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Die
Erfindung betrifft ein Verschlußelement für das Gehäuse des
Motors eines Kraftfahrzeuganlassers, umfassend einen ersten Teil,
der einen Flansch bildet, der an einem hinteren axialen Ende des
Gehäuses
angebracht ist, um dieses zu verschließen, und einen in etwa rohrförmigen zweiten Teil,
der ein Lager bildet, das vorgesehen ist, um ein hinteres Teilstück einer
Läuferwelle
des Motors innen aufzunehmen und drehend zu führen, wobei der Flansch und
das Lager getrennt ausgeführt
und anschließend
aneinander angefügt
werden.
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Im
allgemeinen besteht das Verschlußelement für das Gehäuse des Motors eines Anlassers aus
Metall. Es ist nach dem Stand der Technik bekannt, das Verschlußelement
für das
Gehäuse
des Motors eines Anlassers durch Tiefziehen oder durch Gießen auszuführen.
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1 stellt
einen Anlasser dar, der mit einem Verschlußelement einer ersten aus dem
Stand der Technik bekannten Art ausgerüstet ist, das entweder durch
Gießen
oder durch Tiefziehen ausgeführt
sein kann. Ein derartiges Verschlußelement umfaßt einen Flansch,
durch den eine Buchse hindurchgeht. Die Buchse bildet das Lager,
welches das hintere Teilstück
der Läuferwelle
des Motors aufnimmt und drehend führt. Auf dem hinteren Teilstück der Buchse
ist eine Abdeckkappe axial auf gesteckt, um sie zu verschließen und
dadurch die Läuferwelle
vor Staub oder aggressiven Flüssigkeiten
zu schützen,
die von außen
kommen.
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Bei
einem derartigen Verschlußelement
wirkt sich die Notwendigkeit, eine Schutzkappe anzubringen, nachteilig
in bezug auf die Herstellungskosten aus.
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Ferner
ist es aus der
US 4,590,811
A bekannt, Flansch und Lager getrennt auszuführen und anschließend aneinander
zu fügen.
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2 stellt
ein Verschlußelement
einer zweiten nach dem Stand der Technik bekannten Art dar, das
zwar keine Anbringung einer Abdeckkappe erfordert, das aber nur
durch Gießen
hergestellt werden kann. Ein derartiges Verschlußelement umfaßt insbesondere
einen Flansch, an dessen Vorderseite ein Lager ausgebildet ist,
das einstückig
als Formteil ausgeführt
ist.
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Ein
Nachteil eines derartigen Verschlußelements besteht darin, daß es nur
durch Gießen
ausgeführt
werden kann. Beim Gießen
handelt es sich jedoch um eine Technologie, die kostenaufwendiger als
das Tiefziehen ist. Außerdem
muß bei
jedem Gußteil
eine Nachbearbeitung vorgesehen werden, wodurch sich die Herstellungskosten
noch zusätzlich erhöhen.
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Um
diese Nachteile zu beseitigen, schlägt die Erfindung vor, dass
der Flansch verschlossen ist, dass die vorderseitige Fläche des
Flansches eine konvexe kegelstumpfartige Sitzfläche umfasst, die sich axial
nach vorn erstreckt, und dass das Lager an seinem hinteren axialen
Ende abgeschrägt
ist, um formschlüssig
mit der kegelstumpfartigen Sitzfläche des Flansches zusammenzuwirken.
Die Anbringung einer Abdeck kappe ist nicht erforderlich und es kann durch
weniger kostenaufwendige Mittel als durch Gießen hergestellt werden.
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Das
Lager ist vorteilhafterweise an seinem hinteren axialen Ende abgeschrägt, um formschlüssig mit
der kegelstumpfartigen Sitzfläche
des Flansches zusammenzuwirken, die dadurch als Zentrierelement
für das
Lager dient, wodurch die Befestigung des Lagers am verschlossenen
Flansch begünstigt wird.
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Nach
anderen Merkmalen der Erfindung ist folgendes vorgesehen:
- – Der
Flansch und das Lager werden durch Schweißen aneinander angefügt.
- – Die
Anschlußbereiche
zwischen dem Flansch und dem Lager haben geometrische Formen, die für das gewählte Schweißverfahren
geeignet sind.
- – Das
hintere axiale Ende des Lagers wird an einem gegenüberliegenden
Abschnitt einer vorderseitigen Fläche des Flansches angefügt.
- – Der
gegenüberliegende
Abschnitt der vorderseitigen Fläche
des Flansches umfaßt
eine vorstehende kegelstumpfartige Sitzfläche, die sich nach vorn erstreckt,
wobei das hintere axiale Ende des Lagers an der besagten Sitzfläche verschweißt wird.
- – Der
Flansch ist durch Stanzen und/oder Tiefziehen ausgeführt.
- – Das
Lager ist ein Rohr.
- – Das
Lager enthält
ein Drehlagerungsorgan für die
drehbare Lagerung des hinteren Teilstücks der Läuferwelle des Motors.
- – Ein
Kraftfahrzeuganlasser umfaßt
ein erfindungsgemäßes Verschlußelement
für das
Gehäuse
des Motors.
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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:
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1 eine
mit Ausbrüchen
ausgeführte
Axialteilschnittansicht eines Anlassers mit einem Verschlußelement
einer nach dem Stand der Technik bekannten ersten Art;
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2 eine
mit Ausbrüchen
ausgeführte
Axialteilschnittansicht des hinteren Teils eines Anlassers mit einem
Verschlußelement
einer nach dem Stand der Technik bekannten zweiten Art;
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3 eine
Axialschnittansicht des hinteren Teils des Anlassermotors mit einem
gemäß den Lehren
der Erfindung ausgeführten
Verschlußelement.
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In
der nachstehenden Beschreibung bezeichnen identische Bezugsnummern
jeweils identische Teile bzw. Teile mit gleichartigen Funktionen.
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In 1 ist
ein Kraftfahrzeuganlasser 10 dargestellt, der mit einem
Verschlußelement 60 für das Gehäuse 58 des
Elektromotors einer nach dem Stand der Technik bekannten ersten
Art ausgerüstet ist.
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Die
Elemente des Anlassers 10 sind in einem Gehäuse 11 des
Anlassers 10 enthalten, das dazu bestimmt ist, an einem
ortsfesten Teil des Fahrzeugs befestigt zu werden. Durch den Anlasser 10 geht
von vorn nach hinten, das heißt
von links nach rechts mit Blick auf die Figur, eine Läuferwelle 12 hindurch.
Die Läuferwelle 12 ist
vorn durch ein vorderes Lager 14 und hinten durch ein hinteres
Lager 16 gelagert.
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Um
die Längsverschiebung
der Läuferwelle 12 nach
vorn zu verhindern, trägt
diese auf der Rückseite
des vorderen Lagers 14 einen Anschlagring 18.
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Eine
Einspurvorrichtung 20 ist koaxial am vorderen Teilstück der Läuferwelle 12 angebracht. Die
Einspurvorrichtung 20 umfaßt insbesondere ein Ritzel 22 und
einen Mitnehmer 24. Das Ritzel 22 ist dazu bestimmt,
an einem Anlasserzahnkranz einzugreifen, der drehfest mit dem Verbrennungsmotor des
Fahrzeugs verbunden ist, um diesen Motor anzulassen, wenn der Elektromotor
des Anlassers aktiviert wird.
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Ein
Einrückrelais 26 ist
am oberen Teil des Anlassers 10, oberhalb der Läuferwelle 12 angebracht.
Die Elemente des Einrückrelais 26 sind
in einem Gehäuse
des Einrückrelais 28 enthalten,
das durch eine hintere Abdeckkappe 30 verschlossen ist.
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Das
Einrückrelais 26 umfaßt insbesondere eine
hohle Spule 32 parallel zur Läuferwelle 12. Ein ortsfester
Magnetkern 34 ist am hinteren Teilstück der Spule 32 eingesteckt,
während
ein beweglicher Magnetkern 36 axial verschiebbar im vorderen
Teilstück
der Spule 32 gelagert ist.
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Der
ortsfeste Magnetkern 34 ist hohl, um den Durchgang und
die axial gleitende Führung
eines beweglichen Kontaktstifts 38 zu ermöglichen.
Der bewegliche Kontaktstift 38 kann bei seinen axialen
Verschiebungen durch die axialen Bewegungen des beweglichen Magnetkerns 36 betätigt werden,
um über eine
Kontaktplatte 40, die der bewegliche Kontaktstift 38 an
seinem vorderen axialen Ende trägt,
einen elektrischen Kontakt zwischen einer oberen Kontaktklemme 42 und
einer unteren Kontaktklemme 44 herzustellen, die an der
hinteren Abdeckkappe 30 angebracht sind, um den Elektromotor
des Anlassers zu speisen.
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Im
beweglichen Magnetkern 36 ist ein Einrückstift 46 angeordnet,
um einen Einrückhebel 48 zu betätigen, wenn
sich der bewegliche Magnetkern 36 axial verschiebt.
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Der
Einrückhebel 48 ist
an einem ersten Lagerzapfen 50 in einer zur Läuferwelle 12 in
etwa senkrechten Position gelagert. Der Einrückhebel 48 ist in
seinem oberen Teil durch einen zweiten Lagerzapfen 52 mit
dem vorderen Ende des Einrückstifts 46 des
beweglichen Magnetkerns 36 verbunden. Der untere Teil des
Einrückhebels 48 umfaßt eine
Einrückgabel 54,
die mit der hinteren Querfläche des
Mitnehmers 24 zusammenwirkt.
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Ein
Elektromotor 56 des Anlassers 10 umfaßt die Läuferwelle 12.
Die Elemente des Motors 56 sind in einem Gehäuse 58 oder
einer Umhüllung
des Motors 56 in etwa in Form einer zylindrischen Ummantelung
enthalten. Das Gehäuse 58 des
Motors ist axial an einer hinteren Querfläche des Gehäuses des Anlassers 11 angebracht.
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Bei
dem Motor 56 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 12 anzutreiben.
Seine Funktionsweise ist nach dem Stand der Technik bekannt und
braucht hier nicht eingehender erläutert zu werden.
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Die
offene hintere axiale Abschlußfläche des Motorgehäuses 58 wird
durch ein Verschlußelement 60 verschlossen,
das am Motorgehäuse 58 durch Schraubenbolzen 64 befestigt
ist, die in das Anlassergehäuse
eingeschraubt sind.
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Das
Verschlußelement 60 umfaßt einen
ringförmigen
Flansch 62, dessen ringförmige Öffnung das hintere Lager 16 für die Läuferwelle 12 bildet. Das
hintere Lager 16 bildet eine Buchse 66 auf der hinteren
Querfläche
des Flansches 62.
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Um
die Buchse 66 herum ist eine Abdeckkappe 68 fest
aufgesteckt, um die ringförmige Öffnung des
Flansches 62 zu verschließen, so daß keine mögliche Verbindung über die
hintere Öffnung
des Motorgehäuses 58 zwischen
dem Innern des Motorgehäuses 58 und
der äußeren Umgebung
besteht.
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Eine
Hülse 70 mit
Nadeln 72 ist koaxial mit einer Anschlagscheibe 74 versehen,
die an der hinteren Querfläche
der Buchse 66 axial zur Anlage kommt.
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Entsprechend
der herkömmlichen
Funktionsweise des Anlassers 10 wird bei der Stromversorgung
der Spule 32 der bewegliche Magnetkern 36 zum
ortsfesten Magnetkern 34 gezogen. Die axiale Verschiebung
des beweglichen Magnetkerns 34 schiebt den beweglichen
Kontaktstift 38 mit der Kontaktplatte 40 zu den
Kontaktklemmen 42, 44, bis der elektrische Stromkreis
geschlossen wird.
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Bei
seiner Verschiebung nimmt der bewegliche Magnetkern 36 den
Einrückstift 46 mit,
der den Einrückhebel 48 um
den ersten Lagerzapfen 50 dreht, so daß die Einrückgabel 54 den Mitnehmer 24 und
das Ritzel 22 zur Vorderseite des Anlassers 10 verschiebt,
damit das Ritzel 22 am Anlasserzahnkranz des Fahrzeugs
einspurt.
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Wenn
der elektrische Stromkreis geschlossen ist, schaltet sich der Elektromotor 56 ein,
wobei er die Läuferwelle 12 drehend
antreibt.
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In 2 ist
ein hinterer Teil eines Anlassers 10 dargestellt, der mit
einem Verschlußelement 60 für das Motorgehäuse 58 einer
nach dem Stand der Technik bekannten zweiten Art versehen ist.
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Das
Verschlußelement 60 umfaßt hier
einen Flansch 62, dessen vordere Querfläche mit einem in etwa rohrförmigen Lager 16 versehen
ist, das sich axial zur Vorderseite des Anlassers 10 erstreckt.
Das Lager 16 ist einstückig
als Formteil ausgeführt
und umfaßt
innen eine ähnliche
Drehlagerungshülse 70, wie
sie unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurde.
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Der
Rand des Flansches 62 umfaßt eine rohrförmige Einfassung,
die sich axial zur Vorderseite des Anlassers 10 erstreckt.
Diese Einfassung bildet ein hinteres Teilstück des Gehäuses 58 oder der Umhüllung des
Motors.
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Durch
den inneren Rand des Flansches
62 gehen Schraubenbolzen
64 hindurch,
um das Verschlußelement
60 axial
am Motorgehäuse
58,
wie in der
DE 32 16
448 A1 (
US
4 506 162 A ) beschrieben, oder am Anlassergehäuse
11 wie
in
1 zu befestigen.
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Bei
der vorstehend beschriebenen Art von Verschlußelement 60 kann der
Flansch 62 nur als Gußteil
hergestellt werden, da er einstückig
ausgeführt
ist.
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In 3 ist
ein hinterer Teil eines Elektromotors 56 mit einem Verschlußelement 60 gemäß den Lehren
der Erfindung dargestellt.
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Das
Verschlußelement 60 umfaßt einen Querflansch 62 und
ein axiales Lager 16.
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Der
Flansch 62 hat in etwa die Form einer Scheibe. Er umfaßt wenigstens
zwei diametral gegenüberliegende
Nasen 76, die jeweils ein Loch 78 aufweisen, das
dazu bestimmt ist, die Befestigung des Verschlußelements 60 am Motorgehäuse 58 oder
am Anlassergehäuse 11 anhand
von Schraubenbolzen 64 oder von Schrauben zu ermöglichen, insbesondere
wenn das Verschlußelement 60 am Gehäuse 58 angefügt ist.
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Der
Flansch 62 weist außerdem
zwischen diesen Nasen 76 und der Mitte des Flansches 62 einen
durchgehenden oder stückweise
ausgeführten Absatz 80 auf,
der sich axial nach vorn erstreckt. Der Absatz 80 kommt
radial mit dem Innendurchmesser des Motorgehäuses 58 in Kontakt,
um die Zentrierung des Verschlußelements 60 im
offenen hinteren axialen Ende des Motorgehäuses 58 herbeizuführen.
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In
der Mitte seiner vorderen Querfläche
ist der Flansch 62 mit einer konvexen kegelstumpfartigen
Sitzfläche 82 versehen,
die sich axial zur Vorderseite des Anlassers 10 erstreckt.
Diese konvexe kegelstumpfartige Sitzfläche 82 ist durch Tiefziehen ausgeführt.
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Das
Lager 16 ist hier ein Rohr oder ein Rohrstück, dessen
hinteres axiales Ende 84 an der kegelstumpfartigen Sitzfläche 82 angeschweißt ist.
Das Lager 16 umfaßt
in seinem Innendurchmesser eine Hülse 70 mit Nadeln 72,
die das hintere Teilstück
der Läuferwelle 12 so
aufnimmt, daß es
drehend gelagert ist.
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Als
Variante wird die Hülse 70 mit
Nadeln 72 durch ein Gleitlager oder durch ein Wellenlager
ersetzt.
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In 3 ist
außerdem
eine Bürstenhalteranordnung 86 zu
erkennen, die ein Führungsteil 88 und einen
ringförmigen
Sockel 90 umfaßt,
die für
die Anfügung
am Verschiußelement 60 vorgesehen
sind.
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Die
Bürstenhalteranordnung 86 ist
für die axiale
Führung
der Kohlebürsten 92 an
einer hinteren Querfläche
eines flachen Kollektors 94 vorgesehen, den der Elektromotor
des Anlassers rückseitig
umfaßt.
Die Kohlebürsten 92 sind
auf Federn 96 angebracht, die an einer vorderen Querfläche des
ringförmigen
Sockels 90 axial zur Anlage kommen.
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Das
Führungsteil 88 umfaßt Führungskammern 98,
die einstückig
an einem mittleren Körper 100 mit
zylindrischer Gesamtform ausgeführt
sind. Jede Führungskammer 98 ist
für die
Aufnahme einer Kohlebürste 92 sowie
einer Feder 96 bestimmt.
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Das
Führungsteil 88 besteht
hier aus formbarem Kunststoff, der durch Fasern, etwa durch Glasfasern,
verstärkt
ist.
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Eine
hintere Öffnung
des mittleren Körpers 100 umfaßt an ihrem
Innendurchmesser eine Schulter 101. Ein Abschnitt dieser
Schulter 101 nimmt einen Leitungsdraht 103 auf,
der für
die Verbindung von zwei Kohlebürsten 92 mit
einem gleichen elektrischen Potential vorgesehen ist.
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Die
Läuferwelle 12 geht
durch eine vordere Öffnung
des mittleren Körpers 100 hindurch.
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Der
ringförmige
Sockel 90 hat in etwa die Form einer Scheibe. Er ist an
seiner vorderen Querfläche
mit ringförmigen
Auskehlungen 102 versehen, die dazu bestimmt sind, die
Zentrierung der Federn 96 zu ermöglichen, und die dazu bestimmt
sind, diese an ihrem den Kohlbürsten 92 gegenüberliegenden Ende
aufzunehmen.
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Die
Auskehlungen 102 sind durch örtliches Tiefziehen des Sockels 90 ausgeführt.
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Das
Führungsteil 88 ist
an der vorderen Querfläche
des ringförmigen
Sockels 90 durch (nicht dargestellte) bekannte Mittel,
beispielsweise durch Verrastung, befestigt, als Variante durch Stifte,
die jeweils durch eine Öffnung
hindurchgehen, um anschließend
gestaucht zu werden. Die Stifte sind fest mit dem Sockel 90 oder
mit dem Führungsteil 88 verbunden.
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Der
ringförmige
Sockel 90 ist an der vorderen Querfläche des Flansches 62 durch
(nicht dargestellte) bekannte Mittel, beispielsweise durch Verrastung
oder durch dichtes Aufnieten, befestigt, wobei der Flansch Stifte
umfaßt,
die durch Öffnungen
des Flansches 62 hindurchgehen, um in Kontakt mit dessen
rückseitiger
Fläche
gestaucht zu werden. Durch eine ringförmige Öffnung 106 des ringförmigen Sockels 90 geht
dann das Lager 16 des Verschlußelements 60 hindurch.
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Das
Verschlußelement 60 wird
anhand bekannter Stanz- und/oder Tiefziehtechniken hergestellt.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsart
der Erfindung ist der Flansch 62 aus tiefgezogenem Blech
und das Lager 16 aus einem abgelängten Metallrohrstück ausgeführt.
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Nach
dieser bevorzugten Ausführungsart
ist das Lager 16 durch sein hinteres axiales Ende 84 an der
konvexen kegelstumpfartigen Sitzfläche 82 der Vorderseite
des Flansches 62 angeschweißt.
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Das
Verschweißen
des Lagers 16 am vorderen Flansch 62 kann durch
jedes Schweißverfahren erfolgen,
etwa durch Lichtbogenschweißen,
Widerstandsschweißen
und Laserschweißen.
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Vorstehend
wurde ein Verschlußelement 60 beschrieben,
das durch Schraubenbolzen 64 am Motorgehäuse 58 befestigt
ist. Nach (nicht dargestellten) Varianten der Erfindung ist das
Verschlußelement 60 durch
andere bekannte Mittel am Motorgehäuse 58 befestigt,
beispielsweise anhand von durchgehenden Schrauben oder durch Verrastung oder
durch Verschweißen.
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Der
vorstehend beschriebene Flansch 62 hat die Form einer Scheibe;
aber in Varianten der Erfindung kann er auch andere Formen aufweisen,
die durch Stanzen und/oder Tiefziehen ausführbar sind und die Anfügung eines
hinteren Lagers 16 an der vorderen Querfläche des
Flansches 62 ermöglichen.
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Das
vorstehend beschriebene hintere Lager 16 ist ein Rohr;
aber in Varianten der Erfindung kann es auch andere Formen aufweisen,
die durch Stanzen und/oder Tiefziehen ausführbar sind und die Aufnahme und
Drehführung
des hinteren Teilstücks
der Läuferwelle 12 ermöglichen,
beispielsweise anhand einer Hülse 70 mit
Nadeln 72.
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Der
Flansch 62 umfaßt
vorteilhafterweise Mittel zur Zentrierung des Sockels 90,
wie etwa Vorsprünge
passend zu den Absätzen 80 oder
als Variante Löcher
für den
Durchgang von Zentrierstiften, die vom Sockel 90 ausgehen.
Als Variante umfaßt der
Flansch 62 Stifte, die jeweils in eine Öffnung des Sockels 90 eingesetzt
sind.
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Dank
der Erfindung verringern sich die Bearbeitungen, und der Flansch 62 ist
im Bereich der Welle 12 verschlossen.
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Das
Lager 16 ist vorteilhafterweise an seinem hinteren axialen
Ende 84 abgeschrägt,
um formschlüssig
mit der kegelstumpfartigen Sitzfläche 82 des Flansches 62 zusammenzuwirken,
die dadurch als Zentrierelement für das Lager 16 dient,
wodurch die Befestigung des Lagers am verschlossenen Flansch 62 begünstigt wird.
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Der
Sockel 90 kann an seinem äußeren Umfang mit axialen Ansätzen versehen
sein, die axial in der zum Flansch 62 entgegengesetzten
Richtung verlaufen, um mit Rastkerben oder beispielsweise einseitig
geschlossenen Öffnungen
zusammenzuwirken, die am Umfang des Teils 88 ausgeführt sind,
um seine durch Verrastung vorgenommene Befestigung am Sockel 90 zu
ermöglichen.