EP2564053A2 - Freilauf mit integrierter dämpfung - Google Patents

Freilauf mit integrierter dämpfung

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Publication number
EP2564053A2
EP2564053A2 EP11706569A EP11706569A EP2564053A2 EP 2564053 A2 EP2564053 A2 EP 2564053A2 EP 11706569 A EP11706569 A EP 11706569A EP 11706569 A EP11706569 A EP 11706569A EP 2564053 A2 EP2564053 A2 EP 2564053A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
free spaces
machine according
electrical machine
freewheel
annular
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11706569A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stephan Kaske
Javier Bores
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2564053A2 publication Critical patent/EP2564053A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02N15/046—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears the gearing including a speed reducer of the planetary type
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    • F16D3/68—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members comprising elastic elements arranged between substantially-radial walls of both coupling parts the elements being made of rubber or similar material
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    • F16D41/066—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by rolling and having a circular cross-section, e.g. balls all members having the same size and only one of the two surfaces being cylindrical
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    • F02N15/062—Starter drives
    • F02N15/063—Starter drives with resilient shock absorbers

Definitions

  • the starting device comprises a starter motor, the drive shaft via a
  • One-way clutch is connected to an axially displaceable starter pinion. This spurts into the ring gear of the internal combustion engine. During a rotation, in particular in
  • Drive direction is responsive to a spring accumulator in the drive train between Einpurritzel and drive shaft of the starter motor, which dampens torque surges between the Einspurritzel and the drive shaft.
  • the spring accumulator is arranged with an effective in the drive direction biasing torque in the drive train, which is 15% to 50% of the pinion rotation related short circuit torque of the starter motor, wherein the ratio of torsional stiffness of the drive motor formed by Anxmotor to Einpurritzel the starting device without spring and on the
  • the DE 196 16 666 A1 relates to a freewheel device for starting devices of internal combustion engines.
  • the freewheel device has one of the Anatomvorrides
  • pot-shaped driver which has a pot edge and a pot bottom, wherein the pot edge via clamping pieces cooperates with a hub associated with the internal combustion engine.
  • the pot edge points at least in the area of
  • a damping is generally mounted in a planetary gear, which is designed in particular as a planetary gear on the ring gear of the planetary gear. This damping increases during operation of the electric machine, in particular a starting device for internal combustion engines, occurring torque peaks and additionally serves to minimize noise on the electric machine.
  • damping is proposed in a starting device for starting internal combustion engines, which is integrated in particular in a freewheel, which in turn is integrated in an epicyclic gear of the starting device.
  • a sintered ring gear of the epicyclic gear can be saved, for example, and integrated into a damping which promotes the start-stop functionality and extends the life of the starting device.
  • the planetary gear of the starting device for cranking internal combustion engines in particular as a planetary gear is formed.
  • the planetary gear acts in
  • the 3-roller freewheel is in a particularly advantageous and space-saving manner in the driver of the
  • Integrated gearbox Between a planet carrier of the epicyclic gear and the driver damping elements are used.
  • the damping elements can be designed, for example, as spring profiles, as spring blocks, as rubber decoupling elements or quite generally as a damping material.
  • the planetary gear of the invention proposed starting device for cranking internal combustion engines in particular comprises a planet carrier, which is made of plastic or sintered material.
  • the plastic used is preferably with
  • Circulating gear in particular designed as a planetary gear, are achieved by shocks, which originate from the drive side, ie in the present case from the starting pinion. Furthermore, an angle compensation is achieved by the proposed solution according to the invention, so that an inclined planetary gear, in particular designed as a planetary gear can be avoided, so that no unilateral wear sets that could adversely affect the life or smoothness of the epicyclic gear.
  • Figure 2 is a perspective view of the integrated in a freewheel on the driver
  • Figure 3 is a sectional view according to the section line III - III shown in Figure 4 and Figure 4 is a section through the driver with integrated freewheel and integrated
  • FIG. 1 shows a starting device 10 in a longitudinal section.
  • the starting device 10 has, for example, a starter motor 13 and a Vorspuraktuator 16, such as a relay or a starter relay.
  • the starter motor 13 and the electric Vorspuraktuator 16 are fixed to a common drive end plate 19.
  • the starter motor 13 serves to drive a starter pinion 22 when it is meshed with the ring gear 25 of the internal combustion engine, not shown in Figure 1.
  • the starter motor 13 has a pole tube as a housing 28, which carries on its inner circumference pole pieces 31, which are each wrapped by a field winding 34.
  • the pole shoes 31 are used in electrically excited starter devices 10, permanent magnets in permanent-magnet starter devices 10.
  • Pole shoes 31, here illustrated electrically excited starter device 10 in turn, surround an armature 37, which has an armature packet 43 constructed from fins 40 and an armature winding 49 arranged in grooves 46.
  • the armature package 43 is pressed onto a drive shaft 44.
  • At the starter pinion 22 remote from the end of the drive shaft 13 is further a
  • Commutator 52 attached, which is composed, inter alia, of individual commutator fins 55.
  • the commutator bars 55 are so electrically connected in a known manner with the armature winding 49 that results in energizing the commutator fins 55 by carbon brushes 58, a rotational movement of the armature 37 in the pole tube 28.
  • a arranged between the electric drive 16 and the starter motor 13 power supply 61 supplies in the on state, both the carbon brushes 58 and the field winding 34 with power.
  • the drive shaft 16 is commutator side supported with a shaft journal 64 in a sliding bearing 67, which in turn is held stationary in a Kommutatorlagerdeckel 70.
  • the commutator bearing cover 70 in turn is fastened in the drive end shield 19 by means of tie rods 73, which are arranged distributed over the circumference of the pole tube 28, for example screws, for example two, three or four pieces. It supports the pole tube 28 on the drive bearing plate 19 and the Kommutatorlagerdeckel 70 on the pole tube 28th
  • the armature 37 is followed by a sun gear 80, which is part of an epicyclic gear, in particular a planetary gear 83.
  • the sun gear 80 is surrounded by a plurality of planet gears 86, usually three planet wheels 86, which are supported by means of rolling bearings 89 on journals 92.
  • the planet gears 86 roll within a ring gear 95, which is mounted outside in Pohlrohr 28.
  • the planet wheels 86 are adjoined by a planetary carrier 98, in which the axle journals 92 are accommodated.
  • the planet carrier 98 is in turn stored in an intermediate storage 101 and a slide bearing 104 arranged therein.
  • the intermediate bearing 101 is designed cup-shaped, that in this both the planetary carrier 98 and the planet gears 86 are added.
  • the ring gear 95 is arranged in the cup-shaped intermediate bearing 101, which is ultimately closed by a cover 107 relative to the armature 37.
  • the intermediate bearing 101 is supported with its outer circumference on the inside of the pole tube 28.
  • the armature 37 has on the end facing away from the commutator 52 end of the drive shaft 13 a further shaft journal 1 10, which is also received in a sliding bearing 1 13.
  • the slide bearing 1 13 in turn is received in a central bore of the planet carrier 98.
  • Planet carrier 98 is integrally connected to the output shaft 1 16. This output shaft is with its facing away from the intermediate bearing 101 end 1 19 in a further bearing 122 which is fixed in the drive bearing plate 19, supported.
  • the output shaft 1 16 is divided into several sections.
  • the section which is arranged in the sliding bearing 104 of the intermediate bearing 101 a section with a
  • Spur gear 125 (internal toothing), which is part of a shaft-hub connection 128.
  • the shaft-hub connection 128 in this case allows the axially rectilinear sliding of a driver 131.
  • the driver 131 is designed as a sleeve-like extension which is integrally connected to a freewheel 137.
  • This freewheel 137 (Richtgesperre) is received in a driver ring 197 and includes clamp body 138th cider
  • Clamps 138 prevent rotation of the freewheel 137 in a second direction.
  • the freewheel 137 allows a circumferential relative movement in one direction only.
  • the starter pinion 22 may alternatively be designed as a straight toothed pinion. Instead of electromagnetically excited pole pieces 31 with exciter winding 34 and permanent magnetically excited poles could be used.
  • the electric Vorspuraktuator 16 and the armature 168 also have the task of moving in the drive bearing plate 19 rotatably arranged lever 190 to move.
  • the lever 190 which is usually designed as a fork lever, surrounds with two "tines" not shown here, two discs 193, 194 on its outer periphery to move the trapped between them driver ring 197 to the freewheel 137 against the resistance of the spring 200 and thereby To engage the starter pinion 22 in the ring gear 25 of the internal combustion engine
  • Vorspuraktuator 16 in the form of a relay or a starter relay has a bolt 150 which represents an electrical contact and in the case of Einbausein in the vehicle to the positive terminal of an electric starter battery, which is not shown in Figure 1,
  • a second pin 152 represents a connection for the electric starter motor 13, which over the
  • the lid 153 includes a housing 156 made of steel, which by means of several fasteners 159, in which it is
  • Vorspuraktuator 16 is a pusher 160 for exerting a tensile force on the fork lever 190 and a switching device 161 is arranged.
  • the pushing device 160 has a winding 162 and the switching device 161 has a winding 165.
  • the winding 162 of the thruster 160 and the winding 165 of the switching device 161 each cause in the on state an electromagnetic field which flows through various components.
  • the shaft-hub connection 128 may take place with a
  • Spur gearing 125 can also be equipped with a steep thread toothing.
  • the combinations are possible, according to which a) the starting pinion 22 is helically toothed and the shaft-hub connection 128 has a straight toothing 125, or b) the
  • Andrehritzel 22 is helically splined and the shaft-hub connection 128 a
  • the starting pinion 22 is spur-toothed and the shaft-hub connection 128 is formed as a coarse thread toothing.
  • FIG. 2 is a perspective view of the proposed solution according to the invention with a built-in a driver freewheel with damping to remove.
  • the output shaft 1 16 is mounted in the driver 197 by means of the freewheel 137.
  • the driver 197 is substantially annular and has first free spaces 204 and second clearances 206.
  • the first free spaces 204 serve to receive a freewheel 137, which is designed in particular as a stationary 3-roller freewheel.
  • the freewheel 137 preferably has three roller-shaped clamping bodies 138, which are embedded in the first free spaces 204. Each of the roller-shaped clamping body 138 is acted upon by a spring 202 which is supported on a side wall of the first free spaces 204 respectively.
  • the first free spaces 204 are preferably arranged in a 120 ° division with respect to the inner circumference of the annular driver 197.
  • the ring-shaped driver 197 comprises second free spaces 206, which are likewise arranged in a 120 ° division.
  • second free spaces 206 of the annular driver 197 receptacles 208 of the planet carrier 98 are embedded.
  • the planetary carrier 98 is in particular made of a plastic material which is filled with glass fibers or carbon fibers or other fibers to increase the mechanical rigidity.
  • the receptacles 208 are likewise inserted in a 120 ° division arranged second clearances 206 such that the side of the receptacles 208 each have a damping element 200 can be added.
  • the receptacles 208 are mounted on both sides in damping elements 200.
  • damping elements 200 they may be for example springs or rubber decoupling elements or a material with elastic properties, which is formed in block form.
  • the damping elements 200 may also be formed as luftkissenformige hollow body in roll or cylindrical shape or the like, be embedded on both sides of the receptacles 208 in the second free spaces 206.
  • a compact construction damping of the planet carrier 98 is achieved during its mounting in the annular driver 197.
  • the result of the solution proposed according to the invention is a compact construction of a storage possibility for a freewheel 137 designed in particular as a stationary 3-roller freewheel.
  • the roller-shaped or cylindrical clamping body 138 of the clamping body 137 are formed so that their axial length does not exceed the thickness of the ring-shaped driver 197. Due to the selected arrangement, the output shaft 1 16 is mounted in the driver ring 197 by means of the freewheel 137, so that a rotation of the output shaft 1 16 in one direction of rotation is possible.
  • Figure 3 shows a sectional view of the assembly shown in Figure 2 in perspective view, the output shaft 1 16, the driver 197, parts of
  • the teeth 125 on the circumference of the output shaft 1 16 is formed as a helical toothing or as a helical toothing, but it can also as a straight toothing, see illustration according to Figure 1, be formed.
  • FIG. 4 shows the section III-III shown in FIG. 4 shows that the first free spaces 204 and the second free spaces 206 are each formed in a 120 ° pitch, the 120 ° pitch in which the first free spaces 204 are formed to 120 ° - Division, in which the second clearances 206 are executed, is offset.
  • the damping elements 200 are shown as hollow bodies which have a thin-walled wall. If the hollow bodies are filled with air, the damping elements 200 are given a certain degree of compressibility, which has a favorable influence on their damping properties. Instead of as hollow bodies
  • damping elements 200 and springs or rubber coupling elements of solid or hollow material can be used, which can be housed in block form, in roll or cylindrical shape or the like on both sides of the receptacles 208 in the second free spaces 206.
  • inventively proposed solution which can be implemented in particular on a dual mass flywheel in an advantageous manner, on the one hand attenuation of the planet carrier 98 of the planetary gear 83 achievable and on the other hand given an integration of a stationary 3-roller freewheel freewheel 137, which is extremely space saving and compact design of an electric machine, in particular a starter device for an internal combustion engine allowed.
  • the solution proposed by the invention can be dispensed with an attenuation in the ring gear 95, since the damping is moved into the freewheel 137. Therefore, can be dispensed cost-effectively, a ring gear 95 made of sintered material and this can be made of plastic material.

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Maschine (10), insbesondere eine Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine. Die elektrische Maschine (10) umfasst ein Umlaufgetriebe (83), welches insbesondere als Planetengetriebe ausgeführt ist. Dessen Planetenräder (86) sind in einem Planetenträger (98) aufgenommen, der mittels Dämpfungselementen (200) in einem ringförmigen Freilaufmitnehmer (197) gelagert ist.

Description

Beschreibung Titel
Freilauf mit integrierter Dämpfung
Stand der Technik
DE 43 02 854 C1 bezieht sich auf eine Andrehvorrichtung für Brennkraftmaschinen. Die Andrehvorrichtung umfasst einen Andrehmotor, dessen Antriebswelle über eine
Freilaufkupplung mit einem axial verschiebbaren Andrehritzel verbunden ist. Dieses spurt in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine ein. Bei einer Drehung, insbesondere in
Antriebsrichtung spricht ein Federspeicher im Antriebsstrang zwischen Einspurritzel und Antriebswelle des Andrehmotors an, der Drehmomentenstöße zwischen dem Einspurritzel und der Antriebswelle dämpft. Der Federspeicher ist mit einem in Antriebsrichtung wirksamen Vorspanndrehmoment im Antriebsstrang angeordnet, welches 15 % bis 50 % des auf die Ritzeldrehung bezogenen Kurzschlussdrehmomentes des Andrehmotors beträgt, wobei das Verhältnis der Verdrehsteifigkeit des vom Andrehmotor bis zum Einspurritzel gebildeten Antriebstranges der Andrehvorrichtung ohne Federspeicher und auf das
Kurzschlussdrehmoment bezogen zu der am Einspurritzel wirksamen Verdrehsteifigkeit des Federspeichers > 4 ist.
DE 196 16 666 A1 bezieht sich auf eine Freilaufeinrichtung für Andrehvorrichtungen von Brennkraftmaschinen. Die Freilaufeinrichtung weist einen der Andrehvorrrichtung
zugeordneten topfförmigen Mitnehmer auf, der einen Topfrand und einen Topfboden aufweist, wobei der Topfrand über Klemmstücke mit einer der Brennkraftmaschine zugeordneten Nabe zusammenwirkt. Der Topfrand weist zumindest im Bereich der
Klemmstücke keine mechanische Verbindung zum Topfboden auf. Topfrand und Topfboden sind einstückig ausgebildet, wobei die Entkopplung durch partielle Einschnitte ausgeführt ist.
Bei heute eingesetzten elektrischen Maschinen, insbesondere bei Startvorrichtungen für Brennkraftmaschinen, ist eine Dämpfung im Allgemeinen in einem Umlaufgetriebe, das insbesondere als Planetengetriebe ausgebildet ist, am Hohlrad des Planetengetriebes angebracht. Diese Dämpfung nimmt im Betrieb der elektrischen Maschine, insbesondere einer Startvorrichtung für Brennkraftmaschinen, auftretende Drehmomentspitzen auf und dient zusätzlich zur Geräuschminimierung an der elektrischen Maschine.
Darstellung der Erfindung
Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend, wird bei einer Startvorrichtung zum Andrehen von Brennkraftmaschinen eine Dämpfung vorgeschlagen, die insbesondere in einen Freilauf integriert ist, der wiederum in ein Umlaufgetriebe der Startvorrichtung integriert ist. Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend, kann dadurch beispielsweise ein gesintertes Hohlrad des Umlaufgetriebes eingespart werden und andererseits in eine die Start-Stop-Funktionalität begünstigende und die Lebensdauer der Startvorrichtung verlängernde Dämpfung integriert werden.
Dazu wird das Umlaufgetriebe der Startvorrichtung zum Andrehen von Brennkraftmaschinen, insbesondere als Planetengetriebe ausgebildet. Das Planetengetriebe wirkt in
Zusammenspiel mit einem ortsfesten 3-Rollen-Freilauf zusammen. Der 3-Rollen-Freilauf wird in besonders vorteilhafter und Bauraum sparender Weise in den Mitnehmer des
Umlaufgetriebes integriert. Zwischen einem Planetenträger des Umlaufgetriebes und dem Mitnehmer werden Dämpfungselemente eingesetzt. Die Dämpfungselemente können zum Beispiel als Federprofile, als Federblöcke, als Gummiabkoppelelemente oder ganz allgemein als ein dämpfendes Material ausgebildet sein. In besonders vorteilhafter Weise ergibt sich durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung die Integration des Freilaufes in den Mitnehmer, so dass eine extrem Bauraum sparende Anordnung in Bezug auf die
Außenabmessungen der Startvorrichtung und des Weiteren in Bezug auf die erforderlichen Baukomponenten der vorgeschlagenen Startvorrichtung erreicht werden kann.
Das Umlaufgetriebe der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Startvorrichtung zum Andrehen von Brennkraftmaschinen umfasst insbesondere einen Planetenträger, der aus Kunststoff oder Sintermaterial gefertigt wird. Der eingesetzte Kunststoff wird vorzugsweise mit
Glasfasern oder Kohlestofffasern und dergleichen verfüllt, so dass sich eine besonders robuste mechanische Stabilität dieses Bauteiles ergibt.
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann eine Abkopplung des
Umlaufgetriebes, insbesondere ausgestaltet als Planetengetriebe, von Stößen erreicht werden, die von der Antriebsseite, d.h. im vorliegenden Falle vom Andrehritzel herrühren. Des Weiteren wird durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung ein Winkelausgleich erreicht, so dass ein schräg laufendes Umlaufgetriebe, insbesondere ausgestaltet als Planetengetriebe vermieden werden kann, so dass sich kein einseitiger Verschleiß einstellt, der die Lebensdauer bzw. die Laufruhe des Umlaufgetriebes negativ beeinflussen könnte.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben. Es zeigt:
Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Startvorrichtung,
Figur 2 eine perspektivische Ansicht der in einen Freilauf am Mitnehmer integrierten
Dämpfung,
Figur 3 eine Schnittdarstellung gemäß des in Figur 4 dargestellten Schnittverlaufes III - III und Figur 4 einen Schnitt durch den Mitnehmer mit integriertem Freilauf und integrierter
Dämpfung.
Ausführungsformen der Erfindung Figur 1 zeigt eine Startvorrichtung 10 in einem Längsschnitt. Die Startvorrichtung 10 weist beispielsweise einen Startermotor 13 und einen Vorspuraktuator 16, so zum Beispiel ein Relais oder ein Starterrelais auf. Der Startermotor 13 und der elektrische Vorspuraktuator 16 sind an einem gemeinsamen Antriebslagerschild 19 befestigt. Der Startermotor 13 dient dazu, ein Andrehritzel 22 anzutreiben, wenn es in den Zahnkranz 25 der in Figur 1 nicht dargestellten Brennkraftmaschine eingespurt ist.
Der Startermotor 13 weist als Gehäuse ein Polrohr 28 auf, das an seinem Innenumfang Polschuhe 31 trägt, die jeweils von einer Erregerwicklung 34 umwickelt sind. Die Polschuhe 31 werden bei elektrisch erregten Startervorrichtungen 10, Permanentmagneten bei permanenterregten Startvorrichtungen 10 eingesetzt. Die Polschuhe 31 , der hier dargestellten elektrisch erregten Startervorrichtung 10, umgeben wiederum einen Anker 37, der ein aus Lamellen 40 aufgebautes Ankerpaket 43 und eine in Nuten 46 angeordnete Ankerwicklung 49 aufweist. Das Ankerpaket 43 ist auf eine Antriebswelle 44 aufgepresst. An dem Andrehritzel 22 abgewandten Ende der Antriebswelle 13 ist des Weiteren ein
Kommutator 52 angebracht, der unter anderem aus einzelnen Kommutatorlamellen 55 aufgebaut ist. Die Kommutatorlamellen 55 sind in bekannter Weise mit der Ankerwicklung 49 derart elektrisch verbunden, dass sich bei Bestromung der Kommutatorlamellen 55 durch Kohlebürsten 58 eine Drehbewegung des Ankers 37 im Polrohr 28 ergibt. Eine zwischen dem elektrischen Antrieb 16 und dem Startermotor 13 angeordnete Stromzufuhr 61 versorgt im Einschaltzustand sowohl die Kohlebürsten 58 als auch die Erregerwicklung 34 mit Strom. Die Antriebswelle 16 ist kommutatorseitig mit einem Wellenzapfen 64 in einem Gleitlager 67 abgestützt, welches wiederum in einem Kommutatorlagerdeckel 70 ortsfest gehalten ist. Der Kommutatorlagerdeckel 70 wiederum wird mittels Zuganker 73, die über den Umfang des Polrohrs 28 verteilt angeordnet sind, so zum Beispiel Schrauben, beispielsweise zwei, drei oder vier Stück, im Antriebslagerschild 19 befestigt. Es stützt sich dabei das Polrohr 28 am Antriebslagerschild 19 ab und der Kommutatorlagerdeckel 70 am Polrohr 28.
In Antriebsrichtung gesehen, schließt sich an den Anker 37 ein Sonnenrad 80, das Teil eines Umlaufgetriebes, insbesondere eines Planetengetriebes 83 ist. Das Sonnenrad 80 ist von mehreren Planetenrädern 86 umgeben, üblicherweise drei Planetenräder 86, die mittels Wälzlagern 89 auf Achszapfen 92 abgestützt sind. Die Planetenräder 86 wälzen innerhalb eines Hohlrades 95 ab, das im Pohlrohr 28 außenseitig gelagert ist.
In Richtung zur Abtriebsseite schließt sich an die Planetenräder 86 ein Planetenträger 98 an, in dem die Achszapfen 92 aufgenommen sind. Der Planetenträger 98 wird wiederum in einem Zwischenlager 101 und einem darin angeordneten Gleitlager 104 gelagert. Das Zwischenlager 101 ist derart topfförmig gestaltet, dass in diesem sowohl der Planetenträger 98 als auch die Planetenräder 86 aufgenommen sind. Des Weiteren ist im topfförmigen Zwischenlager 101 das Hohlrad 95 angeordnet, das letztlich durch einen Deckel 107 gegenüber dem Anker 37 geschlossen ist. Auch das Zwischenlager 101 stützt sich mit seinem Außenumfang an der Innenseite des Polrohrs 28 ab. Der Anker 37 weist auf dem vom Kommutator 52 abgewandten Ende der Antriebswelle 13 einen weiteren Wellenzapfen 1 10 auf, der ebenfalls in einem Gleitlager 1 13 aufgenommen ist. Das Gleitlager 1 13 wiederum ist in einer zentralen Bohrung des Planetenträgers 98 aufgenommen. Der
Planetenträger 98 ist einstückig mit der Abtriebswelle 1 16 verbunden. Diese Abtriebswelle ist mit ihrem vom Zwischenlager 101 abgewandten Ende 1 19 in einem weiteren Lager 122, welches im Antriebslagerschild 19 befestigt ist, abgestützt.
Die Abtriebswelle 1 16 ist in verschiedene Abschnitte aufgeteilt: So folgt dem Abschnitt, der im Gleitlager 104 des Zwischenlagers 101 angeordnet ist, ein Abschnitt mit einer
Geradverzahnung 125 (Innenverzahnung), die Teil einer Wellen-Naben-Verbindung 128 ist. Die Wellen-Naben-Verbindung 128 ermöglicht in diesem Fall das axial geradlinige Gleiten eines Mitnehmers 131. Der Mitnehmer 131 ist als ein hülsenartiger Fortsatz beschaffen, der einstückig mit einem Freilauf 137 verbunden ist. Dieser Freilauf 137 (Richtgesperre) ist in einem Mitnehmerring 197 aufgenommen und umfasst Klemmkörper 138. Diese
Klemmkörper 138 verhindern eine Drehung des Freilaufs 137 in eine zweite Richtung. Mit anderen Worten: der Freilauf 137 ermöglicht eine umlaufende Relativbewegung nur in eine Richtung. Das Andrehritzel 22 kann alternativ auch als geradverzahntes Ritzel ausgeführt sein. Statt elektromagnetisch erregter Polschuhe 31 mit Erregerwicklung 34 könnten auch permanentmagnetisch erregte Pole eingesetzt werden.
Der elektrische Vorspuraktuator 16 bzw. der Anker 168 haben darüber hinaus auch die Aufgabe, einen im Antriebslagerschild 19 drehbeweglich angeordneten Hebel 190 zu bewegen. Der Hebel 190, der üblicherweise als Gabelhebel ausgeführt wird, umgreift mit zwei hier nicht dargestellten„Zinken" zwei Scheiben 193, 194 an ihrem Außenumfang, um den zwischen diesen eingeklemmten Mitnehmerring 197 zum Freilauf 137 hin gegen den Widerstand der Feder 200 zu bewegen und dadurch das Andrehritzel 22 in den Zahnkranz 25 der Brennkraftmaschine einzuspuren. Nachfolgend wird auf den Einspurmechanismus eingegangen. Der elektrische
Vorspuraktuator 16 in Gestalt eines Relais oder eines Starterrelais weist einen Bolzen 150 auf, der einen elektrischen Kontakt darstellt und im Falle des Eingebautseins im Fahrzeug an den Pluspol einer elektrischen Starterbatterie, die in Figur 1 nicht dargestellt ist,
angeschlossen ist. Der Bolzen 150 ist durch den Deckel 153 hindurchgeführt. Ein zweiter Bolzen 152 stellt einen Anschluss für den elektrischen Startermotor 13 dar, der über die
Stromzufuhr 61 (dicke Litze) versorgt wird. Der Deckel 153 schließt ein Gehäuse 156 aus Stahl ab, welches mittels mehrerer Befestigungselemente 159, bei denen es sich
beispielsweise um Schrauben handeln kann, am Antriebslagerschild 19 befestigt ist. In dem elektrischen Vorspuraktuator 16 ist eine Schubeinrichtung 160 zur Ausübung einer Zugkraft auf den Gabelhebel190 und eine Schalteinrichtung 161 angeordnet. Die Schubeinrichtung 160 hat eine Wicklung 162 und die Schalteinrichtung 161 eine Wicklung 165. Die Wicklung 162 der Schubeinrichtung 160 und die Wicklung 165 der Schalteinrichtung 161 bewirken jeweils im eingeschalteten Zustand ein elektromagnetisches Feld, welches verschiedene Bauteile durchströmt. Die Wellen-Naben-Verbindung 128 kann statt mit einer
Geradverzahnung 125 auch mit einer Steilgewindeverzahnung ausgestattet sein. Es sind dabei die Kombinationen möglich, wonach a) das Andrehritzel 22 schräg verzahnt ist und die Wellen-Naben-Verbindung 128 eine Geradverzahnung 125 aufweist, oder b) das
Andrehritzel 22 schräg verzahnt ist und die Wellen-Naben-Verbindung 128 eine
Steilgewindeverzahnung aufweist oder c) das Andrehritzel 22 geradverzahnt ist und die Wellen-Naben-Verbindung 128 als Steilgewindeverzahnung ausgebildet ist.
Der Darstellung gemäß Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung mit einem in einen Mitnehmer integrierten Freilauf mit Dämpfung zu entnehmen.
Wie der perspektivischen Wiedergabe gemäß Figur 2 entnommen werden kann, ist die Abtriebswelle 1 16 mittels des Freilaufs 137 im Mitnehmer 197 gelagert. Der Mitnehmer 197 ist im Wesentlichen ringförmig ausgebildet und weist erste Freiräume 204 und zweite Freiräume 206 auf. Die ersten Freiräume 204 dienen zur Aufnahme eines insbesondere als stationärer 3-Rollen-Freilauf ausgebildeten Freilaufs 137. Der Freilauf 137 weist bevorzugt drei rollenförmig ausgebildete Klemmkörper 138 auf, die in den ersten Freiräumen 204 eingelassen sind. Ein jeder der rollenförmig ausgebildeten Klemmkörper 138 ist mit einer Feder 202 beaufschlagt, die sich an einer Seitenwand der ersten Freiräume 204 jeweils abstützt. Die ersten Freiräume 204 sind bevorzugt in einer 120°-Teilung in Bezug auf den Innenumfang des ringförmig ausgebildeten Mitnehmers 197 angeordnet.
Des Weiteren umfasst der ringförmig ausgebildete Mitnehmer 197 zweite Freiräume 206, die ebenfalls in einer 120°-Teilung angeordnet sind. In diese zweiten Freiräume 206 des ringförmig ausgebildeten Mitnehmers 197 sind Aufnahmen 208 des Planetenträgers 98 eingelassen. Der Planetenträger 98 wird insbesondere aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, das mit Glasfasern oder Kohlestofffasern oder anderen Fasern zur Erhöhung der mechanischen Steifigkeit verfüllt ist. Die Aufnahmen 208 sind ebenfalls in einer 120°-Teilung angeordnete zweite Freiräume 206 derart eingelassen, dass seitlich der Aufnahmen 208 jeweils ein Dämpfungselement 200 aufgenommen werden kann. Somit sind die Aufnahmen 208 beidseitig in Dämpfungselementen 200 gelagert. Bei den Dämpfungselementen 200 kann es sich beispielsweise um Federn oder um Gummiabkoppelelemente oder um ein Material mit elastischen Eigenschaften, welches in Blockform ausgebildet ist, handeln. Die Dämpfungselemente 200 können ebenfalls als luftkissenformige Hohlkörper in Rollen- oder Zylinderform oder dergleichen ausgebildet, beidseitig der Aufnahmen 208 in den zweiten Freiräumen 206 eingelassen sein. Dadurch wird eine kompaktbauende Dämpfung des Planetenträgers 98 bei dessen Lagerung im ringförmig ausgebildeten Mitnehmer 197 erreicht. Des Weiteren ergibt sich durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung eine kompaktbauende Lagerungsmöglichkeit für einen insbesondere als stationären 3-Rollen- Freilauf ausgebildeten Freilauf 137.
Vorzugsweise sind die rollenformig oder zylinderförmig ausgebildeten Klemmkörper 138 des Klemmkörpers 137 so ausgebildet, dass deren axiale Länge die Dicke des ringförmig ausgebildeten Mitnehmers 197 nicht überschreitet. Durch die gewählte Anordnung ist die Abtriebswelle 1 16 im Mitnehmerring 197 mittels des Freilaufes 137 gelagert, so dass eine Rotation der Abtriebswelle 1 16 in eine Drehrichtung möglich ist.
Figur 3 zeigt eine Schnittdarstellung der in Figur 2 in perspektivischer Darstellung dargestellten Baugruppe, die Abtriebswelle 1 16, den Mitnehmer 197, Teile des
Umlaufgetriebes sowie den Planetenträger umfassend.
Die Darstellung gemäß Figur 3 stellt eine Schnittdarstellung des in Figur 4 dargestellten Schnittverlaufes III - III dar. Wie aus der Darstellung gemäß Figur 3 hervorgeht, ist die Verzahnung 125 am Umfang der Abtriebswelle 1 16 als Schrägverzahnung oder auch als Schraubverzahnung ausgebildet, sie kann jedoch auch als Geradverzahnung, vergleiche Darstellung gemäß Figur 1 , ausgebildet sein.
Aus der Darstellung gemäß Figur 3 geht hervor, dass die Aufnahmen 208, in denen die Achszapfen 92 für die Planetenräder 86 gelagert sind, in den zweiten Freiräumen 206, die am Innenumfang des ringförmig ausgebildeten Mitnehmers 197 ausgebildet sind, gelagert sind. Die Achszapfen 92 tragen jeweils ein Planetenrad 86, welches seinerseits mit dem Sonnenrad 80 des insbesondere als Planetengetriebe ausgebildeten Umlaufgetriebes 83 kämmt. Figur 4 ist der in Figur 3 dargestellte Schnittverlauf III - III zu entnehmen. Aus der Draufsicht gemäß Figur 4 geht hervor, dass die ersten Freiräume 204 bzw. die zweiten Freiräume 206 jeweils in einer 120°-Teilung ausgebildet sind, wobei die 120°-Teilung, in der die ersten Freiräume 204 ausgebildet sind, zur 120°-Teilung, in der die zweiten Freiräume 206 ausgeführt sind, versetzt ist. Aus Figur 4 geht hervor, dass die rollen- oder zylinderförmig ausgebildeten Klemmkörper 138 jeweils durch eine Feder 202 beaufschlagt sind, die die rollen- oder zylinderförmig ausgebildeten Klemmkörper 138 gegen eine Begrenzungswand der ersten Freiräume 204 anstellt. Aus der Darstellung gemäß Figur 4 geht hervor, dass die Dämpfungselemente 200, die beidseitig der Aufnahmen 208 des Planetenträgers 98 ausgebildet sind, als dünnwandige Hohlkörper ausgebildet sind, so dass die Aufnahmen 208 elastisch im ringförmig
ausgebildeten Mitnehmer 197 gelagert sind. In jeder der Aufnahmen 208 - vergleiche insbesondere Figur 2 - ist ein Achszapfen 92 aufgenommen, der jeweils ein Planetenrad 86 aufnimmt, vergleiche perspektivische Darstellung gemäß Figur 2 und Schnittdarstellung gemäß Figur 3.
In der Darstellung gemäß Figur 4 sind die Dämpfungselemente 200 als Hohlkörper dargestellt, die eine dünnwandige Wand aufweisen. Sind die Hohlkörper mit Luft befüllt, so wird den Dämpfungselementen 200 ein gewisses Maß von Kompressibilität verliehen, das deren Dämpfungseigenschaft günstig beeinflusst. Anstelle von als Hohlkörpern
ausgebildeten Dämpfungselemente 200 können auch Federn oder Gummiabkoppelelemente aus Voll- oder aus Hohlmaterial eingesetzt werden, die in Blockform, in Rollen- oder Zylinderform oder dergleichen beidseits der Aufnahmen 208 in den zweiten Freiräumen 206 untergebracht werden können. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung, die insbesondere an einem Zweimassenschwungrad in vorteilhafter Weise implementiert werden kann, ist einerseits eine Dämpfung des Planetenträgers 98 des Umlaufgetriebes 83 erreichbar und andererseits eine Integration eines als ortsfesten 3-Rollen-Freilauf ausgebildeten Freilaufes 137 gegeben, was eine äußerst Platz sparende und kompakte Bauweise einer elektrischen Maschine, insbesondere einer Startervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine erlaubt. Insbesondere kann auch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung auf eine Dämpfung im Hohlrad 95 verzichtet werden, da die Dämpfung in den Freilauf 137 verlegt ist. Daher kann in kostengünstiger weise auf ein Hohlrad 95 aus Sintermaterial verzichtet werden und dies aus Kunststoffmaterial gefertigt werden.

Claims

Ansprüche
1 . Elektrische Maschine, insbesondere Startervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit einem Umlaufgetriebe (83), insbesondere einem Planetengetriebe, dessen
Planetenräder (86) in einem Planetenträger (98) aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (98) mittels Dämpfungselementen (200) in einem ringförmigen Mitnehmer (197) gelagert ist.
2. Elektrische Maschine gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (98) aus Kunststoff gefertigt ist, der mit Glasfasern oder Kohlestofffasern verfüllt ist.
3. Elektrische Maschine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Planetenträger (98) im Bereich von Aufnahmen (208) für Achszapfen (92) der Planetenräder (86) in zweiten Freiräumen (206) des ringförmigen Mitnehmers (197) gelagert ist.
4. Elektrische Maschine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der ringförmige Mitnehmer (197) erste Freiräume (204) aufweist, in denen die Komponenten eines Freilaufes (137) aufgenommen sind.
5. Elektrische Maschine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Freilauf (137) ein ortsfester 3-Rollen-Freilauf ist, der in einer 120°-Teilung angeordnete Klemmkörper (138) aufweist, die jeweils durch Federn (204) beaufschlagt sind.
6. Elektrische Maschine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Dämpfungselemente (200) als Federn, als
Gummiabkoppelelemente, als Hohlkörper oder in Blockform aus elastischem Material gefertigt sind. Elektrische Maschine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (208) für die Achszapfen (92) in den zweiten Freiräumen (206) des ringförmigen Mitnehmers (197) eingelassen sind.
Elektrische Maschine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (208) beidseitig in den zweiten Freiräumen (206) in Dämpfungselementen (200) gelagert sind.
Elektrische Maschine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungselemente (200) als Hohlkörper in Block- oder Zylinderform ausgebildet sind.
0. Elektrische Maschine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der ringförmige Mitnehmer (197) ringförmig ausgebildet ist, und die ersten Freiräume (204) und die zweiten Freiräume (206) an dessen Innenumfang ausgebildet sind.
1 . Elektrische Maschine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die ersten Freiräume (204) in einer 120°-Teilung angeordnet sind und die zweiten Freiräume (206) in einer 120°-Teilung angeordnet sind, wobei die 120°- Teilung der ersten Freiräume (204) zur 120°-Teilung der zweiten Freiräume (206) versetzt ist.
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