DE69919135T2

DE69919135T2 - Anlasser für kraftfahrzeug mit untersetzungsgetriebe mit torsionsdämpfungformenden mitteln

Info

Publication number: DE69919135T2
Application number: DE69919135T
Authority: DE
Inventors: Jose Izquierdo; Pascal Jacquin; Pierre Valot
Original assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Current assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Priority date: 1998-12-23
Filing date: 1999-12-20
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2019-12-21
Also published as: EP1058786B1; CN1291259A; KR100671579B1; EP1058786A1; WO2000039454A1; US6490940B1; CN1205408C; DE69919135D1; FR2787833A1; FR2787833B1; BR9908154A; KR20010041146A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeuganlasser.
Die Erfindung betrifft im einzelnen einen Kraftfahrzeuganlasser mit einem Gehäuse, in dem ein Elektromotor angeordnet ist, dessen Ausgangswelle eine koaxiale Einspurvorrichtung unter Einfügung eines Planetengetriebes drehend antreibt, das ein innen gezahntes Hohlrad aus einem starren Werkstoff umfaßt, das wenigstens teilweise in einer Aufnahme des Gehäuses gelagert ist, in der es durch Mittel durch formschlüssiges Zusammenwirken gegen Verdrehung gesichert ist, und das eine zylindrische ringförmige Einfassung umfaßt, die innen gezahnt und an ihrem vorderen axialen Ende durch eine für den Durchgang einer Ausgangswelle des Planetengetriebes in ihrer Mitte aufgebohrte radial ausgerichtete Querwand verschlossen ist.
Die Kompressionszeiten des Verbrennungsmotors während der Antriebsphase bewirken Lastschwankungen und Winkelspielnachstellungen in den verschiedenen Räderpaaren. Daraus ergeben sich Schwingungs- und Stoßbelastungen, die sich nachteilig auf die Lebensdauer des Anlassers auswirken. Diese Erscheinung geht mit einer Geräuschentwicklung einher, die so stark ausfällt, daß sie vom Benutzer als unangenehm empfunden wird.
Um die an die rotierenden Organe des Anlassers übertragenen starken mechanischen Überlastungen zu verringern, die sich aus den abrupten Drehzahländerungen ergeben, die während der Anlaßphase aufgrund der abrupten Verlangsamungen des Verbrennungsmotors auftreten, die sich im Anschluß an die ersten Explosionen einstellen können, die im Verhältnis zum Erreichen des oberen Totpunkts der Kolben verfrüht stattfinden, ist nach einer bekannten Gestaltung, wie sie beispielsweise in der FR 2,751,803 beschrieben wird, vorgeschlagen worden, mit einem Planetengetriebe einen oder mehrere Dämpfer zu verbinden, die aus Gummiblöcken bestehen, welche das Hohlrad des Getriebes in seiner Drehung anhalten.
Diese Lösung ist jedoch mit einem großen Platzbedarf verbunden, erfordert zusätzliche Bauteile und bedingt erhebliche Mehrkosten, wobei sie Arbeiten zum Zusammenbau der Bauteile des Getriebes und/oder des Anlassers mit sich bringt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Gestaltung eines Anlassers der vorgenannten Art vorzuschlagen, mit der sich die vorstehend erwähnten Nachteile beseitigen lassen.
Dazu schlägt die Erfindung einen Anlasser vor, der dadurch gekennzeichnet ist, daß das Hohlrad aus einem biegsamen Werkstoff, insbesondere aus Elastomermaterial geformte Stücke umfaßt, die zwischen dem gezahnten Hohlrad und formschlüssigen Abschnitten der Aufnahme des Gehäuses eingefügt sind, um das gezahnte Hohlrad gegen Verdrehung im Verhältnis zum Gehäuse zu sichern und eine Torsionsdämpferfunktion zwischen diesen beiden Elementen zu erfüllen.
Nach anderen Merkmalen der Erfindung ist folgendes vorgesehen:

– Die zylindrische Außenfläche der Einfassung des gezahnten Hohlrads ist mit einer schwingungsdämmenden Umfangsschicht versehen, die aus dem besagten biegsamen Werkstoff geformt ist und die zwischen der Einfassung und den formschlüssigen Abschnitten der als Lagerung für die Einfassung des gezahnten Hohlrads dienenden Aufnahme eingefügt ist.
– Die Dämpferstücke und die schwingungsdämmende Umfangsschicht sind durch Aufformen auf dem gezahnten Hohlrad ausgeführt.
– Das Hohlrad aus starrem Werkstoff einerseits und die Dämpferstücke sowie die Umfangsdämmschicht aus biegsamem Werkstoff andererseits werden gleichzeitig nach einer Sandwichformtechnik mit einer starren und biegsamen Formmasse hergestellt.
– Die Dämpferstücke erstrecken sich axial nach vorn von der Außenfläche der Querwand des gezahnten Hohlrads aus, und sie wirken durch ihre axial ausgerichteten entgegengesetzten Seitenflächen mit gegenüberliegenden Teilflächen zusammen, die jeweils paarweise eine in der Aufnahme des Gehäuses ausgebildete formschlüssige axiale Nut seitlich begrenzen.
– Das gezahnte Hohlrad umfaßt eine Reihe von Verbindungsarmen, die sich axial von der Außenfläche seiner Querwand aus im Innern der Dämpferstücke erstrecken.
– Die Querwand des gezahnten Hohlrads umfaßt eine Reihe von durchgehenden axialen Löchern, durch die sich jeweils biegsame Formmasse eines Dämpferstücks erstreckt, um einen Befestigungsfuß für das entsprechende Dämpferstück auf dem gezahnten Hohlrad zu bilden.
– Die Dämpferstücke sind winklig gleichmäßig um die Achse des gezahnten Hohlrads herum verteilt.
– Die mittige Bohrung des Hohlrads begrenzt ein Lager für die Drehführung der Ausgangswelle des Planetengetriebes, wobei die Innenfläche des Lagers mit einer Schwingungsdämmschicht versehen ist, die aus dem besagten biegsamen Werkstoff geformt ist und die zwischen der Innenfläche des Lagers und einem Drehführungslager der Ausgangswelle eingefügt ist.
– Die Umfangsdämmschicht umfaßt eine Rippe zur Winkelverrastung des Hohlrads in der Aufnahme des Gehäuses.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, zu deren Verständnis auf die beigefügte Zeichnung verwiesen wird. Darin zeigen im einzelnen:
1 eine als Axialteilschnitt ausgeführte Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Anlassers mit Planetengetriebe nach dem Stand der Technik;
2 eine vergrößerte Ansicht eines Teils eines erfindungsgemäß ausgeführten Anlassers mit Planetengetriebe;
3 eine im Schnitt entlang der Linie 3-3 von 4 ausgeführte Ansicht zur Veranschaulichung des innen gezahnten Hohlrads des Planetengetriebezugs von 2;
4 eine endseitige Axialansicht in Richtung des Pfeils F4 von 3; und
5 eine im Schnitt entlang der Linie 5-5 von 3 ausgeführte Detailansicht.
In 1 ist ein Kraftfahrzeuganlasser 10 mit einem Elektromotor 12 dargestellt worden, dessen Läufer 14 rotierend um eine Achse X-X im Innern eines hinteren Teils 16 des Anlassergehäuses gelagert ist, der durch einen kappenförmigen vorderen Teil 18 ergänzt wird.
Der obere Teil des Anlassers 10 umfaßt ein elektromagnetisches Einrückrelais 19, das über einen gabelförmigen Hebel 20 in bekannter Weise auf eine Einspurvorrichtung 22 einwirkt, die gleitend verschiebbar auf einer Einspurwelle 24 gelagert ist, die koaxial mit der Ausgangswelle 26 des Elektromotors 12 verläuft.
Die drehfest mit dem Läufer 14 verbundene Ausgangswelle 26 des Elektromotors 12 steht axial nach vorn über die Vorderseite 28 des Ständers 30 hinaus vor und treibt ein Ritzel 32 drehend an, bei dem es sich um das Sonnenrad eines Planetengetriebezugs 34 handelt, der ein zwischen der Ausgangswelle 26 und der Einspurwelle 24 eingefügtes Rädergetriebe bildet.
Das Sonnenrad 32 wirkt mit den Planetenrädern 36 des Planetengetriebezugs 34 zusammen, die drehbar um Achsen 38 gelagert sind, die wiederum an einer radial ausgerichteten Planetenträgerplatte 40 gelagert sind, die drehfest mit der Ausgangswelle 42 des Getriebes 34 verbunden ist, die drehfest mit dem (nicht dargestellten) hinteren Ende der Einspurwelle 24 für deren drehenden Antrieb durch die Ausgangswelle 42 verbunden ist.
Der Planetengetriebezug 34 umfaßt außerdem ein innen gezahntes Hohlrad 44, in dessen Inneren die Planetenräder 36 eingreifen und das im Verhältnis zum Gehäuse des Anlassers 10 gegen Verdrehung gesichert ist.
Die zylindrische Innenfläche der Einfassung 46 ist gezahnt und umfaßt dazu eine Reihe von Zähnen 62, die sich auf der gesamten axialen Länge der gezahnten Innenfläche 61 erstrecken, das heißt insbesondere in etwa bis zum Boden des gezahnten Hohlrads 44, das aus der radialen Innenfläche 64 der Wand 50 besteht.
Das gezahnte Hohlrad 44 besteht im wesentlichen aus einer zylindrischen ringförmigen Einfassung 46, die an ihrem hinteren Ende 48 axial offen ist und deren vorderes Ende durch eine radial ausgerichtete Wand 50 abgeschlossen ist, in deren Mitte ein Loch 52 eingearbeitet ist, in dem unter Einfügung einer Hülse 54 die Ausgangswelle 42 drehend gelagert ist.
In diesem Ausführungsbeispiel nach dem Stand der Technik handelt es sich bei dem innen gezahnten Hohlrad 34 um ein Formteil aus starrem Kunststoff, das auf einer Metallplatte 55 aufgeformt ist, die sich in einer zur Achse X-X senkrechten Querebene erstreckt und als Träger für verschiedene Bauteile des Anlassers 10 dient, auf welcher sie durch Montageschrauben 17 angebracht werden, die insbesondere zum Einsatz kommen, um die hinteren 16 und vorderen 18 Teile des Anlassergehäuses sowie das Einrückrelais 19 zusammen zu befestigen.
Es folgt nun eine eingehendere Beschreibung der in den 2 bis 5 veranschaulichten Ausführungsart.
In diesem Beispiel gibt es keine Zwischenquerplatte zur Befestigung der verschiedenen Bauteile, wobei die beiden Gehäuseteile 16 und 18 direkt durch Schrauben 17 axial angeschraubt werden.
Die Umfangsfläche 56 der Einfassung 46 des Hohlrads 44 ist eine zylindrische Fläche, und das gezahnte Hohlrad 44 ist in einer formschlüssigen hohlzylindrischen Aufnahme 58 eingesetzt, die in der Abdeckkappe 18 des Gehäuses des Anlassers 10 ausgebildet ist und die axial nach hinten offen ist, um das, mit Blick auf 1 von rechts nach links erfolgende, axiale Einsetzen des gezahnten Hohlrads 44 in der Aufnahme 58 zu ermöglichen.
Im einzelnen handelt es sich bei dem gezahnten Hohlrad 44 um ein Formteil aus einem starren oder halbstarren Werkstoff, beispielsweise aus Kunststoff oder aus Metall, wobei dieser starre Körper des Hohlrads einen Kern bildet, der an verschiedenen Stellen mit Formteilen aus einem biegsamen Werkstoff M3, wie beispielsweise aus Gummi oder aus einem Elastomermaterial, überzogen ist.
Der starre Werkstoff M1, aus dem der Körper des Hohlrads 44 des Planetengetriebezugs 34 besteht, ermöglicht die Übertragung der Kräfte, um die Bewegungsuntersetzung und den drehenden Antrieb der Welle der Einspurvorrichtung 24 durch die Ausgangswelle 26 des Elektromotors 12 herbeizuführen, während die Formteile aus dem biegsamen Werkstoff M2 im wesentlichen Funktionen als Torsions- und Schwingungsdämpfer zwischen dem Planetengetriebezug 34 und den Elementen des Gehäuses des Anlassers 10 erfüllen.
Die zylindrische Außenfläche 63 der Einfassung 46 aus starrem Werkstoff ist mit einer schwingungsdämmenden Umfangsschicht C überzogen, die aus dem biegsamen Werkstoff M2 geformt ist und die zwischen der Einfassung 46 und formschlüssigen Abschnitten der Aufnahme 58 eingefügt ist, so daß die äußere Umfangsfläche 56 der Einfassung des gezahnten Hohlrads 44, die sich in Kontakt mit dem Gehäuseelement 18 befindet, die Außenfläche der Umfangsschicht C aus biegsamem Werkstoff M2 ist.
Wie in den Figuren zu erkennen ist, umfaßt die schwingungsdämmende Umfangsschicht C eine axial ausgerichtete Rippe, bei der es sich um eine Rippe zur Winkelverrastung des Hohlrads 44 in der Aufnahme des aus zwei Teilen 16, 18 bestehenden Gehäuses handelt.
Das gezahnte Hohlrad 44 umfaßt außerdem durch Formen aus einem biegsamen Werkstoff M3 ausgeführte Stücke P, die eine Torsionsdämpferfunktion zwischen dem gezahnten Hohlrad 44 und dem Gehäuse 16, 18 des Anlassers 10 erfüllen.
Bei dem in den Figuren veranschaulichten Beispiel sind die Dämpferstücke P in einer Stückzahl von sechs vorgesehen, wobei sie winklig gleichmäßig um die Achse X-X des gezahnten Hohlrads 44 verteilt sind.
Wie dies in den 2 bis 4 zu erkennen ist, sind fünf der Dämpferstücke P identisch, während das sechste Dämpferstück, das heißt das obere Dämpferstück mit Blick auf die Figuren, das der Winkelverrastungsrippe 66 zugekehrt ist, eine geringere axiale Länge nach vorn aufweist, um vor allem die Anordnung des Hebels 20 zu erleichtern.
Wie dies in den 2 und 3 zu erkennen ist, erstrecken sich die Dämpferstücke P axial von hinten nach vorn, das heißt von rechts nach links mit Blick auf diese Figuren, so daß sie axial über die mittlere Querebene der Querwand 50 hinaus, von deren äußerer Querfläche 65 aus, vorstehen, um jeweils in einer in der Lagerung oder Aufnahme 58 ausgebildeten axialen Nut 68 aufgenommen zu werden, und die axial nach hinten münden, um das axiale Einsetzen der Dämpferstücke P in den Nuten 68 zu ermöglichen.
Jedes Dämpferstück P ist im einzelnen durch zwei insgesamt axial ausgerichtete entgegengesetzte Seitenflächen 70 begrenzt, die jeweils mit einer gegenüberliegenden Teilfläche 72 zusammenwirken, die seitlich eine formschlüssige axiale Nut 68 begrenzt.
Bei dem in den Figuren veranschaulichten Beispiel werden die Umfangsschicht C und die Dämpferstücke P gleichzeitig in einem Arbeitsgang zum Aufformen von biegsamem Werkstoff M2 um den aus einem starren Werkstoff M1 ausgeführten Körper oder Kern des gezahnten Hohlrads 44 herum ausgeführt.
Um ein sicheres Einsetzen der aufgeformten Dämpferstücke P zu erzielen, enthält die Querwand 50 eine Reihe von durchgehenden axialen Löchern 74, durch die sich jeweils biegsame Formmasse M2 eines Dämpferstücks P erstreckt, um einen Fuß 76 zur Befestigung des entsprechenden Dämpferstücks P auf dem gezahnten Hohlrad aus starrem Werkstoff 44 zu bilden.
Bei dem in den Figuren veranschaulichten Beispiel umfaßt jedes Dämpferstück P zwar einen Befestigungsfuß 76, die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anordnung beschränkt.
Insoweit die Dämpferstücke P eine Funktion zur Sicherung des Hohlrads 44 gegen Verdrehung im Verhältnis zum Gehäuse 16, 18 sowie eine Torsionsdämpferfunktion zwischen dem Hohlrad 44 und dem Gehäuse 18 erfüllen, ist es notwendig, eine sichere tangentiale drehfeste Verbindung zwischen den Dämpferstücken P und dem starren Körper des Hohlrads 44 zu gewährleisten.
Wie dies in 5 zu erkennen ist, umfaßt dazu die Querwand 50 in Höhe jedes Dämpferstücks P ein Paar Verbindungsarme 78, die jeweils von der Außenfläche 65 der Wand 50 aus axial nach hinten verlaufen, um sich im Innern des Körpers aus dem Werkstoff M2 von einem entsprechenden Dämpferstück P aus zu erstrecken.
Ebenfalls um die Übertragung störender Geräusche einzudämmen, ist es nach einer in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsvariante möglich, die Innenfläche der Bohrung 52 des Körpers aus starrem Werkstoff M1 des gezahnten Hohlrads 44 mit einer inneren Umfangsschicht aus biegsamem Werkstoff M2 zu versehen.
Die Erfindung ist nicht auf den Fall beschränkt, in dem die Elemente aus biegsamem Werkstoff um den starren Körper aus dem Werkstoff M1 herum aufgeformt werden.
Es besteht auch die Möglichkeit, das Hohlrad 44 aus starrem Werkstoff M1 einerseits und die Formteile aus biegsamem Werkstoff M2 andererseits nach einer Sandwichformtechnik gleichzeitig herzustellen.

Claims

Kraftfahrzeuganlasser mit einem Gehäuse (18), in dem ein Elektromotor (12) mit einer Ausgangswelle (26) angeordnet ist, die eine koaxiale Einspurvorrichtung (22) unter Einfügung eines Planetengetriebes (34) drehend antreibt, das ein innen gezahntes (62) Hohlrad (44) aus einem starren Werkstoff (M1) umfaßt, das wenigstens teilweise in einer Aufnahme (58) des Gehäuses gelagert ist und das eine zylindrische ringförmige Einfassung (46) umfaßt, die innen gezahnt und an ihrem vorderen axialen Ende durch eine für den Durchgang einer Ausgangswelle (42) des Planetengetriebes in ihrer Mitte aufgebohrte (52) radial ausgerichtete Querwand (50) verschlossen ist, wobei das. besagte Hohlrad (44) aus einem biegsamen Werkstoff (M2), insbesondere aus Elastomermaterial geformte Stücke (P) umfaßt, um eine Torsionsdämpferfunktion zu erfüllen, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Stücke (P) zwischen dem gezahnten Hohlrad (44) und formschlüssigen Abschnitten (68) der Aufnahme (58) des Gehäuses (16, 18) eingefügt sind, um das gezahnte Hohlrad (44) gegen Verdrehung im Verhältnis zum Gehäuse (18) zu sichern und eine Torsionsdämpferfunktion zwischen diesen beiden Elementen (44, 18) zu erfüllen.
Anlasser nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Außenfläche (63) der Einfassung (46) des gezahnten Hohlrads (44) mit einer schwingungsdämmenden Umfangsschicht (C) versehen ist, die aus dem besagten biegsamen Werkstoff (M2) geformt ist und die zwischen der Einfassung (46) und den formschlüssigen Abschnitten der als Lagerung für die Einfassung des gezahnten Hohlrads dienenden Aufnahme (58) eingefügt ist.
Anlasser nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpferstücke (P) und die schwingungsdämmende Umfangsschicht (C) durch Aufformen auf dem gezahnten Hohlrad (44) ausgeführt sind.
Anlasser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad aus starrem Werkstoff (M1) einerseits und die Dämpferstücke (P) sowie die Umfangsdämmschicht (C) aus biegsamem Werkstoff andererseits gleichzeitig nach einer Sandwichformtechnik mit einer starren (M1) und biegsamen (M2) Formmasse hergestellt werden.
Anlasser nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Dämpferstücke (P) axial nach vorn von der Außenfläche (65) der Querwand (50) des gezahnten Hohlrads (44) aus erstrecken und durch ihre axial ausgerichteten entgegengesetzten Seitenflächen (40) mit gegenüberliegenden Teilflächen (72) zusammenwirken, die jeweils paarweise eine in der Aufnahme (58) des Gehäuses (18) ausgebildete formschlüssige axiale Nut (68) seitlich begrenzen.
Anlasser nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das gezahnte Hohlrad (44) eine Reihe von Verbindungsarmen (76) umfaßt, die sich axial von der Außenfläche (65) seiner Querwand (50) aus im Innern der Dämpferstücke (P) erstrecken.
Anlasser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querwand (50) des gezahnten Hohlrads eine Reihe von durchgehenden axialen Löchern (74) umfaßt, durch die sich jeweils biegsame Formmasse (M2) eines Dämpferstücks (P) erstreckt, um einen Befestigungsfuß (76) zur Befestigung des entsprechenden Dämpferstücks (P) auf dem gezahnten Hohlrad (44) zu bilden.
Anlasser nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpferstücke (P) winklig gleichmäßig um die Achse (X-X) des gezahnten Hohlrads (44) herum verteilt sind.
Anlasser nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die mittige Bohrung (52) des Hohlrads ein Lager für die Drehführung der Ausgangswelle (42) des Planetengetriebes (34) begrenzt und daß die Innenfläche (52) des Lagers mit einer Schwingungsdämmschicht versehen ist, die aus dem besagten biegsamen Werkstoff (M2) geformt ist und die zwischen der Innenfläche des Lagers und einem Drehführungslager (54) der Ausgangswelle eingefügt ist.
Anlasser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsdämmschicht (C) eine Rippe (66) zur Winkelverrastung des Hohlrads (44) in der Aufnahme (58) des Gehäuses (16, 18) umfaßt.