Für den normalen Betrieb des Anlassers sorgt ein spezieller Mechanismus – der Anlasserantrieb (im Volksmund „Bendix“ genannt), der eine Überholkupplung, ein Zahnrad und eine Antriebsgabel kombiniert.Lesen Sie in diesem Artikel, was ein Starterantrieb ist, um welche Typen es sich handelt, wie er aufgebaut ist und funktioniert.
Was ist ein Starterantrieb?
Der Starterantrieb ist der Mechanismus des Startsystems des Verbrennungsmotors, der die Verbindung zwischen dem Elektrostarter und dem Schwungrad des Motors darstellt.Der Aktor hat zwei Funktionen:
• Anschließen des Anlassers an den Motor, um Drehmoment vom Anlasser auf das Schwungrad der Kurbelwelle zu übertragen;
• Schutz des Anlassers vor Überlastung nach dem Anlassen des Motors.
Von zentraler Bedeutung ist die Schutzfunktion des Starterantriebs.Um das Aggregat zu starten, ist es notwendig, dass sich seine Kurbelwelle mit einer Frequenz von 60-200 U/min dreht (bei Benzinmotoren weniger, bei Dieselmotoren mehr) – für diese Winkelgeschwindigkeit ist der Anlasser ausgelegt.Nach dem Start steigt die Drehzahl jedoch auf 700–900 oder mehr, wobei das Drehmoment die Richtung ändert und vom Schwungrad zum Anlasser gelangt.Die erhöhte Drehzahl ist gefährlich für den Anlasser, daher muss bei erfolgreichem Motorstart dessen Schwungrad vom Anlasser getrennt werden – diese Funktion übernimmt der Antrieb.
Konstruktiv vereint der Starterantrieb drei Mechanismen:
• Schwungradantrieb;
• Freilaufkupplung (oder Freilauf);
• Antriebshebel oder Gabel mit Leine, Hülse oder Betätigungskupplung.
Jeder der Mechanismen hat seine eigenen Funktionen.Der mit dem Starter-Traktionsrelais verbundene Antriebshebel bringt den Antrieb zum Schwungrad des Motors und sorgt dafür, dass das Zahnrad in den Zahnkranz eingreift.Das Antriebszahnrad überträgt das Drehmoment vom Anlasser auf den Schwungradring.Und die Überholkupplung sorgt beim Motorstart für die Übertragung des Drehmoments vom Starterrotor auf das Getriebe und trennt nach erfolgreichem Motorstart Antrieb und Schwungrad.
Interessant ist, dass der Starterantrieb im Volksmund „Bendix“ genannt wurde – dies ist auf die französische Firma Bendix zurückzuführen.In der Vergangenheit erlangten Ersatzteile dieser Marke in unserem Land große Berühmtheit und im Laufe der Zeit wurde der Name zu einem bekannten Namen.Heute versteht jeder Autofahrer, der das Wort „Bendix“ gehört hat, dass es sich um den Anlasserantrieb handelt.
Arten von Starterantrieben
Die heute verwendeten Starterantriebe werden nach der Bauart der Überholkupplung und der Art der Befestigung des Antriebshebels (Gabel) in Typen eingeteilt.
Der Hebel kann auf drei Arten mit dem Aktuator verbunden werden:
• Verwendung einer Kupplung mit ringförmiger Rutsche – die Vorsprünge an den Gabelhörnern befinden sich in der Rutsche;
• Verwendung einer Leine mit zwei Rillen für die Vorsprünge an den Gabelhörnern;
• Verwendung einer Leine mit zwei Stiften (rechteckig, zylindrisch), auf die die Gabelhörner mit Löchern in der entsprechenden Form gesteckt werden.
Gleichzeitig können Starterantriebe sowohl mit als auch ohne Hebel verkauft werden.
Je nach Ausführung der Überholkupplung werden Starterantriebe in zwei große Gruppen eingeteilt:
• Mit Rollenfreilaufkupplung;
• Mit Ratschenfreilaufkupplung.
Heutzutage werden am häufigsten Rollenkupplungen verwendet, die einen einfacheren Aufbau, Zuverlässigkeit und eine hohe Beständigkeit gegen negative Umwelteinflüsse und den Motorraum (Wasser, Öle, Schmutz, extreme Temperaturen usw.) aufweisen.Anlasserantriebe mit Ratschenüberholkupplung werden häufiger bei LKWs mit leistungsstarken Aggregaten verbaut.Ratschenkupplungen können unter hohen Belastungen betrieben werden, weisen gleichzeitig geringe Gewichts- und Größenindikatoren auf und sorgen vor allem für eine vollständigere Drehmomentunterbrechung.
Aufbau und Funktionsprinzip des Starterantriebs mit Rollenfreilauf
Grundlage der Konstruktion des Starterantriebs mit Freilauf-Rollenkupplung ist der Antriebskäfig (Außenkäfig), in dessen erweiterten Teil Hohlräume mit variablem Querschnitt für den Einbau von Rollen und deren Druckfedern eingearbeitet sind.Im Inneren des Antriebskäfigs ist ein Abtriebskäfig in Kombination mit dem Antriebszahnrad eingebaut, das beim Betrieb des Anlassers mit der Schwungradkrone in Eingriff kommt.Im Raum zwischen der Außenfläche des angetriebenen Käfigs und den Hohlräumen des Antriebskäfigs sind Rollen installiert, die sich mit Hilfe von Federn (und manchmal zusätzlichen Stößeln) in den schmalen Teil der Hohlräume bewegen.Der Verlust der Rollen wird durch eine Sicherungsscheibe verhindert und die gesamte Struktur wird durch das Kupplungsgehäuse zusammengehalten.
Auf dem Schaft des Antriebsclips befindet sich ein Kupplungs-, Leinen- oder Gabelbefestigungsring, er wird frei gepflanzt und liegt über eine Dämpfungsfeder am aufgeweiteten Teil des Clips an.Um ein Abrutschen der Gabelkupplung vom Schaft des Clips zu verhindern, wird diese mit einem Sicherungsring fixiert.Der innere Teil des Antriebsclips verfügt über Keilnuten, die in die Keilnuten auf der Rotorwelle des Anlassers oder Getriebes eingreifen.Mittels einer Keilwellenverbindung wird das Drehmoment von der Welle auf den Antriebskäfig und den gesamten Starterantrieb übertragen.
Der Antrieb mit Rollenfreilaufkupplung funktioniert wie folgt.Beim Einschalten der Zündung wird das Starter-Traktionsrelais ausgelöst, dessen Anker an der Gabel zieht, die wiederum den Antrieb in Richtung Schwungrad drückt.Damit das Antriebszahnrad in das Schwungrad eingreift, sind seine Zähne abgeschrägt, und hier hilft auch eine Dämpfungsfeder (sie reduziert auch die Kraft der Stöße des Mechanismus und verhindert so Schäden an den Zähnen und anderen Teilen).Gleichzeitig startet der Anlasser und das Drehmoment von seiner Welle wird auf den Antriebskäfig übertragen.Unter der Wirkung von Federn befinden sich die Rollen im Käfig im engsten Teil der Hohlräume, wodurch große Reibungskräfte zwischen den Wänden der Hohlräume, den Rollen und der Außenfläche des angetriebenen Käfigs entstehen.Diese Kräfte sorgen für die Drehung der Antriebs- und Abtriebsklammern als Ganzes – dadurch wird das Drehmoment vom Anlasser auf die Schwungradkrone übertragen und die Motorkurbelwelle dreht sich.
Mit dem erfolgreichen Start des Aggregats erhöht sich die Winkelgeschwindigkeit des Schwungrads und das Drehmoment von diesem beginnt auf den Anlasser zu übertragen.Bei Erreichen einer bestimmten Winkelgeschwindigkeit bewegen sich die Rollen unter Einwirkung von Zentrifugalkräften durch die Hohlräume und gelangen in den expandierten Teil.Durch diese Bewegung nehmen die Reibungskräfte zwischen Antriebs- und Abtriebsclip ab und irgendwann kommt es zur Trennung der Teile – der Drehmomentfluss wird unterbrochen und der Starterrotor hört auf, sich zu drehen.Gleichzeitig wird der Anlasser ausgeschaltet und der Antrieb unter der Wirkung der Feder (sowie der schrägen Zähne auf der Welle) vom Schwungrad entfernt und in seine ursprüngliche Position zurückgebracht.
Heutzutage gibt es viele Variationen in der Konstruktion der Rollenfreilaufkupplung, alle haben jedoch das oben beschriebene Funktionsprinzip.Der Starterantrieb mit Rollenkupplung ist optisch leicht zu erkennen – die Kupplung hat die Form eines Ringes geringer Breite auf der Seite des Zahnrades.
Aufbau und Funktionsprinzip des Starterantriebs mit Ratschenfreilaufkupplung
Die Konstruktion der Ratschenfreilaufkupplung basiert auf einem vom Antrieb gebildeten und von Halbkupplungen angetriebenen Paar, an dessen Enden Sägezahnzähne angebracht sind.Die Antriebshalbkupplung befindet sich auf der Führungshülse und ist über ein Bandgewinde mit dieser verbunden. Im Inneren der Hülse befinden sich gerade Keilnuten zur Verbindung mit der Starterwelle.Auf der gegenüberliegenden Seite, ebenfalls an der Buchse, jedoch ohne starre Verbindung, befindet sich eine angetriebene Halbkupplung, die zusammen mit dem Antriebsrad hergestellt wird.Auch am Ende der Abtriebskupplung sind Sägezahnzähne angebracht, die in die Zähne der Antriebshalbkupplung eingreifen können.
Unter den Kupplungshälften befindet sich ein Verriegelungsmechanismus, der aus einem Ring mit konischer Nut, der mit der Antriebshälfte der Kupplung verbunden ist, und Crackern mit einer Stiftverbindung mit der angetriebenen Kupplungshälfte besteht.In der Ruhestellung drückt der Ring die Semmelbrösel gegen die Hülse.Von oben werden die Kupplungshälften mit einem Körper in Form eines offenen Glases verschlossen, an dessen offener Seite sich ein Sicherungsring befindet, der ein Abrutschen der angetriebenen Kupplungshälfte von der Hülse verhindert.
Der Antrieb mit Ratschenüberholkupplung funktioniert wie folgt.Beim Einschalten der Zündung wird wie im vorherigen Fall der Antrieb auf das Schwungrad übertragen und das Zahnrad greift in die Krone ein.In diesem Fall entsteht eine Axialkraft, durch die beide Kupplungshälften ineinandergreifen – die Drehung vom Anlasser wird auf das Zahnrad und das Schwungrad übertragen.Wenn der Motor startet, ändert sich die Richtung des Drehmomentflusses, die angetriebene Kupplungshälfte beginnt sich schneller zu drehen als die führende.Bei der Rückwärtsdrehung ist jedoch kein Eingriff zwischen den Zähnen der Kupplung mehr möglich – aufgrund der vorhandenen Abschrägungen gleiten die Zähne übereinander und die Antriebshälfte der Kupplung entfernt sich von der Abtriebshälfte.Gleichzeitig wird der Ring mit konischer Nut, der die Semmelbrösel des Verschlussmechanismus drückt, zurückgeschoben und die Cracker steigen unter der Wirkung der Zentrifugalkräfte entlang der Stifte auf.Am oberen Punkt angelangt, werden die Cracker gegen den Ring gedrückt und fixieren so die Kupplungshälften in einiger Entfernung voneinander – dadurch wird der Drehmomentfluss unterbrochen.Nachdem der Anlasser ausgeschaltet wurde, hört die angetriebene Kupplungshälfte auf, sich zu drehen, die Cracker gleiten nach unten, wodurch die Sperre aufgehoben wird, und der Antrieb kehrt in seine ursprüngliche Position zurück.
Der Starterantrieb mit Ratschenüberholkupplung ist optisch leicht zu erkennen – er hat die Form eines Glases, in dessen Inneren sich die Kupplungshälften befinden.Solche Mechanismen werden heute bei den Lastkraftwagen MAZ, Ural, KamAZ und einigen anderen verwendet.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 22. August 2023