunden der beim Vorschub die Bremswirkung auf einen bestimmten Wert verringert. Dadurch soll erreicht werden, daß einerseits das Ritzel sicher einspurt, ohne am Zahnkranz der Brennkraftmaschine blockieren zu können. Andererseits soll ein vorzeitiges Ausspuren des Ritzels vermieden und schließlich sollen sowohl Ritzel als auch Anker nach dem Ausspuren rasch stillgesetzt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Anlaßmotor der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Leistung des Elektromotors voll auf das Zahnrad der Brennkraftmaschine übertragen wird, wenn das Ritzel eingespurt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

daß die Rückholvorrichtung aus einer Feder besteht, die zwischen der Reibscheibe und dem Gehäuse zusammengedrückt angeordnet ist, und daß bei Reibungsschluß die Reibscheibe zwischen der Gegenreibscheibe und einem Axiallager (7. B. Axialkugellager) eingespannt ist, das als Widerlager für die von den Federn ausgeübte Federkraft dient

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Schnittzeichnungen beschrieben. Es zeigen:

F i g. 1 und 2 einen Anlaßmotor nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in der eingefahrenen bzw. ausgefahrenen Stellung,

F i g. 3 und 4 einen Anlaßmotor nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in der eingefahrenen bzw. ausgefahrenen Stellung,

F i g. 5 und 6 einen Anlaßmotor nach einem dritten Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung in der eingefahrenen bzw. ausgefahrenen Stellung.

Der Anlaßmotor der F ί g. 1 und 2 besteht aus einem Gehäuse 10 mit dem Stator 12, in welchem sich der Rotor 14 dreht, auf dessen Antriebswelle 16 ein Kupplungsglied mit einem Ritzel 18, einem damit verbundenen Freilauf 20 und einer auf der anderen Seite des Freilaufs befindlichen Hülse 22 aufgeschraubt ist. Die Hülse 22 greift in ein entsprechendes Steilgewinde der Welle 16 ein. Bei einer Schraubbewegung des Kupplungsglieds greift das Rizel 18 in das Zahnrad 24 ein und bringt dadurch die Brennkraftmaschine zum Drehen. Am Ende seiner Axialbewegung liegt das Ritze! 18 an einem Ring 26 an, der auf der Welle 16 befestigt ist

Auf die Hülse 22 ist eine Druckfeder 28 aufgezogen, die zwischen einem Absatz 30 der Hülse 22 und einer Gegenreibscheibe 32 eingespannt ist. Die Gegenreibscheibe 32 wird gegen die Seitenfläche einer Reibscheibe 34 gedrückt, die mit ihrer anderen Fläche sich an einem Axiallager, beispielsweise dem Axialkugellager 36, abstützt. Dieses Lager liegt an einer Scheibe 38 an, die sich wiederum an einem Sprengring 40 abstützt, der in eine Nut der Hülse 22 eingelassen ist. Die Gegenreibscheibe 32 wirkt mit einer an der Hülse 22 herausgearbeiteten ebenen Fläche zusammen, so daß sie sich mit der Hülse 22 dreht.

Die Reibscheibe 34 ist mit sich gegenüberliegenden Vorsprüngen 42 versehen, in welche Kerben eingeschnitten sind, die mit stationären Längsrippen 44 zusammenwirken. Diese erstrecken sich an den Innenwänden des Gehäuses 10 parallel zur Achse der Welle 16. Aufgrund dieser Anordnung kann die Scheibe 34 Längsverschiebungen ausführen, sich aber nicht drehen.

Die Arbeitsweise des vorstehend beschriebenen Anlaßmotors ist wie folgt:

Nach Einschaltung des elektrischen Anlaßmotors wirkt das Steilgewinde der Welle 16 auf das entsprechende Muttergewinde der Hülse 22, wobei die Drehtendenz der letzteren durch die Reibung der durch die Feder 28 auf die Gegenreibscheibe 32 gedrückten Reibscheibe 34 gehemmt wird. Daraus ergibt sich, daß das Ritzel 18 in Eingriff mit dem Zahnrad 24 gebracht wird, bis es am Anschlagring 26 anstößt.

Sobald die Ritzelzähne mit dem Schwungradzähnen tr> in Eingriff gekommen sind, wobei die Brennkraftmaschine noch nicht angelassen ist, wird die Drehtendenz des Ritzels 18 nun durch das Zahnrad 24 gehemmt. Es kann seine Längsbewegung weiterführen, ohne auf die Reibwirkung zwischen Reib- und Gegenreibscheibe angewiesen zu sein, da diese Reibwirkung lediglich den Beginn des Verzahnungseingriffs erleichtern soll.

Aus den F i g. 1 und 2 geht hervor, daß bei einer Bewegi-.ng des Ritzels 18 in Richtung des Zahnrads 24 die durch die Feder 28 auf die Gegenreibscheibe 32 ausgeübte Kraft nicht verändert wird. Zwar wird die auf die Scheibe 34 einwirkende Feder 46 zusammengedrückt, doch ändert sich dabei die auf die Hülse 22 ausgeübte Reibungskraft nicht, zumal das Axialkugellager 36 praktisch reibungslos ist So bleibt in diesem Ausführungsbeispiel die Reibungswirkung während des gesamten Weges des Ritzels 18 zum Zahnrad 24 hin unverändert und erhöht sich nicht wie im Falle bekannter Vorrichtungen.

Die gegenseitige Unabhängigkeit der beiden Federn 28 (die die Gegenreibscheibe 32 an die Reibscheibe 34 drückt) und 46 (welche die Hülse 22 in ihre Ausgangsstellung zurückholt) gestattet es auch, die Bremswirkung der Feder 28 am Ende der Axialbewegung des Ritzels 18 aufzuheben (F i g. 3 und 4).

In den F i g. 3 und 4 gelten die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Teile wie in den F i g. 1 und 2.

Die im zweiten Ausführungsbeispiel vorgenommenen Änderungen sind wie folgt:

Zwischen dem Axialkugellager 36 und dem Sprengring 40 wurden eine zusätzliche Feder 50 und ein Anschlagring 52 auf die Hülse 22 aufgebracht.

Die die Führungen für die Reibscheibe 34 bildenden Rippen 44a sind kürzer als die Rippen 44 des ersten Ausführungsbeispiels; die Scheibe 34 trifft auf den Anschlag 54 des Gehäuses 10 nach einer Vorwätsbewegung der Länge »A«.

Im Ausführungsbeispiel der F i g. 3 und 4 wird die Gegenreibscheibe des ersten Ausführungsbeispiels durch den schalenförmigen Ring 32a ersetzt, der mit seiner Fläche 33 an der Reibscheibe 34 zur Anlage kommt. Die ebene Fläche 35 an der Hülse 22 verhindert die gegenseitige Drehung der Teile 32a und 22. Der schalenförmige Ring 32a ist aber an der Hülse 22 axial gleitend gelagert und besitzt einen eingelassenen Sprengring 31. Wenn sich der Anlaßmotor in Ruhestellung befindet, wie in F i g. 3 gezeigt, befindet sich der Sprengring 31 im Abstand »C« vom Boden des Rings 32a.

Anhand der F i g. 3 und 4 wird nun die Arbeitsweise des Anlaßmotors mit dem vorstehend beschriebenen Änderungen erläutert.

Wenn, wie in F i g. 3 gezeigt, der Anlaßmotor in Ruhestellung ist und dann eingeschaltet wird, so wirkt das Steilgewinde der Welle 16 mit dem der Hülse 22 zusammen. Die Drehtendenz des Kupplungsgliedes wird durch die Reibwirkung der durch die Feder 28 auf den Ring 32a gedrückten Scheibe 34 gehemmt. Das Kupplungsglied bewegt sich daher in der Fig.3 nach links. Der Aggregat aus Ring 32a, Reibscheibe 34, Axiallager 36 und Teller 38 bewegt sich gleichzeitig um den Weg »A«, worauf die Reibscheibe 34 unter der Wirkung der Feder 50, deren Kraft größer ist als die der Feder 46, an Anschlägen 54 am Ende der Rippen 44a zur Anlage kommt. Zu diesem Zeitpunkt steht das Ritzel 18 mit dem Zahnrad 24 über die Traglänge »A« in Eingriff. Da sich der Elektromotor weiterdreht, setzt sich auch die Längsbewegung des Ritzels 18 sowie die Längsbewegung der zugehörigen Bauteile (Freilauf 20, Hülse 22, Feder 28, Ring 32a und Sprengring 31 fort. Schließlich greift bei der fortgesetzten Längsbewegung das Ritzel

18 tief in die Zähne des Zahnrads 24 ein, bis es am Anschlagring 26 anstößt (Fig. 4).

Der Gesamtweg des Ritzels 18 zwischen der Stellung der F i g. 3 und der F i g. 4 setzt sich aus den Strecken »A« plus »B« zusammen. Die Strecke »B« erscheint in Fig.4 und entspricht dem Weg, um den sich der gegenseitige Anschlag von Hülse 22 und Teller 38 von letzterem entfernt. Da die Strecke »C« zwischen dem Boden des Reibrings 32a und dem Sprengring 31 um die Strecke »D« kleiner ist als die Strecke »B«, kommt der Sprengring 31 an dem Ring 32a zur Anlage. Wenn das Ritzel 18 am Anschlagring 26 anstößt, liegt die Seite 33 des Rings 32a um die Strecke »D« von der Reibscheibe 34 entfernt. In F i g. 4 wurde die Strecke »D« gestrichelt dargestellt; diese Figur zeigt die Stellung des Ritzels 18, wenn auf die Hülse 22 keine Reibung mehr einwirkt. Die Strecke »D« ist gleich dem Unterschied »B« minus »C«. Wenn sich das Ritzel 18 in einer Stellung befindet, die zwischen der durch die gestrichelte Linie dargestellten und der Anstoßstellung am Anschlagring 26 liegt, tritt kein Reibungsverlust infolge der aufgehobenen Bremsvorrichtung des Ringes 32a an der Scheibe 34 mehr auf. Infolge des Axiallagers besteht lediglich eine sehr kleine Gegenkraft gegen die Drehung, die jedoch vernachlässigbar klein ist.

Um die erwünschte Wirkungsweise zu erhalten, werden die Kräfte der Federn 28, 46 und 50 entsprechend abgestimmt. Die Spannung der Feder 28 muß so gewählt werden, daß sich diejenige Reibwirkung ergibt, die erforderlich ist, um den Vorschub des Ritzels 18 gegen Störreibungseffekte bewirken zu können. Die Spannung der Feder 46, welche die Rückholfeder für die Scheibe 34 darstellt, kann im wesentlichen unabhängig von der Spannung der Feder 28 gewählt werden. Jedoch muß die Spannung der Feder 50 so ausgelegt werden, daß ihre Kraft größer ist als die Summe der Kräfte der Federn 28 und 46, damit der Teller 38 gegen den dafür vorgesehenen Absatz an der Hülse 22 gedrückt werden kann.

Der Anlasser der F i g. 5 und 6 besteht aus dem Gehäuse 10 mit dem Stator 12, in welchem sich der Rotor 14 mit der Antriebswelle 16 dreht. Auf diese ist ein Kupplungsglied aufgeschraubt, das aus dem Ritzel 18, dem damit verbundenen Freilauf 20 und einer mit Steilgewinde versehenen Hülse 22 besteht, die auf der anderen Seite des Freilaufs 20 angebracht ist. Das Steilgewinde der Hülse 22 wirkt mit einem entsprechenden Gewinde der Welle 16 zusammen. Bei einer Schraubbewegung des Kupplungsglieds kommt das Ritzel 18 mit dem Zahnrad 24 in Eingriff. Am Ende seines Weges stößt das Ritzel 18 am Ring 26 an, der auf der Welle 16 angebracht ist.

Im Ausführungsbeispiel der Fig.5 und 6 ergibt sich die Reibung, d. h. Bremskraft an der Hülse 22, durch Druck der Stirnfläche des Rohres 60 gegen den Absatz 30 der Hülse (der im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Seitenfläche des Freilaufs 20 darstellt). Das Rohr 60 wird durch die Feder 62 gegen den Absatz 30 gedrückt, die zwischen einem Anschlagring 64 an der Hülse 22 und einer die Hülse 22 umgreifenden Scheibe 66 eingespannt wi ist. Das Rohr 60 bildet einen Teil des Axialkugellagers, dessen Kugeln 68 in die Vertiefungen 70 eingelassen sind. Diese befinden sich in einem Radialflansch 72 an demjenigen Ende des Rohres 60, das vom Absatz 30 abgewandt liegt. ι··

Das Rohr 60 befindet sich in der Mittelöffnung des schalenförmigen Rings 74, mit dem zusammen es die Reibscheibe des vorliegenden Ausführungsbeispiels bildet. Neben dem Flansch 72 befinden sich am Rohr 60 die Radialvorsprünge 75, die mit entsprechenden Schlitzen in der Mittelöffnung des Rings 74 zusammenwirken. An seinem äußeren Radialflansch 76 besitzt der Ring 74 Vorsprünge 78, die sich in Radialrichtung erstrecken und in Führungsnuten 80 eingreifen, die in Längsrichtung des Anlassergehäuses verlaufen.

Der Ring 74 kann aus Kunststoff bestehen. Der Ring 70 besteht aus einem Werkstoff mit guten Reibeigenschäften, zumindest an demjenigen Ende, das mit dem Absatz 30 zusammenwirkt. Zwischen dem Absatz 84 des Gehäuses 10 und dem Radialflansch 76 des Rings 74 ist eine Schraubenrückholfeder 82 angeordnet. Beim Vorwärtsweg des Kupplungsglieds gegen das Zahnrad 24 wird diese Feder 82 zusammengedrückt. Durch diese Verschiebung wird die Bremsvorrichtung 60—74 axial bewegt, bis die Vorsprünge 78 des Teils 74 an den Enden 86 der Nut 80 zur Anlage kommen. Die Wirkungsweise des Anlaßmotors der Fig.5 und 6 wird nachstehend näher erläutert:

Wenn sich das Kupplungsglied nach Fig.5 in Ruhestellung befindet und der elektrische Anlaßmotor eingeschaltet wird, sind Welle 16 und Hülse 22 bestrebt, sich zu verschrauben. Eine Drehbewegung der Hülse 22 wird durch die Reibwirkung des Rohrs 60 gehemmt, das auf dem Absatz 30 reibt. Das aus Ritzel 18, Freilauf 20 und Hülse 22 bestehende Kupplungsglied bewegt sich in F i g. 5 nach links. Das aus dem Rohr 60 und dem Ring 74 bestehende Reibelement wird axial verschoben, kann jedoch wegen des Zusammenwirkens der Vorsprünge 78 mit den Nuten 80 keine Drehbewegungen ausführen. Die anfängliche Mitnahme (nach links in Fig.5) der Teile 60, 74 wird durch den Längsdruck der Feder 62 bewirkt, die gegen die Scheibe 66 drückt, welche wiederum über die Kugeln 68 des Rohr 60 verschiebt. Die Teile 60, 74 durchlaufen einen Weg entsprechend der Strecke »X«, an deren Ende die Vorsprünge 78 an den Enden 86 der Führungsnuten 80 zur Anlage kommen. Das aus Ritzel 18, Freilauf 20 und Hülse 22 bestehende Kupplungsglied setzt seinen Weg bis zur Gesamtstrecke » Y« fort, an deren Ende das Ritzel 18 am Anschlagring 26 anstößt, wie in F i g. 6 gezeigt. Da die Strecke »Y« größer ist als »X«, setzen am Ende der Strecke »X« das Riizel 18, der Freilauf 20 und die Hülse 22 allein ihren Vorschub fort; das Ende des Rohres 60 kann dann keine Reibwirkung mehr auf den Absatz 30 der Hülse 22 ausüben. Ist das Kupplungsglied am Ende seines Hubes angelangt, so ist das Ende des Rohres 60 von dem Absatz 30 um einen Weg entfernt, der gleich der Strecke »Z« ist und der Differenz »Y« minus »X« entspricht. Daraus ergibt sich, daß das Kupplungsglied während des letzten Teils des Einspurvorganges, wenn das Ritzel 18 vom Anschlagring 26 um eine Strecke entfernt ist, die kleiner ist als »Z«, keiner Reibung mehr ausgesetzt ist und die gesamte Kraft des Elektromotors auf das Ritzel 18 übertragen wird.

Zur Erzielung der angestrebten Arbeitsweise muß die Kraft der Feder 62 naturgemäß größer sein als die Kraft der Rückholfeder 82.

Im Ausführungsbeispiel der Fig.5 und 6 wurde das aus Ritzel, Freilauf 20 und Hülse 27 bestehende Kupplungsglied in einem Anlassergehäuse tO dargestellt, das gleich dem Gehäuse der F i g. 3 und 4 ist. Es ist jedoch ohne weiteres denkbar, daß die Länge des Rohres 60 gegebenenfalls verringert werden könnte, z. B. auf die Hälfte der gezeigten Länge, wodurch sich eine erhebliche Verkleinerung der Gesamtabmessungen der Vorrichtung ergeben würde.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Anlaßmotor für Brennkraftmaschinen mit einem auf der Welle des Motors verschraubbaren Kupplungsglied (insbesondere Kupplungsglied, das einen Freilauf mit nachgeschaltetem Andrehritzel trägt), ferner mit einer den Vorschub des Kupplungsgliedes unterstützenden Bremsvorrichtung nach Art einer am Motorgehäuse drehfest und axial geführten ' ο und gegenüber dem Kupplungsglied drehbaren und axial verschiebbaren Reibscheibe sowie mit einer durch das Kupplungsglied in Drehung versetzten Gegenreibscheibe, die von einer Feder zwecks Reibungsschlusses gegen die Reibscheibe gedrückt wird, wobei eine federnde Rückholvorrichtung dem Vorschub des Kupplungsgliedes entgegenwirkt, dadurchgekennze lehnet, daß die Rückholvorrichtung aus einer Feder (46) besteht, die zwischen der Reibscheibe (34) und dem Gehäuse (10) zusammengedrückt angeordnet ist, und daß bei Reibungsschluß die Reibscheibe (34) zwischen der Gegenreibscheibe (32) und einem Axiallager (z. B. Axialkugellager 36) eingespannt ist, das als Widerlager für die von den Federn (28, 46) ausgeübte Federkraft dient.

2. Anlaßmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Reibscheibe (34) und dem Gehäuse (10) stationäre Längsrippen (44) vorgesehen sind und Anschläge (54) am Gehäuse den Vorschub der Reibscheibe (34) nach einem vorbestimmten Vorschub des Kupplungsgliedes unterbrechen.

3. Anlaßmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenreibscheibe (32) auf eine Hülse (22), die Teil des Kupplungsgliedes ist, aufgeschoben ist und durch eine die Hülse (22) umgreifende Druckfeder (28) gegen einen Anschlag (31) der Hülse (22) gedrückt wird, wobei am Ende des Vorschubweges des Kupplungsgliedes, nachdem die Reibscheibe (34) an den Anschlag (54) angestoßen ist, die Gegenreibscheibe (32) am Anschlag (31) zur Anlage kommt, wodurch diese von der Reibscheibe (34) wegbewegt wird.

4. Anlaßmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibfläche der Gegenreibscheibe aus der Seitenfläche (30) eines Absatzes an der Hülse (22) besteht und die Reibscheibe (60) durch eine Druckfeder (62) gegen diese Fläche (30) gedrückt wird (F ig. 5). so

5. Anlaßmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibscheibe aus einem Rohr (60) und einem schalenförmigen Ringteil (74) besteht, wobei das Rohr (60) an seinem von der Reibstelle fortweisenden Ende mit einem Flansch (72) versehen ist.

6. Anlaßmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche des Flansches (72) mit Vertiefungen (70) zur Aufnahme der Kugeln (68) des Axialkugellagers versehen ist, wobei das Lager einen Lagerring (66) besitzt, der durch die Druckfeder (62) gegen die Kugeln (68) gedrückt wird.

7. Anlaßmotor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (60) mit einer radialen Rippe (75) ausgestattet ist, die in einen Radialschlitz ^h5 in der öffnung des schalenförmigen Ringteils (74) eingreift.

8. Anlaßmotor nach einem der Ansprüche 5 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Strecke (X) zwischen der Reibscheibe (74) und dem den Vorschub der Reibscheibe (74) unterbrechenden Anschlag (86) kleiner ist als die volle Verschiebung (Y) des Kupplungsgliedes.