DE3153114C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anlassen einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer nach der DE-OS 20 14 902 bekannten Vorrichtung dieser Art sitzt das Ritzel auf dem Ende einer kompakten Trägerwelle, die im Keilnut-Steilgewinde-Eingriff mit einer hohlen Ausgangswelle steht. Die Schiebestange endet inner­ halb der hohlen Ausgangswelle. Für die Schiebestange be­ findet sich im hinteren Ende der Trägerwelle ein Anschlag. Bei dieser Vorrichtung hat die Kombination von Ritzel und Trägerwelle ein recht hohes Gewicht und ist daher massen­ träg. Das eingerückte Ritzel ist gegenüber Radialkräften nur durch die sich dann in verhältnismäßig großem Abstand befindende hohle Ausgangswelle abgestützt.

Nach der US-PS 41 92 195 ist eine ähnliche Vorrichtung bekannt, bei der ein Ritzel mit einer Schiebestange ausgerückt wird. Die Schiebestange dient dabei zur Übertragung der Drehung einer die Schiebestange umschließenden, hohlen Ausgangswelle auf das Ritzel. Auch bei dieser Vorrichtung ist das einge­ rückte Ritzel gegenüber Radialkräften nur unzureichend ab­ gestützt.

Bei einer wiederum ähnlichen Vorrichtung nach der US-PS 23 54 844 ragt das Ritzel aus einer hohlen Antriebswelle heraus und ist mit einer Schiebestange auszurücken. Auch dieses Ritzel ist im eingerückten Zustand gegenüber Radialkräften nicht zureichend abgestützt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung eingangs genannter Art anzugeben, bei der der Träger des Ritzels verhältnismäßig kurz ist und eine geringe Massenträgheit hat, das Ritzel aber dennoch im eingerückten Zustand gegen­ über Radialkräften zuverlässig abgestützt ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben. Hierbei ist insbesondere zu berück­ sichtigen, daß wegen des Sitzes des Ritzels auf einem Hohlzylinder bevorzugt Maßnahmen zum Schutz der Vorrichtung vor eindringendem Staub und eindringender Nässe zu treffen sind.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt die Vorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, teilweise fortgebrochen.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1.

Fig. 1 zeigt ein Antriebsgehäuse, das durchweg mit dem Bezugszeichen H bezeichnet ist und ein vorderes Gehäuse 1 und ein hinteres Gehäuse 2 enthält, die aus­ einandernehmbar miteinander verbunden sind. An dem hinteren Gehäuse 2 sind ein Anlasser-Motor M mit ei­ nem Ständer 3 und eine elektromagnetische Einrichtung S zum Betätigen des Anlasser-Motors M parallel zuein­ ander in der im folgenden beschriebenen Weise befe­ stigt.

Der Ständer 3 des Anlasser-Motors M und ein hinte­ rer Tragarm 4 sind hintereinander an der Rückseite des hinteren Gehäuses 2 angeordnet und an dem vorderen Gehäuse 1 zusammen mit dem hinteren Gehäuse mittels Bolzen 5 befestigt. Eine Läuferwelle 6 des Anlasser-Mo­ tors M wird drehbar von dem hinteren Gehäuse 2 und dem hinteren Tragarm 4 mittels eines ersten Kugella­ gers 7 bzw. einer Lagerschale 8 getragen. Das Aus­ gangs- oder Vorderende der Läuferwelle 6 ragt in das Antriebsgehäuse H hinein.

Die elektromagnetische Einrichtung S weist ein Schaltergehäuse 10 zum Aufnehmen eines Elektroma­ gneten 9 auf, das an dem hinteren Gehäuse 2 mittels einer Schraube 11 befestigt ist. Innerhalb des Elektro­ magneten 9 ist ein feststehender Kern 13, der mit dem Schaltergehäuse 10 über ein Joch 12 verbunden ist, und ein beweglicher Kern 14, der in bezug auf die Stirnflä­ che des feststehenden Kerns 13 zurückzuziehen ist, an­ geordnet. Zwischen den Kernen 13 und 14 ist eine Rück­ holfeder 15 zusammendrückbar angeordnet, die den be­ weglichen Kern 14 von der Stirnfläche des feststehen­ den Kerns 13 abdrängt. In Einheit mit dem beweglichen Kern 14 ist eine Schalterbetätigungsstange 16 ausge­ formt, die den feststehenden Kern 13 überragt. An der Spitze der Schalterbetätigungsstange 16 ist ein bewegli­ cher Kontakt 17 verschiebbar über einen Isolator 17a befestigt. Dieser bewegliche Kontakt 17 wird normaler­ weise an der Spitze der Schalterbetätigungsstange 16 unter Einfluß der Rückstellkraft einer Feder 18 gehal­ ten. An dem hinteren Ende des Schaltergehäuses 10 ist ein Anschlußsockel 19, der aus einem isolierenden Ma­ terial hergestellt ist, angebracht. An dem Anschlußsockel 19 ist ein Paar von Anschlußbolzen befestigt, die jeweils mit einem Gewinde versehen sind und durch eine hintere Wand des Anschlußsockels 19 hindurchra­ gen. An den Köpfen dieser Anschlußbolzen 20 ist ein Paar feststehender Kontakte 21 ausgebildet, die dem beweglichen Kontakt 17 gegenüberstehen. An einen der Anschlußbolzen 20 ist ein Zuführungsdraht (nicht ge­ zeigt), der von einer Stromquelle kommt, angeschlossen, während ein (nicht gezeigter) Zuführungsdraht von dem Anlasser-Motor M mit dem anderen Anschlußbolzen verbunden ist.

An den beweglichen Kern 14 ist eine Nase 22 integral angeformt, die einen Haken 22a aufweist und in das Antriebsgehäuse H hineinragt.

Innerhalb des Antriebsgehäuses H sind eine Aus­ gangswelle 23, welche sich zwischen der Läuferwelle 6 und dem beweglichen Kern 14 parallel mit diesen er­ streckt, und eine Einweg-Ausrückkupplungs-Einrich­ tung T, welche die Antriebskraft in einer Richtung von der Läuferwelle 6 zu der Ausgangswelle 23 überträgt, angeordnet. Die Ausgangswelle 23 ist drehbar in dem vorderen und hinteren Gehäuse 1 bzw. 2 mittels eines ersten Kugellagers 24 bzw. eines zweiten Kugellagers 25 gelagert, kann jedoch nicht in axialer Richtung be­ wegt werden.

Die Einweg-Ausrückkupplungs-Einrichtung T enthält ein kleines antreibendes Zahnrad 26, das an dem Aus­ gangsendbereich der Läuferwelle 6 ausgebildet ist, ein großes angetriebenes Zahnrad 27, das sich im Eingriff mit dem kleinen antreibenden Zahnrad 26 konzentrisch mit der Ausgangswelle 23 befindet, und eine Einweg­ kupplung C, die zwischen dem angetriebenen Zahnrad 27 und der Ausgangswelle 23 eingefügt ist. Diese Ein­ wegkupplung C enthält ein äußeres Teil 30, das integral mit dem angetriebenen Zahnrad 27 ausgeformt ist und drehbar auf der Ausgangswelle 23 mittels eines Paares von Lagerbuchsen 28 und 29 gelagert ist, ein inneres Teil 31, das integral mit der Ausgangswelle 23 ausge­ formt ist, und eine Lagerwelle 32, die zwischen dem inneren Teil 31 und dem äußeren Teil 30 angeordnet ist.

In dem Ausgangsendbereich der Ausgangswelle 23 ist ein zylindrischer Vorsprung 33a eines Ritzels 33 bei 34 mit der Ausgangswelle keilverzahnt, der über die Stirn­ fläche des vorderen Gehäuses 1 hinausragt, so daß er rückwärts und vorwärts in axialer Richtung verschoben werden kann. An einem vorbestimmten Ort des Vor­ schubes des Ritzels 33, bei dem dieses in einer axialen Richtung mit dem angetriebenen Zahnrad 35 in Ein­ griff gebracht wird, ist dieses angetriebene Zahnrad 35 des Motors unwirksam.

Das Ausgangsende der Ausgangswelle 23 ragt in axialer Richtung nach vorn über eine Mittelebene L des angetriebenen Zahnrades 35 hinaus, so daß - wenn das Ritzel das angetriebene Zahnrad antreibt - dieses dar­ an gehindert wird, sich durch die Antriebsrückwirkungs­ kraft zu neigen, wodurch ein ausreichender Eingriff zwi­ schen dem Ritzel 33 und dem angetriebenen Zahnrad 35 erhalten bleibt.

Eine Öffnung in dem hohlzylindrischen Vorsprung 33a des Ritzels 33 wird durch eine Staubschutzplatte 37, die an den zylindrischen Vorsprung 33a angestemmt oder angelötet ist, verschlossen, so daß Staub o. ä. daran gehindert wird, in das Innere des zylindrischen Vor­ sprungs 33a einzudringen.

Das Ritzel 33 wird durch eine Ritzelbewegungsein­ richtung D, die in dem Antriebsgehäuse H angeordnet ist, in die Stellung bewegt, in der es mit dem angetriebe­ nen Zahnrad 35 in Eingriff kommt, wenn die elektroma­ gnetische Einrichtung S betätigt wird.

Die Ritzelbewegungseinrichtung D enthält eine Schiebestange 38, die sich verschiebbar durch die Aus­ gangswelle 23 erstreckt, einen Stoßflansch 38a, der an dem vorderen Ende der Schiebestange 38 zur Bewe­ gung zwischen der Staubschutzplatte 37 und einem An­ schlagring 36, welcher an der inneren Wandung des zy­ lindrischen Vorsprungs 33a verankert ist, ausgebildet ist, sowie eine spiralförmige Pufferfeder 39, die zwischen dem Stoßflansch 38a und der Staubschutzplatte 37 an­ geordnet ist.

Der hintere Bereich des hohlen Teils der Ausgangs­ welle 23 ist vergrößert, um eine Führungsausnehmung 40 zu definieren, in die ein zylindrischer Käfig 41 ver­ schiebbar eingepaßt ist, welcher auf der Schiebestange 38 mittels eines Sprengringes 42 festgehalten wird. In der Führungsausnehmung 40 ist zwischen einer Endwandung der Führungsausnehmung und einem Flansch 41a, welcher an dem hinteren Ende des zylindrischen Käfigs 41 ausgebildet ist, eine spiralförmige Rückholfe­ der 43 angeordnet, mittels derer die Schiebestange 38 in einer Rückzugsrichtung vorgespannt ist.

Die Führungsausnehmungen 40 kommunizieren mit dem Inneren des Antriebsgehäuses H, so daß der zylindrische Käfig 41 in der Führungs­ ausnehmung 40 gleiten kann, ohne dabei durch die Luft darin behindert zu werden.

Die Ritzel­ bewegungseinrichtung D enthält einen Hebelhalter 45, der fest mit dem Antriebsgehäuse H verbunden ist, einen Schub­ hebel 47, der drehbar mittels eines Lagerbolzens 46, in dem Hebelhalter 45 gelagert ist, und eine Überlastfeder 48 in Form einer spiralförmigen Torsionsfeder, welche den Lagerbolzen 46 umgibt. Der Schubhebel 47 hat einen ersten Arm 47a, der mit dem hinteren Ende der Schiebestange 38 in Eingriff steht, und einen gegabelten zweiten Arm 47B, welcher sich in einer Richtung entgegengesetzt zu dem ersten Arm 47a erstreckt. Der Lagerbolzen 46 ist zwischen diesen bei­ den Armen angeordnet. Die Überlastfeder 48 weist ei­ nen ersten Arm 48a, der umgebogen ist, um in einen Schlitz des ersten Armes 47a des Schubhebels 47 einzugreifen, und einen zweiten Arm 48b, der über den gegabelten zweiten Arm 47b verläuft und widerlagernd mit der Rückseite des zweiten Armes 47b gehalten wird, auf. Der Überlastfeder 48 wird eine Grundspannung mit einer bestimmten Torsionskraft erteilt. Der Haken 22a der Nase 22 des beweglichen Kerns 14 umfaßt den zwei­ ten Arm 48b der Überlastfeder 48.

Die Rückzugsbewegungen des Ritzels 33, der Schie­ bestange 38 und des Schubhebels 47, welche durch die Ausdehnungskraft der spiralförmigen Rückholfeder 43 veranlaßt werden, werden durch ein Aneinanderstoßen des ersten Armes 47a des Schubhebels 47 und eines Stoppers 2a, der an der inneren Wandung des hinteren Gehäuses 2 ausgeformt ist, begrenzt.

In dem vorderen Endbereich des Antriebsgehäuses H ist ein Ritzelgehäuse 49 ausgebildet, das den hinteren Teil des Ritzels 33, das aus dem angetriebenen Zahnrad 35 ausgerückt ist, aufnimmt, vergl. auch Fig. 2. Eine Öffnung 49a des Ritzelgehäuses 49 verläuft sich aufwei­ tend nach außen, um so den Eintritt des Ritzels 33 in das Ritzelgehäuse zu führen. Regenwasser, Waschwasser o. ä., das in die Öffnung 49a läuft, wird durch eine abge­ schrägte Oberfläche der Öffnung 49a geführt und nach außen geleitet.

Nahe dem ersten Kugellager 24, das den vorderen Teil der Ausgangswelle 23 drehbar lagert, ist eine Was­ serschutzplatte 51 zum Abschotten des ersten Kugella­ gers 24 von der Innenseite des Ritzelgehäuses 49 ange­ ordnet. In dem Ritzelgehäuse 49 ist durch die Wasser­ schutzplatte 51 und das Ritzel 33 eine ringförmige Kam­ mer 49b definiert. Innerhalb dieser ringförmigen Kam­ mer 49b sind zwischen dem äußeren Umfang der Aus­ gangswelle 23 und dem Ritzel 33 ein Kegelbereich 52 mit einem progressiv ansteigenden Durchmesser und eine ringförmige Nut 53, welche sich von dem Ende mit dem kleineren Durchmesser des Kegelbereiches 52 aus fortsetzt, ausgebildet. In den Boden oder den unteren Bereich dieser ringförmigen Kammer 49b öffnet sich eine Ablaßöffnung 50 und verläuft von da an in abwärti­ ger Richtung. An der Vorderseite des vorderen Gehäu­ ses 1 ist eine Abschirmung 54 mit einem U-förmigen Querschnitt integral ausgeformt, die einen Ausgang der Ablaßöffnung 50 abdeckt. Demzufolge wird Wasser, wann immer dies in die Innenseite des Ritzelgehäuses 49 oder in die ringförmige Kammer 49b von der Öffnung 49a her eindringen sollte, durch die Wasserschutzplatte 51 an einem weiteren Eindringen in das erste Kugella­ ger 24 gehindert, und es fließt in Richtung der ringförmi­ gen Nut 53 nach unten und längs des Kegelbereiches 52 der Ausgangwelle 23, wo es nach außen durch die Ab­ laßöffnung 50 abgeleitet wird.

Demnach kann keinerlei Wasser innerhalb der ring­ förmigen Kammer 49b stehen. In dem gezeigten Aus­ führungsbeispiel ist der Boden der ringförmigen Nut 53 niedriger als der einer Keilnut 34 der Ausgangswelle, um Wasser am Eindringen in die Keilnut 34 aus der ringförmigen Nut 53 zu hindern. Andererseits wird Wasser, das in Richtung der Ablaßöffnung 50 gespritzt wird, wenn das betreffende Fahrzeug gewaschen oder bei ähnlichen Gelegenheiten Wasser ausgesetzt wird, am Eintritt in die Ablaßöffnung 50 durch die Abschir­ mung 54 gehindert.

Im hinteren Bereich des Ritzels 33 ist eine ringförmi­ ge Wand 33b derart ausgebildet, daß die Ritzelzähne des Ritzels miteinander verbunden sind. Die ringförmi­ ge Wand 33b wirkt nicht nur dahingehend, daß Wasser am Eintritt in die Innenseite des Ritzelgehäuses 49 durch die Ritzelzähne hindurch gehindert wird, sondern verstärkt diese auch.

Als Nächstes wird die Wirkungsweise des Anlassers gemäß dem Ausführungsbeispiel beschrieben. Wenn der Anlaßschalter des Motors betätigt wird, so daß ein Strom in den Elektromagneten 9 der elektromagneti­ schen Einrichtung D fließt, wird der bewegliche Kern 14 hin zu dem feststehenden Kern 13 gezogen, wobei der Haken 22a der Nase 22, der eine Einheit mit dem be­ weglichen Kern 14 bildet, mittels der Überlastfeder 48 den Schubhebel 47 veranlaßt, sich um den Lagerbolzen 46 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinne zu drehen, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Dadurch wird mit seinem er­ sten Arm 47 die Schiebestange 38 nach vorn (nach links­ in Fig. 1) gestoßen. Mit dem Vorschub der Schiebestan­ ge 38 bewegt der Stoßflansch 38a das Ritzel 33 über die Pufferfeder 39 in eine Stellung, in der es mit dem ange­ triebenen Zahnrad 35 in Eingriff kommt. Wenn die Zäh­ ne des Ritzels 33 und des angetriebenen Zahnrades 35 nicht miteinander ausgerichtet sind und so die Flanken derselben gegeneinanderstoßen, wird das Ritzel ange­ halten. Die Schiebestange 38 bewegt sich jedoch jeden­ falls in eine Stellung, in der sie in eine Druckberührung mit der Staubschutzplatte 37 kommt, während die Puf­ ferfeder 39 zusammengedrückt wird. Danach setzt der bewegliche Kern 14 seine Bewegung in eine Stellung fort, in der der bewegliche Kontakt 17 in Berührung mit den paarweise angeordneten feststehenden Kontakten 21 gegen die Kraft der Überlastfeder 48 kommt, womit der Anlasser-Motor M betätigt wird. Der Stoß, der durch das Aufeinandertreffen des Ritzels 33 und des angetriebenen Zahnrades 35 auftritt, wird durch eine elastische Verformung der Pufferfeder 39 und der Über­ lastfeder 48 absorbiert.

In diesem Zusammenhang sei angemerkt, daß ein er­ ster Zwischenraum zwischen dem beweglichen Kontakt 17 und den feststehenden Kontakten 21, ein zweiter Zwischenraum zwischen der Staubschutzplatte 37 und dem Stoßflansch 38a und ein dritter Zwischenraum zwi­ schen dem Ritzel 33 und dem angetriebenen Zahnrad 35 derart genau eingestellt werden kann, daß wenn der zweite und der dritte Zwischenraum durch die fort­ schreitende Bewegung der Schiebestange 38 aufgeho­ ben sind, der bewegliche Kontakt 17 in Berührung mit den feststehenden Kontakten 21 gebracht wird, ohne daß dabei auf die Überlastfeder 48 eingewirkt wird oder diese verdreht wird.

Die Drehung der Läuferwelle 6 wird in verringerter Drehzahl über das antreibende Zahnrad 26, das ange­ triebene Zahnrad 27 und die Einwegkupplung C auf die Ausgangswelle 23 übertragen, so daß die Ausgangswel­ le 23 das Ritzel mit einer großen Antriebs-Drehkraft dreht.

Wenn das Ritzel 33 anfängt, sich zu drehen, um seine Zähne in bezug auf die Zähne des angetriebenen Zahn­ rades 35 auszurichten, wird es durch die Abstoßkräfte, die in der Pufferfeder 39 und der Überlastfeder 48 ge­ speichert sind, weiterbewegt, so daß es in einen voll­ kommenen Eingriff mit dem angetriebenen Zahnrad 35 kommt, um letzteres zum Anwerfen des Motors anzu­ treiben.

Wenn der Motor zu laufen beginnt, dreht sich das angetriebene Zahnrad 35 bei einer hohen Umdrehungs­ zahl. Auf diese Weise dreht sich auch das Ritzel 33 bei einer Umdrehungszahl, die höher als die Umdrehungs­ zahl des angetriebenen Zahnrades 27 ist, womit die Ein­ wegkupplung C außer Eingriff kommt, so daß die Ge­ genkraft des angetriebenen Zahnrades 35 nicht auf den Anlasser-Motor M zurückübertragen wird, wodurch der Motor vor einem Überdrehen geschützt ist.

Wenn der Anlaßschalter geöffnet wird, wird der be­ wegliche Kern 14 der elektromagnetischen Einrichtung S durch die Rückholfeder 15 in seine ursprüngliche Stel­ lung zurückgeholt, woraufhin sich der bewegliche Kon­ takt 17 von den feststehenden Kontakten entfernt, um den Anlasser-Motor M auszuschalten. Zur gleichen Zeit wird die Schiebestange 38 durch die spiralförmige Rückholfeder 43 zurückbewegt, so daß das Ritzel 33 aus dem angetriebenen Zahnrad 35 ausgreift, um sich in das Ritzelgehäuse 49 zurückzubewegen.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Anlassen einer Brennkraftmaschine, ins­ besondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Elektromotor als Anlasser-Motor (M), mit einer Einweg-Ausrückkupplungs- Einrichtung (T), über die der Anlasser-Motor (M) eine hohle Ausgangswelle (23) in einer Richtung antreiben kann, mit einem relativ zu der Ausgangswelle (23) axial verschiebbar gelagerten Ritzel (33), mit einer koaxial zur Ausgangswelle (23) gelagerten Schiebestange (38), mittels der das Ritzel (33) axial zu verschieben ist, um es in ein Zahnrad (35), das die Brennkraftmaschine anwerfen kann, einzurücken oder aus ihm auszurücken, und mit einer elektromagnetischen Ein­ richtung (S) zur Verschiebung der Schiebestange (38) über eine Federanordnung (15, 18, 48, 43; 15, 18, 56, 57, 43), bei der die Einwegkupplung (C) ein Außenglied (30) aufweist, auf dem ein von dem Anlasser-Motor (M) anzutreibendes, drehbar auf der Ausgangswelle (23) gelagertes Zahnrad (27) sitzt, bei der die Einwegkupplung (C) ein Innenglied (31) aufweist, das auf der Ausgangswelle (23) sitzt, bei der die Ausgangswelle (23) über eine Lageranordnung (24, 25) in einem Gehäuse (H) abgestützt ist und ein äußeres Ende (34) aufweist, das sich durch die Lageran­ ordnung (24, 25) nach außen erstreckt, und bei der eine Rückholfeder (43) zum Rückholen der Schiebestange (38) zwischen der Ausgangswelle (23) und der Schiebestange (38) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (33) auf einem der Einwegkupplung (C,T) zugewandten, inneren Ende eines Hohlzylinders (33a) sitzt, der auf dem äußeren Ende der Ausgangswelle (23) axial verschiebbar, aber drehfest gelagert ist, daß die Schiebe­ stange (38) aus dem äußeren Ende der Ausgangswelle (23) herausragt und daß am äußeren Ende des Hohlzylinders (33a) ein Anschlag (37) für die äußere Stirnfläche der Schiebestange (38) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende (34) der Ausgangswelle (23) aus dem Gehäuse (H) hinausragt und daß das Ritzel (33) auf diesem äußeren Ende (34) der Ausgangswelle (23) gela­ gert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß als Anschlag (37) eine das äußere Ende der Schiebestange (38) abdeckende Staubschutzplatte (37) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Staubschutzplatte (37) und der äußeren Stirnfläche der Schiebestange (38) eine Pufferfeder (39) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich an dem äußeren Ende der Schiebestange (38) ein die äußere Stirnfläche der Schiebestange (38) bildender Stoßflansch (38a) befindet.