DE69400508T2 - Sealing device for a starter pinion for an internal combustion engine and method for executing this device - Google Patents
Sealing device for a starter pinion for an internal combustion engine and method for executing this deviceInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit innerer Verbrennung sowie das Verfahren zum Einsatz (zur Ausführung) einer solchen Vorrichtung.The present invention relates to a sealing device for internal combustion engines and to the method for using (implementing) such a device.
Ein Ritzel dieser Bauart umfaßt eine Motorwelle, die mit dem Elektromotor des Anlassers verbunden ist, wobei auf der Welle drehfest ein Anlasserritzel montiert ist, das seine Position axial bis zum Eingriff mit einem Zahnkranz verändern kann, der sich auf dem Schwungrad befindet, wobei die axiale Positionsveränderung des Anlasserritzels von einem Anschlagelement des Ritzels begrenzt wird, das an der Motorwelle befestigt ist.A pinion of this type comprises a motor shaft connected to the electric motor of the starter, a starter pinion being mounted on the shaft in a rotationally fixed manner and being able to change its position axially until it engages a ring gear located on the flywheel, the axial position change of the starter pinion being controlled by a stop element of the pinion attached to the motor shaft.
Der Anlasser und insbesondere das Ritzel, womit dieser ausgestattet ist, werden verschiedenen mechanischen Beanspruchungen unterworfen, die sich aus der Umgebung ergeben, in der sie arbeiten müssen, und es ist nötig, in dichter Weise alle Teile zu schützen, die Relativbewegungen ausführen.The starter motor and in particular the pinion with which it is equipped are subjected to various mechanical stresses resulting from the environment in which they must operate and it is necessary to protect in a sealed manner all the parts that perform relative movements.
Dieser Schutz erweist sich besonders als unentbehrlich bei den Anlasserritzeln des Typs mit einem hervorkommenden Ritzel, dessen Ende vollkommen dicht sein muß, so daß kein gasförmiger, flüssiger oder fester Stoff in die Bohrung, die das Ritzel aufweist, eindringen kann, und somit jede Gefahr der Beschädigung der Reiboberflächen zwischen Lager und Anlasserwelle vermieden wird.This protection is particularly essential for starter pinions of the type with a protruding pinion, the end of which must be completely sealed so that no gaseous, liquid or solid substance can penetrate into the hole in the pinion, thus avoiding any risk of damage to the friction surfaces between the bearing and the starter shaft.
Zur Gewährleistung dieser Dichtungsfunktion sind Vorrichtungen bekannt, die Verschlüsse umfassen, die außen auf das Ritzel festgesetzt werden oder von einem elastischen Ring gehalten werden, der teilweise in einer Vertiefung des Ritzels eingepaßt ist (z.B. GB-A-2 085 089).To ensure this sealing function, devices are known which comprise closures which are fixed externally to the pinion or are held by an elastic ring which is partially fitted into a recess in the pinion (e.g. GB-A-2 085 089).
Diese Vorrichtungen weisen verschiedene Nachteile, und insbesondere eine unzureichende Dichtungseigenschaft, auf, so daß es notwendig ist, ein Dichtmittel, z.B. aus Elastomor, hinzuzufügen.These devices have various disadvantages, and in particular an insufficient sealing property, so that it is necessary to add a sealant, e.g. made of elastomer.
Das Dichtmittel und/oder der Ring stellen ergänzende Teile mit Montagemitteln dar, die schwer automatisierbar sind und die demzufolge die Kosten des Ritzels, also des gesamten Anlassers, erhöhen, insbesondere wenn es sich um Herstellung in großer Serie handelt, wie dies auf dem Automobilsektor der Fall ist.The sealant and/or the ring are complementary parts with assembly means that are difficult to automate and which therefore increase the cost of the pinion, that is, of the entire starter motor, especially when it comes to large-scale production, as is the case in the automotive sector.
Zudem sind beim Einbau solcher Elemente starke Vertiefungen notwendig, was einen großen Platzbedarf des Anlasserritzels bedeutet und wodurch der Einsatz solcher Vorrichtungen ungünstig bei Ritzeln mit geringen Abmessungen ist.In addition, when installing such elements, large recesses are necessary, which means that the starter pinion requires a lot of space and makes the use of such devices disadvantageous for pinions with small dimensions.
Die vorliegende Erfindung löst diese Probleme und stellt zu diesem Zweck eine Dichtungsvorrichtung von Anlasserritzeln für Brennkraftmaschinen mit innerer Verbrennung bereit, die insbesondere ein Ritzel mit einer Bohrung in seinem mittigen Bereich umfaßt, die auf eine Stirnseite des Ritzels mündet und in der eine Vertiefung vorgesehen ist, die auf der Stirnseite eine Kante und einen Dichtungsverschluß aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der zusammengesetzte Verschluß als Anlage auf der Stirnseite einen Kragen umfaßt, der über einen zylindrischen Abschnitt an einen platten Boden angeschlossen ist, dessen Außenumfang einen Wulst aufweist, der mit der Kante der Vertiefung zusammenwirkt.The present invention solves these problems and, to this end, provides a sealing device for starter pinions for internal combustion engines, in particular comprising a pinion with a bore in its central region which opens onto a front face of the pinion and in which a recess is provided which has an edge and a sealing closure on the front face, characterized in that the assembled closure comprises, as a bearing on the front face, a collar which is connected via a cylindrical section to a flat base whose external periphery has a bead which cooperates with the edge of the recess.
Nach einer bevorzugten Ausführung entspricht der Durchmesser des zylindrischen Abschnitts des Verschlusses im wesentlichen dem Durchmesser der Bohrung des Ritzels.According to a preferred embodiment, the diameter of the cylindrical portion of the closure corresponds essentially to the diameter of the bore of the pinion.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Ausführung einer solchen Dichtungsvorrichtung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es folgende Schritte umfaßt:The present invention also relates to a method for making such a sealing device, which is characterized in that it comprises the following steps:
- durch Tiefziehen wird ein Dichtungsverschluß hergestellt, der einen Kragen umfaßt, der über einen zylindrischen Abschnitt an einen gewölbten Boden angeschlossen ist, der öffnungsseitig eine konkave Oberfläche aufweist;- a sealing closure is produced by deep drawing, comprising a collar connected via a cylindrical section to a curved base, which has a concave surface on the opening side;
- der Verschluß wird in eine Bohrung eines Ritzels eingeführt, so daß sein Kragen an der Stirnseite des Ritzels anliegt;- the closure is inserted into a hole in a pinion so that its collar rests against the front face of the pinion;
- durch Einführen eines Stempels in den zylindrischen Abschnitt des Verschlusses wird eine Ausdehnung der Länge des Verschlusses und eine Aufrichtung des gewölbten Bodens hervorgerufen, wodurch sich am Umfang des Bodens ein Wulst bildet, der in die Vertiefung eindringt;- by inserting a punch into the cylindrical section of the closure, the length of the closure is extended and the curved base is raised, thereby forming a bead around the periphery of the base which penetrates into the recess;
- durch Wegziehen des Stempels wird der Wulst gegen die Kante der Vertiefung gedrückt.- by pulling the stamp away, the bead is pressed against the edge of the recess.
Nach einem anderen Merkmal des Verfahrens ist der Abstand zwischen der Stirnseite des Ritzels und der Kante der Vertiefung geringer als der Abstand zwischen dem Kragen des Verschlusses und seinem Boden vor der Montage.According to another feature of the process, the distance between the face of the pinion and the edge of the recess is less than the distance between the collar of the closure and its bottom before assembly.
Die vorliegende Erfindung wird bei der Lektüre der nachfolgenden Beschreibung besser verstanden werden, die mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gemacht wird, in denen folgendes dargestellt ist:The present invention will be better understood upon reading the following description, made with reference to the accompanying drawings, in which:
- Figur 1 ist eine Ansicht im Längsschnitt eines Endes eines Anlasserritzels vor der Montage eines Dichtungsverschlusses;- Figure 1 is a longitudinal sectional view of one end of a starter pinion before assembly of a sealing plug;
- Figur 2 ist eine Ansicht im Längsschnitt eines Dichtungsverschlusses vor der Montage auf das Anlasserritzel;- Figure 2 is a longitudinal section view of a sealing cap prior to assembly on the starter pinion;
- Figur 3 ist eine Ansicht im Längsschnitt im vergrößerten Maßstab des Dichtungsverschlusses, der auf das Anlasserritzel montiert ist.- Figure 3 is a longitudinal sectional view on an enlarged scale of the sealing plug mounted on the starter pinion.
Es wird zunächst Bezug auf Figur 1 genommen, die das Ende eines Anlasserritzels 10 für Brennkraftmaschinen mit innerer Verbrennung darstellt.Reference is first made to Figure 1, which shows the end of a starter pinion 10 for internal combustion engines.
Dieses Ritzel wird in Drehung von einem Kugellager 12 geführt, das sich in einem Ende 14 des Anlassergehäuses befindet.This pinion is guided in rotation by a ball bearing 12 which is located in one end 14 of the starter housing.
Das Ritzel 10 weist an seinem Ende einen Zahnkranz 16 auf, der in Betriebsstellung des Ritzels dazu dient, in einen Zahnkranz (nicht dargestellt) einzugreifen, der sich auf dem Schwungrad befindet.The pinion 10 has a ring gear 16 at its end, which, when the pinion is in the operating position, serves to engage with a ring gear (not shown) located on the flywheel.
Wie in Figur 1 ersichtlich, befindet sich das Ende des Ritzels 10 außerhalb des Gehäuses des Anlassers. Es handelt sich also in dem dargestellten Beispiel um ein Ritzel, das herauskommendes Ritzel genannt wird.As can be seen in Figure 1, the end of the pinion 10 is located outside the housing of the starter. In the example shown, it is therefore a pinion that is called an outgoing pinion.
Das Ritzel 10 umfaßt eine mittige Bohrung 18, in der sich axial in an sich bekannter Weise eine Motorwelle (nicht dargestellt) bewegt; ihr Durchmesser wird mit DA bezeichnet.The pinion 10 comprises a central bore 18 in which a motor shaft (not shown) moves axially in a manner known per se; its diameter is designated DA.
In die Bohrung 18 ist eine Vertiefung 20 eingebracht, die eine Kante 36 in einer Entfernung LG von der Stirnseite 22 des Ritzels 10 aufweist.A recess 20 is made in the bore 18, which has an edge 36 at a distance LG from the front face 22 of the pinion 10.
Es wird auf Figur 2 bezug genommen, in der ein Dichtungsverschluß 24 vor seiner Montage in das Ritzel 10 dargestellt ist.Reference is made to Figure 2, in which a sealing closure 24 is shown prior to its assembly into the pinion 10.
Dieser Dichtungsverschluß 24 wird aus tiefgezogenem Stahlblech gefertigt und hat die allgemeine Form einer Kupelle, deren Boden 26 aus weiter unten erläuterten Gründen gewölbt ist. Der Boden 26, des Verschlusses ist somit öffnungsseitig eine konkave Oberfläche, die sich im Schnitt in der Form eines Kreisbogens darstellt, dessen Länge größer als der Durchmesser DA der Bohrung 18 des Ritzels 10 ist.This sealing closure 24 is made of deep-drawn sheet steel and has the general shape of a cupola, the base 26 of which is curved for reasons explained below. The base 26 of the closure is thus a concave surface on the opening side, which in section has the shape of a circular arc, the length of which is greater than the diameter DA of the bore 18 of the pinion 10.
Der Verschluß 24 umfaßt öffnungsseitig einen Kragen 28, der sich an den Boden 26 über einen zylindrischen Abschnitt 34 anschließt, dessen Durchmesser im wesentlichen dem Durchmesser der Bohrung 18 entspricht.The closure 24 comprises a collar 28 on the opening side, which is connected to the base 26 via a cylindrical section 34, the diameter of which essentially corresponds to the diameter of the bore 18.
Mit LB wird der Abstand zwischen dem Kragen 28 und der in Umfangsrichtung verlaufenden Innenseite 30 des Bodens 26 bezeichnet, mit LT wird der Abstand zwischen dem Kragen 28 und der in Umfangsrichtung verlaufenden Außenseite 32 des Bodens 26, mit e wird die Dicke der Wände des Verschlusses und mit DB wird der Außendurchmesser des zylindrischen Abschnittes des Verschlusses bezeichnet.LB denotes the distance between the collar 28 and the circumferential inner side 30 of the base 26, LT denotes the distance between the collar 28 and the circumferential outer side 32 of the base 26, e denotes the thickness of the walls of the closure and DB denotes the outer diameter of the cylindrical section of the closure.
Figur 3 veranschaulicht den Dichtungsverschluß 24, der in die Bohrung 18 des Ritzels nach einem Verfahren eingeführt ist, dessen Schritte nachfolgend beschrieben werden.Figure 3 illustrates the sealing plug 24 inserted into the bore 18 of the pinion according to a process, the steps of which are described below.
Der erste Schritt besteht darin, durch Tiefziehen einen Verschluß 24 herzustellen, der einen Kragen 28 und einen gewölbten konkaven Boden 26 aufweist.The first step consists in producing by deep drawing a closure 24 which has a collar 28 and a curved concave bottom 26.
Der nächste Schritt besteht darin, den Verschluß 24 in die Bohrung 18 einzuführen und den Kragen 28 in Anlage gegen die Stirnseite 22 des Ritzels 10 zu halten.The next step is to insert the closure 24 into the bore 18 and to hold the collar 28 in contact with the front face 22 of the pinion 10.
Die nachfolgenden Schritte bestehen darin, in den Verschluß 24 einen Stempel mit platten Boden einzuführen, dessen Druck auf den Boden 26 diesen von einer gewölbten Oberfläche zu einer radialen ebenen Fläche umwandelt, einerseits eine Erhöhung der Länge LB durch eine Dehnung zu verursachen und andererseits eine Ausweitung ihres Durchmessers am Boden 26 zu erzeugen, so daß ein Rückstau von Metall an der Kante 36 der Vertiefung 20 erhalten wird, d.h. die Kante, die am nächsten zur Stirnseite 22 des Ritzels 10 liegt, so daß der Verschluß dann einen Wulst 38 aufweist.The subsequent steps consist in introducing into the closure 24 a flat-bottomed punch, the pressure of which on the bottom 26 transforms it from a curved surface into a radially flat surface, causing on the one hand an increase in the length LB by stretching it and on the other hand an expansion of its diameter at the bottom 26, so as to obtain a backflow of metal on the edge 36 of the recess 20, i.e. the edge closest to the face 22 of the pinion 10, so that the closure then has a bead 38.
Der nächste Schritt besteht darin, die Aktion des Stempels zu beenden, was dazu führt, daß die Länge LB wieder auf ihren anfänglichen Wert zurückgeht und daß also der verformte Bereich 38 des Bodens 26 des Verschlusses 34 gegen die Kante 36 der Vertiefung 20 gedrückt wird, was eine perfekte Dichtung Metall auf Metall und eine Blockierung in bezug auf die Parallelverschiebung des Dichtungsverschlusses bewirkt.The next step consists in stopping the action of the punch, which causes the length LB to return to its initial value and thus the deformed area 38 of the bottom 26 of the closure 34 to be pressed against the edge 36 of the recess 20, which creates a perfect metal-to-metal seal and a blocking with respect to the parallel displacement of the sealing closure.
Für den Verschluß wird dasselbe Material wie für das Ritzel gewählt: so erleidet die Baugruppe keine differentielle Ausdehnung, was ihr ermöglicht, daß sowohl ihre mechanischen als auch ihre Eigenschaften in bezug auf die Dichtigkeit temperaturunabhängig sind.The same material is chosen for the closure as for the pinion: this way the assembly does not suffer any differential Expansion, which allows both its mechanical and its sealing properties to be independent of temperature.
Es wird bevorzugt, daß die Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besonders einfach und leicht automatisierbar ist und kein Zusatzteil erfordert.It is preferred that the design of the device according to the invention is particularly simple and easy to automate and does not require any additional parts.
Es sei angemerkt, daß die Länge LG, bei der sich die Kante 36 der Vertiefung 20 der Stirnseite 22 des Ritzels befindet, geringer als die Länge LB des Verschlusses 34 ist.It should be noted that the length LG at which the edge 36 of the recess 20 of the front face 22 of the pinion is located is less than the length LB of the closure 34.
Genauer gesagt ist LG = LB - (n x e), wobei e die Dicke des Verschlusses 34 ist.More precisely, LG = LB - (n x e), where e is the thickness of the closure 34.
Vorzugsweise liegt n im Bereich zwischen 0,5 und 2.Preferably, n is in the range between 0.5 and 2.
Wie dies in Figur 3 dargestellt ist, weist der in die Bohrung 24 eingeführte Verschluß 24 die allgemeine Form einer Kupelle auf, die einen Kragen 28 unmfaßt, der über einen zylindrischen Abschnitt 34 an einen platten Boden 26 angeschlossen ist, dessen Außenumfang einen Wulst 38 aufweist, der mit einer Kante 36 der Vertiefung 20 der Bohrung 18 des Ritzels 10 zusammenwirkt.As shown in Figure 3, the closure 24 inserted into the bore 24 has the general shape of a cupola comprising a collar 28 connected by a cylindrical portion 34 to a flat base 26, the outer periphery of which has a bead 38 which cooperates with an edge 36 of the recess 20 of the bore 18 of the pinion 10.
Natürlich beschränkt sich die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen, schließt aber jede Variante mit ein, die der Fachmann mit einbringen könnte.Of course, the present invention is not limited to the embodiments described and illustrated, but includes any variant that a person skilled in the art could devise.
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Legal Events
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