DE2210952A1 - Starter gear - Google Patents
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Description
Dipl Ing.H.H ■>■.--. ■;.-·■._ v/-V/3hnert Dipl.Inn.E Or^- ·;-.-■; ^ 8 Münchtna-. - ;.;■; Telefon 5i5-ouoDipl Ing.HH ■> ■ .--. ■; .- · ■ ._ v / -V / 3hne rt Dipl.Inn.E Or ^ - ·; -.- ■; ^ 8 Münchtna-. -;.; ■; Telephone 5i5-ouo
Bendix Center 3. März 1972 Bendix Center March 3 , 1972
Southfield^ich. 48075, So uthfi eld ^ i. 480 75. USAUnited States
* Anv/altsakte H-2066* Anv / old file H-2066
Anlasser^etriebeStarter gears
Die Erfindung bezie?it sich auf Anlassergetriebe für Brennkraftmaschinen .The invention relates to starter transmissions for internal combustion engines .
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Motoranlassergetriebe mit einer gleitend auf einer Antriebswelle gelagerten, am einen Ende mit einer schrägen Außenverzahnung versehenen Schalthülse, eii-oui gleitfähig axial verschiebbar gelagerten Ritzel, das in und außer Eingriff mit einem Zahnrad des zu startenden Motors verstellbar ist, einem am Ritzel befestigten Abtriebs-Kupplungsteil und einem Antriebs-Kupplungsteil, das mit einer mit der Außenverzahnung der ijchalthülse kämmenden Innenverzahnung versehen ist, wobei die beiden Kupplungsteile eine federnd in die eingerückte :Johaltlage gedruckte Verschiefce-J?reilaufkupplung mit zwangsläufigem yerzahnungcein,'riff bilden.In particular, the invention relates to a motor starter gear with a slidingly mounted on a drive shaft, provided at one end with an oblique external toothing shift sleeve, eii-oui slidably mounted axially displaceable pinion, which is adjustable in and out of engagement with a gear of the motor to be started, an output coupling part fastened to the pinion and a drive coupling part which is provided with an internal toothing that meshes with the external toothing of the switching sleeve, the two coupling parts forming a misalignment clutch with an inevitable yerzahnungcein, 'riff .
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Bekannte Anlassergetriebe dieser Art erfordern eine verhältnismäßig komplizierte Trennvorrichtung zum Trennen der Schaltzähne der Freilaufkupplung. Eine derartige Trennvorrichtung macht diese Getriebe lediglich für den Einbau in starke Motoren geeignet, insbesondere für Dieselmotoren mit großem Hubraum.Known starter gear of this type require a relatively complicated separating device for separating the Shift teeth of the overrunning clutch. Such a separator makes this gearbox only suitable for installation in powerful engines, especially for diesel engines with large displacement.
Erfindungsgemäß soll daher ein Anlassergetriebe geschaffen werden, das sich für leistungsschwächere Motoren eignet. Unter leistungsschv/ächeren Motoren v/erden solche verstanden, die während des Anlaßvorganges ein Dauermoment von etwa 10 mkg erfordern. Ein derartiges Anlassergetriebe muß kostengünstig und wartungsleicht sein und ferner über eine hohe Lebensdauer verfügen. Falls einfach die komplizierte Trennvorrichtung zum Lösen der Kupplungszahne fortgelassen und das Getriebe kleiner bemessen wird, wird zwar ein Getriebe erhalten, das die obigen Forderungen im wesentlichen erfüllt, jedoch einen entscheidenden Nachteil hat. Durch eine einfache Verkleinerung der Abmessungen und einen Verzicht auf einzelne Bauteile ergibt sich ein betriebe, das zunächst sehr zuverlässig arbeitet, bei dem jedoch schließlich (bereits nach 1/5 seiner Lebenserwartung) der zwangsläufige Kraftschluß mit dem zu startenden Motor verlorenzugehen beginnt. Bei einer Untersuchung derartiger Getriebe hat sich gezeigt, daß infolge eines Anschlagens der Zähne zwischen dem Ritzel undAccording to the invention, a starter transmission is therefore to be created which is suitable for less powerful engines. Low-power engines are understood to mean those which, during the starting process, have a continuous torque of about Require 10 mkg. Such a starter gear must be inexpensive and easy to maintain and also have a high Service life. If just the complicated separation device to loosen the coupling teeth omitted and the gearbox is dimensioned smaller, a gearbox is obtained that essentially meets the above requirements, however, has one major disadvantage. By simply reducing the dimensions and doing away with individual ones Components results in a company that works very reliably at first, but which eventually (already after 1/5 of its life expectancy) the inevitable frictional connection with the engine to be started begins to be lost. at an investigation of such transmission has shown that as a result of a striking of the teeth between the pinion and
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und dem Zahnrad des zu startenden Motors eine Ankoppelung des Getriebes an den Motor verhindert und dennoch die Stellvorrichtung für die Kontaktstücke des Anlassermotors soweit in Axialrichtung verschiebbar ist, daß die Kontaktstücke geschlossen werden und die Antriebswelle in Drehung versetzt wird. Dieser Vorgang, der ohne ein Ankoppeln des Ritzels an den Zahnkranz des zu startenden Motors erfolgt, bedingt einen Zahnabrieb des Zahnkranzes und/oder Ritzels, das dann in kostspieliger und seitraubender Weise ausgewechselt werden muß. Aus diesem Grund soll erfindungsgemäß insbesondere ein wirtschaftliches, zuverlässiges Hotoranlaßgetriebe geschaffen werden, das einen guten Drehmomentenschluß sicherstellt und über eine lange Lebensdauer verfügt.and the gear of the motor to be started a coupling of the gearbox to the motor and still the actuating device for the contact pieces of the starter motor is displaceable in the axial direction so far that the contact pieces are closed and the drive shaft is set in rotation. This process takes place without coupling the pinion the ring gear of the motor to be started takes place, causes a tooth abrasion of the ring gear and / or pinion, which then must be replaced in an expensive and cumbersome manner. For this reason, according to the invention in particular a Economic, reliable hot starter gear created that ensures a good torque connection and has a long service life.
Zu diesem Zweck ist das erfindungsgemäße Motoranlaßgetriebe dadurch gekennzeichnet, daß ein Drucklager vorgesehen ist, das das Ritzel mit der das Getriebe an die Antriebswelle koppelnden Schalthülse verbindet. Durch Einsetzen eines Drucklagers in Form einer-reibungsarmen Scheibe zwischen einem mit einer hohen Drehzahl umlaufenden Ritzel und der mit einer verhältnismäßig niedrigen Drehzahl umlaufenden Schalthülse wird die vom Ritzel an die Schalthülse übertragene Rotationsenergie sehr klein gehalten.For this purpose, the engine starting gear according to the invention is characterized in that a thrust bearing is provided, that connects the pinion with the shift sleeve coupling the gearbox to the drive shaft. By inserting a Thrust bearing in the form of a low-friction washer between a pinion rotating at a high speed and the pinion rotating at a relatively low speed Shift sleeve, the rotational energy transmitted from the pinion to the shift sleeve is kept very small.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der iJrfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung inFurther details and advantages of the invention result from the claims and the following description in
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Verbindung mit der Zeichnung, die ein erfindungsgemäß ausgebildetes Motoranlassergetriebe im Schnitt und in teilweise gebrochener Seitenansicht zeigt.Connection with the drawing, which shows a designed according to the invention Shows engine starter gear in section and in partially broken side view.
Das Motoranlassergetriebe 10 ist auf einer Antriebswelle 12 eines nicht gezeigten Anlassermotors angebracht. Das Getriebe enthält eine axialvcrlaufende Schalthülse 14, die mit der Welle 12 über eine Schrägverzahnung 16 verbunden ist, so daß sie bezüglich der Welle 12 in Axialrichtunj verstellbar ist. An der Außenfläche des rechtsgelegenen Endes der Hülse sind Schrägverzahnungen 18 ausgebildet. Ein Antriebs-Kupplungsteil 20 ist mit G-ewindegängen versehen und ::u und von einem Zahnrad 22 des zu startenden Motors verstellbar. Der Einfachheit halber wird das im Sinne der Zeichnung rechte Ende der Hülse 14 als Versahnungsende und das im Sinne der Zeichnung linke Ende der Hülse 14 als Schaltende bezeichnet. Ein Ritzel 26 ist gleitend auf einem Lager 63 angeordnet, das seinerseits auf einer zweiten Hülse 28 abgestützt ist. Die Hülse 28 ist an der Schalthülse 14 befestigt und gleitend auf einem Abschnitt verringerten Durchmessers der Antriebswelle 12 gelagert. Das Ritzel 26 ist in und außer Eingriff mit dem Motorzahnrad 22 verstellbar. Ein ringförmiges Abtriebs-Kupplungsteil 30 ist einstückig mii ititsel angeformt und bildet dessen linksgulegenen ISndabnelmiti., wie dies in der Figur dargestellt ist. Am Abtriebe-Kupplungsteil ist eineThe engine starter gear 10 is mounted on a drive shaft 12 of a starter motor, not shown. The gear contains an axially running shifting sleeve 14 which is connected to the Shaft 12 is connected via a helical toothing 16, so that it is adjustable with respect to the shaft 12 in the Axialrichtunj. Helical teeth 18 are formed on the outer surface of the end of the sleeve on the right. A drive coupling part 20 is provided with G-ewinding and :: u and from a gear 22 of the motor to be started adjustable. For the sake of simplicity, the right end of the sleeve in the sense of the drawing is used 14 referred to as the end of the teeth and the left end of the sleeve 14 in the sense of the drawing as the switching end. A pinion 26 is slidably arranged on a bearing 63 which in turn is supported on a second sleeve 28. The sleeve 28 is attached to the shift sleeve 14 and slidably mounted on a portion of reduced diameter of the drive shaft 12. The pinion 26 is in and out of engagement with the Motor gear 22 adjustable. An annular output coupling part 30 is molded in one piece with it and forms its left-legal ISndabnelmiti., as shown in the Figure is shown. There is one on the output coupling part
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Ringnut 32 radial innerhalb des Kupplungsteils ausgebildet, deren innere, linksgelegene Seitenwand durch das Ende der "Tülse 14 und dessen äußere, rechtsgelegene Seitenwand durch eine Schulter gebildet v/ird, die auf dem Ritzel 26 ausgebildet und axial vom Ende der Hülse 14 auf Abstand gehalten ist.Annular groove 32 formed radially inside of the coupling part, the inner, left preferred side wall by the end of the "T ülse 14 and whose outer, right preferred side wall formed by a shoulder v / ill be, formed on the pinion gear 26 and axially from the end of the sleeve 14 at a distance is held.
Die sich zugekehrten Stirnflächen der Kupplungsteile 20 und 30 sind mit einander entsprechenden, miteinander koppelbaren, geneigten, drehmmentubertragenden Kerbzähnen 34 bzw. 36 versehen. Die Zähne sind sägezahnartig ausgebildet und bilden eine Einweg-Fr eil auf vex'binduiigoThe facing end faces of the coupling parts 20 and 30 are connected to one another, which can be coupled to one another, inclined, torque transferring serrated teeth 34 and 36, respectively. The teeth are sawtooth-like and form a one-way fr eil on vex'binduiigo
Ein monteiförmiges Gehäuse 38 mit einem geschlossenen und einem offenen Ende ist πι seinem geschlossenen Ende 40 auf einer Außenfläche der Hülse 14 gleitend abgestützt. Ein Gperring 42 sitzt in einer dem geschlossenen Ende des Gehäuses benachbarten Ausnehmung und definiert die linke Endlage des Hantoigehäuses 38. Ein zweiter Sperring 44 sitzt in einer dem offenen Gehäuse ent ie benachbarten Ausnehmung und ist in lio.dialrichtung so groß bemessen, daß er mit dem Abtriebc-Kupplungrjteil 30 zusammenwirkt und dadurch die Kupplungsteile im Innenraum des Gehäuses hält. Die Hülse 14 ist zwischen ihren Enden mit einer Radialschulter 46 versehen, die einen Anschlag für eine gleitend auf der Hülse 14 abgestützte Schfugenanordnung 4β bildet. Ein nachgiebigA mounting-shaped housing 38 with a closed and an open end is πι its closed end 40 on an outer surface of the sleeve 14 is slidably supported. A Gperring 42 is seated in one of the closed ends of the housing adjacent recess and defines the left end position of the Hantoy housing 38. A second locking ring 44 is seated in a recess and adjacent to the open housing is dimensioned so large in lio.dialrichtung that it connects to the Abtriebc-Kupplrjteil 30 cooperates and thereby holds the coupling parts in the interior of the housing. The sleeve 14 is provided between its ends with a radial shoulder 46 which a stop for a slidably supported on the sleeve 14 Forms joint arrangement 4β. An indulgent
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federndes Zylinderteil 50, das vorzugsweise aus einem elastisch verformbaren Material, beispielsweise Gummi, besteht, sitz unter Druck zwischen dem geschlossenen Gehäuseende 40 und der Scheibenanordnung 48. Eine Feder 52 ist unter Spannung zwischen die Scheibenanordnung 48 und das Antriebs-Kupplungsteil 20 eingesetzt und drückt die Kupplungsteile unter Vorspannung in die eingerückte Schaltlage.resilient cylinder part 50, which preferably consists of an elastically deformable material, for example rubber, seated under pressure between the closed housing end 40 and the disc assembly 48. A spring 52 is below Tension is applied between the disc assembly 48 and the drive clutch part 20 and pushes the clutch parts under tension in the engaged switching position.
Die Stellvorrichtung, durch die das Anlassergetriebe zum oder vom Motorzahnrad 22 verstellbar ist, kann den nicht" gezeigten, herkömmlichen, durch ein Solenoid oder einen luft- oder hydraulikbetriebenen Stellmotor betätigten Schalthebel enthalten, der mit der Schaltmuffe 54 verbunden ist, die über eine Federanordnung in Form einer unter Spannung eingesetzten Feder 56 mit dem geschlossenen Ende 40 des Mantelgehäuses 38 gekoppelt ist. Ein Anschlagring 58 begrenzt die Bewegung der Schaltmuffe 54 unter dem Einfluß der Feder 56 nach links und bildet somit das Schaltende der Schalthülse 14·The actuating device by which the starter gear is adjustable to or from the motor gear 22 may include the conventional shift lever, not shown, operated by a solenoid or an air- or hydraulic-operated servomotor, which is connected to the shift sleeve 54, which is connected via a spring arrangement in In the form of a spring 56 inserted under tension, it is coupled to the closed end 40 of the casing 38. A stop ring 58 limits the movement of the shift sleeve 54 to the left under the influence of the spring 56 and thus forms the switching end of the shift sleeve 14 ·
In der Ringnut 52 sitzt eine reibungsarme Druckscheibe 60, die eine in Axialrichtung im v/esentlichen unnachgiebige Verbindung zwischen der Hülse 14 und dem Ritzel 26 gewährleistet und zugleich für reibungsarme Drehflächen zwischen diesen beiden Bauteilen sorgt. Durch die gegenseitige Anordnung der Hülse 14, der Druckscheibe 60, des Ritzels 26 und desIn the annular groove 52 sits a low-friction thrust washer 60, which ensures an essentially rigid connection in the axial direction between the sleeve 14 and the pinion 26 and at the same time ensures low-friction rotating surfaces between these two components. Due to the mutual arrangement of the sleeve 14, the thrust washer 60, the pinion 26 and the
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Anschlags 44 wird somit eine in Axialrichtung im wesentlichen unnachgiebige Kopplung bewirkt, während die gegenseitige Verknüpfung der Scheibenanordnung 48, des Zylinderteils 50 und des geschlossenen Endes 40 des-Mantelgehäuses 38 für eine in Axialriehtung im wesentlichen konstante Lage des Mantelgehäuses 38 bezüglich der Hülse 14 sorgt.Stop 44 is thus caused in the axial direction essentially rigid coupling, while the mutual Linking the disk assembly 48, the cylinder part 50 and the closed end 40 of the jacket housing 38 for an essentially constant position in axial direction of the jacket housing 38 with respect to the sleeve 14 provides.
Wenn während des Betriebs der Motor angelassen v/erden soll, wird das Anlassergetriebe mittels der an den Gchaltkrageii angekoppelten Stellvorrichtung nach rechts auf der Antriebswelle 12 verschoben, so daß das Ritzel 26 mit dem Anlasserzahnrad 22 des Motors zusammenwirkt. Die Welle 12 wird durch einen Anlassermotor in Gang gesetzt und überträgt über die Verzahnung 16 ein Drehmoment cn die Hülse 14, das über die Schrägverzahnung 18 zum Antriebs-Kupplungsteil 20, Abtriebs-Kupplungsteil 30, Ritzel 26 und Zahnrad 22 des Motors gelangt. Wenn der Motor zündet und selbsttätig in Gang kommt, treibt das Motorzahnrad 22 das Ritzel 26 mit einer Geschwindigkeit an, die größer als die der Welle 12 ist. Es erfolgt ein Schlupf der Kupplungszähne 34 und 36, so daß der Anlassermotor nicht mit der hohen Motordrehzahl angetrieben wird. Infolgedessen drückt das Abtriebs-Kupplungsteil 30 das Antriebs-Kupplungßteil 20 nach links auf der Schrägverzahnung 18 entgegen der Vorspannung der Feder 52.If the engine is to be started during operation, the starter gear is shifted to the right on the drive shaft 12 by means of the adjusting device coupled to the Gchaltkrageii, so that the pinion 26 interacts with the starter gear 22 of the engine. The shaft 12 is set in motion by a starter motor and transmits a torque cn to the sleeve 14 via the toothing 16, which torque reaches the drive coupling part 20, output coupling part 30, pinion 26 and gear 22 of the motor via the helical teeth 18. When the engine fires and starts automatically, the engine gear 22 drives the pinion 26 at a speed greater than that of the shaft 12. The clutch teeth 34 and 36 slip so that the starter motor is not driven at the high engine speed. As a result, the output coupling part 30 presses the drive coupling part 20 to the left on the helical teeth 18 against the bias of the spring 52.
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Palls zu Anfang der Bewegung des Anlassergetriebes nach rechts die Zähne zwischen dem Ritzel 26 und dem Motorzahnrad 22 aneinander anschlagen, verschiebt sich der Schaltkragen 54 weiter nach rechts und drückt die Feder 56 weiter zusammen. An einer Stelle, die im wesentlichen der rechten Endlage entspricht, v/erden die Kontaktstücke des Anlassermotors geschlossen und der Motor beginnt die Welle 12 zu drehen. Dies führt dazu, daß das Anlassergetriebe gedreht wird, so daß die erwähnte Zahn-Anlage beseitigt v/erden sollte. Das Getriebe rückt dann unter der Vorspannung der Feder 56 vor, und ein normaler Anlasservorgang kann aufgenommen werden. Bei Anlassern der beanspruchten Art, die nicht über eine in Axialrichtung im wesentlichen unnachgiebige Verbindung zwischen dem Ritzel und der Schalthülse verfügen, sucht sich eine Bewegung des Mantelgehäuses ':jQ nach rechts einzustellen, während das Ritzel 26 und die Kupplungsteile 20 und 30 bezüglich des Motorzahnrads 22 in Axialrichtung stationär zu verharren suchen. Dies ist vermutlich auf die Kompression beider Federn 52 und 56 und den Umstand zurückzuführen, daß die steifere Feder 56 rascher auf die Beseitigung der gegenseitigen Zahn-AnIage anspricht. Infolgedessen war es möglich, daß die Antriebswelle 12 eine derartig hohe Drehenergie erreichte, daß der erwähnte Zahnabrieb an der Ritzel-Zahnkranzverbindung auftrat. 3ei dem erfindungs..;emäßen Anlassergetriebe wird jedoch die gesarate durch die Kompression derIf, at the beginning of the movement of the starter gear to the right, the teeth between the pinion 26 and the motor gear 22 strike against one another, the switching collar 54 moves further to the right and presses the spring 56 further together. At a point which essentially corresponds to the right end position, the contact pieces of the starter motor are closed and the motor begins to rotate the shaft 12. This results in the starter gear being rotated, so that the aforementioned tooth system should be eliminated. The transmission then advances under the bias of spring 56 and normal starter operation can be resumed. In starters of the type claimed, do not have an unyielding in an axial direction substantially connection between the pinion and the shift sleeve, is looking for a movement of the shell ': adjust jQ to the right, while the pinion gear 26 and the coupling parts 20 and 30 with respect to the motor gear 22 seek to remain stationary in the axial direction. This is believed to be due to the compression of both springs 52 and 56 and the fact that the stiffer spring 56 responds more quickly to the removal of mutual tooth abutment. As a result, it was possible for the drive shaft 12 to achieve such a high rotational energy that the aforementioned tooth abrasion occurred at the pinion-ring gear connection. 3ei the fiction ..; em according to the starter gear, however, the total is due to the compression of the
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Feder 56 gespeicherte Energie unmittelbar dazu verwendet, das Ritzel 26 in kämmenden Eingriff mit den Zähnen des I-iotorzahnrads 22 zu bringen und dadurch ein Anlassergetriebe hoher Funktionctüclitigkeit und Zuverlässigkeit zu erhalten.Energy stored in the spring 56 is used directly to bring the pinion 26 into meshing engagement with the teeth of the I-iotorgearwheel 22 and thereby to obtain a starter transmission of high functionality and reliability.
Das erfindungsgemäße Anlassergetriebe vermag sämtliche üblichen Forderungen nach Stoßdämpfung, Freilauf und Drehmomentenübertragung za erfüllen und verhindert zusätzlich einen unrichtigen Eingriff des Ritzels mit dem Anlasserzahnrad des Motors unmittelbar nach einem gegenseitigen Aufeinandertreffen der Zähne des Kitzels und des Anlasserzahnrads. Die ."einteilung ist äußerst einfach, da die üngnut 32 eine einfache Zylinderform hat und die Druckscheibe 60 aus einem geeigneten Material bestehen kann, das in einfacher V/eice für die reibungsarmen Flächen sorgt, über die die "ι ülse 14 uriu das Ritzel 26 zusaumenv/irken.The starter gear according to the invention can all meet usual demands to shock absorption, freewheel and torque transmission za and additionally prevents incorrect engagement of the pinion gear with the starter motor of the engine immediately after a mutual collision of the teeth of tickling and the starter gear. The division is extremely simple, since the groove 32 has a simple cylindrical shape and the pressure disk 60 can consist of a suitable material which, in a simple manner, provides for the low-friction surfaces over which the groove 14 uriu the pinion 26 add up / irken.
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