DE20010377U1 - System zur Verbindung eines Anlasserzahnkranzes mit einem der Ausgangswelle eines Verbrennungsmotors verbundenen Träger - Google Patents

System zur Verbindung eines Anlasserzahnkranzes mit einem der Ausgangswelle eines Verbrennungsmotors verbundenen Träger

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DE20010377U1 DE20010377U DE20010377U DE20010377U1 DE 20010377 U1 DE20010377 U1 DE 20010377U1 DE 20010377 U DE20010377 U DE 20010377U DE 20010377 U DE20010377 U DE 20010377U DE 20010377 U1 DE20010377 U1 DE 20010377U1
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Description

BOEHMERT & BOEHMERT
ANWALTSSOZIETÄT
Boehmert & Boehmert · P.O.B. IO 71 27 · D-28071 Bremen
Deutsches Patent- und Markenamt
Zweibrückenstr. 12
80297 München
DR.-ING. KARL BOEHMERT, PA (1899-1973) D1PL.-ING. ALBERT BOEHMERT, PA (1902-199.1) WILHELM J. H. STAHLBERG, RA. ton DR.-ING. WALTER HOORMANN. PA·. Bremen DIPL-PHYS. DR. HEINZ GODDAR, PA·. München DR-ING. ROLAND LIESEGANG,PA·.Mönchen WOLF-DIETER KUNTZE, RA. Bremen, Aliuinte DIPl.-PHYS. ROBERTMÜNZHUBER, PA (ITO-I »2) DR. LUDWIG KOUKER, RA. Bremen DR. (CHEM.) ANDREAS WINKiER. PA·. Bremen MICHAELA HUTH-DIERIG, RA, Mondial DlPL-PHYS. DR. MARIONTÖNHARDT,PA-,Düsseldorf DR. ANDREAS EBERT-WEIDENFELLER, RA. Bremen DIPL-ING. EVA HESEGANG, PA·.München DR. AXEL NORDEMANN, RA. Berlin DIPL.-PHYS. DR. DOROTHEE WEBER-BRULS. PA-. Frankfurt DIPL.-PHYS. DR. STEFAN SCHOHE. PA·. München DR.-ING. MATTHIAS PHILIPP, PA-. Bielefeld DR. JAN BERND NORDEMANN, LL.M., RA, Berlin
PA - Pataititfiwall/Patein Attorney
RA - Rechtsanwalt/AtlDTTiey at Low
* - liuropeun PiUcnl Attorney
&Lgr; - Brandenburg, zugelassen am OLG Brandenburg
° -MuilreenDroit
Alle njgdaneti zur Vertretung vor cktn Eoroptischen Mirkcnamt, Alionte
Prul'enyunal RcprisenlJüton iiihe Community Trademark Ottlcc, Alicaric PROF DR. WILHELM NORDEMANN, RA, BRB" DIPL.-PHYS. EDUARD BAUMANN, PA·. Hohenkirchen DR.-ING. GERALD KLÖPSCH, PA-. Düsseldorf DIPL-[NG. HANS W. GROENING, PA·. Mönchen DIPL-ING. SIEGFRIED SCHIRMER,PA·.Bielefeld DIPL.-PHYS. LORENZ HANEWINKEL. PA·, Paderborn DIPL-rNG. DR. JAN TÖNNIES, PA, RA, Kiel DIPL.-PHYS. CHRISTJAN BIEHL, PA·, Kid MARTIN WIRTZ, RA, DOisddorf DR. DETMAR SCHAFER, RA. Bremen DIPL.-PHYS. DR.-ING. UWE MANASSE, PA·. Bremen DR. CHRISTIAN CZYCHOWSKI, RA. Berlin DR. CARL-RICHARD HAARMANN, RA. München DIPL.-BIOL. DR. ARMIN K. BOHMANN, PA, Mönchen DIPL.-PHYS. DR. THOMAS L. BITTNER, PA-, Berlin DR. VOLKER SCHMITZ, RA, Manchen DR. FRIEDRICH NICOLAUS HEISE, RA, Potidan DIPL.-PHYS. CHRISTIAN W. APPELT, PA, Manchen DR. ANKE NORDEMANN-SCHIFFEL, RA", PouAm KERSTIN MAUCH, LL.M., RA, Potsdam
In Zusammenarbeit mit/in cooperation with DIPL.-CHEM. DR. HANS ULRICH MAY, PA-, München
Ihr Zeichen
Your ref.
Ihr Schreiben
Your letter of
Gebrauchsmusteranmeldung
Unser Zeichen
Our ref.
D10024(M)
Bremen,
08. Juni 2000
S.A. Defontaine, Rue St. Eloi, 85530 La Bruffiere, Frankreich
System zur Verbindung eines Anlasserzahnkranzes mit einem mit der Ausgangswelle eines
Verbrennungsmotors verbundenen Träger
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Verbindung eines Anlasserzahnkranzes mit einem mit der Ausgangswelle eines Verbrennungsmotors verbundenen Träger.
In herkömmlicher Weise ist der Starter- bzw. Anlasserzahnkranz auf seinem Träger durch Aufpressen oder Aufschrumpfen bzw. Reibschluß, durch Verschraubung oder durch Schweißen befestigt, ohne daß dem Zahnkranz irgendein Freiheitsgrad verbleibt, entsprechend einer klassischen Regel im Bereich von Verzahnungen bzw. Getrieben.
Ho!lerallee 32 · D-28209 Bremen · P.O.B. 10 71 27 · D-28071 Bremen · Telephon+49-421-34090 · Telefax+49-421-3491768
MÜNCHEN - BREMEN - BERLIN - DUSSliljQRF - FR^NKiUjlT- gUjLEI^LD -*iJOT$DAjl - BRA/&Lgr;DEN^JRG.-KIEL -pALJERB J)RN - HÖHENKIRCHEN - ALICANTE &Igr;..* &iacgr;.bap://»»i\!/j3eeJirftert.<i(? .J. *..' J
BOEHMERT & BOEHMERT
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Der Träger des Zahnkranzes des Anlassers ist im allgemeinen das Schwungrad, oder ein Element, das einen Teil einer Baugruppe bildet, die als Schwungrad dient, des Verbrennungsmotors, und sich mit diesem dreht.
Ein auf diese Weise auf seinem Träger befestigter Zahnkranz weist eine ausreichende Zuverlässigkeit auf. Insbesondere ist der Zahnkranz in der Lage, eine Anzahl von Startvorgängen auszuhalten und zu gewährleisten, die in der Größenordnung von 20.000 bis 60.000 liegt, was im allgemeinen ausreichend ist, wenn die Lebensdauer und die üblichen Benutzungsbedingungen eines Fahrzeugs berücksichtigt werden.
Die Betätigung des Startvorgangs eines Motors mittels Antrieb des Anlasserzahnkranzes und seines Trägers durch den Rotor des Anlassers erzeugt allerdings ein Geräusch, dessen Gesamtniveau oberhalb von 90 Dezibel liegt, und welches die Beteiligten, nämlich Konstrukteure und Benutzer, wesentlich zu reduzieren wünschen.
Weiterhin kann die Bekämpfung der durch den Betrieb von Verbrennungsmotoren erzeugten Luftverschmutzung kurz- oder mittelfristig dazu führen, daß eine Fahrbetriebsweise eingeführt wird, die als &ldquor;Stop and Go" bezeichnet wird und darin besteht, den Motor des Fahrzeugs anzuhalten, wenn das Fahrzeug steht, sei es aufgrund einer roten Ampel oder aufgrund eines Verkehrsstaus.
Eine derartige Betriebsweise könnte für die in den Städten besonders häufig verwendeten Fahrzeuge dazu führen, daß die vorgenannte Zahl sich um einen Faktor von mindestens 4 bis 6 erhöht. Ein Anlasserzahnkranz müßte in einem solchen Fall mindestens 200.000, wenn nicht 250.000 oder 300.000 Startvorgänge aushalten.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile der bekannten, herkömmlichen Verbindungssysteme zu überwinden und ein Verbindungssystem der vorgenannten Art zu schaffen, dessen Zahnkranz in der Lage ist, eine Anzahl von Startvorgängen
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auszuhalten, die den neuartigen, vorgenannten Zahlenwerten entspricht, wobei insbesondere, wenn möglich, das gegenwärtige Geräuschniveau erheblich reduziert werden sollte.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein System zur Verbindung eines Anlasserzahnkranzes mit dem Umfangsbereich eines mit der Ausgangswelle eines Verbrennungsmotors verbundenen Trägers gelöst, das sich dadurch auszeichnet, daß:
- der Umfangsbereich des Trägers, der zur Aufnahme des Zahnkranzes bestimmt ist, im Radialschnitt eine Form aufweist, die im wesentlichen einem einspringenden, im wesentlichen rechten Winkel entspricht, mit einer Umfangsfläche zur Befestigung des Zahnkranzes auf dem Träger und einer Radialfläche für den Kontakt zwischen dem Zahnkranz und dem Träger;
- der innere Umfangsbereich des Zahnkranzes, der zur Befestigung auf dem Träger bestimmt ist, im Radialschnitt eine komplementäre Form aufweist, die im wesentlichen einem vorspringenden, im wesentlichen rechten Winkel entspricht, mit einer komplementären, inneren Umfangsfläche, die dazu bestimmt ist, zumindest teilweise auf der Umfangsfläche des Trägers befestigt zu werden, und einer komplementären Radialfläche, die dazu bestimmt ist, zumindest teilweise in Kontakt mit der Radialfläche des Trägers zu stehen;
- die komplementäre Umfangsfläche des Zahnkranzes zumindest teilweise auf der Umfangsfläche des Trägers befestigt ist, zumindest in dem Bereich der genannten komplementären Umfangsfläche, der am weitesten von der komplementären Radialfläche des Zahnkranzes entfernt ist, so daß sich der Zahnkranz bei einem Startvorgang geringfügig verformen kann, und daß die komplementäre Radialfläche des Zahnkranzes geringfügig entlang der Radialfläche des Trägers gleiten kann;
Mittel vorgesehen sein können, um diesen Gleitvorgang zu erleichtern.
Man gibt dem Anlasserzahnkranz auf diese Weise entgegen den Entwurfsregeln für Getriebe eine gewisse Flexibilität und eine gewisse Verformungsmöglichkeit, und zwar insbesondere
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BOEHMERT & BOEHMERT
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der Zone des Zahnkranzes, die die Zähne trägt, im Verhältnis zu der Zone des Zahnkranzes, die auf der Umfangsfläche des Trägers fixiert ist.
In völlig überraschender Weise erhält man auf diese Weise eine Dämpfung der Stoßwirkung, die auf die Zähne des Zahnkranzes einwirkt, die dem durch die Zähne des Rotors des Anlassers bei einem Startvorgang ausgeübten Druck unterworfen sind.
Diese Dämpfungswirkung ermöglicht eine außerordentliche Vergrößerung der Lebensdauer des Anlasserzahnkranzes und derjenigen des Ritzels, wobei diese Lebensdauer einem Minimum von etwas 200.000 Anlaßvorgängen entspricht.
Man beobachtet ebenfalls eine Verminderung in der Größenordnung von etwa 5 bis 7 Dezibel des Geräuschs, das durch den Träger und den Anlasserzahnkranz im Moment des Eingreifens des Rotors des Anlassers in den Zahnkranz erzeugt wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen deutlich, wobei auf eine Zeichnung Bezug genommen wird, in der
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Schwungrades für einen Verbrennungsmotor zeigt, das einen Anlasserzahnkranz'aufweist, der auf einem Umfangsbereich des Schwungrades mittels eines Systems zur Verbindung nach einer Ausführungsform der Erfindung fixiert ist,
Fig. 2A, 2B und 2C schematische Ansichten im Axialschnitt eines Systems zur Verbindung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen, wobei der Zahnkranz auf dem Schwungrad entweder aufgepreßt (Fig. 2A und 2B) oder verschweißt (Fig. 2C) ist, und wobei der Zahnkranz und das Schwungrad in Fig. 2A aus Gründen der Klarheit der Darstellung der Fig. 2A in Axialrichtung verschoben sind,
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Fig. 3A und 3B ähnliche Ansichten wie Fig. 2A und 2C zeigen und einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entsprechen,
Fig. 4 eine schematische Ansicht, ähnlich wie Fig. 2C, einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 4 ist und eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 6 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1 einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und
Fig. 7 eine stark vergrößerte, schematische Ansicht im Querschnitt, bspw. entlang der Linie VII-VII in Fig. 2C, eines Zahns eines Zahnkranzes zeigt, der mit einem System zur Verbindung entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung befestigt ist.
In Fig. 1 ist schematisch ein Schwungrad 1 für einen Verbrennungsmotor dargestellt, der einen Anlasserzahnkranz 2 aufweist, der auf einem schematisch mit 3 bezeichneten Umfangsbereich des Schwungrades 1 befestigt ist.
In herkömmlicher Weise ist das Schwungrad 1 auf einer Ausgangswelle 4 mit Achse 5 eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors befestigt. Die Zähne 6 des Rotors 7 des nicht dargestellten Anlassers sind dazu bestimmt, bei einem Anlaßvorgang mit den Zähnen 8 des Zahnkranzes 2 in Eingriff zu kommen, um den Zahnkranz 2 und das Schwungrad 1 in Drehung zu versetzen, um den nicht dargestellten Verbrennungsmotor zu starten.
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße System 9 zur Verbindung eines Anlasserzahnkranzes 2 mit dem Umfangsbereich 3 eines mit der Ausgangswelle 5 eines Verbrennungsmotors verbundenen Trägers beschrieben, und zwar für den einfachsten und häufigsten Fall, in dem der Anlasserzahnkranz 2 unmittelbar auf dem Umfangsbereich 3 des Schwungrades 1 fixiert ist.
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Selbstverständlich kann das erfindungsgemäße Verbindungssystem 9 in einer identischen Weise auf einem beliebigen Träger angebracht und realisiert sein, der mit der Ausgangswelle eines Verbrennungsmotors verbunden ist.
Wie schematisch in Fig. 2A bis 5 dargestellt ist, zeichnet sich das erfindungsgemäße Verbindungssystem 9 dadurch aus, daß:
der Umfangsbereich 3 des Schwungrades 1, der dazu bestimmt ist, den Zahnkranz 2 aufzunehmen, im Radialschnitt, in einer beliebigen radialen Ebene, eine Form aufweist, die im wesentlichen einem einspringenden, im wesentlichen rechten Winkel entspricht, mit einer Umfangsfläche 10 zur Fixierung des Zahnkranzes 2 auf dem Schwungrad 1 und einer Radialfläche 11 zum Kontakt zwischen dem Zahnkranz 2 und dem Schwungrad 1;
- der innenliegende Umfangsbereich 12 des Zahnkranzes 2, der dazu bestimmt ist, auf dem Schwungrad 1 fixiert zu werden, im Radialschnitt eine Form aufweist, die komplementär zu der Form des Umfangsbereichs 3 des Schwungrades 1 ist, und die im wesentlichen einem vorspringenden, im wesentlichen rechten Winkel entspricht, mit einer innenliegenden Umfangsfläche 13, die komplementär zu der Umfangsfläche 10 und dazu bestimmt ist, zumindest teilweise auf der Umfangsfläche 10 des Schwungrades 1 fixiert zu werden, und einer Radialfläche 14, die komplementär zu der Radialfläche 11 und dazu bestimmt ist, zumindest teilweise in Kontakt mit der Radialfläche 11 des Schwungrades 1 zu stehen;
- die komplementäre Umfangsfläche 13 des Zahnkranzes 2 zumindest teilweise auf der Umfangsfläche 10 des Schwungrades 1 fixiert ist, zumindest in dem Bereich der genannten komplementären Umfangsfläche 13, der am weitesten von der Radialfläche 14 des Zahnkranzes 2 entfernt ist, so daß sich der Zahnkranz 2 bei einem Startvorgang geringfügig verformen kann, und daß die komplementäre Radialfläche 14 des Zahnkranzes 2 geringfügig entlang der Radialfläche 11 des Schwungrades 1 gleiten kann.
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In der in Fig. 2A, 2B und 2C dargestellten Ausführungsform umfaßt der Zahnkranz 2 einen ringförmigen Abschnitt 15, der sich in Axialrichtung über die Zähne 8 in der Axialrichtung 16 hinaus erstreckt und sich von der komplementären Radialfläche 14 entfernt, wobei der Zahnkranz 2 auf dem Schwungrad 1 an dem axialen Endabschnitt 17 dieses ringförmigen Bereichs 15 fixiert ist.
In der Ausfuhrungsform nach Fig. 2A und 2B weist der axiale Endabschnitt 17 einen innenliegenden Bund 18 auf, der radial nach innen in Richtung auf die Achse 5 vorsteht, wobei der innenliegende Bund 18 innen durch eine innenliegende Umfangsfläche 30 begrenzt ist, die dazu bestimmt ist, im Kontakt mit der Umfangsfläche 10 des Schwungrades 1 zu stehen und auf dieser fixiert zu werden.
Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Befestigung auf dem Schwungrad 1 vorzugsweise durch Aufpressen, wie in Fig. 2B dargestellt ist.
In der in Fig. 2C dargestellten Ausführungsform ist der ringförmige Abschnitt 15 an seinem axialen Endabschnitt 17 an der Umfangsfläche 10 des Schwungrades 1 mittels einer Schweißnaht befestigt, die in Fig. 2C schematisch mit 19 bezeichnet bzw. dargestellt ist.
Außerhalb der Bereiche der Befestigung des Zahnkranzes 2 auf dem Schwungrad 1 hat die komplementäre zylindrische Fläche 13 eine beliebige Form, die im allgemeinen einen Abstand von der zylindrischen Fläche 10 des Schwungrades 1 aufweist, um dem Zahnkranz 2 die erforderliche Flexibilität zu geben.
In der in Fig. 2A bis 2C dargestellten Ausführungsform erstreckt sich der Bereich 14a der komplementären Radialfläche 14 des Zahnkranzes 2, der dazu bestimmt ist, in Kontakt mit der Radialfläche 11 des Schwungrades 1 zu stehen, in Radialrichtung über eine geringe Höhe ausgehend von der kreisförmigen Kante 20, die in der Zeichnung die entsprechende Ecke bildet, d.h. die innenliegende rechtwinklige Ecke des Axialschnitts des Zahnkranzes.
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In entsprechender Weise erstreckt sich der Bereich 11a der Radialfläche 11 des Schwungrads 1, der dazu bestimmt ist, in Kontakt mit dem Bereich 14a des Zahnkranzes zu stehen, in Radialrichtung über eine geringe Höhe ausgehend von der Umfangsfläche 10, so daß er in Gleitkontakt mit dem Bereich 14a der komplementären Radialfläche 14 des Zahnkranzes 2 mit geringer radialer Abmessung steht. Unter diesen Bedingungen setzt sich die Radialfläche 11 mittels einer konischen, sich stark erweiternden Fläche 21 fort, die das Einsetzen des Zahnkranzes 2 in ihre Position auf dem Schwungrad 1 erleichtert.
In Fig. 2A ist schematisch mit 22 mit einer aus Klarheitsgründen stark übertriebenen axialen Abmessung eine dünne Verkleidung dargestellt, die an der Radialfläche 11 des Schwungrads
I befestigt ist und aus einem Material besteht, das den Gleitkontakt zwischen der Radialfläche
II und der komplementären Radialfläche 14 erleichtert, bspw. aus einem Elastomer oder einem Plastomer.
In der in Fig. 3A und 3B dargestellten Ausführungsform weist die komplementäre, innenliegende Umfangsfläche 13 des Zahnkranzes 2 eine axiale Abmessung auf, die vorzugsweise im wesentlichen derjenigen der Zähne 8 entspricht. Der Zahnkranz 2 ist auf dem Schwungrad 1 in dem Bereich 23 der komplementären Umfangsfläche 13 fixiert, der am weitesten von der komplementären Radialfläche 14 entfernt ist, bspw. durch Schweißen oder Aufpressen. Der Zahnkranz 2 weist weiterhin eine ringförmige Nut 24 auf, die von der Oberfläche 25 ausgeht, welche den Zahnkranz 2 in Axialrichtung gegenüberliegend zu der komplementären Radialfläche 14 begrenzt, und die sich in Axialrichtung in Richtung auf die genannte komplementäre Radialfläche 14 über einen Teil der axialen Abmessung des Zahnkranzes 2 erstreckt.
Der in Fig. 3A dargestellte Bereich 23 weist eine ausreichende axiale Abmessung auf, um die Befestigung des Zahnkranzes 2 auf der Oberfläche 10 des Schwungrades 1 durch Aufpressen zu ermöglichen.
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In dem in Fig. 3B dargestellten Beispiel ist der Zahnkranz 2 auf dem Schwungrad 1 mittels einer Schweißnaht 19 an dem axialen Endabschnitt des Bereichs 23 gegenüberliegend der komplementären Radialfläche 14 befestigt.
In der in Fig. 3A und 3 B dargestellten Ausführungsform ist der Kontaktbereich 11a der Radialfläche 11 des Schwungrads 1 in Radialrichtung außerhalb der Umfangsfläche 10 angeordnet und erstreckt sich über eine geringe radiale Höhe. Der Bereich trägt eine Beschichtung bzw. Verkleidung 22 aus Elastomer oder Plastomer geringer Dicke, die den Gleitkontakt mit dem Bereich 14a der komplementären Radialfläche 14 des Zahnkranzes 2 ermöglicht.
Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich das Schwungrad 1 in Radialrichtung nach außen über den Bereich 11a hinweg, so daß der Zahnkranz einen Spielraum bzw. Verformungsbereich bei der Ausführung eine Startvorgangs besitzt.
In der schematisch in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform weist das Schwungrad ein ringförmiges Zwischenelement 26 auf, auf dem der Zahnkranz 2 in einer beliebigen herkömmlichen Weise befestigt ist, bspw. durch Schrauben, Aufpressen oder Schweißen.
Das ringförmige Zwischenelement 26 weist die komplementäre innenliegende Umfangsfläche 13 und die komplementäre Radialfläche 14 auf. Dieses ringförmige Zwischenelement 26 ist auf dem Schwungrad 1 auf seinem axialen Endabschnitt befestigt, der von der komplementären Radialfläche 14 entfernt liegt, so als ob das Zwischenelement 26 einen einheitlichen Teil des Zahnkranzes 2 bilden würde. Das Zwischenelement besteht im allgemeinen aus Metall und ist in einer beliebigen bekannten Weise auf dem Schwungrad befestigt. Das Zwischenelement könnte auch aus Kunststoffmaterial bestehen.
In dem dargestellten Beispiel weist das Zwischenelement 26 eine axiale Länge auf, die größer ist als die des Zahnkranzes 2. Es ist auf dem Schwungrad 1 mittels einer Schweißnaht 19 befestigt, die auf seinem axialen Endabschnitt 17 angebracht ist, der von der komplementären Radialfläche 14 entfernt liegt.
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In der schematisch in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform weist das Schwungrad 1 einen kreisförmigen Ring 27 aus verformbarem Material auf, bspw. aus Elastomer oder Plastomer, der sich in Axialrichtung entlang der komplementären Umfangsfläche 13 des Zahnkranzes 2 erstreckt. Der Ring 27 ist mit einer Seite auf der Umfangsfläche 10 des Schwungrads 1 und mit der anderen Seite auf der Umfangsfläche 13 des Zahnkranzes 2 aufgeklebt oder in einer beliebigen sonstigen bekannten Weise damit verbunden.
Der kreisförmige Ring 27 weist notwendigerweise eine bestimmte Dicke auf, die ausreicht, um dem Zahnkranz 2 eine Verschiebe- bzw. Gleitfreiheit in Bezug auf das Schwungrad 1 zu geben, die ausreicht, um die durch die vorliegende Erfindung beabsichtigten Wirkungen zu erhalten.
Weiterhin ist eine Verkleidung bzw. Beschichtung 22 aus Elastomer oder Plastomer bspw. auf der Radialfläche 11 befestigt, um einen gleitenden Kontakt mit der komplementären Radialfläche 13 des Zahnkranzes 2 zu ermöglichen.
Der Zahnkranz 2 ist auf dem Schwungrad 1 vorzugsweise lediglich im Bereich von Umfangssektoren befestigt, die in Fig. 1 schematisch mit 28 bezeichnet bzw. dargestellt sind, und die regelmäßig um die Achse 5 des Schwungrades 1 verteilt sind und die beiden Sektoren 29 freilassen, die einander diametral gegenüberliegen und den beiden Kompressionszonen eines mit dem betrachteten Schwungrad versehenen Verbrennungsmotors entsprechen, und/oder die beiden Sektoren 30, die einander diametral gegenüberliegen und den beiden Entspannungszonen des genannten Motors entsprechen, wobei die Sektoren 29 und 30 in Bezug auf den oberen Totpunkt leicht festgestellt werden können, der in herkömmlicher Weise auf jedem Schwungrad bezeichnet ist. Dies gilt insbesondere in dem Fall der Befestigung durch Schweißen, wobei auf Fig. 1 Bezug genommen sei, oder durch Aufpressen, wobei auf Fig. 6 Bezug genommen sei.
Dadurch ist es möglich, dem Zahnkranz in den genannten Verdichtungssektoren 29 und Entspannungssektoren 30 eine zusätzliche Flexibilität zu geben, die die Dämpfung der Stoß wir-
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kung und der Druckspitze aufgrund der Zähne 8 des Zahnkranzes 2 im Bereich dieser Verdichtungssektoren 29 und Entspannungssektoren 30 vergrößert.
In dem Beispiel nach Fig. 1 sind vier Befestigungssektoren 28 vorgesehen, die sich an den Enden von zwei senkrechten Achsen befinden, wobei sich entweder Verdichtungssektor oder Entspannungssektor 29, 30 zwischen zwei nebeneinanderliegenden Befestigungssektoren 28 befindet. Es könnte eine andere Zahl von Sektoren 28 vorgesehen sein, bspw. sechs Sektoren 28.
In der schematisch in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform weist die Umfangsfläche des Schwungrades 1 eine Ausnehmung 31 in Ausrichtung mit jedem der beiden Sektoren 29 auf, die den beiden Verdichtungszonen entsprechen, und/oder mit jedem der beiden Sektoren 30, die den beiden Entspannungszonen entsprechen.
Die Ausnehmungen 31 sind auf eine beliebige bekannte Art und Weise hergestellt und sind bspw. Abflachungen, die beim Gießen oder durch Fräsen hergestellt sind, oder Nuten von beliebiger Umfangsform.
Auf diese Weise besitzt der Zahnkranz 2, der im Bereich der Ausnehmungen 31 nicht auf dem Schwungrad blockiert ist, eine zusätzliche Flexibilität, die die Zwangskräfte und den Verschleiß verringert, denen der Zahnkranz üblicherweise in den Sektoren 29 und 30 unterworfen ist und die den Verdichtungs- bzw. Entspannungszonen entsprechen.
Es sind somit unterschiedliche Systeme zur Verbindung eines Zahnkranzes 2 mit einem Schwungrad 1 beschrieben worden. Jede dieser Befestigungsarten umfaßt Befestigungsmittel, die so weit wie möglich von der komplementären Radialfläche 14 des Zahnkranzes entfernt sind und dem Zahnkranz 2 in Bezug auf das Schwungrad 1 über einen Gleitkontakt auf einer im allgemeinen geringen axialen Höhe zwischen der komplementären Radialfläche 14 des Zahnkranzes und der Radialfläche 11 des Schwungrads 1 eine verbesserte Flexibilität geben.
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Selbstverständlich wird für jedes beschriebene Verbindungssystem die Form des Radialschnitts des Zahnkranzes untersucht, so daß der genannte Zahnkranz in der Lage ist, die aus der betrachteten Befestigungsart entstehenden Zwangskräfte zu ertragen. In jedem Fall treten derartige Belastungen bzw. Zwangskräfte in einem nicht gehärteten Spannungsbereich bzw. Belastungbereich auf, da die gehärtete Zone, die die Zähne umfaßt, lediglich etwa 1 mm unterhalb der Zähne ins Innere reicht.
In den vorstehenden Ausführungen gewährleistet das erfindungsgemäße Verbindungssystem eine Verbindung des Zahnkranzes auf dem Schwungrad oder seinem Träger, die zumindest teilweise die äußere Umfangsfläche 10 des Schwungrads 1 und die innenliegende Umfangsfläche 13 des Zahnkranzes 2 betrifft.
Aus den vorstehend beschriebenen Beispielen geht hervor, daß die Angabe &ldquor;teilweise" geometrisch zu interpretieren ist und bedeutet, daß sich die Verbindungsfläche zumindest über einen Teil der Umfangsflächen 10 und 13 erstreckt, sowohl in der Umfangsrichtung als auch in der Axialrichtung.
Die vorstehend beschriebenen Systeme zur Verbindung und zum Dämpfen mechanischer Beanspruchungen, die auf die Zähne 8 des Zahnkranzes 2 wirken, ermöglichen tatsächlich, das Ziel von 200.000 bis 300.000 Startvorgängen zu erreichen, das sich die Anmelderin ursprünglich gesetzt hatte.
Die Anmelderin hat Untersuchungen angestellt, um das genannte Ziel der Widerstandsfähigkeit des Zahnkranzes zu erreichen bzw. verbessert zu erreichen, unter gleichzeitiger Reduzierung des Niveaus des durch einen Startvorgang erzeugten Geräuschs.
Auf diese Weise hat die Anmelderin einem der vorstehend beschriebenen Verbindungs- und Dämpfungssysteme eine Schmierung der Zähne des Zahnkranzes durch einen Öl- oder Fettfilm zugeordnet, der in beliebiger bekannter Weise abgelagert wird, bspw. durch Zerstäubung, durch Spritzen eines unter Druck stehenden Strahls oder einfach durch Kontakt der Zähne mit
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einem mit Öl oder Fett einer beliebigen, geeigneten Qualität bestrichenen Fühlers. Systematische Versuche einer derartigen Kombination eines Verbindungs- und eines Schmierungssystems haben ermöglicht, daß ein Zahnkranz mehr als 800.000 Anlaßvorgänge ohne Bruch eines Zahns oder des Zahnkranzes erreicht hat.
In einer Variante, die schematisch in Fig. 7 dargestellt ist, hat die Anmelderin zumindest auf den beiden Radialflächen 35, 36 eines jeden Zahns 8 eine selbstschmierende Beschichtung bzw. Verkleidung 37 aufgebracht, deren Dicke aus Klarheitsgründen der Darstellung stark übertrieben ist.
Diese Verkleidung 37 kann selbstverständlich auch die Fläche 38 zwischen zwei benachbarten Zähnen 8 abdecken, wobei auf Fig. 1 Bezug genommen sei, oder auf die Flächen 35 und 36 beschränkt sein.
Eine derartige Beschichtung bzw. Verkleidung ist als solche bekannt. Sie kann bspw. mittels einer flüssigen Gleitbeschichtung des Typs SDA® realisiert sein, die über die Firma TECHNIQUES SURFACES ® kommerziell verfügbar ist, und die der Oberfläche der behandelten Teile feste Schmierstoffe zuführt, wie bspw. Molybdendisulfid, in einer durch Wärme aushärtbaren Matrix auf der Grundlage von Epoxy-, Phenol-, Silikonharzen usw., allein oder als Gemisch. Eine solche Beschichtung kann bspw. durch Aufsprühen, Eintauchen oder Aufschleudern auf Oberflächen erfolgen, die zuvor eine geeignete Oberflächenbehandlung erhalten haben.
Eine derartige Verkleidung bzw. Beschichtung kann als Variante bspw. das Ergebnis einer Oberflächenbehandlung sein, die unter der Handelsbezeichnung SULF BT ® der gleichen Firma TECHNIQUE SURFACE TS ® bekannt ist, und die durch anodische Elektrolyse in einem Bad geschmolzener Salze auf der Basis von alkalischen Thiocyanaten erfolgt. Diese Behandlung bildet auf den behandelten Oberflächen eine feine Schicht mit einer Dicke von etwa 7 bis 8 Mikron aus Eisensulfid, die vollständig in dem Basismetall verankert ist.
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Eine derartige selbstschmierende Beschichtung bzw. Verkleidung kann selbstverständlich einer Schmierung mit einem geeigneten Öl oder Fett zugeordnet werden, das mit beliebigen bekannten Schmierungsmitteln aufgebracht wird, die in Fig. 7 schematisch mit 39 bezeichnet bzw. dargestellt sind, bspw. durch Aufbringen von zerstäubten Öltröpfchen 40.
Es können andere bekannte Mittel vorgesehen sein, um den Gleitkontakt zwischen den Bereichen 11a und 14a zu erleichtern, anstelle der Beschichtung bzw. Verkleidung 22. Man könnte bspw. diese beiden Bereiche polieren oder ein reibungsarmes metallisches oder Kunststoffmaterial aufbringen. Alternativ könnte auch auf derartige Mittel verzichtet werden.
Die in der vorangehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten
Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich
sein.

Claims (10)

1. System (9) zur Verbindung eines Anlasserzahnkranzes (2) mit dem Umfangsbereich (3) eines mit der Ausgangswelle eines Verbrennungsmotors verbundenen Trägers (1), dadurch gekennzeichnet, daß:
- der Umfangsbereich (3) des Trägers (1), der zur Aufnahme des Zahnkranzes (2) bestimmt ist, im Radialschnitt eine Form aufweist, die im wesentlichen einem einspringenden, im wesentlichen rechten Winkel entspricht, mit einer Umfangsfläche (10) zur Befestigung des Zahnkranzes (2) auf dem Träger (1) und einer Radialfläche (11) für den Kontakt zwischen dem Zahnkranz (2) und dem Träger (1);
- der innere Umfangsbereich (12) des Zahnkranzes (2), der zur Befestigung auf dem Träger (1) bestimmt ist, im Radialschnitt eine komplementäre Form aufweist, die im wesentlichen einem vorspringenden, im wesentlichen rechten Winkel entspricht, mit einer komplementären, inneren Umfangsfläche (13), die dazu bestimmt ist, zumindest teilweise auf der Umfangsfläche (10) des Trägers (1) befestigt zu werden, und einer komplementären Radialfläche (14), die dazu bestimmt ist, zumindest teilweise in Kontakt mit der Radialfläche (11) des Trägers (1) zu stehen;
- die komplementäre Umfangsfläche (13) des Zahnkranzes (2) zumindest teilweise auf der Umfangsfläche (10) des Trägers (1) befestigt ist, zumindest in dem Bereich (17, 23) der genannten komplementären Umfangsfläche (13), der am weitesten von der komplementären Radialfläche (14) des Zahnkranzes (2) entfernt ist, so daß sich der Zahnkranz (2) bei einem Startvorgang geringfügig verformen kann, und daß die komplementäre Radialfläche (14) des Zahnkranzes (2) geringfügig entlang der Radialfläche (11) des Trägers (1) gleiten kann;
- Mittel vorgesehen sein können, um diesen Gleitvorgang zu erleichtern.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen kreisförmigen Ring (27) aus einem verformbaren Material aufweist, bspw. aus Elastomer oder Plastomer, der einerseits auf der Umfangsfläche (10 des Trägers (1) und andererseits auf der komplementären Umfangsfläche (13) des Zahnkranzes (2) haftet.
3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz (2) einen ringförmigen Abschnitt (15) aufweist, der sich axial in der Axialrichtung (16) über die Zähne (8) hinaus erstreckt und sich von der komplementären Radialfläche (14) entfernt, wobei der Zahnkranz (2) auf dem Träger (1) am axialen Endabschnitt (17) des ringförmigen Abschnitts (15) befestigt ist, bspw. durch Schweißen oder durch Aufpressen.
4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innenliegende komplementäre Umfangsfläche (13) des Zahnkranzes (2) eine axiale Abmessung aufweist, die vorzugsweise im wesentlichen derjenigen der Zähne (8) entspricht, wobei der Zahnkranz (2) auf dem Träger (1) in dem Bereich (23) der komplementären Umfangsfläche (13) befestigt ist, der von der komplementären Radialfläche (14) entfernt liegt, bspw. durch Schweißen oder durch Aufpressen, und wobei der Zahnkranz (2) eine ringförmige Nut (24) aufweist, die von der Oberfläche (25), die Zahnkranz (2) in Axialrichtung begrenzt und der komplementären Radialfläche (13) gegenüberliegt, ausgeht, und sich in Axialrichtung in Richtung auf die komplementäre Radialfläche (13) über einen Teil der axialen Abmessung des Zahnkranzes (2) erstreckt.
5. System nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß es ein ringförmiges Zwischenelement (26) umfaßt, auf dem der Zahnkranz (2) befestigt ist und das die komplementäre innenliegende Umfangsfläche (13) aufweist sowie die komplementäre Radialfläche (14) und ggf. den ringförmigen Abschnitt (15), der sich in Axialrichtung über die Zähne (18) hinaus erstreckt, wobei das ringförmige Zwischenelement (26) auf dem Träger (1) an seinem axialen Endabschnitt befestigt ist, der von der komplementären Radialfläche (14) entfernt liegt.
6. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Material, das die Gleitbewegung der komplementären Radialfläche (14) des Zahnkranzes (2) auf der Radialfläche (11) des Trägers (1) begünstigt, bspw. ein Elastomer oder Plastomer, zwischen die beiden Radialflächen eingesetzt ist, vorzugsweise in Form einer auf der Radialfläche (10) des Trägers (1) fixierten Verkleidung bzw. Beschichtung.
7. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz (2) auf dem Träger (1) ausschließlich entlang Umfangs-Befestigungssektoren (28) befestigt ist, die regelmäßig um die Achse (5) des Träger (1) herum verteilt angeordnet sind und die beiden einander diametral gegenüberstehenden Sektoren (29) freilassen, die den beiden Kompressionszonen entsprechen, und/oder die beiden diametral einander gegenüberstehenden Sektoren (30), die den beiden Entspannungszonen entsprechen.
8. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsfläche (10) des Trägers (1) eine Ausnehmung (31) in Ausrichtung mit jedem der beiden Sektoren (29) aufweist, die den beiden Kompressionszonen entsprechen, und/oder mit jedem der beiden Sektoren (30), die den beiden Entspannungszonen entsprechen.
9. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialflächen (35, 36) eines jeden Zahns (8) des Zahnkranzes (2) eine selbstschmierende Beschichtung bzw. Verkleidung (37) aufweisen.
10. Schwungrad für einen Verbrennungsmotor, das auf seinem Umfang einen Anlasserzahnkranz (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz (2) auf dem Umfangsbereich (3) des Schwungrads (1) durch ein System nach einem der vorangehenden Ansprüche befestigt ist, wobei das Schwungrad ggf mit Einrichtungen (39) zur Schmierung der Radialflächen (35, 36) eines jeden Zahns (8) des Zahnkranzes (2) versehen ist.
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