DE4438831A1 - Improved mechanical connection and motor vehicle starter with such a connection - Google Patents
Improved mechanical connection and motor vehicle starter with such a connectionInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ver besserung einer mechanischen Verbindung.The present invention relates to a ver improvement of a mechanical connection.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine mechanische Verbindung mit einer Schraube, deren Gewindeschaft in das mit einem Innengewinde versehene Ende einer Welle eingeschraubt wird und deren Kopf eine radiale Anzugsfläche umfaßt, die an der ringför migen radialen Endfläche der Welle zum Anschlag kommt.The invention relates in particular to a mechanical connection with a screw whose Threaded shaft into the one with an internal thread End of a shaft is screwed and its head comprises a radial attraction surface which on the ringför moderate radial end face of the shaft.
Nach einer bekannten Gestaltung einer derartigen Schraubverbindung ist die radiale Andrück- oder An zugsfläche der Schraube, die mit der ringförmigen End fläche der Welle in Berührung kommt, flach ausgeführt. Desgleichen ist es bekannt, zwischen diesen beiden Flächen eine oder mehrere Scheiben unterschiedlicher Gestaltung einzusetzen, um den Halt der Verbindung zu verbessern und die Festigkeit der Verbindung gegen Lockerung und/oder Lösung zu erhöhen.According to a known design of such Screw connection is the radial pressure or on traction surface of the screw that matches the annular end surface of the shaft comes into contact, executed flat. Likewise, it is known between these two Surfaces one or more slices of different Use design to hold the connection improve and the strength of the connection against To increase loosening and / or loosening.
Diese bekannte Verbindungsart ist jedoch mit verschie denen Problemen verbunden, die sich aus den anfäng lichen Anziehvorgängen ergeben.However, this known type of connection is different connected to problems that arise from the beginning result in tightening processes.
So ist bei einem zu starken Anziehen festzustellen, daß der axiale Druck, der durch die Anzugsfläche der Schraube auf das rohrförmige Ende der Welle ausgeübt wird, eine Verformung dieses Endes verursacht, die über einen Ausweitungsvorgang zu einer Vergrößerung seines Durchmessers führt. Eine solche Verformung ist bei zahlreichen mechanischen Vorrichtungen, die eine derartige Verbindung enthalten, nicht zulässig, ins besondere im Falle einer Anschlagschraube für einen Kraftfahrzeuganlasser, wie dies im folgenden zu er läutern sein wird.So if you tighten too much, that the axial pressure created by the tightening surface of the Screw exerted on the tubular end of the shaft will cause a deformation of this end, the through an expansion process to an enlargement of its diameter leads. Such a deformation is with numerous mechanical devices, the one contain such connection, not permitted, ins especially in the case of a stop screw for one Motor vehicle starters as follows will be purify.
Darüber hinaus sind trotz einer erheblichen anfäng lichen Anzugskraft Probleme im Zusammenhang mit einer unbeabsichtigten Lockerung der Verbindung festzustel len, vor allem wenn diese unter harten Bedingungen benutzt wird und Vibrationen, Stößen usw. ausgesetzt ist. Die Lockerung kann zur Lösung und zur Trennung der beiden Bestandteile der Verbindung führen.In addition, despite a significant start problems related to a unintentional loosening of the connection len, especially if this is under harsh conditions is used and exposed to vibrations, shocks, etc. is. The loosening can be a solution and a separation of the two components of the connection.
Eine derartige mechanische Verbindung wird insbesonde re bei der Herstellung eines Anlasser für den Verbren nungsmotor eines Kraftfahrzeugs verwendet, in der Ausführung mit einem Anlasserritzel, das gleitend auf einer Anlasserwelle geführt ist, deren mit einem Innengewinde versehenes freies Ende den Gewindeschaft einer Anschlagschraube aufnimmt, die den axialen Verstellweg des Ritzels im Verhältnis zur Welle des Anlassers begrenzt. In diesem Falle ist eine durch das Anziehen bedingte anfängliche Verformung des Endteils der Anlasserwelle nicht zulässig, insoweit sie die freie Gleitbewegung des Anlasserritzels auf seiner Welle verhindert und da eine spätere unvorhergesehene Trennung der beiden Bestandteile der Verbindung er hebliche Schäden für den Verbrennungsmotor, der mit dem Anlasser ausgerüstet ist, und/oder für einige seiner Ausrüstungsteile zur Folge haben kann.Such a mechanical connection is particularly re in the manufacture of a starter for cremation Motor of a motor vehicle used in the Version with a starter pinion that slides on a starter shaft is guided, the one with Internal thread provided free end the threaded shaft a stop screw that accommodates the axial Adjustment path of the pinion in relation to the shaft of the Starter limited. In this case, one is through that Tightening caused initial deformation of the end part the starter shaft is not permitted insofar as it the free sliding motion of the starter pinion on its Wave prevented and there a later unforeseen Separation of the two components of the connection significant damage to the internal combustion engine, which with the starter is equipped, and / or for some of its equipment parts.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine mechanische Verbindung der vorgenannten Art vor zuschlagen, die einfach und wirtschaftlich gestaltet ist und mit der die vorstehend erwähnten Nachteile behoben werden können.The purpose of the present invention is a mechanical connection of the aforementioned type strike that is simple and economical and with the disadvantages mentioned above can be fixed.
Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung eine mechanische Verbindung vor, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die radiale Anzugsfläche des Schraubenkopfes eine Austiefung umfaßt, die so geformt ist, daß jede Aus weitung des Endabschnitts der Welle beim Anziehen der Schraube verhindert wird.To this end, the invention proposes a mechanical one Connection, which is characterized in that the radial tightening surface of the screw head Recess, which is shaped so that each Aus expansion of the end portion of the shaft when tightening the Screw is prevented.
Nach weiteren Merkmalen der Erfindung ist folgendes vorgesehen:According to further features of the invention, the following is as follows intended:
- - Die Austiefung besitzt ein rotationssymmetrisches Profil bezogen auf die Achse der Schraube.- The recess has a rotationally symmetrical Profile related to the axis of the screw.
- - Die Austiefung besitzt ein kegelstumpfförmiges Profil.- The recess has a frustoconical shape Profile.
- - Die Austiefung ist so geformt, daß beim Anziehen der Schraube eine radiale Verformung des Endabschnitts der Welle nach innen bewirkt wird.- The recess is shaped so that when tightening the Screw a radial deformation of the end section of the Wave is caused inwards.
- - In angezogener Stellung erstreckt sich der radial nach innen verformte Endabschnitt der Welle gegenüber einer Schulter, die auf dem Gewindeschaft der Schraube ausgebildet ist.- In the tightened position, the extends radially inward deformed end portion of the shaft one shoulder on the threaded shaft of the screw is trained.
- - Die Schulter begrenzt axial das Gewinde des Gewinde schafts der Schraube.- The shoulder axially delimits the thread of the thread shaft of the screw.
- - Der Endabschnitt der Welle umfaßt eine Außenfase, die beim Anziehen mit der Austiefung zusammenwirkt.- The end section of the shaft includes an outer chamfer, which cooperates with the recess when put on.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf einen Kraft fahrzeuganlasser in der Ausführung mit einem Anlasser ritzel, das gleitend auf einer Anlasserwelle geführt ist, deren mit einem Innengewinde versehenes freies Ende den Gewindeschaft einer Anschlagschraube auf nimmt, die den axialen Verstellweg des Ritzels im Verhältnis zur Welle des Anlassers begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagschraube und die Anlasserwelle eine mechanische Verbindung bilden, die gemäß den Lehren der Erfindung ausgeführt ist.The invention also relates to a force Vehicle starter in the version with a starter pinion that slidably guided on a starter shaft is whose internal thread is free End the threaded shaft of a stop screw takes the axial adjustment of the pinion in Limited relationship to the starter shaft, thereby characterized in that the stop screw and the Starter shaft form a mechanical connection that is carried out according to the teachings of the invention.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Lektüre der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, zu deren Verständnis auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen wird, auf denen folgendes darge stellt ist:Further features and advantages of the invention result yourself from reading the following detailed Description, for understanding on the attached Reference is made to drawings on which the following Darge represents is:
- - Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht, die einen Kraft fahrzeuganlasser mit einer mechanischen Verbindung nach dem Stand der Technik veranschaulicht.- Fig. 1 shows a sectional view illustrating a motor vehicle starter with a mechanical connection according to the prior art.
- - Fig. 2 zeigt eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1 zur Veranschaulichung einer anderen Betriebsposition des Anlassers. FIG. 2 shows a view similar to FIG. 1 to illustrate another operating position of the starter.
- - Fig. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab eine Längs schnittansicht der mechanischen Verbindung nach dem Stand der Technik, die zu dem in den Fig. 1 und 2 veranschaulichten Anlasser gehört und die in nicht angezogener Position dargestellt wird.- Fig. 3 shows on an enlarged scale a longitudinal sectional view of the mechanical connection according to the prior art, which belongs to the starter illustrated in Figs. 1 and 2 and which is shown in the non-tightened position.
- - Fig. 4 zeigt eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3, wobei die Verbindung in angezogener Position darge stellt wird.- Fig. 4 shows a view similar to Fig. 3, wherein the connection is Darge in the tightened position.
- - Die Fig. 5 und 6 zeigen ähnliche Ansichten wie die Fig. 3 und 4 zur Veranschaulichung einer mecha nischen Verbindung, die gemäß den Lehren der Erfindung ausgeführt ist. -. Figures 5 and 6 show views similar to Figures 3 and 4 constructed according to the teachings of the invention illustrating a mechanical African compound..
- - Fig. 7 zeigt einen auseinandergezogenen Perspektiv schnitt mit partiellen Ausbrüchen zu einer gemäß den Lehren der Erfindung ausgeführten mechanischen Verbin dung.- Fig. 7 shows an exploded perspective section with partial breakouts to a mechanical connection according to the teachings of the invention.
In den Fig. 1 und 2 ist ein Anlasser 10 in klassi scher und bekannter Bauart dargestellt, der insbeson dere ein Anlasserritzel 12 umfaßt, das axial gleitend auf einer Anlasserwelle 14 geführt ist und dessen Verschiebungen durch eine Gabel 16 gesteuert werden.In Figs. 1 and 2, a starter motor is shown in classical shear and known design 10, which in particular comprises a pinion gear 12, which is guided to slide axially on a starter shaft 14 and whose displacements are controlled by a fork 16.
Bei der Anlasserwelle 14 handelt es sich um eine Welle, deren axialer Endabschnitt 18 hohl und mit einem Innengewinde versehen ist und eine Anschlag schraube 20 aufnimmt, deren Kopf 22 einen radialen Bund 24 umfaßt, der mit einem Anschlagring 26 zusam menwirken kann, der in der Innenbohrung 28 des An lasserritzels 12 angeordnet ist.When the starter shaft 14 is a shaft, the axial end portion 18 is hollow and provided with an internal thread and a stop screw 20 , the head 22 includes a radial collar 24 which can cooperate with a stop ring 26 , which in the Inner bore 28 of the pinion 12 is arranged.
Der Anlasser ist in Fig. 1 im Ruhezustand und in Fig. 2 in betätigter Stellung dargestellt. In der zuletzt genannten Figur ist zu erkennen, daß der radiale Bund 24 des Kopfes 22 der Schraube 20 an dem Anschlagring 26 anliegt, so daß er den axialen Ver stellweg des Ritzels nach links mit Blick auf Fig. 2 im Verhältnis zur Anlasserwelle 14 begrenzt.The starter is shown in Fig. 1 in the idle state and in Fig. 2 in the actuated position. In the last-mentioned figure it can be seen that the radial collar 24 of the head 22 of the screw 20 abuts the stop ring 26 , so that it limits the axial adjustment path of the pinion to the left with a view of FIG. 2 in relation to the starter shaft 14 .
Die durch die Schraube 20 und die Welle 14 gebildete mechanische Verbindung nach dem Stand der Technik wird in den Fig. 3 und 4 detaillierter dargestellt, wobei zu erkennen ist, daß der Gewindeschaft 30 der Schraube 20 in ein Innengewinde 32 eingeschraubt wird, das in den rohrförmigen Endabschnitt 18 der Welle 14 eingearbeitet ist.The mechanical connection formed by the screw 20 and the shaft 14 according to the prior art is shown in more detail in FIGS. 3 and 4, wherein it can be seen that the threaded shaft 30 of the screw 20 is screwed into an internal thread 32 which in the tubular end portion 18 of the shaft 14 is incorporated.
Die Andrück- oder Anzugsfläche 34 des Kopfes 22 der Schraube 20 ist eine flache radiale Fläche in Form eines ringförmigen Sektors, der durch eine radiale Auskehlung 36 vom Gewindeschaft 30 getrennt ist.The pressing or tightening surface 34 of the head 22 of the screw 20 is a flat radial surface in the form of an annular sector, which is separated from the threaded shaft 30 by a radial groove 36 .
Die radiale Endfläche 38 des rohrförmigen Abschnitts 18 der Welle ist eine flache ringförmige Fläche, die beim Anziehen mit der flachen Anzugsfläche 34 des Kopfes 22 der Schraube 20 zusammenwirkt. The radial end surface 38 of the tubular portion 18 of the shaft is a flat annular surface which, when tightened, cooperates with the flat tightening surface 34 of the head 22 of the screw 20 .
Vor dem Anziehen sind die Außendurchmesser des rohr förmigen Endabschnitts 18 und des Kopfteils 22 der Schraube 20 in etwa gleich groß, so daß eine Einheit mit konstantem Durchmesser gebildet wird, um die Gleitbewegung des Rings 26 entlang dem Anschlußbereich zwischen diesen beiden Durchmessern bei der axialen Verschiebung des Anlasserritzels 12 im Verhältnis zur Anlasserwelle 14 zu ermöglichen.Before tightening, the outer diameter of the tubular end portion 18 and the head portion 22 of the screw 20 are approximately the same size, so that a unit with a constant diameter is formed to the sliding movement of the ring 26 along the connection area between these two diameters in the axial displacement of the starter pinion 12 in relation to the starter shaft 14 .
Bei einem zu starken Anziehen, wie es in Fig. 4 ver anschaulicht wird, tritt das Phänomen einer radialen Ausweitung des rohrförmigen Endabschnitts 18 der Welle 14 nach außen ein.When tightening too strongly, as is illustrated in FIG. 4, the phenomenon of a radial expansion of the tubular end section 18 of the shaft 14 occurs to the outside.
Dieser Ausweitungsvorgang hat zum einen die nachteili ge Folge, daß sich der Durchmesser des Abschnitts 18 vergrößert, während zum anderen die Eingriffslänge zwischen dem Außengewinde 30 und dem Innengewinde 32 verkürzt wird.This expansion process has on the one hand the disadvantageous result that the diameter of the section 18 increases, while on the other hand the engagement length between the external thread 30 and the internal thread 32 is shortened.
Die Vergrößerung des Außendurchmessers des Abschnitts 18 kann sich ungünstig auf den einwandfreien Betrieb des Anlassers auswirken, indem sie den axialen Ver stellweg des Ritzels im Verhältnis zur Welle 14 be grenzt, was durch die Berührung des Rings 26 mit dem ausgeweiteten Abschnitt 18 verursacht wird, wobei die Verkürzung der Eingriffslänge der Schraubverbindung ihren sicheren Halt beeinträchtigt.The increase in the outer diameter of the section 18 can adversely affect the proper operation of the starter by limiting the axial adjustment path of the pinion in relation to the shaft 14 , which is caused by the contact of the ring 26 with the expanded section 18 , whereby the shortening of the engagement length of the screw connection impairs their secure hold.
Es folgt nun eine Beschreibung der Funktionsweise der Erfindung, die in den Fig. 5 bis 7 veranschaulicht wird, wobei identische oder gleichartige Elemente wie in den Fig. 3 bis 4 jeweils mit den gleichen Be zugsziffern bezeichnet werden.There now follows a description of the operation of the invention, which is illustrated in FIGS. 5 to 7, wherein identical or similar elements as in FIGS . 3 to 4 are each designated by the same reference numerals.
Erfindungsgemäß umfaßt die Anzugsfläche 34 des Kopfes 22 der Schraube 20 eine Austiefung 40, bei der es sich - bei dem in den Figuren veranschaulichten Beispiel - um eine kegelstumpfförmige Austiefung handelt, die zur Achse der Schraube zentriert ist.According to the invention, the tightening surface 34 of the head 22 of the screw 20 comprises a recess 40 , which - in the example illustrated in the figures - is a frustoconical recess which is centered on the axis of the screw.
Die Austiefung 40 ist so geformt, daß sie einerseits jeder Ausweitung des rohrförmigen Endabschnitts 18 der Welle 14 entgegenwirkt und andererseits beim Anziehen eine radiale Einziehung des Endabschnitts 18 nach innen herbeiführt.The recess 40 is shaped in such a way that, on the one hand, it counteracts any expansion of the tubular end section 18 of the shaft 14 and, on the other hand, brings about a radial retraction of the end section 18 inwards when tightened.
Wie in Fig. 6 festzustellen ist, wirkt die Austiefung beim Anziehen wie eine Führungsfase, die das Eindrin gen des rohrförmigen Endabschnitts in das Innere der Austiefung 40 bewirkt und dabei eine radiale Verfor mung nach innen herbeiführt.As can be seen in Fig. 6, the recess when tightened acts as a guide chamfer, which causes the penetration of the tubular end portion into the interior of the recess 40 and thereby brings about a radial deformation inwards.
Es ist festzustellen, daß folglich keine Ausweitung des rohrförmigen Endabschnitts 18 mehr bestehen bleibt und daß der Außendurchmesser der Einheit, die durch den Endabschnitt 18 der Welle 14 und durch den Kopf teil 22 der Schraube 20 gebildet wird, über die ganze Länge der Verbindung in etwa konstant ausfällt.It should be noted that consequently there is no expansion of the tubular end section 18 and that the outer diameter of the unit, which is formed by the end section 18 of the shaft 14 and by the head part 22 of the screw 20 , approximately over the entire length of the connection is constant.
Darüber hinaus erstreckt sich der radial nach innen eingezogene Endabschnitt 18, insbesondere die ring förmige Endfläche 38, gegenüber der Schulter 42, die den Gewindeschaft 30 der Schraube 20 axial begrenzt. Durch dieses Zusammenwirken wird ein axialer Anschlag gebildet, der anschließend jeder unbeabsichtigten Lösung der mechanischen Verbindung entgegenwirkt.In addition, the radially inwardly drawn end portion 18 , in particular the ring-shaped end surface 38 , extends opposite the shoulder 42 , which axially delimits the threaded shaft 30 of the screw 20 . This interaction forms an axial stop, which then counteracts any unintentional solution to the mechanical connection.
Fig. 7 zeigt eine perspektivische Darstellung der in den Fig. 5 und 6 veranschaulichten Verbindung, wo bei entsprechend einer Weiterentwicklung der Erfindung eine Außenfase 44 dargestellt wird, die in der Nähe des Endes des rohrförmigen Abschnitts 18 der Welle 14 ausgebildet ist und die radiale Einziehung während des Anziehvorgangs im Zusammenwirken mit der konischen Austiefung 40 verbessert. FIG. 7 shows a perspective view of the connection illustrated in FIGS. 5 and 6, where, in accordance with a further development of the invention, an outer chamfer 44 is shown which is formed near the end of the tubular section 18 of the shaft 14 and the radial retraction improved in cooperation with the conical recess 40 during the tightening process.
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