DE3912432C2 - Speed reducer with torque limiter, especially for the starter of an internal combustion engine - Google Patents
Speed reducer with torque limiter, especially for the starter of an internal combustion engineInfo
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Description
Vorliegende Erfindung betrifft ein Drehzahlmindergetriebe, insbesondere für einen Anlasser mit Untersetzungsgetriebe für einen Verbrennungsmotor, insbesondere für einen Kraftfahrzeugmotor-Anlasser.The present invention relates to a speed reducer, especially for a starter with Reduction gear for an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle engine starter.
Bei den Anlassern von Kraftfahrzeugmotoren versetzt ein Elektromotor eine als "Starter" (lanceur) bezeichnete Vorrichtung in Umdrehung, die ein Ritzel aufweist, welches zum Zeitpunkt der Benutzung des Anlassers im allgemeinen durch axiale Verschiebung mit einem Anlasserzahnkranz in Eingriff tritt, der zu dem Verbrennungsmotor gehört. Der Starter wird entweder direkt durch den Elektromotor oder mittels eines zwischen der Welle des Elektromotors und der den Starter tragenden Welle eingesetzten Drehzahlminderers in Umdrehung versetzt.Staggered in the starters of motor vehicle engines Electric motor called a "starter" (lanceur) Device in rotation, which has a pinion, which for When to use the starter in general axial displacement engages with a starter ring gear occurs, which belongs to the internal combustion engine. The starter will either directly by the electric motor or by means of a between the shaft of the electric motor and that of the starter supporting shaft used speed reducer in rotation transferred.
Die Einfügung eines Drehzahlminderers macht es möglich, im Anlasser einen schnelleren Elektromotor einzusetzen und ein höheres Anlaufdrehmoment zu erzielen und gleichzeitig die Abmessungen und das Gewicht des Anlassers für eine bestimmte Leistung zu reduzieren.The insertion of a speed reducer makes it possible to Starter to use a faster electric motor and a to achieve higher starting torque and at the same time the Dimensions and weight of the starter for a given Reduce performance.
In Anlassern eingebaute Drehzahlminderer sind im allgemeinen Drehzahlmindergetriebe entweder mit "Umlaufgetriebezug", in welchem Falle die Welle des Starters koaxial zur Welle des Elektromotors verläuft, oder mit "innenverzahntem Getriebe", bestehend einfach aus einem Ritzel, welches an der Welle des Elektromotors angebracht ist, die die Antriebswelle des Drehzahlminderers bildet, und aus einem innenverzahnten Kranz, der fest mit der Starterwelle verbunden ist, die die Abtriebswelle des Drehzahlminderers bildet und im Verhältnis zur Welle des Elektromotors versetzt ist; die Verzahnung des Ritzels steht mit der Innenverzahnung des Zahnkranzes in Eingriff und das Untersetzungsverhältnis wird durch das Verhältnis der Zähnezahlen dieser Verzahnungen definiert.In general, speed reducers installed in starters are Speed reducer either with "epicyclic gear train", in which case the shaft of the starter coaxial with the shaft of the Electric motor runs, or with "internally toothed gear", simply consists of a pinion, which is on the shaft of the Electric motor is attached to the drive shaft of the Speed reducer forms, and from an internally toothed ring, which is firmly connected to the starter shaft, which the Output shaft of the speed reducer forms and in the ratio is offset to the shaft of the electric motor; the interlocking of Ritzels stands in with the internal toothing of the ring gear Intervention and the reduction ratio is determined by the Ratio of the number of teeth of these gears defined.
Vorliegende Erfindung befaßt sich insbesondere mit dieser letzteren Art von Drehzahlminderer.The present invention is particularly concerned with this the latter type of speed reducer.
Es ist bekannt, daß ein Verbrennungsmotor beim Anlassen Rücklaufbewegungen aufweisen kann, wobei die gegenläufige Rotation voll auf den Drehzahlminderer zurückwirkt, so daß dieser beschädigt werden kann.It is known that an internal combustion engine when starting May have return movements, the opposite Rotation fully affects the speed reducer so that this can be damaged.
Um diese Möglichkeit auszuschließen, ist es zweckmäßig, die schwächsten Elemente überzudimensionieren. Daraus ergibt sich ein höherer Materialpreis, der nicht mit der eigentlichen Funktion des Anlassers in Verbindung steht, sowie ein größerer Platzbedarf des Anlassers als bei normaler Funktionsweise.To rule out this possibility, it is advisable to use the to oversize the weakest elements. This results in a higher material price that is not the actual one Function of the starter is related, as well as a larger one Space required by the starter than in normal operation.
Eine andere bekannte Lösung, die besonders im Patent FR-A-2 591 689 beschrieben ist, betrifft nur Umlaufgetriebe und besteht im Einbau eines Drehmomentbegrenzers in den äußeren. - Zahnkranz des Umlaufgetriebes unter Anwendung eines elastischen Drucks, der auf eine Wange des Außenzahnkranzes ausgeübt wird, die in Verbundbauweise (en sandwich) zwischen zwei Lagerausgüssen oder entsprechenden Teilen, von denen eines feststeht, eingefügt ist.Another known solution, particularly in the patent FR-A-2 591 689 describes only epicyclic gear and consists in installing a torque limiter in the outer. - Sprocket of epicyclic gear using an elastic Pressure exerted on a cheek of the external ring gear the sandwich construction (en sandwich) between two Bearing spouts or equivalent parts, one of which is established, is inserted.
Die vorliegende Erfindung bezweckt eine bestimmte Konstruktion eines Drehmomentbegrenzers, die ausschließlich auf Untersetzungsgetriebe mit "Innenverzahnung" Anwendung findet und betrifft zu diesem Zweck einen Drehzahlminderer dieser Art mit einer Antriebswelle, die ein Ritzel trägt, welches mit der Innenverzahnung eines Zahnkranzes in Eingriff steht, der drehbeweglich fest mit der Abtriebswelle des Drehzahlminderers verbunden ist, wobei diese Abtriebswelle im Verhältnis zur Antriebswelle versetzt ist, und durch Reibmittel drehbeweglich mit dem mit Innenverzahnung versehenen Zahnkranz der Abtriebswelle verbunden ist, wobei die Reibmittel aus einer Mitnehmerscheibe bestehen, die mit einer Reibscheibe verbunden ist, an der ein Reibbelag angebracht ist, der am Zahnkranz anliegt, welcher frei an der Antriebswelle unter Einwirkung von elastischen Mitteln montiert ist, die aus einer Belleville- Federscheibe bestehen, die zwischen der Reibscheibe und einem Stützflansch angeordnet ist.The present invention aims at a certain construction a torque limiter that is based exclusively on Reduction gear with "internal teeth" is used and for this purpose concerns a speed reducer of this type with a drive shaft that carries a pinion, which with the Internal toothing of a ring gear is engaged, the rotatably fixed with the output shaft of the speed reducer is connected, this output shaft in relation to Drive shaft is offset, and rotatable by means of friction with the internally toothed ring gear Output shaft is connected, the friction means from a Drive plate exist, which are connected to a friction disc is on which a friction lining is attached, on the ring gear which is free on the drive shaft under the influence of elastic means is assembled, which consists of a Belleville Spring washer exist between the friction disc and one Support flange is arranged.
Eine derartige Konstruktion ist aus der DE 26 54 987 C2 bekannt, wo als Reibmittel ein Preßsitz eingesetzt wird. Aus der DE 36 24 738 C2 ist es weiterhin bekannt, als Reibmittel eine Mitnehmerscheibe und eine Reibscheibe mit einem Reibbelag vorzusehen, der an der Abtriebseite unter Einwirkung einer Tellerfeder angreift.Such a construction is known from DE 26 54 987 C2, where a press fit is used as a friction medium. From the DE 36 24 738 C2 it is also known as a friction means Driving disc and a friction disc with a friction lining to be provided on the output side under the influence of a Belleville spring attacks.
Demgegenüber zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß der Stützflansch an der Nabe des Zahnkranzes durch Einfügung von Zwischenstücken und Einklemmung der Reibmittel und an der zylindrischen Fläche der Nabe der Mitnehmerscheibe, woran er zentriert ist, befestigt ist.In contrast, the invention is characterized in that the Support flange on the hub of the ring gear by inserting Intermediate pieces and clamping of the friction means and on the cylindrical surface of the hub of the drive plate, which he is centered, is attached.
Insbesondere weist die drehbeweglich mit der Abtriebswelle verbundene Mitnehmerscheibe eine zylindrische Nabe auf, die aufgesteckt sein kann oder auch nicht, wobei an der Verlängerung eines Endes dieser Nabe der Zahnkranz lose unter Einfügung des Reibbelages montiert ist und die Verlängerung des anderen Endes die unter Spannung stehenden elastischen Mittel trägt, die gegen die Mitnehmerscheibe zur Anlage kommen.In particular, it has a rotatable movement with the output shaft connected drive plate on a cylindrical hub that may or may not be attached, with the Extending one end of this hub loosely underneath the ring gear Insertion of the friction lining is mounted and the extension of the on the other hand, the elastic means under tension carries, which come to rest against the drive plate.
Die Erfindung wird besser verständlich mit Hilfe der
nachfolgenden Beschreibung, worin auf die beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen wird, die folgendes darstellen:
The invention will be better understood from the following description, with reference to the accompanying drawings, which illustrate:
- - Fig. 1 ist ein Längsschnitt eines Anlassers mit "innenverzahntem" Drehzahlminderer;- Fig. 1 is a longitudinal section of a starter with "internally toothed" speed reducer;
- - Fig. 2 ist eine Ansicht in vergrößertem Maßstab von Detail A aus Fig. 1 zum besseren Verständnis der Erfindung.- Fig. 2 is an enlarged view of detail A of Fig. 1 for a better understanding of the invention.
Die Fig. 1 stellt einen Kraftfahrzeuganlasser dar, der einen Gleichstrom-Elektromotor 1 mit Stator 2 und Rotor 3 an einer Welle 4 enthält. Auf der Seite eines der Lager 5 trägt die Welle 4 einen Kollektor 6, an dem sich die Bürsten 7 befinden. Das gegenüberliegende Ende der Welle 4 ist über ein Drehzahlmindergetriebe 8 an eine andere Welle 9 angekoppelt, die parallel zur vorgenannten verläuft und woran sich ein Starter 10 befindet, der drehbeweglich mit der Welle 9 verbunden ist, der jedoch axial entlang dieser Welle 9 verschoben werden kann. Der Starter 10 besteht auf übliche Weise aus einem Ritzel 11, welches geeignet ist, mit einem am Motor-Schwungrad angebrachten Zahnkranz 12 in Eingriff zu treten, und aus einem Mitnehmer mit Freilauf 13. FIG. 1 depicts a motor vehicle starter, which contains a direct-current electric motor 1 with a stator 2 and rotor 3 of a shaft 4. On the side of one of the bearings 5 , the shaft 4 carries a collector 6 on which the brushes 7 are located. The opposite end of the shaft 4 is coupled via a speed reducer 8 to another shaft 9 , which runs parallel to the aforementioned and on which there is a starter 10 which is rotatably connected to the shaft 9 , but which can however be displaced axially along this shaft 9 . The starter 10 consists in the usual way of a pinion 11 , which is suitable for engaging with a ring gear 12 attached to the engine flywheel, and a driver with a freewheel 13 .
Parallel zur Achse des Elektromotors 1 ist ein Magnetschalter 16 (électrocontacteur à solénoide) angeordnet, dessen beweglicher Kern 17 über eine Stange 18 mit einem Ende eines Hebels 19 verbunden ist, der um eine Achse 20 drehbeweglich angeordnet ist.Arranged parallel to the axis of the electric motor 1 is a magnetic switch 16 (électrocontacteur à solénoide), the movable core 17 of which is connected via a rod 18 to one end of a lever 19 which is arranged so as to be rotatable about an axis 20 .
Das andere Ende des Hebels 19, welches gabelförmig ausgebildet ist, ist mit dem Mitnehmer 13 des Starters 10 verbunden.The other end of the lever 19 , which is fork-shaped, is connected to the driver 13 of the starter 10 .
Der Drehzahlminderer 8 enthält ein Ritzel 21, welches am Ende auf einer Welle 4 des Elektromotors 1 aufliegt, angeordnet jenseits des zweiten Lagers 22.The speed reducer 8 contains a pinion 21 , which at the end rests on a shaft 4 of the electric motor 1 , arranged beyond the second bearing 22 .
Das Ritzel 21 steht mit der Innenverzahnung 23 eines Zahnkranzes 24 in Eingriff.The pinion 21 is in engagement with the internal toothing 23 of a ring gear 24 .
Der Drehzahlminderer 8 ist in einer zylindrischen Aufnahme 25 eines Gehäuses 26 angeordnet, welches den Zahnkranz 24 umgibt und in dessen Mitte ein selbstschmierendes Lager 29 aufgepreßt ist, so daß für ein Ende der Welle 9 ein Lager entsteht.The speed reducer 8 is arranged in a cylindrical receptacle 25 of a housing 26 which surrounds the ring gear 24 and in the middle of which a self-lubricating bearing 29 is pressed, so that a bearing is formed for one end of the shaft 9 .
Wie in Fig. 2 in vergrößertem Maßstab dargestellt, ist der Zahnkranz 24 gemäß der Erfindung drehbeweglich mit der Abtriebswelle 9 über Reibmittel verbunden, die unter anderem eine Mitnehmerscheibe 27 einschließen, die einen Reibbelag 28 unter Einwirkung einer Federscheibe vom Typ "Belleville" 30 am Zahnkranz 24 zur Anlage bringt.As shown in Fig. 2 on an enlarged scale, the ring gear 24 according to the invention is rotatably connected to the output shaft 9 via friction means, which include, among other things, a drive plate 27 which a friction lining 28 under the action of a spring washer of the type "Belleville" 30 on the ring gear 24 brings to the plant.
Die Mitnehmerscheibe 27 enthält eine zylindrische Nabe 31, die durch bekannte Mittel, wie z. B. Riffelungen 9a, drehbeweglich mit der Abtriebswelle 9 verbunden ist.The drive plate 27 contains a cylindrical hub 31 , which by known means such. B. corrugations 9 a, rotatably connected to the output shaft 9 .
Die Nabe 31 kann aus einem Stück mit der Reibscheibe 27a gefertigt oder auch an der Mitte der Reibscheibe 27a (wie in den Figuren dargestellt) aufgesteckt und durch Falzung befestigt sein.The hub 31 can be made in one piece with the friction disk 27 a or can also be attached to the center of the friction disk 27 a (as shown in the figures) and fastened by folding.
Die Nabe 31 besitzt beiderseits der Scheibe 27a zylindrische Flächen 31a und 31b.The hub 31 has on both sides of the disc 27 a cylindrical surfaces 31 a and 31 b.
Der Zahnkranz 24 ist über seine Nabe 24a frei an der zylindrischen Fläche 31b befestigt.The ring gear 24 is freely attached via its hub 24 a to the cylindrical surface 31 b.
Die Federscheibe 30, die die zylindrische Fläche 31b der Nabe 31 umgibt, liegt zwischen der Reibscheibe 27a und einem Stützflansch 32, der an der Nabe 24a des Zahnkranzes 24 mit Hilfe von Zwischenstücken 34 befestigt ist, durch welche Schrauben 33 verlaufen.The spring washer 30 , which surrounds the cylindrical surface 31 b of the hub 31 , lies between the friction disk 27 a and a support flange 32 which is fastened to the hub 24 a of the ring gear 24 with the aid of intermediate pieces 34 , through which screws 33 extend.
Die Zwischenstücke 34 haben eine solche Länge, daß die Federscheibe, die zwischen der Reibscheibe 27a und dem Stützflansch 32 in Verbundbauweise (en sandwich) eingefügt ist, unter einer bestimmten Spannung steht, damit die Reibmittel jenseits eines bestimmten Drehmoments abgekoppelt werden.The intermediate pieces 34 have such a length that the spring washer, which is inserted between the friction disk 27 a and the support flange 32 in composite construction (en sandwich), is under a certain tension, so that the friction means are decoupled beyond a certain torque.
Die Funktionsweise ist folgende:
Bei normalem Betrieb ist der Zahnkranz 27 fest mit der
Abtriebswelle 9 durch Auflage der Mitnehmerscheibe 27 des
Reibbelags 28 auf der Nabe 24a des Zahnkranzes 24 verbunden, so
daß die genannte Mitnehmerscheibe 27 und der genannte Zahnkranz
24 sich so verhalten, als würden sie ein einziges Teil bilden.It works as follows:
In normal operation, the ring gear 27 fixed the friction lining 28 on the hub 24 is connected to the output shaft 9 by supporting the drive plate 27 a of the ring gear 24 so that said drive plate 27 and said ring gear 24 behave as if they were a single Form part.
Wenn auf der anderen Seite höhere Beanspruchungen als die normalen angewandt werden, z. B. wenn das auf das Ritzel 1 und somit auf den Zahnkranz 24 einwirkende Widerstandsmoment größer ist als das am Ritzel 21 der Antriebswelle 4 angreifende Antriebsdrehmoment, so wirken die Reibmittel wie ein Drehmomentbegrenzer. Damit vermeidet man eine Beschädigung des Drehzahlminderers und folglich auch des elektrischen Anlassers.If, on the other hand, higher loads than normal are used, e.g. B. If the moment of resistance acting on the pinion 1 and thus on the ring gear 24 is greater than the drive torque acting on the pinion 21 of the drive shaft 4 , the friction means act as a torque limiter. This prevents damage to the speed reducer and consequently also to the electrical starter.
Auf diese Weise gelangt man zu einem Drehzahlminderer, der eine genauere Bemessung sämtlicher Elemente der kinematischen Kette der Kraftübertragung erlaubt, was im allgemeinen zu einem geringeren Gewicht und zu einem verminderten Platzbedarf führt.In this way you get to a speed reducer, the one more precise dimensioning of all elements of the kinematic chain power transmission, which generally leads to a lower weight and reduced space requirements.
Es versteht sich von selbst, daß der Reibbelag 28 auf geeignete Weise sowohl an der Nabe 24a des Zahnkranzes 24 als auch an der Reibscheibe 27a befestigt werden könnte.It goes without saying that the friction lining 28 could be fastened in a suitable manner both to the hub 24 a of the ring gear 24 and to the friction disk 27 a.
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