DE10214278A1

DE10214278A1 - starter

Info

Publication number: DE10214278A1
Application number: DE10214278A
Authority: DE
Inventors: Ingo Richter; Juergen Kugler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2003-10-16
Also published as: EP1348866A3; DE50302930D1; EP1348866A2; EP1348866B1

Abstract

Es wird eine Startvorrichtung mit einer Antriebswelle (22) und mit einem Zahnradträger (40) vorgeschlagen, der mit der Antriebswelle (22) verbunden ist. Die Antriebswelle (22) und der Zahnradträger (44) sind formschlüssig miteinander verbunden.A starting device with a drive shaft (22) and with a gear carrier (40), which is connected to the drive shaft (22), is proposed. The drive shaft (22) and the gear carrier (44) are positively connected to one another.

Description

State of the art

Von heutigen Serienstartern ist bekannt, dass einteilige Antriebswellen mit angepreßtem Zahnradträger verwendet werden. Diese Antriebswellen sind einstückig ausgeführt und weisen aus diesem Grunde durch den einstückig angepaßten Zahnradträger sehr große Durchmesserunterschiede auf. Nachteilig ist bei diesen einteiligen Antriebswellen, dass bei verschiedenen Übersetzungen, die über den Zahnradträger ermöglicht werden, unterschiedliche Wellenrohlinge erforderlich sind. Die Anpaßbarkeit eines Wellenrohlings ist nur beschränkt, so dass eine große Vielfalt an Wellenrohlingen erforderlich ist. Die Herstellung des Rohlings für die Welle ist aufgrund des großen Durchmesserunterschiedes kostenintensiv und die Stoffauswahl ebenfalls stark eingeschränkt, da hier Kompromisse gemacht werden müssen. Today's series starters are known to be one-piece Drive shafts with pressed gear carrier used become. These drive shafts are made in one piece and point for this reason by the one-piece Gear carrier very large differences in diameter. The disadvantage of these one-piece drive shafts is that with different gear ratios, which go through the gear carrier allow different shaft blanks required are. The adaptability of a shaft blank is only limited, so a wide variety of Shaft blanks is required. The production of the Blank for the shaft is because of the big one Differences in diameter costly and the choice of fabrics also severely restricted, since compromises were made here Need to become.

Darüber hinaus sind bereits Antriebswellen bekannt, bei denen der Zahnradträger und das eigentliche Antriebswellenteil aus je einem separaten Teil hergestellt werden und durch einen zusätzlichen Fertigungsprozeß unlösbar miteinander verbunden werden. Einer dieser bekannten Fertigungsprozesse besteht im Zusammenschweißen des Zahnradträgers mit dem Antriebswellenteil. Nachteilig ist bei diesem Zusammenfügen zweier verschiedener Teile zu einer Antriebswelle mit Zahnradträger, dass die zugeführte Schweißenergie zu einem starken Temperaturanstieg des Bauteils und damit zu einem sogenannten Schweißverzug führt. Die Antriebswelle ist separat zu richten, so dass die Antriebswelle verhältnismäßig teuer und aufwendig in der Herstellung ist. Darüber hinaus ist die Krafteinleitung vom Zahnradträger zur Antriebswelle ungünstig. In addition, drive shafts are already known at those of the gear carrier and the actual one Drive shaft part made from a separate part and through an additional manufacturing process be inextricably linked. One of these Known manufacturing processes consist of welding together of the gear carrier with the drive shaft part. adversely is in this joining together two different parts a drive shaft with gear carrier that the supplied Welding energy to a sharp rise in temperature of the Component and thus leads to a so-called welding distortion. The drive shaft must be aligned separately so that the Drive shaft relatively expensive and complex in the Manufacturing is. In addition, the force transmission from Gear carrier to the drive shaft unfavorable.

Advantages of the invention

Die Startvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs weist den Vorteil auf, dass durch einfaches Zusammensetzen des Zahnradträgers mit der Antriebswelle bereits eine zuverlässige Kraftübertragung zwischen Zahnradträger und Antriebswelle ermöglicht wird. Darüber hinaus ist für weitere Bauteile eine jeweils geeignete Werkstoffwahl möglich, so dass ohne Kompromisse einzugehen ein weiter optimiertes Bauteil erzeugt werden kann. Als weiterer Vorteil ist zu nennen, dass Standardantriebswellen gebildet werden können und lediglich durch Variation des Zahnradträgers bereits unterschiedliche Konfigurationen bzw. Kombinationen aus Antriebswelle und Zahnradträger möglich sind, um den unterschiedlichen Anforderungen an Übersetzungen gerecht werden zu können. The starting device with the features of the independent Claim has the advantage that by simple Assembling the gear carrier with the drive shaft already a reliable power transmission between Gear carrier and drive shaft is made possible. About that In addition, a suitable one is for other components Choice of materials possible, so that without compromise a further optimized component can be generated. As Another advantage is that standard drive shafts can be formed and only by varying the Gear carrier already different configurations or Combinations of drive shaft and gear carrier possible are to meet the different requirements To be able to do translations.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind nach den Merkmalen der Unteransprüche möglich. Further advantageous configurations are based on the features of subclaims possible.

So ist beispielsweise vorgesehen, dass eine axiale Lage des Zahnradträgers zumindest mittelbar zwischen zwei Anschlägen bestimmt ist. Dies führt zu einer schwimmenden Lagerung des Zahnradträgers auf der Antriebswelle und demzufolge dadurch zur Möglichkeit des Ausgleichs von Montageversatz bei größer tolerierten Bauteilen. Formabweichungen der einzelnen Bauteile sind leicht tolerierbar. For example, it is provided that an axial position of the Gear carrier at least indirectly between two stops is determined. This leads to a floating storage of the Gear carrier on the drive shaft and consequently thereby to the possibility of compensating for assembly misalignment in the case of larger tolerated components. Shape deviations of the individual Components are easily tolerated.

Berücksichtigt man bei der Gestaltung der Antriebswelle bereits die Integration eines unlösbaren Anschlags, so erspart man sich sowohl zusätzliche Arbeitsvorgänge als auch zusätzliche Bauteile wie beispielsweise Sicherungsringe in eingedrehten Nuten. One takes into account when designing the drive shaft already the integration of an unsolvable attack, so you save yourself both additional work processes as well additional components such as circlips in screwed grooves.

Sieht man vor, dass zwischen einem Anschlag und dem Zahnradträger ein Lager zur Stützung der Antriebswelle eingeordnet ist, so kann das Lager sowohl Kräfte beim Andrehen einer Brennkraftmaschine als auch nach dem Überholen der Brennkraftmaschine aufnehmen. Weitere Bauteile, wie beispielsweise das eigentliche Planetengetriebe oder gar der Startermotor werden dadurch nicht belastet. Bringt man zwischen dem zumindest einem der Anschläge und dem Lager jeweils eine Relativdrehscheibe an, so erreicht man eine reibungs- und verschleißverminderte Lagerung zwischen Anschlag und Lager. Do you see that between an attack and the Gear carrier a bearing to support the drive shaft is classified, the camp can both forces Starting an internal combustion engine as well after Take overtaking the engine. Further Components, such as the actual one This makes planetary gears or even the starter motor not burdened. If you bring between the at least one of the Stops and the bearing each have a relative turntable, this way you can reduce friction and wear Storage between the stop and the bearing.

Eine besonders günstige Kraftübertragung und Werkstoffausnutzung eignet sich besonders dann, wenn zwischen Formschluss und Gegenformschluss zwischen Antriebswelle und Zahnradträger eine Evolventenverzahnung zur Kraftübertragung dient. Darüber hinaus ist eine Evolventenverzahnung besonders geeignet, um Spiel zwischen den Formschlüssen des Zahnradträgers und der Antriebswelle auszugleichen. Eine besonders rationelle Herstellungsweise ergibt sich dann, wenn der Formschluss und/oder der Gegenformschluss massiv angeformt sind. A particularly cheap power transmission and Material utilization is particularly suitable if between positive and counter positive between Drive shaft and gear carrier have involute teeth serves for power transmission. In addition, one Involute toothing particularly suitable to play between the positive connections of the gear carrier and the drive shaft compensate. A particularly efficient way of production arises when the form fit and / or the Counter positive locking are integrally molded.

drawings

Die Ausführungsbeispiele werden anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. The exemplary embodiments are based on the following Drawings explained in more detail.

Fig. 1 zeigt ausschnittweise eine Startvorrichtung in einer Längsschnittdarstellung, Fig. 1 shows part of a starting device in a longitudinal sectional representation,

Fig. 2 zeigt eine Antriebswelle mit einem Zahnradträger in einer Längsschnittdarstellung, Fig. 2 shows a drive shaft having a gear support in a longitudinal sectional view,

Fig. 3 zeigt die Anordnung der Antriebswelle mit dem Zahnradträger bezüglich eines Zwischenlagers, Fig. 3 shows the arrangement of the drive shaft with the gear carrier with respect to an intermediate storage,

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Antriebswelle mit Zahnradträger. Fig. 4 shows a further embodiment of a drive shaft with gear carrier.

description

Fig. 1 zeigt in einer Längsschnittdarstellung eine erfindungsgemäße Startvorrichtung 10. Ein teilweise dargestellter elektrischer Antrieb 13 treibt über eine Motorwelle 16 und ein Planetengetriebe 19 eine Antriebswelle 22 an. Auf der Antriebswelle 22 ist drehverschieblich ein Einspurgetriebe 25 angeordnet. Fig. 1 shows a longitudinal section of a starting device 10 according to the invention. A partially illustrated electric drive 13 drives a drive shaft 22 via a motor shaft 16 and a planetary gear 19 . On the drive shaft 22 , a single-track gear 25 is rotatably arranged.

Die Motorwelle 16 ist mit ihrem zum Einspurgetriebe 25 zugewandten Ende mit einem Zahnradelement 28 versehen, dass als Sonnenrad des Planetengetriebes 19 dient. Um das Zahnradelement 28 herum sind üblicherweise mehrere Planetenräder 31 angeordnet, von denen in der Fig. 1 nur eines dargestellt ist. Üblicherweise sind von diesen drei vorhanden. Die Planetenräder 31 sind mittels Lagerelementen 34 auf Bolzen 37 drehbar gelagert. Die Bolzen 37 wiederum sind in einem Zahnradträger 40 befestigt. Der Zahnradträger 40 ist im Beispiel ein Planetenradträger. Der Zahnradträger 40 ist mit der Antriebswelle 22 verbunden. Die Planetenräder 31 wälzen nicht nur auf dem Zahnradelement 28 ab, sondern darüber hinaus auch innerhalb eines sogenannten Hohlrades 43 ab. Das Hohlrad 43 ist dabei mit einem Zwischenlager 46 verbunden. The motor shaft 16 is provided with its end facing the single-track gear 25 with a gear element 28 that serves as the sun gear of the planetary gear 19 . A plurality of planet gears 31 are usually arranged around the gear element 28 , only one of which is shown in FIG. 1. Usually there are three of these. The planet gears 31 are rotatably mounted on bolts 37 by means of bearing elements 34 . The bolts 37 are in turn fastened in a gear carrier 40 . The gear carrier 40 is a planet gear carrier in the example. The gear carrier 40 is connected to the drive shaft 22 . The planet gears 31 not only roll on the gear element 28 , but also roll inside a so-called ring gear 43 . The ring gear 43 is connected to an intermediate bearing 46 .

Die Antriebswelle 22 hat an einem dem Zahnradelement 28 zugewandten Ende einen Längenabschnitt 49 mit einem Formschluss 52. Zur drehmomentfesten Verbindung zwischen Antriebswelle 22 und Zahnradträger 40 weist der Zahnradträger 40 einen dem Formschluss 52 entsprechenden Gegenformschluss 55 auf. The drive shaft 22 has a longitudinal section 49 with a positive fit 52 at one end facing the gearwheel element 28 . For the torque-proof connection between the drive shaft 22 and the gear carrier 40 , the gear carrier 40 has a counter positive locking 55 corresponding to the positive locking 52 .

Die axiale Lage des Zahnradträgers 40 wird dadurch bestimmt, dass einerseits an dem dem Zahnradelement 28 zugewandten Ende der Antriebswelle 22 ein Anschlag 58 angeordnet ist, und andererseits an der Antriebswelle 22 ein weiterer Anschlag 61 angeordnet ist, wobei der Anschlag 58 und der Anschlag 61 zwischen sich zumindest den Zahnradträger 40 aufnehmen. So ist die axiale Lage des Zahnradträgers 40 zumindest mittelbar zwischen den zwei Anschlägen 58 und 61 bestimmt. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist der Anschlag 61 als axialer Sicherungsring ausgebildet, der Anschlag 58 auf der Antriebswelle 22 ist als einstückig angeformter Bund ausgebildet. Dieser zahnradträgerseitige Anschlag 58 ist dadurch ein unlösbarer Anschlag 61. The axial position of the gear carrier 40 is determined in that a stop 58 is arranged on the one hand at the end of the drive shaft 22 facing the gear element 28 , and on the other hand a further stop 61 is arranged on the drive shaft 22 , the stop 58 and the stop 61 between take up at least the gear carrier 40 . The axial position of the gear carrier 40 is thus determined at least indirectly between the two stops 58 and 61 . In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the stop 61 is designed as an axial securing ring, the stop 58 on the drive shaft 22 is designed as a one-piece molded collar. This stop 58 on the gear carrier side is thereby an unreleasable stop 61 .

In Fig. 2 sind die Antriebswelle 22, der Zahnradträger 40 und die Bolzen 37 separat dargestellt. Deutlich ist zu erkennen, dass der Längenabschnitt 49 den Formschluss 52 aufweist, ebenso ist der Gegenformschluss 55 zu erkennen. Der Anschlag 58 ist einstückig an die Antriebswelle 22 angeformt. Dem Längenabschnitt 49 folgt in Richtung zum Einspurgetriebe 25 ein Freistrich, dem eine zylindrische Gleitfläche 64 folgt. Der zylindrischen Gleitfläche 64 folgt eine Nut 67, die mit dem als axialen Sicherungsring ausgeführten Anschlag 61 zusammenwirkt. Die Nut 67 sichert die axiale Lage des Sicherungsrings. In Fig. 3 ist ausschnittweise in einer Längsschnittansicht das Zwischenlager 46 mit dem Planetengetriebe 19 dargestellt. Das Zwischenlager 46 stützt das Planetengetriebe gegenüber einem Gehäuse der Startvorrichtung 10 ab. Darüber hinaus sichert das Zwischenlager 46 über einen Lagerflansch 70 sowohl die axiale sichere Lage der Antriebswelle 22 als auch eine günstige radiale Abstützung der Antriebswelle 22 über ein Lagerelement 73. Das Lagerelement 73 kann beispielsweise als Gleitlagerbuchse aber auch als Nadellager ausgeführt sein. Alternativ kann auch ein niedrig bauendes Zylinderrollenlager mit geblechtem Außenring verwendet werden. Das Lagerelement 73 ist somit zwischen einem Anschlag und dem Zahnradträger 40 angeordnet. In FIG. 2, the drive shaft 22 of the gear carrier 40 and the bolts 37 are shown separately. It can clearly be seen that the longitudinal section 49 has the positive fit 52 , and the counter positive fit 55 can also be seen. The stop 58 is integrally formed on the drive shaft 22 . The longitudinal section 49 is followed in the direction of the single-track gear 25 by a free stroke, which is followed by a cylindrical sliding surface 64 . The cylindrical sliding surface 64 is followed by a groove 67 which interacts with the stop 61 designed as an axial locking ring. The groove 67 secures the axial position of the locking ring. In Fig. 3, the intermediate bearing 46 with the planetary gear 19 is shown in a detail in a longitudinal sectional view. The intermediate bearing 46 supports the planetary gear in relation to a housing of the starting device 10 . In addition, the intermediate bearing 46 secures both the axially secure position of the drive shaft 22 and a favorable radial support of the drive shaft 22 via a bearing element 73 via a bearing flange 70 . The bearing element 73 can be designed, for example, as a plain bearing bush, but also as a needle bearing. Alternatively, a low-profile cylindrical roller bearing with a laminated outer ring can be used. The bearing element 73 is thus arranged between a stop and the gear carrier 40 .

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Im Unterschied zu den in den Fig. 2 und 3 dargestellten Anordnungen der Antriebswelle 22 im Zwischenlager 46 weist die Antriebswelle 22 den Anschlag 58 zwar an deren zum Zahnradelement 28 gerichteten Ende auf. Der Anschlag 58 ist jedoch auf der dem Zwischenlager 46 zugewandten Seite des Formschlusses 52 angeordnet. Hier nehmen die beiden Anschläge 61 und 58 zumindest mittelbar zwischen sich das Zwischenlager 46 auf. In FIG. 4, a further embodiment is shown. In contrast to the embodiments shown in FIGS. 2 and 3 arrangements of the drive shaft 22 in the intermediate storage 46, the drive shaft 22 has the abutment 58 while at the end facing the gear member 28. However, the stop 58 is arranged on the side of the interlock 52 facing the intermediate bearing 46 . Here, the two stops 61 and 58 accommodate the intermediate bearing 46 at least indirectly between them.

Auf den Formschluss 52 ist der Zahnradträger 40 aufgesetzt; auf den Bolzen 37 sitzen die Planetenräder 31 und greifen in das Zahnradelement 28 ein. Die axiale Lage des Planetengetriebes 19 wird zwischen einer als Anschlag 61 wirkenden Abdeckung 78 bestimmt. Die Abdeckung 78 greift im Beispiel in eine umlaufende Vertiefung 81 ein, in der die Abdeckung 78 eingesetzt ist. Die Abdeckung wird entweder durch angrenzende nicht dargestellte Bauteile oder beispielsweise durch Kraft- oder Formschluss zwischen der Abdeckung 78 und dem Zwischenlager 46 in ihrer Lage bestimmt. The gear carrier 40 is placed on the positive connection 52 ; The planet gears 31 sit on the bolts 37 and engage the gear element 28 . The axial position of the planetary gear 19 is determined between a cover 78 acting as a stop 61 . In the example, the cover 78 engages in a circumferential recess 81 in which the cover 78 is inserted. The position of the cover is determined either by adjacent components (not shown) or, for example, by a force fit or form fit between the cover 78 and the intermediate bearing 46 .

Beim Antrieb des Einspurgetriebes 25, siehe Fig. 1, durch den elektrischen Antrieb 13 wird der Anschlag 61 mit einer axialen Kraft belastet. Diese axiale Kraft ist gegen das Zwischenlager 46 gerichtet, so dass zwischen dem Anschlag 61 und dem Lagerflansch 70 ein ungünstiger Reibungszustand vorliegt. Dieser ungünstige Reibungszustand - eine besonders hohe Reibung - kann dadurch verringert werden, indem zwischen dem Anschlag 61 und dem Lagerflansch 70 eine Relativdrehscheibe 76 angeordnet wird. Wesentlich ist dabei, dass sich die Relativdrehscheibe 76 einerseits gegenüber dem Anschlag 61 und andererseits gegenüber einem mit dem Zwischenlager 46 fest verbundenen Gegenstand abstützt. Dieser Gegenstand kann beispielsweise auch das Lagerelement 73 sein. When driving the single-track gear 25 , see FIG. 1, by the electric drive 13 , the stop 61 is loaded with an axial force. This axial force is directed against the intermediate bearing 46 , so that there is an unfavorable state of friction between the stop 61 and the bearing flange 70 . This unfavorable state of friction - a particularly high level of friction - can be reduced by arranging a relative turntable 76 between the stop 61 and the bearing flange 70 . It is essential that the relative turntable 76 is supported on the one hand against the stop 61 and on the other hand against an object firmly connected to the intermediate bearing 46 . This object can also be the bearing element 73 , for example.

Wird im Betrieb der Startvorrichtung 10 der Zustand erreicht, indem die Brennkraftmaschine in den Selbstlauf gerät und dadurch bei noch eingespurtem Einspurgetriebe 25 eine Antriebskraft auf das Einspurgetriebe 25 wirkt, so bedeutet dies für den Anschlag 61 einen Lastwechsel und in diesem Falle eine Entlastung. Andererseits führt dies dazu, dass durch das Steilgewinde auf der Antriebswelle 22 eine axiale Kraft zwischen dem Längenabschnitt 49 und/oder zwischen dem Zahnradträger 40 wirkt. Diese axiale Kraft führt dazu, dass entweder der Längenabschnitt 49 oder der Zahnradträger 40 mit ihrer zum Einspurgetriebe 25 gerichteten Fläche an den Lagerflansch 70 anstoßen und dort mit hoher Geschwindigkeit Abnutzung herbeiführen. Um diesen ungünstigen Schmierungszustand zu beseitigen, bietet es sich auch an dieser Seite des Lagerflanschs 70 an, eine Relativdrehscheibe 49 zwischen dem Lagerflansch 70 und dem Zahnradträger 40 anzuordnen. 10 is reached, the state during operation of the starter device, by the internal combustion engine falls into the self-running and thereby a driving force acts on the engaging gear 25 at even eingespurtem engaging gear 25, so this means a load change and in this case, a discharge for the stop 61st On the other hand, this leads to an axial force acting on the drive shaft 22 between the longitudinal section 49 and / or between the gear carrier 40 . This axial force leads to the fact that either the length section 49 or the gear carrier 40 abuts the bearing flange 70 with their surface facing the single-track gear 25 and cause wear there at high speed. In order to eliminate this unfavorable state of lubrication, it is also advisable on this side of the bearing flange 70 to arrange a relative turntable 49 between the bearing flange 70 and the gear carrier 40 .

Claims

1. Starting device with a drive shaft ( 22 ) and with a gear carrier ( 40 ) which is connected to the drive shaft ( 22 ), characterized in that the drive shaft ( 22 ) and the gear carrier ( 40 ) are positively connected to one another.

2. Starting device according to claim 1, characterized in that the drive shaft ( 22 ) on a length section ( 49 ) has a form fit ( 52 ) on which the gear carrier ( 40 ) provided with a counter form fit ( 55 ) is placed.

3. Starting device according to claim 2, characterized in that an axial position of the gear carrier ( 40 ) is determined at least indirectly between two stops ( 58 , 61 ).

4. Starting device according to claim 3, characterized in that a stop on the gear carrier side ( 58 ) is a non-releasable stop.

5. Starting device according to one of claims 3 or 4, characterized in that a bearing element ( 73 ) is arranged between a stop and the gear carrier ( 40 ).

6. Starting device according to claim 5, characterized in that a relative turntable is arranged between the at least one stop and the bearing element ( 73 ).

7. Starting device according to one of the preceding claims, characterized in that the positive connection ( 52 ) and the counter-positive connection ( 55 ) have involute teeth.

8. Starting device according to claim 7, characterized in that the positive connection ( 52 ) and / or the counter-positive connection ( 55 ) are integrally formed.