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Technischer Bereich der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Anlasser mit einer
rotierenden Ausgangswelle und einer Einspurvorrichtung für den Antrieb
eines Zahnkranzes des Schwungrads eines Fahrzeugverbrennungsmotors,
wobei die besagte Einspurvorrichtung Folgendes umfasst:
- – ein
Ritzel, das auf der rotierenden Ausgangswelle zwischen einer Ruheposition,
in der es aus dem Zahnkranz ausgerückt ist, und einer aktiven Arbeitsposition,
in der es an dem besagten Zahnkranz eingreift, axial verschiebbar
gelagert ist,
- – eine
ausrückbare
Drehmomentübertragungsvorrichtung,
etwa eine Vorrichtung mit Freilauf oder mit Kegelkupplung.
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Stand der Technik
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Ein
Kraftfahrzeuganlasser umfasst herkömmlicherweise einen rotierenden
Elektromotor, dessen Aufgabe darin besteht, eine Ausgangswelle drehend
anzutreiben, die mit einem beweglichen Ritzel bestückt ist,
das für
das Zusammenwirken mit einem Zahnkranz bestimmt ist, um das Anlassen
des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs herbeizuführen.
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Der
Zahnkranz wird als Anlasszahnkranz bezeichnet und ist fest an einem
ringförmigen
Teil, etwa an einem Schwungrad, angebracht, das starr oder elastisch
mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs verbunden
ist.
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In
einer Ausführungsart
fällt die
Ausgangswelle mit der Ausgangswelle des Elektromotors des Anlassers
zusammen. Als Variante ist die Ausgangswelle von der Ausgangswelle
des Elektromotors des Anlassers verschieden. So ist beispielsweise
ein Planetengetriebe zwischen den beiden Wellen angeordnet, wie
dies in der Druckschrift
EP
B 0 708 239 oder in der Druckschrift
FR A 2 751 803 beschrieben
ist.
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Das
Ritzel ist in der Regel verschiebbar auf der Ausgangswelle zwischen
einer Ruheposition, in der es aus dem Zahnkranz ausgerückt ist,
und einer aktiven Arbeitsposition gelagert, in der es an dem besagten
Zahnkranz eingreift, der drehfest mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors
des Fahrzeugs verbunden ist. Durch ein Einrückrelais wird ein Steuerorgan, üblicherweise
in Form eines Einrückhebels, betätigt, das
wiederum mit einer Einspurvorrichtung mit einem Freilauf oder mit
einer Kegelkupplung zusammenwirkt. Die Kegelkupplung bzw. der Freilauf sind
zwischen dem Ritzel und einem Mitnehmer angeordnet, der zur Einspurvorrichtung
gehört.
Der Hebel wirkt auf den Mitnehmer oder auf ein Gehäuse ein,
das der Freilauf bzw. die Kegelkupplung umfasst. Bei einem herkömmlichen
Anlasser ist das Gehäuse fest
mit dem Mitnehmer verbunden.
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Dieser
Mitnehmer umfasst eine Mitnehmerhülse, die an ihrem inneren Umfang
Schraubennuten aufweist, welche formschlüssig mit Schraubennuten zusammenwirken,
die die Ausgangswelle örtlich
an ihrem äußeren Umfang
aufweist. In der aktiven Position wirkt das Ritzel mit einem fest
mit der Ausgangswelle verbundenen Anschlag zusammen.
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Die
Hauptfunktion der ausrückbaren
Drehmomentübertragungsvorrichtung
besteht darin, zu verhindern, dass das Ritzel, wenn der auch als Brennkraftmaschine
bezeichnete Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs anläuft, den
Elektromotor des Anlassers mit einer zu hohen Drehzahl antreibt,
was zu einer Beschädigung
des Anlassers führen
könnte.
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Zu
weiteren Einzelheiten kann beispielsweise auf die Druckschrift
FR A 2 772 433 verwiesen werden,
in welcher der Einrückhebel
dargestellt ist, der das Steuerorgan bildet, das mit der Einspurvorrichtung
verbunden ist, um diese zu verschieben.
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Die
Druckschriften
FR 96 13016 ,
FR 96 13015 und
FR 96 09550 – veröffentlicht
unter den Nummern
FR 2 754 857 ,
FR 2 754 856 bzw.
FR 2 751 803 – beziehen
sich auf Dämpfungsvorrichtungen, deren
Aufgabe darin besteht, die während
des Betriebs des Anlassers erzeugten Stöße und Vibrationen zu absorbieren.
Die Dämpfungsfunktion
führt zu einer
Verringerung der Intensität
der im Bereich der Einspurvorrichtung übertragenen Stöße. Diese Dämpfungsvorrichtungen
bestehen im Allgemeinen aus Dämpferblöcken aus
Elastomer, deren Aufgabe darin besteht, Energie zu absorbieren,
um sie in Form einer von der Struktur des Werkstoffs abhängigen inneren
Reibung und einer äußeren Reibung zwischen
den in relativer Bewegung befindlichen Teilen abzuführen. In
den Druckschriften
FR
A 2 754 857 und
FR
A 2 827 915 werden die Dämpfungsvorrichtungen in einem
fest mit dem Mitnehmer verbundenen Gehäuse eingebaut. In der Druckschrift
FR A 2 75 803 wird
die Dämpfungsvorrichtung
zwischen der Ausgangswelle und dem Ausgangselement des Untersetzungsgetriebes
angebracht.
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Die
Druckschrift
US A 2
159 514 beschreibt eine andere Ausführungsart, bei der eine Spiralfeder an
einem ihrer Enden drehfest mit der Ausgangswelle des Elektromotors
des Anlassers und an ihrem anderen Ende mit einem treibenden Element
verbunden ist, das sich über
Nocken mit dem Ritzel im Eingriff befindet. In der
US A 3 616 700 ist eine weitere Ausführungsart
beschrieben, bei der ein axial wirksames Dämpfungselement zum Einsatz
kommt.
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In 1 ist
der Kompressions- und Dekompressionszyklus in jedem der Zylinder
eines Verbrennungsmotors während
des Anlassvorgangs dargestellt, wobei v für die Drehzahl und t für die Zeit
steht. Die Kurve Nm(t) gibt die Drehzahl
des Verbrennungsmotors an, während
die Kurve Nd(t) die Drehzahl des Anlassers
angibt.
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Während der
Kompressionsphase in einem bestimmten Zylinder komprimiert der Kolben
das Luft/Kraftstoffgemisch, wobei der Innendruck allmählich bis
zum oberen Totpunkt ansteigt, der im Folgenden kurz OTP genannt
wird. Daraus ergibt sich eine proportionale Kraft, die über die
Pleuelstange und die Kurbelwelle ein Widerstandsmoment erzeugt,
das der Kompressionsbewegung entgegenwirkt. Der Anlasser, der den
Verbrennungsmotor drehend antreibt, muss daher ein bis zum OTP ständig ansteigendes Drehmoment
liefern, was wiederum einen Rückgang der
Antriebsdrehzahl zur Folge hat.
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Nach
dem Durchgang durch den OTP beginnt der Zylinder die Dekompressionsphase,
in deren Verlauf der Innendruck ein Antriebsmoment erzeugt, das
die Drehzahl der Kurbelwelle beschleunigt. Unter Berücksichtigung
der jeweiligen Drehmomente und Trägheitsmomente des Verbrennungsmotors
und des Anlassers fällt
die Beschleunigung der Kurbelwelle schneller aus als die des Anlasserritzels. Das
Ritzel wird daher durch den Verbrennungsmotor angetrieben, wobei
es im Anschluss an das Ansprechen des Freilaufs bzw. der Kegelkupplung
zwischen dem Ritzel und dem Elektromotor des Anlassers allein mit Überdrehzahl
angetrieben wird.
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Der
Verbrennungsmotor setzt anschließend seine Beschleunigungsbewegung
bis zum unteren Totpunkt fort, der im Folgenden mit UTP abgekürzt wird.
Es kommt zu einer Kompressionsphase im folgenden Zylinder der Zündfolge,
was zu einer Verlangsamung der Kurbelwelle führt. Gleichzeitig erhöht sich
die Drehzahl des Elektromotors des Anlassers, der keine Last mehr
zu übertragen
hat, entsprechend den klassischen Leerlaufdrehzahlanstiegsverläufen von
Elektromotoren. Wenn die Drehzahl des Ritzels gleich der Drehzahl
der Ausgangswelle des Anlassers wird, sperrt der Freilauf bzw. die
Kegelkupplung, und der Anlasser liefert erneut ein Drehmoment an
den Verbrennungsmotor. Das Drehmoment des in Kompression befindlichen
Zylinders verlangsamt den Anlasser, der ein bis zum OTP stetig ansteigendes
Drehmoment liefert, und so weiter bis zum Auftreten der ersten Explosionen.
In diesem Zusammenhang ist festzustellen, dass ab dem Zeitpunkt
t1 die Drehzahl des Verbrennungsmotors Nm und
die Drehzahl des Anlassers Nd verschieden
sind.
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Der
Anlasser ist daher zeitweise treibend und zeitweise angetrieben.
Zu Beginn jeder Antriebsphase erfolgt eine Aufhebung der Winkelspiele
und des axialen Spiels zwischen dem Ritzel und dem Anschlag. Diese
Spielaufhebung führt
zu einem Stoß und
zu einer Geräuschentwicklung.
Darüber
hinaus erhöht
sich die Belastung der Verzahnung Ritzel/Zahnkranz bis zum OTP,
wobei diese Laständerungen
ebenfalls eine Geräuschentwicklung
zur Folge haben. In 1 entspricht der Abschnitt RL
der Freilaufzeit, während
der Abschnitt EN der Antriebszeit entspricht.
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Gegenstand der Erfindung
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Der
Gegenstand der Erfindung besteht darin, die Spielaufhebung der Übertragungselemente
zu beseitigen, um die Geräuschentwicklung
des Anlassers während
der Antriebszeit des Verbrennungsmotors zu verringern.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einspurvorrichtung mit einer
torsionselastischen Vorrichtung ausgerüstet ist, die angeordnet ist,
um während
der Kompressionsphasen des Verbrennungsmotors Energie zu speichern
und sie während
der Dekompressionsphasen des Verbrennungsmotors wieder abzugeben, und
dass die torsionselastische Vorrichtung im Verhältnis zur ausrückbaren
Drehmomentübertragungsvorrichtung
axial versetzt ist.
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Die
Spielaufhebung entfällt,
da das Vorhandensein der torsionselastischen Vorrichtung es ermöglicht,
die Flanken der Zähne
des Ritzels mit den Flanken des Zahnkranzes in Kontakt zu halten.
Die Energie wird während
der Dekompressionsphasen wieder abgegeben, im Gegensatz zu den nach
dem bisherigen Stand der Technik bekannten Vorrichtungen, die Energie
absorbieren.
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Im
Einzelnen wird die torsionselastische Vorrichtung in einem ersten
Schritt während
der Kompressionsphasen des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs komprimiert,
woraufhin sie in einem zweiten Schritt die gespeicherte Energie
wieder abgibt, um dem Ritzel eine Winkelbeschleunigung zu geben, die
größer als
die der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs ausfällt.
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Bei
einem gegebenen radialen Bauraumbedarf kann diese torsionselastische
Vorrichtung eine erhebliche Größe aufweisen,
da sie im Verhältnis
zur ausrückbaren
Drehmomentübertragungsvorrichtung axial
versetzt ist.
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Diese
Anordnung ermöglicht
es, den Freilauf bzw. die Kegelkupplung zu erhalten und zu schonen und
dadurch die Lebensdauer des Anlassers entsprechend zu verlängern, wobei
gleichzeitig die Geräuschentwicklung
reduziert wird.
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Die
torsionselastische Vorrichtung umfasst vorteilhafterweise eine die
Ausgangswelle koaxial umgebende eingehängte Spiralfeder, die zwischen einem
Gehäuse
des Freilaufs bzw. der Kegelkupplung und einem fest mit dem Ritzel
oder dem Mitnehmer verbundenen Teil des Ritzels oder des Mitnehmers
eingehängt
ist.
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Diese
Anordnung ermöglicht
es, viel Energie zu speichern, wobei sie eine große Winkelauslenkung
zwischen den Teilen zulässt,
zwischen denen die Spiralfeder zum Einsatz kommt. Diese Winkelauslenkung
fällt größer aus
als bei einer Lösung
unter Einsatz von elastisch verformbaren Elementen, beispielsweise
aus Elastomer. Es ist möglich,
Winkelauslenkungen von über
120° zu
erzielen, das heißt Auslenkungen,
die größer sind
als der maximale relative Momentanwinkelversatz zwischen dem Ritzel und
dem Zahnkranz.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsart
ist die torsionselastische Vorrichtung zwischen dem Ritzel und der
ausrückbaren
Drehmomentübertragungsvorrichtung,
etwa einer Vorrichtung mit Freilauf oder mit Kegelkupplung, gelagert.
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Diese
torsionselastische Vorrichtung umfasst eine Spiralfeder, die die
Ausgangswelle koaxial umgibt, wobei sie zwischen einem Gehäuse des
Freilaufs bzw. der Kegelkupplung und einer rohrförmigen Verlängerung des Ritzels eingehängt ist.
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Es
ist darauf hinzuweisen, dass sich die torsionselastische Vorrichtung
nicht direkt mit der Welle des Elektromotors des Anlassers im Eingriff
befindet.
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Diese
bevorzugte Ausführungsart
ist einfach, zuverlässig
und wirtschaftlich, da sie eine minimale Anzahl von Teilen umfasst
und eine Vereinfachung des Ritzels ohne Laufbahn für eine Freilauf-
oder Kegelkupplungsvorrichtung ermöglicht. Der Mitnehmer wird
ebenfalls vereinfacht, da die Laufbahn bzw. die Innenreibfläche der
ausrückbaren
Drehmomentübertragungsvorrichtung
vorteilhafterweise fest mit dem Mitnehmer verbunden ist, so dass
das zu dieser Drehmomentübertragungsvorrichtung
gehörende Gehäuse vom
Mitnehmer und vom Ritzel getrennt ausgeführt und einfach herzustellen
ist.
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Darüber hinaus
ermöglicht
diese bevorzugte Ausführungsart
eine weitere Verkleinerung des Innendurchmessers der Spiralfeder,
die so bei einem gegebenen Außendurchmesser
ein Maximum an Energie speichern kann.
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Außerdem ergeben
sich schnellere Ansprechzeiten als bei einer Ausführungsart
mit Anbringung der torsionselastischen Vorrichtung hinter der ausrückbaren
Drehmomentübertragungsvorrichtung, die
dann zwischen dem Ritzel und der Torsionsvorrichtung angeordnet
ist. So verringern sich die Trägheiten
bei einer Lagerung der torsionselastischen Vorrichtung zwischen
dem Ritzel und der ausrückbaren
Drehmomentübertragungsvorrichtung
der Einspurvorrichtung.
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Des
Weiteren wird dadurch die Möglichkeit geschaffen,
die Einspurvorrichtung problemlos mit einer ausrückbaren Drehmomentübertragungsvorrichtung
mit Freilauf bzw. mit Kegelkupplung auszurüsten.
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Nach
einem Merkmal der Erfindung ist die Spiralfeder in einfacher, zuverlässiger und
kostengünstiger
Weise in einer Abteilung des Gehäuses mittels
einer fest mit dem Ritzel verbundenen Verschlussscheibe eingeschlossen.
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Weitere
Merkmale können
für sich
genommen oder in Kombination zur Anwendung kommen:
- – Die
Verschlussscheibe umfasst wenigstens einen vorstehenden Sektor,
der in einem Ausschnitt des Gehäuses
aufgenommen ist, welcher eine Winkelweite aufweist, die größer als
der Winkel des Sektors ist, so dass die Winkelauslenkung der Scheibe
im Verhältnis
zum Gehäuse
dem Unterschied zwischen den beiden Winkeln entspricht.
- – Die
Feder ist so vorgespannt, dass sie ein Rückstellmoment ausübt, das
darauf hinwirkt, den Sektor der Scheibe gegen einen Anschlag des
Gehäuses
zurückzustellen,
um eine vorbestimmte Winkelpositionierung des Ritzels im Verhältnis zum
Gehäuse
herbeizuführen,
wenn sich der Anlasser im Ruhezustand befindet.
- – Das
Gehäuse
ist mit einer zweiten Abteilung für die Aufnahme der Rollen des
Freilaufs bzw. der kegelstumpfförmigen
Flächen
der Kegelkupplung versehen.
- – Das
Gehäuse
ist auf der Ausgangswelle über
einen selbstschmierenden Ring zentriert und geführt, um die rotierenden Verschiebe-
und Drehbewegungen der Einspurvorrichtung zu ermöglichen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Merkmale und Vorteile ergeben sich deutlicher aus der nachstehenden
Beschreibung einer Ausführungsart
der Erfindung, die als Beispiel ohne einschränkende Wirkung angeführt wird
und in den beigefügten
Zeichnungen dargestellt ist. Darin zeigen:
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1 den
Kompressions- und Dekompressionszyklus in einem Zylinder eines Verbrennungsmotors
im Laufe des Anlassvorgangs;
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2 eine
Teilschnittansicht einer erfindungsgemäßen Anlassereinspurvorrichtung;
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3 eine
Schnittansicht des Gehäuses
der Einspurvorrichtung von 2;
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4 eine
Profilansicht von 3;
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5 eine
Schnittansicht entlang der Linie 5-5 von 3;
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6 eine
perspektivische Ansicht der Spiralfeder, die die torsionselastische
Vorrichtung bildet;
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7 eine
Aufrissansicht der Verschlussscheibe des Gehäuses der Einspurvorrichtung;
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8 eine
Schnittansicht der Baueinheit aus Ritzel und Verschlussscheibe;
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9 eine
Darstellung des durch die Spiralfeder erzeugten Drehmoments in Abhängigkeit
von der relativen Position des Ritzels im Verhältnis zum Gehäuse.
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Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsart
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Unter
Bezugnahme auf die 2 bis 8 umfasst
die Einspurvorrichtung 10 ein Ritzel 12 und eine
ausrückbare
Drehmomentübertragungsvorrichtung,
hier mit Freilauf 14, die aus einem Mitnehmer 16 und
einem, hier ringförmigen,
Gehäuse 17 besteht,
das hier eine Aufnahme für
Rollen 19 begrenzt.
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Der
Mitnehmer 16 ist, wie vorstehend erwähnt, mit Schraubennuten 16a versehen,
die mit entsprechenden Nuten 16b der Ausgangswelle 18 zusammenwirken,
die dazu bestimmt ist, durch den Elektromotor des Anlassers drehend
angetrieben zu werden.
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Diese
Welle 18 ist in einer Ausführungsform einstückig mit
der Ausgangswelle des Elektromotors oder als Variante getrennt von
der Ausgangswelle des Elektromotors ausgeführt, wobei dann zum Beispiel
ein Planetenuntersetzungsgetriebe zwischen den beiden Wellen zum
Einsatz kommt.
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Die
Struktur der Nuten 16a, 16b ermöglicht die
drehfeste Verbindung und die axiale Verschiebung der Einspurvorrichtung 10.
In den Mitnehmer 16 ist eine Bohrung 20 eingearbeitet,
um die Zentrierung der zylindrischen Laufbahn 22 des Freilaufs 14 auf der
Welle 18 sicherzustellen. Die Nuten 16a gehören zu einer
(nicht durch eine Bezugsnummer bezeichneten) Mitnehmerhülse, welche
die Laufbahn 22, die mittels einer Ausstülpung gebildet
wird, die der Mitnehmer örtlich
an seinem äußeren Umfang
aufweist, axial nach hinten, in der zum Ritzel 12 entgegengesetzten
Richtung verlängert.
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Das
Gehäuse 17 ist
an seinem äußeren Umfang
eingetieft, um geneigte Rampen 24 zu bilden, die als Nocken
dienen, welche in bekannter Weise in einer Drehrichtung der Welle 18 die
Sperre der Rollen 19 und in der entgegengesetzten Richtung
die Freigabe der Rollen 19 bewirken. Dieses Gehäuse wird über einen
selbstschmierenden Ring 26, der die relativen Verschiebe-
und Drehbewegungen ermöglicht,
auf der Welle 18 zentriert und geführt. Das Gehäuse 17 enthält außerdem abgestufte
Aufnahmen für
Druckfedern, die in bekannter Weise auf die Rollen 19 einwirken,
um diese zwischen der Laufbahn 22 und den Rampen 24 zu
sperren. Zu weiteren Einzelheiten kann beispielsweise auf Seite
323 (6.13) der Druckschrift "Elektrische Systeme
im Kraftfahrzeug" von
1995 (Vogel Fachbuch XP 002220045) verwiesen werden.
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Erfindungsgemäß ist eine
torsionselastische Vorrichtung 28 im Innern der Einspurvorrichtung
axial versetzt im Verhältnis
zur ausrückbaren
Drehmomentübertragungsvorrichtung
eingebaut. Diese Vorrichtung speichert die Energie während der
Kompressionsphasen des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs, woraufhin
sie diese Energie während der
Dekompressionsphasen dieses Verbrennungsmotors wieder abgibt.
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Diese
Vorrichtung 28 besteht vorteilhafterweise aus einer Spiralfeder,
die zwischen dem Gehäuse 17 und
einem zum Ritzel oder zum Mitnehmer gehörenden Teil eingehängt ist.
Diese Feder ist in einer Abteilung des Gehäuses 17 aufgenommen.
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In
einer Ausführungsart
ist diese Vorrichtung 28 zwischen dem Gehäuse 17 und
dem Mitnehmer 16 angeordnet.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist diese Vorrichtung zwischen dem Ritzel 12 und dem Freilauf 14 angeordnet.
Das Gehäuse 17 wird
auf der linken Seite durch eine rohrförmige Hülse 30 verlängert, die
eine Abteilung 31 zur Aufnahme einer Spiralfeder 32 begrenzt,
welche die besagte torsionselastische Vorrichtung 28 bildet.
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Die
Spiralfeder 32 ist mit einer Ausnehmung 34 am
Ende ihrer äußeren Windung
versehen, so dass diese eine Drehverbindung mit einer entsprechend
geformten Zunge 36 herstellen kann, die in der Hülse 30 des
Gehäuses 17 angeordnet
ist. Die Drehsicherung muss wenigstens einseitig in Richtung des Zusammendrückens der
Feder 32 erfolgen. Bei dem in den 2 bis 6 dargestellten
Beispiel weist die Ausnehmung 34 einen rechteckigen Querschnitt auf,
in den das Ende der Zunge 36 der Hülse 30 eingesetzt
wird. Die Einsteck- und Aufnahmeteile der Verbindung können natürlich auch
umgekehrt werden.
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Es
können
auch andere Befestigungssysteme für die Anbringung der Feder 32 am
Gehäuse 17 in
Betracht gezogen werden, insbesondere durch Nieten, Schweißen oder
Verwendung eines Zwischenteils für
das Einhängen.
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Das
andere Ende an der inneren Windung ist mit einer Nase 38 versehen,
die ein Einhängen
zumindest in der für
das Zusammendrücken
der Spiralfeder 32 erforderlichen Drehrichtung ermöglicht.
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Die
Nase 38 wird durch ein radiales Biegen des Bands, aus dem
die Spiralfeder 32 besteht, nach innen gebildet. Dieses
abgewinkelte Ende wird in einem Langloch 33 aufgenommen,
das in die rohrförmige
Verlängerung 40 des
Ritzels 12 eingearbeitet ist.
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Zwischen
der Hülse 30 und
der Verlängerung 40 erstreckt
sich eine Verschlussscheibe 42, um die Spiralfeder 32 in
der Abteilung 31 einzuschließen. Die Scheibe 42 ist
am Ritzel 12 durch Schweißen, Nieten oder durch jedes
andere bekannte Befestigungsmittel befestigt.
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In
den 3, 4, 7 und 8 besitzt der äußere Teil
der Scheibe 42 mit einer Dicke e1 einen Durchmesser D1,
der in etwa gleich dem Außendurchmesser
D2 der rohrförmigen
Hülse 30 ist.
Zwei kreisförmige
Ausnehmungen 44 verkleinern örtlich den Außendurchmesser
auf einen Wert D3, der kleiner als der Innendurchmesser D4 der Hülse 30 (3)
ausfällt,
so dass zwei vorstehende Sektoren 46 mit dem Winkel A gebildet
werden, die sich diametral gegenüberliegen.
Jeder Sektor wird durch zwei, hier radiale, Flächen 54 und 50 begrenzt
(7).
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Das
Ende der Hülse 30 enthält Ausschnitte 48,
die zur Aufnahme der Sektoren 46 der Scheibe 42 bestimmt
sind. Jeder Ausschnitt 48 wird durch zwei, hier radiale,
Flächen 52 und 56 der
Hülse 30 begrenzt
und weist eine Tiefe e2, die etwas größer als die Dicke e1 der Scheibe 42 ist,
sowie eine Winkelweite B > A
auf. Die Scheibe 42 kann daher eine Winkelauslenkung d
= B – A
im Verhältnis
zum Gehäuse 17 aufweisen.
Die Flächen 50 und 54 eines Sektors 46 sind
dazu bestimmt, mit den Flächen 52 bzw. 56 der
Hülse 30 des
Gehäuses 17 in
Kontakt zu kommen.
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Die
Feder 32, die vorgespannt ist, übt ein Drehmoment Co aus, das
darauf hinwirkt, die Fläche 50 der
Scheibe 42 gegen die Fläche 52 des
Gehäuses 17 zurückzustellen,
um das Ritzel 12 im Verhältnis zum Gehäuse 17 winklig
zu positionieren, wenn sich der Anlasser im Ruhezustand befindet.
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Eine
Abdeckkappe 55 (2) besteht aus einem Rohr aus
einem verformbaren Werkstoff mit zwei umgestülpten Enden, die das Gehäuse 17 verschließen, wobei
alle Bestandteile der Einspurvorrichtung 10 eingeschlossen
sind. Die Abdeckkappe ist durch ihren inneren Umfang mit dem zylindrischen äußeren Umfang
des Gehäuses 17 in
Kontakt, das den äußeren Umfang
der Hülse 30 umfasst.
Diese Abdeckkappe 55 hat ein umgestülptes Ende, das als Halt für eine Scheibe 142 dient,
welche die Freilaufvorrichtung 14 verschließt und als
Auflage für
das Steuerorgan, etwa einen Einrückhebel,
wie vorstehend erwähnt,
dient.
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9 veranschaulicht
das durch die Spiralfeder 32 erzeugte Drehmoment in Abhängigkeit
von der relativen Position PA des Ritzels 12 im Verhältnis zum
Gehäuse 17.
Sobald das durch den Anlasser ausgeübte Drehmoment C den Wert Cm überschreitet,
beginnt das Zusammendrücken
der Feder 32, wobei sich das Ritzel 12 im Verhältnis zum
Gehäuse 17 mit
einem zunehmenden Winkel dreht. Wenn das maximale Drehmoment beim
Kompressionsdurchgang den Wert CM erreicht,
führt das
Ritzel 12 eine Verschiebung Amax im
Verhältnis
zum Gehäuse 17 aus.
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Bei
der Dekompression gibt die Feder 32 wieder Energie ab,
wobei sie die Drehzahl des Ritzels 12 beschleunigt, das
eine sehr geringe Trägheit im
Verhältnis
zum Elektromotor des Anlassers aufweist. Zu Beginn der folgenden
Kompression hat sich die Feder 32 bis zum Winkel Am entspannt,
der einem durch die Feder abgegebenen Drehmoment Cm entspricht.
Die an das Ritzel 12 abgegebene Energie ist durch die Fläche des
Trapezes PQRS schematisch dargestellt.
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Daraus
resultiert ein ständiger
Kontakt des Ritzels 12 mit dem Zahnkranz des Verbrennungsmotors.
Um jeden Stoß gegen
die Auflagefläche 50 der Scheibe 42 zu
vermeiden, muss Am am Ende jeder Dekompression größer als
0 sein.
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Bei
normalen Betriebsbedingungen des Anlassers ist es notwendig, dass
d größer als
Am ist, damit es zu keinem starken Stoß der Fläche 54 gegen die Fläche 56 des
Gehäuses 17 kommt.
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Am
Ende des Anlassvorgangs kehrt die Feder 32 zu ihrer Ruheposition
zurück,
wobei sie die Fläche 50 der
Scheibe 42 gegen das Gehäuse 17 zurückstellt.
Zwischen den beiden Auflageflächen
kann ein elastisches Element eingefügt werden, um die Geräuschentwicklung
am Ende des Anlassvorgangs zu verringern. Unmittelbar nach der Rückkehr der
Feder 32 zur Ruheposition beginnt der Freilauf 14 seine Wirkung,
um die Drehzahldifferenz zwischen dem durch den Verbrennungsmotor
angetriebenen Ritzel 12 und der Welle 18 des Anlassers
zu ermöglichen.
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Die
vorliegende Erfindung ist natürlich
nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt.
So sind die Laufbahn
22 und die Rampen
24 als
Variante kegelstumpfförmig
ausgebildet, um eine Kegelkupplung mit kegelstumpfförmiger Reibfläche zu bilden,
wie dies beispielsweise in den Druckschriften
FR A 2 772 433 oder
FR A 2 827 915 beschrieben
ist. In diesem Fall entfallen die Rollen sowie die zu den Rollen
gehörenden
Druckfedern, und der Mitnehmer kann aus Kunststoff ausgeführt sein. Dieser
Mitnehmer hat dann vorteilhafterweise die Form des Mitnehmers von
3 der
FR A 2 827 915 , wobei
das Steuerorgan der Einspurvorrichtung dann dem Mitnehmer zugeordnet
ist. Die komplementären kegelstumpfförmigen Reibflächen können angefügt sein.
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Aus
den vorstehenden Darlegungen geht hervor, dass das Gehäuse
17 in
einer Ausführungsart an
seinem äußeren Umfang
die Hülse
30 und
eine kegelstumpfförmige
Wand umfasst, die an ihrem inneren Umfang eine der kegelstumpfförmigen Reibflächen der
Kegelkupplung trägt.
Betrachtet man beispielsweise
8 der Druckschrift
FR A 2 827 915 , so
ist zu erkennen, dass die erfindungsgemäße Feder
32 in einer
Aufnahme eingebaut würde,
die durch die Wand
1a dieser
8 und durch
die Hülse
30 von
2 gemäß der Erfindung
begrenzt wird, wobei die Feder
32 zwischen dem Gehäuse und
der Verlängerung
40 des
Ritzels wirkt.
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Wie
aus der Beschreibung und aus den Zeichnungen zu entnehmen ist, weist
das Gehäuse 17 eine
ringförmige
Wand 117 auf, die bezogen auf die axiale Symmetrieachse
von 2 quer ausgerichtet ist. Diese Wand 117 ist
mittig gelocht, um die Zentrierung des Gehäuses auf der dazu abgestuften Hülse 26 herbeizuführen. Die
Hülse 26 erstreckt
sich axial vorstehend im Verhältnis
zur Wand 117, so dass der Mitnehmer mit dieser in Kontakt
kommen kann. Der Rand des mittigen Lochs der Wand 117 ist
abgestuft, um mit der Schulter der Hülse in Kontakt zu kommen (2).
Diese Wand 117 begrenzt zwei Aufnahmen, die sich beiderseits
der Wand erstrecken. Eine der Aufnahmen ist für die Feder 32 vorgesehen,
während
die andere für
den Freilauf bzw. für die
Kegelkupplung vorgesehen ist.
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Eine
der Aufnahmen, diejenige für
die Feder 32, kann daher standardmäßig ausgeführt sein, während die andere nach Maßgabe der
jeweiligen Anwendungen (Freilauf oder Kegelkupplung) anpassbar ist.
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Es
ist darauf hinzuweisen, dass der Mitnehmer 16 und das Ritzel 12 von 2 eine
einfache Form aufweisen, da die Wand 117 getrennt vom Mitnehmer
und vom Ritzel ausgeführt
ist.
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In
allen Fällen
kann das Ritzel 12 mit seiner rohrförmigen Verlängerung 40 aus Sinterwerkstoff oder
aus jedem anderen geeigneten Material bestehen, da die torsionselastische
Vorrichtung zwischen dem Ritzel und der ausrückbaren Drehmomentübertragungsvorrichtung
mit Freilauf oder mit Kegelkupplung zum Einsatz kommt.
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Als
Variante kann das Ritzel 12 natürlich aus Sinterwerkstoff ausgeführt sein,
der an einer Hülse angebracht
ist, zu der die Verlängerung 40 gehört.
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[Text zu den Figuren]
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1
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- Vitesse moteur thermique: Drehzahl Verbrennungsmotor
- Vitesse démarreur:
Drehzahl Anlasser
- Vitesse: Drehzahl
- Temps: Zeit
- Roue libre: Freilauf
- Entraînement:
Antrieb
- Décompression:
Dekompression
- Compression: Kompression
- PMH: OTP (oberer Totpunkt)
- PMB: UTP (unterer Totpunkt)
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9
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- Couple du ressort: Drehmoment der Feder
- Position ang.: Winkelposition
- Pignon: Ritzel
- Boîtier:
Gehäuse