DE102014217129A1 - Starting device for an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Eine Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine weist einen elektrischen Startermotor auf, dessen Antriebsbewegung über ein Getriebe auf ein Starterritzel übertragbar ist. Die Rotorwelle des Startermotors ist in einem ersten Lager, das als Radiallager ausgeführt ist, und in einem zweiten Lager aufgenommen, wobei die Rotorwelle in beide Achsrichtungen an einem Lagerschild abgestützt ist, in dem das zweite Lager aufgenommen ist.A starting device for an internal combustion engine has an electric starter motor whose drive movement can be transmitted via a transmission to a starter pinion. The rotor shaft of the starter motor is housed in a first bearing, which is designed as a radial bearing, and in a second bearing, wherein the rotor shaft is supported in both axial directions on a bearing plate, in which the second bearing is accommodated.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. The invention relates to a starting device for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
Stand der TechnikState of the art
In der
Bei derartigen Startvorrichtungen ist auf ein geringes Axial- und Radialspiel der Rotorwelle zu achten. Für eine spielarme Lagerung in Radialrichtung müssen die Lagerbuchsen auf den gegenüberliegenden Seiten der Rotorwelle exakt miteinander fluchten und entsprechend präzise im Gehäuse angeordnet sein, andernfalls besteht die Gefahr erhöhter Reibung mit einhergehender Erwärmung, was zu einer Schädigung und einer verringerten Lebensdauer der Lager führen kann. Geringe Toleranzen sind außerdem für einen Schutz vor eindringenden Medien wichtig.In such starting devices is to pay attention to a low axial and radial clearance of the rotor shaft. For a low-backlash bearing in the radial direction, the bushings must be exactly aligned with each other on the opposite sides of the rotor shaft and arranged accordingly precisely in the housing, otherwise there is a risk of increased friction with concomitant heating, which can lead to damage and a reduced life of the bearing. Low tolerances are also important for protection against penetrating media.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine anzugeben, die bei einfachem konstruktivem Aufbau in Radial- und in Achsrichtung eine spielarme Lagerung der Rotorwelle des elektrischen Antriebsmotors gewährleistet.The invention has for its object to provide a starting device for an internal combustion engine, which ensures a low-backlash bearing of the rotor shaft of the electric drive motor with a simple structural design in the radial and axial directions.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.This object is achieved with the features of claim 1. The dependent claims indicate expedient developments.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, beispielsweise eine permanent eingespurte Startvorrichtung, bei der ein Starterritzel der Startvorrichtung permanent in einen Zahnkranz der Brennkraftmaschine eingespurt ist. Die Startvorrichtung umfasst einen elektrischen Startermotor sowie ein Getriebe, das die Antriebsbewegung einer Rotorwelle des Startermotors auf das Starterritzel überträgt. Die Rotorwelle des Startermotors ist benachbart zu ihren beiden Stirnseiten in je einem Lager drehbar gelagert, wobei sich das getriebeseitige Lager an oder in einem Lagerschild befindet, der an der Stirnseite eines Polgehäuses des Startermotors angeordnet ist.The invention relates to a starting device for an internal combustion engine, for example, a permanently mounted starter device, in which a starter pinion of the starting device is permanently meshed in a ring gear of the internal combustion engine. The starting device comprises an electric starter motor and a transmission which transmits the drive movement of a rotor shaft of the starter motor to the starter pinion. The rotor shaft of the starter motor is rotatably mounted adjacent to its two end faces in a respective bearing, wherein the transmission-side bearing is located on or in a bearing plate which is arranged on the end face of a pole housing of the starter motor.
Das Lager auf der dem Getriebe abgewandten Seite ist als ein Radiallager ausgebildet, an dem keine axiale Abstützung der Rotorwelle stattfindet. Dagegen stützt sich die Rotorwelle an dem Lagerschild, welches das getriebeseitige Lager aufnimmt, direkt oder indirekt in beide Achsrichtungen ab. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass das Lager auf der dem Getriebe abgewandten Seite nur eine Radiallagerfunktion ausübt und auf eine axiale Abstützung an dieser Stelle verzichtet werden kann. Dementsprechend ist an dieser Position die Axialtoleranzkette kleiner und kann auf ein Einstellen des Lagerspiels verzichtet werden. Die axiale Fixierung der Rotorwelle im Gehäuse des Startermotors erfolgt über den gegenüberliegenden, getriebeseitigen Lagerschild.The bearing on the side facing away from the transmission is designed as a radial bearing on which no axial support of the rotor shaft takes place. In contrast, the rotor shaft is supported on the end shield, which receives the transmission-side bearing, directly or indirectly in both axial directions. This embodiment has the advantage that the bearing exerts only a radial bearing function on the side facing away from the gear and can be dispensed with an axial support at this point. Accordingly, the axial tolerance chain is smaller at this position and can be dispensed with an adjustment of the bearing clearance. The axial fixation of the rotor shaft in the housing of the starter motor via the opposite, gearbox side shield.
Die erfindungsgemäße Startvorrichtung zeichnet sich außerdem durch eine vereinfachte Konstruktion aus, da auf der dem Getriebe abgewandten Seite auf Bauteile wie Sicherungsscheiben zur axialen Abstützung verzichtet werden kann. Es lässt sich zudem eine bessere fluchtende Ausrichtung der beiden Lager erreichen, wodurch der Verschleiß reduziert ist. Vorteilhaft ist es außerdem, dass eine bessere Abdichtung des Startermotors im Bereich der Lagerstellen gegeben ist.The starting device according to the invention is also characterized by a simplified construction, as can be dispensed with on the side facing away from the gearbox on components such as lock washers for axial support. It can also achieve a better alignment of the two bearings, whereby the wear is reduced. It is also advantageous that there is better sealing of the starter motor in the area of the bearing points.
Bei dem elektrischen Startermotor handelt es sich beispielhaft um einen permanenterregten Motor mit Permanentmagneten an der Innenseite des Starter- bzw. Polgehäuses und einem Anker auf der Rotorwelle, welcher bestrombare Wicklungen trägt, die über eine Kommutierungseinrichtung mit Strom versorgt werden. Das Radiallager ohne axiale Abstützung der Rotorwelle befindet sich vorteilhafterweise auf der der Kommutierungseinrichtung benachbarten Seite des Startermotors. Das Radiallager ist vorzugsweise ebenso wie das axial gegenüberliegende Lager in einem Lagerschild aufgenommen, der auf eine Stirnseite des Starter- bzw. Polgehäuses des Startermotors aufsetzbar ist. Beide Lager sind vorzugsweise von einer Lagerbuchse gebildet, die insbesondere als Metallteile gefertigt sind.By way of example, the electric starter motor is a permanent-magnet motor with permanent magnets on the inside of the starter or pole housing and an armature on the rotor shaft which carries energizable windings which are supplied with current via a commutation device. The radial bearing without axial support of the rotor shaft is advantageously located on the side adjacent to the commutation of the starter motor. The radial bearing is preferably taken as well as the axially opposite bearing in a bearing plate, which is placed on an end face of the starter or Polgehäuses the starter motor. Both bearings are preferably formed by a bearing bush, which are made in particular as metal parts.
Die axiale Abstützung der Rotorwelle an dem getriebeseitigen Lagerschild erfolgt auf direkte oder indirekte Weise, indem beispielsweise eine umlaufende Ringschulter der Rotorwelle sich gegen eine Stirnseite des getriebeseitigen Lagers, insbesondere der Lagerbuchse abstützt. Möglich ist es auch, auf der Rotorwelle einen Sicherungsring vorzusehen, welcher axial ein Zahnrad abstützt, das drehfest auf der Rotorwelle aufsitzt und auf der axial dem Sicherungsring abgewandten Seite mittelbar oder unmittelbar an dem getriebeseitigen Lagerschild axial abgestützt ist. Das Zahnrad bildet hierbei ein Sonnenrad zum Antrieb des nachgeschalteten Getriebes, das vorteilhafterweise als ein Planetengetriebe ausgeführt ist. In der Kombination mit der Ringschulter auf der Mantelfläche der Rotorwelle, welche sich gegen das getriebeseitige Lager abstützt, und dem Sicherungsring sowie dem Zahnrad, das drehfest auf der Rotorwelle angeordnet ist, wird eine axiale Abstützung in beide Achsrichtungen der Rotorwelle am Lagerschild erreicht.The axial support of the rotor shaft on the gearbox-side end shield takes place in a direct or indirect manner, for example, by a circumferential annular shoulder of the rotor shaft is supported against an end face of the transmission-side bearing, in particular the bearing bush. It is also possible to provide a locking ring on the rotor shaft, which axially supports a gear rotatably seated on the rotor shaft and is axially supported on the axial side facing away from the locking ring directly or indirectly on the transmission side bearing plate. The gear here forms a sun gear for driving the downstream transmission, which is advantageously designed as a planetary gear. In combination with the annular shoulder on the lateral surface of the rotor shaft, which is supported against the transmission side bearing, and the circlip and the gear which is non-rotatably mounted on the rotor shaft, an axial support in both axial directions of the rotor shaft is achieved on the bearing plate.
Der Lagerschild weist eine zentrale Ausnehmung auf, durch die die Rotorwelle hindurchgeführt ist. Die zentrale Ausnehmung kann außerdem Sitz eines Anlaufrings sein, der axial zwischen dem Zahnrad und dem Lagerschild angeordnet ist und gegen den sich das Zahnrad axial abstützt. Der Anlaufring kann aus einem verschleißfesten Material wie zum Beispiel Federstahl hergestellt sein und schützt den Lagerschild, der aus einem weicheren Material gefertigt sein kann, beispielsweise als Tiefziehblech ausgeführt sein kann. Der Anlaufring ist gegebenenfalls formschlüssig in die zentrale Ausnehmung im Lagerschild eingesetzt und kann beispielsweise in die Ausnehmung eingebördelt sein. The end shield has a central recess through which the rotor shaft is passed. The central recess may also be seat of a stop ring, which is arranged axially between the gear and the bearing plate and against which the gear is axially supported. The thrust ring can be made of a wear-resistant material such as spring steel and protects the bearing plate, which can be made of a softer material, for example, can be designed as a deep-drawn sheet. The thrust ring is optionally inserted positively into the central recess in the bearing plate and can be crimped, for example, in the recess.
Das getriebeseitige Lager, insbesondere in der Ausführung als Lagerbuchse, kann, gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung, in eine topfförmige Vertiefung des Lagerschilds eingesetzt sein. Die Lagerbuchse in der topfförmigen Vertiefung befindet sich auf der Ankerseite des Lagerschilds, wohingegen das Zahnrad auf der gegenüberliegenden Seite des Lagerschilds angeordnet ist. The transmission-side bearing, in particular in the embodiment as a bearing bush, may, according to a further expedient embodiment, be inserted into a cup-shaped recess of the bearing plate. The bushing in the pot-shaped recess is located on the anchor side of the bearing plate, whereas the gear is arranged on the opposite side of the bearing plate.
Gemäß noch einer weiteren zweckmäßigen Ausführung sind am getriebeseitigen Lagerschild Radialklemmelemente angeordnet, über die der Lagerschild an der Stirnseite des Polgehäuses festgeklemmt ist. Bei der Montage kann der Lagerschild auf die Stirnseite des Polgehäuses mit Klemmkraft aufgeschoben werden, wobei über die Radialklemmelemente eine ausreichend hohe Klemmkraft übertragen wird, die einen sicheren Sitz des Lagerschilds am Polgehäuse gewährleistet. Die Radialklemmelemente sind beispielhaft als axial überstehende Zentrierzapfen an dem Lagerschild ausgebildet, die an der Wandung des Polgehäuses, insbesondere an der Innenseite der Wandung mit radialer sowie mit axialer Klemmkraft anliegen. According to yet another expedient embodiment, radial clamping elements are arranged on the gearbox side bearing plate, via which the bearing plate is clamped to the end face of the pole housing. When mounting the bearing plate can be pushed onto the front side of the pole housing with clamping force, with a sufficiently high clamping force is transmitted through the radial clamping, which ensures a secure fit of the bearing plate on the pole housing. The radial clamping elements are exemplified as axially projecting centering on the bearing plate, which bear against the wall of the pole housing, in particular on the inside of the wall with radial and axial clamping force.
Über den Umfang sind vorteilhafterweise mehrere Radialklemmelemente an dem Lagerschild angeordnet, um eine über den Umfang gleichmäßige Kraftübertragung zwischen dem Polgehäuse und dem Lagerschild zu erreichen. In der Ausführung der Radialklemmelemente als Zentrierzapfen weisen diese bevorzugt eine abgerundete Spitze auf, um beim axialen Aufschieben auf die Stirnseite des Polgehäuses ein Verkanten zu vermeiden.Over the circumference advantageously a plurality of radial clamping elements are arranged on the bearing plate in order to achieve a uniform over the circumference power transmission between the pole housing and the bearing plate. In the embodiment of the radial clamping elements as centering pins, these preferably have a rounded tip in order to avoid tilting when pushed axially onto the end face of the pole housing.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:Further advantages and expedient embodiments can be taken from the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same components are provided with the same reference numerals.
In
Der elektrische Startermotor
Auf der Getriebeseite ist benachbart zur Stirnseite ein Zahnrad
Die Rotorwelle
Wie
Im Bereich des getriebeseitigen Lagerschilds
Um einen Abrieb des Lagerschilds
Der Lagerschild
Wie
Zur Montage werden Polgehäuse
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
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