DE6924734U - Schubschraubtrieb fuer andrehmotoren von brennkraftmaschinen. - Google Patents

Description

R. 9514
19.6.1969 Sh/Sz

Anlage zur

ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart W, Breitscheidstr. 4

Schubs ehraubtriet> für Andrehmotoren von Brennkraftmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schubschraubtrieb für Andrehmotoren von Brennkraftmaschinen mit einem auf der Ankerwelle des Andrehmotors verschieb- und drehbar g-lagerten Andrehritzel, das über eine als Überholkupplung wirkende Stirnverzahnung mit einem ebenfalls lose auf der Ankerwelle sitzenden Kupplungsteil in Eingriff steht, das drehfest, jedoch axial entgegen der Kraft einer Feder verschiebbar mit einem Mitnehmer verbunden ist, welcher aus einem das Kupplungsteil übergreifenden Ringkörper und einer drehfeßt mit dem Ringkörper verbundenen, ein Innen-Steilgewinde tragenden Führungshülse besteht, die auf einem entsprechend ausgebildeten Gewindeabschnitt der Ankerwelle gelagert ist und unter dem Einfluß von beim Andrehvorgang wirksam werdenden Verschiebemitteln steht.

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Schubschraubtriebe dieser Art sind wegen der Starrheit dar Stirnzahnkupplung in der einen Drehrichtung zur Übertragung hoher Drehmomente, wie sie z. B. beim Andrehen schneilaufender Direkteinspritz-Dieselmotoren auftreten, geeignet. Diese Getriebe wurden jedoch durch den beim Einspuren des Andrehritzels in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine auftretenden Einspurschlag, durch die während des Andrehvorgangs zu übertragenden Drehmomentspitzen und durch das Aneinanderreihen der Kupplungszähne bei Überholdrehzahl des Andrehritzels nach erfolgtem Starten der Maschine stark beansprucht.

Bei einer bekaunten Ausführung von Schubschraubtrieben der erwähnten Art sind die Mittel zur drehfesten Verbindung des Kupplungsteils mit dem Mitnehmer an der der Pührungshülse des Mitnehmers zugekehrten Stirnseite des Kupplungsteiles -angebracht. Diese Ausführung hat den Nachteil, daß die Verbindungsmittel von Kupplungsteil und Mitnehmer wegen ihres verhältnismäßig geringen Abstandes zur Drehachse der Ankerwelle besonders hohen Kräften ausgesetzt sind und daher rasch verschleißen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schubschraubtrieb für hohe Beanspruchung zu schaffen, der sich durch große Verschleißfestigkeit und lange Lebensdauer auszeichnet und darüber hinaus aus einfachen und leicht zusammensetzbaren Teilen besteht.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ringkörper des Mitnehmers mit mindestens einem Längsschlitz versehen ist, in den ein Ansatz am. Umfang des Kupplungsteils mit dem für eine einwandfreie Bewegung in axialer Richtung erforderlichen Spiel greift, und daß ferner zwischen einer axialen Schulter des Mitnehmers und dem Kupplungsteil min-

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destens ein Dämpfungselement angeordnet ist, das beim Andrehvorgang an der Schulter und dem Kupplungsteil unter elastischer Verformung anliegt.

Dadurch ist ereicht, daß die Verbindungsmittel von Kupplungsteil und Mitnehmer einen größeren Abstand zur Drehachse der Ankerwelle haben als bei der bekannten Ausführung und daher weniger stark als bei dieser beansprucht werden. Darüber hinaus sorgt das Dämpfungselement zwischen Kupplungsteil und Mitnehmer dafür, daß Einspurschläge und Drehmomentspitzen abgeschwächt auf den Mitnehmer übertragen werden.

Die Erfindung sieht weiter vor, daß zwischen dem Andrehritzel und dem Kupplungsteil in an sich bekannter Weise eine das Lösen der Stirnverzahnung unterstützende Fliehkrafttrenneinrichtung eingeordnet ist.

Die Anordnung kann vorteilhaft so getroffen sein, daß der mit dem Andrehritzel verbundene Zahnkranz der als Überholkupplung wirkenden Stirnverzahnung an der dem Kupplungsteil zugekehrten Stirnseite eine zylindrische Ausnehmung hat, in der ein mindestens zwei gleichmäßig verteilte Kugeln aufnehmender Käfig sitzt, und daß am Kupplungsteil ein in die Ausnehmung hineingreifender, mit seiner inneren Kegelfläche an den Kugeln anliegender Konusring befestigt ist.

Die Fliehkrafttrenneinrichtung sorgt dafür, daß die Zähne der als Überholkupplung wirkenden Stirnverzahnung zwischen Andrehritzel und Kupplungsteil rasch außer Berührung kommen, wenn die Brennkraftmaschine angesprungen ist und ihr Zahnkranz das Andrehritzel schneller als die Ankerwelle des Andrehmotors dreht.

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Die Kombination der einen verhältnismäßig großen Abstand zur Drehachsii der Ankerwelle aufweisenden Anordnung der Verbindungsmittel zwischen Kupplungsteil und Mitnehmer und dessen über das Kupplungsteil greifenden Ringkörper mit den Dämpfungselement zwischen Kupplungsteil und Mitnehmer und der Fliehkrafttrenneinrichtung zwischen Andrehritzel und Kupplungsteil ergibt einen Schubschraubtrieb, der sich durch besonders große Verschleißfestigkeit und darüber hinaus durch einen gedrängten, raumsparenden Aufbau auszeichnet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt.

Mit 10 ist die Ankerwelle eines nicht dargestellten Andrehmotors bezeichnet, deren eines Ende in einem Lagerschild 11 drehbar gelagert ist. Die Ankerwelle 10 hat einen glatten Abschnitt 12, auf dem ein Andrehritzel 13 längsverschiebbar und drehbar sitzt, sowie einen Abschnitt 14 mit einem Steilgewinde 15, auf dem sich ein topfförmiger Mitnehmer 16 mit seiner Führungshülse 17 verschrauben kann. Der Mitnehmer 16 ist mit gleichmäßig am Umfang verteilten Längsschlitzen 18 versehen, in welchen ein auf der Welle 10 drehbar und längsverschiebbar angeordnetes Kupplungsteil 19 mit seinen Ansätzen 20 axial verschiebbar geführt ist. Die dem Andrehritzel 13 zugekehrte Stirnseite 21 des Kupplungsteils 19 trägt sägezahnförmige Kupplungszähne 22, welche mit entsprechend ausgebildeten Kupplungszähnen 23 zusammenwirken, die sich auf der Stirnseite eines in das Innere des Mitnehmers 16 hineingreifenden Flansches 24 des Andrehritzels 13 befinden. Die Kupplungszähne 22 und 23 werden im Ruhezustand des Schubschraubtriebes durch den Druck einer zwischen Kupplungsteil und der inneren Bodenfläche 25 sich abstützenden Zylinderfeder 26 in Eingriff gehalten. Die Kupplungszähne 22 und 23

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bilden zusammen eine Überholkupplung, die eine Relativdrehung des Andrehritzels 13 gegenüber dem Mitnehmer 16 gestattet, wenn die anzuspringende Brennkraftmaschine angesprungen ist und das Andrehritzel 13 gegenüber der Ankerwelle 10 des Andrehmotors beschleunigt. An der inneren Bodenfläche 25 des Mitnehmers ist ein Gummiring 27 befestigt. Alle Getriebeteile sind durch einen Sicherungsring 28, der in einer Ringnut in der Innenwand des Mitnehmers 16 sitzt und an einer Flanke 29 des Flansches anliegt, im Innern des topfförmigen Mitnehmers 16 fixiert.

Auf der Führungshülse 1? sitzt eine zweiteilige Muffe 30, an der der gegabelte Arm eines Einrückhebels 31 angreift. Eine sich am Boden des Mitnehmers abstützende Schraubenfeder 32 drückt die Muffe 30 gegen einen fest auf der Führungshülse angebrachten Sicherungsring 33. Der Hebel 31 wird durch ein nicht dargestelltes Einrückrelais betätigt und vermag über Schraubenfeder 32, Mitnehmer 16 und Kupplungsteil 19 das Andrehritzel 13 in einen Zahnkranz 34 der nicht dargestellten Brennkraftmaschine einzurücken. Die Stellung des Ritzels 13 bei vollständigem Eingriff wird durch einen fest auf der Welle 10 angebrachten Anschlagring 35 bestimmt.

Zur Unterstützung der Überholkupplung beim Lösen der Zähne und 23 ist zwischen Kupplungsteil 19 und Flansch 24 des Andrehritzels 13 eine aus Kugelkäfig 36, Kugeln 37 und Konusring 38 bestehende Fliehkrafttrenneinrichtung angeordnet. Der Kugelkäfig 36 sitzt fest in einer Aussparung 39 des Flansches 24 und nimmt die Kugeln 37 auf. Der Konusring 38 ist an der Stirnseite 21 des Kupplungsteils 19 befestigt und liegt mit seiner Kegelfläche 40 an den Kugeln 37 an. Die Teile sind so bemessen, daß auch bei vollem Zahneingriff der Überholkupplung die Kugeln 37 in axialer Richtung nahezu ohne Spiel zwischen Kugelkäfig 36 und Konusring 38 festgehalten sind.

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Sie Arbeitsweise des Schubschraubtriebs ist so, daß die Muffe 50, der Mtnehmer 16, das Kupplungsteile 19 und das Andrehritzel 15 durch den elektromagnetisch betätigten Einrückhebel 51 gegen den Zahnkranz 54 geschoben werden. Venn die Zähne des Ritzels 15 mit den Zahnlücken des Zahnkranzes 54 lagermäßig übereinstimmen, wird die Eingriffsbewegung fortgesetzt, bis das Ritzel den Anschlagring 55 erreicht. In diesem Augenblick wird ein nicht dargestellter Anlaßschalter in üblicher Weise geschlossen und der nicht dargestellte Andrehmotor eingeschaltet. Dadurch wird die Ankerwelle 10 in Drehung versetzt; der Mitnehmer 16 schraubt sich auf dem Steilgewinde gegen den Zahnkranz 54 nach vorn und drückt über den Gummiring 27 und das Kupplungsteil 19 das Ritzel 15 gegen den Anschlag 55· Die Drehbewegung der Ankerwelle 10 wird über den Mitnehmer 16, das Kupplungsteil 19 und die in dieser Drehrich-. tung in schlupflosem Eingriff stehenden Zähne 22, 25 auf das Ritzel 24 übertragen, und die Brennkraftmaschine wird angedreht.

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und beim Anlaufen des mit dem Zahnkranz 54 in Eingriff stehenden Andrehritzels erfolgende Einspurschlag wird durch den Gummiring 27 weitgehend gedämpft. Auch die während des Andrehvorgangs auftretenden Drehmomentspitζen werden durch den Gummiring 27 erheblich gemildert auf die Ankerwelle 10 übertragen. Durch diese elastische Nachgiebigkeit arbeitet der erfindungsgemäße Schubschraubtrieb weicher, geräuscharmer und vor allem mit weniger Verschleiß als die bekannten Schubschraubtriebe .
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Falls bei der Einrückbewegung die Zähne des Ritzels 15 auf die Zähne des Zahnkranzes 54 stoßen, wird durch den Einrückhebel über Muffe 50 und Schraubenfeder 52 der Mitnehmer 16 gegen das

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Kupplungsteil 19 vorgeschoben, bis der Gummiring 27 am Kupplungsteil 19 zur Anlage kommt. Der Mitnehmer 16, das mit ihm in Drehrichtung formschlüssig verbundene Kupplungsteile 19 und das Andrehritzel 13 erfahren hierbei durch das Steilgewinde 15 eine Drehung, so daß das Ritzel 13 in vielen Fällen bereits vor dem Einschalten des Andrehmotors in den Zahnkranz 34- einspurt.

Reicht die Verdrehung des Ritzels 13 nicht aus oder trifft eine Stirnkante des Ritzelzahns auf eine Stirnkante eines Zahns des Zahnkranzes 34 - "Eck-auf-Eck-Steilung" - so wird, nachdem der Gummiring 27 am Kupplungsteil 19 zur Anlage gekommen ist, die Muffe 30 durch den Einrückhebel 31 unter Zusammendrücken der Schraubenfeder 32 soweit verschoben, bis das nicht dargestellte Einrückrelais den.Anlaßschalter schließt. Nunmehr läuft der Andrehmotor an und dreht den Ritzelzahn am Zahn des Zahnkranzes vorbei, bis er auf einer Lücke des Zahnkranzes steht. In diesem Moment wird das Ritzel 13 über Kupplungsteil 19 und Mitnehmer durch den Druck der gespannten Schraubenfeder 32 in den Zahnkranz 34 eingeschoben und durch Schraubwirkung des Steilgewindes 15 bis zum. Anschlagring 35 vorgedrückt.

Venn die Brennkraftmaschine anläuft, beschleunigt der Zahnkranz 34 das Andrehritzel 13, ^s° daß es sich schneller als die Ankerwelle 10 dreht. Das hat zur Folge, daß das Hitzel über die Rückenflanken der sägezahnförmigen Zähne 23 auf die Zähne des Kupplungsgliedes 19 und den Mitnehmer 16 eine vom Ritzel weggerichtete Axialkraft und eine den Mitnehmer 16 gegenüber der Ankerwelle 10 beschleunigende Umfangskraft ausübt. Unter dem Einfluß dieser Kräfte und infolge der Wirkung des Steilgewindes 15 geht der Mitnehmer 16 nach hinten zurück, bis der Sicherungsring 28 an der Flanke 29 des Ritzelflansches 24 zur

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Anlage kommt. Die Beschleunigung des Ritzels 15 kehrt die Belastung der Kupplungszähne 22, 23 um, wodurch die Kupplungszähne infolge ihrer Sägezahnforin gegen die Kraft der Zylinderfeder 26 auseinandergehen (Überholkupplung), bis das Andrehritzel 13 frei läuft.

Die Trennung der Kupplungs zähne 22, 23 wird unterstützt und beschleunigt durch die Fliehkrafttrenneinrichtung zwischen Ritzel 13 und Kupplungsteil 19·. Bei zunehnender Drehzahl werden die Kugeln 37 durch die Fliehkraft nach außen gedrückt. Dabei wird das Kupplungsteil 19 über die Kegelfläche 40 des Konusrings 38 in axialer Richtung gegen die Zylinderfeder 26 verschoben, so daß die Kupplungszähne schnell und sicher getrennt werden.

Claims (4)

I ■ ( I t Robert Bosch GmbH R. 9514 Sh/Sz Stuttgart . ' Ansprüche

1. Schubschraubtrieb für Andrehmotoren von Brennkraftmaschinen mit einem auf der Ankerwelle des Andrehicotors verschieb- und drehbar gelagerten Andrehritzel, das über eine als Überholkupplung wirkende Stirnverzahnung mit einem ebenfalls lose, auf der Ankerwelle sitzenden Kupplungsteil in Eingriff steht, das drehfest, jedoch axial entgegen der Kraft einer Feder verschiebbar mit einem Mitnehmer verbunden ist, welcher aus einem das Kupplungsteil übergreifenden Ringkörper und einer drehfest mit dem Ringkörper verbundenen, ein Innen-Steilgewinde tragenden Führungshülse besteht, die auf einem entsprechend ausgebildeten Gewindeabschnitt der Ankerwelle gelagert ist und unter dem Einfluß von beim Andrehvorgang wirksam werdenden Verschiebemitteln steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper des Mitnehmers (16) mit mindestens einem Längsschlitz (18) versehen ist, in den ein Ansatz (20) am Umfang des Kupplungsteils (16) mit dem för eine einwandfreie Bewegung in axialer Richtung erforderlichen Spiel greift, und daß ferner zwischen einer axialen Schulter dss Mitnehmers (16) und dem Kupplungsteil (19) mindestens ein Dämpfungselement angeordnet ist, das beim Andrehvorgang an der Schulter und dem Kupplungsteil (19) unter elastischer Verformung anliegt.

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2. Schubschraubtrieb nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Andrehritzel (13) und dem Kupplungsteil (19)

in an sich bekannter Weise eine das Lösen der Stirnverzah-

nung (22, 23) unterstützende Fliehkrafttrenneinrichtung (36, ₍ 37» 38) angeordnet ist.

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3. Schubschraubtrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, --_.' daß der mit dem Andrehritzel (13) verbundene Zahnkranz der als Überholkupplung wirkenden Stirnverzahnung (22, 23) an der dem Kupplungsteil (19) zugekehrten Stirnseite eine zylindrische Ausnehmung (39) hat, in der ein mindestens

] ~ ~" " zwei gleichmäßig verteilte Kugeln (37) aufnehmender Käfig (36) sitzt, und daß am Kupplungsteil (19) ein in die Ausnehmung (39) hineingreifender, mit seiner inneren Kegelfläche (40) an den Kugeln (37) anliegender Konusring (38) befestigt ist.

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4. Schubschraubtrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement zwischen dem Kupplungsteil (19) und der axialen Schulter des Mitnehmers (16) ein an der Schulter befestigter Gummiring (27) ist.

5· Schubschraub trieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper und die Führungshülse (17) des Mitnehmers (16) einstückig miteinander

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verbunden sind und ein beide Mitnehmer teile verbindender Plansch die radial verlaufende Schulter bildet, an der das Dämpfungselement anliegt.