DE19727545A1 - Andrehvorrichtung für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Andrehvorrichtung für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei derartigen Andrehvorrichtungen wird der Zahnkranz bzw. das Zahnrad am Verbrennungsmotor vom Starterritzel über den Startermotor, das Vorgelegegetriebe und eine Freilaufkupp­ lung angetrieben. Dies geschieht dann, wenn das Anlaßrelais betätigt worden ist und über einen Hebel die Abtriebswelle mit dem darauf gelagerten Starterritzel in Eingriff mit dem Zahnkranz bringt. Auf den Hebel wirken u. a. auch zwei Federn ein, nämlich eine Einspurfeder und eine entgegengesetzt wir­ kende Abschaltfeder. Bei üblichen Startern befinden sich die Einspurfeder auf der Abtriebswelle, wodurch jedoch die An­ drehvorrichtung bzw. der Starter in axialer Richtung für en­ ge Einbauverhältnisse zu lang werden.

Um dies zu vermeiden ist aus der DE-PS 30 08 623 bekannt, diese beiden Federn auf der Ankerstange des Anlaßrelais bzw. in Achsrichtung an dem den Starter betätigenden Elektroma­ gneten anzuordnen. Dadurch baut die Andrehvorrichtung kür­ zer. Die Anordnung dieser beiden Federn an der Ankerstange ist jedoch aufwendig, da hier zwei Buchsen notwendig sind, von denen die eine radial außerhalb der anderen gleitend an­ geordnet werden muß. Beide Buchsen weisen Anschlagflächen auf, zwischen welchen das äußere Ende des Starter- Einrückhebels liegt. Eine derartige Konstruktion ist zudem auch aufwendig in der Montage und verlangt entsprechendes Fingerspitzengefühl, da die Teile sehr klein bauen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Andrehvorrichtung mit den kennzeichnen­ den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vor­ teil, daß die Anordnung der beiden oben genannten Federn und der sie aufnehmenden Teile besonders einfach gestaltet ist. Dadurch ergibt sich eine weitere Verbilligung und Verbesse­ rung und auch eine einfachere Montage der Andrehvorrichtung. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung.

Zeichnung

Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Andrehvor­ richtung in Ruhelage;

Fig. 2 weitgehend identisch mit Fig. 1, jedoch in einer anderen Betriebszustand;

Fig. 3 einen Längsschnitt des Magnetankers des Anlaßrelais samt erfindungsgemäßer Anordnung der Einspurfeder und Ab­ schaltfeder.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der Beschreibung sind die nicht erfindungswesentlichen Bauteile nur kurz beschrieben, und zwar insoweit, wie sie zum Verständnis der Andrehvorrichtung notwendig sind. Diese hat einen Andrehmotor 10 mit Polgehäuse 11, in dem eine Er­ regerwicklung 12 angeordnet ist. Eine Antriebswelle 13 des Andrehmotors trägt einen spulenbewickelten Anker 15 und ei­ nen Kommutator 16 mit Kohlebürsten 17 samt Stromzuführung 18. Oberhalb des Polgehäuses sitzt ein Anlaßrelais 20, auf das weiter unten im einzelnen eingegangen ist.

Die Antriebswelle 13 ist mit ihrem kommutatorseitigen Ende in einem Kommutatorlagerschild 21 gelagert, und weist an ih­ rem anderen Ende eine Erweiterung 22 auf, die eine mittige Sacklochbohrung 23 hat. In diese Sacklochbohrung ragt das Ende 24 einer Abtriebswelle 25. Es sei nur nebenbei erwähnt, daß die Abtriebswelle 25 in einem bestimmten Betriebszustand auch Antriebswelle sein kann, nämlich dann, wenn sie von der Brennkraftmaschine bzw. deren Zahnkranz her angetrieben wird und eine Freilaufkupplung noch nicht angesprochen hat.

Die Abtriebswelle weist an ihrem äußeren Ende drehfest ein Antriebsritzel 26 auf, das durch entsprechende Verschie­ bung - worauf jedoch erst später eingegangen wird - mit dem Zahnrad 27 eines weiter nicht dargestellten Andrehgetriebes der Brennkraftmaschine in Eingriff gebracht werden kann. Am innenliegenden Ende der Antriebswelle 13 befindet sich auf seiner Außenseite eine Außenverzahnung 30, welche das Son­ nenrad 31 eines Vorgeleges 29 bildet, in diesem Fall ein Planetengetriebe. Mit dem Sonnenrad 31 kämmen Planetenräder 32, die wiederum mit einem Hohlrad 33 in Eingriff stehen.

An das Polgehäuse 11 ist in axialer Richtung ein langge­ strecktes Antriebslagerschild 38 angeschlossen und über Zu­ gankerschranken 42 mit dem Kommutatorlagerschild 21 und dem Polgehäuse 11 verbunden. Im Antriebslagerschild 38 befindet sich vorn in einer Durchgangsbohrung 40 ein Rollenlager 41, in dem das äußere Ende der Abtriebswelle 25 gelagert ist. Das Antriebsritzel 26 befindet sich außerhalb des Lager­ schilds 38.

Innerhalb des Antriebslagerschildes 38 befindet sich ein Zwischenlagerschild 43, das in einer mittigen Bohrung ein Nadellager 58 aufnimmt, in welchem der eine Teil eines buch­ senformigen Innenrings 45 eines Freilaufs 46 gelagert ist. An der Innenseite des Innenrings 45 ist eine Steilgewinde­ verzahnung 47 ausgebildet, in welche eine ebensolche Steil­ gewindeverzahnung 48 am inneren Ende der Abtriebswelle 25 eingreift. Wie bereits oben erwähnt, kann die Abtriebswelle 25 axial verschoben werden, der Hub wird begrenzt durch ei­ nen Sprengring 50 am inneren Ende der Abtriebswelle. Die Steilgewindeverzahnung 48 ist relativ lang ausgebildet, so daß auch bei einer starken Verschiebung der Abtriebswelle die Verzahnung am Innenring 45 stets im Eingriff mit ihr bleibt. Der Außenring des Freilaufs trägt die Bezeichnung 52. Zwischen ihm und dem Innenring befinden sich in üblicher Weise Rollen 53 und zwischen diesen liegende Federn 54. Es handelt sich somit um einen bei Andrehvorrichtungen dieser Art üblichen Rollen-Freilauf. Der Außenring 52 weist an sei­ ner dem Andrehmotor zugewandten Stirnseite mehrere Sackboh­ rung 55 auf, in welche Bolzen 56 eingepreßt sind, welche die Planetenräder 32 tragen. Zwischen Innen- und Außenring 45 und 52 befinden sich ein Nadellager 59.

Das Anlaßrelais 20 weist eine Spule 61 auf, innerhalb wel­ cher ein Anker 63 geführt ist. Er hat eine mittige Bohrung 64, in welcher einerseits ein Schaltbolzen 65 gelagert ist, welcher an seinem aus einem Magnetkern 67 herausragenden En­ de einen Kontakt 68 trägt, welcher mit je einer entsprechen­ den Kontaktfläche zweier feststehenden Kontakte 69 zusammen­ wirkt. In der Ausgangsstellung nach Fig. 1 ist der Kontakt geöffnet, man erkennt einen Spalt s. Auf den Schaltbolzen wirkt eine Druckfeder 71, die sich einerseits am Kopf des Schaltbolzens 65 abstützt, andererseits an der Innenseite des Magnetkerns 67.

Achsgleich zum Schaltbolzen 65 ist in der Bohrung 64 des Ma­ gnetankers 63 ein Druckbolzen 73 fest angeordnet, der in ei­ ne verschiebbare, mit einem als Längsschlitz 74C ausgebilde­ ten Durchbruch versehene Kunststoffhülse 74 hineinragt. Es sei noch erwähnt, daß in der Bohrung 64 noch eine Feder 75 angeordnet ist, die sich mit ihrem einen Ende am linken Ende der Bohrung 64 abstützt, während sie mit ihrem anderen Ende auf den Schaltbolzen 65 einwirkt und diesen gegen die Druck­ feder 71 drückt. Zum besseren Verständnis wird auf die Fig. 3 verwiesen.

Am außenliegenden Ende des Ankers 63 ist eine Metallhülse 76 befestigt, und zwar mit einer Bördelverbindung 77. An eine nach innen gerichtete Schulter 76A der Metallhülse 76 legt sich das eine Ende einer sogenannten Einspurfeder 79 an, de­ ren anderes Ende sich am Rand 74A der Kunststoffhülse 74 ab­ stützt. Innerhalb der Kunststoffhülse 74 befindet sich achs­ gleich zur Einspurfeder 79 eine sogenannte Abschaltfeder 80, die der Einspurfeder 79 in bezug auf die Kunststoffhülse entgegenwirkt. Sie stützt sich mit ihrem einen Ende am Druckbolzen 73 ab, mit ihrem anderen Ende an einer Platte 81, welche am äußeren Ende einer die Abschaltfeder 80 auf­ nehmenden Sacklochbohrung 82 der Kunststoffhülse 74 einge­ setzt ist. Wenn man nun wieder die Fig. 1 betrachtet, so sieht man, daß das äußere Ende 84 eines Gabelhebels 83 zwi­ schen der Platte 81 und dem Ende 74B der Kunststoffhülse 74 liegt. Der Gabelhebel 83 ist um einen gehäusefesten Punkt 85 drehbar. Das andere Ende des Gabelhebels weist eine Gabel 86 auf, die um die Abtriebswelle 25 herumgreift und über Mit­ nehmerscheiben 87, 88, 89 gelenkig mit der Abtriebswelle verbunden ist. Das heißt, wenn der Gabelhebel 83 verschwenkt wird, erteilt er der Abtriebswelle 25 eine Axialbewegung zum Einrücken des Antriebsritzels 25 in den Zahnkranz der zu startenden Brennkraftmaschine.

Die Funktionsweise der Andrehvorrichtung ist wie folgt, wo­ bei zuerst jedoch eine kurze, allgemeine Erläuterung gegeben wird. Beim Andrehen der Brennkraftmaschine wird deren Zahn­ kranz 27 vom Ritzel 26 über den Andrehmotor 10, die Antriebswelle 13, das Vorgelege 29, bestehend aus Sonnenrad 31, Planetenräder 32 und Hohlrad 33 sowie den Freilauf 46 angetrieben. Die Planetenräder übertragen des Drehmoment da­ bei auf den Außenring 52 des Freilaufs und über die Rollen 53 auf den Innenring 45. Über diesen wird die Abtriebswelle 25 angetrieben.

Erfindungswesentlich ist das Anlaßrelais 20 mit seinem Ma­ gnetanker 63 und dem mit diesem verbundenen Teilen. Die An­ drehvorrichtung wird in bekannter Weise mit dem Zündschlüs­ sel des Fahrzeugs gestartet. Die Fig. 1 zeigt die Ruhelage der Andrehvorrichtung. Ist das Anlaßrelais 20 in Betrieb, bewegt sich der Magnetanker 63 entgegen der Kraft der Druck­ feder 71. Durch die Bewegung des Magnetankers 63 nach rechts wird über die Metallhülse 76 die vorgespannte Einspurfeder 79 nach rechts bewegt. Gleichzeitig wird über die Kunst­ stoffhülse 74 der Einrück-Gabelhebel 83 im Uhrzeigersinn verschwenkt. Es sei noch erwähnt, daß die Abtriebswelle 25 vom Gabelhebel 83 über die Mitnehmerscheiben 87 bis 89 axial bewegt wird. Die Abtriebswelle 25 wird nun nach links ver­ schoben, bis die Stirnseite des Starterritzels 26 die Stirn­ seite des Zahnrads 27 berührt. Es ist sehr unwahrscheinlich, daß nun schon ein Zahn des Starterritzels eine Zahnlücke am Zahnrad 27 gefunden hat. Auf das Starterritzel 26 wirkt nun die Differenzkraft zwischen der Einspurfeder 79 und der Ab­ schaltfeder 80.

Der Magnetanker 63 bewegt sich weiter nach rechts und spannt auch die Einspurfeder 79 durch Abheben der Kunststoffhülse 74 von Magnetanker 63 weiter vor, bis die Kontakte 68, 69 in Berührung gekommen sind (siehe hierzu Fig. 2). In diesem Moment wird der Andrehmotor gestartet, worauf die Antriebs­ welle 13 - wie oben beschrieben - die Abtriebswelle 25 an­ treibt. Damit bewegt sich das Starterritzel 26 entlang der Stirnfläche des Zahnrads 27, bis über die Stirnschräge des Starterritzels und die Differenzkraft zwischen Einspurfeder 79 und Abschaltfeder 80 das Starterritzel 26 in eine Zahn­ lücke des Zahnrads 27 eintauchen kann. Nun wird die Brenn­ kraftmaschine angetrieben. Die Einspurfeder 79 entspannt sich wieder bis zu ihrer ursprünglich vorgespannten Stel­ lung.

In Fig. 2 ist zu erkennen, daß die Kontakte 68, 69 ge­ schlossen sind. Der Gabelhebel 83 befindet sich etwa in senkrechter Stellung, Antriebsritzel und Zahnrad berühren sich nun. Hier erkennt man auch, daß sich die Kunststoffhül­ se 74 vom Magnetanker 63 entfernt und die Einspurfeder 79 stärker vorgespannt hat.

Beim Einspuren des Starterritzels 26 in den Zahnkranz 27 wird die Abtriebswelle durch den Vortrieb über das Steilge­ winde bewegt, und zwar solange, bis der Sprengring 50 an ei­ ner Kante des Innenrings 45 zur Anlage kommt. Das Einspuren des Starterritzels 26 in das Zahnrad 27 ist nun beendet.

Startet im eingerückten Zustand der Zahnräder der Verbren­ nungsmotor nicht, so wird durch Abschalten des Anlaßrelais 20 die vorgespannte Druckfeder 71 auf der Schaltachse des Elektromagneten entgegen der gering vorgespannten Abschalt­ feder 75 den Magnetanker 63 nach links bewegen und die Kon­ takte 68, 69 wiederum öffnen. Der Vorgang kann von neuem be­ ginnen.

Claims (4)

1. Andrehvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem An­ drehmotor (10), dessen Antriebswelle (13) über ein Vorgelege (29) mit einer Abtriebswelle (25) in Wirkverbindung steht, die Teil eines Einspurgetriebes mit Freilauf (46) und An­ drehritzel (26) ist, das auf der Abtriebswelle drehfest an­ geordnet ist und durch axiales Verschieben mit einem Zahn­ kranz (27) des Andrehgetriebes der Brennkraftmaschine in Eingriff gebracht wird, sowie mit einem elektrischen Anlaß­ relais (20) mit Elektromagnet, dessen Magnetanker (63) über einen Fortsatz (73) mit einem um einen gehäusefesten Punkt (85) drehbar gelagerten Einrückhebel (83) in Wirkverbindung steht und durch eine Schwenkbewegung die Abtriebswelle (25) ebenfalls axial zu verschieben vermag, wobei auf den Ein­ rückhebel die Differenzkraft zweier einander entgegenwirken­ der, gleichachsig an einer Hülse (76) angeordneten Federn einwirkt, nämlich einer sogenannten Einspurfeder (79) und einer Abschaltfeder (80), die von der Stellung des Magnetan­ kers (63) in ihrer Vorspannung veränderbar sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Hülse (76) fest mit dem Magnetanker (63) verbunden ist, daß sich zwischen ihr und einem innen­ liegenden, verschiebbaren und ebenfalls hülsenförmigen Mit­ nehmer (74) die Einspurfeder (79) befindet, und daß inner­ halb des Mitnehmers (74) die Abschaltfeder (80) angeordnet ist, die einerseits an einem Fortsatz (73) des Magnetankers anliegt und andererseits an einem auf das außenliegende Ende des Einrückhebels (83) einwirkenden Druckkörper (81), wobei der Mitnehmer (74) einen Durchbruch (74C) zum Eingriff des Einrückhebelendes aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (74) eine Kunststoffhülse ist, die innerhalb der Hülse (76) angeordnet ist, welche durch eine Bördelver­ bindung (77) mit dem Anker (63) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Magnetanker (63) ein Druckbolzen (73) fest angeordnet ist, an den sich das eine, innenliegende Ende der Abschaltfeder (80) anlegt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich die Einspurfeder (79) einerseits auf einer nach innen gerichteten Schulter (76A) am Ende der Hül­ se (76) und andererseits an einer Ringschulter (74A) am an­ kerseitigen Ende der Kunststoffhülse (74) abstützt, die ge­ genüber dem Magnetanker (63) axial verschiebbar ist.