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Die
Erfindung betrifft einen Starter für eine Brennkraftmaschine,
insbesondere eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Ein
auch als Andrehvorrichtung bezeichneter Starter der eingangs genannten
Art ist zum Beispiel in
DE
199 55 065 A1 offenbart. Der bekannte Starter umfasst einen
Startermotor mit einem Stator und einem Rotor, dessen Rotorwelle über
ein als Planetengetriebe ausgebildetes Vorgelege mit einem axial verschiebbaren
Mitnehmer in Wirkverbindung steht. Der Mitnehmer ist Teil eines
Einspurgetriebes mit Freilauf und Andrehritzel, das sich durch axiales
Verschieben des Mitnehmers mit einem Zahnkranz eines Antriebsgetriebes
der Brennkraftmaschine in Eingriff bringen lässt. Zwischen
dem Startermotor und dem Planetengetriebe ist eine Trennwand mit
einer Durchtrittsöffnung angeordnet, deren Begrenzungsrand
in Richtung des Startermotors umgebogen ist. Durch die Öffnung
erstreckt sich das mit einer Außenverzahnung versehene,
als Sonnenrad des Planetengetriebes ausgebildete Stirnende der Rotorwelle
in das Planetengetriebe. Durch die Öffnung können
jedoch auch Verunreinigungen in das Planetengetriebe eintreten,
die durch, den Luftspalt zwischen dem Rotor und dem Stator in einen
motorseitig an die Trennwand angrenzenden Bereich des Gehäuses
gelangt sind, wie zum Beispiel Kohlestaub von den Kohlebürsten,
Abrieb vom Kommutator oder andere, durch Lüftungsöffnungen
von außen in das Gehäuse des Startermotors eingedrungene Schmutzpartikel.
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Die
in das Planetengetriebe eingedrungenen Verunreinigungen sammeln
sich im Schmierfett an und beinträchtigen mit der Zeit
dessen Fettqualität, wodurch es zu einem Verschleiß an
den Buchsen und Lagern des Planetengetriebes kommen kann. Dieser
Verschleiß stellt zwar bei der heute von einem Starter
einer Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine geforderten Lebensdauer noch
kein Problem dar, jedoch steigen die Anforderungen an die Lebensdauer
von Startern zunehmend an, und damit auch die Ausfallwahrscheinlichkeit
infolge einer durch eingedrungene Verunreinigungen bedingten Beeinträchtigung
der Fettqualität.
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Ausgehend
hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Lebensdauer
des Starters mit geringem Aufwand zu verlängern.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen in einem
Ringspalt zwischen einem inneren Umfang der Trennwand und einem äußeren
Umfang der Rotorwelle angebrachten, die Rotorwelle umgebenden Schmutzabweiser
gelöst, der das Planetengetriebe vor einem Eintrag von
Kohlestaub von den Kohlebürsten, Abrieb vom Kommutator
oder anderen schädlichen Medien schützt. Dadurch
kann einerseits eine Beeinträchtigung der Qualität
des im Planetengetriebe enthaltenen Schmierfetts während
der Lebensdauer des Starters und damit auch ein Verschleiß von
Buchsen, Lagern und anderen Bauteilen des Plantetengetriebe verhindert
oder weitestgehend vermieden werden, was zu einer bedeutenden Verlängerung
der Lebensdauer des Starters führt. Auf der anderen Seite
kann der Schmutzabweiser an dieser Stelle angebracht werden, ohne
dass hinsichtlich der Konstruktion des Starters und dessen Fertigung und
Montage mehr als geringfügige Änderungen erforderlich
sind.
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Eine
bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Schmutzabweiser
an der Trennwand befestigt ist, so dass er sich nicht mit der Rotorwelle
mitdrehen kann. Der Schmutzabweiser kann fest mit der Trennwand
verbunden werden, zum Beispiel durch Ankleben, Anschweißen,
Anvulkanisieren, Anformen, Anschmelzen oder durch Verpressen in
der Durchtrittsöffnung für die Rotorwelle. Dies ermöglicht
es, den Schmutzabweiser als Einheit mit der Trennwand vorzufertigen
und zusammen mit der Trennwand in das Gehäuse des Starters
einzusetzen, wodurch nicht nur die Anzahl der benötigten Bauteile
so gering wie möglich gehalten, sondern auch ein merklicher
Anstieg der Anzahl der Fertigungs- und Montageschritte vermieden
werden kann, da nur ein einziger zusätzlicher Fertigungsschritt
bei der Herstellung der Trennwand erforderlich ist.
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Alternativ
kann der Schmutzabweiser jedoch auch lösbar mit der Trennwand
verbunden werden, vorzugsweise durch Verrasten mit dem inneren Umfang
der Trennwand, das heißt mit einem Rand der Rotorwellendurchtrittsöffnung.
Dadurch kann der Schmutzabweiser nachträglich, d. h. nach
der Montage der Trennwand im Gehäuse des Starters, an der Trennwand
befestigt werden, wodurch eine Beschädigung des Schmutzabweisers
beim Einpressen der Trennwand bzw. Maßnahmen zur Verhinderung
einer Beschädigung des Schmutzabweisers bei diesem Fertigungsschritt
entbehrlich sind.
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Da
bei den augenblicklich verwendeten Serienstartern das getriebeseitige
Stirnende der Rotorwelle mit einer Außenverzahnung versehen
ist und das Sonnenrad des Planetengetriebes bildet, das bei der
Montage des Rotors im Gehäuse des Starters durch die Durchtrittsöffnung
in der Trennwand hindurch gesteckt werden muss und sich nach der
Montage zwecks Verringerung der Querschnittsabmessungen des Ringspalts
zwischen dem inneren Umfang der Trennwand und dem äußeren
Umfang der Rotorwelle durch die Öffnung hindurch erstreckt, sieht
eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, den Schmutzabweiser
mindestens teilweise zwischen dem inneren Umfang der Trennwand und
der Außenverzahnung des Sonnenrades anzuordnen, um eine
Modifikation der Rotorwelle zu vermeiden. Da der Schmutzabweiser
in diesem Fall jedoch aufgrund der Verzahnung den Spalt zwischen
der Trennwand und dem Sonnerad nicht ganz verschließen kann,
wird er gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung
der Erfindung als eine zur Rotorwelle koaxiale Hülse ausgebildet,
die sich nicht nur durch den Ringspalt zwischen dem inneren Umfang
der Trennwand und der Außenverzahnung des Sonnenrades hindurch
erstreckt, um diesen so weit wie möglich zu verkleinern,
sondern die sich darüber hinaus motorseitig in axialer
Richtung der Rotorwelle über die Außenverzahnung
des Sonnerades hinaus bis ins Innere eines von einem Wickelkopf
des Rotors umgebenen Raums und vorzugsweise bis in die Nähe
einer zum Planetengetriebe benachbarten Stirnfläche eines
Lamellenpakets des Rotors erstreckt. Durch eine solche Ausgestaltung
der Hülse wird in dem vom Wickelkopf des Rotors umgebenen
Raum eine Art Labyrinth geschaffen, welches das Vordringen von schädlichen
Medien in Richtung des Planetengetriebes deutlich erschwert.
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Um
die Labyrinthwirkung zu verbessern, kann die Hülse in diesem
Fall vorteilhaft mit mindestens einem radial nach innen und/oder
radial nach außen überstehenden umlaufenden Vorsprung
versehen werden, der das Vordringen von schädlichen Medien
in Richtung des Planetengetriebes weiter erschwert.
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Alternativ
kann eine besonders gute schmutzabweisende Wirkung auch dadurch
erzielt werden, dass der Schmutzabweiser den Ringspalt zwischen
einem zylindrischen äußeren Umfang der Rotorwelle
und dem inneren Umfang der Trennwand bzw. dem Rand der Durchtrittsöffnung
vollständig verschließt und beispielsweise mit
einer ringförmigen Dichtlippe gegen die äußere
Umfangsfläche der Rotorwelle anliegt. Um dies zu ermöglichen,
kann es von Vorteil sein, wenn sich die Verzahnung des Sonnenrades
am getriebeseitigen Stirnende der Rotorwelle in Richtung des Startermotors
nicht bis in den Bereich der Dichtlippe erstreckt, was jedoch eine
Modifikation an der Rotorwelle erforderlich macht.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
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1 einen
Längsschnitt eines Starters mit einem Startermotor und
einem Planetengetriebe;
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2 einen
vergrößerte Darstellung des Ausschnitts II in 1 mit
einem zwischen dem Startermotor und dem Planetengetriebe angeordneten, eine
Rotorwelle umgebenden Schmutzabweiser;
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3 eine
Ansicht entsprechend 2, jedoch mit einem anderen
Schmutzabweiser;
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4 eine
Ansicht entsprechend 2 und 3, jedoch
mit einem noch anderen Schmutzabweiser.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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Der
in 1 der Zeichnung dargestellte Starter 2 für
eine Brennkraftmaschine eines Personenkraftwagens weist ein Gehäuse 4 auf,
das einen Startermotor 6, ein als Planetengetriebe 8 ausgebildetes
Vorgelege sowie ein Einspurgetriebe 10 beherbergt und ein über
das Gehäuse 4 überstehendes Andrehritzel 12 aufweist,
das sich beim Starten der Brennkraftmaschine mit Hilfe eines am
Gehäuse 4 angebrachten Magnetschalters 14 mit
einem Zahnkranz eines Antriebsgetriebes (nicht dargestellt) der Brennkraftmaschine
in Eingriff bringen lässt.
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Der
Startermotor 6 besteht im Wesentlichen aus einem Stator 16 und
einem drehbar gelagerten Rotor 18, wobei der Stator 16 eine
in einem zylindrischen Teil 20 des Gehäuses 4 montierte
Statorwicklung 22 umfasst, während der Rotor 18 eine
Rotorwelle 24 und ein auf der Rotorwelle 24 montiertes
Lamellenpaket 26 sowie in Nuten 28 des Lamellenpakets 26 untergebrachte
und durch einen Luftspalt 30 von der Statorwicklung 22 getrennte
Rotorwicklungen 32 umfasst. Auf einem über den
Stator 16 überstehenden Endabschnitt der Rotorwelle 24 ist
ein Kommutator 34 montiert, dem über Kohlebürsten 36 Strom
zugeführt wird, während sich der entgegengesetzte
Endabschnitt der Rotorwelle 24 bis in das Planetengetriebe 8 hinein
erstreckt und ein als Sonnenrad 38 ausgebildetes, mit einer
Außenverzahnung 40 versehenes Stirnende aufweist.
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Das
Planetengetriebe 8 selbst und das Einspurgetriebe 10 mit
einem Freilauf 42 und einem über einen Einrückhebel 44 durch
den Magnetschalter 14 betätigbaren Mitnehmer 46 sind
in bekannter Weise ausgebildet und werden daher hier nicht näher
beschrieben.
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Der
zur Unterbringung des Startermotors 6 dienende zylindrische
Gehäuseteil 20 ist auf der Seite des Kommutators 34 durch
einen Lagerdeckel 48 mit einem Drehlager 50 für
das über den Kommutator 34 überstehende
Stirnende der Rotorwelle 24 verschlossen. Zwischen dem
Startermotor 6 und dem Planetengetriebe 8 ist
der zylindrische Gehäuseteil 20 mit einer Trennwand 52 versehen,
die den Startermotor 6 vom Planetengetriebe 8 trennt.
Die durch Umformen aus Blech hergestellte und mit ihrem äußeren
Umfangsrand in den Gehäuseteil 20 eingepresste
Trennwand 52 weist eine mittige Durchtrittsöffnung 54 für
den als Sonnenrad 38 ausgebildeten Endabschnitt der Rotorwelle 24 auf.
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Um
zu vermeiden, dass Kohlestaub von den Kohlebürsten 36,
Abrieb vom Kommutator 34 oder durch Lüftungsöffnungen
(nicht dargestellt) kommutatorseitig in den Gehäuseteil 20 eingedrungene Schmutzpartikel
durch den Luftspalt 30 zwischen dem Rotor 18 und
dem Stator 16 in einen zum Planetengetriebe 8 benachbarten
Bereich 56 des Gehäuseteils 20 und von
dort durch die Durchtrittsöffnung 54 bis ins Innere
des Planetengetriebes 8 gelangen, ist die Trennwand 52 an
ihrem inneren Umfang, das heißt um die Öffnung 54 herum,
mit einem Schmutzabweiser 58 versehen, der im Bereich des
umgebogenen Begrenzungsrandes 57 der Öffnung 54 befestigt
ist.
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Wie
am besten in den 2 bis 4 dargestellt,
besteht der Schmutzabweiser 58 bei den dargestellten Ausführungsbeispielen
aus einer im Wesentlichen zylindrischen, zur Rotorwelle 24 koaxialen Hülse 60,
die sich durch die Durchtrittsöffnung 54 hindurch
bis in die Nähe einer der Trennwand 52 zugewandten
Stirnfläche 62 des Lamellenpakets 26 des Rotors
erstreckt, so dass zwischen dem freien Stirnende 63 der
Hülse 60 und der Stirnfläche 62 nur
ein relativ kleiner Zwischenraum 65 verbleibt. Dadurch kann
zum einen Öffnungsquerschnitt eines Ringspalts zwischen
einem Kopfkreis 64 bzw. einem äußeren
Umfang der Außenverzahnung 40 des Sonnenrades 38 einerseits
und dem gegenüberliegenden, vom Rand 57 gebildeten
inneren Umfang der Trennwand 52 andererseits erheblich
verringert werden. Zum anderen bildet der in axialer Richtung zum
Rotor 18 hin über das Sonnenrad 38 überstehende
Teil der Hülse 60 eine Sperre, die den größten
Teil der eventuell zwischen dem Stator 16 und dem Rotor 18 hindurch in
den Bereich 56 gelangten Schmutzpartikel in diesem Bereich 56 zurückhält
und ein weiteres Vordringen dieser Schmutzpartikel in Richtung des
Planetengetriebe 8 verhindert oder zumindest behindert.
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Um
es auch bei einem bereits existierenden Starter 2 zu ermöglichen,
die gewünschte schmutzabweisende Wirkung ohne die Notwendigkeit
einer Modifikationen an den Bauteilen des Starters 2 zu
erzielen, werden die Abmessungen der Hülse 60 auf die
vorhandenen Querschnittsabmessungen des Ringspalts und auf den vorhandenen
axialen Abstand zwischen der Trennwand 52 und der Stirnfläche 62 des
Lamellenpakets 26 abgestimmt und die Hülse 60 dann
zum Beispiel durch Spitzgießen aus Kunststoff mit geeigneten
Abmessungen hergestellt, bevor sie bei den dargestellten Ausführungsbeispielen
mit der Trennwand 52 verrastet wird.
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Zum
Verrasten der Hülse 60 mit der Trennwand 52 ist
diese bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
an ihrem vom Rotor 18 abgewandten Stirnende mit einem umlaufenden,
nach außen überstehenden Bund 66 und
auf ihrer äußeren Umfangsfläche mit überstehenden
Rastnocken 68 versehen. Die Hülse 60 wird
bei diesem Ausführungsbeispiel von der Seite des Planetengetriebes 8 her
in die Durchtrittsöffnung 54 eingeführt,
wobei die Rastnocken 68 unter elastischer Verformung der
Hülse 60 durch die Öffnung 54 hindurch
treten und anschließend axial gegen das motorseitige Stirnende
des umgebogenen Randes 57 der Trennwand 52 anliegen, während
der Bund 66 mit einer motorseitigen, an die Form der Biegung
des Randes 57 angepassten gerundeten Schulter 70 von
der entgegengesetzten Seite her gegen die Trennwand 52 anliegt.
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Bei
den in 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen
wird die Hülse 60 von der entgegengesetzten Seite
in die Durchtrittsöffnung 54 eingeführt,
das heißt von der Seite des Startermotors 6 her,
um sie mit der Trennwand 52 zu verrasten. Zu diesem Zweck
weist die Hülse 60 dort einen elastisch verformbaren
getriebeseitigen Endabschnitt 72 mit einem im Vergleich
zum Rest der Hülse 60 etwas kleineren Außendurchmesser
auf, über den eine mit einer Einführschräge 74 versehene
Rastnase 76 nach außen übersteht. Nach
dem Einführen des Endabschnitts 72 in die Öffnung 54 liegt
die Rastnase 76 mit einer gerundeten Anlageschulter am
Rand 57 der Öffnung 54 getriebeseitig
eng gegen die Trennwand 52 an, wenn eine Stufe 78 zwischen
dem Endabschnitt 72 und dem Rest der Hülse 60 gegen
das motorseitige Stirnende des umgebogenen Randes 57 anliegt.
Die Rastnase 76 kann entweder um den gesamten Umfang der
Hülse 60 umlaufen oder in Umfangsrichtung Unterbrechungen
aufweisen.
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Bei
dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel weist
die Hülse 60 zusätzlich einen von der Stufe 78 begrenzten,
nach außen überstehenden umlaufenden Vorsprung 80 und
einen näher bei ihrem motorseitigen Stirnende 63 nach
innen überstehenden umlaufenden Vorsprung 82 auf.
Die Vorsprünge 80, 82 verbessern die
schmutzabweisende Eigenschaft der Hülse 60, indem
sie jeweils einen Teil der bis zu den Vorsprüngen 80, 82 gelangenden
Verunreinigungen zurückhalten.
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Bei
den Ausführungsbeispielen in 2 und 3 wird
das Einführen des als Sonnenrad 38 ausgebildeten
Endabschnitts der Rotorwelle 24 in die Hülse 60 durch
eine Einführschräge 84 bzw. einen Innenkonus
an dem zum Lamellenpaket 28 benachbarten Stirnende 63 der
Hülse 60 erleichtert.
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Als
Alternative zu den dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispielen
ist es auch möglich, die Hülse 60 aus
anderen Werkstoffen, wie Stahl, einem Elastomermaterial oder einem
Mehrkomponentenwerkstoff herzustellen und sie fest mit der Trennwand 52 zu
verbinden, bevor diese in das Gehäuse 4 des Starters 2 eingesetzt
wird, je nach Material der Hülse 60 zum Beispiel
durch Anschweißen, Anformen, Anvulkanisieren, Ankleben
oder Anschmelzen an der Trennwand 52 oder durch Verpressen
in der Durchtrittsöffnung 54 der Trennwand 52.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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