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Stand der Technik
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Aus der
DE 196 25 057 ist beispielhaft eine Startvorrichtung bekannt. Diese Startvorrichtung weist eine Antriebswelle auf, die an einem vom Startermotor abgewandten Ende in einem sogenannten Antriebslagerschild gelagert ist. Die Antriebswelle wird hierzu beispielsweise in einer Gleitlagerbuchse gelagert. Darüber hinaus existieren praktisch ausgeführte Startvorrichtungen, bei denen die Lagerbuchse durch eine sogenannte Nadelhülse (Rollenlager) ersetzt ist. Der aus der oben genannten Schrift bekannten Startvorrichtung kann des Weiteren entnommen werden, dass zwischen dem Andrehritzel und der Lagerstelle im Antriebslagerschild in der Antriebswelle ein sogenannter Einstich eingebracht ist. Dieser Einstich ist eine umlaufende Nut mit üblicherweise halbkreisförmigem Querschnitt, in dem ein Sicherungsring (Sprengring) angeordnet ist. Der Sicherungsring dient dazu, einen Anschlagring ortsfest zu halten. Hierzu ist der Anschlagring über den Sicherungsring übergeschoben und mit einer Schnappverbindung am Sicherungsring gehalten.
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Bei dieser insgesamt weit verbreiteten Lösung ist nachteilig, dass der erwähnte Einstich zu einer verringerten bzw. relativ geringen Biegewechselfestigkeit der Antriebswelle in diesem Bereich führt. Aus diesem Grund ist es dort aus Festigkeitsgründen erforderlich, einen verhältnismäßig großen Durchmesser der Antriebswelle vorzusehen, auf dem das Ritzel gleitet. Dies beschränkt zudem die Anzahl der Zähne des Andrehritzels. D. h. eine Mindestzahl an Zähnen kann praktischerweise nicht unterschritten werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Mit der vorgeschlagenen Lösung wird angestrebt eine insgesamt robustere Gestaltung einer Startvorrichtung zu erreichen. Dies ist beispielsweise bereits dadurch möglich, dass der Einstich für den Anschlagring entfallen kann, weil beispielsweise der Anschlag in das Führungsmittel integriert werden kann. Das Führungsmittel entspricht dem Teil, das getrennt von der Antriebswelle im Antriebslager gelagert ist. Der Anschlag kann beispielsweise ein Absatz im Führungsmittel sein oder beispielsweise ein auf das Führungsmittel aufgeschrumpftes Teil, das durch eine Presspassung auf dem Führungsmittel durch Haftreibung gehalten ist.
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Während bei der bisher bekannten Variante mit einem Einstich beispielsweise eine verhältnismäßig stark ausgeführte Antriebswelle erforderlich ist, kann durch den hier erfindungsgemäß vorgesehenen Aufbau ein im Durchmesser verringerter Bereich des Führungsmittels vorgesehen werden. Dies ermöglicht bei gleichen Zahnkränzen kleinere Starterritzel als bisher.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Führungsmittel verdrehfest im Antriebslager gehalten ist Hierzu wird das Führungsmittel, beispielsweise in Gestalt einer Achse, in ein Loch im Antriebslager eingepresst (Presspassung), oder eingeklebt oder eingeschraubt Einkleben bedeutet, dass das Führungsmittel mit seinem zu fügenden Abschnitt mittels Klebstoff in der Öffnung des Antriebslagers gehalten wird.
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Einschrauben bedeutet, dass das Führungsmittel an der zu fügenden Stelle bzw. dem zu fügenden Abschnitt ein Einschraubgewinde aufweist Die Öffnung im Antriebslagerschild als Gegenstück weist in der entsprechenden Öffnung ein passendes Gegengewinde auf. Es ist dabei vorgesehen, dass die Einschraubrichtung der Drehrichtung der Antriebswelle im Betriebszustand der Startvorrichtung entspricht. Dadurch ist gewährleistet, dass sich im normalen Betrieb das Führungsmittel nicht löst. Alternativ wird angegeben, dass das Führungsmittel auch eingegossen werden kann. Dies bedeutet, dass das Führungsmittel in eine Ausnehmung einer Gussform eingesetzt wird und im Anschluss daran das Antriebslager in der Gussform hergestellt wird. Man erhält so eine feste – ggf. intermetallische – Verbindung zwischen dem Führungsmittel und dem Antriebslagerschild. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Führungsmittel mit einer Hartbeschichtung versehen ist. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Antriebswelle eine Öffnung aufweist, durch die die Antriebswelle auf dem Führungsmittel geführt ist. Es ist dabei vorgesehen, dass die Oberfläche der Öffnung entweder mit einer Hartbeschichtung oder mit einer Gleitbuchse versehen ist.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Führungsmittel entweder einen einstückig angeformten oder einen montierten Anschlag aufweist.
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Kurze Beschreibungen der Zeichnungen
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Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand von Figuren näher erläutert:
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Es zeigen:
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1 einen Längsschnitt durch eine Startvorrichtung,
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2 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Startvorrichtung,
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3 verschiedene Ausführungsbeispiele für Führungsmittel im Antriebslagerschild (3a bis 3d).
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Gleiche Bezugszahlen bezeichnen gleiche Teile.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt eine Startvorrichtung 10 in einem Längsschnitt. Diese Startvorrichtung 10 weist beispielsweise eine Startermotor 13 und ein Einrückrelais 16 auf. Der Startermotor 13 und das Einrückrelais 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 eingespult ist.
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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 derart elektrisch verbunden, dass sich bei Bestromung der Kommutatorlamellen 55 durch Kohlbürsten 58 eine Drehbewegung des Ankers 37 im Polrohr 28 ergibt. Eine zwischen dem Einspurrelais 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, welches wiederum in einem Kommutatorlagerdeckel 70 ortsfest gehalten ist Der Kommutatordeckel 70 wiederum wird mittels Zugankern 73, die über den Umfang des Polrohrs 28 verteilt angeordnet sind (Schrauben, beispielsweise zwei, drei oder vier Stück) 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 sogenanntes Sonnenrad 80 an, das Teil 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 schließt sich an die Planetenräder 86 ein Planetenträger 98 an, in dem die Achszapfen 92 aufgenommen sind. Der Planetenträger 98 wird wiederum ein einem Zwischenlager 101 und einem darin angeordneten Gleitlager 104 gelagert Das Zwischenlager 101 ist derartig topfförmig gestaltet, 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, welches 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 101 auf, der ebenfalls in einem Gleitlager 113 aufgenommen ist. Das Gleitlager 113 wiederum ist in einer zentralen Bohrung des Planetenträgers 98 aufgenommen. Der Planetenträger 98 ist einstückig mit der Abtriebswelle 116 verbunden. Auf dieser Abtriebswelle 116 ist eine Ritzelwelle 117 angeordnet 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 sogenannten Welle-Nabe-Verbindung 128. Diese Welle-Nabe-Verbindung 128 ermöglicht in diesem Fall das Gleiten eines Mitnehmers 131. Dieser Mitnehmer 131 ist ein hülsenartiger Fortsatz, der einstückig mit einem topfförmigen Außenring 132 des Freilaufs ausgebildet ist. Dieser Freilauf 137 besteht des weiteren aus einem Innenring 140, der radial innerhalb des Außenrings 132 angeordnet ist Zwischen dem Innenring 140 und dem Außenring 132 sind Klemmkörper 138 angeordnet. Diese Klemmkörper 138 verhindern in Zusammenwirkung mit dem Innen- und dem Außenring eine Relativdrehung zwischen dem Außen- und dem Innenring in einer zweiten Richtung. Mit andern Worten: der Freilauf 137 ermöglicht eine Relativbewegung zwischen Innenring 140 und Außenring 132 nur in eine Richtung. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Innenring 140 einstückig mit dem Andrehritzel 22 und dessen Verzahnung 143 ausgeführt. Das Andrehritzel 22 gleitet jedoch nicht nur auf der Abtriebswelle 116, sondern auch auf dem Führungsmittel 144, das hier als rotationssymmetrische Achse ausgeführt ist. Dieses Führungsmittel 144 steckt mit einem Ende 145, welches vom Startermotor 13 abgewandt ist in einer Öffnung 146 des Antriebslagerschilds 19. In diesem Beispiel weist das Führungsmittel 144 einen Anschlag 147 auf. Dieser Anschlag 147 liegt im Beispiel bündig an einer dem Andrehritzel 22 zugewandten Oberfläche des Antriebslagerschilds 19 an.
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Das Einspuren des Andrehritzels 22 funktioniert dabei derart, dass der Mitnehmer 131 auf einem Abschnitt der Abtriebswelle 116 in diesem Fall drehverschieblich gelagert ist. Hierzu greift eine Innenverzahnung des Mitnehmers 131 in eine Außenverzahnung auf der Abtriebswelle 116. Dabei gleitet der Innenring 140 auf einem Ende der Abtriebswelle 116, welches zum Führungsmittel 144 gerichtet ist. Der Mitnehmer 131 kann hierbei bspw. mittels eines Bajonettanschlags in Richtung zum Andrehritzel 22 anschlagen. In der Ruhelage ist mindestens ein Teil des Andrehritzels 22 auch auf dem Führungsmittel 144 gelagert. Durch das Verschwenken des Hebels 190 wird das Andrehritzel 22 jedoch weiter in diesem Fall nach links in Richtung zum Anschlag 147 bzw. Antriebslager 19 geschoben, bis es am Anschlag 147 angelangt ist Dabei greift das Andrehritzel 22 in den Zahnkranz 25 ein.
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In 1 ist somit eine Startvorrichtung 10 gezeigt, die zum Andrehen von Brennkraftmaschinen dient Diese Startvorrichtung 10 weist ein Antriebslager 19 auf und auch eine Ritzelwelle 117. Das Antriebslager 19 dient mittelbar zur Lagerung der Ritzelwelle 117. Hierzu ist ein Führungsmittel 144 vorhanden, welches im Antriebslager 19 abgestützt ist und auf dem die Ritzelwelle 117 axial verschiebbar gelagert ist. Es ist dabei vorgesehen, dass eine Abtriebswelle 116 vorhanden ist, über die die Ritzelwelle 117 antreibbar ist, wobei die Abtriebswelle 116 und das Führungsmittel 144 zusammen mindestens zweiteilig sind. Wie beispielsweise der 1 entnommen werden kann, ist zwischen dem Führungsmittel 144 und der Abtriebswelle 116 ein Abstand 148 bzw. Zwischenraum, den man auch als Fuge bezeichnen könnte. Das Führungsmittel 114 ist verdrehfest im Antriebslagerschild 19 gehalten. Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 1 ist es dort in die Öffnung 146 eingepresst Dies heißt, dass die Öffnung 146 im nichteingepressten Zustand im Durchmesser kleiner ist als das Ende 145 des Führungsmittels 144 (Presspassung). Alternativ gilt für alle Ausführungsbeispiele, dass das Führungsmittel 144 auch in das Antriebslagerschild 19 eingegossen sein kann. Eingießen bedeutet, dass beim Fertigungsprozess für das Antriebslagerschild 19 (Gießprozess) in die Gussform in eine vorgesehene Aussparung dort das Führungsmittel 144 eingesetzt wird, und im Anschluss daran das Material des Antriebslagerschilds 19 in die Gussform eingebracht wird. Bei diesem Einbringen des Gussmaterials umschließt dieses das Führungsmittel 144 am Ende 145. Des Weiteren kann das Führungsmittel 144 alternativ auch in die Öffnung 146 des Antriebslagerschilds 19 eingeklebt sein. Eine weitere Alternative ist, dass das Führungsmittel 144 in die Öffnung 146 eingeschraubt ist. Hierzu weist die Öffnung 146 dann ein Gewinde auf, das mit einem Gewinde im Bereich des Endes 145 des Führungsmittels 144 korrespondiert. In diesem Fall wäre vorgesehen, dass das Gewinde derartig ausgeführt wäre, dass dieses in Drehrichtung des Andrehritzels 22 zu einem Festhalten des Führungsmittels 144 in der Öffnung 146 führen würde.
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Die 2 zeigt ausschnittweise ein zweites Ausführungsbeispiel einer Startvorrichtung 10. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel weist die Ritzelwelle und hier ganz besonders zwischen dem Andreritzel 22 und dem Innenring 140 ein Zwischenstück 200 auf. Dieses Zwischenstück 200 dient im wesentlichen in Richtung zum Andrehritzel 22 als Anschlag für eine Feder 202, welche zwischen dem Andrehritzel 22 und dem Zwischenstück 200 angeordnet ist Das Wellenstück 204, welches unter anderem den Innenring 140, das Zwischenstück 200 mit dem bereits erwähnten Absatz 201 und dem Rohrabschnitt 205 sowie einem Ritzelsitz 210 ist hier etwas länger ausgeführt als beim Ausführungsbeispiel 1. Der Ritzelsitz 210 ist hier beispielsweise mit einer Mitnehmergeometrie 212 ausgestattet, die beispielsweise eine Außenverzahnung auf dem Ritzelsitz 210 und eine Innenverzahnung am Innenumfang des Andrehritzels 22 besteht. Die bereits erwähnte Feder 202 drückt zwischen dem Absatz 201 und einer zum Innenring 140 gerichteten Seite des Andrehritzels 22. Das Andrehritzel 22 wird dabei gegen einen Wellensicherungsring 220 gedrückt. Das Andrehritzel 22 ist dabei axial verschieblich gegen die Federkraft der Feder 202 in Richtung zum Innenring 140 verschiebbar. Im Beispiel weist das Führungsmittel 144 einen montierten Anschlag 147 auf. Dieser Anschlag 147 ist hier mittels einer Presspassung auf dem Führungsmittel 144 positioniert. Das Führungsmittel 144 steckt wiederum in einer Öffnung 146 des Antriebslagerschilds 19. Für die Befestigungsmethoden zwischen Antriebslagerschild 19 und Führungsmittel 144 gelten die bereits erwähnten Möglichkeiten bzw. Alternativen.
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Um möglichst den Innendurchmesser des Ritzelsitzes 210 gegenüber dem Führungsmittel 144 klein halten zu können, ist vorgesehen, dass das Führungsmittel 144 mit einer Hartbeschichtung 230 versehen ist Solche Hartbeschichtungen 230 dienen dazu, vor allem nicht geschmierte Gleitpaarungen so verschleißfest wie möglich auszubilden.
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Umgekehrt ist es von Vorteil, auch oder nur die Innenoberfläche des Ritzelsitzes 210, das heißt die Innenoberfläche, welche zylindrisch ausgeführt ist und direkt gegenüber dem Führungsmittel 144 angeordnet ist, ebenfalls mit einer Hartbeschichtung zu versehen. Alternativ kann das Wellenstück 204 an dieser Stelle auch mit einer Gleitbuchse versehen werden, die auf dem Führungsmittel 144 gleitet. Es ist somit vorgesehen, dass die Ritzelwelle 117 eine Öffnung 240 aufweist, durch die die Ritzelwelle 117 auf dem Führungsmittel 144 geführt ist, wobei eine Oberfläche 243 der Öffnung 240 mit einer Hartbeschichtung 230 oder einer Gleitbuchse versehen ist.
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In 3a, 3b, 3c und 3d sind verschiedene Ausführungsbeispiele für Führungsmittel 144 dargestellt In 3a ist ein Führungsmittel 144 gezeigt, welches im wesentlichen als zylindrische Achse ausgeführt ist. Dieses Führungsmittel 144 steckt im Antriebslagerschild 19, ein Anschlag 147 ist auf dem Führungsmittel 144 separat montiert, beispielsweise durch Schrumpfen. Dort ist auch ein Andrehritzel 22 gezeigt bzw. die Oberfläche 243, welche eine Gleitbuchse 250 trägt In 3b ist ein Führungsmittel 144 im Antriebslager 19 gezeigt, welches mit einem angeformten Anschlag 147 ausgestattet ist.
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In 3c zeigt das Führungsmittel 144 einen Absatz 260, der eine Montagehilfe für das Führungsmittel 144 darstellt Er dient als Anschlag bei der Montage im Antriebslagerschild 19. Die 3d zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Führungsmittels 144, wobei ein Durchmesser des Führungsmittels 144 in dem Bereich kleiner ist, wo das Andrehritzel 22 gleitet als dort, wo das Führungsmittel 144 im Antriebslagerschild 19 steckt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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