DE3912432C2 - Drehzahlminderer mit Drehmomentbegrenzer, insbesondere für den Anlasser eines Verbrennungsmotors - Google Patents

Description

Vorliegende Erfindung betrifft ein Drehzahlmindergetriebe, insbesondere für einen Anlasser mit Untersetzungsgetriebe für einen Verbrennungsmotor, insbesondere für einen Kraftfahrzeugmotor-Anlasser.

Bei den Anlassern von Kraftfahrzeugmotoren versetzt ein Elektromotor eine als "Starter" (lanceur) bezeichnete Vorrichtung in Umdrehung, die ein Ritzel aufweist, welches zum Zeitpunkt der Benutzung des Anlassers im allgemeinen durch axiale Verschiebung mit einem Anlasserzahnkranz in Eingriff tritt, der zu dem Verbrennungsmotor gehört. Der Starter wird entweder direkt durch den Elektromotor oder mittels eines zwischen der Welle des Elektromotors und der den Starter tragenden Welle eingesetzten Drehzahlminderers in Umdrehung versetzt.

Die Einfügung eines Drehzahlminderers macht es möglich, im Anlasser einen schnelleren Elektromotor einzusetzen und ein höheres Anlaufdrehmoment zu erzielen und gleichzeitig die Abmessungen und das Gewicht des Anlassers für eine bestimmte Leistung zu reduzieren.

In Anlassern eingebaute Drehzahlminderer sind im allgemeinen Drehzahlmindergetriebe entweder mit "Umlaufgetriebezug", in welchem Falle die Welle des Starters koaxial zur Welle des Elektromotors verläuft, oder mit "innenverzahntem Getriebe", bestehend einfach aus einem Ritzel, welches an der Welle des Elektromotors angebracht ist, die die Antriebswelle des Drehzahlminderers bildet, und aus einem innenverzahnten Kranz, der fest mit der Starterwelle verbunden ist, die die Abtriebswelle des Drehzahlminderers bildet und im Verhältnis zur Welle des Elektromotors versetzt ist; die Verzahnung des Ritzels steht mit der Innenverzahnung des Zahnkranzes in Eingriff und das Untersetzungsverhältnis wird durch das Verhältnis der Zähnezahlen dieser Verzahnungen definiert.

Vorliegende Erfindung befaßt sich insbesondere mit dieser letzteren Art von Drehzahlminderer.

Es ist bekannt, daß ein Verbrennungsmotor beim Anlassen Rücklaufbewegungen aufweisen kann, wobei die gegenläufige Rotation voll auf den Drehzahlminderer zurückwirkt, so daß dieser beschädigt werden kann.

Um diese Möglichkeit auszuschließen, ist es zweckmäßig, die schwächsten Elemente überzudimensionieren. Daraus ergibt sich ein höherer Materialpreis, der nicht mit der eigentlichen Funktion des Anlassers in Verbindung steht, sowie ein größerer Platzbedarf des Anlassers als bei normaler Funktionsweise.

Eine andere bekannte Lösung, die besonders im Patent FR-A-2 591 689 beschrieben ist, betrifft nur Umlaufgetriebe und besteht im Einbau eines Drehmomentbegrenzers in den äußeren. - Zahnkranz des Umlaufgetriebes unter Anwendung eines elastischen Drucks, der auf eine Wange des Außenzahnkranzes ausgeübt wird, die in Verbundbauweise (en sandwich) zwischen zwei Lagerausgüssen oder entsprechenden Teilen, von denen eines feststeht, eingefügt ist.

Die vorliegende Erfindung bezweckt eine bestimmte Konstruktion eines Drehmomentbegrenzers, die ausschließlich auf Untersetzungsgetriebe mit "Innenverzahnung" Anwendung findet und betrifft zu diesem Zweck einen Drehzahlminderer dieser Art mit einer Antriebswelle, die ein Ritzel trägt, welches mit der Innenverzahnung eines Zahnkranzes in Eingriff steht, der drehbeweglich fest mit der Abtriebswelle des Drehzahlminderers verbunden ist, wobei diese Abtriebswelle im Verhältnis zur Antriebswelle versetzt ist, und durch Reibmittel drehbeweglich mit dem mit Innenverzahnung versehenen Zahnkranz der Abtriebswelle verbunden ist, wobei die Reibmittel aus einer Mitnehmerscheibe bestehen, die mit einer Reibscheibe verbunden ist, an der ein Reibbelag angebracht ist, der am Zahnkranz anliegt, welcher frei an der Antriebswelle unter Einwirkung von elastischen Mitteln montiert ist, die aus einer Belleville- Federscheibe bestehen, die zwischen der Reibscheibe und einem Stützflansch angeordnet ist.

Eine derartige Konstruktion ist aus der DE 26 54 987 C2 bekannt, wo als Reibmittel ein Preßsitz eingesetzt wird. Aus der DE 36 24 738 C2 ist es weiterhin bekannt, als Reibmittel eine Mitnehmerscheibe und eine Reibscheibe mit einem Reibbelag vorzusehen, der an der Abtriebseite unter Einwirkung einer Tellerfeder angreift.

Demgegenüber zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß der Stützflansch an der Nabe des Zahnkranzes durch Einfügung von Zwischenstücken und Einklemmung der Reibmittel und an der zylindrischen Fläche der Nabe der Mitnehmerscheibe, woran er zentriert ist, befestigt ist.

Insbesondere weist die drehbeweglich mit der Abtriebswelle verbundene Mitnehmerscheibe eine zylindrische Nabe auf, die aufgesteckt sein kann oder auch nicht, wobei an der Verlängerung eines Endes dieser Nabe der Zahnkranz lose unter Einfügung des Reibbelages montiert ist und die Verlängerung des anderen Endes die unter Spannung stehenden elastischen Mittel trägt, die gegen die Mitnehmerscheibe zur Anlage kommen.

Die Erfindung wird besser verständlich mit Hilfe der nachfolgenden Beschreibung, worin auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, die folgendes darstellen:

• - Fig. 1 ist ein Längsschnitt eines Anlassers mit "innenverzahntem" Drehzahlminderer;
• - Fig. 2 ist eine Ansicht in vergrößertem Maßstab von Detail A aus Fig. 1 zum besseren Verständnis der Erfindung.

Die Fig. 1 stellt einen Kraftfahrzeuganlasser dar, der einen Gleichstrom-Elektromotor 1 mit Stator 2 und Rotor 3 an einer Welle 4 enthält. Auf der Seite eines der Lager 5 trägt die Welle 4 einen Kollektor 6, an dem sich die Bürsten 7 befinden. Das gegenüberliegende Ende der Welle 4 ist über ein Drehzahlmindergetriebe 8 an eine andere Welle 9 angekoppelt, die parallel zur vorgenannten verläuft und woran sich ein Starter 10 befindet, der drehbeweglich mit der Welle 9 verbunden ist, der jedoch axial entlang dieser Welle 9 verschoben werden kann. Der Starter 10 besteht auf übliche Weise aus einem Ritzel 11, welches geeignet ist, mit einem am Motor-Schwungrad angebrachten Zahnkranz 12 in Eingriff zu treten, und aus einem Mitnehmer mit Freilauf 13.

Parallel zur Achse des Elektromotors 1 ist ein Magnetschalter 16 (électrocontacteur à solénoide) angeordnet, dessen beweglicher Kern 17 über eine Stange 18 mit einem Ende eines Hebels 19 verbunden ist, der um eine Achse 20 drehbeweglich angeordnet ist.

Das andere Ende des Hebels 19, welches gabelförmig ausgebildet ist, ist mit dem Mitnehmer 13 des Starters 10 verbunden.

Der Drehzahlminderer 8 enthält ein Ritzel 21, welches am Ende auf einer Welle 4 des Elektromotors 1 aufliegt, angeordnet jenseits des zweiten Lagers 22.

Das Ritzel 21 steht mit der Innenverzahnung 23 eines Zahnkranzes 24 in Eingriff.

Der Drehzahlminderer 8 ist in einer zylindrischen Aufnahme 25 eines Gehäuses 26 angeordnet, welches den Zahnkranz 24 umgibt und in dessen Mitte ein selbstschmierendes Lager 29 aufgepreßt ist, so daß für ein Ende der Welle 9 ein Lager entsteht.

Wie in Fig. 2 in vergrößertem Maßstab dargestellt, ist der Zahnkranz 24 gemäß der Erfindung drehbeweglich mit der Abtriebswelle 9 über Reibmittel verbunden, die unter anderem eine Mitnehmerscheibe 27 einschließen, die einen Reibbelag 28 unter Einwirkung einer Federscheibe vom Typ "Belleville" 30 am Zahnkranz 24 zur Anlage bringt.

Die Mitnehmerscheibe 27 enthält eine zylindrische Nabe 31, die durch bekannte Mittel, wie z. B. Riffelungen 9a, drehbeweglich mit der Abtriebswelle 9 verbunden ist.

Die Nabe 31 kann aus einem Stück mit der Reibscheibe 27a gefertigt oder auch an der Mitte der Reibscheibe 27a (wie in den Figuren dargestellt) aufgesteckt und durch Falzung befestigt sein.

Die Nabe 31 besitzt beiderseits der Scheibe 27a zylindrische Flächen 31a und 31b.

Der Zahnkranz 24 ist über seine Nabe 24a frei an der zylindrischen Fläche 31b befestigt.

Die Federscheibe 30, die die zylindrische Fläche 31b der Nabe 31 umgibt, liegt zwischen der Reibscheibe 27a und einem Stützflansch 32, der an der Nabe 24a des Zahnkranzes 24 mit Hilfe von Zwischenstücken 34 befestigt ist, durch welche Schrauben 33 verlaufen.

Die Zwischenstücke 34 haben eine solche Länge, daß die Federscheibe, die zwischen der Reibscheibe 27a und dem Stützflansch 32 in Verbundbauweise (en sandwich) eingefügt ist, unter einer bestimmten Spannung steht, damit die Reibmittel jenseits eines bestimmten Drehmoments abgekoppelt werden.

Die Funktionsweise ist folgende:
Bei normalem Betrieb ist der Zahnkranz 27 fest mit der Abtriebswelle 9 durch Auflage der Mitnehmerscheibe 27 des Reibbelags 28 auf der Nabe 24a des Zahnkranzes 24 verbunden, so daß die genannte Mitnehmerscheibe 27 und der genannte Zahnkranz 24 sich so verhalten, als würden sie ein einziges Teil bilden.

Wenn auf der anderen Seite höhere Beanspruchungen als die normalen angewandt werden, z. B. wenn das auf das Ritzel 1 und somit auf den Zahnkranz 24 einwirkende Widerstandsmoment größer ist als das am Ritzel 21 der Antriebswelle 4 angreifende Antriebsdrehmoment, so wirken die Reibmittel wie ein Drehmomentbegrenzer. Damit vermeidet man eine Beschädigung des Drehzahlminderers und folglich auch des elektrischen Anlassers.

Auf diese Weise gelangt man zu einem Drehzahlminderer, der eine genauere Bemessung sämtlicher Elemente der kinematischen Kette der Kraftübertragung erlaubt, was im allgemeinen zu einem geringeren Gewicht und zu einem verminderten Platzbedarf führt.

Es versteht sich von selbst, daß der Reibbelag 28 auf geeignete Weise sowohl an der Nabe 24a des Zahnkranzes 24 als auch an der Reibscheibe 27a befestigt werden könnte.

Claims (3)

1. Drehzahlmindergetriebe (8) mit einer Antriebswelle (4), die ein Ritzel (21) trägt, welches mit der Innenverzahnung (23) eines Kranzes (24) in Eingriff steht, der drehbeweglich fest mit einer Abtriebswelle (9) verbunden ist, die im Verhältnis zur Antriebswelle versetzt und durch Reibmittel drehbeweglich mit dem mit Innenverzahnung versehenen Zahnkranz (24) verbunden ist, wobei die Reibmittel aus einer Mitnehmerscheibe (27) bestehen, die mit einer Reibscheibe (27a) verbunden ist, an der ein Reibbelag (28) angebracht ist, der am Zahnkranz (24) anliegt, welcher frei an der Antriebswelle (9) unter Einwirkung von elastischen Mitteln (30) montiert ist, die aus einer Belleville- Federscheibe bestehen, die zwischen der Reibscheibe (27a) und einem Stützflansch (32) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützflansch (32) an der Nabe (24a) des Zahnkranzes (24) durch Einfügung von Zwischenstücken (34) und Einklemmung der Reibmittel (27, 28, 30) und an der zylindrischen Fläche (31b) der Nabe (31) der Mitnehmerscheibe (27), woran er zentriert ist, befestigt ist.

2. Drehzahlminderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerscheibe (27) eine Nabe (31) besitzt, die auf eine (31a) der zylindrischen Flächen (31a, 31b) aufgesteckt ist oder nicht und woran der Zahnkranz (24) nach Einfügung des Reibbelages (28) frei montiert ist.

3. Drehzahlminderer nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke (34), durch welche Befestigungschrauben (33) hindurchtreten, eine solche Länge aufweisen, daß die Federscheibe (30), die zwischen der Reibscheibe (27a) und einem Stützflansch (32) angeordnet ist, unter einer bestimmten Spannung steht, die einem festgelegten Widerstandsmoment entspricht, jenseits dessen die Reibmittel (24, 28, 30) abgekoppelt werden.