DE602004010619T2 - Verfahren zur montage eines halterringes auf der welle eines elektrischen anlassers mit einem axial-verschiebbaren ritzel und entsprechender anlasser - Google Patents

Verfahren zur montage eines halterringes auf der welle eines elektrischen anlassers mit einem axial-verschiebbaren ritzel und entsprechender anlasser Download PDF

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Description

  • Technischer Bereich der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage eines offenen elastischen Halterings auf einer rotierenden Welle eines elektrischen Anlassers, der mit einer Einspurvorrichtung versehen ist, die eine ausrückbare Kopplungsvorrichtung, etwa eine Freilaufvorrichtung, umfasst, die mit zwei Reihen von Schraubennuten mit komplementären Formen zusammenwirkt, die auf der Welle bzw. in einer Hülse der Einspurvorrichtung angeordnet sind, wobei die besagte Welle einen hinteren ersten Anschlag und einen vorderen zweiten Anschlag umfasst, die entlang der Welle verteilt sind, um den Verschiebeweg der Einspurvorrichtung zwischen den Ruhe- und Arbeitspositionen des Ritzels zu definieren, wobei der besagte hintere erste Anschlag durch den besagten elastischen Haltering gebildet wird, der in eine ringförmige Positionierrille der Welle eingesetzt ist.
  • Stand der Technik
  • In den 1 und 2 umfasst eine Einspurvorrichtung 10 eines elektrischen Anlassers ein Ritzel 11 zum Antreiben des Anlasszahnkranzes eines Verbrennungsmotors, beispielsweise dem eines Kraftfahrzeugs. Diese Einspurvorrichtung 10 umfasst außerdem eine als Mitnehmer bezeichnete Hülse 18 und eine ausrückbare Kopplungsvorrichtung 12, hier mit Freilauf, die zwischen dem Ritzel 11 und der zylindrisch geformten Hülse 18 zum Einsatz kommt. Es sind zwei Reihen von Schraubennuten 15, 16 mit komplementären Formen vorgesehen. Die Freilauf-Übertragungsvorrichtung 12 ist axial zwischen dem Ritzel 11 und einem Untersetzungsgetriebe 13 eingefügt, das ein innen gezahntes Außenrad oder Hohlrad 13a umfasst, das mit als Planetenrädern bezeichneten Zahnrädern 14 zusammenwirkt, die auf einem Planetenträger 14b angebracht sind. Dieses Untersetzungsgetriebe ist mit dem genuteten Ende der Welle des Elektromotors des Anlassers verbunden, wie dies in 1 der WO 00/39454 zu erkennen ist, auf die zu weiteren Einzelheiten verwiesen wird, wobei es sich bei diesem Getriebe um die in der genannten Druckschrift beschriebene Bauart handelt. Die Hülse 18 ist fest mit einem Käfig 19 verbunden, der zum Freilauf 12 gehört. Eine Welle 17 ist mit dem Planetenträger 14b des Getriebes 13 verbunden. Diese Welle 17 dringt in das Innere der Hülse 18 und des Ritzels 11 ein.
  • Die beiden Reihen von Nuten 15, 16 sind auf der Welle 17 bzw. in der zylindrischen Hülse 18 der Einspurvorrichtung 10 angeordnet. Das Ritzel 11 ist daher durch die Freilauf-Übertragungsvorrichtung 12 fest mit der Hülse 18 verbunden, wobei diese Vorrichtung es ermöglicht, das Ritzel 11 während der normalen Anlassphase anzutreiben und die mechanische Drehantriebsverbindung auszurücken, wenn die Drehzahl des Ritzels 11 größer als die der Hülse 18 wird. Am Ende des Anlassvorgangs des Verbrennungsmotors verhindert das Vorhandensein der Freilaufvorrichtung 12, dass das mit dem Anlasszahnkranz des Verbrennungsmotors im Eingriff befindliche Ritzel 11 den Rotor des Elektromotors des Anlassers mit einer zu hohen Drehzahl antreibt, durch welche dieser beschädigt werden könnte. Eine solche Situation kann eintreten, wenn der Fahrer die Stromversorgung des elektromagnetischen Einrückrelais nicht sofort nach dem Anlassen abschaltet.
  • Bei dem in 1 veranschaulichten Freilauf 12 handelt es sich um eine Bauart mit Rollen 20, die zwischen der fest mit der Hülse 18 ver bundenen Bahn des Käfigs 19 und einer fest mit dem Ritzel 11 verbundenen Innenbahn zum Einsatz kommen. Es kann aber natürlich auch jede andere in einer Richtung wirkende Übertragungsvorrichtung verwendet werden, insbesondere ein ausrückbares Kopplungselement mit Reibungskegelkupplung, wie es zum Beispiel in der FR 2772433 beschrieben wird.
  • Am Ende des Anlassvorgangs versucht die Einspurvorrichtung 12, sich an den Nuten 15 der Welle 17 auszuschrauben, wodurch eine axiale Kraft erzeugt wird, die darauf hinwirkt, das Ende 25 der Hülse 18 zu einem fest mit der Welle 17 verbundenen hinteren Anschlag hin zurückzustellen, der aus einem gegenüber dem Ritzel 11 angeordneten elastischen Haltering 21 besteht. Diese axiale Rückwirkungskraft kommt zu den Rückstellkräften des beweglichen Kerns des elektromagnetischen Einrückrelais in herkömmlicher Gestaltung nach der Abschaltung der Stromversorgung dieses Relais hinzu, was mittels einer (nicht dargestellten) Gabel erfolgt, die sich um eine Achse dreht und von der ein Ende mit dem beweglichen Kern verbunden ist, während das andere freie Ende in die Rille 18a eingreift, um die Einspurvorrichtung in geradliniger Verschiebung anzutreiben. Ein derartiges elektromagnetisches Einrückrelais und eine solche Gabel werden in der vorerwähnten WO 00/39454 beschrieben. Das Ritzel 11 löst sich rasch vom Zahnkranz mit einer ausreichenden Geschwindigkeit, um einen Verschleiß und eine Beschädigung der Enden der Zähne zu vermeiden.
  • An der Welle 17 der Einspurvorrichtung ist ein vorderer Anschlag 22 angeordnet, um die Endposition des Ritzels 11 im Eingriff am Anlasszahnkranz zu definieren. Der axiale Abstand zwischen dem vorderen Anschlag 22 und dem Haltering 21 bestimmt den Verschiebeweg der Einspurvorrichtung 12 zwischen der Ruheposition und der Arbeitsposition des Ritzels 11.
  • Der Haltering 21 (2) ist offen und weist eine C-Form auf, wobei seine Dicke in der Größenordnung von 1 bis 1,5 mm liegt. Der Abstand zwischen den Endstücken 24 des C ist etwas kleiner als der Durchmesser der am hinteren Ende der Welle 17 der Einspurvorrichtung 10 vorgesehenen Positionierrille 23. In der Ruheposition kommt das Ende 25 der Hülse 18 am Haltering 21 zum Anschlag.
  • Die üblichen Montageregeln für das Einsetzen derartiger Sicherungsringe bestehen darin, einen radialen Druck (Pfeil F, 1) auf den mittleren Teil des Rings 21 auszuüben, um ihn in einer Richtung senkrecht zur Welle 17 in die Positionierrille 23 einzusetzen. Das Zusammendrücken der Endstücke 24 nach dem Einsetzen ermöglicht einen stabilen Sitz des Halterings 21 in der Rille 23.
  • Eine solche radiale Montage des Halterings 21 einer bekannten Einspurvorrichtung ist nur dann möglich, wenn die Positionierrille 23 gegenüber der Ausstülpung 26 des Untersetzungsgetriebes 13 zugänglich ist. Diese Ausstülpung 26 besteht zum Beispiel aus elastischen Dämpferstücken 13b, die im Innern von Aufnahmen 50a des (teilweise dargestellten) Gehäuses 50 des Anlassers eingesetzt sind. Diese elastischen Mittel 13b ermöglichen somit eine Drehbewegung, die wiederum eine Dämpfung der Stöße und daher eine Verminderung der Geräuschentwicklung ermöglicht. Zu weiteren Einzelheiten kann beispielsweise auf die WO 00/39454 verwiesen werden. Als Ausführungsvariante kann diese Ausstülpung 26 aus nicht elastischen Ansatzstücken bestehen.
  • Die aus dem Ritzel 11, der ausrückbaren Kopplungsvorrichtung 12 und dem Untersetzungsgetriebe 13 bestehende Baugruppe wird nach dem Einsetzen des Halterings 21 in seiner Rille 23 in das Gehäuse 50 des Anlassers eingesetzt.
  • Die Welle 17 der Einspurvorrichtung 10 muss axial um einen Abstand L verlängert werden, um das Einsetzen des Halterings 21 zu ermöglichen. Daraus ergibt sich eine entsprechende Vergrößerung des Bauraumbedarfs des Anlassers in Längsrichtung.
  • In der FR 2518176 weist der Anlasser einen hinteren ersten Anschlag in Form eines Halterings und eine Wicklung auf, die einen vorderen Anschlag für einen Anker bildet, der über Verbindungsmittel axial mit einer Einspurvorrichtung zusammenwirkt.
  • In dieser Druckschrift ist der Anlasser ohne Untersetzungsgetriebe ausgeführt, und der Haltering ist in einem zugänglichen Bereich angeordnet.
  • Außerdem ist der vordere Anschlag nicht auf der Welle des Anlassers angeordnet.
  • In der US 5953955 ist ein hinterer Anschlag für die Einspurvorrichtung vorgesehen, der durch Verformung in eine Rille der Anlasserwelle eingesetzt wird, wobei der Anschlag anfänglich eine Kegelstumpfform aufweist.
  • In diesen Druckschriften ist kein hinterer Anschlag in Form eines offenen elastischen Rings vorgesehen.
  • Gegenstand der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und ein Montageverfahren zur Vereinfachung des Einsetzens des elastischen und offenen Halterings einer Einspurvorrichtung mit Anschlägen an Nuten ohne die Notwendigkeit einer Verlängerung der Anlasserwelle zu erarbeiten.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabenstellung durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
  • Der Haltering wird radial an der Welle in einem von jedem umgebenden Teil freien Bereich eingesetzt, woraufhin durch eine manuelle Verschiebung der Einspurvorrichtung in axialer Richtung der Ring in die zurückversetzte Rille gedrückt wird, wo der radiale Zugang nicht mög lich wäre. Eine solche Montage ermöglicht eine Verkleinerung des Bauraumbedarfs des Anlassers in Längsrichtung.
  • Außerdem betrifft die Erfindung einen elektrischen Anlasser für Kraftfahrzeuge, der durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 4 gekennzeichnet ist.
  • Dank dieser Anordnung kann der Haltering in eine Positionierrille eingesetzt werden, die sich in einem Einsatzbereich ohne radialen Zugang befindet, ohne den Bauraumbedarf des Anlassers in Längsrichtung zu vergrößern.
  • Die Vorrichtung kann vorteilhafterweise durch eines oder mehrere der folgenden Merkmale ergänzt werden:
    • – Die Positionierrille umfasst eine Stirnfläche, die dazu bestimmt ist, den Haltering im Einsatzbereich axial zu arretieren.
    • – Die Positionierrille ist gegenüber der Stirnfläche durch eine ringförmige Anschlagfläche begrenzt, deren Breite größer als die Breite der Stirnfläche ist.
    • – Die axiale Länge der Rille zwischen der Stirnfläche und der Anschlagfläche ist so gewählt, dass ein oder mehrere elastische Halteringe aufgenommen werden können.
    • – Die Positionierrille ist von den Nuten der Welle der Einspurvorrichtung axial durch ein kegelstumpfförmiges Wellenstück getrennt.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung eines erfindungsgemäßen Montageverfahrens, das als Beispiel ohne einschränkende Wirkung angeführt wird und in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. Darin zeigen:
  • 1 eine Schnittansicht der Einspurvorrichtung eines Anlassers nach dem bisherigen Stand der Technik;
  • 2 eine Detailansicht des Halterings, der den hinteren Anschlag der Welle der Einspurvorrichtung bildet;
  • 3 eine im Schnitt und in vergrößertem Maßstab ausgeführte schematische Teilansicht eines Teils der Welle der Einspurvorrichtung, der die Anwendung des erfindungsgemäßen Montageverfahrens ermöglicht;
  • die 4 und 5 identische Ansichten wie 1 zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Montageschritte zum Einsetzen des Halterings bei Unzugänglichkeit der Positionierrille gemäß 3.
  • Beschreibung eines Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung
  • In den 3 bis 5 werden gleiche Bezugsnummern jeweils zur Bezeichnung gleichartiger oder ähnlicher Teile wie in den 1 und 2 verwendet.
  • Unter Bezugnahme auf 3 ist die ringförmige Positionierrille 23 der Welle 17 der Einspurvorrichtung 10 von den inneren Nuten 15 durch ein Wellenstück 27 mit zunehmendem, zum Beispiel kegelstumpfförmigem Querschnitt axial getrennt. Der Durchmesser D1 des Wellenstücks 27 auf der Seite der Nuten 15 ist kleiner als der Durchmesser D2 nahe der Stirnfläche 28 der Rille 23. Die Stirnfläche 28 verläuft in etwa senkrecht zur Längsachse der Welle 17, kann aber auch geneigt sein und ein nicht geradliniges Profil aufweisen.
  • Der Durchmesser D1 des Wellenstücks 27 kommt dem Durchmesser nahe, der für den offenen elastischen Haltering ohne dessen elastische Verformung zulässig ist. Der Durchmesser D1 ist vorzugsweise gleich dem Durchmesser D3 des Bodens der Rille 23, der durch den Hersteller des Rings 21 empfohlen wird.
  • Gegenüber der Stirnfläche 28 wird die Rille 23 durch eine ringförmige Anschlagfläche 29 begrenzt, deren Breite dem Unterschied zwischen den Durchmessern D4 und D3 entspricht. Diese Breite ist ausreichend, um dem durch die Rückkehr der Einspurvorrichtung in die Ruheposition bedingten axialen Druck standzuhalten, wobei sie größer als die Breite der Stirnfläche 28 ausfällt, die dem Unterschied zwischen den Durchmessern D2 und D3 entspricht. Die Fläche 29 gehört vorteilhafterweise zu einer Erhebung, welche die Welle 17 für ihre Befestigung auf dem Planetenträger 14b aufweist. Diese Erhebung hat einen Durchmesser, der größer als der Durchmesser des Wellenstücks 27 ist.
  • Die radiale Montage des elastischen Halterings 21 erfolgt in einem ersten Schritt in dem axialen Zwischenraum d zwischen der Ausstülpung 26 und dem Ende der Nuten 15. Dieser Zwischenraum d ermöglicht das radiale Einsetzen des Rings 21 an dem zugänglichen Teil des Wellenstücks 27.
  • 4 veranschaulicht diesen ersten Schritt beim Einsetzen des Halterings 21 in dem zugänglichen Zwischenraum. Dazu genügt es, wie in 1 den Ring 21 radial auf das Wellenstück 27 aufzuschieben. Die Ausstülpung 26 behindert diesen Montagevorgang nicht. Wie dies in den 4 und 5 zu erkennen ist, haben die Ausstülpungen 26 vorteilhafterweise nicht alle die gleiche Form. Einige dieser Ausstülpungen sind kürzer, um die axiale Länge der Welle 17 noch weiter zu verringern und eine einfache Montage des Sicherungsrings zu ermöglichen.
  • Um den Haltering 21 in die Positionierrille 23 zu bringen, die von der Ausstülpung 26 zurückversetzt angeordnet ist, verschiebt man die Einspurvorrichtung 10 in Richtung des Pfeils F1, so dass das hintere Ende 25 der Hülse 18 den Ring 21 axial entlang des Wellenstücks 27 in Richtung des Getriebes 13 bis zum Eingreifen in der Positionierrille 23 verschiebt. Dadurch ist es möglich, den Haltering 21 in die Positionierrille 23 einzusetzen, die sich in einem Einsatzbereich ohne radialen Zugang befindet, ohne dass dazu der Bauraumbedarf des Anlassers in Längs richtung vergrößert werden müsste. Bei seiner Verschiebung entlang des Wellenstücks 27 öffnet sich der Ring 21 allmählich, woraufhin er sich beim Einsinken in die Rille 23 wieder schließt.
  • Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, können die Ausstülpungen 26 natürlich aus jeder anderen Anordnung als elastischen Stücken (beispielsweise aus Elastomer) oder aus Kunststoff bestehen, die dazu bestimmt sind, mit dem Anlassergehäuse zusammenzuwirken. Es könnte sich zum Beispiel um einen Vorsprung des Außenrads des Untersetzungsgetriebes handeln. Unter Ausstülpung ist jede Vorrichtung zu verstehen, die den direkten radialen Zugang zu der für die Aufnahme des Anschlags 21 bestimmten Rille 23 verhindert.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Montage eines offenen elastischen Halterings (21) an einer rotierenden Welle (17) eines elektrischen Anlassers mit: – einem Untersetzungsgetriebe (13), das an die Welle (17) gekoppelt ist und eine Ausstülpung (26) umfasst; – einer Einspurvorrichtung (10), die eine Hülse (18), ein Ritzel (11) zum Antreiben des Zahnkranzes eines Verbrennungsmotors und eine ausrückbare Kopplungsvorrichtung (12) umfasst, die einerseits zwischen der Hülse (18) und dem Ritzel (11) zum Einsatz kommt und andererseits axial zwischen dem Untersetzungsgetriebe (13) und dem Ritzel (11) eingefügt ist; – zwei Reihen von Nuten (16, 15), die untereinander zusammenwirken und die in der Hülse (18) der Einspurvorrichtung (10) bzw. an der Welle (17) angeordnet sind, die in das Innere der Hülse (18) eindringt; – einem hinteren ersten Anschlag (21) und einem vorderen zweiten Anschlag (22), die an der Welle (17) angeordnet und entlang der Welle (17) verteilt sind, um den Verschiebeweg der Einspurvorrichtung (10) zwischen der Ruheposition des Ritzels (11) und der Arbeitsposition des Ritzels (11) im Eingriff am Zahnkranz zu definieren; – einer ringförmigen Positionierrille (23), die am hinteren Ende der Welle (17) für das Einsetzen eines offenen elastischen Halterings (21), der den hinteren ersten Anschlag bildet, vorgesehen ist, wobei das Ritzel (11), die ausrückbare Kopplungsvorrichtung (12) und das Untersetzungsgetriebe (13) eine Baugruppe bilden, die nach dem Einsetzen des Halterings (21) in seiner Rille (23) in ein Gehäuse (50), das der Anlasser umfasst, eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass, ausgehend von einer Konfiguration, in der sich die Rille (23) von der Ausstül pung (26) des Untersetzungsgetriebes (13) zurückversetzt in einem Einsatzbereich ohne radialen Zugang befindet, – in einem ersten Schritt der Haltering (21) radial auf einem axialen Wellenstück (27) mit zunehmendem Querschnitt angebracht wird, das sich in einem zugänglichen radialen Montagebereich zwischen der Rille (23) und den Nuten (15) befindet, – und in einem zweiten Schritt die Einspurvorrichtung (10) axial zu ihrer Ruheposition verschoben wird, so dass der Haltering (21) entlang des Wellenstücks (27) bis zu der Positionierrille (23) mitgenommen wird, die in einem Einsatzbereich ohne radialen Zugang angeordnet ist.
  2. Montageverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wellenstück (27) mit zunehmendem Querschnitt zur Positionierrille (23) hin verwendet wird.
  3. Montageverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (18) eine rückseitige Fläche (25) aufweist, die beim zweiten Schritt den Haltering (21) axial in Richtung des Untersetzungsgetriebes (13) entlang des Wellenstücks (27) bis zum Eingreifen in der Positionierrille (23) drückt.
  4. Elektrischer Anlasser für Kraftfahrzeuge mit – einer rotierenden Welle (17); – einem Untersetzungsgetriebe (13), das an die Welle (17) gekoppelt ist und eine Ausstülpung (26) umfasst; – einer Einspurvorrichtung (10), die eine Hülse (18), ein Ritzel (11) zum Antreiben des Zahnkranzes eines Verbrennungsmotors und eine ausrückbare Kopplungsvorrichtung (12) umfasst, die einerseits zwischen der Hülse (18) und dem Ritzel (11) zum Einsatz kommt und andererseits axial zwischen dem Untersetzungsgetriebe (13) und dem Ritzel (11) eingefügt ist; – zwei Reihen von Nuten (16, 15), die untereinander zusammenwirken und die in der Hülse (18) der Einspurvorrichtung (10) bzw. an der Welle (17) angeordnet sind, die in das Innere der Hülse (18) eindringt; – einem hinteren ersten Anschlag (21) und einem vorderen zweiten Anschlag (22), die an der Welle (17) angeordnet und entlang der Welle (17) verteilt sind, um den Verschiebeweg der Einspurvorrichtung (10) zwischen der Ruheposition des Ritzels (11) und der Arbeitsposition des Ritzels (11) im Eingriff am Zahnkranz zu definieren; – einer ringförmigen Positionierrille (23), die am hinteren Ende der Welle (17) für das Einsetzen eines offenen elastischen Halterings (21), der den hinteren ersten Anschlag bildet, vorgesehen ist, wobei das Ritzel (11), die ausrückbare Kopplungsvorrichtung (12) und das Untersetzungsgetriebe (13) eine Baugruppe bilden, die nach dem Einsetzen des Halterings (21) in seiner Rille (23) in ein Gehäuse (50), das der Anlasser umfasst, eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Positionierrille (23) in einem Einsatzbereich ohne radialen Zugang und von einer Ausstülpung (26) des Untersetzungsgetriebes (13) zurückversetzt befindet, das für die Aufnahme im Gehäuse (50) bestimmt ist, und dass die Positionierrille (23) von den Nuten (15) der Welle (17) durch ein Wellenstück (27) mit zunehmendem Querschnitt axial getrennt ist, wobei der Durchmesser (D1) auf der Seite der Nuten (15) kleiner als der Durchmesser (D2) nahe der Stirnfläche (28) der besagten Rille ist.
  5. Elektrischer Anlasser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierrille (23) eine Stirnfläche (28) umfasst, die angeordnet ist, um den Haltering (21) im Einsatzbereich axial zu arretieren.
  6. Elektrischer Anlasser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierrille (23) gegenüber der Stirnfläche (28) durch eine ringförmige Anschlagfläche (29) begrenzt wird, deren Breite größer als die Breite der Stirnfläche (28) ist.
  7. Elektrischer Anlasser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge der Rille (23), welche die Stirnfläche (28) von der Anschlagfläche (29) trennt, so gewählt ist, dass ein oder mehrere elastische Halteringe (21) aufgenommen werden können.
  8. Elektrischer Anlasser nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagfläche (29) zu einer Erhebung gehört, welche die Welle (17) für ihre Befestigung an einem Planetenträger (14b) aufweist, der zu dem Untersetzungsgetriebe (13) gehört.
  9. Elektrischer Anlasser nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierrille (23) von den Nuten (15) der Welle (17) durch ein kegelstumpfförmiges Wellenstück (27) axial getrennt ist.
  10. Elektrischer Anlasser nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die ausrückbare Kopplungsvorrichtung (12) aus einem Freilauf besteht.
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