EP2668396A2

EP2668396A2 - Startvorrichtung für verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: EP2668396A2
Application number: EP12702783.7A
Authority: EP
Inventors: Frank Reschnar
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: SEG Automotive Germany GmbH
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2012-01-26
Publication date: 2013-12-04
Also published as: BR112013018972A2; CN103443445A; WO2012101231A3; CN103443445B; WO2012101231A2; DE102011003179A1; DE102011003179B4; BR112013018972B1

Description

Beschreibung Titel

Startvorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen Stand der Technik Aus DE 31 20 285 A1 ist ein Betätigungshebel für ein Anlassergetriebe einer

Verbrennungskraftmaschine bekannt. Der Betätigungshebel ist in einem Anlassergetriebe für eine Verbrennungskraftmaschine untergebracht und umfasst einen Profilkörper, der so ausgebildet ist, dass er mit einem beweglichen Kern eines Kontaktgebers der

Steuervorrichtung und einer mit Nuten versehenen Hülse eines Getriebes verbindbar ist. Der Betätigungshebel umfasst einen Fuß sowie eine Gabel, die so flach sind, dass sie mit einer Feder zusammenwirken, die aus zwei schraubenförmig entgegengesetzt gewickelten Teilen besteht. Diese sind durch eine mittlere Schleife verbunden und laufen in zwei geraden Abschnitten aus. Die Mittelebene des Fußes ist senkrecht zu derjenigen der Gabel ausgerichtet und enthält die geometrische Achse des Kerns des Kontaktgebers.

Bei Startvorrichtungen die an Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere bei

Personenkraftwagen eingesetzt werden, stellt der dynamische Ritzelweg eine wichtige Kenngröße für das sichere und somit weitestgehend geräusch- und verschleißfreie

Einspuren des Andrehritzels der Startvorrichtung in den Zahnkranz der

Verbrennungskraftmaschine dar. Eine Kundenförderung besagt, dass die Durchschaltung des Hauptstromes der Startvorrichtung bei einer Startertemperatur von -28°C erst dann erfolgen darf, wenn das Andrehritzel einen Vorspurweg von 7,5 mm absolviert hat, bevor das Andrehritzel nach der axialen Einrückbewegung durch den Startermotor der Startvorrichtung in Rotation versetzt wird und den Zahnkranz der Verbrennungskraftmaschine antreibt, d.h. diesen mit hindurchdreht.

Der kundenseitig geforderte Vorspurweg von 7,5 mm setzt sich zusammen aus einem maximalen Abstand zwischen dem Andrehritzel und dem Zahnkranz zuzüglich 2 mm

Überdeckung, d.h. einer axialen Eingrifflänge der Zähne von Andrehritzel und Zahnkranz bei einer ersten Schaltung. Der Vorspurweg von 7,5 mm kann jedoch bei den erwähnten tiefen Temperaturen nicht immer gewährleistet werden. Erfolgt ein Vorspur- bzw. Einspurvorgang bei einer Startvorrichtung in eine feststehende Zahnscheibe, d.h. einen Zahnkranz der anzudrehenden Verbrennungskraftmaschine bei minimalem Drehflankenspiel und einer Startertemperatur von -28°C, so ist bei einem vorgesehenen dynamischen Ritzelweg von 1 ,2 mm ein geräuschloses Einspuren bei der sehr niedrigen Temperatur von -28°C zwar noch möglich, jedoch liegt die Drehzahl des Andrehritzels bei Kontakt mit dem Zahnkranz, d.h. bei einem in axiale Richtung erfolgenden Vorspuren bereits auf einem kritischen Niveau von beispielsweise 575 min^"1. Es hat sich herausgestellt, dass das Risiko hinsichtlich des Auftretens einer Fehlfunktion, d.h. eines geräuschvollen Zahn-auf-Zahn-Kontakts zwischen dem Andrehritzel und Zahnkranz relativ hoch ist, da ab einer Drehzahl des Andrehritzels > 700 min^"1 das sichere Einspuren des Andrehritzels mit dieser Drehzahl in den stillstehenden Zahnkranz der Verbrennungskraftmaschine nicht mehr möglich ist.

Es hat sich herausgestellt, dass infolge von Maßnahmen zur Reibungsreduzierung am Freilaufgetriebe einer Startvorrichtung eine Vergrößerung des dynamischen Ritzelweges von 1 ,2 auf eine Größenordnung von 5 mm erreicht werden konnte. Bei größeren Startern ist eine Reibungsreduzierung jedoch nicht möglich, da diese Startvorrichtung aufgrund des Auftretens von höheren mechanischen Belastungen Taschenbuchsen mit Fettfüllungen benötigen.

Alles in allem sind angesichts der kundenseitig bestehenden Forderungen und zur weiteren Verbesserung der Einspursicherheit, insbesondere bei tiefen Außentemperaturen in der Größenordnung von -28°C weitere Maßnahmen zur Verbesserung der Einspursicherheit des Andrehritzels in den Zahnkranz der stillstehenden Verbrennungskraftmaschine erforderlich und unabdingbar.

Darstellung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, einen insbesondere als Gabelhebel ausgebildeten Hebel, d.h. im vorliegenden Fall einen Einrückhebel derart auszubilden, dass dieser in Bezug auf ein den Hebel betätigendes Zugelement des Vorspuraktuators einen ersten sowie einen zweiten Mitnahmepunkt aufweist. In vorteilhafter Weise liegen der erste Mitnahmepunkt, d.h. eine erste Kontaktstelle zwischen dem insbesondere als Gabelhebel ausgebildeten Hebel und dem Zugelement und eine zweite Kontaktstelle, d.h. der zweite Mitnahmepunkt zwischen dem Zugelement und dem insbesondere als Gabelhebel ausgebildeten Hebel in verschiedenen horizontal zueinander beabstandeten Ebenen.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann das vom Vorspuraktuator betätigte

Zugelement mit einer Mitnahmewange, zum Beispiel in Gestalt einer Kröpfung ausgebildet sein, welche mit einer Verlängerung oder einem gekröpften Ende des Hebels bzw. des Gabelhebels einen weiteren, d.h. den zweiten Mitnahmepunkt darstellt. Durch den an dem ersten Mitnahmepunkt und dem zweiten Mitnahmepunkt wirkenden, insbesondere als Gabelhebel ausgebildeten Hebel, wird der dynamische Ritzelweg, d.h. die Überdeckung zwischen den Flanken der Außenverzahnung des Andrehritzels und der Flanken der

Außenverzahnung des Zahnkranzes der Verbrennungskraftmaschine vergrößert und damit die Einspursicherheit vor allem bei tiefen Temperaturen sichergestellt. Der auf ein

Freilaufgetriebe der Startvorrichtung zweistufig wirkende Gabelhebel, insbesondere als Gabelhebel ausgebildet, ermöglicht des Weiteren in positiver Weise eine gleichförmig verlaufende Beschleunigung des Freilaufgetriebes und vermindert die mechanische

Belastung einer der Einspurfedern der Startvorrichtung. Des Weiteren kann der

erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend sowohl das Einspurgeräusch als auch die Verschleißsituation verbessert werden. Der am Gabelhebel ausgebildete zweite Mitnahmepunkt liegt in einem verlängerten

Abschnitt des insbesondere als Gabelhebel ausgebildeten Hebels am Zugelement des Vorspuraktuators ausgebildeten Mitnahmewange. Über die Ausbildung dieser

Mitnahmewange am Zugelement soll der weiter vom Schwerpunkt des Hebels, insbesondere als Gabelhebel ausgebildet, entfernt liegende zweite Mitnahmepunkt am verlängerten Ende des Gabelhebelkopfes eine Reduzierung des Leerweges ermöglichen. Die aus der erreichbaren Reduzierung des Leerweges resultierende frühzeitige Mitnahme des insbesondere als Gabelhebel ausgebildeten Hebels bzw. des mit diesem in Verbindung stehenden Freilaufgetriebes, bewirkt eine wesentliche Verbesserung im dynamischen Ritzelweg. Durch die Veränderung des Verhältnisses von Kraft zu lastarm, d.h. durch die Änderung des Übersetzungsverhältnisses, insbesondere am zweiten Mitnahmepunkt des

Gabelhebels wird die Temperaturfunktion trotz verringertem Leerweg beibehalten, d.h. die Einspursicherheit vor allem bei tiefen Temperaturen sichergestellt.

Der erreichbare dynamische Ritzelweg, d.h. das erreichbare weitere Einrücken der

Verzahnungen des Andrehritzels und des Zahnkranzes ineinander liegt unter Berücksichtigung der zur Verfügung stehenden Zugkraftreserve, d.h. der Schaltkraft des Vorspuraktuators in der Größenordnung von 2 mm.

Eine Bewegung des linear beweglichen Ankers des Vorspuraktuators in Einzugsrichtung wird durch eine vorzeitige Anlage der Mitnahmewange am zweiten Mitnahmepunkt auf einen gekröpften Abschnitt des Gabelhebels übertragen, so dass der in der Öffnung am

Zugelement vorhandene Leerweg nicht erst durchfahren werden muss, sondern eine

Vorspurbewegung des Freilaufgetriebes mit geringer zeitlicher Verzögerung der Bewegung des Zugelementes des Vorspuraktuators folgt. Der in der Öffnung des Zugelementes vorhandene Leerweg wird beim Einziehen des Ankers in den Vorspuraktuator durch

Änderung der Winkellage von Anker zu Gabelhebel soweit verringert, dass bei

eingezogenem bzw. teileingezogenem Anker der erste Mitnahmepunkt zwischen Gabelhebel und Zugelement wieder kontaktiert wird. Damit bleibt die Funktion des Leerweges im eingezogenen Zustand des Vorspuraktuators, d.h. als Sicherheitsreserve beim Abschalten unverändert erhalten.

Im eingezogenen Zustand des linear beweglichen Ankers des Vorspuraktuators liegt der insbesondere als Gabelhebel ausgebildete Hebel am ersten Mitnahmepunkt zwischen diesem und Zugelement, welches durch den Vorspuraktuator betätigt wird an, wohingegen der zweite Mitnahmepunkt außer Eingriff bleibt. Damit bleibt der in der Längsöffnung im

Zugelement vorhandene Leerweg für eine mögliche Notabschaltfunktion des Relaiskontaktes vollständig erhalten, wohingegen aufgrund der Wirksamkeit des zweiten Mitnahmepunktes am Einziehen des Relaisankers vorhandene Leerweg erheblich reduziert ist. Anstelle einer Verlängerung des Gabelhebels, des insbesondere als Gabelhebel

ausgebildeten Hebels, kann auch ein federndes Element, beispielsweise mit einer doppelten Umbiegung eingesetzt werden, wodurch ebenfalls eine Reduzierung des Leerweges erreicht werden kann. Kurze Beschreibung der Zeichnung

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.

Es zeigt: Figur 1 eine Startvorrichtung im Längsschnitt,

Figur 2 eine schematische Darstellung des Gabelhebels,

Figur 3 die Ausprägung des Gabelhebels in einer ersten Ausführungsvariante in ihrer

Ruhelage,

Figur 4 die erste Ausführungsmöglichkeit des Gabelhebels in einem teileingezogenen

Zustand,

Figur 5 die erste Ausführungsvariante des insbesondere als Gabelhebel ausgebildeten

Hebels im eingerückten Zustand,

Figur 6 eine weitere zweite Ausführungsvariante des als Gabelhebel ausgebildeten

Hebels mit federndem Element in einer Ruhelage,

Figur 7 die zweite Ausführungsmöglichkeit des als Gabelhebel ausgebildeten Hebels in einem teileingezogenen Zustand und

Figur 8 die zweite Ausführungsmöglichkeit des als Gabelhebel ausgebildeten Hebels im eingerückten Zustand.

Ausführungsvarianten

Der Darstellung gemäß Figur 1 ist eine Startvorrichtung 10 in einem Längsschnitt zu entnehmen.

Die Startvorrichtung 10 gemäß der Darstellung in Figur 1 weist beispielsweise einen Startermotor 13 und einen Vorspuraktuator 16 auf, der zum Beispiel als Relais oder als Starterrelais ausgebildet ist. Der Startermotor 13 und der elektrische Vorspuraktuator 16 sind an einem gemeinsamen Antriebslagerschild 19 befestigt. Der Startermotor 13 dient funktionell dazu, ein Andrehritzel 22 anzutreiben, wenn es in einen Zahnkranz 25 einer in Figur 1 nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine eingespurt ist. Der Startermotor 13 weist als Gehäuse ein Polrohr 28 auf, das an seinem Innenumfang Polschuhe 31 trägt, die jeweils von einer Erregerwicklung 34 umwickelt sind. Die Polschuhe 31 umgeben wiederum einen Anker 37, der ein aus Lamellen 40 aufgebautes Ankerpaket 43 und eine innerhalb von Nuten 46 angeordnete Ankerwicklung 49 umfasst. Das Ankerpaket 43 ist auf einer Antriebswelle 44 aufgepresst. An dem dem Andrehritzel 22 abgewandten Ende der Antriebswelle 44 ist des Weiteren ein Kommutator 52 angebracht, der unter anderem aus einzelnen Kommutatorlamellen 55 aufgebaut ist. Die einzelnen

Kommutatorlamellen 55 sind in bekannter Weise mit der Ankerwicklung 49 derartig elektrisch verbunden, dass sich bei Bestromung der Kommutatorlamellen 55 durch Kohlebürsten 58 eine Drehbewegung des Ankers 37 im Polsrohr 28 einstellt. Eine zwischen dem elektrischen Antrieb 16 und dem Startermotor 13 angeordnete Stromzufuhr 61 versorgt im

eingeschalteten Zustand sowohl die Kohlebürsten 58 als auch die Erregerwicklung 34 mit Strom. Die Antriebswelle 44 ist kommutatorseitig mit einem Wellenzapfen 64 in einem Gleitlager 67 abgestützt, welches wiederum in einem Kommutatorlagerdeckel 70 ortsfest gehalten ist. Der Kommutatorlagerdeckel 70 wiederum wird mittels Zugankern 73, die über den Umfang des Polrohres 28 verteilt angeordnet sind, so zum Beispiel Schrauben, beispielsweise zwei, drei oder vier Stück, im Antriebslagerschild 19 befestigt. Es stützt sich dabei das Polrohr 28 am Antriebslagerschild 19 ab und der Kommutatorlagerdeckel 70 am Polrohr 28.

In Antriebsrichtung umschließt sich an den Anker 37 ein Sonnenrad 80 an, welches Teil eines Umlaufgetriebes, insbesondere eines Planetengetriebes 83 ist. Das Sonnenrad 80 ist von mehreren Planetenrädern 86 umgeben, üblicherweise drei Planetenräder 86, die mittels Wälzlagern 89 auf Achszapfen 92 abgestützt sind. Die Planetenräder 86 wälzen in einem Hohlrad 95 ab, das im Polrohr 28 außenseitig gelagert ist. In Richtung zur Abtriebsseite schließt sich an die Planetenräder 86 ein Planetenträger 98 an, an dem die Achszapfen 92 aufgenommen sind. Der Planetenträger 98 wird wiederum in einem Zwischenlager 101 und einem daran angeordneten Gleitlager 104 gelagert. Das Zwischenlager 101 ist derartig topfförmig gestaltet, dass in diesem sowohl der Planetenträger 98 als auch die

Planetenräder 86 aufgenommen sind. Des Weiteren ist im topfförmigen Zwischenlager 101 das Hohlrad 95 angeordnet, das letztlich durch einen Deckel 107 gegenüber dem Anker 37 geschlossen ist. Auch das Zwischenlager 101 stützt sich mit seinem Außenumfang an der Innenseite des Polrohrs 28 ab. Der Anker 37 weist auf dem vom Kommutator 52

abgewandten Ende der Antriebswelle 44 einen weiteren Wellenzapfen 110 auf, der ebenfalls in einem Gleitlager 1 13 aufgenommen ist. Das Gleitlager 113 wiederum ist in einer zentralen Bohrung des Planetenträgers 98 aufgenommen. Der Planetenträger 98 ist einstückig mit der Abtriebswelle 1 16 verbunden. Die Abtriebswelle 116 ist mit ihrem vom Zwischenlager 101 abgewandten Ende 1 19 in einem weiteren Lager 122, welches im Antriebslagerschild 19 befestigt ist, abgestützt.

Die Abtriebswelle 116 ist in verschiedene Abschnitte aufgeteilt: So folgt dem Abschnitt, der im Gleitlager 104 des Zwischenlagers 101 angeordnet ist, ein Abschnitt mit einer

Geradverzahnung 125 (Innenverzahnung), die Teil einer Wellen-Naben-Verbindung 128 ist. Die Wellen-Naben-Verbindung 128 ermöglichen in diesem Fall das axial geradlinige Gleiten eines Mitnehmers 131. Der Mitnehmer 131 ist ein hülsenartiger Fortsatz, der einstückig mit einem topfförmigen Außenring 132 des Freilaufs 137 verbunden ist. Der Freilauf 137 (Richtgesperre) umfasst des Weiteren einen Innenring 140, der radial innerhalb des

Außenringes 132 angeordnet ist. Zwischen dem Innenring 140 und dem Außenring 132 sind Klemmkörper 138 angeordnet. Die Klemmkörper 138 verhindern in Zusammenwirkung mit dem Innenring 140 und dem Außenring 132 eine Relativdrehung zwischen dem Außenring 132 und dem Innenring 140 in einer zweiten Richtung. Mit anderen Worten: Der Freilauf 137 ermöglicht eine umlaufende Relativbewegung zwischen dem Innenring 140 und dem

Außenring 132 nur in eine Richtung. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist der Innenring 140 einstückig mit dem Andrehritzel 22 und dessen Schrägverzahnung 143 (Außenschrägverzahnung) ausgeführt. Das Andrehritzel 22 kann alternativ auch als geradverzahntes Ritzel ausgeführt sein. Statt elektromagnetisch erregter Polschuhe 31 mit Erregerwicklung 34 könnten auch permanentmagnetisch erregte Pole verwendet werden.

Der elektrische Vorspuraktuator 16 bzw. ein linear beweglicher Anker 168 haben darüber hinaus auch die Aufgabe, mit einem Zugelement 187 einen im Antriebslagerschild 19 drehbeweglich angeordneten Hebel 190 zu bewegen. Der Hebel 190, üblicherweise als Gabelhebel ausgeführt, umgreift mit zwei hier nicht dargestellten„Zinken" zwei Scheiben 193 und 194 an ihrem Außenumfang, um einen zwischen diesen eingeklemmten Mitnehmerring 197 zum Freilauf 137 hin gegen den Wderstand der Feder 200 zu bewegen und dadurch das Andrehritzel 22 in den Zahnkranz 25 einzuspuren.

Nachfolgend wird auf den Einspurmechanismus eingegangen. Der elektrische

Vorspuraktuator 16 weist einen Bolzen 150 auf, der ein elektrischer Kontakt ist und im Falle des Eingebautseins im Fahrzeug an den Pluspol einer elektrischen Starterbatterie, die hier nicht näher dargestellt ist, angeschlossen ist. Der Bolzen 150 ist durch einen Deckel 153 hindurchgeführt. Ein zweiter Bolzen 152 ist ein Anschluss für den elektrischen Startermotor 13, der über die Stromzufuhr 61 (dicke Litze) versorgt wird. Der Deckel 153 schließt ein Gehäuse 156 aus Stahl ab, welches mittels mehrerer Befestigungselemente 159, beispielsweise Schrauben, am Antriebslagerschild 19 befestigt ist. In dem elektrischen Vorspuraktuator 16 ist eine Schubeinrichtung 160 zur Ausübung einer Zugkraft auf den als Gabelhebel ausgeführten Hebel 190 und eine Schalteinrichtung 161 angeordnet. Die Schubeinrichtung 160 umfasst eine Wicklung 162, die Schalteinrichtung 161 eine Wcklung 165. Die Wcklung 162 der Schubeinrichtung 160 und die Wicklung 165 der Schalteinrichtung 161 bewirken jeweils im eingeschalteten Zustand ein elektromagnetisches Feld, welches verschiedene Bauteile durchströmt. Die Wellen-Naben-Verbindung 128 kann statt mit einer Geradverzahnung 125 auch mit einer Steilgewindeverzahnung ausgestattet sein. Es sind dabei die Kombinationen möglich, wonach a) das Andrehritzel 22 schrägverzahnt ist und die Wellen-Naben-Verbindung 128 eine Geradverzahnung 125 aufweist, b) das Andrehritzel 22 schrägverzahnt ist und die Wellen-Naben-Verbindung 128 eine Steilgewindeverzahnung aufweist oder c) das Andrehritzel 22 geradverzahnt ist und die Wellen-Naben-Verbindung 128 mit einer Steilgewindeverzahnung versehen ist.

Mit Bezugszeichen 171 ist ein Ankerrückschluss bezeichnet, der einer Stirnseite des im Gehäuse 156 linear beweglichen Ankers 168 gegenüberliegt. Während im linear

beweglichen Anker 168 eine Schubstange 174 aufgenommen ist, befindet sich im

Ankerrückschluss 171 ein Schaltbolzen 177. Die Bezugszeichen 180 bzw. 181 bezeichnen Kontakte, die an einer Kontaktbrücke 184 aufgenommen sind.

Figur 2 ist in schematischer Weise die Anordnung des erfindungsgemäßen Hebels, insbesondere ausgebildet als Gabelhebel zu entnehmen.

Figur 2 zeigt, dass der Hebel 190 um einen Schwenkpunkt 222 verschwenkbar ist. Der Schwenkpunkt 222 des Hebels 190 befindet sich im Bereich eines Lagerbocks 223, der Teil einer Hebellagerung ist. Das untere Ende des insbesondere als Gabelhebel ausgebildeten Hebels 190 ragt zwischen zwei Scheiben 193 und 194 hinein und bewegt bei Auslenkung des Hebels 190 um den Schwenkpunkt 222 eine Bewegung des Freilaufes 137 und des mit einer Außenschrägverzahnung 143 versehenen Ritzels 22 in Einspurrichtung 226.

Aus der Darstellung gemäß Figur 2 lässt sich des Weiteren entnehmen, dass am oberen Ende des Hebels 190 eine in der in Figur 2 dargestellten Ausführungsvariante eine Hebelverlängerung 202 ausgebildet ist, die eine Kröpfung 208 aufweist. Diese Kröpfung 208 ist ein kurzer Vorsprung, der am oberen Ende des Hebels 190 angeordnet ist. Das obere Ende des Hebels 190 befindet sich bei der Koppelstelle zwischen dem Zugelement 187 und dem Hebel 190. Die Kröpfung 208 ist beispielsweise derart ausgeführt, dass sie als stabförmiges Teil oder Abschnitt des Hebels 190 vom beweglichen Anker 168 wegweist. Über den linear beweglichen Anker 168 des Vorspuraktuators 16 wird das Zugelement 187 bei Bestromung des Vorspuraktuators 16 in Zugrichtung 220 bewegt. Das Zugelement 187 umfasst eine Mitnahmewange 210, die in Bezug auf die Bewegungsebene des linear beweglichen Ankers 168 in vertikale Richtung absteht und eine Anlagefläche bildet.

In der in Figur 2 dargestellten Ausführungsvariante ist zwischen der Kröpfung 208 an der Verlängerung 202 des Hebels 190 und der Mitnahmewange 210, die im Wesentlichen in vertikale Richtung vom Zugelement 187 absteht, ein zweiter Mitnahmepunkt 214 gebildet. Der zweite Mitnahmepunkt 214 liegt in einer zweiten Ebene 218. Des Weiteren wird durch eine Öffnung 207, die im Zugelement 187 ausgebildet ist und dem Hebel 190 in der in Figur 2 dargestellten Position des Hebels 190 ein erster Mitnahmepunkt 212 gebildet, der in einer ersten Ebene 216 liegt. Die erste Ebene 216 und die zweite Ebene 218 liegen im

Wesentlichen in vertikale Richtung gesehen übereinander. Der Abstand der ersten und der zweiten Ebene 216 bzw. 218 bestimmt sich durch die Länge der Ausbildung der Hebelverlängerung 202.

In der in Figur 2 dargestellten Ausführungsvariante besteht zwischen dem Endpunkt der Kröpfung 208 der Verlängerung 202 des Hebels 190 und der Mitnahmewange 210 ein reduzierter Leerweg 206. In der Öffnung 207, die in der ersten Ebene 216 liegt, besteht ein

Leerweg 204 in der Öffnung 207 zwischen dem Rand eben jener Öffnung 207 und der Außenkontur des als Gabelhebel ausgebildeten Hebels 190.

Der Darstellung gemäß der Figuren 3, 4 und 5 ist eine erste Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung zu entnehmen, wobei sich der insbesondere als

Gabelhebel ausgebildete Hebel in einer Ruhelage, einer Zwischenlage sowie schlussendlich in einer Einrücklage befindet.

Der Darstellung gemäß Figur 3 ist zu entnehmen, dass der als Gabelhebel ausgebildete Hebel 190 oberhalb seines Schwenkpunktes 222 eine Verlängerung 202 umfasst, die eine Öffnung 207 des Zugelementes 187, das durch den Vorspuraktuator 16 bewegt wird, durchsetzt. Oberhalb des Schwenkpunktes 222 umfasst der Gabelhebel 190 die

Verlängerung 202, die eine Kröpfung 208 umfasst. Die Kröpfung 208 weist auf eine

Mitnahmewange 210, die sich in vertikale Richtung von in horizontale Richtung bewegbaren Zugelement 187 aus erstreckt. Wie der Figur 3 entnommen werden kann, liegt der Hebel 190 an einer Begrenzung der Öffnung 207 im Zugelement 187 an und bildet dort einen ersten Mitnahmepunkt 212. Zwischen der Kröpfung 208 des Hebelelementes 190 und der sich in vertikale Richtung erstreckenden Mitnahmewange 210, ist ein reduzierter Leerweg 206 ausgebildet. Der reduzierte Leerweg 206 ist wesentlich geringer als der Leerweg 204 innerhalb der Öffnung 207 des Zugelementes. Aus der Darstellung gemäß Figur 3 geht hervor, dass der erste Mitnahmepunkt 212 im Zugelement 187 in einer ersten Ebene 216 liegt, während der zweite Mitnahmepunkt, der sich bei Durchfahren des reduzierten

Leerweges 206 einstellt in der zweiten Ebene 218 läge (vergleiche Darstellung gemäß Figur 4). Die beiden Ebenen 216, 218, in denen sich die Mitnahmepunkte 212 und 214 (vergleiche Darstellung gemäß Figur 4) einstellen, liegen in vertikaler Richtung gesehen übereinander, was der Hebelverlängerung des Hebels 190, der sich durch die Öffnung 207 im Zugelement 187 erstreckt, geschuldet ist. Aus der Darstellung gemäß Figur 3 geht hervor, dass in der Ruhelage des Vorspuraktuators 16 dieser linear bewegliche Anker 168, an dem das

Zugelement 187 befestigt ist, aus dem Gehäuse des Vorspuraktuators 16 herausragt, d.h. in der in Figur 3 dargestellten Ruhelage 228 des als Gabelhebel ausgebildeten Hebels 190 gerade noch nicht bestromt ist.

Aus der Darstellung gemäß Figur 3 lässt sich des Weiteren entnehmen, dass in der

Ruhelage 228 der als Gabelhebel ausgebildete Hebel 190 mit seinem sich abwärts vom Schwenkpunkt 222 erstreckenden Ende zwischen die Scheiben 193, 194 eintaucht. Figur 3 zeigt des Weiteren, dass die Abtriebswelle 116 den Freilauf 187 sowie das Andrehritzel 22 umfasst, das eine Verzahnung, insbesondere eine Außenverzahnung 143 umfasst. Durch Bewegung des als Gabelhebel ausgebildeten Hebels 190 in Einrückrichtung, wird die Abtriebswelle 1 16 in axiale Richtung entlang einer Achse 224 der Startvorrichtung 10 verschoben. Aus Figur 3 geht hervor, dass in der Ruhelage 228 des als Gabelhebel ausgebildeten Hebels 190 das Andrehritzel 22 mit seiner Außenverzahnung 143, gerade noch nicht in die Außenverzahnung des Zahnkranzes 25 der Verbrennungskraftmaschine eingerückt ist. Figur 4 zeigt eine Zwischenlage des als Gabelhebel ausgebildeten Hebels, die sich bei Bestromung des Vorspuraktuators einstellt.

Bei Bestromung des Vorspuraktuators, ausgelöst über die Kontaktbrücke 184, fährt der linear bewegliche Anker 168 in Zugrichtung 220 gesehen in den Vorspuraktuator 16 ein und zieht das Element 187, welches mit dem linear beweglichen Anker 168 verbunden ist, in Zugrichtung 220. Dadurch wird eine Schwenkbewegung des Hebels 190, insbesondere ausgebildet als Gabelhebel um den Schwenkpunkt 222 ausgelöst. Der in Figur 3, d.h. in der Ruhelage 228 gebildete erste Mitnahmepunkt 212 wird aufgelöst, der reduzierte Leerweg 206 zwischen der Kröpfung 208 und der Mitnahmewange 210 durchfahren, so dass sich in der in Figur 4 dargestellten Zwischenlage 230 der zweite Mitnahmepunkt 214 einstellt, der in der zweiten Ebene 218 liegt, die in vertikaler Richtung über der ersten Ebene 216, in der die Öffnung 207 im Zugelement 187 verläuft, ausgebildet ist. Durch die Schwenkbewegung, die der Gabelhebel 190 aufgrund der Anlage der Kröpfung 208 an der Mitnahmewange 210 und der Bestromung des Vorspuraktuators 16 durchfährt, wird das Andrehritzel 22 in eine in Figur 4 dargestellte teileingezogene Lage verfahren. Im Gegensatz zur Darstellung gemäß Figur 3, in der die Ruhelage 228 des als Gabelhebel ausgebildeten Hebels 190 dargestellt ist, ist der linear bewegliche Anker 168 des Vorspuraktuators 16 zum Teil in das Gehäuse in

Zugrichtung 220 zurückgefahren, so dass sich die in Figur 4 dargestellte teilweise

Verschwenkung des als Gabelhebel ausgebildeten Hebels 190 einstellt. Figur 4 zeigt, dass in der dort dargestellten Zwischenlage 230 der Hebel 190, die sich im Wesentlichen in horizontale Richtung erstreckende Länge der Öffnung 207 im Zugelement 187 vollständig durchwandert hat, jedoch mit der Kröpfung 208 unter Ausbildung des zweiten

Mitnahmepunktes 214 an der Mitnahmewange 210, die sich in vertikale Richtung vom Zugelement 187 aus erstreckt, anliegt.

Figur 5 zeigt eine Einrücklage des Hebels, insbesondere ausgebildet als Gabelhebel bei weiterer Bestromung des Vorspuraktuators. Im Vergleich zur Darstellung gemäß Figur 4, in der die Zwischenlage 230 dargestellt ist, erreicht der als Gabelhebel ausgebildete Hebel 190 bei weiterer Bestromung des

Vorspuraktuators 16 seine Einrücklage 232. Der linear bewegliche Anker 168 ist bei weiterer Bestromung über die Kontaktbrücke 187 noch weiter in den Vorspuraktuator 16 eingezogen, so dass der Hebel 190, in die in Figur 5 dargestellte Einrücklage 232 verschwenkt wird. Dazu bewegt sich der als insbesondere als Gabelhebel ausgebildete Hebel 190 um den Schwenkpunkt 222 herum, was durch die bei weiterer Bestromung des linear beweglichen Ankers 168 folgende Bewegung desselben in Zugrichtung 220 erfolgt. Die am in Zugrichtung 220 bewegten Zugelement 187 ausgebildete Mitnahme 210 verschwenkt unter Ausbildung des zweiten Mitnahmepunktes 214 den als Gabelhebel ausgebildeten Hebel 190 weiter um den Schwenkpunkt 222, so dass das Andrehritzel 22 mit seiner Außenverzahnung 143 in die Außenverzahnung des Zahnkranzes 25 der Verbrennungskraftmaschine eingerückt wird. In der in Figur 5 dargestellten Einrücklage 232 entsteht eine Zahnüberdeckung zwischen der Außenverzahnung des Zahnkranzes 25 der Verbrennungskraftmaschine und der

Außenverzahnung 143 des Andrehritzels 22 in der Größenordnung zwischen 5 und 8 mm. Figur 5 zeigt, dass in der Einrücklage 232 das untere Ende des als Gabelhebel

ausgebildeten Hebels 190, unter Eingriff und Wirkverbindung mit den Scheiben 193, 194 und den Freilauf 137 samt einstückig mit diesem ausgebildeten Andrehritzel 22 in axiale Richtung entlang der Achse 224 der Startvorrichtung 10 in Einrückrichtung verschoben hat. Figur 5 zeigt, dass in der Einrücklage 232 nach wie vor aufgrund der Dimensionierung der Öffnung 207 im Zugelement 187 ein Leerweg vorhanden ist, der eine Notabschaltfunktion eines Kontaktes des Vorspuraktuators 16 nach wie vor erhalten.

Durch die in den Figuren 3, 4 und 5 dargestellte erste Ausführungsvariante der

erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung, wird der Verschleiß am ersten Mitnahmepunkt 212 zwischen dem als Gabelhebel ausgebildeten Hebel 190 in dem Zugelement 187 verringert, der dynamische Ritzelweg signifikant erhöht und dadurch eine erheblich auch bei niedrigeren Temperaturen in der Größenordnung von -30°C in ausreichender

Zahnflankenüberdeckung zwischen dem Andrehritzel 22 und dem Zahnkranz 25 der nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine erreicht.

Den Figuren 6, 7 und 8 ist eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung zu entnehmen, bei der sich am oberen Ende des bevorzugt als Gabelhebel ausgebildeten Hebels ein Federelement befindet. Figur 6 zeigt den mit einem Federelement 234 versehenen Hebel 190, insbesondere ausgebildet als Gabelhebel 190 in der Ruhelage 228.

Auch in der in Figur 6 dargestellten Ruhelage des Hebels 190 stellt sich der erste

Mitnahmepunkt 212 im Zugelement 187 ein. Der erste Mitnahmepunkt 212 wird gebildet durch die Außenkontur des als Gabelhebel ausgebildeten Hebels 190 und die Berandung der Öffnung 207 im Zugelement 187. Das Zugelement 187 wird in der ersten Ebene 216 bei Bestromung des linear beweglichen Ankers 168 des Vorspuraktuators 16 bei entsprechender Bestromung der Kontaktbrücke 187 in Zugrichtung 220 bewegt. Aus der Darstellung gemäß Figur 6 geht hervor, dass sich am oberen Ende des als

Gabelhebel ausgebildeten Hebels 190 das Federelement 234 befindet. In den Hebel 190 ist das Federelement 234 an einem Ende 236 eingebettet, während ein freies, gekröpftes Ende 238 des Federelementes 234 an der Mitnahmewange 210, die sich in vertikale Richtung vom Zugelement 187 aus erstreckt, anliegt. In der Darstellung gemäß Figur 6 ist das

Federelement 234 entspannt. Während der erste Mitnahmepunkt 212 zwischen Hebel 190 und Zugelement 187 in der Öffnung 207, in der ersten Ebene 216 liegt, liegt das gekröpfte Ende 238 des Federelementes 234 in der zweiten Ebene 218 - analog zur ersten

Ausführungsvariante gemäß Figur 3. In der in Figur 6 dargestellten Ruhelage des als Gabelhebel ausgebildeten Hebels 190 ist das Andrehritze 22, insbesondere dessen Verzahnung, bevorzugt eine Außenverzahnung 143 noch außer Kontakt mit der Außenverzahnung des Zahnkranzes 25 der in Figur 6 nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine. Auf der Abtriebswelle 116 befinden sich die Scheiben 193, 194, in die das untere Ende des bevorzugt als Gabelhebel ausgebildeten Hebels 190 eingreift, eine nicht dargestellte Einspurfeder 200, der Freilauf 137 und einstückig mit diesem ausgebildet das Andrehritzel 22 mit Außenverzahnung 143.

Aus der Darstellung gemäß Figur 6 ergibt sich, dass in der dort dargestellten Ruhelage 228 der zweiten Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung das Andrehritzel 22 und der Zahnkranz 25 außer Eingriff sind.

Figur 7 zeigt eine Zwischenlage des insbesondere als Gabelhebel ausgebildeten Hebels 190 nach Beginn der Bestromung des Vorspuraktuators. Die Bestromung des Vorspuraktuators 16 über die Kontaktbrücke 184 bewirkt eine

Einzugbewegung des linear beweglichen Ankers 168 des Vorspuraktuators 16 in

Zugrichtung 220. Demzufolge bewegt sich das mit dem linear beweglichen Anker 168 verbundene Zugelement 187 unter Auflösung des zweiten Mitnahmepunktes 212 in

Zugrichtung 220. Der Leerweg in der Öffnung 207 wird durchfahren, das Federelement 234 dadurch komprimiert, dass die Mitnahmewange 210 des Zugelementes 187 das Federelement 234 zusammendrückt. Die Mitnahmewange 210, die sich im Wesentlichen in vertikale Richtung vom Zugelement 187 aus erstreckt, drückt das freie gekröpfte Ende 238 des Federelementes 234 zusammen, so dass der als Gabelhebel ausgebildete Hebel 190 durch die Ausbildung des in der zweiten Ebene 218 liegenden zweiten Mitnahmepunktes 214 eine Schwenkbewegung um den Schwenkpunkt 222 ausführt und die Abtriebswelle 1 16 samt dort vorgesehenem Andrehritzel 22 mit Außenverzahnung 143 in Einrückrichtung auf den Zahnkranz 25 der Verbrennungskraftmaschine hin in axiale Richtung verschiebt. Durch die Schwenkbewegung des als Gabelhebel ausgebildeten Hebels 190 um den

Schwenkpunkt 222 wird die gesamte Abtriebswelle 116 entlang der Achse 224 in axiale Richtung verschoben, d.h. auf den Zahnkranz 25 der in Figur 7 nicht dargestellten

Verbrennungskraftmaschine hin zu bewegt. Figur 7 zeigt, dass die Außenverzahnung 143 des Andrehritzels 22 sowie diejenige des Zahnkranzes 25 sich noch nicht in Eingriff miteinander befinden. Figur 7 zeigt, dass ausgehend von der Ruhelage 228 gemäß der Darstellung in Figur 6 der linear bewegliche Anker 168 teilweise in das Gehäuse 156 eingefahren ist, was schlussendlich die Kompression des Federelementes 234 durch die Mitnahmewange 210 bewirkt.

Der Darstellung gemäß Figur 8 ist eine Einrücklage des insbesondere als Gabelhebel ausgebildeten Hebels in dessen zweiter Ausführungsvariante zu entnehmen.

Ausgehend von der Darstellung gemäß Figur 7 ist bei weiterer Bestromung des

Vorspuraktuators 16 über die Kontaktbrücke 184, der linear bewegliche Anker 168 samt des an diesen befestigten Zugelementes 187 weiter in das Gehäuse 156 eingezogen. Unter Ausbildung des Leerweges 204 in der Öffnung 207 des Zugelementes 187 und unter Ausbildung des zweiten Mitnahmepunktes 214, der in der zweiten Ebene 218 liegt, wird aufgrund der Steifigkeit des Federelementes 234 über die Verschiebung des Zugelementes 187 in Zugrichtung 220 der Hebel 190, insbesondere ausgebildet als Gabelhebel um den Schwenkpunkt 222 verdreht. In der in Figur 8 dargestellten Lage hat der als Gabelhebel ausgebildete Hebel 190 seine Einrücklage 232 erreicht, so dass aufgrund der Verschiebung der Abtriebswelle 116 die Verzahnungen des Zahnkranzes 25 der in Figur 8 nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine einerseits und die als Außenverzahnung ausgebildete Verzahnung 143 des Andrehritzels 22 die einander in Eingriff stehen, d.h. in einem Bereich zwischen 5 und 8 mm in Überdeckung sind. In der in Figur 8 dargestellten Einrücklage 232 des als Gabelhebel ausgebildeten Hebels 190, wird die Abtriebswelle 1 16 in axiale Richtung entlang der Achse 224 der Startvorrichtung 10 verschoben. Sowohl bei der ersten Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung gemäß der Figuren 3 bis 5, als auch bei Verwirklichung der zweiten Ausführungsvariante mit Federelement gemäß der Figuren 6 bis 8 wird erreicht, dass zu Beginn der

Einrückbewegung des Andrehritzels 22 in den Zahnkranz 25 auch bei tiefsten Temperaturen ein reduzierter Leerweg 206 durchfahren wird und es wesentlich schneller zum Erreichen der Einrücklage 232 gemäß der Figuren 5 und 8 kommt, da ein geringerer Leerweg zu durchfahren ist. Andererseits wird durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung erreicht, dass in der Einrücklage 232 eben doch ein ausreichender, eine Notabschaltfunktion ermöglichender Leerweg in der Öffnung 207 im Zugelement 187 erhalten bleibt, so dass im Notfall der Zahneingriff zwischen dem Andrehritzel 22 und dem Zahnkranz 25 der

Verbrennungskraftmaschine wieder aufgehoben werden kann.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung in beiden Ausführungsvarianten ist sichergestellt, dass der dynamische Ritzelweg auf Werte oberhalb von 7 mm vergrößert werden kann und eine Verringerung der Verschleißsituation am ersten Mitnahmepunkt 212 durch Ausbildung des zweiten Mitnahmepunktes 214 erreicht werden kann. Insbesondere bei der zweiten Ausführungsvariante unter Verwendung des Federelementes 234 kann eine Schraubwegeingrenzung erreicht werden und somit ein verringertes Oszillieren des

Freilaufgetriebes 137 per Kompression bzw. Dekompression der anzudrehenden

Verbrennungskraftmaschine erreicht werden.

Claims

Ansprüche

1. Startvorrichtung (10) für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Vorspuraktuator (16), der ein Zugelement (187, 210) betätigt, welches einen Hebel (190) zum Einspuren eines Eindrehritzels (22) in einen Zahnkranz (25) der Verbrennungskraftmaschine bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zugelement (187, 210) und dem Hebel (190) ein erster Mitnahmepunkt (212) und ein zweiter Mitnahmepunkt (214) gebildet sind, die in voneinander verschiedenen Ebenen (216, 218) liegen.

2. Startvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das

Zugelement (187) zumindest eine Mitnahmewange (210) aufweist.

3. Startvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das

Zugelement (187) eine Öffnung (207) aufweist, welche im eingeschalteten Zustand des Vorspuraktuators (16) einen Leerweg (204) des Hebels (190) zur Realisierung einer Notabschaltfunktion ermöglicht.

4. Startvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (190) oberhalb seines Schwenkpunktes (222) entweder eine Verlängerung (202) mit einer Kröpfung (208), die stabförmig vom beweglichen Anker (168) wegweist oder ein

Federelement (234) mit einem freien Ende (238) aufweist.

5. Startvorrichtung (10) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in eine

Ruhelage (228) des Hebels (190) ein reduzierter Leerweg (206) zwischen der

Mitnahmewange (210) und dem gekröpften Ende (208) des Hebels (190) vor Erreichen des zweiten Mitnahmepunktes (214) vorliegt, oder ein Ende (238) des Federelementes (234) den zweiten Mitnahmepunkt (214) bildend, an der Mitnahmewange (210) anliegt.

6. Startvorrichtung (10) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Zwischenlage (230) des Hebels (190) der zweite Mitnahmepunkt (214) zwischen der Mitnahmewange (210) und dem gekröpften Ende (208) des Hebels (190) vorliegt, oder das Federelement (234) mit der Mitnahmewange (210) den zweiten Mitnahmepunkt (214) bildend, vorgespannt ist. 7. Startvorrichtung (10) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer

Einrücklage (232) des Hebels (190) und des Andrehritzels (22), in der Öffnung (207) des Zugelementes (187) ein Leerweg (204) verbleibt.

8. Startvorrichtung (10) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Mitnahmepunkt (214 vom Schwenkpunkt (222) des Hebels (190) weiter entfernt liegt, als der erste Mitnahmepunkt (212).

9. Startvorrichtung 810) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste

Mitnahmepunkt (212) in der ersten Ebene (216) des Zugelementes (187) liegt und durch eine Berandung der Öffnung (207) und die Kontur des Hebels (190) gebildet ist.

10. Startvorrichtung 810) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das

Federelement (24) mit einem Ende (236) in den Hebel (190) eingebettet oder in diesem vergossen ist.