DE2945342C2 - Anlasser für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

— daß das dem Ritzel (15a; entgegengesetzte Ende der hohlen Ritzelwelle (15) über ein Eingriffsglied (17) mit dem inneren Glied (12) der Freilaufkupplung (13) derart in Verbindung steht, daß die Drehbewegung des inneren Gliedes (12) auf die Ritzelwelle (15) radial nachgiebig übertragbar ist, während gleichzeitig ein axiales Verlagern der Ritzelwelle (15) begrenzt wird,

— daß das Eingriffsglied (17) aus einem radial federnden elastischen Stahlteil besteht, und

— daß die beiden, einander gegenüberliegenden Oberflächen zwischen dem inneren Glied (12) der Freilaufkupplung (13) und der Ritzelwelle (15) Ringnuten (126, 15c·; aufweisen, wobei das Eingriffsglied (17) in jeder dieser Ringnuten (i2b, 15c;gelagert ist.

2. Anlasser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingriffsglied (17) ein geschlitzter Drahtring ist, der sich radial ausdehnen kann und unter Spannung in der Ringnut (15c,) sitzt (F i g. 6, 7).

3. Anlasser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingriffsglied (17) ein geschlitzter Stahlblechring mit Klauen (17a; an seinem Außenoder Innenumfang ist, der mit einer der Ringnuten (126, 15c; unter elastischer Spannung in Eingriff steht (F ig. 4,5).

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Die Erfindung betrifft einen Anlasser für eine Brennkraftmaschine, umfassend eine durch einen Elektromotor angetriebene Ausgangswelle, ein äußeres Glied einer Freilaufkupplung, das zur axialen Bewegung über eine Keilwellenverbindung mit dem Außenumfang der Ausgangswelle in direktem Eingriff steht, ein inneres Glied der Freilaufkupplung, das über Rollen mit dem äußeren Glied im Eingriff steht zum Übertragen einer drehenden Kraft auf eine hohle Ritzelwelle, die verschiebbar auf der Ausgangswelle sitzt, ein am vorderen Ende der Ritzelwelle befestigtes Ritzel zum Anlassen der Brennkraftmaschine und eine an einem feststehenden Rahmen befestigte Lagereinrichtung zum Lagernder Ritzelwelle. ·

Einen derartigen Anlasser zeigt die DE-PS 8 15 421. ^b5 Der bekannte Anlasser umfaßt eine durch einen Elektromotor angetriebene Ausgangswelle, ein äußeres Glied einer Freilaufkupplung, das zur axialen Bewegung über eine Keilwe'lenverbindung mit dem Außenumfang der Ausgangswelle in Eingriff steht, ein inneres Glied der Freilaufkupplung, das über Rollen mit dem äußeren Glied im Eingriff steht zum Übertragen einer drehenden Kraft auf eine hohle Ritzelwelle, die verschiebbar auf der Ausgangswelle sitzt, ein am vorderen Ende der Ritzelwelle befestigtes Ritzel zum Anlassen der Brennkraftmaschine und eine an einem feststehenden Rahmen befestigte Lagereinrichtung zum Lagern der Ritzelwelle, wobei das dem Ritzel entgegengesetzte Ende der hohlen Ritzelwelle über ein Eingriffsglied — welches zumindest in der Kraftübertragung eingreift — mit dem inneren Glied der Freilaufkupplung z. B. über das äußere Glied der Freilaufkupplung derart in Verbindung steht, daß die Drehbewegung des inneren Gliedes auf die Ritzelwelle radial nachgiebig übertragbar ist, während gleichzeitig ein axiales Verlagern der Ritzelwelle — durch ein Gehäuse — begrenzt wird. Durch die besondere Ausbildung der beweglichen Teile dieses Anlassers soll ein Blockieren dieser Teile verhindert werden.

Die AT-PS 91 848 zeigt einen Anlasser für Brennkraftmaschinen mit einer nachgiebigen Eingriffsvorrichtung in Gestalt eines Stiftes, der von einer Feder in Nuten eingedrückt wird. Bei Drehung der Welle wird das Ritzel mitgedreht und beim Übertritt des Stiftes in die schraubenförmige Nut auch längsverschoben. Wenn das Ritzel auf die Schraubengänge der Welle aufgeschoben ist, befindet es sich in Arbeitsstellung, nimmt an der Drehung der Schraubenwelle teil und überträgt diese auf das Zahnrad. Der Stift hat dabei ein abgerundetes Ende. Er kann von der schraubenförmigen Nut infolgedessen radial herausgehoben werden, die Mitnahme des Ritzels in der Drehrichtung erfolgt durch Reibung. Diese Mitnahme ist somit keine zwangsläufige. Wenn die Stelle der Nut wieder unter den Stift gerät, kann der Stift durch den Druck der Feder gegen den Kragen des Stiftes in die Nut einschnappen, und das Ritzel wird nun in etwas veränderter Lage dem Zahnrad gegenüberstehen, so daß der richtige Eingriff in die Arbeitsstellung zustandekommt. Auch hier ist der Zweck der getroffenen Maßnahmen., ein Steckenbleiben der einzelnen Teile zu verhindern, falls die Zähne des Ritzels gegen die Zähne des anzutreibenden Teiles anstoßen, ohne in den richtigen Eingriff zu kommen.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, die bekannten Anlasser dahingehend zu verbessern, daß beim Freilauf exzentrisch auftretende, vom Ritzel herrührende Belastungen elastisch abgefangen werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Hauptanspruch gekennzeichneten Merkmale. Die Unteransprüche betreffen zweckmäßige weitere Ausbildungen.

Durch die erfindungsgemäße Ausführung wird ein Anlasser mit einer stabil arbeitenden Freilaufkupplung geschaffen, wobei die beim Freilauf exzentrisch auftretenden, vom Ritzel herrührenden Belastungen elastisch abgefangen werden können, so daß eine unmittelbare Übertragung der im Ritzel während des Anlassens der Brennkraftmaschine erzeugten Reaktion auf das innere Glied der Freilaufkupplung verhindert wird.

Der erfindungsgemäße Anlasser ist in hohem Maße betriebssicher, weil die Freilaufkupplung selbst dann stets stabil arbeitet, wenn die im Ritzel erzeugte Reaktion hierauf ausgeübt wird. Es kann auch der Durchmesser der Ritzelwelle verringert werden, so daß, verglichen mit bisherigen Anlassern, der Anlasser nach

der Erfindung die Dauerhaftigkeit seiner Lager erhöhen und einen Leistungsverlust durch Verringern der Umfangsgeschwindigkeit der Ritzelwelle bei gleicher Umdrehungszahl und einen Drehmomentenverlusi bei gleicher Belastung verringern kann. Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, daß de; Anlasser nach der Erfindung leicht befestigt und entfernt sowie leicht untersucht und gewartet werden kann, weil die Ritzelwelle und das innere Glied der Freilaufkupplung daran gehindert werden, sich aufgrund eier Verbindungsnuten und der Rippen gegeneinander zu drehen und aufgrund der Nachgiebigkeit des in die sich in Umfangsnchtung erstreckenden Eingriffsnuten eingepaßten Eingriffsglieds axial zu bewegen.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Anlassers dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen senkrechten Schnitt des Anlassers;

Fig. 2 einen Schnitt der wesentlichen Teile des in Fig. 1 gezeigten Anlassers mit einer Darstellung der hohlen Ritzelwelle in Beziehung zum inner'η Glied der Freilaufkupplung;

F i g. 3 einen vergrößerten Schnitt der wesentlichen Teile von Fig. 2;

F i g. 4 eine vergrößerte Vorderansicht des in F i g. 2 bezeigten Eingriffsglieds;

F i g. 5 einen Schnitt V-V in F i g. 4;

F i g. 6 eine vergrößerte Vorderansicht des Eingriffsglieds des Anlassers einer abgeänderten Ausführungsform;

F i g. 7 einen Schnitt VII-VII in Fi g. 6;

F i g. 8 eine vergrößerte Ansicht des in F i g. 1 gezeigten Metallager;

F i g. 9 eine vergrößerte Ansicht des in F i g. 1 gezeigten Lagerabschnitts zur Erläuterung der Bewegung der hohlen Ritzelwelle.

Fig. 1 zeigt einen senkrechten Schnitt des Anlassers mit einer Ausführungsform der Erfindung. Der Anlasser enthält einen Elektromotor 1, einen Ritzel-Kupplungsabschnitt 2 und einen Magnetschalter 3. Der Elektromotor 1 enthält einen Rotor 4, der an einem Ende durch ein Lager von einem hinteren Deckel (äußerer Rahmen) 5 gelagert ist und sich am anderen Ende durch einen Lagerteil 61 eines vorderen Halters (äußerer Rahmen) 6 des Ritzel-Kupplungsabschnitts 2 in Form einer Ausgangswelle 41 des Elektromotors erstreckt. Der Elektromotor 1 enthält auch zur Erregung des Rotors 4 einen an einem Joch 7 befestigten Erregungsteil 8. Der Elektromotor enthält einen Kollektor 9.

Der Ritzel-Kupplungsabschnitt 2 enthält eine mit Rollen arbeitende Freilaufkupplung 13 und eine hohle Ritzelwelle 15. Die Freilaufkupplung 13 enthält ein äußeres Glied 10 und ein inneres Glied 12. Das äußere Glied 10 ist mit einem zylindrischen Teil 10a versehen mit einer schraubenförmigen Keilverzahnung, die in eine an der Ausgangswelle 41 ausgebildete schraubenförmige Keilverzahnung 42 eingreifen kann. Das innere Glied 12 steht über ein Sperrglied (Rolle) 11 mit dem äußeren Glied 10 im Eingriff und ist als Einheit mit der hohlen Ritzelwelle 15 verbunden. Die Ritzelwelle 15 ist über Metallglieder 14 und 14a an ihrem Innenumfang verschiebbar auf den Außenumfang der Ausgangswelle 41 gepaßt und an ihrem Außenumfang durch einen am vorderen Halter 6 ausgebildeten Lagerteil 61 gelagert. Die Ritzelwelle 15 hat ein an ihrem vorderen Ende befestigtes Ritzel 15a und ist zur Erleichterung des Gleitens über ein Metallglied 61a durch den Lagerabschnitt 61 gelagert. Die Ritzelwelle 15 ist am Außenumfang ihres hinteren Teils über eine Eingriffsnut 16 derart lose auf den Innenumfang des inneren Glieds 12 der Freilaufkupplung 13 gepaßt, daß sie in Drehridvin;» als Einheit mit dem inneren Glied 12 der Freilaufkupplung 13 ausgebildet ist und in axialer Richtung durch ein Eingriffsglied 17 verriegelt wird. Der zylindrische Teil 10a des äußeren Glieds 10 der Freilaufkupplung 13 weist eine hiermit im Eingriff stehende Hülse 18 auf, die ihrerseits mit einem Schalthebel 19 im Eingriff steht. Der Schalthebel 19 ist

lu mit einem Tauchkolben 36 verbunden, der zur hin- und hergehenden Bewegung in axialer Richtung von einer Magnetspule 3a erregt wird.

Die konstruktive Beziehung zwischen der Ritzelwelle

15 und dem inneren Glied 12 wird in Verbindung mit Fig. 2 und 3 beschrieben. Der Außenumfang eines Endteils der Ritzelwelle 15 gegenüber dem Endteil, an dem das Ritzel 15a gelagert ist, ist durch die Eingriffsnut

16 in den Innenumfang des inneren Glieds 12 lose eingepaßt. Im einzelnen ist die Ritzelwelle 15 an ihrem

2() Außenumfang versehen mit mehreren, sich axial zur Ritzelwelle 15 erstreckenden Verbindungsnuten 156 und mit einer sich senkrecht hierzu erstreckenden ringförmigen Eingriffsnut 15c geeigneter Breite. Das innere Glied 12 ist an seinem Innenumfang versehen mit mehreren, sich axial hierzu erstreckenden Rippen 12a an Stellen, die denjenigen der Verbindungsnuten 156 entsprechen, und mit einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden ringförmigen Eingriffsnut 126 von im wesentlichen derselben Breite wie die Eingriffsnut 15c.

m Wenn die Rippen 12a mit den entsprechenden Verbindungsnuten 156 im Eingriff stehen, ist die Ritzelwelle 15 lose in das innere Glied 12 derart gepaßt, daß das Spiel zwischen der Ritzelwelle 15 und dem inneren Glied 12 größer als das Spiel zwischen der

J5 Ritzelwelle 15 und dem Metallager 14 ist. 1st die Ritzelwelle 15 lose in das innere Glied 12 eingepaßt, so befinden sich die sich in Umfangsrichtung erstreckenden Eingriffsnuten 15cund 126 im Abstand nebeneinander und ist der dazwischen gebildete ringförmige Spalt von dem Eingriffsglied 17 ausgefüllt, vergl. F i g. 4 und 5. Durch diese Anordnung sind die Ritzelwelle 15 und das innere Glied 12 derart miteinander verbunden, daß ein Taumeln der Ritzelwelle 15 in radialer Richtung und deren Freikommen in axialer Richtung vermieden werden können. Das Eingriffsglied 17 ist aus elastischem Stahlblech hergestellt und als geschlitzter Ring geformt. Am Außenumfang des Eingriffsglieds 17 sind mehrere abgewinkelt nach außen ragende Klauen 17a ausgebildet. Der Durchmesser D\ des Eingriffsglieds, gemessen

>° an den Spitzen der Klauen 17a, ist größer als der Innendurchmesser Ch der im inneren Glied 12 ausgebildeten Eingriffsnut 126. Das Eingriffsglied 17 ist durch Bearbeiten eines Stahlblechs mittels einer Presse oder durch Biegen hergestellt.

Der in obiger Weise aufgebaute Ritzel-Kupplungsabschnitt 2 wird in folgender Weise zusammengebaut: Die Freilaufkupplung 13 wird mittels der Keilverzahnungsverbindung auf die Außenwelle 41 des Elektromotors aufgepaßt. Die Ausgangswelle 41 kann von der Bauart sein, bei der die Drehung der Rotorwelle über eine Drehzahlverringerung hierauf übertragen wird. Die Freilaufkupplung 13 wird durch den Schalthebel 19 mit dem Tauchkolben 36 des Magnetschal ters 3 verbunden. Der vordere Halter 6 wird derart mit dem Ritzel-Kupp-

lungsabschnitt 2 verbunden, daß das vordere Ende der Ausgangswelle 41 sich durch den Lagerabschnitt 61 nach außen erstreckt. Dann wird das vordere Ende der Ausgangswelle 41 in ein dem Ritzel 15a geeenüberlie-

gendes offenes Ende der Rilzelwelle 15 derart eingesetzt, daß die Ausgangswelle 41 von der Ritzelwelle 15 getragen und die Ritzelwelle 15 vom Lager 61a gelagert wird, um die Wellen 41 und 15 konzentrisch zu halten. Die Verbindungsnuten 156 der sich bis zum inneren Glied 12 erstreckenden Ritzelwelle 15 sind mit den am inneren Glied 12 ausgebildeten Rippen 12a positioniert. Eine weitere Bewegung der Ritzelwelle 15 in das innere Glied 12 bringt die Klauen 17a des Eingriffsglieds 17 in Berührung mit einem Innendurchmesserteil Dj des inneren Glieds 12. während die Klauen 17a durch ihre Verjüngung verformt und nach unten mitgenommen werden. Nachdem die Klauen 17a vollständig durch den Innendurchmesserteil D] hindurchgetreten sind, nehmen sie nach dem Erreichen der Eingriffsnut Mb ihre ursprüngliche Gestalt wieder an, so daß die Ritzelwelle 15 mit dem inneren Glied 12 im Eingriff gehalten wird. In diesem Zustand stehen der Innendurchmesser Di der Eingriffsnut 12a und der Durchmesser D\ der Spitzen der Klauen 17a in der Beziehung D\ D₂, so daß die Ritzelwelle 15 mit Spiel in festem Eingriff mit dem inneren Glied 12 steht. Die Kraft, mit der die Ritzelwelle 15 über das Eingriffsglied 17 mit dem inneren Glied 12 im Eingriff steht, beträgt etwa 10 Kp und ist für einen Anlasser der Klasse 1 kW groß genug, da die das Freikommen verhindernde Belastung bei dieser Klasse von Anlasser einschließlich des Sicherheitsfaktors etwa 9 Kp beträgt. Im Betrieb betätigt die Erregung der Magnetspule 3a des Magnetschalters 3 den Tauchkolben 3b zur Übertragung der Bewegungskraft auf die Freilaufkupplung 13 über den Schalthebel 19 und die Hülse IS der Freilaufkupplung. Dies bewirkt, daß sich die die Freilaufkupplung 13 und das Ritzel 15a tragende Ritzelwelle 15 gleitend auf der Ausgangsweile 41 bewegt und sich dabei längs der schraubenförmigen Keilverzahnung bewegt, um hierdurch das Ritzel 15a in Eingriff mit einem Zahnring Rgder Brennkraftmaschine zu bringen. In diesem Zeitpunkt wird der Elektromotor 1 erregt zur Drehung des Rotors 4, dessen Drehung über die Ausgangswelle 41, die Freilaufkupplung 13 und das Ritzel 15a auf den Zahnring Rg übertragen wird zu dessen Drehung für das Anlassen der Brennkraftmaschine. Die im mit dem Zahnring Rg im Eingriff stehenden Ritzel 15a erzeugte Reaktion bei Übertragung des Drehmoments auf die Brennkraftmaschine wird vom Metallager 61 a am äußeren Umfangsteil der Ritzelwelle 15 aufgenommen. Im Hinblick auf das Spiel, gebildet durch die Toleranz beim Einpassen der Ritzelwelle 15 in die Metallager 14 und 14a, könnte jedoch die Reaktion am Innenumfang der Ritzelwelle 15 als Exzentrizität in Erscheinung treten, so daß auf das innere Giied 12 der Freilaufkupplung 13 eine Verstellbelastung ausgeübt werden könnte.

Jedoch sind ausführungsgemäß das innere Glied 12 und die Ritzelwelle 15 getrennt voneinander hergestellt und derart ineinander gepaßt, daß zwischen dem inneren Glied 12 und der Ritzelwelle 15 ein stoßaufnehinendes Spiel vorgesehen ist, das größer als das Spiel (die obige Toleranz) zwischen den Metallagern 14 und 14a und der Ritzelwelle 15 ist mit dem Ergebnis, daß die Verstellast vom stoßaufnehmenden Spiel aufgenommen wird und keine Exzentrizität des inneren Glieds 12

ίο auftritt.

Bei der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform hat das Eingriffsglied 17 die Form eines Rings mit einem mit Klauen versehenen Ausschnitts. Die Ausführung der Erfindung ist jedoch nicht auf diese spezielle Form des Eingriffsglieds beschränkt, sondern es kann stattdessen ein in F i g. 6 und 7 gezeigter Drahtring verwendet werden. Der Drahtring kann leicht hergestellt werden und erzielt dieselben Wirkungen, wenn er in eine der beiden Eingriffsnuten eingesetzt ist.

Die Klauen des Eingriffsglieds 17 können entweder am Außenumfang oder am Innenumfang des ringförmigen Glieds vorgesehen sein. Das Eingriffsglied kann in Abhängigkeit von der Stellung der Klauen in eine der beiden Eingriffsnuten eingepaßt sein. Anstelle der Verwendung des ringförmigen Glieds können die Klauen als gesonderte Teile geformt und an der oder den Eingriffsnuten im gesamten Umfang der Ritzelwelle 15 oder im inneren Glied 12 der Freilaufkupplung haftend befestigt werden.

Fig. 8 zeigt das Metallager 61a im Detail. Das Metallager 6>a ist an seinem Innenumfang mit einem sich verjüngenden Flächenteil 61 b versehen, der an einen geraden Flächenteil mit der Länge 1 an der axial äußeren Seite angrenzt. Der Flächenteil 61 b ist vorzugsweise so abgewinkelt, daß sein Neigungswinkel größer als der Neigungswinkel der Ritzelwelle 15 ist.

Der Gebrauch des Metallager 61a mit dem sich verjüngenden Flächenteil 61 b an seinem Innenumfang vermeidet eine Klemmerscheinung, da der Flächenteil 61 b daran gehindert wird, mit der Ritzelwelle 15 selbst dann in Berührung zu kommen, wenn das Ritzel 15a schräggestellt wird und gemäß F i g. 9 eine Schrägstellung der Ritzelwelle 15 bewirkt. Wenn der sich verjüngende Flächenteil 61A> am linken Endteil des Innenumfangs des Metallager 61a mit einer Länge L = 15 mm und einer Dicke D = 4 mm zwischen sich und einer Verlängerung des geraden Flächenteils (mit einer Länge e von 4 mm gemäß F i g. 8) am rechten Endteil des Metallagers 61a einen maximalen Abstand von d = 0,2 mm hat, werden hervorragende Ergebnisse erzieli, da selbst beim SchrägstcHcn des Ritzels 15a kein Klemmen auftritt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Anlasser für eine Brennkraftmaschine, umfassend eine durch einen Elektromotor angetriebene Ausgangswelle, ein äußeres Glied einer Freilaufkupplung, das zur axialen Bewegung über eine Keilwellenverbindung mit dem Außenumfang der Ausgangswelle in direktem Eingriff steht, ein inneres Glied der Freilaufkupplung, das über Rollen mit dem äußeren Glied im Eingriff steht zum Übertragen einer drehenden Kraft auf eine hohle Ritzelwelle, die verschiebbar auf der Ausgangswelle sitzt, ein am vorderen Ende der Ritzelwelle befestigi.es Ritzel zum Anlassen der Brennkraftmaschine und eine an einem feststehenden Rahmen befestigte Lagereinrichtung zum Lagern der Ritzelwelle, dadurch gekennzeichnet,