DE10034313A1 - Rotating electrical machine and starter with a small axial operating clearance of the rotor shaft - Google Patents
Rotating electrical machine and starter with a small axial operating clearance of the rotor shaftInfo
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Abstract
Rotierende elektrische Maschine, umfassend ein Gehäuse, das aus einem ersten Teil (27) mit einer ersten Aufnahme (72) und aus einem zweiten Teil (36) mit einer zweiten Aufnahme (44) besteht, die axial auf die erste Aufnahme (72) ausgerichtet ist, wobei jede Aufnahme ein erstes (73) und zweites Drehführungsmittel (46) sowie ein erstes (78) und zweites axiales Sicherungsmittel (48) umfaßt, wobei eine Läuferwelle (18) ein erstes Endteilstück (52) und ein zweites Endteilstück (42) enthält, die jeweils durch das erste (73) und zweite Führungsmittel (46) drehend geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das erste axiale Sicherungsmittel (78) eingespannt in der ersten Aufnahme (72) in einer Ausgangsposition (88) gelagert ist, um bei der Montage axial einstellbar zu sein. DOLLAR A Die Erfindung betrifft außerdem einen Anlasser, bei dem die rotierende elektrische Maschine zum Einsatz kommt.Rotating electrical machine, comprising a housing which consists of a first part (27) with a first receptacle (72) and a second part (36) with a second receptacle (44) which is axially aligned with the first receptacle (72) each receptacle comprising first (73) and second rotary guide means (46) and first (78) and second axial securing means (48), a rotor shaft (18) having a first end section (52) and a second end section (42) contains which are each rotatably guided by the first (73) and second guide means (46), characterized in that the first axial securing means (78) is mounted clamped in the first receptacle (72) in an initial position (88) in order to the assembly to be axially adjustable. DOLLAR A The invention also relates to a starter in which the rotating electrical machine is used.
Description
Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeuganlasser.The invention relates to a motor vehicle starter.
Die Erfindung betrifft im einzelnen eine rotierende elektrische Maschine, umfassend ein Gehäuse, das aus einem ersten Teil mit einer ersten Aufnahme und aus einem zweiten Teil mit einer zweiten Aufnahme besteht, die axial auf die erste Aufnahme ausgerichtet ist, wobei jede Aufnahme ein erstes und zweites Drehführungsmittel sowie ein erstes und zweites axiales Sicherungsmittel umfaßt, wobei eine Läuferwelle ein erstes Endteilstück und ein zweites Endteilstück enthält, die jeweils durch das erste und zweite Führungsmittel drehend geführt sind, und wobei nach der Anbringung der axialen Sicherungsmittel in den Aufnahmen und der Welle in ihren Drehführungsmitteln sowie nach dem axialen Zusammenbau der beiden Teile des Gehäuses ein anfängliches axiales Betriebsspiel zwischen den freien Enden der Endteilstücke der Läuferwelle und den axialen Sicherungsmitteln besteht.The invention relates in particular to a rotating electrical Machine comprising a housing made up of a first part a first recording and a second part with a second There is a receptacle that is aligned axially with the first receptacle, each receptacle having first and second rotary guide means as well comprises first and second axial securing means, one Rotor shaft a first end section and a second end section contains, each rotating by the first and second guide means are guided, and after the attachment of the axial Belay means in the shots and the shaft in theirs Rotary guide means and after the axial assembly of the Both parts of the housing have an initial axial operating clearance between the free ends of the end sections of the rotor shaft and the there are axial securing means.
Die Kraftfahrzeuganlasser umfassen eine Läuferwelle, die Wicklungen trägt. Die Läuferwelle wird durch stirnseitige Flächen axial gesichert, bei denen es sich im allgemeinen um ihre axialen Abschlußquerflächen handelt. Eine dieser Flächen kommt an der Ausgangswelle zum Anschlag, während die andere an einem Lager zum Anschlag kommt, das in einem Verschlußelement des Anlassers angeordnet ist.The motor vehicle starters comprise a rotor shaft, the windings wearing. The rotor shaft is axially secured by end faces, at which are generally their axial end transverse surfaces acts. One of these surfaces comes to the output shaft Stop while the other hits a camp which is arranged in a closure element of the starter.
Im allgemeinen sind Teile im Bereich der in Kontakt stehenden Flächen eingefügt, um den Verschleiß zu begrenzen und die Blockierrisiken auszuschließen.In general, parts are in the area of the contacting surfaces inserted to limit wear and blocking risks to exclude.
Um den korrekten Betrieb des Anlassers zu ermöglichen und jede zusätzliche Reibung zu vermeiden, ist die Auslegung der verschiedenen Bestandteile so vorgesehen, daß sich ein stets positives minimales axiales Spiel für die Läuferwelle ergibt.To enable the correct operation of the starter and each Avoiding additional friction is the design of the various components so that there is always a positive results in minimal axial play for the rotor shaft.
In der Regel ist jedoch eine große Anzahl von Teilen zusammenzubauen, und das Spiel ergibt sich aus einer Aneinanderfügung von zehn bis zwanzig Maßzahlen. Die Fertigungstoleranzen der einzelnen Teile summieren sich, und der Wert des Betriebsspiels erreicht dann mehrere Millimeter. Aus diesem Grund ist es notwendig, den Anlasser so auszulegen, daß die rotierenden Teile des Läufers nicht an den ortsfesten Teilen in Reibung treten.Usually, however, is a large number of parts assemble, and the game results from one Joining ten to twenty measures. The Manufacturing tolerances of the individual parts add up, and the value of the operating game then reaches several millimeters. For this reason it is necessary to design the starter so that the rotating ones Do not rub parts of the rotor against the stationary parts.
Dieses große Betriebsspiel hat verschiedene Nachteile zur Folge.This large operating game has several disadvantages.
Im Vergleich zu einer idealen Situation, in der das axiale Spiel praktisch gleich 0 ist, vergrößert das Vorhandensein eines axialen Betriebsspiels die Länge des Anlassers um den maximalen Wert des Betriebsspiels.Compared to an ideal situation where the axial play is practical is 0 increases the presence of an axial operating clearance the length of the starter by the maximum value of the operating game.
Infolgedessen müssen mehrere Elemente des Anlassers so ausgelegt sein, daß der Wert des Betriebsspiels zwischen 0 und dem maximalen Wert des Betriebsspiels liegen kann.As a result, several elements of the starter must be designed in this way be that the value of the operating clearance between 0 and the maximum Value of the operating game can be.
Dies gilt insbesondere für die Kohlebürste des Kollektors, die länger als erforderlich sein muß. This is especially true for the carbon brush of the collector that is longer than must be required.
Um dieses Problem zu lösen, ist vorgeschlagen worden, die Fertigungstoleranzen der Elemente des Anlassers zu verringern. Aber einerseits hat jede Technologie ihre eigene Grenze, das heißt, daß es nicht möglich ist, die Fertigungstoleranzen unterhalb eines bestimmten Schwellenwerts zu verringern, und andererseits fallen die Kosten der Teile um so höher aus, je geringer die Fertigungstoleranzen sind.To solve this problem, it has been proposed that Reduce manufacturing tolerances of the starter elements. But on the one hand, every technology has its own limit, that is, it is not possible, the manufacturing tolerances below a certain Decrease threshold, and on the other hand, the cost of the The lower the manufacturing tolerances, the higher the parts.
Eine andere Lösung besteht darin, eine Einstellung des Spiels mit Paßstücken vorzunehmen. Für jeden hergestellten Anlasser ist es notwendig, das effektive Spiel zu messen und anschließend die Dicke bzw. die Anzahl der Paßstücke entsprechend anzupassen, die einzusetzen sind, um ein Spiel nahe 0 zu erzielen. Bei dieser Lösung gestaltet sich die Montage des Anlassers kompliziert und kostenaufwendig. Denn die Messung des effektiven Spiels muß für jeden Anlasser vorgenommen werden, wofür ein zusätzlicher Arbeitsplatz erforderlich ist. Die Automatisierung dieser Aufgabe kann zwar in Betracht gezogen werden; sie erfordert aber erhebliche Investitionen.Another solution is to use a game setting To make adapters. It is for every starter manufactured necessary to measure the effective play and then the thickness or adjust the number of adapters accordingly, the are used to achieve a game close to 0. With this solution the assembly of the starter is complicated and expensive. Because the measurement of the effective game must for every starter be made, for which an additional Workplace is required. The automation of this task can to be considered; but it requires considerable Investments.
Um diese Probleme einer Lösung zuzuführen, schlägt die Erfindung eine rotierende elektrische Maschine der vorstehend genannten Art vor, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das erste axiale Sicherungsmittel eingespannt in der ersten Aufnahme in einer Ausgangsposition gelagert ist, um bei der Montage axial einstellbar zu sein.In order to solve these problems, the invention proposes a rotating electrical machine of the type mentioned above, which is characterized in that the first axial securing means clamped in the first recording in a starting position is to be axially adjustable during assembly.
Nach anderen Merkmalen der Erfindung ist bezüglich der rotierenden
elektrischen Maschine folgendes vorgesehen:
According to other features of the invention, the following is provided with regard to the rotating electrical machine:
- - Bei der Montage des ersten Endteilstücks der Läuferwelle in der ersten Aufnahme kommt das erste Endteilstück mit dem ersten axialen Sicherungsmittel in Kontakt, auf das es eine Beanspruchung ausübt, um es in der ersten Aufnahme axial bis zu einer Endposition zu verschieben, die erreicht wird, wenn ein Bezugselement der Läuferwelle ein vorbestimmtes axiales Bezugsmaß erreicht, um den Wert des axialen Betriebsspiels auf einen Wert nahe null zu verringern.- When installing the first end section of the rotor shaft in the first recording, the first end section comes with the first axial Safety device in contact to which it exerts a load, to axially to an end position in the first receptacle shift that is achieved when a reference element of the Rotor shaft reaches a predetermined axial reference to the Reduce the value of the axial operating clearance to a value close to zero.
- - Das erste Drehführungsmittel und das erste axiale Sicherungsmittel sind aus einem einzigen Bauteil ausgeführt.- The first rotary guide means and the first axial securing means are made from a single component.
- - Das zweite Drehführungsmittel und das zweite axiale Sicherungsmittel sind aus einem einzigen Bauteil ausgeführt.- The second rotation guide means and the second axial securing means are made from a single component.
- - Wenigstens ein axiales Sicherungsmittel umfaßt eine Kontaktfläche mit einem freien Ende eines der Endteilstücke der Läuferwelle, das in Form einer konvexen Kugelkappe ausgeführt ist.- At least one axial securing means comprises a contact surface with a free end of one of the end sections of the rotor shaft, which in Shape of a convex spherical cap is executed.
Außerdem schlägt die Erfindung einen Kraftfahrzeuganlasser vor, der dazu gekennzeichnet ist, daß er eine erfindungsgemäße rotierende elektrische Maschine umfaßt.The invention also proposes a motor vehicle starter that is characterized in that it is a rotating according to the invention electric machine includes.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung umfaßt der Anlasser, koaxial zur Läuferwelle, eine Ausgangswelle, die eine axiale Bohrung enthält, die in einem axialen Ende mündet, das zu einem der Endteilstücke der Läuferwelle gerichtet ist, wobei die Bohrung eine der besagten Aufnahmen bildet.According to another feature of the invention, the starter comprises coaxial with the rotor shaft, an output shaft that has an axial bore contains, which opens into an axial end that leads to one of the End sections of the rotor shaft is directed, the bore being one of the said recordings forms.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung, zu deren Verständnis auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen wird. Darin zeigen im einzelnen:Further features and advantages of the invention result from the following detailed description, for understanding reference is made to the accompanying drawings. In it show in single:
Fig. 1 einen Anlasser nach dem Stand der Technik, der teilweise im Axialschnitt veranschaulicht ist; . Figure 1 shows a starter according to the prior art, which is partially illustrated in axial section;
Fig. 2 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1 zur Darstellung eines erfindungsgemäßen Anlassers; FIG. 2 shows a view similar to FIG. 1 to illustrate a starter according to the invention;
Fig. 3 eine Detailansicht eines erfindungsgemäßen axialen Sicherungsmittels vor der Montage der Läuferwelle; Fig. 3 is a detail view of an axial securing means according to the invention prior to assembly of the rotor shaft;
Fig. 4 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3 zur Darstellung des erfindungsgemäßen axialen Sicherungsmittels nach der Montage der Läuferwelle. Fig. 4 is a view similar to Fig. 3 showing the axial securing means according to the invention after the assembly of the rotor shaft.
In der Beschreibung wird von einer Ausrichtung von vorn nach hinten ausgegangen, die der Ausrichtung von links nach rechts gemäß Fig. 1 entspricht.In the description, an alignment from the front to the back is assumed, which corresponds to the alignment from left to right according to FIG. 1.
In Fig. 1 ist ein Kraftfahrzeuganlasser 10 dargestellt, dessen Anlassergehäuse 12 ein Einrückrelais 14 und einen Elektromotor 16 umschließt, der eine Läuferwelle 18 und eine Ausgangswelle eines Untersetzungsgetriebes 20 antreibt, wenn er durch das Einrückrelais 14 aktiviert wird, von dem einer der festen Kontakte mit dem Motor 16 verbunden ist, während ein anderer seiner festen Kontakte an einem Anlaßschalter befestigt ist, der mit der Plusklemme der Batterie verbunden ist.In Fig. 1, a motor vehicle starter 10 is shown, the starter housing 12 of which includes an engagement relay 14 and an electric motor 16 which drives a rotor shaft 18 and an output shaft of a reduction gear 20 when it is activated by the engagement relay 14 , of which one of the fixed contacts is connected to the motor 16 , while another of its fixed contacts is attached to a starter switch which is connected to the positive terminal of the battery.
Der Elektromotor 16 ist in einer Umhüllung oder einem Gehäuse 27 mit in etwa zylindrischer Form aufgenommen, das durch Verschraubung am Anlassergehäuse 12 angefügt ist.The electric motor 16 is accommodated in an envelope or a housing 27 with an approximately cylindrical shape, which is attached to the starter housing 12 by screwing.
Bei dem Motor 16 handelt es sich um einen Reihenschlußmotor mit Gleichstromerregerwicklungen. Seine Aufgabe besteht darin, die an ihn gelieferte elektrische Energie in mechanische Energie umzuwandeln, um die Läuferwelle 18 anzutreiben.Motor 16 is a series motor with DC excitation windings. Its task is to convert the electrical energy supplied to it into mechanical energy in order to drive the rotor shaft 18 .
Der Elektromotor 16 umfaßt die Läuferwelle 18, die die Läuferwicklungen 22 des Motors 16 trägt und von der ein hinteres axiales Teilstück 24 einen Kollektor 26 mit ringförmigen Strombahnen trägt. The electric motor 16 comprises the rotor shaft 18 , which carries the rotor windings 22 of the motor 16 and of which a rear axial section 24 carries a collector 26 with annular current paths.
Die Läuferwicklungen 22 werden nach vorn durch eine Quertrennwand 25 begrenzt.The rotor windings 22 are limited at the front by a transverse partition 25 .
Der Kollektor 26 besteht im wesentlichen aus einem als Formteil aus Kunststoff ausgeführten Körper 28, dessen Mittelteil eine Metallhülse 30 umfaßt, die in Form eines beim Formen des Körpers 28 eingelassenen Einsatzes ausgeführt ist.The collector 26 essentially consists of a body 28 designed as a molded part made of plastic, the central part of which comprises a metal sleeve 30 which is designed in the form of an insert which is let in when the body 28 is molded.
Der Kollektor 26 wird durch Aufpressen auf dem hinteren axialen Teilstück 24 der Läuferwelle 18 angebracht.The collector 26 is pressed onto the rear axial section 24 of the rotor shaft 18 .
Kohlebürsten 32 des Kollektors werden in ihrer axialen Verschiebung durch einen fest mit einem Verschlußelement 36 des Anlassergehäuses verbundenen Bürstenhalter 34 geführt. Die Kohlebürsten 32 werden mit einer quer angeordneten oder radialen Fläche 38 des Kollektors 26 durch Druckfedern 40 in Kontakt gehalten, die hinter den Kohlebürsten 32 im Bürstenhalter 34 angeordnet sind. Die ringförmigen Strombahnen sind in der rückseitigen Fläche 38 ausgebildet.Carbon brushes 32 of the collector are guided in their axial displacement by a brush holder 34 which is firmly connected to a closure element 36 of the starter housing. The carbon brushes 32 are held in contact with a transverse or radial surface 38 of the collector 26 by compression springs 40 which are arranged behind the carbon brushes 32 in the brush holder 34 . The annular current paths are formed in the rear surface 38 .
Das Verschlußelement 36 ist axial am Gehäuse 27 befestigt.The closure element 36 is axially attached to the housing 27 .
Ein hinteres freies Ende 42 der Läuferwelle 18 ist in einer hinteren Aufnahme 44 drehend geführt.A rear free end 42 of the rotor shaft 18 is rotatably guided in a rear receptacle 44 .
Diese hintere Aufnahme 44 ist fest mit dem Verschlußelement 36 verbunden, das am Gehäuse des Elektromotors 16 befestigt ist.This rear receptacle 44 is fixedly connected to the closure element 36 , which is fastened to the housing of the electric motor 16 .
Ein Führungsring 48, etwa eine Nadelhülse, ist am Innendurchmesser der hinteren Aufnahme 44 angebracht. Diese Anordnung ermöglicht eine Minimierung der Reibungen des hinteren freien Endteilstücks 42 der Läuferweile 18 im hinteren Lager 44. A guide ring 48 , such as a needle sleeve, is attached to the inner diameter of the rear receptacle 44 . This arrangement enables the friction of the rear free end section 42 of the rotor shaft 18 in the rear bearing 44 to be minimized.
Ein axiales Anschlagmittel 48, etwa eine Scheibe, ist zwischen der hinteren radialen Abschlußfläche 50 der Läuferwelle 18 und dem Boden der Aufnahme des Verschlußelements 36 eingefügt.An axial stop means 48 , such as a disc, is inserted between the rear radial end face 50 of the rotor shaft 18 and the bottom of the receptacle of the closure element 36 .
Der vordere Teil der Läuferwelle 18 weist einen abgestuften Durchmesser auf. Ein vorderes freies Endteilstück 52 wird nach hinten durch eine vordere radiale Schulter begrenzt, die eine vordere ringförmige Querfläche 54 bildet.The front part of the rotor shaft 18 has a stepped diameter. A front free end section 52 is bounded to the rear by a front radial shoulder, which forms a front annular transverse surface 54 .
Ein axiales Zwischenteilstück 56 der Läuferwelle 18 mit einem Durchmesser gleich dem Außendurchmesser der Schulter 54 trägt ein Ritzel 58 eines Planetengetriebes, das die Drehbewegung der Läuferwelle 18 an die Ausgangswelle 20 überträgt.An axial intermediate section 56 of the rotor shaft 18 with a diameter equal to the outer diameter of the shoulder 54 carries a pinion 58 of a planetary gear, which transmits the rotary movement of the rotor shaft 18 to the output shaft 20 .
Das Planetengetriebe umfaßt einen Planetenradsatz 60, dessen Drehachsen 62 an einem quer ausgerichteten Flansch 64 gelagert sind, der verschiebungsfest und drehfest mit der Getriebeausgangswelle 20 verbunden und durch Auffalzen oder als Variante durch Schweißen, beispielsweise durch Laserschweißen, an dieser befestigt ist.The planetary gear comprises a planetary gear set 60 , the axes of rotation 62 of which are mounted on a transversely aligned flange 64, which is connected to the transmission output shaft 20 in a non-displaceable and rotationally fixed manner and is fastened to the latter by folding or as a variant by welding, for example by laser welding.
Die Planetenräder 60 sind axial gegen Verschiebung durch eine Platte 66 gesichert, die fest auf den Achsen 62 der Planetenräder 60 aufgesteckt ist. Diese Verschiebungssicherung kann auch durch Planetenradachsen erfolgen, die in den Flansch 64 eingeschraubt sind und jeweils einen Kopf umfassen.The planet gears 60 are axially secured against displacement by a plate 66 which is firmly attached to the axles 62 of the planet gears 60 . This protection against displacement can also be provided by planetary gear axles which are screwed into the flange 64 and each comprise a head.
Das Untersetzungsgetriebe umfaßt daher ein Hohlrad 68 mit Innenzahnung, das in der dargestellten Baueinheit durch Aufformen in einer am Anlassergehäuse 12 befestigten Querplatte 70 befestigt ist.The reduction gear therefore comprises a ring gear 68 with an internal toothing, which in the structural unit shown is fastened by molding in a cross plate 70 fastened to the starter housing 12 .
Im einzelnen wird das Hohlrad 68 an einem seiner axialen Ende durch eine Querscheibe abgeschlossen, die durch Aufformen auf der zwischen dem Anlassergehäuse 12 und dem Gehäuse 27 eingefügten Platte 70 befestigt ist. Die (nicht durch Bezugsnummern bezeichneten) Schrauben zur Befestigung des Gehäuses 27 am Anlassergehäuse 12 gehen durch die Platte 70 hindurch, deren Einspannung sie herbeiführen. Das Hohlrad 68 gehört zu einem hohlen Teil, das als Lager für die Welle 20 dient. An seinem anderen, an der Wicklung 22 angrenzenden axialen Ende wird das Hohlrad 68 durch eine ringförmige radiale Wand 71 abgeschlossen.Specifically, the ring gear 68 is closed at one of its axial ends by a transverse disk which is fastened by molding onto the plate 70 inserted between the starter housing 12 and the housing 27 . The screws (not denoted by reference numbers) for fastening the housing 27 to the starter housing 12 pass through the plate 70 , the clamping of which they bring about. The ring gear 68 belongs to a hollow part that serves as a bearing for the shaft 20 . At its other axial end adjacent to the winding 22 , the ring gear 68 is closed off by an annular radial wall 71 .
Die Wand 71 ermöglicht es, Spritzer des für den einwandfreien Betrieb des Planetengetriebes erforderlichen Schmiermittels zu vermeiden.The wall 71 makes it possible to avoid splashes of the lubricant required for the correct operation of the planetary gear.
In einem hinteren axialen Ende 74 der Getriebeausgangswelle 20 ist eine axiale Bohrung 72 ausgeführt. Sie mündet in der hinteren radialen Fläche 76 des hinteren freien Endes 74 der Ausgangswelle 20 und ist an ihrem anderen vorderen Ende einseitig geschlossen.An axial bore 72 is formed in a rear axial end 74 of the transmission output shaft 20 . It opens into the rear radial surface 76 of the rear free end 74 of the output shaft 20 and is closed on one side at its other front end.
Diese Gestaltung ermöglicht die drehende Führung des vorderen freien Endstücks 52 der Läuferwelle 18 des Motors 16 in der axialen Bohrung 72 der Getriebeausgangswelle 20 unter Einfügung eines glatten oder mit Nadeln versehenen Führungsrings 73, wobei die Bohrung 72 dazu einen abgestuften Durchmesser aufweist.This design enables the front free end piece 52 of the rotor shaft 18 of the motor 16 to be rotatably guided in the axial bore 72 of the transmission output shaft 20 with the insertion of a smooth or needle-provided guide ring 73 , the bore 72 having a stepped diameter for this purpose.
Die axiale Sicherung der Läuferwelle 72 erfolgt durch einen axialen Anschlag 78, etwa eine Kugel. Dieser Anschlag ist zwischen dem Boden der Bohrung 18 des hinteren axialen Endes 74 der Getriebeausgangswelle 20 und einer vorderen radialen Abschlußfläche 80 der Läuferwelle 18 eingefügt, die dazu abgeschrägt ist. Die Anschläge 78 und 48 begrenzen den Verschleiß und die Blockierrisiken.The rotor shaft 72 is axially secured by an axial stop 78 , for example a ball. This stop is inserted between the bottom of the bore 18 of the rear axial end 74 of the transmission output shaft 20 and a front radial end face 80 of the rotor shaft 18 , which is chamfered thereto. The stops 78 and 48 limit wear and the risk of locking.
Eine vordere Einspurvorrichtung 82 umfaßt einen hinteren Teil, der axial gleitend verschiebbar auf einem genuteten vorderen Teilstück 84 der Getriebeausgangswelle 20, die dadurch die Einspurwelle bildet, zwischen einer Eingriffsposition und einer Ruheposition gelagert ist. In der Ruheposition befindet sich der hintere Teil nach hinten in axialer Anlage an einer stirnseitigen Schulterfläche 86 der Getriebeausgangswelle 20.A front engagement device 82 includes a rear part which is axially slidably mounted on a grooved front section 84 of the transmission output shaft 20 , which thereby forms the engagement shaft, between an engaged position and a rest position. In the rest position, the rear part is axially in abutment against an end shoulder surface 86 of the transmission output shaft 20 .
In der Eingriffsposition kommt die Einspurvorrichtung durch als Ritzel ausgebildeten vorderen Teil mit dem Anlasserzahnkranz in Eingriff, der mit der Kurbelwelle des Fahrzeugs verbunden ist. Zwischen dem vorderen und hinteren Teil ist ein Freilauf eingefügt.In the engaged position, the engagement device comes through as a pinion trained front part in engagement with the starter ring gear is connected to the crankshaft of the vehicle. Between the a freewheel is inserted in the front and rear part.
Nach dem Stand der Technik erfolgt die Montage des Anlassers durch den sukzessiven Zusammenbau seiner Bauteile, und zwar insbesondere durch den Einbau der Getriebeausgangswelle 20 und des Planetengetriebes in das Anlassergehäuse 12 und durch das anschließende Einsetzen des vorderen freien Endes der Läuferwelle 18 in die axiale Bohrung 72 der Getriebeausgangswelle 20, woraufhin schließlich das Anlassergehäuse 12 durch das Verschlußelement 36 axial verschlossen wird, das insbesondere mit dem Bürstenhalter 34, mit dem axialen Anschlagmittel 48, mit den Federn 40 und den Kohlbürsten 32 des Kollektors versehen ist.According to the prior art, the starter is assembled by successively assembling its components, in particular by installing the transmission output shaft 20 and the planetary gear in the starter housing 12 and then inserting the front free end of the rotor shaft 18 into the axial bore 72 the transmission output shaft 20 , whereupon finally the starter housing 12 is axially closed by the closure element 36 , which is provided in particular with the brush holder 34 , with the axial stop means 48 , with the springs 40 and the carbon brushes 32 of the collector.
Nach dem Verschluß des Anlassergehäuses 12, und nachdem die hintere radiale Abschlußfläche 50 der Läuferwelle 18 mit dem axialen Anschlag 48 in Kontakt gebracht wurde, besteht ein axiales Betriebsspiel Jf zwischen dem axialen Anschlag 78 und der vorderen radialen Abschlußfläche 80. Dieses axiale Betriebsspiel Jf ergibt sich aus der Summe der Toleranzen jedes Elements der Fertigungsmaßreihe und kann mehrere Millimeter erreichen.After the starter housing 12 has been closed and after the rear radial end face 50 of the rotor shaft 18 has been brought into contact with the axial stop 48 , there is an axial operating play J f between the axial stop 78 and the front radial end face 80 . This axial operating clearance J f results from the sum of the tolerances of each element in the production series and can reach several millimeters.
Um die Reibung zwischen den drehbeweglichen Elementen und den ortsfesten Elementen zu verhindern, ist es notwendig, bei der Konstruktion des Anlassers Betriebsspiele vorzusehen.To the friction between the rotating elements and the To prevent stationary elements, it is necessary at the Construction of the starter to provide operating games.
Dabei handelt es sich insbesondere um die Spiele J1, J2 und J3, wobei
gilt:
These are in particular games J 1 , J 2 and J 3 , where:
- - J1 ist der Abstand zwischen der hinteren radialen Abschlußfläche 76 der Getriebeausgangswelle 20 und der vorderen ringförmigen Querfläche 54 der Läuferwelle 18;J 1 is the distance between the rear radial end surface 76 of the transmission output shaft 20 and the front annular transverse surface 54 of the rotor shaft 18 ;
- - J2 ist der Abstand zwischen der ringförmigen radialen Wand 71 und der Quertrennwand 25;- J 2 is the distance between the annular radial wall 71 and the transverse partition 25 ;
- - und J3 ist der Abstand zwischen der radialen Fläche 38 des Kollektors 26 und dem vorderen axialen Ende des Bürstenhalters 34.- and J 3 is the distance between the radial surface 38 of the collector 26 and the front axial end of the brush holder 34 .
Damit der Motor einwandfrei funktioniert, muß außerdem einerseits J3 größer als 0 sein, während sich andererseits die Kohlebürsten 32 stets in Kontakt mit der radialen Fläche 38 des Kollektors 26 befinden müssen, wenn die Läuferwelle 18 mit dem axialen Anschlag 78 in Kontakt steht.In order for the motor to function properly, J 3 must also be greater than 0 on the one hand, while on the other hand the carbon brushes 32 must always be in contact with the radial surface 38 of the collector 26 when the rotor shaft 18 is in contact with the axial stop 78 .
Dies hat eine Überdimensionierung bestimmter Teile des Anlassers 10 zur Folge.This results in the oversizing of certain parts of the starter 10 .
Die Erfindung schlägt gemäß Fig. 2 vor, daß der axiale Anschlag 78 eingespannt in der axialen Bohrung 72 in einer Ausgangsposition 88 entsprechend Fig. 3 eingebaut wird.According to FIG. 2, the invention proposes that the axial stop 78 clamped in the axial bore 72 is installed in a starting position 88 according to FIG. 3.
Beim Einsetzen des vorderen freien Endes 50 der Läuferwelle 18 in der axialen Bohrung 72 kommt die radiale Abschlußfläche 80 mit dem axialen Anschlag 78 in Kontakt. Auf die Läuferwelle 18 wird eine axiale Einbaubeanspruchung nach vorn ausgeübt. Diese axiale Einbaubeanspruchung ist ausreichend, um die durch die radiale Einspannung des axialen Anschlags 78 in der axialen Bohrung 72 bedingten Reibungen zu überwinden, so daß sie die axiale Verschiebung des axialen Anschlags nach vorn ermöglicht.When the front free end 50 of the rotor shaft 18 is inserted into the axial bore 72 , the radial end face 80 comes into contact with the axial stop 78 . An axial installation stress is exerted on the rotor shaft 18 to the front. This axial installation stress is sufficient to overcome the friction caused by the radial clamping of the axial stop 78 in the axial bore 72 , so that it enables the axial stop of the axial stop to be moved forward.
Die axiale Einbaubeanspruchung wird beibehalten, bis die hintere radiale Abschlußfläche 50 der Läuferwelle 18 ein vorbestimmtes erstes axiales Maß erreicht. Der axiale Anschlag 78 befindet sich dann in seiner abschließenden Einbauposition 90 entsprechend Fig. 4.The axial installation stress is maintained until the rear radial end face 50 of the rotor shaft 18 reaches a predetermined first axial dimension. The axial stop 78 is then in its final installation position 90 in accordance with FIG. 4.
Das vorbestimmte erste axiale Maß ist vorteilhafterweise der Abstand zwischen der Ebene, die die hintere Abschlußfläche 50 der Läuferwelle 18 enthält, und der Ebene, die die hintere freie ringförmige radiale Abschlußfläche des Gehäuses 27 des Elektromotors 16 enthält, das in Form einer zylindrischen Ummantelung ausgeführt ist.The predetermined first axial dimension is advantageously the distance between the plane which contains the rear end face 50 of the rotor shaft 18 and the plane which contains the rear free annular radial end face of the housing 27 of the electric motor 16 , which is designed in the form of a cylindrical casing .
Das axiale Betriebsspiel Jf entsprechend Fig. 2 ist nur noch von den Toleranzen lediglich zweier Maße abhängig, und zwar vom Maß des Verschlußelements 36 und vom Maß des axialen Führungsmittels 48.The axial operating play J f according to FIG. 2 is only dependent on the tolerances of only two dimensions, namely on the dimension of the closure element 36 and on the dimension of the axial guide means 48 .
Der Wert des axialen Betriebsspiels Jf hat daher eine sehr geringe Streuung. Es läßt sich einfach eine Montage mit einem axialen Betriebsspiel Jf ausführen, dessen Wert positiv ist und dessen Höchstwert nahe bei null Millimeter liegt.The value of the axial operating play J f therefore has very little variation. It is easy to carry out an assembly with an axial operating play J f , the value of which is positive and the maximum value of which is close to zero millimeters.
Die Einspannkraft des axialen Anschlags 78 in der axialen Bohrung 72 muß die axiale Verschiebung des axialen Anschlags 78 ermöglichen, wenn er der axialen Einbaubeanspruchung ausgesetzt ist, und sie muß größer als die axialen Beanspruchungen sein, die durch die Benutzung des Anlassers bedingt sind, damit er sich beim Betrieb des Anlassers nicht im Verhältnis zu seiner abschließenden Einbauposition 90 verschiebt.The clamping force of the axial stop 78 in the axial bore 72 must enable the axial stop 78 to be axially displaced when it is subjected to the axial installation stress, and it must be greater than the axial stresses which are caused by the use of the starter in order for it to be does not shift in relation to its final installation position 90 during operation of the starter.
Die Erfindung ermöglicht eine Verringerung der Gesamtlänge des Anlassers, insbesondere des Gehäuses 27, um eine Länge gleich der Differenz zwischen dem Betriebsspiel nach dem Stand der Technik und dem erfindungsgemäßen Betriebsspiel. Diese Verringerung der Länge führt auch zu einer Verringerung der Masse des Anlassers.The invention enables the overall length of the starter, in particular the housing 27 , to be reduced by a length equal to the difference between the operating game according to the prior art and the operating game according to the invention. This reduction in length also leads to a reduction in the mass of the starter.
Die Spiele J1, J2, J3 sowie die Länge bestimmter Elemente, etwa der Kohlbürsten 32 des Kollektors 26, werden ebenfalls verringert. The games J 1 , J 2 , J 3 and the length of certain elements, such as the cabbage brushes 32 of the collector 26 , are also reduced.
Darüber hinaus verringert sich die mit dem axialen Spiel zusammenhängende Geräuschentwicklung.In addition, the axial play decreases coherent noise.
Da die Bürstenhalter 34 näher am Kollektor 26 angeordnet sind, ergibt sich eine bessere Führung der Kohlebürsten 32, was eine Verringerung des Verschleißes der Kohlebürsten 32 zur Folge hat.Since the brush holders 34 are arranged closer to the collector 26 , the carbon brushes 32 are better guided, which results in a reduction in the wear of the carbon brushes 32 .
In einer (nicht dargestellten) zweiten Ausführungsart ist der axiale Anschlag 48 eingespannt in der hinteren Aufnahme 44 in einer Ausgangsposition gelagert.In a second embodiment (not shown), the axial stop 48 is mounted clamped in the rear receptacle 44 in an initial position.
Der axiale Anschlag 48 und der Führungsring 46 des hinteren freien Endteilstücks 42 der Läuferwelle 18 sind vorteilhafterweise aus einem einzigen Bauteil ausgeführt.The axial stop 48 and the guide ring 46 of the rear free end section 42 of the rotor shaft 18 are advantageously made from a single component.
Der Einbau des Verschlußelements 36 erfolgt dann in drei Schritten.The closure element 36 is then installed in three steps.
Nach der Anbringung des vorderen freien Endteilstücks 52 im vorderen Lager, das in der axialen Bohrung 72 angeordnet ist, und nachdem der axiale Anschlag 78 und die radiale Abschlußfläche 80 der Läuferwelle miteinander in Kontakt gebracht wurden, wird zunächst das hintere freie Endteilstück 42 in der hinteren Aufnahme 44 eingepaßt. Die hintere radiale Abschlußfläche 50 wird dann mit dem axialen Anschlag 48 in Kontakt gebracht.After the attachment of the front free end section 52 in the front bearing, which is arranged in the axial bore 72 , and after the axial stop 78 and the radial end face 80 of the rotor shaft have been brought into contact with one another, the rear free end section 42 is first in the rear Receptacle 44 fitted. The rear radial end surface 50 is then brought into contact with the axial stop 48 .
Als zweites wird eine axiale Beanspruchung nach vorn, die größer als die durch die Einspannung des axialen Anschlags 48 bedingten Reibbeanspruchungen ist, auf das Verschlußelement 36 ausgeübt.Secondly, an axial forward stress, which is greater than the friction stresses caused by the clamping of the axial stop 48 , is exerted on the closure element 36 .
Der axiale Anschlag 48 wird dann axial verschoben, bis das Verschlußelement 36 ein zweites vorbestimmtes axiales Maß erreicht hat. Der axiale Anschlag befindet sich dann in einer abschließenden Position. The axial stop 48 is then axially displaced until the closure element 36 has reached a second predetermined axial dimension. The axial stop is then in a final position.
In einem dritten Schritt wird das Verschlußelement 36 an der Umhüllung 27 befestigt.In a third step, the closure element 36 is attached to the casing 27 .
Das zweite vorbestimmte Maß wird so definiert, daß am Ende des dritten Schritts ein axiales Betriebsspiel Jf existiert, das sich von einem größeren Wert her einem Nullspiel nähert.The second predetermined dimension is defined so that at the end of the third step there is an axial operating clearance J f which approaches a zero clearance from a larger value.
Vorteilhafterweise wird ein ringförmiges Paßstück mit einer Dicke entsprechend dem gewünschten axialen Betriebsspiel Jf an der hinteren radialen Abschlußfläche 50 angebracht, so daß es bei der Montage mit dem axialen Anschlag 48 in Kontakt kommt. Dieses ringförmige Paßstück wird entnommen, nachdem der axiale Anschlag 48 in seine abschließende Position gebracht worden ist und bevor das Verschlußelement 36 endgültig an der Umhüllung 27 befestigt wird.An annular adapter with a thickness corresponding to the desired axial operating clearance J f is advantageously attached to the rear radial end face 50 , so that it comes into contact with the axial stop 48 during assembly. This annular fitting is removed after the axial stop 48 has been brought into its final position and before the closure element 36 is finally attached to the casing 27 .
Wie mit hinreichender Deutlichkeit aus der Beschreibung und aus den Zeichnungen hervorgeht, umfaßt nach einem Merkmal der Erfindung der axiale Sicherungsanschlag 78 vorn einen zylindrischen Abschnitt, der in dem mit kleinerem Durchmesser ausgeführten vorderen Teilstück der Bohrung 72 fest voreingesteckt wird, um bei der Montage eine Verschiebung des Anschlags in dem besagten vorderen Teilstück, das den Boden der Bohrung 72 enthält, zu ermöglichen.As is sufficiently clear from the description and from the drawings, according to one feature of the invention, the axial securing stop 78 comprises a cylindrical section at the front, which is firmly pre-inserted in the smaller-diameter front section of the bore 72 in order to shift during assembly of the stop in said front section, which includes the bottom of the bore 72 .
Dieses vordere Teilstück wird hinten durch die Kugelkappe verlängert.This front section is extended at the back by the ball cap.
Die erfindungsgemäße Lösung ist wirtschaftlich, da die Fertigungstoleranzen nicht verringert werden.The solution according to the invention is economical because the Manufacturing tolerances cannot be reduced.
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