DE102006030936B4

DE102006030936B4 - Pinion, in particular starter pinion for internal combustion engines

Info

Publication number: DE102006030936B4
Application number: DE200610030936
Authority: DE
Inventors: Alexander Wick; Ernst Koch
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Vibracoustic SE
Priority date: 2006-07-05
Filing date: 2006-07-05
Publication date: 2010-06-17
Anticipated expiration: 2026-07-06
Also published as: DE102006030936A1

Abstract

Ritzel zur Übertragung von hohen Kräften, mit einem Zahnkranz und einer Innenbuchse, wobei der Zahnkranz (2) mit der Innenbuchse (3) über eine Axialspur (5) aus einem Elastomer miteinander verbunden ist, die im Querschnitt die Form eines Polygons hat, und wobei die Wandstärken des Zahnkranzes (2) und der Innenbuchse (3) sich stetig verändernd an die Polygonform der Axialspur (5) angepasst sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Polygonform der Axialspur (5) an ihren Umlenkstellen (7) eine größere Wandstärke (8) als die Wandstärke (9) zwischen den Umlenkstellen (7) hat.A pinion for transferring high forces, comprising a sprocket and an inner sleeve, wherein the sprocket (2) is connected to the inner sleeve (3) via an axial track (5) made of an elastomer having in cross section the shape of a polygon, and wherein the wall thicknesses of the ring gear (2) and the inner bushing (3) are continuously changing adapted to the polygonal shape of the axial track (5), characterized in that the polygonal shape of the axial track (5) at their deflection points (7) has a greater wall thickness (8) as the wall thickness (9) between the deflection points (7).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Ritzel zur Übertragung von hohen Kräften, insbesondere mit einem Starterritzel an Anlassern für Verbrennungsmotoren mit einem Zahnkranz und einer Innenbuchse.The The present invention is concerned with a pinion for transmission of great powers, in particular with a starter pinion on starters for internal combustion engines with a sprocket and an inner bush.

Bei Verbrennungsmotoren werden Antriebsritzel benötigt, welche wahlweise in einen Schwungrad-Zahnkranz eines Motors eingreifen. Diese Ritzel unterliegen einer hohen Beanspruchung und damit auch einem hohen Verschleiß. Das gleiche gilt auch für die unmittelbar mit dem Ritzel in Verbindung stehenden Motorteile. Der Verschleiß der Ritzel erhöht sich beträchtlich, wenn sie bei neueren Fahrzeugkonzepten eingesetzt werden, bei denen eine Start-Stopp-Anlage vorgesehen ist. Dieses neue Anlasserkonzept stellt den Motor ab wenn das Fahrzeug zum Halten kommt bzw. an für den Fahrvorgang. Dadurch wird Kraftstoff gespart. Das Ritzel wird jedoch überaus stark beansprucht. Hinzu kommt, dass beim Eingreifen des Ritzels in den Schwungrad-Zahnkranz des Verbrennungsmotors ein unangenehmes Zahneingriffsgeräusch entsteht. Schließlich ist die Temperatur, bei denen das Ritzel arbeitet, relativ hoch und erfordert eine entsprechende Materialauswahl. Berechnungen ergaben, dass bei einer durchschnittlichen Fahrzeuglebensdauer etwa 500.000 Start-Stopp-Vorgänge bei einem Rundlauf von ca. 0,1 mm zu überstehen sind. Dabei treten Radialkräfte von ca. 1000 N bei Temperaturen von ca. 120°C auf.at Internal combustion engines drive pinion are required, which optionally in one Engage the flywheel ring gear of an engine. These pinions are subject a high stress and thus also a high wear. The same applies to the motor parts directly connected to the pinion. The wear of the Pinion increases considerably, when used in newer vehicle concepts in which a start-stop facility is provided. This new starter concept turns off the engine when the vehicle comes to a stop or on for the driving process. Thereby Fuel is saved. The pinion is however very heavily stressed. in addition comes that when engaging the pinion in the flywheel ring gear of the An unpleasant tooth meshing noise arises. After all the temperature at which the pinion works is relatively high and requires an appropriate material selection. Calculations showed that with an average vehicle life about 500,000 start-stop operations at a roundness of about 0.1 mm are to survive. Thereby step Radial forces of about 1000 N at temperatures of about 120 ° C on.

Stand der TechnikState of the art

Der Aufbau eines üblichen Anlasserantriebs kann beispielsweise der DE 694 04 767 T2 entnommen werden. Dort ist ein Ritzel gezeigt, welches in den Schwungrad-Zahnkranz eines Motors eingreifen kann und das von einem Elektromotor angetrieben wird. Ein solcher Anlasserantrieb mit dem dazugehörigen Ritzel ist für konventionelle Fahrzeuge geeignet.The structure of a conventional starter drive, for example, the DE 694 04 767 T2 be removed. There, a pinion is shown, which can engage in the flywheel ring gear of a motor and which is driven by an electric motor. Such a starter drive with the associated pinion is suitable for conventional vehicles.

Eine Möglichkeit für die Ausbildung eines Motoranlassers für Fahrzeuge mit einer Start-Stopp-Anlage ist in der DE 196 30 221 C1 gezeigt. Dort werden anstelle des Ritzels Reibräder eingesetzt, die mit einem Anlasserkranz an der Kupplungsscheibe des Motors zusammenwirken. Ein solches Reibradgetriebe für einen Anlasser arbeitet geräuscharm und hat einen geringen Reibverschleiß.One possibility for the formation of an engine starter for vehicles with a start-stop system is in the DE 196 30 221 C1 shown. There friction wheels are used instead of the pinion, which interact with a starter ring on the clutch disc of the engine. Such a friction gear for a starter works quietly and has a low Reibverschleiß.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lösungsvorschlag für einen Anlasserantrieb an Verbrennungsmotoren zu schaffen, der einfach in seinem Aufbau ist, kostengünstig hergestellt werden kann und darüber hinaus möglichst geringen Bauraum erfordert. Der Antrieb soll die an das Start-Stopp-Motor-Konzept gestellten Anforderungen bezüglich der Schaltvorgänge und der hohen mechanischen sowie thermischen Beanspruchung erfüllen.Of the Invention is the object of a solution for a To create starter drive to internal combustion engines, the simple in its construction is inexpensive can be made and above out as possible requires little space. The drive should be the one to the start-stop engine concept asked Requirements regarding the switching operations and meet the high mechanical and thermal stress.

Die Lösung der gestellten Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Die Unteransprüche 2 bis 8 stellen vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstands dar.The solution the object is achieved with the features of claim 1. The dependent claims FIGS. 2 to 8 illustrate advantageous embodiments of the subject invention represents.

Um die gestellte Aufgabe erfüllen zu können, wird gemäß der Erfindung der Motoranlasser mit einem Ritzel versehen, bei dem der Zahnkranz mit der Innenbuchse über eine Axialspur aus einem Elastomer miteinander verbunden sind. Durch diese Zweiteilung des Ritzels und die Verbindung der beiden Teile durch eine axiale Elastomerspur wird eine hohe Geräuschdämpfung beim Eingreifen der Zahnräder erreicht. Ein solches Ritzel kann deshalb sehr vorteilhaft bei konventionellen Anlasserantrieben eingesetzt werden.Around fulfill the task to be able to according to the invention the motor starter provided with a pinion, wherein the sprocket with the inner bush over an axial track of an elastomer are interconnected. By this division of the pinion and the connection of the two parts by an axial elastomer track is a high noise attenuation Intervention of the gears achieved. Such a pinion can therefore be very advantageous in conventional Starter drives are used.

Um jedoch auch besonders hohe Kräfte aufnehmen zu können, ohne dass eine Beschädigung der Axialspur eintritt, wird die Axialspur im Querschnitt gesehen in der Form eines Polygons ausgebildet. Der Zahnkranz und die Innenbuchse werden an die Polygonform der Axialspur angepasst. Das bedeutet dass die Wandstärken des Zahnkranzes und der Innenbuchse sich stetig verändernd der Polygonform der Axialspur folgen. Ein solches Ritzel ist besonders gut geeignet bei Anlassern mit einem Start-Stopp-Motor eingesetzt zu werden.Around but also very high forces to be able to record without damaging the Axial track occurs, the axial track is seen in cross section in formed the shape of a polygon. The sprocket and the inner bush are adapted to the polygon shape of the axial track. That means that the wall thicknesses of the sprocket and the inner bush constantly changing the Follow polygon shape of the axial track. Such a pinion is special well suited for use with starters with a start-stop engine to become.

In weiterer Ausgestaltung des grundsätzlichen Erfindungsgedankens wird das Ritzel mit einem Freilaufring versehen. Dabei ist es günstig, wenn das Ritzel und der Freilaufring zueinander gerichtete Flansche haben, über die sie miteinander verbunden werden. Dabei wird auch hier die Verbindung durch eine Elastomerspur vorgenommen, die zwischen dem Zahnkranz und dem Freilaufring einen Radialbund bildet. Da die hier auftretenden Kräfte geringer sind als bei der Verbindung zwischen dem Zahnkranz und der Innenbuchse des Ritzels, ist hier eine Polygonform für die beiden Flansche nicht zwingend erforderlich und nur in besonderen Fällen zweckmäßig. Um dennoch die hier auftretenden Kräfte gut aufnehmen zu können ist es günstig, wenn der Radialbund nach außen sich konisch erweiternd ausgebildet ist, so dass die sich in radialer Richtung verändernden Kräfte gleichmäßig vom Radialbund erfasst werden.In further embodiment of the basic concept of the invention the pinion is provided with a freewheel ring. It is favorable, though the pinion and the freewheel ring facing each other have flanges over they are connected with each other. Here also the connection becomes here made by an elastomer track, which is between the sprocket and the freewheel ring forms a radial collar. Since the here occurring personnel are lower than in the connection between the sprocket and the inner sleeve of the pinion, here is a polygon shape for the two Flanges not mandatory and only appropriate in special cases. Around nevertheless the forces occurring here to be able to record well is it cheap if the radial collar to the outside is conically widening, so that in the radial Direction changing forces evenly from Radialbund be captured.

Durch die Ausbildung des Ritzels mit einer Elastomerspur, zwischen Ritzel und Innenbuchse, in die auch der Freilaufring mit einbezogen wird, d. h. derselbe ist ebenfalls über die gleiche Elastomerspur mit der Innenbuchse verbunden, sowie über die Trennung des Ritzels vom Freilaufring durch den Radialbund aus einem Elastomermaterial, wird eine äußerst günstige Lösung für die eingangs gestellte Aufgabe erreicht. Das Ritzel ist auf diese Weise in drei Teile aufgeteilt, nämlich dem eigentlichen Ritzel, dem Freilaufring und der Innenbuchse, die alle drei über eine Axialspur bzw. einen Radialbund miteinander verbunden sind. Die Verbindung der Teile mit den Elastomerspuren erfolgt durch Vulkanisation.Due to the design of the pinion with an elastomer track, between pinion and inner bush, in which the freewheel ring is included, ie the same is also on the same elastomer track Connected to the inner sleeve, as well as the separation of the pinion from the freewheel ring by the radial collar of an elastomeric material, an extremely favorable solution for the initially stated object is achieved. The pinion is divided in this way into three parts, namely the actual pinion, the freewheel ring and the inner sleeve, all of which are interconnected via an axial track or a radial collar. The connection of the parts with the traces of elastomer occurs by vulcanization.

Eine weitere Verbesserung kann dadurch erreicht werden, dass das Ritzel mit einer Schrägverzahnung versehen wird. Hierdurch wird der Eingriff in das Schwungrad erleichtert. Des Weiteren wird das Ritzel mit einer geschlitzten Gleitbuchse versehen, durch welche die Axialverschiebung des Ritzels erleichtert wird.A Further improvement can be achieved by using the pinion with a helical toothing is provided. As a result, the engagement is facilitated in the flywheel. Furthermore, the pinion with a slotted slide bushing provided by which facilitates the axial displacement of the pinion becomes.

Kurzbeschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing

In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.In The attached drawing is an embodiment of the invention shown.

Es zeigt:It shows:

1 Einen Längsschnitt durch das Ritzel und 1 A longitudinal section through the pinion and

2 das Ritzel im Querschnitt, gemäß der Linien A-A der 1. 2 the pinion in cross section, according to the lines AA of 1 ,

Ausführung der ErfindungEmbodiment of the invention

Das in der 1 gezeigte Ritzel 1 besteht aus dem Zahnkranz 2, der Innenbuchse 3, und dem Freilaufring 4. Alle drei Teile, Zahnkranz 2, Freilaufring 4 und Innenbuchse 3, sind über die Axialspur 5 und den Radialbund 6 miteinander verbunden. Das ist die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie bereits eingangs angemerkt, ist es auch möglich, dass Ritzel 1 durch eine selbständige Herstellung des Zahnkranzes 2 und der Innenbuchse 3 und eine Verbindung dieser Teile durch die Axialspur 5 herzustellen. In dieser einfachsten Form ist das Ritzel für alle gängigen Anlasserantriebe einsetzbar. Die in der 1 gezeigte Ausführungsform, bei der auch der Freilaufring 4 vom Zahnkranz 2 sowie der Innenbuchse 3 eigenständig sind und über die Axialspur 5 und den Radialbund 6 miteinander verbunden werden, ist eine weitere Ausgestaltung des Erfindungsgedankens gegeben. Die Axialspur 5 hat im Querschnitt gesehen die Form eines Polygons. Dieses wird noch deutlicher sichtbar in Verbindung mit der 2, welche einen Schnitt gemäß der Linie A-A aus der 1 darstellt. Das Polygon ist im vorliegenden Fall mit drei Umlenkstellen 7 versehen. Die Wandstärke des Zahnkranzes 2 und die Wandstärke der Innenbuchse 3 folgen der Polygonform der Axialspur 5. Die Axialspur 5 hat zusätzlich zu der Polygonform an ihren Umlenkstellen 7 eine größere Wandstärke 8 als die Wandstärke 9 zwischen den Umlenkstellen 7. Dieses dient zur Reduktion der auftretenden Dehnspannungen. Die Polygonform ist hier dreieckförmig mit konvex ausgestalteten Bögen sowohl an den Umlenkstellen 7 als auch bei den die Umlenkstellen 7 verbindenden Abschnitten 17. Die Axialspur 5 hat dreidimensional die Form eines regelmäßigen konvexen Polyeders. Der Zahnkranz 2 und der Freilaufring 4 sind mit den zueinander gerichteten Flanschen 10 und 11 versehen. Der zwischen diesen Flanschen 10 und 11 liegende Radialbund 6 ist konisch ausgebildet, in dem er sich radial nach außen erweitert. Diese Erweiterung entspricht der Zunahme der Scherkräfte, die von den Flanschen 10 und 11 auf die Elastomerspur des Radialbunds 6 ausgeübt werden. Der Zahnkranz 2, der Freilaufring 4 und die Innenbuchse 3 sind über die Axialspur 5 und den Radialbund 6 durch Vulkanisation miteinander verbunden. Die Vulkanisation kann in einem Schritt durchgeführt werden, bei dem die Elastomerspuren 5 und 6 zwischen die einzelnen Teile 2, 3 und 4 eingebracht werden. In die Innenbuchse 3 wird die geschlitzte Gleitbuchse 12 eingesetzt. Der Zahnkranz 2 ist mit einer Schrägverzahnung 13 versehen.That in the 1 shown pinion 1 consists of the sprocket 2 , the inner socket 3 , and the freewheel ring 4 , All three parts, sprocket 2 , Freewheel ring 4 and inner bush 3 , are over the axial track 5 and the Radial Union 6 connected with each other. This is the preferred embodiment of the present invention. As already noted, it is also possible that pinion 1 by an independent production of the sprocket 2 and the inner bush 3 and a connection of these parts through the axial track 5 manufacture. In this simplest form, the pinion can be used for all common starter drives. The in the 1 shown embodiment, in which also the freewheel ring 4 from the sprocket 2 as well as the inner bush 3 are independent and over the axial track 5 and the Radial Union 6 connected to each other, a further embodiment of the inventive concept is given. The axial track 5 has seen in cross section the shape of a polygon. This becomes even more evident in connection with the 2 which a section along the line AA from the 1 represents. The polygon is in the present case with three deflection points 7 Mistake. The wall thickness of the sprocket 2 and the wall thickness of the inner bush 3 follow the polygon shape of the axial track 5 , The axial track 5 has in addition to the polygon shape at their deflection points 7 a larger wall thickness 8th as the wall thickness 9 between the deflection points 7 , This serves to reduce the tensile stresses that occur. The polygonal shape is here triangular with convex arches both at the deflection 7 as well as at the turning points 7 connecting sections 17 , The axial track 5 has three-dimensional the shape of a regular convex polyhedron. The sprocket 2 and the freewheel ring 4 are with the flanges facing each other 10 and 11 Mistake. The one between these flanges 10 and 11 lying radial collar 6 is conical in that it widens radially outward. This extension corresponds to the increase in shear forces generated by the flanges 10 and 11 on the elastomer track of the Radialbund 6 be exercised. The sprocket 2 , the freewheel ring 4 and the inner bush 3 are over the axial track 5 and the Radial Union 6 connected by vulcanization. The vulcanization can be carried out in one step where the elastomer traces 5 and 6 between the individual parts 2 . 3 and 4 be introduced. In the inner bush 3 becomes the slotted sliding bush 12 used. The sprocket 2 is with a helical toothing 13 Mistake.

Claims

Sprocket for transmission of high forces, with a sprocket and an inner sleeve, wherein the sprocket ( 2 ) with the inner bush ( 3 ) via an axial track ( 5 ) is connected to each other from an elastomer, which has the shape of a polygon in cross section, and wherein the wall thicknesses of the sprocket ( 2 ) and the inner bush ( 3 ) constantly changing to the polygonal shape of the axial track ( 5 ), characterized in that the polygonal shape of the axial track ( 5 ) at their deflection points ( 7 ) a larger wall thickness ( 8th ) than the wall thickness ( 9 ) between the deflection points ( 7 ) Has.

Sprocket for transmission of high forces, with a sprocket and an inner sleeve, wherein the sprocket ( 2 ) with the inner bush ( 3 ) via an axial track ( 5 ) is connected to each other from an elastomer, which has the shape of a polygon in cross section, and wherein the wall thicknesses of the sprocket ( 2 ) and the inner bush ( 3 ) constantly changing to the polygonal shape of the axial track ( 5 ) are adapted according to claim 1, characterized in that the pinion ( 1 ) as a starter pinion in starters for internal combustion engines a freewheel ring ( 4 ), where pinion ( 1 ) and freewheel ring ( 4 ) over the same axial track ( 5 ) with the inner bush ( 3 ) are connected.

Pinion according to claim 2, characterized in that the sprocket ( 2 ) and the freewheel ring ( 4 ) with mutually facing flanges ( 10 . 11 ) are provided.

Pinion according to claim 3, characterized in that between the flanges ( 10 . 11 ) of the sprocket ( 2 ) and the freewheel ring ( 4 ) a radial collar ( 6 ) is inserted from an elastomer.

Pinion according to claim 4, characterized in that the radial collar ( 6 ) is formed radially widening outward conically.

Pinion according to claim 4 or 5, characterized in that the axial track ( 5 ) and the Radialbund ( 6 ) by vulcanization with the ring gear ( 2 ) and the inner bush ( 3 ) or the freewheel ring ( 4 ) are connected.

Pinion according to one of claims 1 to 6, characterized in that in the inner bushing ( 3 ) a slotted slide bushing ( 12 ) is inserted.

Pinion according to one of claims 1 to 7, characterized in that the sprocket ( 2 ) a helical gearing ( 13 ) Has.