DE3828878C2

DE3828878C2 - Anlasser für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3828878C2
Application number: DE3828878A
Authority: DE
Inventors: Nobutoshi Hasebe
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-08-26
Filing date: 1988-08-25
Publication date: 1993-10-14
Anticipated expiration: 2008-08-26
Also published as: DE3828878A1; JPS6456966A; US5129270A; KR890004066A; JPH0633750B2; GB8818901D0; GB2209055A; GB2209055B

Description

Die Erfindung betrifft einen Anlasser für eine Brennkraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.

Aus der DE-PS 4 58 058 ist ein derartiger Anlasser für Brennkraftmaschinen in mehreren Ausführungen bekannt, bei welchem die Antriebswelle eines elektrischen Anlassermotors über ein Schraubgetriebe direkt mit einer Ritzelwelle in Eingriff steht. Auf dem äußeren Abschnitt dieser Ritzelwelle ist ein Ritzel über ein zweites einen größeren Steigungswinkel aufweisendes Schraubgetriebe verdrehbar und entsprechend der Gewindesteigung axial bewegbar gelagert. Zwischen einem am freien Ende der Ritzelwelle befestigten Anschlag und dem Ritzel ist eine Schraubenfeder eingespannt, welche das Ritzel gegen einen etwa mittig auf der Ritzelwelle vorgesehenen Anschlag drückt. Beim Anlauf des Anlassermotors wird auch die Ritzelwelle über das Schraubgewinde ohne eigene Axialbewegung in Drehung versetzt. Da das Schraubgetriebe des Ritzels einen großen Steigungswinkel besitzt, wird das Ritzel durch die Drehbewegung der Ritzelwelle gegen den Druck der Feder in die Verzahnung des auf der Kurbelwelle befestigten Zahnrades hineinbewegt. Kollidiert ein Ritzelzahn mit einem Zahnrad-Zahn, wird die Schraubenbewegung des Ritzels durch eine überlagerte Schraubenbewegung der Ritzelwelle gegenüber der Antriebswelle verzögert und durch die auf das Ritzel wirkende Schubkraft vermindert, um ein Ausweichen des Ritzels und ein Einspuren in die Verzahnung zu ermöglichen. Der erste Anschlag des Ritzels an einem Zahn des Zahnrades erfolgt jedoch ungedämpft mit relativ hoher kinetischer Energie, so daß Verschleißerscheinungen insbesondere an den Ritzelzähnen im Langzeitbetrieb auftreten. Da ferner das Schraubgetriebe zwischen der Motorwelle und der Ritzelwelle erst nach einer Kollision der Ritzelzähne zur Wirkung gelangt, treten nach Beginn einer solchen Kollision erhebliche Trägheitsmomente in der gesamten Anordnung auf, die Ursache für hohe mechanische Beanspruchungen und damit für zusätzliche Verschleißerscheinungen sein können.

Aus der DE-PS 31 36 123 ist ein anderer Anlasser für Brennkraftmaschinen bekannt, dessen Motorwelle über eine Verzahnung mit dem Außenglied einer Freilaufkupplung verbunden ist. Das Innenglied dieser Freilaufkupplung bildet eine hohle Ritzelwelle, auf deren freiem Ende ein Ritzel über eine Axialverzahnung drehfest und axial verschiebbar angeordnet ist. In der Ritzelwelle verläuft eine Schubstange, die an einer Rückholfeder abgestützt ist und durch deren Axialverschiebung das Ritzel auf der Ritzelwelle ohne Eigendrehung mit dem Zahnrad der Brennkraftmaschine in und außer Eingriff gebracht werden kann. Zur Betätigung der Schiebestange dient ein gesonderter Elektromagnet, der über einen Schwenkhebel auf das rückwärtige Ende der Schubstange gegen die Kraft einer Rückholfeder einwirkt. Besondere Maßnahmen zum Einspuren auch nach einer anfänglichen Kollision der Ritzelzähne mit den Zahnradzähnen sind nicht vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Anlasser für Brennkraftmaschinen zu schaffen, der das Einspuren des Ritzels in das Zahnrad der Brennkraftmaschine auch nach einer anfänglichen Kollision bei verringerten mechanischen Beanspruchungen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen Anlasser wird bei jedem Einrückvorgang die Ritzelwelle axial bis zum ungehinderten Einspuren in das auf der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine befestigte Zahnrad vorgeschoben und durch den Motor angedreht. Wenn ein Ritzelzahn mit einem Zahn dieses Zahnrades kollidiert, verschiebt sich das Ritzel gegen die Kraft der Hohlfeder auf der Ritzelwelle und führt gleichzeitig eine durch die Differenz der beiden Steigungswinkel der Schraubgetriebe erzeugte Drehbewegung aus, so daß das Ritzel in das Zahnrad einspuren kann. Dabei wirkt die zwischen dem Ritzel und dem Anschlag auf der Ritzelwelle eingespannte Feder als Dämpfungselement und als Einspurhilfe bei der Ritzelverdrehung.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt einer Ritzeleingriffs vorrichtung für einen Anlasser;

Fig. 2 Querschnitte der Ritzeleingriffsvorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 die Vorrichtung nach Fig. 1 in einem Zustand, in dem das Ritzel einen Zahn des Zahnrads berührt.

Gemäß Fig. 1 hat ein Gleichstrom motor eine Welle 1, die auf einem Ende eine Verzahnung 2 trägt. Ein Kupplungszahnrad 4 ist am Außenumfang eines äußeren Kupplungselements 3 einer Zahnkupplung vorgesehen. Die Verzahnung 2 und das Kupplungszahnrad 4 bilden ein Untersetzungsgetriebe. Beide Enden eines inneren Kupplungselements 6 sind durch Kugellager 7 und 8 in einem Gehäuse 9 gehalten. Eine Freilaufkupplung ist durch den Außenumfang des inneren Kupplungselements 6, einen Rol lenkörper 5 und ein auf dem Innenumfang des äußeren Kupplungselements 3 vorgesehene Kupplungsprofil 10 gebildet.

Eine Ritzelwelle 11 ist durch ein erstes Steilgewinde 12 mit dem inneren Kupplungselement 6 gekoppelt. Das erste Steilgewinde 12 ist um einen Winkel R₁ gegenüber der Ritzelwellenachse verdreht. Die Ritzelwelle 11 ist an ihrem freien Ende über ein zweites Steilgewinde 13 mit einem Ritzel 14 versehen. Das zweite Steilgewinde 13 läuft in die gleiche Richtung wie das erste Steilgewinde 12 und ist um einen Winkel R₂ gegenüber der Achse der Ritzelwelle verdreht, wobei R₂ größer ist als R₁.

15 bezeichnet eine Spiralfeder, 16 eine Beilegscheibe und 17 ein Anschlagelement. Das Ritzel 14 wird von der Spiralfeder 15 an einer Axialverschiebung gehindert.

18 bezeichnet eine Rückholfeder, 19 einen An schlag, und 20 eine Haltevorrichtung. Die Kraft der Rückholfeder 18 ist kleiner als die Schubkraft der Hohlfeder 15. Ihre Federkraft genügt jedoch, um die vorgeschobene Ritzel welle 11 zurückzuholen.

21 bezeichnet einen Schalthebel zum Vorschieben der Ritzel welle 11 und 22 ein Zahnrad der Brennkraftmaschine.

In der Fig. 2 bezeichnet 23 eine Feder zum Ersteinrücken der Kupplung und Fixieren des Rollenkörpers 5.

In einem solchen Anlasser erfolgt der Eingriff des Ritzels wie nachstehend beschrieben. Zuerst wird die Ritzelwelle 11 durch den Schalthebel 21 vorgeschoben, und gleichzeitig wird ein vom Motor erzeugtes Drehmoment über die Verzahnung 2 der Welle 1, das Kupplungszahnrad 4 des äußeren Kupplungselements 3, den Rollenkörper 5, das innere Kupplungselement 6, das erste Steilgewinde 12, die Ritzelwelle 11 und das zweite Steilgewinde 13 auf das Ritzel 14 übertragen. Zu diesen Zeit punkt wirken sowohl das Drehmoment des Motors als auch die Vorschubkraft des Schalthebels 21 auf das Ritzel 14, so daß dieses mit dem Zahnrad 22 in Eingriff gebracht wird.

Wenn das Ritzel 14 an einem Zahn des Zahnrads 22 anstößt, genügen die Vorschubkraft des Schalthebels und das Dreh moment des Motors nicht, um das Ritzel 14 mit dem Zahnrad 22 in Eingriff zu bringen. Dies wird im einzelnen unter Bezug nahme auf Fig. 3 erläutert. Wenn gemäß Fig. 3 das Ritzel 14 einen Zahnteil des Zahnrads 22 berührt, wird die Spiralfeder 15 nicht verformt. Wird in diesem Zustand die Ritzelwelle 11 durch den Schalthebel 21 in Axialrichtung verschoben, so bewirkt dies ein Verschieben des Ritzels 14 entgegengesetzt zur Umlaufrichtung der Ritzelwelle um die Differenz zwischen dem Winkel R₂ des zweiten Steilgewindes und dem Winkel R₁ des ersten Steilgewindes. Wenn das durch die Kraft der Spiralfeder 15 bewirkte Drehmoment größer als das Drehmoment des Motors eingestellt wird, wird das Ritzel 14 entgegengesetzt zur Umlaufrichtung der Ritzelwelle verschoben und gelangt auf diese Weise in Eingriff mit dem Zahnrad 22.

Bei dieser Ausführung wird also der durch die Berührungs abschnitte des Ritzels 14 und des Zahnrads 22 gebildete Eingriffsbereich vergrößert, wodurch Eingriffsfehler stark reduziert und die Zuverlässigkeit des Eingriffs erheblich verbessert wird.

Die erläuterte Ausführung zeigt zwar einige Gänge des ersten und zweiten Steilgewindes; es ist aber ersichtlich, daß die Anzahl der Steilgewinde unwesentlich ist und daß z. B. mit einer Konstruktion, bei der die Anzahl des ersten und zweiten Steilgewindes jeweils Eins ist, die gleichen Er gebnisse erzielbar sind.

Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, werden bei der vorliegenden Erfindung durch Vergrößerung des von den Berührungsabschnitten des Ritzels und des Zahnrads gebil deten Eingriffsbereichs Eingriffsfehler stark reduziert, wodurch ein Anlasser mit Untersetzungsgetriebe mit erheblich verbesserter Eingriffs-Zuverlässigkeit geschaffen wird.

Claims

1. Anlasser für eine Brennkraftmaschine, bestehend aus
einem Antriebsmotor, dessen Motorwelle (1) über Zwischenglieder (2 bis 6) und ein erstes Schraubgetriebe (12) mit einer Ritzelwelle (14) kuppelbar ist,
einem auf dem freien Abschnitt der Ritzelwelle (11) über ein zweites Schraubgetriebe (13) relativ bewegbar angeordnetes Ritzel (14), das durch eine Axialbewegung mit einem Zahnrad (22) der Brennkraftmaschine kuppelbar ist, und aus
den Schraubgetrieben (12, 13) zugeordneten Federelementen (15, 18) zur Begrenzung der Bewegungsfreiheit einzelner Getriebeteile,
wobei der Steigungswinkel R₁ zwischen der Schraubenlinie des ersten Schraubgetriebes (12) und der Längsachse kleiner als der entsprechende Winkel R₂ des gleichsinnigen zweiten Schraubgetriebes (13) ist und
wobei bei einer Kollision des Ritzels (14) mit einem Zahn des Zahnrades (22) eine durch die Winkeldifferenz der beiden Schraubgetriebe verursachte Einspur-Verdrehung des Ritzels (14) erfolgt,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der Ritzelwelle (11) ein gesondertes Vorschubelement (21) angreift, das die Ritzelwelle (11) gemeinsam mit dem Ritzel bis zum Eingriff mit dem Zahnrad (22) verschiebt, und
daß das Ritzel (14) auf dem äußersten Endabschnitt der Ritzelwelle (11) angeordnet ist und durch das Federelement (15) in Einspurrichtung belastet ist.

2. Anlasser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (15) in Form einer Schraubenfeder zwischen einer auf der Welle (11) festgelegten Scheibe (16) und der inneren Stirnseite des Ritzels (14) eingespannt ist.