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Aus der
EP 460 824 A1 und auch aus der
EP 0 863 309 A1 sind jeweils elektrische Maschinen bekannt, die als Startvorrichtung für Brennkraftmaschinen dienen. Zwecks Veränderung des Drehzahl- und auch Drehmomentverhaltens des dort vorgesehenen Elektromotors als Antrieb um das Antriebselement, welches vorzugsweise als Ritzel ausgeführt ist, anzutreiben, ist ein Umlaufgetriebe offenbart. Dieses Umlaufgetriebe hat ein Hohlrad, welches in einem als Antriebslager ausgebildeten Gehäuseteil gelagert ist. Hierzu greift ein Eingriffselement des Hohlrads in ein Eingriffselement des Gehäuses bzw. Antriebslagers ein.
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Es ist vorgesehen, im Hohlrad erzeugte Schwingungen unmittelbar an ein Bauteil weiterzuleiten, das hinsichtlich Akustik günstige Luftschallabstrahlungs- und Dämpfungseigenschaften aufweist. Diese Eigenschaften erfüllt das Gehäuse bzw. Antriebslager aufgrund seiner Geometrie, die eine Vielzahl an Querschnittsänderungen und damit verbunden eine Vielzahl an Steifigkeitssprüngen und kleinen Abstrahlflächen besitzt.
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Ein geringes und von der akustischen Anmutung her akzeptables Geräusch im Kraftfahrzeug gewinnt zunehmend an Bedeutung. Dies selbst bei einem nach nur wenigen Sekunden beendeten Startvorgang. Start-Stopp-Anwendungen und in Zukunft auch das so genannte „Segeln“ erhöhen zusätzlich die Anforderungen und erfordern entsprechende akustisch optimierte Starter. Das so genannte Segeln ist technisch unter einem Verfahren bekannt, bei dem während des Fahrbetriebs im Verkehr, während die Brennkraftmaschine keine Antriebsleistung zu übertragen hat, die Brennkraftmaschine ausgeschaltet wird und erst dann wieder eingeschaltet wird, wenn eine Antriebsleistung übertragen werden muss. Ein derartiger Fahrzustand liegt beispielsweise während einer Bergabfahrt vor so dass erst wieder nach dem Übergang in beispielsweise eine Ebene oder gar wieder in einen Berganstieg das Übertragen eines Antriebsmoments bzw. an einer Antriebsleistung erforderlich und damit einen Startvorgang während des Fahrens notwendig macht.
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Eine der Hauptgeräuschquellen im Starter ist das Umlaufgetriebe, das häufig als Planetengetriebe ausgeführt ist. Durch wechselnde Zahneingriffe und daraus folgende Steifigkeitsschwankungen werden angrenzende Bauteile angeregt und somit in Schwingungen versetzt. Ein Teil dieser Schwingungen wird an diesen Bauteilen als Luftschall abgestrahlt oder an weitere umliegende Starterbauteile oder gar motorseitige Bauteile, d. h. Bauteile der Brennkraftmaschine, weitergeleitet (Körperschall). Bei den oben genannten Getriebeausführungen werden die Bauteile direkt angeregt, deren geometrische Gestaltung nur wenig Querschnittsänderungen und wenige Eigenfrequenzen und große Abstrahlflächen besitzen. Diese Bauteile weisen somit für die Geräuschvermeidung ein ungünstiges Schwingverhalten auf. Vor allem die direkte Anbindung des Hohlrades an das Polgehäuse, das Zwischenlager und den Lagerdeckel sind akustisch ungünstig.
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Es ist vorgesehen, das Hohlrad als Geräuschquelle so im Starter zu befestigen, dass möglichst wenige Bauteile angeregt werden. Die erforderliche Momentenabstützung soll dabei auf unsymmetrische Bauteile mit guten Dämpfungseigenschaften erfolgen. Anregungen angrenzender Bauteile sollten vermieden oder vermindert werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 ist vorgesehen, dass die elektrische Maschine mit einem als Antriebslager ausgebildeten Gehäuse, mit einem Elektromotor als Antrieb, mit einem Umlaufgetriebe und mit einem Antriebselement ausgestattet ist. Das Umlaufgetriebe weist zumindest ein Umlaufrad auf, welches mit einem Hohlrad kämmt, und wobei durch das zumindest eine Umlaufrad ein Radträger antreibbar ist, der mit dem Antriebselement gekoppelt ist. Das Hohlrad hat zumindest ein Eingriffselement und das Gehäuseteil hat zumindest ein Eingriffselement. Beide Eingriffselemente greifen ineinander wechselseitig ein. Es ist vorgesehen, dass ein Zwischenlagerträger zumindest ein Eingriffselement und das Gehäuseteil zumindest ein Eingriffselement haben und die beiden Eingriffselemente ineinander wechselseitig eingreifen.
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Ist das Eingriffselement des Hohlrades ein Zapfen und das Eingriffselement des Antriebslagers eine Nut, so erhält man ein Hohlrad, das weniger Kerben aufweist, die die mechanische Belastbarkeit des Hohlrads schwächen könnten. Ist in einer alternativen Ausführung das Eingriffselement des Hohlrades eine Nut und das Eingriffselement des Antriebslagers ein Zapfen, so ist tendenziell die Masse des Hohlrades größer als im umgekehrten Fall. Dies liegt daran, dass durch die Nuten am Außenumfang und deren Wirkung als Kerben der Ring des Hohlrades insgesamt etwas stärker ausgeführt werden muss, um eine gleiche Festigkeit zu erhalten. Dies hat den Vorteil, dass dadurch, d. h. durch die höhere Masse des Hohlrades, tendenziell eine geringere Anregung des Gehäuses durch hohe Frequenzen erfolgt. Das Hohlrad spricht auf Anregungen weniger leicht an.
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Des Weiteren ist vorgesehen, dass das Eingriffselement des Zwischenlagerträgers und das Eingriffselement des Hohlrads axial nacheinander im Gehäuseteil gelagert sind. Dies führt dazu, dass in dem Zwischenlagerträger beispielsweise eingeprägte, vom Antriebselement bewirkte Kräfte in das Gehäuse übertragen werden, ohne das Hohlrad mittels dieser Kräfte zu beeinträchtigen. Als Kräfte können hier Axialkräfte und/oder Radialkräfte und/oder Quer- bzw. Tangentialkräfte auftreten. Vom Antriebselement aus gesehen werden diese Kräfte noch vor dem Hohlrad im Gehäuse aufgenommen. Dies kann beispielsweise über einen zylindrischen Einpass des Zwischenlagerträgers geschehen, der in eine zylindrische Aufnahme des Gehäuses eingepasst ist und/oder über am Zwischenlagerträger vorzugsweise angeformte Eingriffselemente. Auf das Hohlrad wirkende Kräfte werden dann axial (Drehachse Planetenradwelle) erst hinter dem zylindrischen Einpass des Zwischenlagerträgers in das Gehäuse übertragen. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich die auf den Zwischenlagerträger ausgeübten Kräfte an einer gleichen Umfangsposition des Hohlrades in das Gehäuse zu übertragen, was wiederum über am Zwischenlagerträger vorzugsweise angeformte Eingriffselemente erfolgen kann. In einer weiteren Alternative oder zusätzlich ist es auch möglich die auf den Zwischenlagerträger ausgeübten Kräfte an einer gleichen Axialposition des Hohlrades in das Gehäuse zu übertragen, was wiederum über am Zwischenlagerträger vorzugsweise angeformte Eingriffselemente erfolgen kann.
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Durch diese Art der Entkopplung werden auch die abwälzenden Umlaufräder im Hohlrad von entsprechenden Kräften und dadurch ausgeübten Schwingungen entlastet und somit die Dauerhaltbarkeit des Umlaufgetriebes erhöht und auch die Geräuschentwicklung verringert. Diese Entkopplung wirkt auch umgekehrt: Vom Sonnenrad ausgeübte Drehbeschleunigungen und damit verbundene Drehkraftschwankungen werden über Eingriffselemente des Hohlrades in ein Eingriffselement des Antriebslagers übertragen. Durch den vom Hohlrad entkoppelten Zwischenlagerträger zwischen dem Ritzel und dem Umlaufgetriebe wird der Zwischenlagerträger nur noch indirekt von Kraftschwankungen belastet. Dadurch ist die Anregung des Zwischenlagerträgers erheblich reduziert, so dass vor allem die flächigen Bereiche des Zwischenlagerträgers deutlich reduziert angeregt werden. Gemäß einer Variante kann auch vorgesehen sein, dass das Eingriffselement des Zwischenlagerträgers und das Eingriffselement des Hohlrads typgleich sind (Zapfen oder Nut) und dementsprechend die Eingriffselemente des Hohlrads und auch des Zwischenlagerträgers, beispielsweise als Zapfen ausgeführt in eine gemeinsame Nut des Gehäuses eingreifen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass ein Eingriffselement des Gehäuses, ausgeführt als Zapfen, sowohl in eine Nut des Zwischenlagerträgers als auch in eine Nut des Hohlrades wechselseitig ineinander eingreift. Insbesondere ist vorgesehen, dass ein Eingriffselement des Zwischenlagerträgers und ein Eingriffselement des Hohlrades vom Typ her gleich sind und in dasselbe Eingriffselement des Gehäuses eingreifen. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass ein Eingriffselement des Zwischenlagerträgers in ein Gegenstück bzw. Eingriffselement des Gehäuses eingreift und ein Eingriffselement des Hohlrades in ein Gegenstück bzw. Eingriffselement des Gehäuses eingreift, wobei das Eingriffselement des Gehäuses für das Hohlrad ein anderes Eingriffselement ist, wie das Eingriffselement für den Zwischenlagerträger im Gehäuse.
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Gemäß einer weiteren Alternative ist vorgesehen, dass ein Eingriffselement des Hohlrads und ein Eingriffselement des Zwischenlagerträgers an einem Innenumfang des Gehäuses abwechseln und dabei durch Eingriffselement des Gehäuseteils getrennt sind. Bei dieser Anordnung sind das Eingriffselement des Hohlrads und das Eingriffselement des Zwischenlagerträgers dennoch benachbart.
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Gemäß einer weiteren Alternative ist vorgesehen, dass ein Eingriffselement des Hohlrads und ein Eingriffselement des Zwischenlagerträgers an einer gleichen Umfangsposition des Gehäuses angeordnet sind.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass zwischen dem Zwischenlagerträger zwischen dem Andrehritzel und dem Hohlrad sowie einem weiteren Zwischenlagerträger das Hohlrad angeordnet ist und der weitere Zwischenlagerträger eine Rotorwelle des Elektromotors lagert. Das Hohlrad und der weitere Zwischenlagerträger sind dabei zu einer Einheit zusammengefasst (einstückig oder montiert) Des Weiteren ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein Steg am Innenumfang des Gehäuses elektrisch leitfähig mit einem Bauteil des Elektromotors, vorzugsweise einem Polrohr des Elektromotors, vorzugsweise durch eine stirnseitige Anlage, verbunden ist. Dies ermöglicht einen elektrischen, stromleitenden Pfad vom Bauteil des Elektromotors, welches beispielsweise mit den sogenannten Minusbürsten elektrisch verbunden ist, über das Gehäuse an einen negativen Anschluss, vorzugsweise Massepfad, an das Gehäuse der Brennkraftmaschine.
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Die Erfindungen sind nicht auf sogenannte frei ausstoßende Startvorrichtungen beschränkt. Die Erfindungen können ebenso bei sogenannten Maulstartern angewendet werden. Bei Maulstartern übergreift das Antriebslagerschild das Andrehritzel maulartig, vergleiche auch
DE 199 55 061 A .
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Die Ausführungsbeispiele sind nachfolgend in mehreren Figuren dargestellt. Es zeigen:
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1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Startvorrichtung,
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2 eine Explosionszeichnung eines Teils der Startvorrichtung aus 1,
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3 einen Querschnitt durch die elektrische Maschine aus 1,
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4 einen umfänglichen Schnitt gemäß der Schnittlinie IV in 3,
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5 die räumliche Ansicht eines Teilschnitts durch ein Detail der elektrischen Maschine aus 1,
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6 eine ausschnittweise Schnittdarstellung das Umlaufgetriebe gemäß Schnittlinie VI in 3,
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7 eine ausschnittweise Schnittdarstellung durch das Umlaufgetriebe gemäß Schnittlinie VII in 3,
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8 eine Explosionszeichnung eines Teils eines zweiten Ausführungsbeispiels der Startvorrichtung.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt eine elektrische Maschine 10 in Gestalt einer Startvorrichtung in einem Längsschnitt. Diese Startvorrichtung weist beispielsweise einen Startermotor 13 und einen Vorspuraktuator 16 auf, der z. B. als ein Relais bzw. Starterrelais ausgeführt ist. Der Startermotor 13 und der elektrische Vorspuraktuator 16 sind an einem gemeinsamen Antriebslagerschild 19 befestigt. Der Startermotor 13 dient funktionell dazu, ein Antriebselement 22, welches hier als Andrehritzel ausgeführt ist, drehend anzutreiben, wenn es im Zahnkranz 25 der hier nicht dargestellten Brennkraftmaschine eingespurt ist. Der Vorspuraktuator 16 dient dazu mittels eines Gabelhebels 24 das Antriebselement 22 in den Zahnkranz 25 einzuspuren.
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Der Startermotor 13 weist ein Gehäuse 26 mit einem Polrohr 28 auf, das an seinem Innenumfang Pole 31 trägt. Ein Stator 29 ist hierdurch gebildet. Die Pole 31 umgeben wiederum einen Rotor 37 (Anker), der ein aus Lamellen aufgebautes Ankerpaket 43 und eine in Nuten angeordnete Ankerwicklung aufweist. An dem dem Antriebselement 22 abgewandten Ende einer Antriebswelle 44 ist des Weiteren ein Kommutator 52 angebracht. Der Kommutator 52 bzw. dessen Kommutatorlamellen 55 werden in Betrieb durch Kohlebürsten 58 bestromt.
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In Richtung einer Drehachse 63, beiderseits des Rotors 37, befindet sich je eine Stützlageranordnung 66 bzw. 69. Die Stützlageranordnung 66 ist optional. Die optionale Stützlageranordnung 66 zwischen dem Andrehritzel bzw. dem Antriebselement 22 und dem Ankerpaket 46 ist dabei wie folgt aufgebaut: Im Polrohr 28 ist ein Zwischenlagerträger 68 eingesetzt, der in diesem Fall zwischen einem Hohlrad 73 und dem Ankerpaket 43 angeordnet ist. Der Zwischenlagerträger 68 hat eine zentrale Aufnahme 72, die eine im Wesentlichen zylindrische Lagerbuchse 75 trägt. Die Aufnahme 72 hat ein Bord 78, das eine Verlagerung der Lagerbuchse 75 in Richtung zum Antriebselement 22 verhindert. In der Lagerbuchse 75 ist die Antriebswelle 44 abgestützt. Hierzu dient ein spezieller besonders glatter Lagerabschnitt 81. Die Stützlageanordnung 66 ist dazu geeignet, sowohl axiale als auch radiale Lagerkräfte auf das gelagerte Teil zu bewirken.
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Auf der anderen Seite des Rotors 37, d. h. auf der Seite des Rotors, die dem Antriebselement 22 abgewandt ist, befindet sich die andere Stützlageranordnung 69. Die Stützlageranordnung 69 ist dabei so aufgebaut, dass ein Wellenzapfen 85, der beispielsweise einstückig mit der Antriebswelle 44 ausgeführt ist, in einer Buchse 88 gelagert ist. Die Buchse 88 wiederum ist in einer topfförmigen Ausformung 91 aufgenommen. Die Ausformung 91 ist einstückig mit dem das Gehäuse 26 verschließenden Lagerdeckel 60 ausgeführt.
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Zwischen dem Antriebselement 22 und dem Hohlrad 73 befinden sich von dem Antriebselement 22 aus betrachtet folgende Bauteile, die hier kurz stichwortartig aufgeführt sind: Das Antriebselement 22 sitzt auf einer Hohlwelle 93, die drehverschieblich in einem Rollenlager 94 im Antriebslagerschild 19 gelagert ist. Das rechtsseitige Ende der Antriebswelle bildet einen Innenring eines Freilaufs 86.
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Dieser Freilauf 86 wiederum läuft in einem Mitnehmerschaft 89 aus, der an seiner Innenseite eine Steilgewindeinnenverzahnung 90 aufweist. Diese Steilgewindeinnenverzahnung 90 kämmt mit einer Steilgewindeaußenverzahnung 96, die auf einer Außenseite einer Planetenradwelle 92 eingearbeitet ist. Die Planetenradwelle 92 lagert mittels zweier Gleitlagerbuchsen 97 die bereits erwähnte Abtriebswelle, und an ihrem rechten, d. h. dem Umlauf- bzw. Planetengetriebe zugewandten, Ende endet diese Planetenradwelle vorzugsweise in einem Planetenträger 95.
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Der nachfolgend beschriebene Aufbau beschreibt die Anordnung beiderseits des Hohlrads 73. Zwischen dem Hohlrad 73 und einem Absatz 100 im Antriebslagerschild 19 befindet sich vorzugsweise ein Zwischenlagerträger 98. Dieser Zwischenlagerträger 98 hat eine zentrale Lageraufnahme 102, die im Wesentlichen eine innenzylindrische Kontur aufweist. Diese innenzylindrische Kontur nimmt ein Gleitlager 105 auf. Das Gleitlager 105 stützt die Planetenradwelle 92 zwischen dem Planetenträger 95 und dem Steilgewinde. Zwischen der Lageraufnahme 102 bzw. dem Gleitlager 105 und dem Planetenträger 95 befindet sich ein Bund 108, der eine Verschiebung des Gleitlagers 105 in Richtung zum Planetenträger 95 verhindert.
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2 zeigt eine Explosionsdarstellung einiger Teile des ersten Ausführungsbeispiels. Das Antriebslagerschild 19 weist eine erste Öffnung 110 auf, in die der Zwischenlagerträger 98 eingesetzt wird. Über eine Öffnung 113 zur Lagerung eines hier nicht, aber bereits in 1 dargestellten Gabelhebels, ist eine Öffnung 116, in die der Vorspuraktuator 16 (Einrückrelais) eingreift, mit der Öffnung 110 verbunden. Ein nicht dargestelltes Plättchen dient für hier nicht dargestellte Bolzenstummel des hier nicht dargestellten Gabelhebels als Kraftaufnahme, als Drehlager. Ein nicht dargestelltes Dichtungselement wird durch den Vorspuraktuator 16 gegen das Plättchen gedrückt.
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Der Zwischenlagerträger 98 hat insgesamt eine flache Topfform mit der zentralen Lageraufnahme 102 und deren zentralen Öffnung. Nach radial außen schließt ein ringförmiger Schildbereich 125 an, der in eine axial kurze ringförmige Wand 127 übergeht. Von dieser ringförmigen Wand 127 erstreckt sich nach radial außen ein ringförmiger Kragen 128. Von diesem ringförmigen Kragen 128 gehen in Umfangsrichtung verschiedene einstückig an den Zwischenlagerträger 98 angeformte Bereiche aus. So stehen sich im Wesentlichen um 90° beabstandet vier Schildbereiche 130 gegenüber. Zwischen den Schildbereichen 130 befinden sich vier teilbogenförmige Stege 132. Zwischen den insgesamt vier Stegen 132 und den Schildbereichen 130 befindet sich jeweils ein Zwischenraum 135. Zwischen zwei Schildbereichen 130 befindet sich somit ein Zwischenraum 135, der von einem Steg 132 und einem weiteren Zwischenraum 135 gefolgt wird. Die Schildbereiche 130 sind im Wesentlichen zylindermantelförmig.
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Die Stege 132 weisen eine Rückwand 137 auf, die an einer Stirnfläche 139 des Absatzes 100 anliegen. Die Schildbereiche 130 weisen ebenfalls eine Rückwand 142 auf, die an einer Stirnfläche 139 des Absatzes 100 anliegen.
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Der zylindrische Teil des Absatzes 100, ein Einpass für den Zwischenlagerträger 98, nimmt Querkräfte auf, die über das Antriebselement 22 einwirken.
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Beim Betrachten der Öffnung 110 des als Antriebslagerschild 19 ausgebildeten Gehäuses ist eine Struktur am Innenumfang des Gehäuses erkennbar. Diese Struktur umfasst hier beispielhaft nach innen ausgerichtete Stege 145, die von Zwischenräumen 147 unterbrochen sind. In diesem Beispiel, vergleiche hierbei auch mit 3, wechseln sich somit am Innenumfang der Öffnung 110 insgesamt acht Stege 145 und acht Zwischenräume 147 ab. In die zylinderringsegmentförmigen Zwischenräume 147 werden durch das Einschieben des Zwischenlagerträgers 98 die vier Schildbereiche 130 und auch die vier Stege 132 jeweils zwischen zwei Stege 145 in einen Zwischenraum 147 eingeschoben, bis die erwähnten Rückwände 137 bzw. 142 der Schildbereiche 130 und Stege 132 an der Stirnfläche 139 zwischen den Stegen 145 anliegen.
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Beim Einschieben des Zwischenlagerträgers 98 ist die Welle 92 mit dem Zwischenlagerträger 98 montiert, d. h. ein Flansch 150 des Umlaufradträgers des Umlaufgetriebes 153 steht vor dem Schildbereich 125. In den Flansch 150 sind in diesem Fall drei Radstifte 156 eingesetzt. Auf diesen Radstiften, die hier beispielsweise Planetenradachsen sind, sitzt jeweils eine Gleitlagerbuchse 159 oder eine Nadelhülse, die in ein Umlaufrad 160 eingepresst sind. Zwischen den hier drei dargestellten Umlaufrädern 160 befindet sich zentral ein Sonnenrad 161.
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Das Sonnenrad 161 weist zentral eine Verzahnung auf, die als Mitnehmer dient. Diese Verzahnung dient letztlich dazu, auf die Rotorwelle aufgesteckt zu werden. Rings um die beispielsweise drei Umlaufräder 160 ist das Hohlrad 73 angeordnet. Dieses Hohlrad weist an seinem Außenumfang vorzugsweise vier Zapfen 163 auf, die den im Wesentlichen zylindrischen Außenumfang unterbrechen. Die hier im Beispiel vier Zapfen 163 sind in einem Abstand von 90° beabstandet.
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Das so vormontierte Hohlrad 73 wird dabei so angeordnet, dass zwischen den Schildbereichen 130, in etwa mittig dazwischen, die Zapfen 163 angeordnet werden. Schließlich wird in diesem Beispiel der weitere Zwischenlagerträger 68 montiert. Dieser Zwischenlagerträger 68 ist vorzugsweise schildartig ausgebildet, d. h., dass zwischen einem Außenumfang des Zwischenlagerträgers 68 und der Buchse 75 eine geschlossene ringförmige Wand 175 vorgesehen ist. Radial außerhalb der ringförmigen Wand 175 befindet sich eine von Zwischenräumen 177 unterbrochene Außenkontur. So weist diese Außenkontur mehrere Stege 180 und 182 auf. Die Stege 180 und 182 wechseln sich am Außenumfang des Zwischenlagerträgers 68 ab. Die Stege 180 sind von ihrer Erstreckung in Umfangsrichtung her den Stegen 132 angepasst. Die Stege 182 wiederum sind der umfänglichen Erstreckung der Schildbereiche 130 angepasst. Radial etwas nach innen versetzt vom Außenumfang des Zwischenlagerträgers 68 erstrecken sich in axialer Richtung vorzugsweise vier bogenförmige Stege 186, die mit ihrer radialen Außenseite dazu dienen, das Polrohr 28 an dessen Innenumfang zu zentrieren, vgl. auch 1.
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In 3 ist ein Querschnitt entsprechend der Schnittlinie der 1 dargestellt. Zwischen zwei Stegen 145 ist jeweils vorzugsweise ein Zapfen 163 aufgenommen. Zwischen zwei beispielhaften Stegen, zwischen denen kein Zapfen 163 angeordnet ist, befindet sich ein Schildbereich 130. In dieser Darstellung ist nicht gezeigt, dass ein Steg 132 zwischen zwei Stegen 145 angeordnet ist, die zwischen sich einen Zapfen 163 aufnehmen. Dies bedeutet, dass ein Steg 132 in Blickrichtung des Betrachters der 3 hinter dem Zapfen 163 angeordnet ist.
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Dies verdeutlicht die 4. Hier ist entsprechend der Schnittlinie IV-IV in 3 eine abgerollte Sicht von radial außen entsprechend der Schnittlinie dargestellt. Hier ist gut zu erkennen, dass die Stege 132 und 180 zwischen sich den Zapfen 163 aufnehmen. Zwischen den beiden anderen Stegen 145, die zwischen sich den Schildbereich 130 aufnehmen, befindet sich auch der Steg 182, der mit einer Stirnfläche 190 zum Schildbereich 130 gerichtet ist.
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In den 1 bis 6 ist eine elektrische Maschine 10 gezeigt, die als Starter bzw. Startvorrichtung ausgebildet ist. Die elektrische Maschine 10 weist ein als Antriebslager 19 ausgebildetes Gehäuseteil auf. Des Weiteren hat diese Maschine einen Elektromotor 13 als Antrieb und ein Umlaufgetriebe 153. Durch den Elektromotor 13 wird ein Antriebselement 22 angetrieben bzw. ist dadurch antreibbar. Das Antriebselement 22 ist beispielhaft als Antriebsritzel bzw. Andrehritzel ausgeführt. Das Umlaufgetriebe 153 hat beispielsweise ein Umlaufrad 160 – im Beispiel sind es vorzugsweise drei Umlaufräder – welches mit einem Hohlrad 73 kämmt. Durch das Umlaufrad 160 ist ein Radträger 95, der hier beispielsweise ein Planetenradträger ist, antreibbar. Der Radträger 95 ist mit dem Antriebselement 22 gekoppelt, so dass über den Elektromotor 13 das Antriebselement 22 angetrieben werden kann. Das Hohlrad 73 hat ein Eingriffselement und das Gehäuseteil hat ebenfalls ein Eingriffselement, wobei die beiden Eingriffselemente ineinander wechselseitig eingreifen. Das Eingriffselement des Hohlrads 73 ist hier vorzugsweise als Zapfen 163 ausgeführt und das Eingriffselement des Gehäuseteils vorzugsweise als Steg 145 bzw. Stege 145 ausgeführt. Der wechselseitige Eingriff der Eingriffselemente des Hohlrads 73 und des Gehäuseteils sind beispielsweise in 3 und 4 deutlich gezeigt. Zwischen dem Hohlrad 73 und dem Gehäuseteil werden Tangentialkräfte und gegebenenfalls auch Radialkräfte aufgenommen und übertragen. Es ist somit vorzugsweise vorgesehen, dass das Eingriffselement des Hohlrades ein Zapfen 163 und das Eingriffselement des Antriebslagers 19 ein als Nut ausgebildeter Zwischenraum 147, vorzugsweise zwischen zwei Stegen 145 ausgebildet ist. Es ist vorgesehen, dass der Zwischenlagerträger 98 ein Eingriffselement und das Gehäuseteil ein Eingriffselement haben und die beiden Eingriffselemente in einander wechselseitig eingreifen
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Es ist des Weiteren vorgesehen, dass ein Zwischenlagerträger 98 zwischen dem separaten Hohlrad 73 und dem Antriebselement 22 angeordnet ist. Der Zwischenlagerträger 98 ist im Gehäuseteil gelagert, wobei der Zwischenlagerträger 98 ein Eingriffselement und das Gehäuseteil ein Eingriffselement haben. Beide Eingriffselemente greifen ineinander wechselseitig ein. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Zwischenlagerträger 98 als Eingriffselement einen Steg 132 und das Gehäuseteil als Eingriffselement einen Zwischenraum 147 zwischen zwei Stegen 145 aufweist.
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Wie unter Anderem in 3 dargestellt ist, ist bei der elektrischen Maschine insbesondere vorgesehen, dass ein Eingriffselement des Hohlrades, vorzugsweise in Gestalt eines Zapfens 163 und ein Eingriffselement des Zwischenlagerträgers 98 an einer selben Umfangsposition des Gehäuseteils angeordnet sind.
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Des Weiteren ist vorgesehen, dass in einem Zwischenraum 147 im Gehäuseteil ein Zapfen 163 in eine axiale Richtung durch einen Steg 132 als Eingriffselement des Zwischenlagerträgers 98 und in eine andere axiale Richtung durch einen Steg 180 eines Deckels begrenzt ist, wobei der Deckel vorzugsweise als ein weiterer Zwischenlagerträger 68 ausgebildet ist und eine Rotorwelle 84 des Elektromotors 13 lagert. Das Eingriffselement des Zwischenlagerträgers 98 und das Eingriffselement des Hohlrads 73 sind damit axial – auf eine Drehachse des Radträgers bezogen – nacheinander im Gehäuseteil gelagert.
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5 zeigt eine weitere Einzelheit des ersten Ausführungsbeispiels. Wie gut zu erkennen ist, ragt ein Steg 145 durch einen Zwischenraum 177 des Zwischenlagerträgers 68. Hier nicht dargestellte Polgehäuseschrauben, welche den bürstenseitigen Deckel 60 gegen das Polrohr 28 und dieses gegen die Stege 145 drücken, stellen somit einen elektrisch leitfähigen Kontakt zwischen einer axial ausgerichteten Stirnfläche 178 eines Stegs 145 und einer dieser Stirnfläche 178 entgegengesetzt ausgerichteten Stirnfläche des Polrohrs 28 her. Die entsprechende Stirnfläche des Polrohrs 28 hat die Bezugszahl 200.
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In 6 ist ein Teillängsschnitt durch den als Nut ausgebildeten Zwischenraum 147, vorzugsweise zwischen zwei Stegen 145, dargestellt. In axialer Reihenfolge folgen der Absatz 100 des Zwischenlagerträgers 98 mit seiner Stirnfläche 139, die Rückwand 137 des Stegs 132, der Steg 132, der Zapfen 163, der Steg 180 des Zwischenlagers 68 und das Polrohr 28.
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In 7 ist ein Teillängsschnitt durch einen als Nut ausgebildeten Zwischenraum, vorzugsweise zwischen zwei Stegen 145, dargestellt. Dieser Zwischenraum nimmt ein Schild 130 auf. In axialer Reihenfolge folgen der Absatz 100 des Zwischenlagerträgers 98 mit seiner Stirnfläche 139, die Rückwand 137 des Schildbereichs 130, der Steg 182 des Zwischenlagers 68 und das Polrohr 28.
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Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel sind sowohl die Stege 132 als auch die Schildbereiche 130 als zwischenlagerträgerseitige Eingriffselemente vorgesehen, die jeweils Kräfte, z. B. Querkräfte und/oder Radialkräfte und/oder Tangentialkräfte aufnehmen.
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Alternativ könnte dieses Ausführungsbeispiel so variiert werden, dass als Eingriffselemente des Zwischenlagerträgers 98 zwecks Aufnahme von Kräften nur die Stege 132 vorhanden sind.
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Alternativ könnte dieses Ausführungsbeispiel so variiert werden, dass als Eingriffselemente des Zwischenlagerträgers 98 zwecks Aufnahme von Kräften nur die Schildbereiche 130 vorhanden sind.
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In 8 ist eine Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels dargestellt. Mit wenigen Worten zusammengefasst betrifft die Änderung zum größten Teil den Zwischenlagerträger zwischen dem Umlaufgetriebe 153 und dem Rotor 37 und das Hohlrad. Das Hohlrad und der Zwischenlagerträger sind zu einem Bauteil zusammengefasst und vorzugsweise einstückig ausgeführt (bspw. einteiliges Spitzgussteil oder zusammenmontierte Einheit). Verglichen mit dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Einheit 202 aus Hohlrad und Zwischenlagerträger gegenüber den beiden Teilen aus dem ersten Ausführungsbeispiel zu einem Teil zusammengefasst. Das Eingriffselement des Zwischenlagerträgers 98 und das Eingriffselement des Hohlrades 73 – und damit hier der Einheit – wechseln in der Innenumfangsposition des Gehäuses ab. Dies deshalb, weil die Schildbereiche 130 als Eingriffselement und die Zapfen 163 als Eingriffselement in Umfangsrichtung aufeinander folgen.
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Im selben Ausführungsbeispiel sind ein Steg 132 als Eingriffselement des Zwischenlagerträgers 98 und die Zapfen 163 als Eingriffselement des Hohlrades 73 – und damit hier der Einheit – so angeordnet, dass ein Eingriffselement des Hohlrads 73 und ein Eingriffselement des Zwischenlagerträgers 98 an einer selben Umfangsposition des Gehäuseteils angeordnet sind. Somit ist ein Eingriffselement des Hohlrads 73 sowohl in Umfangsrichtung als auch in Axialrichtung einem Eingriffselement des Zwischenlagerträgers 98 benachbart.
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Alternativ könnte dieses Ausführungsbeispiel so variiert werden, dass als Eingriffselemente des Zwischenlagerträgers 98 zwecks Aufnahme von Kräften nur die Stege 132 vorhanden sind.
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Alternativ könnte dieses Ausführungsbeispiel so variiert werden, dass als Eingriffselemente des Zwischenlagerträgers 98 zwecks Aufnahme von Kräften nur die Schildbereiche 130 vorhanden sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 460824 A1 [0001]
- EP 0863309 A1 [0001]
- DE 19955061 A [0013]
