DE2419134A1 - Andrehvorrichtung fuer brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

R. HD ^liZ

I8.3.I974 Wo/Sm

Anlage zur
Patent- und
Gebrauchsmuster-Hufs anmeldung

NIPPONDENSO CO./LTD., Kariya-shi, Aichi-ken / Japan Andrehvorrichtung für Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft eine Andrehvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem Andrehmotor, dessen Antriebswelle getrennt von einer ein Andrehritzel längsverschiebbar aufnehmenden Getriebewelle angeordnet ist, mit die Wellen verbindenden Zahnrädern und einer Freilaufkupplung, welche eine Schraubhülse hat, die auf der Getriebewelle durch ein Steilgewinde verschraubbar gelagert ist, und mit einem koaxial zur Getriebewelle angeordneten elektromagnetischen Schalter. Bei derartigen

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bekannten Andrehvorrichtungen treten Nachteile auf, daß zum Beispiel in Ruhestellung der Andrehvorrichtung durch Erschütterungen eines von der Brennkraftmaschine angetriebenen Fahrzeugs das Andrehritzel zum Zahnkranz der Brennkraftmaschine Vorspuren könnte und daß das eingespurte Andrehritzel infolge Drehzahlschwankungen der noch nicht voll angelaufenen Brennkraftmaschine zu früh aus dem Zahnkranz ausspurt, weil die Freilaufkupplung nicht die volle Drehzahl des Zahnkranzes absorbieren könnte, wodurch die Schraubhülse eine Ausspurbewegung der Getriebewelle bewirkt und das Andrehritzel ausgospurt wird. Dadurch wäre ein erneuter Einspurvorgang bei sich noch drehendem Zahnkranz notwendig, was zu Schäden an Zahnkranz und Andrehritzel wie an Einspurgetriebe führen kann. Vorrichtungen zum Verhindern dieser Nachteile wie auch Mittel zum Unterstützen des Ausspurvorgangs bei voll angelaufener Brennkraftmaschine sind ebenfalls bekannt. Beispielsweise sind Federeinrichtungen bekannt, durch welche das Andrehritzel in seiner Lage gehalten wird. Da derartige Einrichtungen jedoch ständig wirken, sind größere Kräfte erforderlich, um außer der Masseträgheit der Andrehvorrichtung eben diese Haltekräfte zu überwinden.

Die Erfindung geht daher bereits von einer Andrehvorrichtung aus, bei der die Antriebswelle des Andrehmotors und die das Andrehritzel tragende Getriebewelle getrennt angeordnet sind, so daß durch Anordnung von Zahnrädern zur Wirkverbindung eine Drehzahlreduzierung erreicht werden, kann. Dadurch kann mit einem Andrehmotor mit kleineren Abmessungen und geringerem Gewicht auch noch die erforderliche Leistung erzielt werden. Durch den wählbaren Abstand zwischen den beiden Wellen können Drehzahl und Drehmoment des Andrehritzels günstiger gewählt werden.

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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Andrenvorrichtung der eingangs beschriebenen Bauart zu schaffen, bei welcher die Haltevorrichtung des Andrehritzels nur in der Ruhelage wirkt, und die mit einer Verriegelungseinrichtung für das eingespurte" Andrehritzel versehen ist, welche ein sicheres Andrehen der Brennkraftmaschine erleichtert.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schraubhülse, die Getriebewelle und der Schalter mit Mitteln zum Halten des Andrehritzels in der Ruhestellung versehen sind, und daß an der Schraubhülse und der Getriebewelle Teile einer Verriegelungseinrichtung zum Halten des bis zum Abschalten des Andrehmotors in einen Zahnkranz der Brennkraftmaschine eingespurten Andrehritzels geführt sind.

Damit das Andrehritzel bei abgeschalteter Andrehvorrichtung sicher in der Ruhestellung gehalten wird, d. h. nicht gegen den Zahnkranz Vorspuren kann, beim AndrehVorgang jedoch keine zusätzlichen Kräfte zum Lösen der Haltevorrichtung benötigt werden, ist die Andrehvorrichtung in vorteilhafter Weise mit einer Haltevorrichtung versehen, die aus einer ringförmigen Ausnehmung der Getriebewelle, radialen Bohrungen der Schraubhülse mit darin geführten Kugeln und einer Innenringschulter eines Stößels der Anlaßschalteinrichtung besteht.

Außerdem ist die Andrehvorrichtung mit einer Verriegelungsvorrichtung für das während des AndrehVorgangs im Zahnkranz eingespurte Andrehritzel versehen, die aus der Ringnut der Getriebewelle, in radialen Bohrungen der Schraubhülse geführten Kugeln und einer sich an einer Druckfeder abstützenden, auf der Schraubhülse bewegbar gelagerten Anschlagbuchse gebildet ist.

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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen und der Beschreibung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Sie zeigt in

Fig. 1 eine Andrehvorrichtung in Ruhestellung, teilweise im Längsschnitt,

Fig. 2 die Andrehvorrichtung bei eingespurtem Andrehritzel und geschlossener Verriegelungseinrichtung, teilweise im Längsschnitt,

Fig. 3 ein elektrisches Schaltbild für die Andrehvorrichtung.

Eine Antriebswelle 1 eines elektrischen Andrehmotors 2 ist an einem Ende mit einer Riffelung 3 versehen, auf der ein erstes Zahnrad 4 befestigt ist. Das erste Zahnrad 4 steht mit einem zweiten Zahnrad 5 in Zahneingriff, welches wiederum mit einem Außenzahnkranz 8 eines äußeren Laufrings 7 eines Rollenfreilaufs 6 kämmt. Rollen 9 des Freilaufs 6 sind zwischen dem äußeren Laufring 7 und einem als Schraubhülse 10 ausgebildeten inneren Laufring untergebracht. Im Innern der Schraubhülse 10 ist ein Steilgewinde 11a ausgebildet, mit dem die Schraubhülse 10 auf einem Steilgewindeabschnitt 11b einer Getriebewelle 17 sitzt und gegenüber der Getriebewelle 17 verschraubbar ist.

Außerdem sind in der Schraubhülse 10 in einer Ebene senkrecht zur Längsachse im gleichen Abstand zueinander radiale Bohrungen 13a und in einer anderen Ebene entsprechende radiale Bohrungen 13b ausgebildet in denen Stahlkugeln 12a bzw. 12b geführt sind. Die Schraubhülse 10 ist in Lagern 14 und 15 gelagert, welche in .aneinanderbefestigten Gehäuseteilen 23a bzw. 23b der Andrehvorrichtung aufgenommen sind.

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Ein Andrehritzel 16 ist auf einer Geradverzahnung l6a auf dem aus dem Gehäuseteil 23a ragenden Ende der Getriebewelle 17 längsbeweglich angeordnet und stützt sich an einer Federschale 20b ab, die mit einem in eine Ringnut der Getriebewelle 17 greifenden Federteller 20a zusammenwirkt und Stöße auf das Andrehritzel 16 abfängt.

Das andere Ende der Getriebewelle 17 ragt aus dem Gehäuseteil 23b, an dem eine elektromagnetische Anlaßschalteinrichtung 22 befestigt ist. Dieses Ende der Getriebewelle 17 ist mit einer Riffelung versehen, auf der ein Trägheitskörper 18 längsverschiebbar zwischen zwei Dämpfangsringen 19 angeordnet ist. Der auf dem äußeren Ende der Getriebewelle 17 sitzende Dämpfungsring 19 liegt an einem Anschlag der Getriebewelle 17 an, während gegen den anderen Dämpfungsring 19, eine Anschlaghülse 17a durch eine auf die Getriebewelle 17 geschobene; Rückstellfeder 33 gedrückt ist." Das andere Ende der Rückstellfeder 33 liegt an einem Gleitlager 10a an, welches in der Schraubhülse 10 untergebracht ist und einen Abschnitt der Getriebewelle 17 führend aufnimmt.

An der Getriebewelle 17 ist noch eine ringförmige Ausnehmung 21 ausgebildet. Sie liegt im Bereich der Ebenen der radialen Bohrungen 13a und 13b. Die ringförmige Ausnehmung 21 dient als Falle für die Kugeln 12a bzw. 12b, welche als Verriegelungs- bzw. Halteglieder einer Verriegelungs- bzw. Ilalteeinrichtur-g dienen.

Boim Ein- und Ausspüren des Andrehritzels 16 führt die Getriebewelle 17 eine schraubende Längsbewegung in der einen oder anderen Richtung aus und bewegt dabei die Federn 20a -und 20b, den Trägheitskörpor 18 und die Dämpfungsringe 19 entsprechend mit, d. h. diese genannten Teile bilden mit dem Andrehritzel 16 ein Einspurglied 32.

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Die elektromagnetische Anlaßschalteinrichtung 22 hat eine Magnetspule 24, die in einem am Gehäuseteil 23b befestigten Schaltergehäuse 22a angeordnet ist. In die Magnetspule 24 ragt ein hülseriförmiger Stößel 25, der als Eisenkern dient und auf einer Hülse 22b aus nicht magnetischem Material befestigt ist. Der Stößel 25 ist entgegen der Kraft einer Rückführfeder 28 in das Schalterghäuse 22a bewegbar. Die Rückführfeder 28 sitzt ebenfalls auf der Hülse 22b im Schaltergehäuse 22a. Der Stößel 25 trägt auf seinem in das Gehäuseteil 23b ragenden Abschnitt eine Xontaktbrücke 26a eines Hauptstromschalters 26. Die Kontaktbrücke 26a ist entgegen der Kraft einer Druckfeder 27 auf deir Stößel 25 längsbewegbar und schließt feste Kontakte 26b und 26c des Schalters 26. Die Kontakte 26b und 26c sind durch Isolierstücke 26d am Gehäuseteil 23b befestigt. Der Kontakt 26b ist über eine elektrische Leitung mit dem Pluspol einer Batterie 35 verbunden. Mit dieser Leitung ist über einen Anlaßschalter 34 die Magnetspule 24 an den Pluspol der Batterie 35 anschließbar. Der Kontakt 26c ist über eine andere elektrische Leitung an den Elektromotor 2 angeschlossen.

Der Stößel 25 ist noch mit einer Innenringschulter 25a versehen, welche als Halteteil der Halteeinrichtung für das Andrehritzel 16 in seiner Ruhestellung dient. In der Ruhestellung hält die Ringschulter 25a die in den Bohrungen 13b geführten Kugeln 12b in der ringförmigen Ausnehmung 21 der Getriebewelle 17, so daß die das Einspurglied 32 bildenden Teile 16 bis 20b nicht zu einem Zahnkranz 31 der Brennkraftmaschine Vorspuren können.

Zwischen dem Lager 15 und dem Stößel 25 ist auf der Schraubhülse 10 eine Anschlagbuchse 29 bewegbar gelagert, die von einer Druckfeder 30 an den Stößel 25 gedrückt wird. Die Druckfeder 30 stützt sich dabei am Lager 15 ab. Ein hülsenförmiger Teil 29a der Anschlagbuchse 29 dient als Verriegelungsteil für die Kugeln 12a der Verriegelungseinrichtung für das in den Zahnkranz 31 eingespurte Andrehritzel 16.

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In der in Fig. 1 der Zeichnung dargestellten Ruhestellung der Andrehvorrichtung ist der Stößel 25 durch die Rückführfeder 28 in seine Endstellung aus dem Schaltergehäuse 22a gedrückt. Die Anschlagbuchse 29 ist dabei durch den Stößel 25 an das Lager 15 geschoben, da die Kraft der Druckfeder 30 kleiner gewählt ist als die Kraft der Rückführfeder 28. Das Einspurglied 32 und somit das Ritzel 16 sind sicher gegen Vorspuren zum Zahnkranz 31 in der Ruhestellung gehalten.

Soll die Brennkraftmaschine angedreht werden, dann wird der Anlaßschalter 34 (Fig. 3) geschlossen, wodurch die Magnetspule 24 der elektromagnetischen Schalteinrichtung 22 an die Batterie 35 angeschlossen ist und erregt wird. Dabei wird der Stößel 25 entgegen der Kraft der Rückführfeder 2 8 in die Magnetspule .24 gezogen. Die Ringschulter 25a des Stößels 25 überdeckt nicht mehr die Kugeln 12b der Halteeinrichtung. Der Stößel 25 bewegt jedoch die Kontaktbrücke 26a auf die Kontakte 26b und 26c zu und schließt den Hauptstromkontakt 26. Nunmehr wird von der Batterie 35 dem Andrehmotor 2 Strom zugeführt, welcher sich zu drehen beginnt. Seine Antriebswelle 1 ist über die Zahnräder 4 und 5_S den äußeren Freilaufring 7, die Rollen 9, die Schraubhülse 10 und die Getriebewelle 17 mit dem Andrehritzel 16 kraftschlüssig verbunden. Dabei wird über das Steilgewinde 11a, 11b zwischen Schraubhülse 10 und Getriebewelle 17 das Einspurglied 32 und somit das Andrehritzel 16 unter dem Einfluß der Massenträgheit auf den Zahnkranz 31 vorgespurt. Treffern die Zähne des Andrehritzels 16 auf Zahnlücken des Zahnkranzes 31, so kann das Andrehritzel 16 sofort einspuren. Beim Auftreffen von Zähnen des Andrehritzels 16 auf Zähne des Zahnkranzes 31 dämpft die Federanordnung 20a, 20b Schläge, die zu Schäden führen können. Durch die Schraubbewegung wird jedoch das durch die Federanordnung 20a, 20b an die Stirnseite des Zahnkranzes 31 gedruckte Andrehritzel 16 weiter gedreht,

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so daß die Zähne vor die nächsten Zahnlücken gelangen und das Andrehritzel 16 einspuren kann. Das in den Zahnkranz 31 eingespurte Andrehritzel 16 dreht den Zahnkranz 31 durch, wobei die Brennkraftmaschine angedreht wird.

Beim Andrehen der Brennkraftmaschine ist die Getriebewelle 17 gegenüber der Schraubhülse 10 soweit in Richtung auf den Zahnkranz 31. zu bewegt, daß die ringförmige Ausnehmung 21 der Getriebewelle 17 in den Bereich der Bohrungen 13a gelangt. Die in den Bohrungen 13a geführten Kugeln 12a sind von der auf die Anlaßschalteinrichtung 22 zu verschobenen Anschlagbuchse 29 in die ringförmige Ausnehmung 21 der Getriebewelle 17 gedruckt. Dadurch sind das Einspurglied 32 und somit das Andrehritzel. 16 im eingespurten Zustand verriegelt.

Ist die Brennkraftmaschine angelaufen, wird der Anlaßschalter 3*1 wieder geöffnet. Die Magnetspule 24 der Anlaßschalteinrichrung 22 ist dann wieder stromlos. Die Rückführfeder 28 schiebt den Stößel 25 entgegen der Kraft der Druckfeder 30 aus dem Schaltergehäuse 22a. Dabei wird die Anschlagbuchse 29, 29a aus dem Bereich der Bohrungen 13a bewegt. Gleichzeitig hebt der Stößel 25 die Kontaktbrücke 26a von den Kontakten 26b und 26c ab, so daß auch der Andrehmotor 2 stromlos ist und zum Stillstand kommt. Das noch vom Zahnkranz mitgedrehte Andrehritzel 16 dreht sich mit der Getriebewelle 17 nun schneller als die Schraubhülse 10, so daß mit Unterstützung der Rückstellfeder 33 das Andrehritzel 16 aus dem Zahnkranz 31 ausspurt und das Einspurglied 32 in seine Ruhestellung zurückbewegt wird. Die Kugeln 12a werden bei der Ausspurbewegung der Getriebewelle 17 aus der ringförmigen Ausnehmung 21 gedrückt, während die Kugeln 12b der Haltevorrichtung für das Einspurglied 32 in der wiedereingenommenen Ruhestellung in die ringförmige Ausnehmung 21 der Getriebewelle 17 gelangen und von der Innenringschulter 25a des Stößels 25 darin gehalten werden. Durch diese Halteeinrichtung für das Andreh-

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ritzel 16 samt Einspurglied 32 ist es möglich, die Federkraft der Rückstellfeder 33 verhältnismäßig klein zu wählen und dementsprechend kleiner die Kraft dsr Druckfeder 30. Auch die notwendige Trägheitsmasse kann verhältnismäßig klein gewählt werden, wodurch sich auch die Abmessungen verkleinern. Außerdem werden die Haltevorrichtung und die Verriegelungseinrichtung für das Andrehritzel l6 und das Einspurglied 32 durch Ein- bzw. Ausschalten der elektromagnetischen Anlaßschalteinrichtung 22 gelöst. Dadurch wird erreicht, daß die Halteeinrichtung nur in Ruhestellung und die Verriegelungseinrichtung bei eingespurtem Andrehritzel 16 nur solange wirkt, wie der Andrehmotor 2 an die Stromquelle 35 angeschlossen ist.

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Claims (6)

1. - 10 - R. ND „J i I

   Ansprüche

   ί1.,Andrehvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem Andrehmotor, dessen Antriebswelle getrennt von einer ein Andrehritzel längsverschiebbar aufnehmenden Getriebewelle angeordnet ist, mit die Wellen verbindenden Zahnrädern und eine:.¹ Freilaufkupplung, welche eine Schraubhülse hat, die auf der Getriebewelle durch ein Steilgewinde verschraubbar gelagert ist, und ir.it einer koaxial zur Getriebeuelle angeordneten elektromagnetischen Anlaßschalteinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubhülse (10), die Getriebewelle (17) und die Anlaßschalteinrichtung (22) mit Mitteln (13b, 21, 25a, 12b) zum Halten des Andrehritzels (16) in der Ruhestellung versehen sind, und daß an der Schraubhülse (10) und der Getriebewelle (17) Teile (12a, 29, 30) einer Verriegelungseinrichtung zum Halten des bis zum Abschalten des Andrehmotors (2) in einen Zahnkranz (31) der Brennkraftmaschine eingespurten Andrehritzels (16) geführt sind.
2. 2. Andrehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Haltevorrichtung bildenden Mittel eine ringförmige Ausnehmung (21) der Getriebewelle (17)» radiale Bohrungen (13b) der Schraubhülse (10) mit darin ge-

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   führten Kugeln (12b) und eine Innenringschulter (25a) eines Stößels (25) der Anlaßschalteinrichtung (22) sind.
3. 3. Andrehvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung aus der Ringnut (21) der Getriebewello (17), in radialen Bohrungen (13a) der Schraubhülse (10) geführten Kugeln (12a) und eine sich an einer Druckfeder (30' abstützender^ auf der Schraubhülse (10) bewegbar gelagerten Anschlagbuchse (29) gebildet ist.
4. 4. Andrehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Andrehritzel (16) auf der Getriebewelle (10) mit einer Pedereinrichtung (20a, 20b) versehen ist, auf der Getriebewelle (17) ein Trägheitskörper (18) zwischen zwei Dämpfungsringen (19) angeordnet ist und diese Teile (10, 16 bis 20b) ein die axiale Ein- und Anspurbewegung ausführendes Einspurglied

   • (32) bilden.
5. 5. Andreh vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis ¹I, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubhülse (10) als Innenlauf ring der Freilaufkupplung (6) ausgebildet ist, deren Außenlaufring (7) am Umfang eine Verzahnung (8) trägt, mit der ein Zahnrad (5) kämmt, welches wiederum mit

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   einem auf der Antriebswelle (1) angeordneten Zahnrad (4) in Zahneingriff steht.
6. 6. Andrehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß das auf der Getriebewelle (10) längsverschiebbar angeordnete Andrehritzel (16) an einer auf der Getriebewelle (10) sitzenden Federanordnung (20a, 20b) anliegt. ^Cv

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