DE3543377A1

DE3543377A1 - Getriebe, insbesondere zahnrad-untersetzungsgetriebe

Info

Publication number: DE3543377A1
Application number: DE19853543377
Authority: DE
Inventors: Gérard Lyon Rhone Vilou
Original assignee: Societe de Paris et du Rhone SA
Current assignee: Societe de Paris et du Rhone SA
Priority date: 1984-12-12
Filing date: 1985-12-07
Publication date: 1986-06-12
Also published as: FR2574513A1; FR2574513B1

Description

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Societe de Paris 3543377

et du Rhone 36, Avenue Jean Mermoz, 36 F - 69355 Lyon Cedex 08

UNSERE AKTE - IUTTK STETS

M 85 508

Getriebe, insbesondere Zahnrad-Untersetzungsgetriebe

Die Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere ein Zahnrad-Untersetzungsgetriebe, beispielsweise für Kraftfahrzeug-Anlasser, mit einer ein Ritzel tragenden Antriebswelle, welches mit einem Innenzahnkranz kämmt, der mit einer Abtriebswelle verbunden ist, wobei die Abtriebswelle zur Antriebswelle seitenversetzt angeordnet ist, und mit einem Gehäuse, das eine Ausstülpung od. dgl. zur Aufnahme einer Lagerbuchse für das innere Ende der Abtriebswelle hat, wobei benachbart zur Ausstülpung ein Durchtritt zur Lagerung der das Ritzel tragenden Antriebswelle vorgesehen ist.

Bei Kraftfahrzeug-Anlassern treibt ein elektrischer Motor ein sogenanntes Bendixgetriebe an, das ein Antriebsritzel aufweist, welches durch axiales Verschieben in Eingriff mit einem Anlasser-Zahnkranz, der zum Verbrennungsmotor gehört, bringbar ist. Das Bendixgetriebe wird direkt oder mit Hilfe eines Untersetzungsgetriebes durch den Elektromotor angetrieben. Das Untersetzungsgetriebe befindet sich zwischen der Motorwelle und der Welle des Bendixgetriebes. Durch ein solches Untersetzungsgetriebe kann für einen Anlasser ein schnellerer Elektromotor verwendet und dadurch ein größeres Anlaßdrehmoment erzielt werden, insgesamt um die Abmessung und das Gewicht des Anlassers für eine vorgegebene Leistung zu reduzieren.

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Untersetzungsgetriebe für Anlasser sind gewöhnlich Zahnradgetriebe. Eine Ausführungsform sieht dabei ein Planetengetriebe vor, wo die Welle des Bendixgetriebes koaxial zur Motorwelle angeordnet ist.

Bei einer anderen Ausführungsform weist das Getriebe ein Ritzel , das sich auf der Motorwelle befindet, die gleichzeitig die Getriebeantriebswelle bildet und einen Innenzahnkranz auf , der fest mit der Welle des Bendix-Getriebes verbunden ist, die gleichzeitig die Abtriebswelle des Getriebes bildet. Die Abtriebswelle ist zur Motorwelle seitenversetzt. Die Verzahnung des Ritzels greift in die innere Verzahnung des Innenzahnkranzes ein, wobei das Übersetzungsverhältnis durch das Verhältnis der Zähnezahl dieser Verzahnung bestimmt ist. Die vorliegende Erfindung bezieht sich nur auf diesen letzten Getriebetyp. Bei den mit solchen Getrieben ausgerüsteten Anlassern befinden sich die Getriebeteile in einem Gehäuse, dessen Mittelteil eine schlotartige Ausstülpung mit einer Bohrung aufweist, zur Aufnahme eines Lagers für die Abtriebswelle des Untersetzungsgetriebes bzw. die Welle des Bendixgetriebes. Das Getriebegehäuse hat weiterhin einen kreisförmigen Durchtritt, um das Ritzel innen in den Innenzahnkranz eingreifen zu lassen.

Durch die Getriebeverzahnung ergibt sich eine auf die Ausstülpung des Getriebes wirkende Kraft. Außerdem ergibt die Lage des Ritzels und des entsprechenden Durchtrittes eine örtliche Schwächung der Wandung der Ausstülpung, die sich konstruktionsbedingt in einer Zone befindet, die einer Druckbelastung aufgrund der vor-. genannten Kraft unterworfen ist.

Das Getriebe weist somit eine Schwachzone auf, die nur verstärkt werden kann durch eine Vergrößerung seiner Dicke, was aber zu einer Schwächung der selbstschmierenden, mit Öl getränkten Lagerbuchse führt, die in der Ausstülpung sitzt und als Lager für die Abtriebswelle des Getriebes dient. Die Dicke der Lagerbuchse bestimmt ihr Volumen derart , daß eine Verringerung der Dicke der Lagerbuchse die Reserveölmenge reduziert und dadurch die Lebensdauer des Lagers verringert.

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Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, diese vorgenannten Nachteile zu vermeiden, indem sie eine Verstärkung durch Verdickung der Wand der Ausstülpung erlaubt, ohne das gesamte Volumen der Lagerbuchse und somit die Lebensdauer des Lagers zu reduzieren.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere vorgeschlagen, daß die Lagerbuchseim Querschnitt ein Außenprofil hat, das zumindest in dem dem Durchtritt zugewandten, unmittelbar benachbarten Umfangsabschnitt eine geringere Wand- oder Querschnittsdicke als in anderen Umfangsbereichen hat. Diese in der Querschnittsdicke reduzierte Zone ermöglicht es, die Dicke der Wand der Ausstülpung im Nachbarbereich des Ritzels zu erhöhen. Die besondere Form der Lagerbuchse erlaubt dabei eine oder mehrere dickere Zonen vorzusehen, so daß das Gesamtvolumen der Lagerbuchse nicht vermindert wird. Somit ist auch die Reserveölmenge nicht reduziert, so daß eine lange Lebensdauer des Lagers gesichert ist.

Eine Ausführungsform sieht vor, daß die Lagerbuchse ein im wesentlichen kreisförmiges Außenprofil hat, daß die Lagerbohrung exzentrisch dazu angeordnet ist und daß der Teil der Lagerbuchse, wo sich die beiden kreisförmigen Profile am nächsten liegen, zwischen der Abtriebswelle und dem Durchtritt liegt. Somit ist der wandungsdünnste Bereich der Lagerbuchseim Schwächungsbereich der Ausstülpung angeordnet, so daß entsprechend Platz geschaffen ist, um diesen Bereich der Ausstülpung zu verstärken. Gegenüber dem wandungsschwachen Bereich der Lagerbuchse befindet sich eine vergleichsweise dicke Wandung, durch die eine genügende ölreservemenge untergebracht werden kann.

Zweckmäßigerweise ist insbesondere in diesem relativ dicken Wandbereich der Lagerbuchse, der dem relativ dünnen Wandbereich gegenüberliegt, eine bereichsweise Verformung, z. B. eine

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Nase oder eine Nut vorgesehen, die in eine komplementäre Verformung der Wand der Ausstülpung eingreift. Dadurch ist eine korrekte Positionierung der Lagerbuchse in Drehrichtung sichergestellt. Die vorgenannten Ausformungen zur Lagefixierung der Lagerbuchse sind nur dann vorgesehen, wenn die Lagerbuchse ein kreisförmiges äußeres Profil besitzt und somit in beliebiger Lage in die Lageröffnung eingesetzt werden könnte. Die ineinander greifenden Ausformungen erfordern keine hohe Fertigungsgenauigkeit und es genügt, wenn diese bei der Formung des Gehäuses bzw. der Lager mit angegossen od. dgl. angeformt werden, so daß die Herstellungskosten nicht erhöht werden.

Eine andere Ausführungsform sieht vor, daß die Lagerbuchse ein im wesentlichen koaxial zu seiner Lagerbohrung angeordnetes von einer Kreisform abweichendes äußeres Profil aufweist, insbesondere eine im Verlauf des Umfanges sich ändernde Wandungsdicke aufweist, und daß ein Bereich mit reduzierter Wandungsdicke dem Durchtritt für das Ritzel zugewandt ist. Bei dieser Ausführungsform ist durch das nicht kreisförmige Außenprofil der Lagerbuchsediese in Drehrichtung festgelegt.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß das äußere, von der Kreisform abweichende Profil der Lagerbuchse ein drehsymmetrisches Profil, vorzugsweise ein etwa kleeblattförmiges Außenprofil ist. Bei dieser Ausführungsform ist insbesondere eine einfache Herstellung auf üblichen Bearbeitungsmaschinen möglich.

Nachstehend ist die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen noch näher beschrieben.

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Es zeigt :

Fig. 1 Eine Längsschnittdarstellung eines Getriebeanlassers,

Fig. 2 eine Frontansicht eines Getriebegehäuses mit eingesetzter Lagerbuchse,

Fig. 3 eine Schnittansicht des Getriebegehäuses entsprechend der Schnittlinie 3-3 in Fig. 2,

Fig„ 4 eine vergrößerte Detailansicht eines Gehäuseabschnittes im Bereich der Abtriebswellen-Lagerung ,

Fig. 5 eine Längsschnittdarstellung einer Lagerbuchse,

Fig. 6 eine Querschnittsdarstellung der in Fig. 5 gezeigten Lagerbuchse entsprechend der Schnittlinie 6-6,

Fig. 7 eine etwa Fig. 4 entsprechende Ansicht,hier jedoch mit einer anders ausgebildeten Lagerbuchse und

Fig. 8 die in Fig. 7 gezeigte Lagerbuchse im Längsschnitt.

Ein in Fig. 1 gezeigter Kraftfahrzeug-Anlasser weist einen elektrischen Gleichstrommotor 1 mit einem Stator 2 und einem Rotor 3 auf, der von einer Welle 4 getragen wird. An einem Lagerende der Welle 4 befindet sich ein Kollektor 6, an dem Bürsten 7 anliegen . Das andere Ende der Welle 4 ist mit Hilfe eines Zahnrad-Untersetzungsgetriebes 8 an eine Welle 9 angekuppelt, die mit einem Bendix-Getriebe 10 verbunden ist.

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Die beiden Wellen 5 und 9 sind parallel und seitenversetzt zueinander angeordnet. Das Bendix-Getriebe*^srOtationsf est, jedoch axial verschiebbar mit der Welle 9 verbunden. In üblicher Weise weist das Bendix-Getriebe ein Ritzel 11 auf, das in einen mit dem Verbrennungsmotor verbundenen Zahnkranz

12 in Eingriff bringbar ist. Außerdem weist das Bendix-Getriebe noch einen Mitnehmer mit einem freien Einrückrad

13 auf.

Parallel zur Längsachse 15 der Welle 4 ist mit Abstand zu dem Elektromotor 1 ein Magnetschalter 16 mit der Längsachse

14 angeordnet, dessen beweglicher Kern 17 über eine Stange 18 mit einem Ende eines Hebels 19 verbunden ist₅ der um die Achse 20 verschwenkbar gelagert ist. Das andere Ende des Hebels 19 ist gabelförmig ausgebildet und greift an dem Mitnehmer 13 des Bendixgetriebes 10 an.

Das Untersetzungsgetriebe 8 weist ein von der Welle 4 des Elektromotors 1 getragenes Ritzel 21 auf, das fliegend benachbart zu dem Lager 22 angeordnet ist. Das Ritzel 21 greift in die Innenverzahnung 23 eines Innenzahnkranzes 24 ein, der fest mit der Welle 9 verbunden ist, auf der auch das Bendixgetriebe montiert ist.

Das Ritzel 21 und der Innenzahnkranz 24 befinden sich in einem Getriebegehäuse 25, das im einzelnen in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist. Das Gehäuse 25 weist im wesentlichen einen glockenförmigen Außenteil 26, der den Innenzahnkranz 24 umgreift sowie einen Flansch 27 auf, in dem mittig eine schlotartige Ausstülpung 28 vorsteht. In dieser Ausstülpung 28 befindet sich eine selbstschmierende Lagerbuchse 29, durch die ein Lager für das innere Ende der Welle 9 geformt ist, auf der sich auch das Bendixgetriebe 10 und der Innenzahnkranz 24 befinden. In dem Flansch 27 des Gehäuses 25 ist auch noch ein kreisförmiger Durchtritt 30 für das Ritzel 21 vorgesehen.

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In der hier dargestellten Ausführungsform weist das Getriebegehäuse 25 noch angepaßte Anformungen zur Montage zwischen dem Stator 2 des elektrischen Antriebsmotors 1 einerseits und dem vorderen Ende 21 des Anlassers andererseits auf.

Wie besonders gut in Fig. 2 und 4 erkennbar, ist durch die Lage des Ritzels 21 und des entsprechenden Durchtrittes 30 eine bereichsweise Schwächung der Wand der Ausstülpung 28 erforderlich, wobei der Durchtritt 30 durch eine teilweise Aushöhlung in dieser Wand gebildet ist. Um diese Schwächung auszugleichen, wird erfindungsgemäß eine Lagerbuchse 29 mit besonderer Formgebung vorgeschlagen, wobei in den Figuren und 6 eine mögliche Ausführungsform gezeigt ist.

Die Lagerbuchse 29 hat eine Lagerbohrung 32 entsprechend dem Querschnitt der Welle 9 und ein Außenprofil 33 mit ebenfalls kreisförmigen Querschnitt, wobei dieses Außenprofil 33 exzentrisch zur Lagerbohrung 32 angeordnet ist. Dadurch weist die Lagerbuchse 29 einen Bereich 34 mit verminderter Wandungsdicke auf, wo die beiden Profile 32 und 33 zueinander am nächsten liegen und eine gegenüberliegende, relativ dicke Zone 35.

Der Bereich mit der dünneren Wandung 34 liegt in Einbaulage der Lagerbuchse 29 benachbart zu dem Durchtritt 30, so daß dadurch die Möglichkeit besteht, die Wandung der Ausstülpung 28 bei dem Durchtritt 30 zu verstärken. In Fig .4 ist die mögliche Wandungsverdickung der Ausstülpung 28 gut erkennbar. Strichliniert ist dabei eingezeichnet, wie die Verhältnisse sich darstellen wurden, wenn eine Lagerbuchse 29 mit koaxialer Außenkontur und Innenbohrung verwendet werden würde. Es würde sich dann die sehr geringe Wandungsstärke e bei der Ausstülpung 28 ergeben. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Lagerbuchse 29 mit exzentrischer Lagerbohrung in Bezug auf deren Außenkontur, kann die dem Durchtritt 30 zugewandte Wandung wesentlich dicker und dementsprechend

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stabiler ausgebildet sein, wobei hier die Wandungsdicke E vorhanden ist. Es ist dabei die Wandungsdicke um den Betrag d entsprechend der Exzentrizität von Innenbohrung und Außenprofil der Lagerboxe 29 vergrößert. Es ergibt sich somit eine Wandungsdicke E = e + d .

Der dem dünnwandigen Bereich 34 gegenüberliegende dickwandigere Bereich 35 hat eine nach außen vorstehende Nase 37, die in eine entsprechende Nut 38 in der Ausstülpung 28 eingreift, so daß die Lagerbuchse 29 in Rotationsrichtung festgelegt ist. Dadurch ist auch die vorgesehene Lage der Lagerbuchse 29 mit dem zum Durchtritt 30 weisenden dünnwandigen Bereich 34 vorgegeben.

Die Figuren 7 und 8 zeigen ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, wobei die Lagerbuchse 39 auch eine innere Lagerbohrung 40 aufweist. Das Außenprofil 41 ist zwar hier insgesamt koaxial zum Innenprofil 40 angeordnet, jedoch ist das Außenprofil 41 hier nicht kreisförmig , sondern etwa kleeblattförmig. Die Lagerbuchse 39 weist somit drei Wandungsbereich 42 mit geringer Wandungsdicke auf, die in Umfangsrichtung abwechselnd zwischen Wandungsbereichen 43 mit größerer Wandungsdicke liegen. Die Lage der Lagerbuchse 39 innerhalb der Ausstülpung 28 ist so vorgesehen, daß benachbart zu dem Durchtritt 30 ein Bereich 42 mit reduzierter Wandungsdicke zu liegen kommt. Dadurch kann auch hier in diesem Bereich die Wandungsdicke der Ausstülpung 28 und damit deren Stabilität in diesem Bereich vergrößert sein. Durch das kleeblattartige Außenprofil 41 ist diese Lagerbuchse 39, die in eine entsprechende Ausnehmung in der Ausstülpung 28 eingreift, gegen Verdrehen gesichert.

Die anhand der Zeichnungsfiguren beschriebenen Ausführungsformen können unter Beibehaltung des erfindungsgemäßen Grundprinzips variiert werden. Insbesondere kann das äußere Profil der Lagerbuchse exzentrisch zur Lagerbohrung und in

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unterschiedlichsten Formen ausgeführt sein, wobei jedoch die Lage der Lagerbuchse so vorgesehen ist, daß ein dünnerer Wandungsbereich beim Durchtritt 30 zu liegen kommt und wobei die Lagerbuchse gegen Mitdrehen gesichert ist. Es besteht auch die Möglichkeit, das Untersetzungsgetriebe außer für Anlasser, auch für andere Geräte oder Mechanismen zu verwenden, wobei die Antriebswelle und die Abtriebswelle des Getriebes nicht notwendigerweise einerseits die Welle eines elektrischen Motors und andererseits die Welle eines Bendixgetriebes sein muß.

Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnungen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

- Zusammenfassung -

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Claims

ANSPRÜCHE

Getriebe, insbesondere Zahnrad-Untersetzungsgetriebe, beispielsweise für Kraftfahrzeug-Anlasser, mit einer ein Ritzel tragenden Antriebswelle, welches mit einem Innenzahnkranz kämmt, der mit einer Abtriebswelle verbunden ist, wobei die Abtriebswelle zur Antriebswelle seitenversetzt angeordnet ist und mit einem Gehäuse, das eine Ausstülpung od·. dgl. zur Aufnahme einer Lagerbuchsefür das innere E-nde der Abtriebswelle hat, wobei benachbart zur Ausstülpung ein Durchtritt zur Lagerung der das Ritzel tragenden Antriebswelle vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet,daß die Lagerbuchse (29, 39) im Querschnitt ein Außenprofil (33, 41) hat, das zumindest in dem dem Durchtritt (30) zugewandten, unmittelbar benachbarten Umfangsabschnitt eine geringere Wand- oder Querschnittsdicke als in anderen Umfangsbereichen hat.

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2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbuchse (29) ein im wesentlichen kreisförmiges Außenprofil (33) hat, daß die Lagerbohrung (32) exzentrisch dazu angeordnet ist und daß der Teil (34) der Lagerbuchse (29), wo sich die beiden kreisförmigen Profile (32, 33) am nächsten liegen, zwischen der Abtriebswelle (9) und dem Durchtritt (30) liegt.
3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere in dem relativ dicken Wandbereich (35) der Lagerbuchse (29) der dem relativ dünneren Wandbereich (34) gegenüberliegt, eine bereichsweise Verformung, z. B. eine Nase (37) oder eine Nut vorgesehen ist, die in eine komplementäre Verformung (38) der Wand der Ausstülpung (28) eingreift.
4. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbuchse (39) ein im wesentlichen koaxial zu seiner Lagerbohrung (40) angeordnetes, von einer Kreisform abweichendes Außenprofil (41) aufweist, insbesondere mit einer im Verlauf des Umfanges sich ändernden Wandungsdicke und daß ein Bereich mit reduzierter Wandungsdicke dem Durchtritt (30) für das Ritzel (21) zugewandt ist.
5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere, von der Kreisform abweichende Profil (41) der Lagerbuchse (39) ein drehsymmetrisches Profil ist.
6. Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbuchse (39) ein etwa kleeblattförmiges Außenprofil (41) aufweist.
7. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es Teil eines Anlassers für einen Verbrennungsmotor, insbesondere für einen Kraftfahrzeug-Anlasser ist, daß die Antriebswelle des Getriebes (8) die Welle (4) des elektrischen Antriebsmotors (1) des Anlassers und die Abtriebswelle, die sich in der Lagerbuchse

(29, 39) dreht, deren äußeres Profil (33, 41) exzentrisch zu der kreisförmigen Lagerbohrung ist, die Welle (9) des Bendixgetriebes (10) des Anlassers ist.

- Beschreibung -