DE102011086767A1

DE102011086767A1 - Drehmomentübertragungseinrichtung

Info

Publication number: DE102011086767A1
Application number: DE102011086767A
Authority: DE
Inventors: Urban Panther
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2011-11-22
Publication date: 2012-06-21
Also published as: WO2012079558A3; DE112011104432A5; WO2012079558A2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung zum Starten einer Brennkraftmaschine, mit einem Lager und einem Freilauf, der zur Drehmomentübertragung zwischen einen Anlasserkranz und eine Kurbelwelle geschaltet ist.Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Lager und der Freilauf parallel angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung zum Starten einer Brennkraftmaschine, mit einem Lager und einem Freilauf, der zur Drehmomentübertragung zwischen einen Anlasserkranz und eine Kurbelwelle geschaltet ist.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 103 43 400 A1 und den europäischen Patentanmeldungen EP 1 293 665 A2 , EP 1 748 181 A2 sind gattungsgemäße Drehmomentübertragungseinrichtungen bekannt, bei denen der Freilauf radial außerhalb oder radial innerhalb der Lagereinrichtung angeordnet ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 für ein Starter-System mit einem permanent eingespurten Starter, insbesondere im Hinblick auf den benötigten axialen Bauraum, weiter zu verbessern.
Die Aufgabe ist bei einer Drehmomentübertragungseinrichtung zum Starten einer Brennkraftmaschine, mit einem Lager und einem Freilauf, der zur Drehmomentübertragung zwischen einen Anlasserkranz und eine Kurbelwelle geschaltet ist, dadurch gelöst, dass das Lager und der Freilauf parallel angeordnet sind. Das Lager ist vorzugsweise als Wälzlager ausgeführt. Durch die parallele Anordnung von Lager und Freilauf wird eine kompakte Drehmomentübertragungseinrichtung mit einer geringen Verlustleistung im Fahrbetrieb geschaffen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Lager und der Freilauf einen gemeinsamen Innenring und/oder einen gemeinsamen Außenring aufweisen. Das Lager und der Freilauf weisen vorzugsweise einen gemeinsamen Innenring und einen gemeinsamen Außenring auf. Dadurch wird die Anzahl der benötigten Bauteile reduziert.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Lager und der Freilauf radial innerhalb einer Radialwellendichtreinrichtung angeordnet sind. Durch die parallele Anordnung von Lager und Freilauf kann die Radialwellendichteinrichtung im Vergleich zu herkömmlichen Drehmomentübertragungseinrichtungen radial weiter innen angeordnet werden. Dadurch können im Betrieb auftretende Reibungsverluste an der Radialwellendichteinrichtung reduziert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Radialwellendichteinrichtung einen Radialwellendichtring umfasst, der in einen Außenring beziehungsweise den Außenring des Lagers und des Freilaufs integriert ist. Dadurch wird die Anzahl der benötigten Bauteile weiter reduziert. Der Radialwellendichtring ist vorzugsweise aus einem gleitmodifizierten Elastomeren gebildet und ohne Wurmfeder ausgeführt, so dass die Reibleistung minimiert wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Radialwellendichtring von einem im Querschnitt U-förmigen Aufnahmebereich umgeben ist, der einstückig mit dem Außenring verbunden ist. Der im Querschnitt U-förmige Aufnahmebereich umfasst vorzugsweise eine sich in radialer Richtung erstreckende Basis, von der zwei Schenkel abgewinkelt sind. Die Öffnung des U-förmigen Aufnahmebereichs ist vorzugsweise von der Kurbelwelle abgewandt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Radialwellendichtring an einem Blechteil abgestützt ist. Das Blechteil kann relativ dünn ausgeführt sein und ist vorzugsweise am Ende der Kurbelwelle befestigt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Radialwellendichtring außen an dem U-förmigen Aufnahmebereich des Außenrings abgestützt ist. Der weitere Radialwellendichtring ist vorzugsweise an dem radial äußeren Schenkel des U-förmigen Aufnahmebereichs des Außenrings abgestützt. Der weitere Radialwellendichtring ist in radialer Richtung zwischen dem Außenring und einem Gehäuse, zum Beispiel einem Motorgehäuse oder Kurbelgehäuse, angeordnet. Der weitere Radialwellendichtring ist radial außerhalb des U-förmigen Aufnahmebereichs des Außenrings angeordnet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf als Klemmkörperfreilauf mit Klemmkörpern ausgeführt ist, deren Schwerpunkte radial außerhalb und in Umfangsrichtung versetzt zu Kontaktpunkten zwischen einem beziehungsweise dem Innenring und den Klemmkörpern angeordnet sind. Die Schwerpunkte der Klemmkörper sind vorzugsweise so in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind, dass das Schleppmoment des Freilaufs über eine Motordrehzahl abnimmt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf durch eine Wurmfeder angefedert ist. Der Freilauf umfasst einen Freilaufkäfig, durch den die Klemmkörper gehalten werden. Die Wurmfeder ist vorzugsweise radial außerhalb des Freilaufkäfigs angeordnet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Lager als Kugelrollenlager ausgeführt ist. Das Lager kann auch als Vierpunktlager oder als Nadellager mit Bund ausgeführt sein. Die Ausführung als Kugelrollenlager ermöglicht eine besonders kompakte Bauweise.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Starter-System mit einem permanent eingespurten Starter, der eine vorab beschriebene Drehmomentübertragungseinrichtung umfasst.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Drehmomentübertragungseinrichtung im Halbschnitt;
2 einen vergrößerten Ausschnitt aus 1;
3 einen Ausschnitt aus 2 im Halbschnitt;
4 eine Seitenansicht des Ausschnitts aus 3 und
5 einen vergrößerten Ausschnitt aus 4.
In den 1 bis 5 ist eine erfindungsgemäße Drehmomentübertragungseinrichtung 1 in verschiedenen Ansichten und Ausschnitten dargestellt. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 gehört zu einem Starter-System eines Kraftfahrzeugs mit einem permanent eingespurten Starter. Der permanent eingespurte Starter ermöglicht zum Beispiel einen Start-Stopp-Betrieb einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs. Von der Brennkraftmaschine geht eine Kurbelwelle 4 aus, die einem Gehäuse 5 angeordnet ist. Bei dem Gehäuse 5 handelt es sich zum Beispiel um ein Motorgehäuse oder ein Kurbelgehäuse.
Die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 umfasst eine besonders kompakte Baueinheit 8 zur Übertragung eines Drehmoments zwischen einem Flanschteil 10, an welchem außen ein Anlasserkranz 12 befestigt ist, und der Kurbelwelle 4 der Brennkraftmaschine. Die kompakte Baueinheit 8 ist in 2 vergrößert dargestellt.
In 2 sieht man, dass die Kurbelwelle 4 an ihrem dargestellten Ende einen Bund 14 mit einem Absatz 15 aufweist. Auf dem Absatz 15 der Kurbelwelle 4 sind ein Freilauf 18 und ein Lager 20 parallel angeordnet. Der Freilauf 18 und das Lager 20 haben einen gemeinsamen Innenring 22, der, zum Beispiel durch einen Presssitz, auf dem Absatz 15 der Kurbelwelle 4 befestigt ist. Der Freilauf 18 und das Lager 20 haben auch einen gemeinsamen Außenring 24, der radial außerhalb des Innenrings 22 angeordnet ist.
Der Außenring 24 umfasst einen im Querschnitt U-förmigen Aufnahmebereich 25, der zur Aufnahme eines Radialwellendichtrings 28 dient. Der Radialwellendichtring 28 ist radial innen an einem Blechteil 29 abgestützt, das an der Kurbelwelle 4 befestigt ist. Radial außen liegt der Radialwellendichtring 28 an dem Außenring 24 an. Der U-förmige Aufnahmebereich 25 umfasst eine Basis 30, die sich in radialer Richtung erstreckt.
Die Begriffe axial und radial beziehen sich auf eine Drehachse 6 der Kurbelwelle 4. Axial bedeutet in Richtung oder parallel zur Drehachse 6. Radial bedeutet quer zur Drehachse 6. Von den Enden der Basis 30 sind zwei Schenkel 31, 32 in axialer Richtung abgewinkelt. Zwischen dem Innenring 22 und dem radial inneren Schenkel 31 des Außenrings 24 sind der Freilauf 18 und das Lager 20 angeordnet.
Von dem der Basis 30 abgewandten Ende des radial äußeren Schenkels 32 erstreckt sich ein Verbindungsteil 34 radial nach außen. Das Verbindungsteil 34 hat im Wesentlichen die Gestalt einer Ringscheibe. An dem Verbindungsteil 34 ist mit Hilfe von Nietverbindungselementen 35 das Flanschteil 10 befestigt, das den Anlasserkranz 12 trägt, der vorzugsweise als Zahnkranz mit einer Außenverzahnung ausgeführt ist.
Ein weiterer Radialwellendichtring 38 ist in radialer Richtung zwischen dem radial äußeren Schenkel 32 und einem inneren Umfangsrand 39 des Gehäuses 5 angeordnet.
In den 3 bis 5 sieht man, dass der Freilauf 18 einen Freilaufkäfig 40 und Klemmkörper 41 bis 43 umfasst. Die Klemmkörper 41 bis 43 des Freilaufs 18 sind radial außerhalb des Freilaufkäfigs 40 durch eine Wurmfeder 45 angefedert, wie man in 5 sieht. Ein Kontaktpunkt zwischen dem Klemmkörper 42 und dem Innenring 22 ist in 5 mit 51 bezeichnet.
Der Schwerpunkt 55 des Klemmkörpers 42 ist radial außerhalb des Kontaktpunkts 51 angeordnet. Der Schwerpunkt 55 des Klemmkörpers 42 liegt idealerweise rechts von einer Kontaktlinie 56 zwischen Innenring 22 und Klemmkörper 42, da somit das Schleppmoment des Freilaufs 18 über der Motordrehzahl abnimmt. Rechts bedeutet in 5 zu dem Klemmkörper 43 hin.
Bezugszeichenliste

1: Drehmomentübertragungseinrichtung
4: Kurbelwelle
5: Gehäuse
6: Drehachse
8: Baueinheit
10: Flanschteil
12: Anlasserkranz
14: Bund
15: Absatz
18: Freilauf
20: Lager
22: Innenring
24: Außenring
25: U-förmiger Aufnahmebereich
28: Radialwellendichtring
29: Blechteil
30: Basis
31: Schenkel
32: Schenkel
34: Verbindungsteil
35: Nietverbindungselement
38: Radialwellendichtring
39: Umfangsrand
40: Freilaufkäfig
41: Klemmkörper
42: Klemmkörper
43: Klemmkörper
45: Wurmfeder
51: Kontaktpunkt
55: Schwerpunkt
56: Kontaktlinie

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10343400 A1 [0002]
EP 1293665 A2 [0002]
EP 1748181 A2 [0002]

Claims

Drehmomentübertragungseinrichtung zum Starten einer Brennkraftmaschine, mit einem Lager (20) und einem Freilauf (18), der zur Drehmomentübertragung zwischen einen Anlasserkranz (12) und eine Kurbelwelle (4) geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (20) und der Freilauf (18) parallel angeordnet sind.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (20) und der Freilauf (18) einen gemeinsamen Innenring (22) und/oder einen gemeinsamen Außenring (24) aufweisen.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (20) und der Freilauf (18) radial innerhalb einer Radialwellendichteinrichtung angeordnet sind.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialwellendichteinrichtung einen Radialwellendichtring (28) umfasst, der in einen Außenring beziehungsweise den Außenring (24) des Lagers (20) und des Freilaufs (18) integriert ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialwellendichtring (28) von einem im Querschnitt U-förmigen Aufnahmebereich (25) umgeben ist, der einstückig mit dem Außenring (24) verbunden ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialwellendichtring (28) an einem Blechteil (29) abgestützt ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Radialwellendichtring (38) außen an dem U-förmigen Aufnahmebereich (25) des Außenrings (24) abgestützt ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf (18) als Klemmkörperfreilauf mit Klemmkörpern (41–43) ausgeführt ist, deren Schwerpunkte (55) radial außerhalb und in Umfangsrichtung versetzt zu Kontaktpunkten (51) zwischen einem beziehungsweise dem Innenring (22) und den Klemmkörpern (41–43) angeordnet ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf (18) durch eine Wurmfeder (45) angefedert ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (20) als Kugelrollenlager ausgeführt ist.