EP2577039B1 - Starter für eine brennkraftmaschine - Google Patents

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EP2577039B1
EP2577039B1 EP11719808.5A EP11719808A EP2577039B1 EP 2577039 B1 EP2577039 B1 EP 2577039B1 EP 11719808 A EP11719808 A EP 11719808A EP 2577039 B1 EP2577039 B1 EP 2577039B1
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EP
European Patent Office
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pinion
starter
pinion shaft
shaft
starter pinion
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP11719808.5A
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English (en)
French (fr)
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EP2577039A2 (de
Inventor
Reiner Hirning
Patrick Hallas
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SEG Automotive Germany GmbH
Original Assignee
SEG Automotive Germany GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP2577039B1 publication Critical patent/EP2577039B1/de
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    • F02N15/04—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears
    • F02N15/06—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears the toothed gears being moved by axial displacement
    • F02N15/062—Starter drives
    • F02N15/063—Starter drives with resilient shock absorbers
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    • F02N15/025—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the starter comprising an intermediate clutch of the friction type
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    • F02N15/022—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the starter comprising an intermediate clutch
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    • F02N15/062—Starter drives
    • F02N15/065—Starter drives with blocking means

Definitions

  • the invention relates to a starter for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • an electrically actuatable starter for an internal combustion engine which comprises a starter pinion which, for starting an internal combustion engine, is axially adjustable between a retracted rest position and an advanced engagement position with a ring gear of an internal combustion engine.
  • the starter pinion is non-rotatably coupled to a pinion shaft, but is held axially adjustable with respect to this, the axial relative movement being limited to an axial play.
  • a spring element is arranged between the starter pinion and the pinion shaft, the axial play forming the spring travel for the spring element. The spring travel reduces the impulse when the pinion teeth hit the face of the ring gear of the internal combustion engine.
  • the spring element is designed as a helical spring which is arranged in the interior of the sleeve-shaped pinion shaft.
  • the starter pinion and pinion shaft are axially coupled to one another via a form-fitting connection, which is established in that the sleeve-shaped pinion shaft is pushed onto a section of the starter pinion and a shoulder on the outer surface of the starter pinion is overlapped by a radially inwardly protruding collar on the face of the pinion shaft .
  • a form-fitting connection which is established in that the sleeve-shaped pinion shaft is pushed onto a section of the starter pinion and a shoulder on the outer surface of the starter pinion is overlapped by a radially inwardly protruding collar on the face of the pinion shaft .
  • the JP 4060172 A shows a starter with a starter pinion, a pinion shaft and a driver.
  • the starter pinion and pinion shaft are axially displaceable relative to one another and are supported on one another via a spring element, the spring element being located in the interior of the starter pinion, which is designed as a hollow shaft, or the pinion shaft.
  • the axial elongation between the starter pinion and the pinion shaft is limited by a coupling element between the outer surface of the starter pinion and the inner surface of the pinion shaft.
  • the spring element in the interior of the starter pinion or pinion shaft engages around the drive shaft, with the risk that, due to contamination or aging, the spiral spring element rests against the outer surface of the drive shaft with high friction, so that the spring action between starter pinion and pinion shaft is no longer or not is given in full.
  • a starter with a starter pinion and a pinion shaft is known, the starter pinion being supported on a collar of the pinion shaft via a spring element.
  • the pinion shaft also has a roller collar that interacts with a driver and is part of a freewheel device.
  • the invention is based on the object of using simple structural measures to design a starter for an internal combustion engine in such a way that the diameter of the pinion shaft in the area of the connection with a driver can be freely selected within wide limits.
  • the starter according to the invention comprises a starter pinion and a pinion shaft, which can be adjusted axially between a retracted non-functional position and an advanced or engaged drive position in which the starter pinion is in engagement with a ring gear of the internal combustion engine.
  • the rotary movement of the starter is preferably generated by an electric motor, the axial adjustment movement by an electrically operated actuator.
  • the axial engagement movement is accompanied by a rotary movement, the combined rotary and displacement movement being carried out via a driver, which usually meshes with the armature or the drive shaft of the electric motor via helical teeth.
  • the driver acts on the pinion shaft, which in turn is connected to the starter pinion with axial play, but non-rotatably.
  • the spring element which is effective between the starter pinion and pinion shaft in the axial direction, pushes these two components apart in the direction of maximum axial play. If the starter pinion hits the face of the ring gear during the engagement movement, the axial play and the spring force serve as a buffer to reduce the impact pulse.
  • the starter pinion and the pinion shaft are connected to one another via a coupling device, the coupling device and the spring element being arranged radially on the same inner or outer side of the pinion shaft. Furthermore, it is provided that in the embodiment according to the invention, the starter pinion and the pinion shaft via their axial facing end faces can be plugged into one another. Due to this assembly direction, the section of the pinion shaft facing away from the starter pinion, which in particular forms a roller collar for the rolling of roller bodies with respect to the driver, can be designed structurally independently of the starter pinion.
  • the inner diameter in the area of the roller collar is not subject to any restrictions with regard to the assembly of the starter pinion and pinion shaft and can therefore also have a smaller diameter than is possible with designs from the prior art, in which the starter pinion to reach its mounting position through the entire Pinion shaft must be passed through.
  • the roller collar on the pinion shaft can also have a relatively small diameter.
  • Another advantage of this design is the possibility of building a modular system by simply exchanging the pinion shaft for different applications, whereas the other components such as pinion and driver can be retained. In this way, different axial lengths or diameters of the starter can be realized.
  • the coupling device via which the starter pinion and the pinion shaft are connected to each other, and the spring element are located radially outside the interior for receiving the drive shaft, which is part of the starter motor, the inner diameter of the starter can be kept relatively small, which means that a correspondingly small one radial overall extension is given.
  • the interior can thus be designed in such a way that only the drive shaft is received, whereas the spring element and the coupling device are arranged outside the interior.
  • the starter pinion and pinion shaft are plugged into one another according to the invention such that a portion of the starter pinion is overlapped by a facing portion of the pinion shaft so that the pinion shaft is arranged radially outside this portion of the starter pinion.
  • a reverse arrangement is also possible, in which a section of the starter pinion overlaps the facing section of the pinion shaft radially.
  • the pinion shaft has a roller collar which axially adjoins the end face of the starter pinion and can therefore be designed independently of the starter pinion, in particular with regard to the diameter. Between the roller collar and the facing face of the starter pinion there is a gap that forms the axial play between the starter pinion and the pinion shaft.
  • the axial play in the unloaded state of the starter pinion is kept to a maximum by the force of the axially acting spring element. If the starter pinion hits the face of the ring gear on the internal combustion engine during the meshing movement, the axial play against the force of the spring element is reduced, which minimizes the momentum when the starter pinion hits the ring gear. The axial play thus forms the spring travel of the spring element.
  • the coupling device between the starter pinion and pinion shaft is designed as a latching connection and in particular comprises a radially compressible snap ring.
  • This snap ring is preferably received in a groove which is made in the wall of the starter pinion or the pinion shaft.
  • the snap ring can be compressed in the groove due to its radially elastic mobility, so that the other component can be axially overlapped or pushed over.
  • the snap ring expands again radially and assumes its final locking position, in which the starter pinion and the pinion shaft are axially locked with one another within the scope of the axial play.
  • the coupling in the direction of rotation between the starter pinion and pinion shaft is achieved in particular by the fact that the sections to be plugged into one another are each provided with teeth that mesh during assembly, so that every rotational movement of the pinion shaft is also transmitted to the starter pinion.
  • the toothing also allows the axial relative movement within the framework of the axial play.
  • the spring element which is arranged outside the interior, is designed according to the invention as an annular corrugated spring which in particular between facing paragraphs on the outside of the starter pinion and Pinion shaft is positioned.
  • the spring element can be overlapped by a cover component which is annular and, for example, has an L-shaped cross section.
  • the cover component is located at least with a section between the spring element and the starter pinion or the pinion shaft and thus serves to transmit the spring force.
  • the coupling device is arranged directly adjacent to the end face of the starter pinion. It can be useful to position the spring element and the coupling device axially at a distance from one another, in particular such that the spring element is arranged in the area of the end face of the pinion shaft so that the spring element can be supported on the end face.
  • the starter 1 for an internal combustion engine comprises as essential components a starter pinion 2, which is axially adjustable on an armature or drive shaft, not shown, between a retracted non-functional position and an engaged or advanced drive position in which the starter pinion 1 with a ring gear on the internal combustion engine in Engagement.
  • the starter pinion is set in rotation via the drive shaft.
  • the axial displacement movement on the drive shaft takes place with the aid of an engagement relay that actuates a driver that is coupled to a pinion shaft 3 of the starter 1.
  • the pinion shaft 3 is non-rotatably connected to the starter pinion 2, but the starter pinion 2 and pinion shaft 3 can move axially relative to one another within the scope of a defined axial play limited to a maximum.
  • the driver moves axially forward and also moves the pinion shaft 3 and the starter pinion 2 into the axially advanced drive position in which the starter pinion 2 meshes with the ring gear of the internal combustion engine.
  • the electric drive motor is started, the rotational movement of the drive shaft of the drive motor being transmitted to the driver and the pinion shaft 3 and thus also to the starter pinion 2.
  • a spring element moves the driver including the starter pinion 2 and pinion shaft 3 back into the axially retracted inoperative position.
  • Starter pinion 2 and pinion shaft 3 are axially supported against one another via a spring element 4, which is designed as a wave spring.
  • the wave spring 4 is overlapped by an annular cover component 5, a disk-shaped section of the cover component 5 transmitting the spring force of the wave spring 4 in the axial direction.
  • the annular wave spring 4 is pushed onto a section of the pinion shaft 3 in the area of the end face facing the starter pinion 2.
  • a shaft section 2a on starter pinion 2 which is provided with external teeth, engages in an associated section 3a of pinion shaft 3, which is provided with internal teeth.
  • Both the starter pinion 2 and the pinion shaft 3 are designed as hollow cylindrical components, so that the drive shaft of the electric drive motor can be passed through both components.
  • Pocket bushings 7 and 8, which can be inserted into the cavities of starter pinion 2 and pinion shaft 3, are used to support the drive shaft.
  • the axial coupling between the starter pinion 2 and the pinion shaft 3 takes place with the aid of a coupling device designed as a snap ring 6 which, although the starter pinion and the pinion shaft 3 axially secures one another, allows axial play between these components.
  • the snap ring 6 secures the components 2 and 3 to one another via a locking or form-fitting connection.
  • the starter pinion 2 and the pinion shaft 2 are axially plugged into each other via their facing end faces to establish the connection.
  • the respective inner or hollow spaces of the starter pinion 2 and pinion shaft 3 form a continuous, axially aligned receiving space for the drive shaft of the electric drive motor.
  • the roller collar 3b on the pinion shaft 3 axially adjoins the connecting section 3a via which the pinion shaft 3 is connected to the starter pinion 2.
  • the section 3a overlaps the assigned section 2a of the starter pinion 2 radially.
  • the facing end face of the starter pinion 2 lies with an axial play 9 at a distance from a circumferential annular shoulder on the inside of the pinion shaft 3 in the transition from the roller collar 3b to the section 3a.
  • the corrugated spring 4 pushes the starter pinion 2 and the pinion shaft 3 axially apart, so that the axial play 9 is maximum when there is no externally loaded condition.
  • the axial play can be reduced to zero, in this case the end face of the starter pinion 2 strikes the inner, circumferential collar or the shoulder in the transition between the sections 3a and 3b of the pinion shaft 3.
  • the inner and outer diameter of the roller collar can be designed independently of the starter pinion 2 or the coupling elements between the pinion shaft and the starter pinion. The only requirement is that the inner diameter of the roller collar 3b enables the drive shaft of the electric drive motor to be received.
  • the wave spring 4 is supported axially on the pinion shaft 3 side on a circumferential annular shoulder of the section 3a.
  • the corrugated spring 4 is overlapped by the cover component 5, the cover component 5 having an L-shaped cross section and one leg of the cover component the wave spring 4 radially outward and another leg extending vertically for this purpose the wave spring 4 axially or covered on the end face on the side facing the starter pinion 3.
  • This leg which extends in the radial direction and forms a disk, transmits the spring force of the spring 4 axially between the starter pinion 2 and the pinion shaft 3.
  • Fig. 3 in connection with the enlarged section according to Fig. 4 it can be seen that the snap ring 6, which is arranged adjacent to the end face of the section 2a on the starter pinion 2 and is positioned axially at a distance from the spring element 4, is received in an annular groove 10 which is in the lateral surface of the section 2a of the starter pinion 2 adjacent to free face is introduced.
  • the snap ring 6 is designed to be radially elastic and can be radially compressed for the assembly of the components 2 and 3 so that the radial outside of the snap ring 6 lies completely within the annular groove 10.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Starter für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
    • Stand der Technik
  • In der DE 102 58 908 A1 wird ein elektrisch betätigbarer Starter für eine Brennkraftmaschine beschrieben, der ein Starterritzel umfasst, welches zum Starten einer Brennkraftmaschine axial zwischen einer zurückgezogenen Ruhestellung und einer vorgerückten Eingriffsposition mit einem Zahnkranz einer Brennkraftmaschine verstellbar ist. Das Starterritzel ist mit einer Ritzelwelle drehfest gekoppelt, jedoch gegenüber dieser axial verstellbar gehalten, wobei die axiale Relativbewegung auf ein Axialspiel begrenzt ist. Zwischen Starterritzel und Ritzelwelle ist ein Federelement angeordnet, wobei das Axialspiel den Federweg für das Federelement bildet. Der Federweg mindert den Impuls beim Auftreffen der Ritzelzähne auf die Stirnseite des Zahnkranzes der Brennkraftmaschine. Das Federelement ist hierbei als Schraubenfeder ausgeführt, die im Innern der hülsenförmigen Ritzelwelle angeordnet ist.
  • Starterritzel und Ritzelwelle sind axial über eine formschlüssige Verbindung aneinander gekoppelt, die dadurch hergestellt wird, dass die hülsenförmige Ritzelwelle auf einen Abschnitt des Starterritzels aufgeschoben ist und ein Absatz auf der Mantelfläche des Starterritzels von einem radial nach innen einragenden Bund an der Stirnseite der Ritzelwelle übergriffen wird. Für die Montage von Starterritzel und Ritzelwelle ist es daher erforderlich, den Innenraum der Ritzelwelle groß genug für das axiale Durchschieben des Starterritzels auszuführen. Dies bedeutet, dass der Durchmesser der Ritzelwelle im Bereich eines Rollenbundes, an dem Rollen eines Mitnehmers abrollen, ein definiertes Mindestmaß nicht unterschreiten kann.
  • Die JP 4060172 A zeigt einen Starter mit einem Starterritzel, einer Ritzelwelle und einem Mitnehmer. Starterritzel und Ritzelwelle sind axial relativ zueinander verschiebbar und über ein Federelement aneinander abgestützt, wobei sich das Federelement im Innenraum des als Hohlwelle ausgebildeten Starterritzels bzw. der Ritzelwelle befindet. Die axiale Elongation zwischen Starterritzel und Ritzelwelle ist über ein Koppelelement zwischen der Mantelfläche des Starterritzels und dem Innenmantel der Ritzelwelle begrenzt.
  • Das Federelement im Innenraum von Starterritzel bzw. Ritzelwelle umgreift die Antriebswelle, wobei die Gefahr besteht, dass aufgrund von Verschmutzung oder durch Alterung das spiralförmige Federelement mit hoher Reibung an der Mantelfläche der Antriebswelle anliegt, so dass die Federwirkung zwischen Starterritzel und Ritzelwelle nicht mehr oder nicht in vollständigem Maße gegeben ist.
  • Aus der JP 2007-120400 A ist ein Starter mit einem Starterritzel und einer Ritzelwelle bekannt, wobei sich das Starterritzel über ein Federelement an einem Bund der Ritzelwelle abstützt. Die Ritzelwelle weist außerdem einen Rollenbund auf, der mit einem Mitnehmer zusammenwirkt und Teil einer Freilaufeinrichtung ist.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen einen Starter für eine Brennkraftmaschine so auszubilden, dass der Durchmesser der Ritzelwelle im Bereich der Verbindung mit einem Mitnehmer innerhalb weiter Grenzen frei gewählt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
  • Der erfindungsgemäße Starter umfasst ein Starterritzel und eine Ritzelwelle, die axial zwischen einer zurückgezogenen Außerfunktionsposition und einer vor- bzw. eingerückten Antriebsposition zu verstellen sind, in welcher das Starterritzel in Eingriff mit einem Zahnkranz der Brennkraftmaschine steht. Die Drehbewegung des Starters wird vorzugsweise über einen Elektromotor erzeugt, die axiale Verstellbewegung über elektrisch betätigbares Stellglied. Die axiale Einrückbewegung geht mit einer Drehbewegung einher, wobei die kombinierte Dreh- und Verschiebebewegung über einen Mitnehmer durchgeführt wird, der üblicherweise über eine Schrägverzahnung mit dem Anker bzw. der Antriebswelle des elektrischen Motors kämmt. Der Mitnehmer beaufschlagt hierbei die Ritzelwelie, die ihrerseits mit axialem Spiel, jedoch drehfest mit dem Starterritzel verbunden ist.
  • Das Federelement, welches zwischen Starterritzel und Ritzelwelle in Achsrichtung wirksam ist, drückt diese beiden Bauteile in Richtung eines maximalen axialen Spiels auseinander. Stößt das Starterritzel bei der Einrückbewegung gegen die Stirnseite des Zahnkranzes, so dient das Axialspiel und die Federkraft als Puffer zur Reduzierung des Aufschlagimpulses.
  • Zur Begrenzung des Axialspiels sind das Starterritzel und die Ritzelwelle über eine Kopplungseinrichtung miteinander verbunden, wobei die Kopplungseinrichtung und das Federelement radial auf der gleichen Innen- oder Außenseite der Ritzelwelle angeordnet sind. Des Weiteren ist vorgesehen, dass bei der erfindungsgemäßen Ausführung das Starterritzel und die Ritzelwelle über ihre axial einander zugewandten Stirnseiten ineinander steckbar sind. Aufgrund dieser Zusammenbaurichtung ist der axial dem Starterritzel abgewandte Abschnitt der Ritzelwelle, welcher insbesondere einen Rollenbund für das Abrollen von Rollenkörpern gegenüber dem Mitnehmer bildet, konstruktiv unabhängig von dem Starterritzel gestaltbar. Insbesondere der Innendurchmesser im Bereich des Rollenbundes unterliegt keinen Einschränkungen im Hinblick auf den Zusammenbau von Starterritzel und Ritzelwelle und kann somit auch kleinere Durchmesser einnehmen, als dies bei Ausführungen aus dem Stand der Technik möglich ist, bei denen das Starterritzel zum Erreichen seiner Montageposition durch die gesamte Ritzelwelle hindurchgeführt werden muss. Bei der erfindungsgemäßen Ausführung kann dagegen der Rollenbund an der Ritzelwelle auch einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser aufweisen.
  • Ein weiterer Vorteil dieser Ausführung liegt in der Möglichkeit einer Baukastenbildung, indem lediglich die Ritzelwelle für verschiedene Anwendungen ausgetauscht wird, wohingegen die sonstigen Bauteile wie Steckritzel und Mitnehmer beibehalten werden können. Auf diese Weise können verschiedene axiale Längen bzw. Durchmesser des Starters realisiert werden.
  • Da sich die Kopplungseinrichtung, über die das Starterritzel und die Ritzelwelle aneinander gebunden sind, und das Federelement radial außerhalb des Innenraums zur Aufnahme der Antriebswelle befinden, welche Bestandteil des Startermotors ist, kann der Innendurchmesser des Starters verhältnismäßig klein gehalten werden, wodurch auch eine entsprechend kleine radiale Gesamterstreckung gegeben ist. Der Innenraum kann somit so ausgeführt werden, dass lediglich die Antriebswelle aufgenommen ist, wohingegen das Federelement und die Kopplungseinrichtung außerhalb des Innenraums angeordnet werden.
  • Das Ineinanderstecken von Starterritzel und Ritzelwelle erfolgt erfindungsgemäß derart, dass ein Abschnitt des Starterritzels von einem zugewandten Abschnitt der Ritzelwelle übergriffen wird, so dass die Ritzelwelle radial außerhalb dieses Abschnittes des Starterritzels angeordnet ist. Grundsätzlich möglich ist aber auch eine umgekehrte Anordnung, bei der ein Abschnitt des Starterritzels den zugewandten Abschnitt der Ritzelwelle radial übergreift.
  • Die Ritzelwelle weist einen Rollenbund auf, welcher sich axial an die Stirnseite des Starterritzels anschließt und somit insbesondere im Hinblick auf den Durchmesser unabhängig vom Starterritzel ausgeführt werden kann. Zwischen dem Rollenbund und der zugewandten Stirnseite des Starterritzels liegt ein Spalt, der das Axialspiel zwischen Starterritzel und Ritzelwelle bildet. Durch die Kraft des axial wirkenden Federelementes wird das Axialspiel im unbelasteten Zustand des Starterritzels auf ein Maximum gehalten. Stößt das Starterritzel bei der Einspurbewegung gegen die Stirnseite des Zahnkranzes an der Brennkraftmaschine, so reduziert sich das Axialspiel gegen die Kraft des Federelementes, wodurch der Impuls beim Anschlagen des Starterritzels an den Zahnkranz minimiert wird. Das Axialspiel bildet somit den Federweg des Federelements.
  • Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass die Kopplungseinrichtung zwischen Starterritzel und Ritzelwelle als eine Rastverbindung ausgeführt ist und insbesondere einen radial zusammendrückbaren Schnappring umfasst. Dieser Schnappring ist vorzugsweise in einer Nut aufgenommen, welche in die Wandung des Starterritzels bzw. der Ritzelwelle eingebracht ist. Beim Zusammenstecken von Starterritzel und Ritzelwelle kann der Schnappring aufgrund seiner radial-elastischen Beweglichkeit in der Nut zusammengedrückt werden, so dass ein axiales Übergreifen bzw. Überschieben des jeweils anderen Bauteils möglich ist. Mit dem Erreichen der axialen Endposition zwischen Starterritzel und Ritzelwelle dehnt sich der Schnappring radial wieder aus und nimmt seine endgültige Rastposition ein, in der das Starterritzel und die Ritzelwelle im Rahmen des Axialspiels axial miteinander verrastet sind.
  • Die Kopplung in Drehrichtung zwischen Starterritzel und Ritzelwelle wird insbesondere dadurch erreicht, dass die ineinander zu steckenden Abschnitte jeweils mit Verzahnungen versehen sind, die bei der Montage ineinandergreifen, so dass jede Drehbewegung der Ritzelwelle auch auf das Starterritzel übertragen wird. Die Verzahnung erlaubt zugleich die axiale Relativbewegung im Rahmen des Axialspiels.
  • Das Federelement, welches außerhalb des Innenraums angeordnet ist, ist erfindungsgemäß als eine ringförmige Wellfeder ausgebildet, die insbesondere zwischen einander zugewandten Absätzen an der Außenseite von Starterritzel und Ritzelwelle positioniert ist. Das Federelement kann von einem Abdeckbauteil übergriffen sein, welches ringförmig und beispielsweise mit L-förmigem Querschnitt ausgebildet ist. Das Abdeckbauteil befindet sich zumindest mit einem Abschnitt zwischen dem Federelement und dem Starterritzel oder der Ritzelwelle und dient somit zur Übertragung der Federkraft.
  • Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist vorgesehen, dass die Kopplungseinrichtung unmittelbar benachbart zur Stirnseite des Starterritzels angeordnet ist. Es kann zweckmäßig sein, das Federelement und die Kopplungseinrichtung axial auf Abstand zueinander zu positionieren, insbesondere dergestalt, dass das Federelement im Bereich der Stirnseite der Ritzelwelle angeordnet ist, so dass sich das Federelement an der Stirnseite abstützen kann.
  • Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
    • Fig. 1
    in einer Explosionsdarstellung die wesentlichen Bestandteile eines Starters für eine Brennkraftmaschine, umfassend ein Starterritzel und eine Ritzelwelle einschließlich eines zwischenliegenden Schnappringes für eine Kopplung von Starterritzel und Ritzelwelle sowie einer Wellfeder,
    Fig. 2
    Starterritzel und Ritzelwelle im zusammengebauten Zustand,
    Fig. 3
    einen Schnitt durch Starterritzel und Ritzelwelle,
    Fig. 4
    eine Vergrößerung aus dem Kopplungsbereich zwischen Starterritzel und Ritzelwelle.
  • In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Wie in den Figuren dargestellt, umfasst der Starter 1 für eine Brennkraftmaschine als wesentliche Bestandteile ein Starterritzel 2, welches auf einer nicht dargestellten Anker- bzw. Antriebswelle axial zwischen einer zurückgezogenen Außerfunktionsposition und einer ein- bzw. vorgerückten Antriebsposition verstellbar ist, in der das Starterritzel 1 mit einem Zahnkranz an der Brennkraftmaschine in Eingriff steht. Über die Antriebswelle wird das Starterritzel in Drehbewegung versetzt. Die axiale Verschiebebewegung auf der Antriebswelle erfolgt mithilfe eines Einrückrelais, das einen Mitnehmer betätigt, der mit einer Ritzelwelle 3 des Starters 1 gekoppelt ist. Die Ritzelwelle 3 ist drehfest mit dem Starterritzel 2 verbunden, jedoch können Starterritzel 2 und Ritzelwelle 3 axial zueinander eine Verschiebebewegung im Rahmen eines definierten, auf ein Maximum begrenzten Axialspiels ausführen.
  • Bei Betätigen des Einrückrelais rückt der Mitnehmer axial nach vorne und verschiebt hierbei auch die Ritzelwelle 3 sowie das Starterritzel 2 in die axial vorgerückte Antriebsposition, in der das Starterritzel 2 mit dem Zahnkranz der Brennkraftmaschine in Eingriff steht. Zugleich wird der elektrische Antriebsmotor gestartet, wobei die Drehbewegung der Antriebswelle des Antriebsmotors auf den Mitnehmer sowie die Ritzelwelle 3 und damit auch auf das Starterritzel 2 übertragen wird. Nach dem Abschalten verstellt ein Federelement den Mitnehmer einschließlich Starterritzel 2 und Ritzelwelle 3 wieder in die axial zurückgezogene Außerbetriebsposition.
  • Starterritzel 2 und Ritzelwelle 3 sind über ein Federelement 4, welches als Wellfeder ausgeführt ist, axial aneinander abgestützt. Die Wellfeder 4 ist in montierter Position von einem ringförmigen Abdeckbauteil 5 übergriffen, wobei ein scheibenförmiger Abschnitt des Abdeckbauteils 5 die Federkraft der Wellfeder 4 in Achsrichtung überträgt. Die ringförmige Wellfeder 4 ist auf einen Abschnitt der Ritzelwelle 3 im Bereich der dem Starterritzel 2 zugewandten Stirnseite aufgeschoben.
  • Zur drehfesten Kopplung zwischen Starterritzel 2 und Ritzelwelle 3 greift ein Wellenabschnitt 2a an dem Starterritzel 2, das mit einer Außenverzahnung versehen ist, in einen zugeordneten Abschnitt 3a der Ritzelwelle 3 ein, der mit einer Innenverzahnung versehen ist. Sowohl das Starterritzel 2 als auch die Ritzelwelle 3 sind als hohlzylindrische Bauteile ausgeführt, so dass die Antriebswelle des elektrischen Antriebsmotors durch beide Bauteile hindurchgeführt werden kann. Zur Lagerung der Antriebswelle dienen Taschenbuchsen 7 und 8, die in die Hohlräume des Starterritzels 2 bzw. der Ritzelwelle 3 einsetzbar sind.
  • Die axiale Kopplung zwischen dem Starterritzel 2 und der Ritzelwelle 3 erfolgt mithilfe einer als Schnappring 6 ausgeführten Kopplungseinrichtung, die zwar das Starterritzel und die Ritzelwelle 3 axial aneinander sichert, jedoch ein Axialspiel zwischen diesen Bauteilen erlaubt. Der Schnappring 6 sichert die Bauteile 2 und 3 über eine rast- bzw. formschlüssige Verbindung aneinander.
  • Wie der Schnittdarstellung gemäß Fig. 3 zu entnehmen, werden zur Herstellung der Verbindung das Starterritzel 2 und die Ritzelwelle 2 axial über ihre einander zugewandten Stirnseiten ineinander gesteckt. Die jeweiligen Innen- bzw. Hohlräume von Starterritzel 2 und Ritzelwelle 3 bilden einen durchgehenden, axial fluchtenden Aufnahmeraum für die Antriebswelle des elektrischen Antriebsmotors. Der Rollenbund 3b an der Ritzelwelle 3 schließt sich axial an den Verbindungsabschnitt 3a an, über den die Ritzelwelle 3 mit dem Starterritzel 2 verbunden ist. Der Abschnitt 3a übergreift hierbei den zugeordneten Abschnitt 2a des Starterritzels 2 radial. Die zugewandte Stirnseite des Starterritzels 2 liegt mit einem Axialspiel 9 auf Abstand zu einer umlaufenden Ringschulter an der Innenseite der Ritzelwelle 3 im Übergang von dem Rollenbund 3b zum Abschnitt 3a. In der montierten Position drückt die Wellfeder 4 das Starterritzel 2 und die Ritzelwelle 3 axial auseinander, so dass im nicht von außen belasteten Zustand das Axialspiel 9 maximal ist. Gegen die Kraft des Federelementes 4 kann das Axialspiel bis auf Null reduziert werden, hierbei schlägt die Stirnseite des Starterritzels 2 an den inneren, umlaufenden Bund bzw. die Schulter im Übergang zwischen den Abschnitten 3a und 3b der Ritzelwelle 3 an.
  • Aufgrund der axial vorgelagerten Position des Rollenbundes 3b gegenüber dem Abschnitt 3a kann der Innen- und Außendurchmesser des Rollenbundes unabhängig vom Starterritzel 2 bzw. den Kopplungselementen zwischen Ritzelwelle und Starterritzel ausgeführt werden. Einzige Voraussetzung ist lediglich, dass der Innendurchmesser des Rollenbundes 3b die Aufnahme der Antriebswelle des elektrischen Antriebsmotors ermöglicht.
  • Die Wellfeder 4 ist auf Seiten der Ritzelwelle 3 axial an einer umlaufenden Ringschulter des Abschnittes 3a abgestützt. Die Wellfeder 4 ist von dem Abdeckbauteil 5 übergriffen, wobei das Abdeckbauteil 5 einen L-förmigen Querschnitt aufweist und ein Schenkel des Abdeckbauteils die Wellfeder 4 radial nach außen und ein weiterer, sich hierzu vertikal erstreckender Schenkel die Wellfeder 4 axial bzw. stirnseitig auf der dem Starterritzel 3 zugewandten Seite überdeckt. Dieser sich in Radialrichtung erstreckende Schenkel, der eine Scheibe bildet, überträgt die Federkraft der Feder 4 axial zwischen dem Starterritzel 2 und der Ritzelwelle 3.
  • Fig. 3 in Verbindung mit der Ausschnittvergrößerung gemäß Fig. 4 ist zu entnehmen, dass der Schnappring 6, der benachbart zur Stirnseite des Abschnittes 2a am Starterritzel 2 angeordnet ist und axial auf Abstand zum Federelement 4 positioniert ist, in einer Ringnut 10 aufgenommen ist, die in die Mantelfläche des Abschnittes 2a des Starterritzels 2 benachbart zur freien Stirnseite eingebracht ist. Der Schnappring 6 ist radial-elastisch ausgeführt und kann zur Montage der Bauteile 2 und 3 radial zusammengedrückt werden, so dass die radiale Außenseite des Schnapprings 6 vollständig innerhalb der Ringnut 10 liegt. Dadurch ist es möglich, den übergreifenden Abschnitt 3a der Ritzelwelle 3 über den Abschnitt 2a des Starterritzels 2 zu schieben, bis die endgültige axiale Position zwischen diesen Bauteilen erreicht ist, in der der Schnappring 6 in den Bereich einer umgreifenden Ringnut 11 gelangt, die an der Innenseite des Abschnittes 3a der Ritzelwelle 3 angeordnet ist. Der Schnappring 6 kann sich in die Ringnut 11 radial ausweiten, wodurch eine rast- bzw. formschlüssige Verbindung zwischen dem Starterritzel 2 und der Ritzelwelle 3 gegen ein axiales Auseinanderschieben dieser Bauteile gegeben ist. In der Rast- bzw. Verbindungsposition liegt eine Stirnfläche des Schnapprings 6 an einer Nutseitenwand der Ringnut 11 an bzw. wird von dieser axial begrenzt.

Claims (6)

  1. Starter für eine Brennkraftmaschine, mit einem gegenüber einer Antriebswelle des Starters (1) verschiebbar gelagerten Starterritzel (2), das mit einer Ritzelwelle (3) verbunden ist, wobei das Starterritzel (2) drehfest mit der Ritzelwelle (3) gekoppelt, jedoch axial gegenüber der Ritzelwelle (3) verstellbar ist, mit einem Federelement (4) zur Ausübung einer axialen Federkraft zwischen Starterritzel (2) und Ritzelwelle (3) und mit einer Kopplungseinrichtung (6) zwischen Starterritzel (2) und Ritzelwelle (3), wobei das Starterritzel (2) und die Ritzelwelle (3) über ihre axial einander zugewandten Stirnseiten ineinander steckbar sind und wobei die Kopplungseinrichtung (6) und das Federelement (4) radial außerhalb des eine Antriebswelle aufnehmenden Innenraums der Ritzelwelle (3) bzw. des Starterritzels (2) angeordnet sind, wobei die Ritzelwelle (3) einen Rollenbund (3b) aufweist, der sich axial an die Stirnseite des Starterritzels (2) anschließt, und wobei zwischen dem Rollenbund (3b) und der zugewandten Stirnseite des Starterritzels (2) ein Spalt liegt, der ein Axialspiel (9) zwischen Starterritzel (2) und Ritzelwelle (3) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement als Wellfeder (4) ausgeführt ist, wobei die Ritzelwelle (3) das Starterritzel (2) übergreift.
  2. Starter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung (6) als Rastverbindung ausgeführt ist und einen radial zusammendrückbaren Schnappring (6) zwischen Starterritzel (2) und Ritzelwelle (3) umfasst.
  3. Starter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnappring (6) in einer Nut (10, 11) in der Wandung des Starterritzels (2) bzw. der Ritzelwelle (3) aufgenommen ist.
  4. Starter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement von einem Abdeckbauteil (5) übergriffen ist, das vom Federelement (4) gegen das Starterritzel (2) kraftbeaufschlagt ist.
  5. Starter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung (6) benachbart zur axialen Stirnseite des Starterritzels (2) angeordnet ist.
  6. Starter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung (6) und das Federelement (4) axial auf Abstand zueinander liegen.
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