Freilaufeinrichtung in einer Startvorrichtung für Brennkraftmaschinen

Abstract

 Eine Freilaufeinrichtung in einer Startvorrichtung für Brennkraftmaschinen weist einen Mitnehmer auf, der über ein Getriebe mit einer Ankerwelle sowie mit einer Abtriebswelle verbunden ist, welche Träger eines Starterritzels ist. Ein Abschnitt des Mitnehmers bildet einen Getriebeträger, der von einer Mitnehmerscheibe, welche mit der Abtriebswelle verbunden ist, separat ausgebildet ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Freilaufeinrichtung in einer Startvorrichtung für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Stand der Technik

[0002] In der DE 196 16 666 A1 wird eine Freilaufeinrichtung für Startvorrichtungen beschrieben, die als ortsfester Freilauf ausgebildet ist und während der Freilauffunktion nicht axial verschoben wird. Die Freilaufeinrichtung ist zwischen einer Ankerwelle und einer Abtriebswelle angeordnet, die Träger eines Einspurritzels ist, das zum Starten der Brennkraftmaschine in Eingriff mit einem Zahnkranz der Brennkraftmaschine gebracht wird. Die Bewegungsübertragung zwischen der Ankerwelle und der Abtriebswelle erfolgt über ein Planetengetriebe, das ein fest mit der Ankerwelle verbundenes Sonnenrad umfasst, welches mit Planetenrädern kämmt, die auf einem Planetenträger gelagert sind, welcher Bestandteil eines Mitnehmers der Freilaufeinrichtung ist. Ein weiterer Abschnitt des Mitnehmers ist über Klemmwalzen mit einer Nabe der Abtriebswelle verbunden, wobei die Klemmwalzen zur Übertragung der Drehbewegung zwischen Anker- und Abtriebswelle in keilförmig gestalteten Aufnahmetaschen eines Mitnehmerabschnitts aufgenommen und für die Freilauffunktion aus den Aufnahmetaschen herausgeschoben sind.

[0003] Die Lagerung der Planetenräder auf dem Mitnehmer erfolgt über Achsbolzen, die über Bohrungen im Mitnehmer aufgenommen sind. Die Achsbolzen werden in die Bohrungen eingepresst, was eine genaue Form der Bohrung und eine enge Durchmessertoleranz erfordert. Der Mitnehmer muss eine ausreichend hohe Festigkeit für die Aufnahme der Achsbolzen bzw. die im Betrieb auftretenden Kräfte und Momente aufweisen.

Offenbarung der Erfindung

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Freilaufeinrichtung in einer Startvorrichtung mit einfachen konstruktiven Maßnahmen stabil auszubilden.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.

[0006] Die erfindungsgemäße Freilaufeinrichtung wird in Startvorrichtungen für Brennkraftmaschinen eingesetzt, über die die Brennkraftmaschine in einem Fahrzeug gestartet wird. Die Startvorrichtung weist hierfür einen elektrischen Antriebsmotor auf, der eine Ankerwelle antreibt, welche über ein Getriebe mit einer Abtriebswelle verbunden ist, auf der ein Starterritzel aufsitzt. Das Starterritzel wird zum Starten in Eingriff mit einem Zahnkranz an der Brennkraftmaschine gebracht.

[0007] Ein Abschnitt des Mitnehmers bildet einen Getriebeträger des Getriebes zwischen der Ankerwelle und der Abtriebswelle. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine mit der Abtriebswelle verbundene Mitnehmerscheibe und der Getriebeträger, welche beide Bestandteil des Mitnehmers sind, separate Bauteile bilden, die momentenübertragend gekoppelt sind. Der Mitnehmer umfasst somit zumindest zwei separate, unabhängig voneinander ausgebildete Bauteile, die in einer geeigneten Weise miteinander verbunden sind, um die Drehbewegung, welche von der Ankerwelle ausgeht, über das Getriebe und die beiden unmittelbar axial aneinander liegenden Bauteile des Mitnehmers auf die Abtriebswelle zu übertragen. Die Ausführung als unabhängig voneinander ausgeführte Bauteile hat den Vorteil, dass jedes Bauteil, also sowohl der Getriebeträger als auch die Mitnehmerscheibe, in bestmöglicher Weise an den jeweiligen Einsatzzweck angepasst werden können, und zwar sowohl im Hinblick auf die konstruktive Gestalt als auch die Materialwahl. Über die momentenübertragende Kopplung ist sichergestellt, dass die Drehbewegung auf die Abtriebswelle und das Starterritzel übertragen wird.

[0008] Gemäß bevorzugter Ausführung bestehen der Getriebeträger und die Mitnehmerscheibe aus unterschiedlichen Materialien, um zum einen den Erfordernissen nach ausreichender Festigkeit Rechnung zu tragen und zum andern eine kostengünstige Herstellung und ggf. auch Montage zu ermöglichen. Die Festigkeit jedes Bauteils kann, ebenso wie die Geometrie, an das jeweilige Erfordernis angepasst werden. So ist es beispielsweise vorteilhaft, die Mitnehmerscheibe aus einem hochfesten Material zu fertigen, beispielsweise aus einem Sinterstahl oder aus einem Metall, insbesondere einem Stahl, welcher ggf. im Strangpressverfahren bearbeitet werden kann. Dadurch ist gewährleistet, dass die Mitnehmerscheibe, welche sich üblicherweise über Walzen oder Rollen radial an einem Abschnitt der Abtriebswelle abstützt und ein Moment auf die Abtriebswelle überträgt, mit keilförmigen Ausnehmungen bzw. Keilbahnen ausreichender Festigkeit versehen werden kann, in denen die Rollen bzw. Walzen verstellbar aufgenommen sind.

[0009] Der Getriebeträger kann dagegen aus einem weniger hochfesten Material bestehen, für das Sintermaterial, Kunststoff oder ggf. auch Metall in Frage kommt.

[0010] Ein weiterer Vorteil der zweigeteilten Ausführung des Mitnehmers liegt darin, dass die Mitnehmerscheibe sowohl für rechts laufende als auch für links laufende Freiläufe ohne Änderung der Geometrie eingesetzt werden kann. Durch eine um 180° verkehrte Einbaulage kann die Freilaufrichtung umgekehrt werden.

[0011] Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist vorgesehen, dass der Getriebeträger und die Mitnehmerscheibe drehfest miteinander verbunden sind. Grundsätzlich genügt aber auch eine Kopplung zwischen diesen Bauteilen mit Spiel bzw. einer Torsionsfedermöglichkeit, um das Moment, welches für den Antrieb des Starterritzels erforderlich ist, zu übertragen. Die Verbindung zwischen Getriebeträger und Mitnehmerscheibe erfolgt beispielsweise durch Pressung oder Verzahnung.

[0012] Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist das Getriebe als ein Planetengetriebe ausgebildet, welches ein Sonnenrad umfasst, das drehfest mit der Ankerwelle verbunden ist, sowie Planetenräder auf einem Planetenträger, wobei die Planetenräder mit dem Sonnenrad kämmen. Der Planetenträger wird von dem Getriebeträger des Mitnehmers gebildet. Die Planetenräder sind über Achsbolzen in Bohrungen im Planetenträger aufgenommen. Die Bohrungen können den Planetenträger vollständig durchdringen, wobei der Planetenträger vorzugsweise eine ausreichende Dicke aufweist, um zum einen eine sichere Lagerung der Planetenräder über die Achsbolzen zu gewährleisten und zum andern eine ausreichende Festigkeit zur Aufnahme der entstehenden Kräfte und Momente sicherzustellen. Die Achsbolzen können in die Bohrungen eingepresst werden, was für eine sicher Verbindung von Achsbolzen und Planetenträger eine enge Durchmessertoleranz erfordert. Bei einer Fertigung des Planetenträgers aus Kunststoff, Sinterstahl oder einem geeigneten Metall kann das Einpressen der Achsbolzen in die Bohrungen ohne die Gefahr eines Verziehens des Planetenträgers durchgeführt werden. Die Ausführung als durchgehende Bohrung erlaubt außerdem ein einfacheres Einführen der Achsbolzen.

[0013] Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:

Fig. 1

eine Freilaufeinrichtung in einer Startvorrichtung für Brennkraftmaschinen in Seitenansicht,

Fig. 2

die Freilaufeinrichtung in stirnseitiger Ansicht.

[0014] In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

[0015] In Fig. 1 ist eine Startvorrichtung 1 zum Starten einer Brennkraftmaschine dargestellt. Die Startvorrichtung 1 umfasst eine Ankerwelle 3, welche von einem nicht dargestellten Elektromotor angetrieben wird, und eine Abtriebswelle 4, welche Träger eines Starterritzels 5 ist, das zwischen einer axial zurückgezogenen Position und einer axial vorgerückten Position verstellbar ist, in der das Starterritzel mit einem Zahnkranz einer Brennkraftmaschine in Eingriff steht. Zwischen der Ankerwelle 3 und der Abtriebswelle 4 befindet sich eine Freilaufeinrichtung 2, die sicherstellt, dass nur eine Bewegungsübertragung von der Startvorrichtung 1 auf den Startkranz der Brennkraftmaschine erfolgt, nicht jedoch in Gegenrichtung. Hiermit wird gewährleistet, dass beim Anspringen der Brennkraftmaschine und dem Beschleunigen auf eine höhere Drehzahl als das Starterritzel eine unzulässig hohe Beschleunigung vom Starterkranz auf das Starterritzel verhindert wird.

[0016] Die Freilaufeinrichtung 2 ist über ein Planetengetriebe 6 mit der Ankerwelle 3 verbunden. Das Planetengetriebe 6 umfasst ein Sonnenrad 7, welches auf der Ankerwelle 3 drehfest aufsitzt, sowie mitnehmerseitig mehrere Planetenräder 8, die an Achsbolzen 9 an einem Planetenträger 11 des Mitnehmers 10 gelagert sind und in Eingriff mit dem Sonnenrad 7 stehen.

[0017] Der Mitnehmer 10 umfasst zusätzlich zum Plantetenträger 11 auch eine Mitnehmerscheibe 12, über die die Bewegungs- bzw. Momentenübertragung auf die Abtriebswelle 4 erfolgt. Hierzu weist die Mitnehmerscheibe 12, wie Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 2 zu entnehmen, eine keilförmige Aufnahmetasche zur Aufnahme einer Walze oder Rolle 14 auf, welche an der Mantelfläche einer Nabe 15 anliegt, die einteilig mit der Abtriebswelle 4 ausgeführt ist. Die Walze bzw. Rolle 14 wird über ein Federelement 16 in die keilförmige Aufnahmetasche in der Mitnehmerscheibe 12 gedrückt.

[0018] Beim Einspurvorgang wird der Mitnehmer 10 über die Ankerwelle 3 und das Plantetengetriebe 6 in Drehbewegung versetzt, die über die Rollen 14, von denen über den Umfang verteilt mehrere in Aufnahmetaschen vorhanden sind, auf die Nabe 15 zum Antrieb der Abtriebswelle 4 übertragen wird. Sobald die Brennkraftmaschine gestartet ist und der Starterkranz an der Brennkraftmaschine eine höhere Drehzahl als das Starterritzel 5 aufweist, werden die Rollen 14 aus den Aufnahmetaschen herausbewegt, wodurch der Kraftübertragungsweg unterbrochen ist.

[0019] Der Planetenträger 11 und die Mitnehmerscheibe 12 des Mitnehmers 10 sind als zwei separate Bauteile ausgeführt, die unmittelbar stirnseitig aneinander liegen. Planetenträger 11 und Mitnehmerscheibe 12 sind insbesondere drehfest miteinander gekoppelt, beispielsweise durch Pressung oder Verzahnung. Die Mitnehmerscheibe 12 besteht zweckmäßigerweise aus einem hochfesten Material wie beispielsweise Sinterstahl oder einem sonstigen Stahl. Der Planetenträger 11, in den die Bohrungen zur Aufnahme der Achsbolzen 9 eingebracht sind, besteht dagegen aus einem weicheren Material wie z.B. Sintermaterial, Kunststoff oder einem Metall, das das Einpressen der Achsbolzen 9 mit geringer Toleranz erlaubt. Die Bohrungen zur Aufnahme der Achsbolzen 9 erstrecken sich zweckmäßigerweise in Achsrichtung vollständig durch den Planetenträger 11 hindurch.

[0020] Der Mitnehmer 10 mit dem Planetenträger 11 und der Mitnehmerscheibe 12 ist von einer Abdeckhülse 13 überdeckt.

Ansprüche

1. Freilaufeinrichtung in einer Startvorrichtung für Brennkraftmaschinen, mit einem Mitnehmer (10), der über ein Getriebe (6) mit einer Ankerwelle (3) sowie mit einer Abtriebswelle (4) verbunden ist, welche Träger eines Starterritzels (5) ist, wobei ein Abschnitt des Mitnehmers (10) einen Getriebeträger (11) des Getriebes (6) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeträger (11) des Mitnehmers (10) und eine mit der Abtriebswelle (4) verbundene Mitnehmerscheibe (12) als separate Bauteile ausgeführt sind, die momentenübertragend gekoppelt sind.

2. Freilaufeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeträger (11) und die Mitnehmerscheibe (12) aus unterschiedlichen Materialen bestehen.

3. Freilaufeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeträger (11) aus Sintermaterial gefertigt ist.

4. Freilaufeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeträger (11) aus Kunststoff gefertigt ist.

5. Freilaufeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeträger (11) aus Metall gefertigt ist.

6. Freilaufeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerscheibe (12) aus Sinterstahl gefertigt ist.

7. Freilaufeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerscheibe (12) als ein Strangpressteil ausgebildet ist.

8. Freilaufeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeträger (11) und die Mitnehmerscheibe (12) drehfest verbunden sind.

9. Freilaufeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeträger (11) und die Mitnehmerscheibe (12) durch Pressung miteinander verbunden sind.

10. Freilaufeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeträger (11) und die Mitnehmerscheibe (12) durch Verzahnung miteinander verbunden sind.

11. Freilaufeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe als ein Planetengetriebe (6) und der Getriebeträger als ein Planetenträger (11) ausgebildet sind.

12. Freilaufeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (11) Träger von Planetenrädern (8) ist, die über Achsbolzen (9) am Planetenträger (11) gehalten sind.

13. Freilaufeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsbolzen (9) in Bohrungen im Planetenträger (11) eingesetzt sind, wobei die Bohrungen den Planetenträger (11) durchdringen.

14. Startvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit einer Freilaufeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13.

Zeichnung