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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage einer Startvorrichtung, insbesondere den Einbau einer Ankerwelle mit einstellbarem Axialspiel. Die Erfindung betrifft ferner eine Startvorrichtung mit einer Ankerwelle, deren Axialspiel eingestellt ist.
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Im Allgemeinen werden Starter beziehungsweise Anlasser als Startvorrichtung für Verbrennungsmaschinen eingesetzt, wobei der Startermotor während des Startvorgangs ein Drehmoment über die Ankerwelle auf das Ritzel überträgt. Das eingespurte Ritzel kann so den Zahnkranz der Verbrennungsmaschine antreiben. Die Ankerwelle ist bei derzeit in Serie befindlichen Ausführungsvarianten von Startern zwischen Kommutator und Übersetzergetriebe, insbesondere einem Planetengetriebe, angeordnet. Dort ist die Ankerwelle typischerweise in Sinterbuchsen gelagert.
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DE 1 944 721 A1 beschreibt einen Anlasser, der ein Gehäuse, ein gleichzeitig als Magnetjoch eines elektrischen Motors dienendes Motorgehäuse, einen in dem Elektromotor einen Magnetfluss erzeugenden Stator und einen auf einer Welle drehbaren Rotor aufweist. Außerhalb des Rotors weist die Welle einen genuteten und einen glatten Abschnitt von geringerem Durchmesser auf, wobei auf Letzterem axial verschiebbar das Abtriebsritzel geführt ist. Das Abtriebsritzel ist von einem teilweise hülsenförmig ausgebildeten Mitnehmer umschlossen, der auf der Welle längs verschiebbar angeordnet und von dieser mittels Nuten in Umfangsrichtung mitgenommen wird, die die gleiche Steigung aufweisen wie die Nuten des genuteten Abschnitts der Welle. Die Welle ist beidseitig im Gehäuse des Anlassers in Gleitlagern aufgenommen.
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DE 10 2009 027 092 A1 beschreibt eine elektrische Maschine, die eine in einem Gehäuse gelagerte Ankerwelle und einen Lagerdeckel umfasst. Die Ankerwelle ist kommutatorseitig in einem Lager aufgenommen, das einen Lagerbolzen umfasst. Das Ankerlängsspiel der Antriebswelle der elektrischen Maschine wird über einen Lagerbolzen eingestellt. Der Lagerbolzen wird in den Kommutatorlagerdeckel gefügt und der axiale Anschlag, zum Beispiel als separate Kugel oder Kugelform an der Ankerwelle in Punkt- oder Linienauflage eingestellt. Nach Einstellung des Ankerlängsspiels zwischen der Abtriebswelle, der Antriebswelle und dem Lagerbolzen wird der Lagerbolzen in den Kommutatorlagerdeckel gefügt.
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Der Anker und dessen Axialspiel werden typischerweise über eine axiale Führung im Kommutatorlager gehalten. Die Führung kann zum Beispiel eine Nut in der Ankerwelle mit einer Haltescheibe oder einen Lagerbolzen in Kombination mit einem kugelförmigen Axialanschlag umfassen, wobei das Axialspiel des Ankers von den Einzelteilen abhängt. Das Einstellen des Ankerlängsspiels erweist sich somit als schwierig, da es sich aus den beteiligten Einzeltoleranzen der Bauteile ergibt. Weiterhin kann aufgrund eines unzulässig hohen Ankerlängsspiels eine starke Geräuschentwicklung entstehen. Auch kann eine sehr hohe Schüttelbelastung der Startvorrichtung auftreten, was einen erhöhten Verschleiß in Bezug auf die Kohlebürsten und die Sinterbuchsen zur Folge hat und deren Lebensdauer negativ beeinträchtigt. Zusätzlich erfordern Verfahren zum Einstellen des Axialspiels der Ankerwelle, wie sie im Stand der Technik bekannt sind, den Einbau weiterer Montageteile, die einen höheren Aufwand im Bezug auf die Montageschritte bedeuten und zusätzlich hergestellt werden müssen.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Montage einer Startvorrichtung vorgeschlagen, wobei eine Ankerwelle mit einstellbarem Axialspiel in ein Gehäuse der Startvorrichtung eingebracht wird, das folgende Schritte umfasst:
- a) Anordnen der Ankerwelle und eines Lagers in einer Öffnung des Gehäuses, wobei ein Bereich der Ankerwelle außenseitig aus dem Gehäuse hervorsteht,
- b) Auflegen eines Halterings auf den außenseitigen Bereich der Ankerwelle,
- c) Einstellen eines Axialspiels der Ankerwelle,
- d) Aufpressen des Halteringes auf den außenseitigen Bereich der Ankerwelle.
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Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung zum Einbringen einer Ankerwelle in ein Gehäuse während der Montage einer Startvorrichtung ermöglicht es, das Axialspiel der Ankerwelle in einfacher und kostengünstiger Weise einzustellen. So hängt das Axialspiel nicht von einer Toleranzkette der Einzelteile ab, sondern kann explizit eingestellt werden. Das Aufpressen eines Halteringes auf den außenseitigen Bereich der Ankerwelle stellt eine besonders einfache und robuste Möglichkeit dar, das Axialspiel der Ankerwelle auf einen vorgegebenen Wert einzustellen. Auf diese Weise kann die Geräuschentwicklung und eine hohe Schüttelbelastung der Startvorrichtung stark reduziert werden. Mit eingestelltem Ankerlängspiel wird ferner insbesondere der Verschleiß der Kohlebürsten und der Lager minimiert. Somit kann die Lebensdauer der Startvorrichtung maßgeblich erhöht werden.
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Das Gehäuse der Startvorrichtung kann einteilig oder mehrteilig ausgestaltet sein. Bei einer mehrteiligen Ausführung des Gehäuses können Relais und Startermotor jeweils eigene Gehäuseteile umfassen, die mithilfe eines Schildes miteinander befestigt werden. Vorzugsweise umfasst das Gehäuse des Startermotors ein Polrohr, das kommutatorseitig durch einen Gehäusedeckel verschlossen wird. Die Öffnung des Gehäuses kann kommutatorseitig vorgesehen werden und befindet sich vorzugsweise in einem Gehäusedeckel, der das Gehäuse kommutatorseitig verschließt. Das Gehäuse kann weiterhin aus Aluminiummaterial zum Beispiel als Gussteil, Stanzbiegeteil oder ähnliches gefertigt sein.
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Beim Anordnen der Ankerwelle und eines Lagers in der Öffnung des Gehäuses, kann der Startermotor inklusive Ankerwelle vollständig oder teilweise in dem Polrohr enthalten sein. In diesem Fall kann das Lager in die Öffnung des Gehäusedeckels eingebracht werden und diese Unterbaueinheit auf die Ankerwelle aufgeschoben werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Ankerwelle mittels eines Gleitlagers verdrehbar in dem Gehäuse gelagert. Ein Gleitlager benötigt in der Regel einen geringeren Bauraum als beispielsweise Wälzlager und ist zudem kostengünstiger. Vorzugsweise umfasst das Gleitlager eine Lagerbuchse mit einem zylindrischen Lagerring und einem gehäuseseitigen Lagerbund. Zusätzlich kann ein Anschlagring oder ein Sicherungsring vorgesehen sein, so dass eine axiale Festlegung gewährleistet ist. In dem Gleitlager kann die Ankerwelle gegen den durch Gleitreibung verursachten Widerstand gleiten. Dabei kann der Widerstand niedrig gehalten werden, indem eine reibungsarme Materialpaarung oder Beschichtungen eingesetzt werden. Auch durch Schmierung bzw. durch Erzeugen eines Schmierfilms (Vollschmierung) können die Kontaktflächen voneinander getrennt werden. Das Gleitlager kann zum Beispiel als ölgetränktes Sinterlager aus Bronze, Eisen oder Aluminiumlegierungen ausgestaltet sein.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Haltering aus einem metallischen Werkstoff wie zum Beispiel Federblech und/oder einem Kunststoff hergestellt. Die zur Herstellung von Halteringen verwendeten Materialien sind vorzugsweise temperaturbeständig, da im Lager der Ankerwelle starke Temperaturschwankungen auftreten können. Weiterhin kann der Haltering mit einer Beschichtung versehen werden, die einen zusätzlichen Schutz für den Haltering gewährt. In seiner Form kann der Haltering beispielsweise als Sternscheibe ausgestaltet sein.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Ankerwelle im außenseitigen Bereich der Ankerwelle konisch ausgestaltet. Beim Einbringen der Ankerwelle in die Öffnung des Gehäuses wird die Ankerwelle so eingeschoben, dass ein Bereich der Ankerwelle außenseitig hervorsteht. Außenseitig bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass sich zumindest ein Bereich der Ankerwelle außerhalb des Gehäuses befindet. Ist dieser außenseitige Bereich der Ankerwelle konisch ausgestaltet, so ist das Auflegen des Halterings auf den außenseitigen Bereich der Ankerwelle in besonders einfacher Weise möglich.
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In einer weiteren Ausführungsform kann das Einstellen des Axialspiels der Ankerwelle mithilfe mindestens einer U-Scheibe erfolgen. Auf diese Weise kann durch die mindestens eine U-Scheibe der Haltering in einer bestimmten Position auf die Ankerwelle aufgepresst werden und so das Axialspiel der Ankerwelle eingestellt werden. Dabei bestimmt die Dicke der mindestens einen U-Scheibe das eingestellte Axialspiel. Die mindestens eine U-Scheibe kann ferner nach Einstellung des Axialspiels leicht von der Ankerwelle gelöst werden, um schlussendlich eine eingebaute Ankerwelle mit eingestelltem Axialspiel bereitzustellen.
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In einer weiteren Ausführungsform wird der Haltering durch Drehen auf die Ankerwelle aufgepresst. Dazu kann ein Drehwerkzeug verwendet werden, das einerseits die Ankerwelle in einer Position fixiert und andererseits die Haltescheibe auf die Ankerwelle presst. Dies erfolgt in einfacher Weise, indem an dem Drehwerkzeug und an der Ankerwelle jeweils komplementär ein Gewinde und ein Sechskant vorgesehen sind. Das Drehwerkzeug kann also in zwei Teile unterteilt sein, wobei ein drehbarer Teil mit einem Gewinde ausgestaltet ist und ein feststehender Teil einen Sechskant aufweist. Umfasst demnach das Drehwerkzeug ein Innengewinde und einen Außensechskant, so sind an der Ankerwelle komplementär dazu ein Außengewinde und ein Innensechskant vorzusehen. In dieser Ausgestaltung erlaubt das Außengewinde an der Ankerwelle das Aufdrehen des Drehwerkzeuges und der Innensechskant an der Ankerwelle ermöglicht es, die Ankerwelle in Position zu halten. Mithilfe eines solchen Drehwerkzeuges kann der Haltering in besonders einfacher und schneller Weise auf den außenseitigen Bereich der Ankerwelle aufgebracht werden, wobei das vorgegebene Axiallängsspiel beispielsweise durch eine U-Scheibe eingestellt werden kann.
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In einer weiteren Ausführungsform kann das Axialspiel der Ankerwelle mithilfe eines Greifwerkzeuges eingestellt werden, das die Ankerwelle in einer Nut umgreift. Zusätzlich kann das Greifwerkzeug einen Stempel umfassen, der dazu dient, den Haltering aufzupressen. Auf diese Weise können das Einstellen des Ankerspiels und die Fixierung des Halterings mithilfe ein und desselben Werkzeuges in besonders einfacher Weise erfolgen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine Kappe am Gehäuse angebracht, die den außenseitigen Bereich der Ankerwelle und die Öffnung umschließt. Eine solche Kappe dient dem Schutz und zur Sicherung der Ankerwelle und der umliegenden Teile.
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Weiterhin wird erfindungsgemäß eine Startvorrichtung, insbesondere eine Andrehvorrichtung für Verbrennungsmaschinen, mit einer in einem Gehäuse gelagerten Ankerwelle und einer Öffnung in dem Gehäuse vorgeschlagen, wobei ein Axialspiel der Ankerwelle mit einem außenseitig an der Ankerwelle angebrachten Haltering eingestellt ist.
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Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Startvorrichtung mit eingestelltem Axialspiel der Ankerwelle hat den Vorteil, dass das Ankerwellenlängsspiel in einer kontrollierten Art und Weise eingestellt ist. Dies reduziert die Geräuschentwicklung der Startvorrichtung und minimiert die Schüttelbelastung. Insgesamt wird so die Lebensdauer positiv beeinträchtigt und empfindliche Teile, wie zum Beispiel die Kohlenbürsten und die Lager, können vor übermäßigem Verschleiß geschützt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Ankerwelle in einer Öffnung am Gehäuse der Startvorrichtung aufgenommen, wobei die Öffnung ein Gleitlager mit Winkelprofil umfasst.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Ankerwelle der Startvorrichtung innenseitig mit einem größeren Durchmesser ausgestaltet als die Öffnung im Gehäuse. Dies sorgt für die axiale Fixierung der Ankerwelle von der Innenseite des Gehäuses.
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Zusätzlich kann die Ankerwelle außenseitig zumindest teilweise konisch zulaufen oder zumindest teilweise im außenseitigen Bereich einen kleineren Durchmesser aufweisen. Dies ermöglicht ein einfaches Aufbringen des Halteringes, der zur Einstellung des Axialspiels der Ankerwelle dient.
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Zum Einstellen des Axiallängsspiels mithilfe eines Werkzeuges kann die Ankerwelle weitere Elemente umfassen. Im Falle eines Drehwerkzeuges sind an der Ankerwelle ein Gewinde und/oder ein Sechskant ausgebildet, um das Axialspiel einzustellen und den Haltering in der gewünschten Position aufzupressen. Alternativ kann eine Nut in der Ankerwelle ausgebildet sein, um das Axialspiel mittels eines Greifwerkzeuges einzustellen und den Haltering in der gewünschten Position aufzupressen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine Schnittdarstellung eines Kommutatorlagers, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist,
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2 eine Schnittdarstellung einer Startvorrichtung,
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3 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Kommutatorlagers und eines Drehwerkzeuges zum Aufbringen des Halteringes,
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4 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Kommutatorlagers und eines Drehwerkzeuges zum Aufbringen eines Halteringes,
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5 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Kommutatorlagers ohne Kappe mit an der Ankerwelle ausgestaltetem Innengewinde und Sechskant,
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6 eine Draufsicht des erfindungsgemäßen Kommutatorlagers mit Ankerwelle, die einen Innensechskant aufweist,
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7 eine perspektivische Draufsicht auf das erfindungsgemäße Kommutatorlager mit Drehwerkzeug,
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8 eine Ansicht einer U-förmigen Scheibe zur Einstellung des Axialspiels der Ankerwelle,
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9 ein erfindungsgemäßes Kommutatorlager und ein Greifwerkzeug mit Stempel zum Aufbringen des Halteringes,
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10 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Kommutatorlagers mit Greifwerkzeug umfassend einen Stempel zum Aufbringen des Halteringes,
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11 eine perspektivische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Kommutatorlagers und eines Greifwerkzeuges mit Stempel.
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1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Kommutatorlagers 66 wie es im Stand der Technik bekannt ist. Das Gehäuse der Startvorrichtung 10 ist kommutatorseitig über einen Kommutatorlagerdeckel 70 verschlossen. In diesem ist eine Ankerwelle 44 im Bereich des Wellenzapfens 64 in einem Gleitlager 67 gelagert. In axialer Richtung ist die Ankerwelle 44 in Bezug auf das Lager 67 durch außenseitige Haltescheiben 302, 303 fixiert, die in einer Umlaufnut 320 in der Mantelfläche der Ankerwelle 44 eingreifen. Innenseitig, das heißt innerhalb des Kommutatorlagerdeckels 70 und des Polrohrs 28, ist die Ankerwelle über die Scheibe 304 axial positioniert. Das Lager 67, die Haltescheiben 302, 303 der Axialfixierung und der Wellenzapfen 64 sind durch eine Verschlusskappe 300 nach außen geschützt. Diese aus dem Stand der Technik bekannte Ausführungsvariante der Lagerung der Ankerwelle 44 umfasst verschiedene Teile 302, 303, 304, 70, die das Axialspiel der Ankerwelle 44 bestimmen. Daher ist die exakte Einstellung eines vorgegebenen Axialspiels der Ankerwelle 44 nur schwerlich möglich.
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Ausführungsformen der Erfindung
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2 zeigt eine elektrische Maschine verwendet als Startvorrichtung 10. Diese Startvorrichtung 10 weist beispielsweise einen Startermotor 13 und ein Relais 16 auf. Der Startermotor 13 und das Relais 16 sind an einem gemeinsamen Antriebslagerschild 19 befestigt. Der Startermotor 13 dient funktionell dazu, ein Andrehritzel 22 anzutreiben, welches in der Regel als Stirnzahnrad ausgebildet ist. Das Andrehritzel 22 wird in einen Zahnkranz 25 einer in 1 nicht dargestellten Brennkraftmaschine eingespurt.
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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 einer Ankerwelle 44 aufgepresst. An dem dem Andrehritzel 22 abgewandten Ende der Ankerwelle 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 Kohlebürsten 58 eine Drehbewegung des Ankers 37 im Polrohr 28 einstellt. 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 Ankerwelle 44 ist kommutatorseitig mit einem Wellenzapfen 64 und einem Gleitlager 67 abgestützt, welches wiederum mit einem Kommutatorlagerdeckel 70 ortsfest gehalten ist. Die Darstellung des Kommuntatorlagers in 2 steht symbolhaft für die nachfolgend beschriebene und dargestellte Kommutatorlagerung. Der Kommutatordeckel 70 wird mittels Zuganker 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.
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In Antriebsrichtung schließt sich an den Anker 37 ein Sonnenrad 80 an, das Teil eines Planetengetriebes 83 ist. Das Sonnenrad 80 ist von mehreren Planetenrädern 86 umgeben, üblicherweise drei Planetenrädern 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 in einem Zwischenlager 101 und einem darin angeordneten Gleitlager 104 gelagert. Das Zwischenlager 101 ist derart 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, das 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 Ankerwelle 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 98 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, dem A-Lager, welches im Antriebslagerschild 19 ausgebildet 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-Naben-Verbindung 128 ist. Die Wellen-Nabe-Verbindung 128 ermöglicht in diesem Fall das axial geradlinige Gleiten eines Mitnehmers 131. Der Mitnehmer 131 ist ein hülsenförmiger Fortsatz, der einstückig mit einem topfförmigen Außenring 132 des Freilaufs 137 ist. Der Freilauf 137 (Richtgesperre) besteht des Weiteren aus dem 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 Innen- und dem Außenring eine Relativbewegung zwischen dem Außenring und dem Innenring in einer zweiten Richtung. Der Freilauf 137 ermöglicht eine Relativbewegung zwischen Innenring 140 und Außenring 132 lediglich in eine Richtung. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Innenring 140 einstückig mit dem Andrehritzel 22 und dessen Schrägverzahnung 143 (Außenschrägverzahnung) ausgeführt.
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Das Relais 16 weist einen Bolzen 150 auf, der einen elektrischen Kontakt darstellt und der an den Pluspol einer elektrischen Starterbatterie, die in der Darstellung gemäß 2 nicht dargestellt ist, angeschlossen ist. Der Bolzen 150 ist durch einen Relaisdeckel 153 hindurchgeführt. Der Relaisdeckel 153 schließt ein Relaisgehäuse 156 ab, das mittels mehrerer Befestigungselemente 159 (Schrauben) am Antriebslagerschild 19 befestigt ist. Im Relais 16 sind weiterhin eine Einzugswicklung 162 und eine Haltewicklung 165 angeordnet. Die Einzugswicklung 162 und die Haltewicklung 165 bewirken beide jeweils im eingeschalteten Zustand ein elektromagnetisches Feld, welches sowohl das Relaisgehäuse 156 (aus elektromagnetisch leitfähigem Material), einen linear beweglichen Anker 168 und einen Ankerrückschluss 171 durchströmt. Der Anker 168 trägt eine Schubstange 174, die beim linearen Einzug des Ankers 168 in Richtung zu einem Schaltbolzen 177 bewegt wird. Mit dieser Bewegung der Schubstange 174 zum Schaltbolzen 177 wird dieser aus seiner Ruhelage in Richtung zu zwei Kontakten 180 und 181 bewegt, so dass eine 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. Der Startermotor 13 wird dabei bestromt.
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Das Relais 16 bzw. der Anker 168 hat aber darüber hinaus auch die Aufgabe, mit einem Zugelement 187 einen im Antriebslagerschild 19 drehbeweglich angeordneten Hebel zu bewegen. Der Hebel 190, üblicherweise als Gabelhebel ausgeführt, 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.
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3 zeigt eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung zur Einstellung des Axialspiels einer Ankerwelle im Kommutatorlagerdeckel 70 der Startvorrichtung 10.
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Der Darstellung gemäß 3 ist zu entnehmen, dass die dort dargestellte Startvorrichtung 10 durch einen Kommutatordeckel 70 verschlossen ist. In dem Kommutatorlagerdeckel 70 ist das Lager 66 der Ankerwelle 44 im Bereich des Wellenzapfens 64 ausgestaltet, wobei die Ankerwelle 44 und ein Gleitlager 318 mit Bundbuchsengeometre in der Öffnung 322 des Kommutatorlagerdeckels 70 aufgenommen sind.
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Die Ankerwelle 44 ist in drei Bereiche aufgeteilt. Die Ankerwelle 44 weist im innenseitigen Bereich 324 einen größeren Durchmesser auf als in den beiden darauffolgenden Bereichen 326, 328 des Wellenzapfens 64. Auf den innenseitigen Bereich 324 der Ankerwelle 44 folgt ein Lagerbereich 326 der Ankerwelle, in dem die Ankerwelle 44 im Kommutatordeckel 70 aufgenommen ist. Daran schließt sich der außenseitige Bereich 328 der Ankerwelle 44 an. Im außenseitigen Bereich 328 der Ankerwelle 44 wird der Haltering 306 vorgesehen, um das eingestellte Axialspiel der Ankerwelle 44 zu fixieren. Weiterhin ist im außenseitigen Bereich 328 der Ankerwelle 44 ein Außengewinde 314 sowie ein Innensechskant 316 vorgesehen, um den Haltering 306 mithilfe eines Drehwerkzeuges 308 auf die Ankerwelle 44 im Außenbereich 328 aufzupressen.
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Zusätzlich ist in 3 ein Drehwerkzeug 308 dargestellt. Das Drehwerkzeug 308 ist in die zwei Teile 310, 312 unterteilt. Das Drehwerkzeug 308 ist so ausgestaltet, dass ein drehbarer Teil 310 mit einem Innengewinde ausgestattet ist, um mit dem Außengewinde 314 im außenseitigen Bereich 328 der Ankerwelle 44 zusammenzuwirken. Zum Festhalten der Ankerwelle 44 umfasst das Drehwerkzeug 308 einen Außensechskant 312, der mit dem Innensechskant 316 der Ankerwelle 44 zusammenwirkt. Auf diese Weise kann der Haltering 306 einfach durch Drehen in die gewünschte Position auf der Ankerwelle aufgepresst werden. Dazu ist wie in 3 dargestellt, die Ankerwelle 44 im außenseitigen Bereich 328 teilweise konisch zulaufend ausgestaltet, um ein erleichtertes Auflegen der Haltescheibe zu ermöglichen und gleichzeitig einen festen Sitz in angepressten Zustand sicherzustellen.
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht des Kommutatorlagers 66 der Startvorrichtung 10 gemäß 3. Die Ankerwelle 44 ist wie vorstehend beschrieben in den Kommutatorlagerdeckel 70 eingeschoben, wobei ein außenseitiger Bereich 328 der Ankerwelle 44 aus dem Kommutatorlagerdeckel 70 hervorsteht. In der Montage der Startvorrichtung wird die Ankerwelle 44 und ein Gleitlager 318 in eine Öffnung 322 des Kommutatorlagerdeckels 70 eingebracht. Dabei befindet sich der innenseitige Bereich 324 mit größerem Durchmesser als die anderen beiden Bereiche 326, 328 im Inneren des Gehäuses der Startvorrichtung 10. An den innenseitigen Bereich 324 der Ankerwelle 44 schließt sich der Lagerbereich 326 an, in dem die Ankerwelle 44 mithilfe eines Gleitlagers 318 gelagert ist. Das Gleitlager 318 weist dabei vorzugsweise eine Bundbuchsengeometrie 318 auf. Im außenseitigen Bereich 328 der Ankerwelle 44 sind weitere Elemente 314, 316 vorgesehen, um den Haltering 306 aufzubringen.
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Zum Aufbringen des Halteringes 306 wird dieser nach Einbringen der Ankerwelle 44 in die Öffnung 322 am Kommutatorlagerdeckel 70 auf den außenseitigen Teil 328 der Ankerwelle 44 aufgelegt. Zum Einstellen des Axialspiels der Ankerwelle 44 wird gemäß vorliegender Ausführungsform der Haltering 306 mittels eines Drehwerkzeuges 308 aufgebracht. Um den gewünschten axialen Abstand der Ankerwelle 44 einzustellen, kann eine U-förmige Einstellscheibe 330, wie in 8 dargestellt, eingesetzt werden. Zur einfacheren Handhabung während des Einstellprozesses ist die U-Scheibe 330, wie in 8 gezeigt, mit einem Griff 332 bestückt. Weiterhin weist die U-Scheibe 330 eine Dicke auf, die dem einzustellenden Axialspiel entspricht. Die U-Scheibe 330 wird dazu in den Raum 340 zwischen dem Haltering 306 und dem Kommutatorlagergehäuse 70 eingebracht. Das anschließende Eindrehen des Drehwerkzeuges 308 bewirkt, dass der Haltering 306 auf die Ankerwelle 44 im Bereich 328 aufgepresst wird. Die in dem Bereich 340 eingebrachte U-Scheibe 330 stellt dabei das Axialspiel ein. Nach Fixieren des Halterings 306 wird die U-Scheibe 330 entfernt und die Ankerwelle ist mit einem definierten Ankerspiel in das Kommutatorlager 70 eingebracht.
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Die 5 bis 7 zeigen nochmals in einer Detailansicht die einzelnen Elemente des Drehwerkzeuges 308 sowie der Ankerwelle 44 zum Aufpressen des Halteringes 306. In 5 ist ein Kommutatorlager mit aufgepresstem Haltering 306 dargestellt. Die Ankerwelle 44 weist im außenseitigen Bereich 328 ein Außengewinde 314 auf und ist mit einem Innensechskant 316 versehen. 6 zeigt eine detaillierte Draufsicht des außenseitigen Bereiches 328 der Ankerwelle 44, wobei die Ankerwelle 44 durch den Haltering 306 im Kommutatorlagerdeckel 70 fixiert ist. Weiterhin sieht die Ankerwelle 44 im Außenbereich 328 einen Innensechskant 316 vor, um während des Drehvorganges mit einem Drehwerkzeug 308 die Ankerwelle 44 festzuhalten und gleichzeitig den Haltering 306 aufzupressen.
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In 7 ist das Drehwerkzeug 308 in der perspektivischen Ansicht dargestellt, wobei dieses auf der Ankerwelle 44 aufgebracht ist, um den Haltering 306 zu fixieren. Das Drehwerkzeug 308 ist unterteilt in einen drehbaren Teil 310 mit Innengewinde, das in 7 nicht zu sehen ist, und einen Außensechskant 312, der während des Drehvorganges die Ankerwelle 44 festhält.
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9 zeigt eine alternative Ausführungsform, um das Axialspiel der Ankerwelle 44 einzustellen. 9 zeigt ein Kommutatorlager 66, das, wie schon in den 2 und 3 gezeigt, eine Ankerwelle 44 in einer Öffnung 322 des Kommutatorlagerdeckels 70 aufnimmt, wobei die Ankerwelle 44 einen außenseitigen Bereich 328 in einen innenseitigen Bereich 324 bildet. Im Bereich 326 ist das Lager 406 ausgebildet. Dies ist als Gleitlager 406 ausgestaltet. Im Inneren des Ankers ist eine Haltescheibe 408 vorgesehen, um die Ankerwelle 44 axial zu sichern. Im außenseitigen Bereich 328 der Ankerwelle 44 ist ein Haltering 306 aufgepresst, mit dem das Axialspiel der Ankerwelle 44 eingestellt wird.
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Zum Einstellen des Axialspiels wird ein Greifwerkzeug 400 eingesetzt, das die Ankerwelle 44 in einer Umlaufnut 410 umgreift. Mithilfe dieses Greifwerkzeugs 400 kann der Anker 37, wie in 10 in der Schnittdarstellung gezeigt, auf das gewünschte Axialspiel aus dem Gehäuse herausgezogen werden. Auf diese Weise kann die Ankerwelle 44 so eingestellt werden, dass die Ankerwelle 44 das gewünschte Axialspiel aufweist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Greifwerkzeug 400 einen Stempel 404. Mithilfe dieses Stempels 404 wird bei der Montage der Ankerwelle 44 in dem Kommutatorlagerdeckel 70 der Haltering 306 auf die Ankerwelle 44 aufgepresst, wobei das Axialspiel mittels des Greifwerkzeuges 400 mit Greifer 402 eingestellt wird.
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11 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Startvorrichtung 10, wobei der Anker 37 von dem Polrohr 28 umgeben ist und das Gehäuse vom Kommutatorlagerdeckel 70 verschlossen ist. Die Ankerwelle 44 wird von einem Greifwerkzeug 400 in einer Umlaufnut 410 an der Ankerwelle 44 umgeben. Weiterhin umfasst das Greifwerkzeug 400 einen Greifer 402 sowie einen Stempel 404, um einerseits das gewünschte Ankerspiel einzustellen und andererseits den Haltering 306 in der gewünschten Position aufzupressen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 1944721 A1 [0003]
- DE 102009027092 A1 [0004]
