-
Stand der Technik
-
DE 691 00 037 T2 bezieht sich auf eine Anlasseranordnung für eine Verbrennungskraftmaschine. Die Anlasseranordnung umfasst einen Elektromotor, der in einem Motorgehäuse untergebracht ist. Des Weiteren umfasst die Anlasseranordnung ein zentrales Trageteil, welches koaxial an einem Endabschnitt des Motorgehäuses angebracht ist und eine zylindrische Kammer begrenzt. In dieser befindet sich eine Planetenrad-Untersetzergetriebeeinheit zwischen dem zentralen Trageteil und einer Endplatte des Motorgehäuses liegend. Des Weiteren ist ein Ritzeldeckel vorgesehen, welcher am gleichen Längsende des Elektromotors befestigt ist, wie das zentrale Trageteil und eine Kammer begrenzt, in welcher eine Freilaufkupplung angeordnet ist. Diese weist eine mit einem Abtriebsteil der Planetenrad-Untersetzergetriebeeinheit verbundenes Eingangsteil und ein das Ritzel tragendes Ausgangsteil auf. Eines der beiden Teile, welches durch einen Innenzahnkranz der Planetenrad-Untersetzergetriebeeinheit und den Ritzeldeckel gebildet sind, ist mit einem Vorsprung versehen, der sich durch eine Öffnung erstreckt, die in dem zentralen Trageteil ausgebildet ist. Der Vorsprung greift in eine Ausnehmung ein, die im anderen der beiden Teile vorgesehen ist, welche durch den Innenzahnkranz der Planetenrad-Untersetzergetriebeeinheit und den Ritzeldeckel gebildet sind.
-
DE 38 08 673 A1 bezieht sich auf einen Anschlag für das Ritzel eines Starters. Gemäß dieser Lösung ist an einer inneren Umfangsfläche einer Ritzelantriebswelle ein Bereich mit vergrößertem Querschnitt um eine vorbestimmte Länge ausgeformt. Dieser begrenzt einen Ringraum zwischen der inneren Umfangsfläche der Ritzelantriebswelle und der äußeren Umfangsfläche einer Kraftabgabewelle. Ein Absatz ist mit vergrößertem Querschnitt abschließenden Ende ausgeformt, wobei ein Anschlag derart vorgesehen ist, dass bei Bewegung der Ritzelantriebswelle nach vorn der Anschlag zur Begrenzung der Vorwärtsbewegung an den Absatz anschlägt und im Ruhezustand der Anschlag vollständig oder teilweise im Ringraum aufgenommen ist.
-
US 5,237,882 bezieht sich auf eine Startvorrichtung. Gemäß dieser Lösung besteht eine Kupplung zwischen einem Ringelement, welches in einer Nut eingelassen ist. Das Ringelement ist mit ausreichender Radialabmessung versehen, so dass dieses mit einem angetriebenen Kupplungselement zusammenwirkt.
-
Darstellung der Erfindung
-
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, auf die bisher eingesetzten Bauteile Sprengring und Haltering zu verzichten, mit denen bisher ein Ritzel, insbesondere ein Andrehritzel einer als Startvorrichtung ausgebildeten elektrischen Maschine gesichert war. Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend, wird eine geteilt ausgebildete Haltescheibe im Hinterschnitt des Andrehritzels platziert und ein vom Ritzel getrennter Rollenbund eingesetzt. Die Fixierung des Andrehritzels erfolgt bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung bei der Montage des Freilaufs durch die geteilt ausgebildete Haltescheibe in axiale Richtung. Eine Feder oder ein Federelement, welche das Starterritzel beaufschlagen, ist aufgrund des innenliegenden Einbaus vor zu hohen Fliehkräften geschützt. Das Andrehritzel stellt gegenüber dem Rollenbund ein separates Bauteil dar, welche innerhalb eines axialen Spiels relativ zueinander verschiebbar sind. Die Drehmomentübertragung erfolgt bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung, beispielsweise durch eine Klauenkupplung, oder eine andere formschlüssige Ausführung, so zum Beispiel einen Innensechsrund.
-
Den Einsatzerfordernissen angepasst, können zur Herstellung des Rollenbundes und zur Herstellung des Andrehritzels jeweils verschiedene Materialien eingesetzt werden. So kann zum Beispiel der Rollenbund aus einem druckfesten Material gefertigt werden, welches den auftretenden Hertzschen Pressungen widersteht, während das Andrehritzel, welches ein vom Rollenbund separiertes Bauteil darstellt aus einem Sintermaterial oder sogar aus einem Kunststoffmaterial hergestellt werden kann. Die beiden separaten Teile können aus unterschiedlichen Herstell- und Härteverfahren stammen und daher optimal auf die jeweils auftretenden mechanischen Belastungen abgestimmt werden. Für die Erstellung einer neuen Freilaufvariante zum Einsatz in der Startvorrichtung mit einer andersartigen Verzahnung, was applikationsabhängig sein kann, ist der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung lediglich das Andrehritzel auszutauschen.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnung
-
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
-
Es zeigt:
-
1 eine Startvorrichtung in einem Längsschnitt,
-
2 eine getrennte Ausführung von Starterritzel und Rollenbund und
-
3 die Klauenkupplung zwischen Andrehritzel und Rollenbund.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
1 zeigt eine Startvorrichtung in einem Längsschnitt.
-
In der 1 ist eine Startvorrichtung 10 dargestellt. Diese Startvorrichtung 10 weist beispielsweise einen Startermotor 13 und einen Vorspuraktuator 16 auf. Der Vorspuraktuator kann zum Beispiel als Einrückrelais oder Relais ausgebildet sein. Der Startermotor 13 und der Vorspuraktuator 16 sind an einem gemeinsamen Antriebslagerschild 19 befestigt. Der Startermotor 13 dient funktionell dazu, ein Andrehritzel 22 anzutreiben, wenn es im Zahnkranz 25 der hier nicht dargestellten Brennkraftmaschine eingespurt ist.
-
Der Startermotor 13 weist als Gehäuse ein Polrohr 28 auf, das an seinem Innenumfang Polschuhe 31 trägt, die jeweils von einer Erregerwicklung 34 umwickelt sind. Die Polschuhe 31 umgeben wiederum einen Anker 37, der ein aus Lamellen 40 aufgebautes Ankerpaket 43 und eine in Nuten 46 angeordnete Ankerwicklung 49 aufweist. Das Ankerpaket 43 ist auf eine Antriebswelle 44 aufgepresst. An dem dem Andrehritzel 22 abgewandten Ende der Antriebswelle 44 ist des Weiteren ein Kommutator 52 angebracht, der unter anderem aus einzelnen Kommutatorlamellen 55 aufgebaut ist. Die Kommutatorlamellen 55 sind in bekannter Weise mit der Ankerwicklung 49 derartig elektrisch verbunden, dass sich bei Bestromung der Kommutatorlamellen 55 durch Kohlebürsten 58 eine Drehbewegung des Ankers 37 im Polrohr 28 einstellt. Eine zwischen dem Vorspuraktuator 16 und dem Startermotor 13 angeordnete Stromzuführung 61 versorgt im Einschaltzustand sowohl die Kohlebürsten 58 als auch die Erregerwicklung 34 mit Strom. Die Antriebswelle 44 ist kommutatorseitig mit einem Wellenzapfen 64 in einem Gleitlager 67 abgestützt, das wiederum in einem Kommutatorlagerdeckel 70 ortsfest gehalten ist. Der Kommutatorlagerdeckel 70 wiederum wird mittels Zugankern 73, die über den Umfang des Polrohrs 28 verteilt angeordnet sind und zum Beispiel als 2, 3 oder 4 Schrauben ausgebildet sein können, im Antriebslagerschild 19 befestigt. Es stützt sich dabei das Polrohr 28 am Antriebslagerschild 19 ab und der Kommutatorlagerdeckel 70 am Polrohr 28.
-
In Antriebsrichtung schließt sich an den Anker 37 ein Sonnenrad 80 an, welches Teil eines Umlaufgetriebes, so z. B. eines Planetengetriebes 83 ist. Das Sonnenrad 80 ist von mehreren Planetenrädern 86 umgeben, üblicherweise drei Planetenräder 86, die mittels Wälzlagern 89 auf Achszapfen 92 abgestützt sind. Die Planetenräder 86 wälzen in einem Hohlrad 95 ab, das im Polrohr 28 außenseitig gelagert ist. In Richtung zur Abtriebsseite hin schließt sich an die Planetenräder 86 ein Planetenträger 98 an, in dem die Achszapfen 92 aufgenommen sind. Der Planetenträger 98 wird wiederum in einem Zwischenlager 101 und einem darin angeordneten Gleitlager 104 gelagert. Das Zwischenlager 101 ist derartig topfförmig konfiguriert, dass in diesem sowohl der Planetenträger 98 als auch die Planetenräder 86 aufgenommen sind. Des Weiteren ist im topfförmigen Zwischenlager 101 das Hohlrad 95 angeordnet, das letztlich durch einen Deckel 107 gegenüber dem Anker 37 geschlossen ist. Auch das Zwischenlager 101 stützt sich mit seinem Außenumfang an der Innenseite des Polrohrs 28 ab. Der Anker 37 weist auf dem vom Kommutator 52 abgewandten Ende der Antriebswelle 44 einen weiteren Wellenzapfen 110 auf, der ebenfalls in einem Gleitlager 113 aufgenommen ist. Das Gleitlager 113 wiederum ist in einer zentralen Bohrung des Planetenträgers aufgenommen. Der Planetenträger 98 ist einstückig mit der Abtriebswelle 116 verbunden. Die Abtriebswelle 116 ist mit ihrem vom Zwischenlager 101 abgewandten Ende 119 in einem weiteren Lager 122, welches im Antriebslagerschild 19 befestigt ist, abgestützt. Die Abtriebswelle 116 ist in verschiedene Abschnitte aufgeteilt: So folgt dem Abschnitt, der im Gleitlager 104 des Zwischenlagers 101 angeordnet ist, ein Abschnitt mit einer Geradverzahnung 125 (Innenverzahnung), die Teil einer Wellen-Nabe-Verbindung 128 ist. Diese Wellen-Nabe-Verbindung 128 ermöglicht in diesem Falle das axial geradlinige Gleiten eines Mitnehmers 131. Der Mitnehmer 131 ist als hülsenartiger Fortsatz ausgebildet, der einstückig mit einem topfförmigen Außenring 132 des Freilaufes 137 ausgebildet ist. Dieser Freilauf 137 (Richtgesperre) besteht des Weiteren aus einem Innenring 140, der radial innerhalb des Außenringes 132 angeordnet ist. Zwischen dem Innenring 140 und dem Außenring 132 sind Klemmkörper 138 angeordnet. Die Klemmkörper 138 verhindern in Zusammenwirkung mit dem Innenring 140 und dem Außenring 132 eine Relativdrehung zwischen dem Außenring 132 und dem Innenring 140 in eine zweite Richtung. Mit anderen Worten: Der Freilauf 137 ermöglicht eine Relativbewegung zwischen dem Innenring 140 und dem Außenring 132 lediglich in eine Richtung. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Innenring 140 einstückig mit dem Andrehritzel 22 und dessen Schrägverzahnung 143 (Außenschrägverzahnung) ausgeführt. Das Andrehritzel 22 kann alternativ auch als geradverzahntes Ritzel ausgeführt sein. Statt elektromagnetisch erregter Polschuhe 31 mit Erregerwicklung 34 könnten auch permanent magnetisch erregte Pole verwendet werden.
-
Der Vollständigkeit halber sei hier noch auf den Einspurmechanismus eingegangen. Der Vorspuraktuator 16 weist einen Bolzen 150 auf, der einen elektrischen Kontakt darstellt und der an den Pluspol einer elektrischen Starterbatterie, die in 1 nicht dargestellt ist, angeschlossen ist. Der Bolzen 150 ist durch einen Deckel 153 hindurchgeführt. Der Deckel 153 schließt ein Gehäuse 156 ab, das mittels mehrerer Befestigungselemente 159, so zum Beispiel Schrauben, am Antriebslagerschild 19 befestigt ist. Im Vorspuraktuator 16 ist weiterhin eine Wicklung 162 und eine Wicklung 165 angeordnet. Die Wicklung 162 und die Wicklung 165 bewirken beide jeweils im eingeschalteten. Zustand ein elektromagnetisches Feld, welches sowohl das Gehäuse 156 (aus elektromagnetisch leitfähigem Material), einen linear beweglichen Anker 168 und einen Ankerrückschluss 171 durchströmt. Der Anker 168 trägt eine Schubstange 74, die beim linearen Einzug des Ankers 168 in Richtung zu einem Schaltbolzen 177 bewegt wird. Mit dieser Bewegung der Schubstange 174 zum Schaltbolzen 177 hin, wird dieser aus seiner Ruhelage in Richtung zu zwei Kontakten 180 und 181 bewegt, so dass eine am zu den Kontakten 180 und 181 am Ende des Schaltbolzens 177 angebrachte Kontaktbrücke 184, beide Kontakte 180 und 181 elektrisch miteinander verbindet. Dadurch wird vom Bolzen 150 elektrische Leistung über die Kontaktbrücke 184 hinweg zur Stromzuführung 61 und damit zu den Kohlebürsten 58 geführt. Dabei wird der Startermotor 13 bestromt.
-
Der Vorspuraktuator 16 bzw. der Anker 168 haben darüber hinaus auch die Funktion, mit einem Zugelement 187 einen am Antriebslagerschild 19 drehbeweglich angeordneten Hebel 190 zu bewegen. Der Hebel 190, der üblicherweise als Gabelhebel ausgeführt ist, umgreift mit zwei hier nicht dargestellten Zinken an ihrem Außenumfang zwei Scheiben 193 und 194, um einen zwischen diesen eingeklemmten Mitnehmerring 197 zum Freilauf 137 hin gegen den Widerstand der Feder 200 zu bewegen und dadurch das Andrehritzel 22 in den Zahnkranz 25 der Verbrennungskraftmaschine einzuspuren.
-
2 zeigt eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung, bei der ein Andrehritzel und ein Rollenbund voneinander getrennte Bauteile darstellen.
-
Der Darstellung gemäß 2 ist zu entnehmen, dass das Andrehritzel 22 und ein Freilauf 137 derart ausgebildet sind, dass diese Komponenten voneinander separierte Bauteile darstellen. Das Andrehritzel 22 ist mit einer nicht näher dargestellten Außenverzahnung versehen. 2 zeigt des Weiteren, dass der Freilauf 137 einen Rollenbund 246 sowie Klemmkörper 138 aufweist. Diese sind von dem topfförmigen Außenring 132 des Freilaufs 137 umschlossen. Aus der Darstellung gemäß 2 geht hervor, dass die separaten Bauteile, d. h. der Rollenbund 246, des Freilaufs 137 und das von diesem getrennte Andrehritzel 22 über eine im geschlossenen Zustand 250 dargestellte Klauenkupplung 228 miteinander verbunden sind. Zur Darstellung der Klauenkupplung 228 weisen sowohl das Andrehritzel 22 als auch der Rollenbund 246 auf ihren jeweils einander zuweisenden Stirnseiten Axialverzahnungen 232 bzw. 236 auf. Dadurch kann vom Rollenbund 246 des die Klemmkörper 138 aufnehmenden topfförmigen Außenrings 132 des Freilaufs 137 ein Drehmoment entsprechend der Mitnahmerichtung des Freilaufs 137 auf das Andrehritzel 22 übertragen werden. Aus der Darstellung gemäß 2 geht des Weiteren hervor, dass eine Innenfeder 230 von den Axialverzahnungen 232 bzw. 236 des Andrehritzels 22 und des Rollenbundes 246 umschlossen ist. Dies stellt einen Schutz für die Innenfeder 230 dar, da aufgrund von deren innenliegendem Einbau die Innenfeder 230 vor zu hohen Fliehkräften geschützt werden kann. Durch die Innenfeder 230, die sich an den Stirnseiten von Andrehritzel 22 und Rollenbund 246 abstützt, ist sichergestellt, dass die beiden genannten Bauteile gegeneinander vorgespannt sind, jedoch in axiale Richtung bewegbar, insbesondere verschiebbar ausgebildet sind.
-
Die Axialfixierung des Andrehritzels 22 in Bezug auf die Baueinheit Freilauf 137 erfolgt durch eine insbesondere geteilt ausgebildete Haltescheibe 240. Die insbesondere geteilt ausgebildete Haltescheibe 240 ist an einem Hinterschnitt, vergleiche Position 244 in 3, befestigt und weist ein Axialspiel 242 auf, welches im in 2 dargestellten eingerückten Zustand 250 der Klauenkupplung 228 aufgrund der Wirkung der Innenfeder 230 „herausgedrückt” ist, jedoch zum Ausgleich von Verschiebungen vorliegt. Insbesondere ist die geteilt ausgebildete Haltescheibe 240 am Hinterschnitt 244 an der Außenseite der Axialverzahnung 232 des Andrehritzels 22 ausgebildet. Die geteilt ausgebildete Haltescheibe 240 schützt beim Verprägen des Freilaufs 137 Führungsscheiben aus Kunststoff vor zu hohen Kräften bzw. verteilen die auftretenden Kräfte auf eine relativ große Fläche. Die geteilt ausgebildete Haltescheibe 240 ist insbesondere gehärtet ausgebildet oder aus vorvergütetem Material gefertigt oder mit einer gleitfähigen Beschichtung, wie zum Beispiel Gleitlack gefertigt, welche die benötigten Materialeigenschaften aufweisen.
-
Der Darstellung gemäß 2 ist des Weiteren zu entnehmen, dass der topfförmig konfigurierte Außenring 132 des Freilaufs 137, der die Klemmkörper 138 umschließt, durch eine Feder 200 beaufschlagt ist, die sich an einem Anlageteller 224 abstützt. Der Darstellung gemäß 3 ist des Weiteren zu entnehmen, dass der Rollenbund 246 im topfförmig ausgebildeten Außenring 132 des Freilaufs 137 durch einen Ring 226 gesichert ist. Schließlich geht aus 2 hervor, dass der topfförmige Innenring auf der dem Andrehritzel 22 abgewandten Seite mit einer Innenverzahnung versehen ist, die hier als Schrägverzahnung ausgeführt ist. In diese hier im Ausführungsbeispiel gemäß 2 als Schrägverzahnung ausgebildete Verzahnung am topfförmigen Außenring 132 des Freilaufs 137 greift die Verzahnung ein, die am abtriebseitigen Ende des Planetenträgers 98 gemäß dem Umlaufgetriebe 83 gemäß 1 ausgebildet ist.
-
3 zeigt die miteinander in Eingriff stehenden Axialverzahnungen von Andrehritzel und Rollenbund.
-
In der Darstellung gemäß 3 ist die Innenfeder 230, über die das Andrehritzel 22 und der im Inneren des Freilaufs 137 befindliche Rollenbund 246 gegeneinander vorgespannt sind, aus Gründen der Darstellung weggelassen. Der Darstellung gemäß 3 ist aufgrund dessen zu entnehmen, dass die Axialverzahnungen 232 bzw. 236 im eingerückten Zustand 250 der Klauenkupplung 228 entsprechend ihrer Axialerstreckung ineinander greifen. Die Axialverzahnungen 232 bzw. 236, welche die Kupplungspartner der Klauenkupplung 228 darstellen, bewirken eine Kopplung zwischen dem Rollenbund 246 und dem Andrehritzel 22 derart, dass ein Drehmoment auf das Andrehritzel 22 übertragen werden kann. Dies gilt für den Fall, dass der Freilauf 137 in Mitnahmerichtung betrieben wird und die Klemmkörper 138 sich zwischen dem topfförmigen Außenring 132, vergleiche Darstellung in 2, und dem Rollenbund 246 so verklemmen, dass ein Drehmoment an das Andrehritzel 22 übertragen werden kann. Aus der Darstellung gemäß 3 geht des Weiteren hervor, dass der Rollenbund 246 im Freilauf 137 durch den Ring 226 gesichert ist. Die Axialfixierung zwischen dem Andrehritzel 22 und dem Rollenbund 246 des Freilaufs 137 erfolgt durch die insbesondere geteilt ausgeführte Haltescheibe 240, die an ihrem Innenradius auf eine Aufnahme 244 aufgenommen ist. Diese Aufnahme 244 befindet sich im Ausführungsbeispiel gemäß 3 auf der Außenseite, d. h. der Mantelfläche der am Andrehritzel 22 ausgebildeten Axialverzahnung 232. Komplementär zu dieser sind Einzelzähne 238 der Axialverzahnung 236, die am Rollenbund 246 ausgebildet ist, ausgeführt. Aufgrund der Axialfixierung unter Ausbildung des Axialspiels 242 gemäß der Darstellung in 2 wird erreicht, dass auf ein durchgehendes Bauteil in Gestalt einer Ritzelwelle, auf der das Andrehritzel 22 und der Rollenbund 246 andernfalls aufzunehmen wäre, entfallen kann, da die Axialsicherung des Andrehritzels 22 in Bezug auf die Baugruppe Freilauf 137 durch die insbesondere geteilt ausgebildete Haltescheibe 240 übernommen wird. Die Übertragung eines Drehmoments vom Rollenbund 246, der Teil des Freilaufs 137 ist, an das Andrehritzel 22 im in den Zahnkranz 25 der Brennkraftmaschine eingespurten Zustand erfolgt über die Klauenkupplung 228, wenn diese sich im in 2 dargestellten eingerückten Zustand 250 befindet.
-
Das in 2 dargestellte Axialspiel 242 ist abhängig von der sich in axiale Richtung erstreckenden Länge der Einzelzähne 234 bzw. 238 der die Klauenkupplung 228 darstellenden Axialverzahnungen 232 bzw. 236. Des Weiteren ist das Axialspiel 242 gemäß der Darstellung in 2 abhängig von dem Maß, welches die geteilt ausgebildete Haltescheibe 240 in einer dementsprechenden Nut, die an der Stirnseite des topfförmigen Außenrings 132 des Freilaufs 137 ausgebildet ist, zurücktretend ausgeführt ist.
-
Das Axialspiel 242 und die Anfederung zwischen den Komponenten der Axialverzahnungen 232, 236 des Andrehritzels 22 und des Rollenbundes 246 wird durch die Verschiebung der klauenartig ausgebildeten Einzelzähne 234 bzw. 238 in axiale Richtung in Bezug aufeinander, begrenzt. In einer zeichnerisch nicht dargestellten alternativen Ausführungsvariante können das Andrehritzel 22 und der Rollenbund 246 unterschiedliche Lagerdurchmesser aufweisen. Für diesen Fall wird zum Beispiel das Andrehritzel 22 direkt auf einer Welle gelagert und der Rollenbund 246 beispielsweise mit einer Buchse. Alternativ dazu, könnte der Rollenbund 246 direkt auf der Welle gelagert werden und das Andrehritzel 22 mittels einer Buchse gelagert sein.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 69100037 T2 [0001]
- DE 3808673 A1 [0002]
- US 5237882 [0003]
