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Stand der Technik
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Aus dem Dokument
DE 10 2011 003 200 A1 ist eine Startvorrichtung für Brennkraftmaschinen bekannt, deren Hebelbaugruppe ein Hebelteil aufweist, welches mit einem Ende an einer Abtriebswelle eingreift, und ein Vorspannfederelement aufweist, welches mit dem Anker eines Vorspuraktuators gekoppelt ist.
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Es ist aufgefallen, dass beim Betätigen des Vorspannfederelements dieses am Lagerbock reibt und dabei Lagerarbeit verrichtet und dementsprechend die an der Abtriebswelle zur Verfügung stehende Kraft für das axiale Vorspuren des Andrehritzels reduziert ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Startvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch die Anordnung des Vorspannfederelements zwischen dem Hebelteil und einem Schild, das das Vorspannelement nicht mehr unmittelbar am Lagerbock reiben kann. Es ist dadurch möglich, einerseits den Lagerbock aus einem unveränderten Material herzustellen und andererseits durch angepasste Reibungsparameter die Reibungssituation zwischen dem Vorspannelement und der Stelle, an der das Vorspannelement lagerbockseitig reibt, speziell anzupassen. Insbesondere ist es dadurch möglich, das Material geeignet auszuwählen. Durch diesen Schild, der alternativ auch an einem anderen als Lagerfläche zur Verfügung stehenden Teil anliegt, wirkt dann letztlich eine geringere Reibungskraft, denn durch das Einführen des Schildes ist es möglich, die Reibungsparameter zwischen dem Vorspannfederelement und dem Schild leichter einzustellen, da der Schild ein weniger komplexes Bauteil als der Lagerbock ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schild zwischen einem Gehäuseteil des Vorspannfederelements und dem Bereich des Vorspannfederelements angeordnet ist. Dies verhindert vorzugsweise ein Anliegen des Vorspannfederelements am Gehäuseteil des Vorspannfederelements. Das Gehäuseteil des Vorspannfederelements kann dabei beispielsweise als sogenannter Lagerbock ausgeführt sein und kann demzufolge einen Teil der Lagerstelle, an welchem die Hebelbaugruppe drehbar gelagert ist, darstellen.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass ein Gleitreibungskoeffizient zwischen dem Material des Bereichs des Vorspannfederelements und dem Gehäuseteil des Vorspannfederelements größer ist als ein Gleitreibungskoeffizient zwischen dem Material des Bereichs des Vorspannfederelements und dem Schild. Dies wäre beispielsweise dadurch gegeben, dass das Material des Bereichs des Vorspannfederelements aus Federstahl hergestellt wäre, das Gehäuseteil des Vorspannfederelements aus einem polymeren Kunststoff, wie beispielsweise Polyamid oder einem Elastomer und der Schild aus einem Stahlwerkstoff.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schild vorzugsweise am Hebelteil befestigt ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Schild nicht am Hebelteil befestigt ist, sondern an dem Gehäuseteil des Vorspannfederelements. Im zuletzt genannten Fall kann dieser Schild praktisch eine Art Beschichtung des Gehäuseteils des Vorspannfederelements sein, die beispielsweise geklebt oder an dem erwähnten Gehäuseteil des Vorspannfederelements angeklipst ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist vorgesehen, dass der Schild vorzugsweise mindestens einen Haltearm aufweist, besonders bevorzugt sind zwei Haltearme, der oder die in einem Haltekontur eingreifen, damit der Schild ortsfest gehalten werden kann. Eine derartige Haltekontur kann beispielsweise eine Kontur am Hebelteil sein. Besonders bevorzugt ist eine derartige Kontur bzw. Haltekontur in Gestalt einer Rastnase oder eines Halteschlitzes.
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Das Hebelteil als Kunststoffformteil ist bevorzugt aus einem polymeren Kunststoff, wie beispielsweise Polyamid, hergestellt. Dieses Hebelteil greift mit einem Ende an eine Abtriebswelle ein. Die Abtriebswelle ist dabei bevorzugt ein Antriebsritzel mit einer Eingriffskontur für die Hebelbaugruppe oder beispielsweise ein Antriebsritzel mit einem Freilauf mit einer Eingriffskontur für die Hebelbaugruppe. Die Hebelbaugruppe weist bevorzugt die Bauteile auf, die an der Umsetzung einer Ankerbewegung des Vorspuraktuators in eine Schiebebewegung des Antriebsritzels beteiligt sind.
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Der Schild kann nicht nur aus Stahl, sondern alternativ auch aus Aluminium, Messing, Bronze oder besonders reibungsarmen Polymeren hergestellt sein.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung,
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2 einen Längsschnitt durch eine Hebelbaugruppe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
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3 einen Querschnitt durch den Gabelhebel mit Schild,
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4 eine Explosionsdarstellung der Einzelteile der Hebelbaugruppe aus Hebelteil, Vorspannfederelement und Schild,
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Ausführungsvarianten
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Der Darstellung gemäß 1 ist ein Längsschnitt durch eine Startvorrichtung 10 für eine Brennkraftmaschine zu entnehmen. Die Startvorrichtung 10 weist beispielsweise einen Startermotor 13 und einen Vorspuraktuator 16 auf, der im Beispiel als Relais mit einem Hubmagneten 17 ausgebildet ist. Der Startermotor 13 und der elektrische Vorspuraktuator 16 sind an einem gemeinsamen Antriebslagerschild 19 befestigt. Der Startermotor 13 dient funktionell dazu, ein Andrehritzel 22 anzutreiben, wenn es in einen Zahnkranz 25 einer in 1 nicht dargestellten Brennkraftmaschine eingespurt ist. Der Startermotor 13 weist im Übrigen die typischen Merkmale auf:
Ein Polrohr trägt an seinem Innenumfang Statorpole 31, die einen Anker 37 (Rotor) umgeben. Eine Antriebswelle 44 des Ankers 37 trägt an seinem zum Andrehritzel 22 gerichteten Ende ein Sonnenrad 80, welches drei Planetenräder 86 antreibt. Die drei Planetenräder 86 sitzen auf Achszapfen 92, die mit einem Mitnehmer 94 eines Freilaufs 96 drehfest verbunden sind. Die Planetenräder 86 wälzen an einem Innenumfang eines Hohlrades 99 ab. Ein Rollenbund 102 des Freilaufs 96 wird mittels Klemmkörper 105 mitgenommen. Der Rollenbund ist hier in diesem Ausführungsbeispiel Teil einer Abtriebswelle 108, die über eine Steilgewindekupplung 111 mit dem Andrehritzel 22 gekoppelt ist. Um den Freilauf 96 und das Planetengetriebe 83 ist ein sogenanntes Zwischenlager 114 angeordnet, welches zentral ein Lagerelement 115 – hier ausgeführt als Gleitlager – trägt. Mittels dieses Lagerelements 115 ist die Abtriebswelle 108 im Zwischenlager 114 gelagert. Mit dem Zwischenlager 114 ist einstückig ein Stützelement 118 verbunden. Dieses Stützelement hat bevorzugt die Aufgabe, die Öffnung im Antriebslagerschild 19 zu ergänzen, die den Vorspuraktuator 16 zugewandt ist. Die Öffnung 119 nimmt einen Stutzen 122 des Relaisgehäuses auf. Eine hier nicht bzw. nur indirekt erkennbare erweiterte Öffnung der Öffnung 119 in Richtung zum Polrohr 28 ist durch das Stützelement 118 zumindest teilweise geschlossen. Ein in Richtung der Anschlüsse des Vorspuraktuators 19 gerichtetes Ende endet in einer gleichen Ebene wie ein am oberen Ende des Antriebslagerschilds 19 befindlicher Bereich. Das Stützelement 118 und das Antriebslagerschild 19 bieten an dieser Stelle dem Gehäuse des Vorspuraktuators 16 eine ebene, im Wesentlichen runde, Öffnung und gleichzeitig Abstützebene an. Im Antriebslagerschild 19 befindet sich eine Hebelbaugruppe 125, die einerseits ein Hebelteil 128 und andererseits ein Vorspannfederelement 131 aufweist. Die Hebelbaugruppe 125 ist hier mit dem Hebelteil 128 an einer Stelle 134 direkt mit dem Andrehritzel 22 gekoppelt. Das Vorspannfederelement 131 ist mit dem Hebelteil 128 drehbar gekoppelt. Das Feder bzw. Vorspannfederelement 131 umfasst im Wesentlichen zwei Schenkel 132, 133 (Schenkelfeder) wobei ein erster Schenkel 132 zwischen einer Drehachse der Hebelbaugruppe und einer Stelle 137, an der die Hebelbaugruppe 125 mit dem Anker 17 gekoppelt ist. Der zweite Schenkel 133 des Vorspannfederelements 131 erstreckt sich zwischen der Drehachse 140 der Hebelbaugruppe und der Stelle, an der das Hebelteil 128 an der Abtriebswelle 108 eingreift, 2. 2 zeigt eine Seitenansicht auf die Lagerstelle 140.
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Zwischen den beiden Schenkeln befindet sich ein Spiralteil 143, der aus zwei gegenläufig gewickelten Spiralen 144 und 145 besteht, 3. Die beiden Spiralen 144 und 145 sind so in einen Hohlraum des Hebelteils eingeklipst, dass das Vorspannfederelement 131 und das Hebelteil 128 eine vormontierte Hebelbaugruppe 125 bilden. Ein Bereich 148 des Vorspannfederelements 131 ist zwischen dem Hebelteil 128 und einem Schild 151 angeordnet.
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Es ist demnach eine Startvorrichtung 10 für Brennkraftmaschinen offenbart, die einen Vorspuraktuator 16 aufweist, der einen axial verschiebbaren Anker 17 hat, und die ein Andrehritzel 22 aufweist, welches axial verschiebbar ist. Des Weiteren weist diese Startvorrichtung 10 eine Hebelbaugruppe 125 auf, welche an einer Stelle 137 mit dem Anker 17 gekoppelt ist. An mindestens einer anderen Stelle 134 ist die Hebelbaugruppe zumindest mittelbar mit dem Andrehritzel 22 gekoppelt. Die Startvorrichtung weist zudem eine Lagerstelle 140 auf, an welcher die Hebelbaugruppe 125 drehbar gelagert ist. Ein Vorspannfederelement 131 ist Teil der Hebelbaugruppe 125. Ein Vorspannfederelement, welches Teil der Hebelbaugruppe 125 ist und an welchem der Anker 17 gekoppelt ist, ist ebenfalls vorhanden. Das Hebelteil 128 greift an einem Ende an einer Abtriebswelle 108 ein. Ein Bereich 148 des Vorspannfederelements 131 ist zwischen dem Hebelteil 128 und einem Schild 151 angeordnet. Darüber hinaus ist der Schild 151 zwischen dem Stützelement 118 und dem Bereich 148 des Vorspannfederelements 131 angeordnet. Das Stützelement 118 kann dabei vorzugsweise auch als Lagerbock ausgeführt sein, der mittelbar oder direkt die Hebelbaugruppe 125 drehbar lagert.
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Hinsichtlich der Materialeigenschaften der beteiligten Elemente ist vorgesehen, dass ein Gleitreibungskoeffizient zwischen dem Material des Bereichs 148 des Vorspannfederelements 131 und dem Stützelement 118 des Vorspannfederelements 131 größer ist als ein Gleitreibungskoeffizient zwischen dem Material des Bereichs 148 des Vorspannfederelements 131 und dem Schild 151.
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In 3 ist ein Querschnitt entlang der Linie III-III wie in 2 gezeigt, dargestellt. Gut zu erkennen sind die beiden Haken 160, 161 über die die beiden Haltearme 168 und 170 übergreifen. Des Weiteren ist der Schild 151 im Querschnitt zu erkennen. Von diesem Schild 151 gehen an einem Ende und am anderen Ende 163 und 166 je ein Haltearm 168 und 170 aus. Diese Haltearme 168 und 170 weisen jeweils ein Loch auf 173 und 176, die über die beiden Haken 160, 161 geschoben sind. Zum vereinfachten Einschieben bzw. über die Haken 160, 161 Schieben sind die beiden Haltearme 173 und 176 mit angeschrägten Enden 178 und 180 versehen. Die Haltearme 168 und 170 nehmen zwischen sich die beiden Spiralteile 144 und 145 auf. Damit ist der Bereich 148 zwischen den beiden Haltearmen 168 und 170 aufgenommen. Der Schild 151 ist damit am Hebelteil 128 befestigt. Darüber hinaus greift der Schild 151 mit dem mindestens einen Haltearm 168, 170 in eine Haltekontur 183 – repräsentiert durch die beiden Haken 160, 161 – am Hebelteil 128 ein.
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In 4 ist eine Explosionsdarstellung dargestellt, die das Hebelteil 128, das Vorspannfederelement 131 und den Schild 151 zeigt. Wie hier gut zu erkennen ist, ist der Schild 151 einstückig mit den Haltearmen 168, 170 verdichtet. Dieses Schildteil 151 mit den Haltearmen 168 und 170 ist aus Blech gefertigt. Das Schild 151 hat hier im Wesentlichen das Profil eines halben in etwa ring- bzw. kreisförmigen Rohrs, von dem an dessen Enden Anschrägungen 186 bzw. 187 ausgehen. Diese Anschrägungen dienen dazu die Spiralen 144, 145 so zu umgreifen, dass an den Spiralen keine Kante scheuert.
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Der Schild kann an dem Hebelteil 128 bzw. der Hebelbaugruppe 125 alternativ auch durch zusätzliche Teile wie Schrauben oder Bolzen befestigt sein. Des Weiteren kann der Schild 151 auch durch schlitzartige Geometrien in dem Hebelteil 128 befestigt sein, wobei rechtwinklige Abschnitte, welche mit dem Schildteil bzw. Schild 151 verbunden sind in diese schlitzartigen Geometrien eingesetzt sind.
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Weitere Alternativen zur Befestigung bzw. des Pressens des Schildes 151 auf dem Hebelteil 128 bestehen darin, diesen festzukleben oder zu umspritzen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011003200 A1 [0001]
