DE19706615A1 - Kraftfahrzeuganlasser mit einem Einspurritzel ohne Freilauf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeuganlasser mit einem Einspurritzel ohne Freilauf.

Die Erfindung betrifft insbesondere einen Kraftfahr­ zeuganlasser in der Ausführung mit einem Elektromotor, des sen Antriebswelle drehend um ihre Längsachse einen Mitnehmer antreibt, der axial beweglich auf der Welle gelagert ist, um das Einspuren eines an der Vorder­ seite des Mitnehmers angeordneten Ritzels an einem Zahnrad des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs zu ermög­ lichen, wobei der Mitnehmer rückseitig eine Mitnahme­ hülse umfaßt, die durch Keilnuten drehfest mit der Welle verbunden ist, und wobei die axialen Bewegungen des Mitnehmers durch eine Einrückgabel betätigt wer­ den, die mit zwei radialen Außenbünden - einem vorder­ seitigen und einem rückseitigen Bund - des Mitnehmers zusammenwirkt.

Die herkömmlichen Anlasser umfassen einen Freilauf, der zwischen dem Ritzel und der Mitnahmehülse einge­ fügt ist.

Die Hauptaufgabe dieses Freilaufs besteht darin, zu verhindern, daß beim Anlassen des Verbrennungsmotors das Ritzel des Mitnehmers den Elektromotor des Anlas­ sers mit einer zu hohen Drehzahl mitnimmt, wodurch er beschädigt werden könnte.

Desweiteren werden im allgemeinen Rollenfreiläufe verwendet, die eine Dämpfung der abrupten Änderungen des zwischen der Mitnahmehülse und dem Ritzel über­ tragenen Moments ermöglichen.

Denn beim Anlassen des Motors kommt es zu einer er­ heblichen Änderung des durch den Verbrennungsmotor vorgegebenen Widerstandsmoments auf einer Umdrehung der Kurbelwelle infolge der zyklischen Druckbeanspru­ chungen der in den Zylindern vorhandenen Gase. Auf­ grund ihrer Torsionselastizität ermöglichen die Rol­ lenfreiläufe vorteilhaftweise eine Dämpfung dieser ruckartigen Erscheinungen, wodurch die auf den Anlas­ ser einwirkenden mechanischen Beanspruchungen abgebaut und die Geräuschentwicklung infolge der so erzeugten zyklischen Unregelmäßigkeiten eingedämmt werden kön­ nen.

Bei neueren Anlasserarten kommen elektronische Module zur Steuerung ihres Elektromotors zum Einsatz, die eine automatische Unterbrechung der Stromversorgung des Elektromotors und gleichzeitig die Rückstellung des Mitnehmers in eine Ruheposition ermöglichen, in der er nicht mehr am Schwungrad des Verbrennungsmotors eingreift. Bei einem derartigen Anlasser ist daher kein Freilauf mehr erforderlich, was sich günstig auf das Gewicht, den Bauraumbedarf und den Preis des Anlassers auswirkt.

Beim Wegfall dieses Freilaufs entfällt jedoch auch die Rückdämpfungsfunktion, was sich nachteilig auf die mechanische Festigkeit und die Betriebsgeräusche des Anlassers auswirkt.

Um eine einfache und zuverlässige Lösung für diese Aufgabenstellung zu finden, schlägt die Erfindung einen Anlasser der eingangs genannten Art vor, der dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Verbindungsring mit Längsachse zwischen der Mitnahmehülse und dem Ritzel eingefügt ist, daß der Verbindungsring gegen Verschiebung und Verdrehung im Verhältnis zur Mitnah­ mehülse und im Verhältnis zum Ritzel gesichert ist und daß der Verbindungsring um seine Längsachse torsions­ elastisch ist, um einen Torsionsdämpfer zu bilden, der sich unter der Einwirkung abrupter Änderungen des zwischen Mitnahmehülse und Ritzel übertragenen Moments elastisch verformen kann.

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung ist folgendes vorgesehen:

• - Das Ritzel enthält eine mittige Bohrung, um seine verschiebbare Lagerung an der Antriebswelle zu ermög­ lichen, wobei der Verbindungsring zumindest teilweise in einer inneren zylindrischen Aufnahme der mittigen Bohrung des Ritzels eingesetzt ist, während die Außen- und Innenfläche des vorderen Endes des Rings bzw. der Aufnahme mit formschlüssigen Längsnuten versehen sind, um die drehfeste Verbindung des Verbindungsrings und des Ritzels herbeizuführen.
• - Das Ritzel enthält eine ringförmige Auskehlung, in die eine ringförmige Rippe des Verbindungsrings ein­ gesetzt ist, um die verschiebungsfeste- Verbindung des Verbindungsrings und des Ritzels herbeizuführen.
• - Das Ritzel besteht aus Metall, während der Verbin­ dungsring durch Aufformen aus Kunststoff ausgeführt ist.
• - Die Mitnahmehülse ist aus Kunststoff ausgeführt, wobei der Verbindungsring einstückig mit der Mitnahme­ hülse ausgeführt ist.
• - Mindestens einer der radialen Außenbünde des Mit­ nehmers ist einstückig mit der Mitnahmehülse aus Kunststoff ausgeführt.
• - Die Mitnahmehülse umfaßt ein Einsetzteilstück, das am hinteren axialen Ende des Ritzels aufgeformt ist, wobei das Einsetzteilstück eine ringförmige Querplatte umfaßt, die den vorderen radialen Außenbund des Mit­ nehmers bildet, während die Querplatte an ihrem Außen­ rand eine rohrförmige Verlängerung trägt, die sich axial nach vorn erstreckt und deren zylindrische Innenwand eine ringförmige Innenrippe trägt, die in eine ringförmige Auskehlung eingreift, die in eine zylindrische Außenfläche des hinteren Endes des Rit­ zels eingearbeitet ist, um die verschiebungsfeste Verbindung der Mitnahmehülse und des Ritzels herbei­ zuführen.
• - Der vordere radiale Bund des Mitnehmers wird durch eine hintere Querfläche des Ritzels gebildet.
• - Der Verbindungsring umfaßt eine ringförmige Rippe, die in eine Auskehlung eingreift, die in eine zylin­ drische Innenwand der mittigen Bohrung des Ritzels eingearbeitet ist.
• - Der hintere radiale Bund wird durch eine ringförmige Querscheibe gebildet, die an der Mitnahmehülse ange­ setzt ist.
• - Die Mitnahmehülse und die ringförmige Querscheibe, die den hinteren Bund bildet, werden im Verlauf des Aufformvorgangs verbunden.
• - Die ringförmige Scheibe umfaßt eine Muffe, die sich axial erstreckt und die mit der Mitnahmehülse zusam­ menwirkt, um eine Verstärkung zu bilden, deren Aufgabe darin besteht, die Verformungen der Mitnahmehülse entlang ihrer radialen Richtung zu begrenzen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung, zu deren Verständnis auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen wird, auf denen folgendes dargestellt ist:

Fig. 1 zeigt eine Axialteilschnittansicht eines erfindungsgemäßen Anlassers.

Fig. 2 zeigt eine als Axialschnitt dargestellte Detailansicht eines Mitnehmers eines erfindungsgemäßen Anlassers.

Fig. 3 zeigt eine im Querschnitt entlang der Linie 3-3 von Fig. 2 ausgeführte Teilansicht eines solchen Mitnehmers.

Fig. 4 zeigt eine Axialschnittansicht einer Aus­ führungsvariante des Mitnehmers.

In Fig. 1 ist ein Kraftfahrzeuganlasser 10 darge­ stellt, der im wesentlichen einen Elektromotor 12 umfaßt, dessen Antriebswelle 14 mit der Längsachse A1 an ihrem vorderen Ende einen Mitnehmer 16 trägt.

Der Mitnehmer 16 ist drehfest mit der Welle 14 um die Achse A1 verbunden, wobei er axial auf der Welle 14 zwischen einer in Fig. 1 dargestellten hinteren Ruheposition und einer vorderen Position verschiebbar ist, in der ein Ritzel 18 des Mitnehmers 16, das an dessen vorderen axialen Ende angeordnet ist, mit einem (nicht dargestellten) Zahnrad eins Schwungrads des (nicht dargestellten) Verbrennungsmotors des Fahrzeug im Eingriff steht.

Die axialen Bewegungen des Mitnehmers 16 werden auf bekannte Weise durch eine Einrückgabel 20 betätigt, die mit einem in etwa mittigen Teil um eine Querachse A2 angelenkt ist und die an einem ersten Ende zwei pa­ rallele Betätigungsfinger 22 umfaßt, die sich in einer Querebene beiderseits einer an der Rückseite des Mit­ nehmers 16 angeordneten Mitnahmehülse 24 erstrecken.

Die Mitnahmehülse 24 umfaßt zwei radiale Außenbünde, einen vorderseitigen 26 und einen rückseitigen 28 Bund, zwischen denen die freien Enden der Finger 22 der Einrückgabel 20 eingesetzt sind und mit denen sie zusammenwirken, um die Bewegung der Mitnahmehülse 24 nach vorn bzw. nach hinten herbeizuführen, wenn die Einrückgabel 20 um ihre Gelenkachse A2 verschwenkt wird.

Die Schwenkbewegung der Einrückgabel 20 wird durch ein Einrückrelais 30 gesteuert, dessen Einrückstange mit dem Ende 32 der Einrückgabel 20 verbunden ist, das dem Ende mit den daran angeordneten Fingern 22 gegenüber­ liegt.

Die Mitnahmehülse 24 des Mitnehmers 16 umfaßt im wesentlichen einen rohrförmigen Körper 34, dessen zylindrische Innenfläche 36 mit Keilnuten 38 versehen ist, die mit entsprechenden Keilnuten an der Antriebs­ welle 14 des Anlassers Zusammenwirken, um den Mitneh­ mer 15 drehfest mit dem Elektromotor 12 zu verbinden.

Bei den Keilnuten 28 kann es sich um Schraubennuten handeln, um die Rückstellung des Mitnehmers 16 in seine hintere Ruheposition zu erleichtern, wenn der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs angelassen ist.

Erfindungsgemäß ist die Mitnahmehülse 24 ohne Einfü­ gung eines Freilaufs verschiebungsfest und drehfest mit dem Ritzel 18 verbunden.

Dazu ist ein Verbindungsring 40 vorgesehen, der zwi­ schen der Mitnahmehülse 24 und dem Ritzel 18 eingefügt ist und der, bei den in den Figuren dargestellten Aus­ führungsbeispielen, einstückig mit der Mitnahmehülse 24 ausgeführt ist.

Bei dem Verbindungsring 40 handelt es sich um einen rohrförmigen Ring, der den Körper 34 der Mitnahmehülse 24 axial nach vorn verlängert und der im Innern einer mittigen Bohrung 42 eingesetzt ist, die in einen Ritzelkörper 44 eingearbeitet ist, an dessen vorderen axialen Ende die Einspurzähne 46 des Ritzels 18 ange­ ordnet sind.

Bei den Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, sind der Verbindungsring 40 und die Mitnahmehülse 24 durch Aufformen des Ritzelkörpers 44 aus Kunststoff ausgeführt.

Um eine einwandfreie drehfeste Verbindung des Verbin­ dungsrings 40 und des Ritzels 18 sicherzustellen, umfaßt die zylindrische Innenfläche der Aufnahme 41 Längsrillen oder Längsnuten 50, so daß der durch Aufformen ausgeführte Verbindungsring formschlüssige Rillen oder Nuten aufweist, die eine zuverlässige Ver­ bindung des Rings 40 und des Ritzels 18 ermöglichen.

Die Rillen oder Nuten 50 erstrecken sich auf einer begrenzten Länge am vorderen axialen Ende des Ver­ bindungsrings 40.

Dabei umfaßt der Verbindungsring 40 ein hinteres Teilstück 52, das das gerillte vordere Ende des Ver­ bindungsrings 40 mit der Mitnahmehülse verbindet und das mit einer glatten Zylinderfläche der Aufnahme 41 zusammenwirkt. Beim Aufformen sind Mittel vorgesehen, durch die sich jedes Anhaften des Verbindungsrings 40 am Ritzelkörper 44 verhindern läßt, so daß sich das hintere Teilstück 52 durch Verdrehung um die Achse A1 im Verhältnis zum Ritzelkörper 44 verformen kann.

Die Länge und die Dicke des hinteren Teilstücks 52 bestimmen die Torsionsfestigkeitseigenschaften des Verbindungsrings 40. Diese Torsionsfestigkeit muß ausreichend sein, um das für das Anlassen des Ver­ brennungsmotors erforderliche Moment aufzunehmen, wobei sie jedoch nicht zu groß ausfallen darf, damit sich trotzdem eine Dämpfung der Ruckerscheinungen bewirken läßt, die während dieses Anlaßvorgangs auf­ treten.

Es sind verschiedene Ausführungsarten für die axiale Sicherung des Verbindungsrings 40 und damit der Mit­ nahmehülse 24 im Verhältnis zum Ritzel 18 vorgesehen.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine ringförmige Nut 54 vorgesehen, die in die zylindrische Innenfläche des hinteren axialen Endes der Aufnahme 41 der Bohrung 42 des Ritzelkörpers 44 eingearbeitet ist. Nach dem Aufformen umfaßt der Verbindungsring 40 daher auf einer zylindrischen Außenfläche eine ringförmige Außenrippe 56, die in die ringförmige innere Auskehlung 54 eingreift und die den Ring 40 axial im Ritzel 18 sichert.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsart weist die durch den Verbindungsring 40 und die Mitnahmehülse 24 gebildete Baueinheit im Anschlußbereich zwischen diesen beiden Bauteilen ein Einsetzteilstück 58 auf, das eine ringförmige Querplatte 60 umfaßt, die sich im Verhältnis zum Verbindungsring 40 und im Verhältnis zum rohrförmigen Körper 34 der Mitnahmehülse 24 radial nach außen erstreckt.

Die ringförmige Querplatte 60 liegt axial am hinteren axialen Ende 62 des Ritzelkörpers 44 an und umfaßt eine rohrförmige Verlängerung 64, die sich von ihrem Außenrand aus um das hintere axiale Ende 62 des Rit­ zelkörpers 44 herum axial nach außen erstreckt.

Das hintere axiale Ende 62 des Ritzelkörpers 44 ent­ hält an seiner zylindrischen Außenfläche 66 eine ringförmige Auskehlung 68, in der beim Aufformen der Mitnahmehülse 24 eine ringförmige Rippe 70 ausgebildet wird, die sich vom vorderen Ende der rohrförmigen Verlängerung 64 aus radial nach innen erstreckt. Durch diese ringförmige Rippe 70, die in die ringförmige Auskehlung 68 eingesetzt ist, können der Verbindungs­ ring 40 und die Mitnahmehülse 24 im Verhältnis zum Ritzel 18 axial gesichert werden.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel bildet die ringförmige Querplatte 60 den vorderen radialen Außenbund 26 der Mitnahmehülse 24, an dem die Finger 22 der Einrückgabel 20 zur Anlage kommen, wenn diese die Bewegung des Mitnehmers 16 nach vorne her­ bei führt.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der vordere radiale Außenbund 26 dagegen durch eine rückseitige Querfläche 72 des hinteren axialen Endes 62 des Ritzelkörpers 44 gebildet.

Es werden verschiedene Ausführungsarten des rückseiti­ gen radialen Außenbunds 28 der Mitnahmehülse vorge­ schlagen.

So besteht die Möglichkeit, einen (nicht dargestell­ ten) radialen Außenbund einstückig durch Anformen an der Mitnahmehülse 24 auszuführen.

Um die Festigkeit dieses rückseitigen Bunds 28 zu erhöhen, wird er bei der in Fig. 2 dargestellten Aus­ führungsart vorzugsweise in Form eines unabhängigen Teils ausgebildet, beispielsweise als eine ringförmige Querscheibe aus Metall, deren radialer Innenrand während des Aufformens in den rohrförmigen Körper 34 der Mitnahmehülse 24 eingelassen wird, um ihre zuver­ lässige axiale Befestigung herbeizuführen.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt die ringförmige Scheibe, die den rückseitigen Bund 26 bildet, außerdem eine rohrförmige Muffe 74, die sich vom radialen Rand der Scheibe aus axial nach außen erstreckt und die beim Aufformen teilweise in den rohrförmigen Körper 34 der Mitnahmehülse 24 einge­ lassen wird.

Die Ausführung des rückseitigen radialen Bunds 28 in Form eines angesetzten Teils, insbesondere wenn dieses mit einer axialen rohrförmigen Muffe 74 versehen ist, ermöglicht eine Verstärkung der Mitnahmehülse 24, wobei verhindert werden kann, daß diese sich entlang der radialen Richtung unter Einwirkung des Moments verformt, das zwischen der Antriebswelle 14 und dem Mitnehmer 16 durch die Keilnuten 38 der Mitnahmehülse 24 übertragen wird.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Anlasser 10 um einen Schub-Schraub­ triebanlasser, das heißt um eine Anlasserart, bei der das Ritzel und die Welle auskragend gelagert sind und durch eine zylindrische Öffnung 80 einer vorderen Platte 76 des Anlassergehäuses 78 überstehen.

Im einzelnen umfaßt der Ritzelkörper 44 eine glatte zylindrische Außenfläche 82, auf der eine an der Platte 76 angebrachte radiale Reiblippendichtung 76 reibschlüssig gelagert ist, um das Eindringen von Wasser oder Staub von außen in das Innere des Gehäuses 78 zu verhindern.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebe­ nen Ausführungsarten beschränkt. Um die Festigkeit und die Starrheit der Mitnahmehülse zu vergrößern, ist es möglich, sie aus Metall auszuführen, wobei dann der Verbindungsring 40 aus einem angesetzten Teil besteht, das beispielsweise auf der Mitnahmehülse oder auf dem Ritzelkörper aufgeformt werden kann.

Claims (12)

1. Kraftfahrzeuganlasser in der Ausführung mit einem Elektromotor (12), dessen Antriebswelle (14) drehend um ihre Längsachse (A1) einen Mitnehmer (16) antreibt, der axial beweglich auf der Welle (14) gelagert ist, um das Einspuren eines an der Vorderseite des Mitneh­ mers (16) angeordneten Ritzels (18) an einem Zahnrad des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs zu ermöglichen, wobei der Mitnehmer (16) rückseitig eine Mitnahmehülse (24) umfaßt, die durch Keilnuten (38) drehfest mit der Welle (14) verbunden ist, und wobei die axialen Bewe­ gungen des Mitnehmers (16) durch eine Einrückgabel (20) betätigt werden, die mit zwei radialen Außen­ bünden - einem vorderseitigen (26) und einem rück­ seitigen Bund (28) - des Mitnehmers (16) zusammen­ wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungsring (40) mit Längsachse (A1) zwischen der Mitnahmehülse (24) und dem Ritzel (18) eingefügt ist, daß der Verbindungsring (40) gegen Verschiebung und Verdrehung im Verhältnis zur Mit­ nahmehülse (24) und im Verhältnis zum Ritzel (18) gesichert ist und daß der Verbindungsring (40) um seine Längsachse (A1) torsionselastisch ist, um einen Torsionsdämpfer zu bilden, der sich unter der Einwir­ kung abrupter Änderungen des zwischen Mitnahmehülse (24) und Ritzel (18) übertragenen Moments elastisch verformen kann.

2. Anlasser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel eine mittige Bohrung (42) enthält, um seine verschiebbare Lagerung an der Antriebswelle (14) zu ermöglichen, daß der Verbindungsring (40) zumindest teilweise in einer inneren zylindrischen Aufnahme (41) der mittigen Bohrung (42) des Ritzels (18) eingesetzt ist und daß die Außen- und Innenfläche des vorderen Endes des Rings (40) bzw. der Aufnahme (41) mit formschlüssigen Längsnuten versehen sind, um die drehfeste Verbindung des Verbindungsrings (40) und des Ritzels (18) herbei­ zuführen.

3. Anlasser nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (18) eine ringförmige Auskehlung (54, 68) enthält, in die eine ringförmige Rippe (56, 70) des Verbindungsrings (40) eingesetzt ist, um die verschie­ bungsfeste Verbindung des Verbindungsrings (40) und des Ritzels (18) herbeizuführen.

4. Anlasser nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (18) aus Metall besteht und daß der Verbin­ dungsring (40) durch Aufformen aus Kunststoff ausge­ führt ist.

5. Anlasser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmehülse (24) aus Kunststoff ausgeführt ist und daß der Verbindungs­ ring (40) einstückig mit der Mitnahmehülse (24) ausge­ führt ist.

6. Anlasser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der radialen Außenbünde (26, 28) des Mitnehmers einstückig mit der Mitnahmehülse (24) aus Kunststoff ausgeführt ist.

7. Anlasser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmehülse (24) ein Einsetzteilstück (58) umfaßt, das am hinteren axialen Ende (62) des Ritzels (18) aufgeformt ist, daß das Einsetzteilstück (58) eine ringförmige Querplatte (60) umfaßt, die den vorderen radialen Außenbund (26) des Mitnehmers (16) bildet, und daß die Querplatte (60) an ihrem Außenrand eine rohrförmige Verlängerung (64) trägt, die sich axial nach vorn erstreckt und deren zylindrische Innenwand eine ringförmige Innen­ rippe (70) trägt, die in eine ringförmige Auskehlung (68) eingreift, die in eine zylindrische Außenfläche (66) des hinteren Endes (62) des Ritzels (18) eingear­ beitet ist, um die verschiebungsfeste Verbindung der Mitnahmehülse (24) und des Ritzels (18) herbeizufüh­ ren.

8. Anlasser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere radiale Bund (26) des Mitnehmers (16) durch eine hintere Querfläche (72) des Ritzels (189 gebil­ det wird.

9. Anlasser nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsring (40) eine ringförmige Rippe (56) umfaßt, die in eine Auskehlung (54) eingreift, die in eine zylindrische Innenwand der mittigen Bohrung (42) des Ritzels (18) eingearbeitet ist.

10. Anlasser nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere radiale Bund (28) durch eine ringförmige Querscheibe gebildet wird, die an der Mitnahmehülse (24) angesetzt ist.

11. Anlasser nach Anspruch 10 in Kombination mit An­ spruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmehülse (24) und die ringförmige Quer­ scheibe, die den hinteren Bund (28) bildet, im Verlauf des Aufformvorgangs verbunden werden.

12. Anlasser nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Scheibe (28) eine Muffe (74) umfaßt, die sich axial erstreckt und die mit der Mitnahmehülse (24) zusammenwirkt, um eine Verstärkung zu bilden, deren Aufgabe darin besteht, die Verformungen der Mitnahmehülse (24) entlang ihrer radialen Richtung zu begrenzen.