-
Gebiet der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungsvorrichtung für einen permanent eingespurten Starter für ein Start-Stopp-System eines Fahrzeugs, aufweisend einen Lagerinnenring, einen Lageraußenring, ein Lager und einen Freilauf.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Drehmomentübertragungsvorrichtungen für einen permanent eingespurten Starter bekannt. Aus der
WO 2007/148228 A1 ist ein permanent eingespurter Starter bekannt, bei dem ein Freilauf vorgesehen ist, wobei der Freilauf zwischen einem Lageraußenring und einem Lagerinnenring angeordnet ist.
-
Nachteilig am Stand der Technik ist, dass sich eine hohe Lagerbelastung bei der Sperrung des Freilaufs ergibt, da die Klemmkräfte direkt auf das Lager abgetragen werden müssen.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Es besteht somit die technische Aufgabe, eine Drehmomentübertragungsvorrichtung, zu entwickeln, die die Nachteile aus dem Stand der Technik überkommt.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere gelöst durch eine Drehmomentübertragungsvorrichtung für einen permanent eingespurten Starter für ein Start-Stopp-System eines Fahrzeugs, aufweisend einen Lagerinnenring, einen Lageraußenring, ein Lager und einen Freilauf, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf ein Scheibenfreilauf ist.
-
Durch das Vorsehen eines Scheibenfreilaufsist es möglich, eine deutlich geringere Lagerbelastung bei der Sperrung des Freilaufs zu erreichen, da die Klemmkräfte direkt in eine Kurbelwelle eingeleitet werden und nicht über das Lager abgetragen werden müssen.
-
Bevorzugt ist ein Lager zur Abkopplung der Differenzdrehzahlen zwischen einer Brennkraftdrehmaschine und einem Startermotor vorgesehen. Das Lager ist vorzugsweise als ein Kugellager, insbesondere als ein Schrägwälzkugellager, ausgebildet.
-
Bevorzugt kämmt ein Zahnkranz, der mit dem Zahnkranzträger verbunden ist, eine Welle des Startermotors, wobei der Startermotor im Betrieb eine Drehung des Zahnkranzträgers bewirkt.
-
Mit dem permanent eingespurten Starter wird ein Ritzel des Startermotors im Startvorgang immer eingespurt. Bevorzugt erfolgt aber keine axiale Verschiebung des Ritzels, wie bei herkömmlichen Startermotoren.
-
Mit der Drehmomentübertragungsvorrichtung ist es möglich, ein vom Startermotor erzeugtes Drehmoment in einer Richtung auf eine Kurbelwellenseite zu übertragen und gleichzeitig die Übertragung in die andere Richtung zu verhindern.
-
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Scheibenfreilauf in radialer Richtung zur Rotationsachse der Drehmomentübertragungsvorrichtung neben dem Lager angeordnet.
-
Damit wird eine Anordnung, bei der ein Lager und ein Freilauf radial übereinander angeordnet sind, umgangen.
-
Bevorzugt ist der Scheibenfreilauf zu einer der beiden Seiten annähernd parallel zum Lager angeordnet.
-
Auf diese Weise ist eine Bauraumreduzierung in axialer Richtung möglich, da kein Klemmrollenfreilauf mehr nötig ist.
-
Zudem ist es möglich, den Durchmesser eines Radialwellendichtrings zu verringern, um so eine Reibungsreduzierung zu erreichen. Ferner stellt sich keine hohe Lagerbelastung bei der Sperrung des Scheibenfreilaufs ein.
-
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformweist der Scheibenfreilauf einen Ring aus Scheibensegmenten auf.
-
Vorzugsweise sind die Scheibensegmente kreisförmig angeordnet und kraftschlüssig zu einem Ring miteinander verbindbar.
-
Bevorzugt besteht der Ring aus Scheibenelementen aus Stahl oder aus einer Stahllegierung.
-
Besonders bevorzugt ist der Ring aus gehärtetem Stahl oder einer hochfesten Stahllegierung hergestellt.
-
Vorzugsweise weist der Ring einen Spalt auf. Der Spalt ist herstellungsbedingt vorgesehen, um einen Einbau in die Drehmomentübertragungsvorrichtung zu ermöglichen.
-
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformweist der Ring aus Scheibensegmenten eine annähernd rampenförmige Struktur auf.
-
Bevorzugt weisen die einzelnen Scheibensegmente eine konische Scheibengeometrie auf.
-
Auf diese Weise wird eine Form für den Ring vorgesehen, der einfach herstellbar ist.
-
Besonders bevorzugt sind die Scheibensegmente doppelwandig ausgebildet.
-
Auf diese Weiseist eine steifere Bauart erreichbar.
-
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist ein Abschnitt des Lagerinnenrings oder des Lageraußenrings als Scheibenfreilaufinnenring ausgestaltet.
-
Bevorzugt ist der Scheibenfreilaufinnenring eingerichtet, den Ring aus Scheibensegmenten zu fixieren.
-
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist eine Nut am Scheibenfreilaufinnenring vorgesehen, wobei die Nut ausgelegt ist, den Ring aus Scheibensegmenten aufzunehmen.
-
Vorzugsweise ist die Nut mittels einer Vorrichtung, insbesondere einer Fräse, einbringbar. Besonders bevorzugt weist die Nut eine annähernd U-förmige bis V-förmige Ausgestaltung auf.
-
Bevorzugt wird der Ring entlang der Nut eingespannt. Besonders bevorzugt weist der Ring den Spalt auf, um ein Einbringen in die Nut zu bewerkstelligen.
-
Besonders bevorzugt ist der Ring in der Nut fest fixiert, so dass auftretende Kräfte und Momente abgetragen werden können. Besonders bevorzugt erfolgt eine Befestigung mittels einer Schweißnaht oder mittels sonstiger mechanischer Befestigungsmittel, wie bspw. Schrauben.
-
Damit ist der Ring auf einfache Weise in den Scheibenfreilauf integrierbar.
-
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist ein Abschnitt des Lageraußenrings oder des Lagerinnenrings als Scheibenfreilaufaußenring ausgestaltet.
-
Bevorzugt ist der Scheibenfreilaufaußenring eingerichtet, eine Klemmwirkung herbeizuführen, um die Funktion eines Freilaufs zu bewerkstelligen.
-
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Scheibenfreilaufaußenring ausgelegt,
- – mit dem Ring aus Scheibensegmenten eine Klemmwirkung zwischen dem Lagerinnenring und dem Lageraußenring bei einer Drehung des Lageraußenrings in eine Richtung zu erzeugen und
- – bei einer Drehung des Lageraußenrings in eine entgegengesetzte Richtung keine Klemmwirkung zu erzeugen.
-
Damit wird auf einfache Art und Weise ein Freilauf bereitgestellt, der die Klemmkräfte direkt auf die Kurbelwelle leitet und nicht aufs Lager überträgt.
-
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weist der Scheibenfreilaufaußenring eine annähernd rampenförmige Struktur auf.
-
Bevorzugt entspricht die rampenförmige Struktur der Struktur des Rings aus Scheibensegmenten.
-
Auf diese Weise ist es möglich eine Drehung des Lageraußenrings in nur eine Richtung zu ermöglichen.
-
Besonders bevorzugt ist ein Spiel zwischen beiden rampenförmigen Strukturen vorgesehen, um bei hohen Drehzahlen einen reibungslosen Drehvorgang zu ermöglichen.
-
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist jeweils eine Seitenfläche eines Scheibensegments parallel zu einer Seitenfläche des Lageraußenrings angeordnet.
-
Damit ist es möglich eine Struktur entlang des Lageraußenrings einzubringen, die einfach herstellbar ist.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnung
-
Die Erfindung wird nun beispielhaft durch Figuren veranschaulicht, dabei zeigt
-
1 einen schematischen Schnitt durch Teile eines permanent eingespurten Starters mit der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung,
-
2 ein Detail A aus 1 und
-
3 einen schematische Ansicht durch Teile eines permanent eingespurten Starters mit der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung.
-
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
-
In 1 ist ein schematischer Schnitt durch Teile eines permanent eingespurten Starters mit der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung dargestellt.
-
Die Drehmomentübertragungsvorrichtung 20 wird für einen permanent eingespurten Starter für ein Start-Stopp-System eines Fahrzeugs verwendet.
-
Die dargestellten Teile der Drehmomentübertragungsvorrichtung 20 sind neben einem Lagerinnenring 1, ein Lageraußenring 2, ein Scheibenfreilauf 3, ein Schrägkugellager 10, ein Zahnkranzträger 12, ein Zahnkranz 13 sowie ein Radialwellendichtring 11.
-
Der Zahnkranz 13 ist mit dem Zahnkranzträger 12 mittels einer Laserschweißverbindung verbunden. Der Zahnkranz 13 kämmt eine Welle des Startermotors (nicht dargestellt), wobei der Startermotor im Betrieb eine Drehung des Zahnkranzträgers 12 bewirkt.
-
Der Zahnkranzträger 12 ist mit dem Lageraußenring 2 ebenfalls mittels einer Laserschweißverbindung verbunden.
-
Der Scheibenfreilauf 3 ist in radialer Richtung zu einer Rotationsachse 14 der Drehmomentübertragungsvorrichtung 20 links neben dem Lager 10 angeordnet und erstreckt sich in radialer Richtung ausgehend vom Lagerinnenring 1 zum Lageraußenring 2.
-
In 2 ist ein Detail A aus 1 dargestellt.
-
Der Lageraußenring 2 weist einen auskragenden Bereich auf. Der auskragende Bereich ist ausgelegt, den Radialwellendichtring 11 aufzunehmen. Ferner nimmt der Lageraußenring 2 das Schrägkugellager 10 auf.
-
Der Lageraußenring 2 weist einen Bereich auf, der als Scheibenfreilaufaußenring 5 ausgestaltet ist. Der Scheibenfreilaufaußenring 5 verläuft oberhalb des Endes des Scheibenfreilaufs 3.
-
Der Scheibenfreilauf 3 weist einen Ring 6 aus Scheibensegmenten 6’ mit einer Vielzahl von Scheibensegmenten 6’ auf.
-
Jeweils eine Seitenfläche 7 der Scheibensegmente 6’ ist parallel zu einer Seitenfläche 8 des Lageraußenrings 2 angeordnet.
-
Der Lagerinnenring 1 weist einen auskragenden Bereich auf. Der auskragende Bereich des Lagerinnenrings 1 weist einen Abschnitt auf, der als Scheibenfreilaufinnenring 4 ausgebildet ist.
-
Der Lagerinnenring 1 ist ausgelegt, den Ring 6 aus Scheibensegmenten 6’ entlang einer Nut 9 am Scheibenfreilaufinnenring 4 zu befestigen. Ferner ist der Lagerinnenring 1 ausgelegt, das Schrägkugellager 10 sowie den Radialwellendichtring 11 aufzunehmen.
-
Der Scheibenfreilaufaußenring 5 und der Ring 6 aus Scheibensegmenten 6’ weisen eine annähernd rampenförmige Struktur auf (vgl. 3).
-
Der Scheibenfreilauf 3 ist eingerichtet, ein von einem Startermotor (nicht dargestellt) erzeugtes Drehmoment in einer Richtung auf eine Kurbelwellenseite (nicht dargestellt) zu übertragen und gleichzeitig die Übertragung in die andere Richtung zu verhindern.
-
Der Scheibenfreilaufaußenring ist 5 ausgelegt, mit dem Ring 6 aus Scheibensegmenten 6’ eine Klemmwirkung zwischen dem Lagerinnenring 1 und dem Lageraußenring 2 bei einer Drehung des Lageraußenrings 2 in eine Richtung zu erzeugen und bei einer Drehung des Lageraußenrings 2 in eine entgegengesetzte Richtung keine Klemmwirkung mehr zu erzeugen.
-
Das Schrägkugellager 10 ist zur Abkopplung der Differenzdrehzahlen zwischen einer Brennkraftdrehmaschine (nicht dargestellt) und einem Startermotor vorgesehen.
-
Zur Abdichtung des Lageraußenrings 6 zum Lagerinnenring 5 ist der Radiallagerwellendichtring 11 vorgesehen.
-
In 3 ist eine schematische Ansicht durch Teile eines permanent eingespurten Starters mit der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung dargestellt.
-
Zusätzlich zu den bereits unter den 1 und 2 dargestellten Bauteilen, weist der Ring 6 aus Scheibensegmenten 6’ einen Spalt 15 auf. Der Spalt 15 ist herstellungsbedingt ausgestaltet, um einen Einbau des Rings 6 in die Nut 9 zu bewerkstelligen.
-
Dabei ist der Ring 6 in die Nut 9 eingelassen und fest fixiert.
-
Mit der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung, wird durch das Vorsehen eines Scheibenfreilaufs eine Drehmomentübertragungsvorrichtung geschaffen, mit der es möglich ist, eine deutlich geringere Lagerbelastung bei der Sperrung des Freilaufs zu erreichen, da die Klemmkräfte direkt in eine Kurbelwelle eingeleitet werden und nicht mehr über das Lager abgetragen werden müssen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Lagerinnenring
- 2
- Lageraußenring
- 3
- Freilauf (Scheibenfreilauf)
- 4
- Scheibenfreilaufinnenring
- 5
- Scheibenfreilaufaußenring
- 6
- Ring aus Scheibensegmenten
- 6’
- Scheibensegment
- 7
- Seitenfläche
- 8
- Seitenfläche
- 9
- Nut
- 10
- Lager
- 11
- Radialwellendichtring
- 12
- Zahnkranzträger
- 13
- Zahnkranz
- 14
- Rotationsachse
- 15
- Spalt
- 20
- Drehmomentübertragungsvorrichtung
-
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
-
