EP0440632B1 - Andrehvorrichtung für brennkraftmaschinen - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a starting device for internal combustion engines of the type defined in the preamble of claim 1.
- the so-called gear starters with an eccentrically arranged ring gear (DE-A-31 00 869), the sleeve, which is integral with the ring gear of a countershaft, has a steep thread on which a driver is arranged so as to be screwable.
- the driver is connected to the starter pinion via a freewheel, which sits rotatably and displaceably on the gear shaft.
- the driver is axially displaceable by an engagement relay, as a result of which the starter pinion can engage in the toothed ring of the internal combustion engine which protrudes into its displacement path. If the starter pinion is engaged, the drive motor is switched on. This turns the starter pinion via the additional gear, the driver and the freewheel.
- a starting device for internal combustion engines with an electric drive motor in which the ring gear and the gear shaft of the countershaft via elastic Connecting elements are coupled to one another in order to dampen or partially absorb the shocks occurring there originating from the internal combustion engine.
- this solution has the disadvantage that only the gear shaft with the drive pinion is mounted in the housing of the starter device, so that the ring gear, which is only connected to the drive shaft via the damping members, can deflect when shocks occur.
- the accuracy and concentricity of the ring gear meshing with the pinion of the drive motor are impaired in the long-term behavior by the transmitted shocks, which can lead to increased wear on the countershaft or even failure of the turning device.
- the aim is to achieve better storage and shock absorption on the countershaft of the starter device in order to avoid the deficiencies shown.
- the starting device according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the peaks of the shock caused by the internal combustion engine are reduced by the elastic connecting element acting as a damping, so that the risk of breakage in the parts transmitting the torque of the drive motor is reduced.
- the damping element itself represents part of the torque transmission line, the ring gear connected to it being mounted directly in the housing. Since, according to the invention, the connecting element is designed as a ring which lies in the ring gear and surrounds the gear shaft and which is positively connected in the direction of rotation on the one hand to the ring gear and on the other hand to the gear shaft, the elastic connection of the ring gear and gear shaft can be realized in a simple manner.
- the gear starter shown in detail and in longitudinal section in FIG. 1 as an example of a starter device for internal combustion engines has an electric drive motor 10, a countershaft 11 and a starter pinion 12, which can be engaged by means of an engagement relay (not shown here) in a toothed ring 13 of the internal combustion engine indicated in sections .
- the housing 14, the rotor 15 and the drive shaft 16 which is fixedly connected to the rotor 15 can be seen, which is mounted in a bearing 17 in the housing cover 18 and protrudes beyond the bearing 17 at the end.
- the end section of the drive shaft 16 carries an external toothing 19 which meshes with an internal toothing 20 inside a ring gear 21 of the countershaft 11.
- the ring gear 21 is seated on a gear shaft 24 of the countershaft 11 in a freely rotatable manner by means of a sleeve 23 which is integrally formed on a radial flange 22.
- the ring gear 21 with the sleeve 23 and with the gear shaft 24 accommodated therein is arranged eccentrically to the drive shaft 16 and aligned parallel thereto, the ring gear 21 with the sleeve 23 via a bearing 25 on the housing cover 18 and the gear shaft 24 at the front in the bearing 26 in a gear housing 27 flanged to the housing cover 18 is mounted.
- the starter pinion 12, which is rotatably and longitudinally movable on the gear shaft 24, is geared to a freewheel gear 28.
- the freewheel gear 28 is connected in a rotationally fixed manner to the gear shaft 24 via a spur toothing 29 and can be moved longitudinally on the gear shaft 24 via a lever 30, which is actuated by the engagement relay, the starter pinion 12 engaging in the ring gear 13 of the internal combustion engine.
- the gear shaft 24 projects with an end-side cone 31 into the interior of the ring gear 21, the radial flange 22 of the ring gear 21 abutting an annular shoulder 32 which is provided on the smaller diameter end face of the bonus 31.
- the outer surface of the frustoconical cone 31 is covered with axial teeth 33.
- the largest diameter of the cone 31 is significantly smaller than the inside diameter of the ring gear 21.
- the axial length of the cone 31 is less than half the depth of the ring gear 21.
- the axial length of the end section of the drive shaft 16, which with its external toothing 19 in the internal toothing 20 which extends over the entire depth of the ring gear 21 meshes, approximately only half as large as the depth of the ring gear 21, so that the drive shaft 16 ends at a short distance from the free end face of the cone 31 of the gear shaft 24.
- an elastic damping ring 34 for example made of rubber, which couples the ring gear 21 to the gear shaft 24 in a rotationally fixed manner.
- the damping ring 34 engages with an external toothing 35 in a positive manner in the internal toothing 20 of the ring gear 21.
- the inner lateral surface of the damping ring 34 corresponds to the cone 31 frustoconical and has an internal toothing 36 which projects positively between the axial teeth 33 on the outer surface of the cone 31 of the gear shaft 24 (Fig. 2). Due to the bevel gear-like course of the interlocking teeth of cone 31 and damping ring 34, which rests with an end face on the radial flange 22 and is held by a locking ring 37, the damping ring 34 is secured against axial displacement, so that the rotationally fixed connection between the ring gear 21 and Gear shaft 24 is reliably maintained.
- the damping ring 34 reduces the peaks of the shocks caused by the internal combustion engine to be rotated, so that a risk of breakage in the drive train 10 transmitting the torque from the drive motor 10 to the starting pinion 12 is largely avoided.
- damping ring 34 can also be injected as an elastic plastic ring.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Andrehvorrichtung für Brennkraftmaschinen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.
- Bei einer bekannten Andrehvorrichtung, den sog. Getriebestartern mit exzentrisch angeordnetem Hohlradgetriebe, (DE-A-31 00 869) trägt die mit dem Hohlrad eines Vorgeleges einstückige Hülse ein Steilgewinde, auf dem ein Mitnehmer schraubbar angeordnet ist. Der Mitnehmer ist über einen Freilauf mit dem Andrehritzel verbunden, das dreh- und verschiebbar auf der Getriebewelle sitzt. Der Mitnehmer ist von einem Einrückrelais axial verschiebbar, wodurch das Andrehritzel in den in seinen Verschiebeweg hineinragenden Zahnkranz der Brennkraftmaschine einspuren kann. Ist das Andrehritzel eingespurt, so wird der Antriebsmotor eingeschaltet. Dieser dreht über das Vorgelege, den Mitnehmer und den Freilauf das Andrehritzel.
- Durch Kompressions- und Depressionsstöße der anzudrehenden Brennkraftmaschine kommt es dabei zu Stößen in dem das Drehmoment des Antriebsmotors übertragenden Getriebestrang, die zu Brüchen in diesem führen können. Diese Gefahr wird durch das Vorgelege verstärkt, weil durch die Übersetzung des Vorgeleges Stoßkräfte vergrößert werden.
- Desweiteren ist aus der FR-A-2521641 eine Andrehvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem elektrischen Antriebsmotor bekannt, bei der das Hohlrad und die Getriebewelle des Vorgeleges über elastische Verbindungselemente miteinander gekoppelt sind, um die dort auftretenden, von der Brennkraftmaschine ausgehenden Stöße zu dämpfen bzw. teilweise zu absorbieren. Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, daß lediglich die Getriebewelle mit dem Antriebsritzel im Gehäuse der Andrehvorrichtung gelagert ist, so daß das lediglich über die Dämpfungsglieder mit der Antriebswelle verbundene Hohlrad beim Auftreten von Stößen ausweichen kann. Dadurch werden im Langzeitverhalten die Genauigkeit und der Rundlauf des mit dem Ritzel des Antriebsmotors kämmenden Hohlrades durch die übertragenen Stöße beeinträchtigt, was zu erhöhtem Verschleiß am Vorgelege bis hin zum Ausfall der Drehvorrichtung führen kann.
- Mit der vorliegenden Lösung wird angestrebt, zur Vermeidung der aufgezeigten Mängel mit einfachen Maßnahmen eine bessere Lagerung und Stoßdämpfung am Vorgelege der Andrehvorrichtung zu erzielen.
- Die erfindungsgemäße Andrehvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die Spitzen der von der anzudrehenden Brennkraftmaschine verursachten Stöße durch das als Dämpfung wirkende elastische Verbindungselement abgebaut werden, so daß die Bruchgefahr in den das Drehmoment des Antriebsmotors übertragenden Teilen verringert wird. Das Dämpfungselememt stellt dabei selbst einen Teil des Drehmomentübertragungsstrangs dar, wobei das damit verbundene Hohlrad unmittelbar im Gehäuse gelagert wird. Da erfindungsgemäß das Verbindungselement als ein im Hohlrad einliegender, die Getriebewelle umschließender Ring ausgebildet ist, der in Drehrichtung formschlüssig einerseits mit dem Hohlrad und andererseits mit der Getriebewelle verbunden ist, läßt sich die elastische Verbindung von Hohlrad und Getriebewelle in einfacher Weise realisieren.
- Dabei ist keine Verlängerung der Andrehvorrichtung gegenüber einer Andrehvorrichtung ohne einem solchen Dämpfungselement erforderlich, weil durch die Stoßabsorption des elastischen Ringes die axiale Zahnlänge von Innen- und Außenverzahnung zwischen Hohlrad und Antriebswelle kleiner gemacht werden kann und dadurch Platz für die Ringbreite entsteht.
- Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Andrehvorrichtung möglich.
- Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1 ausschnittweise einen Längsschnitt eines Getriebestarters für ein Kraftfahrzeug,
- Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1.
- Der in Fig. 1 ausschnittweise und im Längsschnitt dargestellte Getriebestarter als Beispiel einer Andrehvorrichtung für Brennkraftmaschinen weist einen elektrischen Antriebsmotor 10, ein Vorgelege 11 und ein Andrehritzel 12 auf, das mittels eines hier nicht dargestellten Einrückrelais in einen ausschnittweise angedeuteten Zahnkranz 13 der Brennkraftmaschine eingespurt werden kann. Von dem elektrischen Antriebsmotor 10 bekannten Aufbaus ist das Gehäuse 14, der Rotor 15 und die mit dem Rotor 15 fest verbundene Antriebswelle 16 zu sehen, die in einem Lager 17 im Gehäusedeckel 18 gelagert ist und endseitig über das Lager 17 vorsteht. Der Endabschnitt der Antriebswelle 16 trägt eine Außenverzahnung 19, die mit einer Innenverzahnung 20 im Innern eines Hohlrades 21 des Vorgeleges 11 kämmt. Das Hohlrad 21 sitzt mittels einer über einen Radialflansch 22 einstückig angeformten Hülse 23 frei drehbar auf einer Getriebewelle 24 des Vorgeleges 11.
- Das Hohlrad 21 mit der Hülse 23 und mit der darin aufgenommenen Getriebewelle 24 ist exzentrisch zur Antriebswelle 16 angeordnet und parallel zu dieser ausgerichtet, wobei das Hohlrad 21 mit der Hülse 23 über ein Lager 25 am Gehäusedeckel 18 und die Getriebewelle 24 vorn im Lager 26 in einem an dem Gehäusedeckel 18 angeflanschten Getriebegehäuse 27 gelagert ist. Das auf der Getriebewelle 24 dreh- und längsbeweglich sitzende Andrehritzel 12 ist mit einem Freilaufgetriebe 28 getrieblich gekoppelt. Das Freilaufgetriebe 28 ist über eine Geradverzahnung 29 auf der Getriebewelle 24 drehfest mit dieser verbunden und kann über einen Hebel 30, der von dem Einrückrelais betätigt wird, auf der Getriebewelle 24 längsverschoben werden, wobei das Andrehritzel 12 in den Zahnkranz 13 der Brennkraftmaschine einspurt.
- Die Getriebewelle 24 ragt mit einem endseitigen Konus 31 in das Innere des Hohlrades 21 hinein, wobei der Radialflansch 22 des Hohlrades 21 an einer Ringschulter 32 anliegt, die an der den kleineren Durchmesser aufweisenden Stirnseite des Bonus 31 vorgesehen ist. Die Mantelfläche des kegelstumpfförmigen konus 31 ist mit Axialzähnen 33 besetzt. Der größte Durchmesser des Konus 31 ist wesentlich kleiner als der lichte Innendurchmesser des Hohlrades 21. Die axiale Länge des Konus 31 beträgt weniger als die halbe Tiefe des Hohlrades 21. Zudem ist die axiale Länge des Endabschnittes der Antriebswelle 16, der mit seiner Außenverzahnung 19 in der über die gesamte Tiefe des Hohlrades 21 sich erstreckenden Innenverzahnung 20 kämmt, etwa nur halb so groß wie die Tiefe des Hohlrades 21, so daß die Antriebswelle 16 mit geringem Abstand vor der freien Stirnseite des Konus 31 der Getriebewelle 24 endet. In dem Zwischenraum zwischen dem Konus 31 und der Innenwand des Hohlrades 21 liegt ein elastischer Dämpfungsring 34, z.B. aus Gummi, ein, der das Hohlrad 21 mit der Getriebewelle 24 drehfest kuppelt. Dabei greift der Dämpfungsring 34 mit einer Außenverzahnung 35 in die Innenverzahnung 20 des Hohlrades 21 formschlüssig ein. Die innere Mantelfläche des Dämpfungsrings 34 ist entsprechend dem Konus 31 kegelstumpfförmig ausgebildet und trägt eine Innenverzahnung 36, die formschlüssig zwischen die Axialzähne 33 auf der Mantelfläche des Konus 31 der Getriebewelle 24 hineinragt (Fig. 2). Durch den kegelradähnlichen Verlauf der ineinandergreifenden Verzahnungen von Konus 31 und Dämpfungsring 34, der mit einer Stirnfläche an dem Radialflansch 22 anliegt und mittels eines Sicherungs ringes 37 gehalten wird, ist der Dämpfungsring 34 gegen axiales Verschieben gesichert, so daß die drehfeste Verbindung zwischen Hohlrad 21 und Getriebewelle 24 zuverlässig erhalten bleibt. Der Dämpfungsring 34 baut die Spitzen der von der anzudrehenden Brennkraftmaschine verursachten Stöße ab, so daß eine Bruchgefahr in dem das Drehmoment vom Antriebsmotor 10 auf das Andrehritzel 12 übertragenden Antriebsstrang weitgehend vermieden wird.
- Anstelle des als Gummiring eingelegten Dämpfungsring 34 kann dieser auch als elastischer Kunststoffring eingespritzt werden.
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