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Stand der Technik
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DE 29 15 062 A1 hat einen elektrischen Anlasser für eine Verbrennungskraftmaschine zum Gegenstand. Zur Sicherstellung der Anlage der Ritzelzähne eines Ritzelrades in den Zähnen eines Zahnkranzes der Verbrennungskraftmaschine wird ein Federelement eingesetzt. Das Federelement umfasst zwei schraubenförmig ausgebildete mittlere Teile, die entgegengesetzt zueinander gewickelt sind und mittels einer mittleren Schlaufe verbunden sind. Ein jeder der beiden schraubenförmig ausgebildeten mittleren Teile besitzt je eine Verlängerung in Form eines geraden Arms, wobei die schraubenförmig ausgebildeten, mittleren Teile der Feder mit Halterungsmitteln versehen sind. Die geraden Armen der beiden schraubenförmig ausgebildeten mittleren Teile stellen die Rückholwirkung sicher, während die mittlere Schlaufe einen federnd ausgebildeten, zurückweichenden Abstützpunkt für einen Steuerhebel des Antriebs darstellt.
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DE 33 17 071 A1 bezieht sich auf eine Gabel eines elektrischen Anlassers für Verbrennungskraftmaschinen. Ein Gabelarm und ein Schenkel der Gabel sind zueinander bewegbar und auf einem gemeinsamen Bolzen gelagert. Die beiden Teile, d.h. der Gabelarm und der Schenkel der Gabel sind untereinander elastisch über eine Feder verbunden. Der Oberteil des Gabelarmes und des Schenkels umfassen die Achse am Kern eines Schalters des Anlassers. Die Gabel kann aus Kunststoff oder aus metallischem Material hergestellt werden und ermöglicht eine kürzere Ausführung der Startvorrichtung gemäß DE 33 17 071 A1 und vereinfacht deren Konstruktion.
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DE 10 2007 061 106 A1 bezieht sich auf einen Starter für eine Brennkraftmaschine sowie ein Verfahren zur Montage eines Starters. Der Starter umfasst eine von einem Startermotor angetriebene Abtriebswelle, die eine in axiale Richtung der Abtriebswelle bewegliche Einspurvorrichtung trägt. Es ist ein zum Starten der Brennkraftmaschine mittels eines Starterrelais verschwenkbarer, zweiarmig ausgeführter Einrückhebel vorgesehen, der einen ersten und eine zweiten Hebelarm besitzt, wobei der erste Hebelarm formschlüssig mit einem parallel zur Achse der Abtriebswelle beweglich im Stellorgan des Starterrelais und der zweite Hebelarm mit einem Mitnehmer der Einspurvorrichtung in Eingriff steht. Der erste Hebelarm lässt sich durch Einführen eines Teiles des Stellorganes in eine Aussparung des ersten Hebelarms und durch eine anschließende Relativbewegung des Stellorganes und des Einrückhebels quer zur Achse der Abtriebswelle formschlüssig mit dem Stellorgan in Eingriff bringen. Bevorzugt ist das Stellorgan aus Kunststoffmaterial hergestellt.
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DE 697 04 094 T2 bezieht sich auf einen Anlasser mit einer verbesserten Antriebs- und Rückstellvorrichtung eines Andrehritzels. Der Anlasser umfasst einen elektrischen Anlassermotor, eine Ausgangswelle, die mittels des Anlassermotors durch eine Einwegkupplung angetrieben ist, die wiederum zur Übertragung einer Drehung in nur eine Richtung vorgesehen ist. Weiterhin umfasst der Anlasser ein Ritzelbewegungselement, das an der Ausgangswelle bewegbar befestigt ist und in einem Hohlrad des Planetengetriebes des Motors in Eingriff bringbar ist, ferner einen Elektromagnetschalter sowie eine Ritzeldruckeinrichtung, die einen Hebel, welche mit dem Elektromagnetschalter an einem Ende zusammenwirkt, aufweist. Das Ritzelbewegungselement ist in einer axialen Richtung relativ zur Einwegkupplung bewegbar. Es ist ein Kugellager vorgesehen, um mittels des Elektromagnetschalters durch den Hebel zum Vorwärtsbewegen und zum Rückbewegen des Ritzelbewegungselementes axial hin, zu und von dem Hohlrad des Planetengetriebes angetrieben zu werden. Das Kugellager weist einen Innenring auf, der mit dem Ritzelbewegungselement in Eingriff steht, ferner einen Außenring, der mit dem Hebel in Eingriff steht, sowie eine Lagerkugel, die zwischen Ringen angeordnet ist, um nur den Innenring zu veranlassen, sich mit dem Ritzelbewegungselement zu drehen.
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Bei der Entwicklung neuer Startergenerationen für Verbrennungskraftmaschinen wird angestrebt, eine Freilauffunktion der Startvorrichtung in ein Umlaufgetriebe, insbesondere in ein Planetengetriebe zu verlagern. Diese Entwicklungsrichtung wird auch als ortsfester Freilauf bezeichnet. Dadurch kann die Masse, die vom Vorspuraktuator, so zum Beispiel einem Einrückmagneten eines Einrückrelais zu bewegen ist, reduziert werden, so dass der Vorspuraktuator in diesem Falle kleiner dimensioniert werden kann. Daraus wiederum rührt das Problem, dass die Einspurfeder nicht mehr durch den Freilauf gegen zu hohe Drehzahlen geschützt werden kann und bei zu hohen Drehzahlen möglicherweise durch die dabei auftretenden Zentrifugalkräfte zerstört werden kann. Aus diesem Grunde soll die durch die Einspurfeder realisierte Andrückwirkung, die auf das Andrehritzel wirkt, an eine andere Stelle innerhalb der Startvorrichtung verlegt werden.
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Darstellung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, an einer elektrischen Maschine, insbesondere einer Startvorrichtung zum Andrehen von Verbrennungskraftmaschinen eine Verschmutzungssicherung vorzusehen, die eine Verzahnung, eine Führungsnut oder eine Gewindenut, insbesondere eine Führungsnut oder eine Steilgewindeverzahnung, mit der ein Andrehritzel auf einer Abtriebswelle gelagert ist, gegen eindringende Verschmutzungen, insbesondere gegen eindringendes Spritzwasser schützt. In der Regel wird das Andrehritzel mittels eines Stiftes auf der Abtriebswelle montiert, wobei in dieser eine Umfangsnut der Führungsnut bzw. der Steilgewindeverzahnung eingelassen ist. Der das Andrehritzel auf der Abtriebswelle fixierende Stift greift mit einem Ende in die Nut ein, die zur Vorderseite, d.h. zur Stirnseite des Andrehritzels hin gesehen, offen ist. Die mindestens eine offenliegende Nut wird durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Verschmutzungssicherung verschlossen, so dass ausgeschlossen ist, dass Wasser in die Nut eintritt, das bei ungünstiger Stellung der Nut sich dort sammelt und insbesondere bei niedrigen Außentemperaturen in der Nut gefriert, so dass Schäden bei Betätigung der Startvorrichtung auftreten können.
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Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Verschmutzungssicherung ist bevorzugt als ein Kunststoffspritzgussteil gefertigt, kann mit einer Außenverrippung versehen sein und umfasst einen fingerförmig ausgebildeten Ansatz, der in das offene Ende der mindestens einen Nut der Führungsnut bzw. Steilgewindeverzahnung, die zwischen dem Andrehritzel und der Abtriebswelle ausgebildet ist, eingreift. Die bevorzugt als Spritzgussbauteil gefertigte Verschmutzungssicherung umfasst an dem in das offene Ende der Nut hineinragenden fingerförmigen Ansatz beispielsweise einen Fixiernocken, der in eine Vertiefung der Nut eingreift und den fingerförmigen Ansatz aufgrund der Eigenelastizität desselben im offenen Ende der zu verschließenden Umfangsnut der Führungsnut, bzw. Steilgewindeverzahnung arretiert. In einer alternativen Ausführungsvariante kann die Verschmutzungssicherung mit einem anderen Innenseite ausgebildeten Rastring versehen sein. Der Rastring lässt sich beispielsweise so dimensionieren, dass dieser sowohl in einem Bereich der Verschmutzungssicherung, die in einem ersten geringeren Durchmesser ausgebildet ist, angeordnet werden kann. Darüber hinaus besteht in Abwandlung dieser Ausführungsmöglichkeit eine Alternative darin, den Rastring in einem Übergangsbereich, in dem die Verschmutzungssicherung auf dem Umfang der Abtriebswelle befestigt wird, anzubringen, sowie den Rastring auch in einem Bereich der Verschmutzungssicherung unterzubringen, der in eine Umlaufnut, die am Umfang der Abtriebswelle im Bereich ausgebildet ist, der einen zweiten größeren Durchmesser übersteigt.
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Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung verhindert zuverlässig das Eindringen von Spritzwasser in die Umfangsnut, dichtet dieses mithin gegen die Umgebung ab, so dass auch bei längeren Stillstandszeiten der Startvorrichtung ein Eindringen von Spritzwasser bzw. ein Eintrag von Verschmutzungen und eine damit einhergehende Beschädigung der Führungsnut, bzw. Steilgewindeverzahnung der Startvorrichtung ausgeschlossen ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
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Es zeigt:
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1 einen teilweisen Schnitt durch eine Startvorrichtung,
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2 die Lagerung des Andrehritzels auf der Abtriebswelle in vergrößertem Maßstab,
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3 eine weitere Ausführungsmöglichkeit der Arretierung der Verschmutzungssicherung am Umfang der Abtriebswelle,
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4 eine weitere Ausführungsmöglichkeit der Arretierung der Verschmutzungssicherung an einem Übergangsbereich der Abtriebswelle,
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5 eine Arretierungsmöglichkeit der Verschmutzungssicherung in einem Bereich der Abtriebswelle, der in vergrößertem Durchmesser ausgebildet ist und
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6 eine weitere Darstellung einer Fixierungsmöglichkeit der Verschmutzungssicherung.
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Ausführungsvarianten
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Der Darstellung gemäß 1 ist eine teilweise Darstellung einer als Startvorrichtung zum Andrehen von Verbrennungskraftmaschinen dienenden elektrischen Maschine zu entnehmen.
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Eine in 1 dargestellte Startvorrichtung 10 umfasst einen Startermotor 13 sowie einen an der Außenseite der Startvorrichtung 10 angeordneten Vorspuraktuator 16. Vom Vorspuraktuator 16 ist in der Darstellung gemäß 1 lediglich das Außengehäuse zu erkennen. Die Startvorrichtung 10 umfasst ein Antriebslagerschild 19, welches eine Öffnung 25 aufweist. Die Öffnung befindet sich an der Seite des Antriebslagerschildes 19. Im Bereich der Öffnung ragt ein Zahnkranz ein in 1 nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine, die über die Startvorrichtung 10 angedreht wird, hinein. Sowohl der Zahnkranz als auch die Verbrennungskraftmaschine sind in der Darstellung gemäß 1 nicht dargestellt. Auf der sich durch das Antriebslagerschild 19 erstreckenden Antriebswelle 28 ist ein Andrehritzel 22 mittels einer Verzahnung 82, insbesondere einer Steilgewindeverzahnung angeordnet. Aus der Darstellung gemäß 1 lässt sich entnehmen, dass die Abtriebswelle 28 einen ersten Durchmesser 34 aufweist, der innerhalb eines Übergangsbereiches 36 in einen zweiten Durchmesser 38 übergeht, der den ersten Durchmesser 34 übersteigt. Das Andrehritzel 22, welches mittels der Verzahnung 82 auf der Abtriebswelle 28 gelagert ist, umfasst eine Außenverzahnung 31. Die Außenverzahnung 31 kann als Geradverzahnung ausgebildet sein.
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In der Abtriebswelle 28 befindet sich eine Nut 40, die Teil der Verzahnung 82 ist. In die Nut 40 ragt ein unteres Ende eines Stiftes 78 hinein, mit welchem das Drehmoment der Abtriebswelle 28, aufgebracht durch den Startermotor 13 an das die Außenverzahnung 31 aufweisende Andrehritzel 22 übertragen wird.
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Die in der Darstellung gemäß 1 teilweise dargestellte Startvorrichtung 10 umfasst darüber hinaus auch eine Einrückmimik 42, bei welcher das Andrehritzel 22 einerseits betätigt wird und welche andererseits über den Vorspuraktuator 16 tätigbar ist, dessen Einzelheiten in der Darstellung gemäß 1 nicht wiedergegeben sind.
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Die Startvorrichtung 10 gemäß der Darstellung in 1 umfasst darüber hinaus ein Umlaufgetriebe 44, welches beispielsweise als Planetengetriebe ausgebildet sein kann. Um ein Sonnenrad 46 rotieren Planetenräder 56, die am Innenumfang eines Hohlrades 54 des Umlaufgetriebes 44 ablaufen. Die Planetenräder 56, bevorzugt handelt es sich um drei Stück, sind in einem Planetenträger 48 aufgenommen. Bezugszeichen 50 bezeichnet einen Anker des Startermotors 13, an dessen Umfang einzelne Ankerwicklungspakete 52 aufgenommen sind.
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Der Darstellung gemäß 1 ist darüber hinaus zu entnehmen, dass die Abtriebswelle 28 mittels eines Wellenlagers 60, welches eine Buchse 62 umfasst, mit ihrem Ende im Antriebslagerschild 19 gelagert ist. Auf dem Umfang der Abtriebswelle, insbesondere im Bereich des ersten Durchmessers 34, ist eine Verschmutzungssicherung 58 angeordnet. Die Verschmutzungssicherung 58 ragt in ein offenes, der Stirnseite des Andrehritzels 22 zuweisenden Ende der Nut 40 hinein und verschließt diese gegen Eintritt von Verschmutzungen von außen, insbesondere gegen Eintritt von Spritzwasser, welches bei ungünstiger Umfangslage der Nut 40 andernfalls beispielsweise über die Öffnung 25 im Antriebslagerschild 19 in die Nut 40 eintreten könnte.
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Der Darstellung gemäß 2 ist der Bereich des Andrehritzels, das auf der Abtriebswelle angeordnet ist, in vergrößertem Maßstab zu entnehmen.
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2 zeigt, dass die Verschmutzungssicherung 58, bei der es sich in der Regel um ein Kunststoffteil, insbesondere ein Kunststoffspritzgussteil handelt, auf der Abtriebswelle 28, insbesondere in deren Bereich, der im ersten Durchmesser 34 aufgenommen ist und sich mit einem fingerförmigen Ansatz 84 über den Übergangsbereich 56 der Abtriebswelle 28 erstreckt. Am Ende des fingerförmigen Ansatzes 84 befindet sich ein Rastnocken 66, der in eine Vertiefung 64 der Nut 40 am Umfang der Abtriebswelle 28 eingreift. Aus der Darstellung gemäß 2 ergibt sich, dass der fingerförmige Ansatz 84 ein offenes Ende 86 der Nut 40 verschließt. Eine Flanke der Nut 40 ist durch Bezugszeichen 80 bezeichnet. Aus der Darstellung gemäß 2 geht hervor, dass der Stift 78 mit seinem unteren Ende in die Nut 40 eingreift und bei Rotation der Abtriebswelle 28, die durch den Startermotor 13 angetrieben ist, das untere Ende des Stiftes 78 an der Nutflanke 80 der Nut 40 anliegt. Aus der Darstellung gemäß 2 geht hervor, dass das offene Ende 86 der Nut 40 durch den fingerförmigen Ansatz 84, an dem sich der Rastnocken 66 befindet, gegen Eintritt von Fremdkörpern von der Außenseite her verschlossen ist. Der Darstellung gemäß 2 lässt sich darüber hinaus entnehmen, dass sich die Nut 40 der Verzahnung 82 in dem Bereich der Abtriebswelle 28 befindet, die in dem größeren, d.h. dem zweiten Durchmesser 38 ausgeführt ist. Mit Bezugszeichen 31 ist in der Darstellung gemäß 2 in schematischer Weise die Außenverzahnung des Andrehritzels 22 bezeichnet.
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Den Darstellungen gemäß der 3, 4 und 5 lassen sich verschiedene Ausgestaltungsvarianten der Arretierung der Verschmutzungssicherung am Umfang der Abtriebswelle 28 entnehmen.
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Aus der Darstellung gemäß 3 geht zum Beispiel hervor, dass sich am Innenumfang der Verschmutzungssicherung 58 ein Rastring 70 befindet. Der Rastring 70 befindet sich in dem Bereich der Verschmutzungssicherung 58, die die Abtriebswelle 28 überdeckt, in der diese mit dem ersten Durchmesser 34 ausgestaltet ist. In diesem Abschnitt befindet sich eine erste Umlaufnut 68, die der Rastring 70 der Verschmutzungssicherung 58 einrastet. Die Verschmutzungssicherung 58 – hier dargestellt ohne Außenverrippung – liegt mit ihrem Innenumfang, ausgehend vom ersten Durchmesser 34 am Übergangsbereich 36 der Abtriebswelle 28 an und erstreckt sich teilweise an der Mantelfläche der Abtriebswelle 28, an dem diese im zweiten Durchmesser 38 ausgebildet ist.
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Der Darstellung gemäß 4 ist zu entnehmen, dass sich der Rastring 70 in dem Bereich der Verschmutzungssicherung 58 befindet, welche den Übergangsbereich 36 der Abtriebswelle 28 zwischen dem ersten Durchmesser 34 und dem zweiten Durchmesser 38 überdeckt. Der Rastring 70 rastet hier in eine zweite Umlaufnut 72 ein, der sich innerhalb des Übergangsbereiches 36 erstreckt.
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Der Darstellung gemäß 5 ist zu entnehmen, dass sich gemäß dieser Ausführungsvariante der Verschmutzungssicherung 58 der Rastring 70 in dem Bereich befindet, welcher die Abtriebswelle 28 in dem Bereich überdeckt, in dem diese mit dem zweiten Durchmesser 38 ausgebildet ist. Hier befindet sich eine dritte Umlaufnut 74, welche korrespondierend zur Geometrie des Rastrings 70 ausgebildet ist, so dass die Verschmutzungssicherung 58 einfach auf die Welle aufgeschoben werden kann und durch das Einschnappen des Rastringes 70 in der dritten Umlaufnut 74 in axiale Richtung befestigt ist.
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Den Darstellungen gemäß der 3, 4 und 5 ist das hier nur schematisch angedeutete Andrehritzel 22 zu entnehmen, welches mit der Außenverzahnung 31 versehen ist.
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Der Darstellung gemäß 6 ist zu entnehmen, dass die Verschmutzungssicherung 58 beispielsweise am Umfang der Abtriebswelle 28 im Bereich mit dem ersten Durchmesser 34 mittels einer Presspassung 88 fixiert werden kann. Anstelle der Presspassung wäre auch denkbar, die Verschmutzungssicherung 58 auf den Umfang der Abtriebswelle 38 aufzukleben oder diese auch kraftschlüssig am Außenumfang der Abtriebswelle 28 zu befestigen. Der Draufsicht gemäß 6 ist zu entnehmen, dass die Verschmutzungssicherung 58 den fingerförmigen Ansatz 84 aufweist, der sich in Richtung auf das offene Ende 86 der Nut 40 der Verzahnung 82 erstreckt. Hier durch gestrichelte Linien angedeutet, befindet sich an der Unterseite des fingerförmigen Ansatzes 84 der Rastnocken 66, der das offene Ende 84 der Nut 40 verschließend, in eine Vertiefung derselben, vergleiche Darstellung gemäß 2, eingreift. Die Nut 40 ist Teil der Verzahnung 82, mit welcher das in der Darstellung gemäß 6 nicht dargestellte Andrehritzel 22 auf dem Umfang der Abtriebswelle 28 gelagert ist. Wie in 6 angedeutet, kann sich die Presspassung 88, oder die kraftschlüssige Verbindung oder eine stoffschlüssige Verbindung über Verklebung beispielsweise der Verschmutzungssicherung 58 nicht nur in dem Bereich der Abtriebswelle 28 erstrecken, indem diese im ersten Durchmesser 34 ausgebildet ist, sondern der Befestigungsbereich kann sich auch in den Übergangsbereich 36 der Abtriebswelle 28 erstrecken, mit dem diese vom ersten Durchmesser 34 in den zweiten Durchmesser 38, der den ersten Durchmesser 34 übersteigt, übergeht. Die Verschmutzungssicherung 48 kann auch mit einer Außenverrippung versehen werden, die bei Einsatz geringstmöglichem Materialaufwandes die Festigkeit der als Kunststoffspritzgussbauteil gefertigten Verschmutzungssicherung 58 erhöht. Eine Außenverrippung kann auch in vorteilhafter Weise zur Ausrichtung der Verschmutzungssicherung 58 bei der Montage verwendet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2915062 A1 [0001]
- DE 3317071 A1 [0002]
- DE 102007061106 A1 [0003]
- DE 69704094 T2 [0004]
