EP2771588A1 - Rollenfreilauf, andrehvorrichtung und verfahren hierzu - Google Patents

Rollenfreilauf, andrehvorrichtung und verfahren hierzu

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Publication number
EP2771588A1
EP2771588A1 EP12780460.7A EP12780460A EP2771588A1 EP 2771588 A1 EP2771588 A1 EP 2771588A1 EP 12780460 A EP12780460 A EP 12780460A EP 2771588 A1 EP2771588 A1 EP 2771588A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
roller
freewheel
clamping
chambers
clamping chambers
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Withdrawn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
EP12780460.7A
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 EP2771588A1 publication Critical patent/EP2771588A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/064—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
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/064—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
    • 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
    • F16D2041/0665—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 characterised by there being no cage other than the inner and outer race for distributing the intermediate members

Definitions

  • the invention relates to a roller freewheel for starting devices for internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
  • the invention relates to a starting device for starting an internal combustion engine according to the preamble of claim 6.
  • the invention relates to a method for producing a starter according to the preamble of claim 8.
  • the invention relates to a roller freewheel and a starter according to the preamble of the independent claims.
  • the present invention starters and starters for vehicles with internal combustion engines, which have an electric machine with an output shaft connected to a freewheel.
  • roller freewheels for starting devices are known from the prior art.
  • the roller freewheels allow a moment transfer between a race and a roller collar upon rotation of the roller covenant in one direction of rotation. Upon rotation of the roller covenant in an opposite direction slipping is made possible.
  • Between the race and roller collar usually about 5 to 8 rollers are arranged in terminal chambers.
  • the roller freewheel has a coarse thread with which it is connected to the output shaft, wherein the direction of rotation of the roller freewheel depends on the orientation of the coarse thread. This directional dependence allows insertion of the roller freewheel only for a certain direction of rotation.
  • DE 30 40 074 AI describes a roller freewheel with 6 rollers in 6 clamping chambers between a race and a collar shaft, that is a roll collar.
  • the race has a coarse thread, which dictates the direction of rotation. Such a roller freewheel transmits torque transmission in a direction determined by the coarse thread.
  • roller freewheel for starting devices for internal combustion engines comprising a freewheel ring and arranged in the interior of the freewheel ring, movable roller covenant, wherein between freewheel ring and roller covenant plurality of clamping chambers are formed with rollers arranged therein which allow by an orientation of the clamping chambers in a rotational direction torque transmission and allow slipping in an opposite direction, wherein the orientation is different in at least one of the clamping chambers, the roller freewheel can be used for torque transmission in different directions and thus flexible use.
  • the direction of rotation is determined during assembly by equipping the corresponding clamping chambers. For different directions of rotation a common roller freewheel can be used.
  • the remaining free chambers can be used advantageously for lubricating the rollers. In this way lubrication intervals are extended.
  • the remaining free clamping chambers are closed by a corresponding insert, for example made of plastic or metal, to avoid a grease or grease accumulation in the terminal chambers, which is caused by the centrifugal forces occurring.
  • the direction of rotation is, for example, clockwise or counterclockwise. In the opposite direction is the opposite direction of rotation, ie to understand counterclockwise or clockwise.
  • a clamping chamber only one roller is preferably arranged.
  • the roller is biased in one embodiment in the clamping chamber by means of a spring.
  • the spring is arranged so that the roller is biased in the direction of the taper.
  • the taper is, for example, by a wedge or clamping surface of the Clamping chamber formed, which presses or clamps the role of the freewheel ring in the direction of roller collar.
  • the roller freewheel is formed thread-free.
  • the freewheel ring and / or the roller coil is executed thread-free.
  • the freewheel ring is thread-free, in particular steep-threaded, executed.
  • the direction of rotation is thus independent of the coarse thread adjustable and is determined only by an assembly of the terminal chambers with appropriate alignment with rollers. As a result, a manufacturing process of the roller freewheel is simplified feasible.
  • freewheel ring and roller collar are formed thread-free.
  • rollers are each arranged in clamping chambers with the same or uniform orientation.
  • the arrangement of the rollers in the clamping chambers depends on the desired direction of rotation and can be varied or changed as desired.
  • the alignment is realized by a taper of the clamping chambers in the direction of rotation.
  • the taper in the direction of rotation causes a jamming of the rollers at the narrower end of the tapered clamping chamber and thus enables a torque transmission from the rotating roller collar to the freewheel ring.
  • the taper is realized, for example, by clamping surfaces which converge in the direction of the taper.
  • the clamping surfaces can be straight or curved.
  • the approximately circumferentially extending clamping chambers are designed to taper in a clockwise direction. If a clamping with the direction of rotation counterclockwise be realized, the approximately circumferentially extending clamping chambers are tapered running counter to the clockwise direction.
  • the clamping chambers are arranged alternately with different orientation.
  • the orientations are alternately designed differently, for example, from clamping chamber to clamp combing it alternately.
  • each two adjacent clamping chambers have a different orientation than two adjacently arranged, adjacent clamping chambers.
  • torque transmission is possible in a clockwise or counterclockwise direction of rotation.
  • both directions of rotation are ensured with a roller freewheel.
  • any arrangement of differently aligned clamping chambers is conceivable.
  • a further embodiment provides that a coolant and / or lubricant is provided in roller-free clamping chambers.
  • the coolant and / or lubricant may be provided both for lubrication and for other purposes, such as cooling.
  • a lubricant is introduced into at least one roller-free clamping chamber. More preferably, a lubricant is provided in more than one roller-free clamping chamber and most preferably in all roller-free clamping chambers.
  • the lubricant may be formed differently in one embodiment, for example per roller-free clamping chamber. For example, every second clamping chamber is free of rollers and correspondingly every second clamping chamber filled with lubricant.
  • the lubricant is advantageously used for lubrication and / or cooling of the roller freewheel, for example in the form of grease or plastic particles. A heat generated during the operation of the roller freewheel is so easy and effective dissipate.
  • the invention relates to a starting device, in particular a starter, for starting an internal combustion engine, comprising at least one roller freewheel, wherein the at least one roller freewheel is designed as a roller freewheel described above.
  • a starting device with a roller freewheel according to the invention can be used rotationally in two directions due to the flexibility of the roller freewheel. For freewheels with different directions of rotation of the same freewheeling type is used.
  • An embodiment provides that an output shaft of the starter is connected to the freewheel threadless. Due to the design of the freewheel for a clockwise and counterclockwise rotation, the coarse thread used for the connection of roller freewheel and output shaft can be omitted.
  • the coarse thread is in the stationary freewheel according to the invention not in the freewheel itself, but in the field of movable components, namely between extension and drive shaft.
  • Internal combustion engine comprising at least one roller freewheel, which allows torque transmission in a rotational direction and allows slipping in an opposite direction, wherein the direction of rotation and the opposite direction is determined by inserting rollers in differently aligned clamping chambers, that can determine the direction of rotation only during assembly , Depending on in which clamping chambers with which orientation the rollers are introduced, the direction of rotation is oriented in a clockwise or counterclockwise direction.
  • a roller freewheel can thus be used for two directions of rotation.
  • Figure 1 in a cross-sectional view of a trained as cranking electric machine
  • Figure 2 is a plan view of a roller freewheel.
  • FIG. 1 shows in a cross-sectional view designed as cranking device 100 electrical machine of an internal combustion engine or internal combustion engine with relay 42, also designed as a switching or engaging relay.
  • a housing 10 of the electric machine comprises a cylindrical housing part 11 and a cover 13, which are interconnected by screws, not shown.
  • the cylindrical housing part 11 is closed at the rear by the cover 13, in the middle part of an outwardly directed, closed hub is formed.
  • a bearing 15 in which the rear end 17a of the drive shaft 17 of an electric Anharmmotors 18 is mounted, whose armature is denoted by 19.
  • the front end of the drive shaft 17 is connected to a reduced diameter end portion 22 in a coaxially extending, not shown blind bore 23 of an output shaft 24 stored.
  • the other end of the output shaft 24 is mounted in a housing part 11 closing bearing plate 25 and a molded-on this hub 26.
  • a planet carrier 12 drives the output shaft 24, on which a roller freewheel 1 is arranged, whose roller collar 3 has an extension 35 (pinion), on which an external toothing 36 is formed.
  • a freewheel ring 2 of the roller freewheel 1 is thread-free connected to the output shaft 24. It acts on him a so-called Einspurfeder 39.
  • Einspurfeder 39 By axial displacement of the roller freewheel 1, the external teeth 36 can be brought into engagement with a ring gear 40 of an internal combustion engine for the purpose of starting. This is done with the aid of the (engagement) relay 42, in which a magnet armature is pivoted by a projection 43 a lever 44 when switching a current, which moves the roller freewheel 1 to the left via a link 45 which is located between discs 46.
  • the lever 44 is formed with two arms and by means of pins 48, pivotally mounted in a housing-fixed bearing 49. On this process is received only briefly, since not essential to the invention.
  • the drive shaft 17 is secured near its rear bearing-side end 17a with a lock washer. This is approximately U-shaped - and is on the one hand at one end of the lid 13, on the other hand at one end of the bearing point.
  • On the cover 13 is a brush plate 53 which is screwed to the lid 13.
  • the brush plate 53 is integrally formed.
  • coals are arranged, which bear under spring pressure to a commutator 63, which is arranged on the drive shaft 17.
  • the coals are connected via connecting leads to a cable lug which is connected to a contact 68 of the engagement relay 42.
  • the strands penetrate a seal 70, which in
  • Housing part 11 is disposed in an opening 71.
  • the brush plate 53 is fastened with screws 62 on the cover 13.
  • Fig. 2 shows a plan view of the roller freewheel 1 for cranking an internal combustion engine.
  • the roller freewheel 1 comprises a freewheel ring 2 and an im
  • Each clamping chamber 4 has at least one clamping or wedge surface 4a, with which a roller 5 arranged in the clamping chamber 4 is pressed in the direction of the roller collar 3 and thus clamped. Furthermore, each clamping chamber 4 has a receiving portion 4b for receiving a coil spring 5 biasing the rollers 5 in the direction of the clamping or wedge surface 4a. In the embodiment illustrated here, adjacent clamping chambers 4 are formed alternately different from each other. The difference in education is essentially that the in
  • Circumferential direction of the clamping or wedge surfaces 4 a and the receiving portions 4 b are formed on different sides of the clamping chambers 4. That is, the different clamping chambers 4 have a first orientation 6, in which a clamping effect alsgund the arrangement of the clamping or wedge surface 4a counterclockwise acts, and a second orientation 7, in which a
  • clamping effect alsgund the arrangement of the clamping or wedge surface 4a clockwise acts.
  • the rollers 5 with the corresponding springs 8 are each arranged in clamping chambers 4 with the same orientation 6 (or alternatively 7). According to the embodiment of FIG. 1, the alignment of two adjacent clamping chambers 4 is in each case opposite, that is to say alternating.
  • Clamping chamber 4 always acts in the direction of its alignment 6 and 7 by clamping.
  • an anticlockwise clamped clamping chamber 4 with an orientation 6 is followed by a clamped in the clockwise direction clamping chamber 4.
  • the embodiment shown here are three clamping chambers 4 left clamping, that is, with orientation 6 counterclockwise, and three clamping chambers 4 right clamping, that is, with orientation 7 in the clockwise direction, formed.
  • the alignments 6 and 7 are realized in each case by a taper by means of the clamping or wedge surfaces 4 a of the clamping chambers 4 in or against a direction of rotation.
  • rollers 5 are arranged with springs.
  • the rollers 5 are arranged on the end facing away from the taper end of the clamping chambers 4, the receiving portions 4b. If the roller collar 3 rotates in the direction of rotation, in this case counterclockwise to the left, a torque transmission takes place between the roller collar 3 and the freewheel ring 2, so that the freewheel ring 2 rotates with the roller collar 3. If the roller collar 3 rotates in an opposite direction, ie counterclockwise to the right, the springs 8 cause a free co-rotation of the roller collar 3, ie a so-called overtaking of the freewheel ring 2.
  • overtraining means that the roller collar 3 is itself moved slower than the freewheel ring 2 and so the rollers 5 are pressed against the springs 8. This prevents jamming of the rollers 5 in the clamping chambers 4.
  • the direction of rotation or the counter-rotation direction is dependent on the uniform arrangement of the rollers 5 in clamping chambers 4, each with an orientation 6 or 7.
  • the rollers 5 can be used depending on the desired direction of rotation in the terminal chambers 4. The insertion always takes place only in clamping chambers 4 with the same orientation 6 or 7.
  • a coolant and / or lubricant for cooling and / or lubrication of the roller freewheel 1 is introduced.

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Abstract

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft einen Rollenfreilauf (1) für Andrehvorrichtungen (100) für Brennkraftmaschinen, umfassend einen Freilaufring (2) und einen im Inneren des Freilaufrings (2) angeordneten, beweglichen Rollenbund (3), wobei zwischen Freilaufring (2) und Rollenbund (3) mehrere Klemmkammern (4) mit darin angeordneten Rollen (5) ausgebildet sind, die durch eine Ausrichtung (6,7) der Klemmkammern (4) in eine Drehrichtung eine Momentübertragung zulassen und in eine Gegenrichtung ein Durchrutschen ermöglichen, wobei die Ausrichtung (6,7) in mindestens einer der Klemmkammern (4) unterschiedlich ist. Weiter betrifft die Erfindung eine Andrehvorrichtung (100) und ein Verfahren zur Herstellung einer Andrehvorrichtung (100).

Description

Beschreibung
Titel
Rollenfreilauf, Andrehvorrichtung und Verfahren hierzu
Die Erfindung betrifft einen Rollenfreilauf für Andrehvorrichtungen für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Weiter betrifft die Erfindung eine Andrehvorrichtung zum Andrehen einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Andrehvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Rollenfreilauf und einer Andrehvorrichtung nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Starter und Anlasser für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren, die eine elektrische Maschine mit einer mit einem Freilauf verbundener Abtriebswelle aufweisen.
Aus dem Stand der Technik sind Rollenfreiläufe für Andrehvorrichtungen bekannt. Die Rollenfreiläufe erlauben eine Momentübertragung zwischen einem Laufring und einem Rollenbund bei einer Drehung des Rollenbundes in eine Drehrichtung. Bei einer Drehung des Rollenbundes in eine Gegenrichtung wird ein Durchrutschen ermöglicht. Zwischen Laufring und Rollenbund sind üblicherweise ca. 5 bis 8 Rollen in Klemmkammern angeordnet. Der Rollenfreilauf weist ein Steilgewinde auf, mit dem dieser mit der Abtriebswelle verbunden ist, wobei die Drehrichtung des Rollenfreilaufs von der Orientierung des Steilgewindes abhängt. Diese Richtungsabhängigkeit ermöglicht ein Einsetzen des Rollenfreilaufs nur für eine bestimmte Drehrichtung. Die DE 30 40 074 AI beschreibt einen Rollenfreilauf mit 6 Rollen in 6 Klemmkammern zwischen einem Laufring und einer Bundwelle, das heißt einem Rollenbund. Der Laufring weist ein Steilgewinde auf, welches die Drehrichtung vorgibt. Ein derartiger Rollenfreilauf überträgt eine Momentübertragung in eine durch das Steilgewinde festgelegte Richtung.
Offenbarung der Erfindung Der erfindungsgemäße Rollenfreilauf mit den Merkmalen des entsprechenden
Hauptanspruches oder nebengeordneten Anspruches haben dem Stand der Technik gegenüber den Vorteil, dass bei dem Rollenfreilauf für Andrehvorrichtungen für Brennkraftmaschinen, umfassend einen Freilaufring und einen im Inneren des Freilaufrings angeordneten, beweglichen Rollenbund, wobei zwischen Freilaufring und Rollenbund mehrere Klemmkammern mit darin angeordneten Rollen ausgebildet sind, die durch eine Ausrichtung der Klemmkammern in eine Drehrichtung eine Momentübertragung zulassen und in eine Gegenrichtung ein Durchrutschen ermöglichen, wobei die Ausrichtung in mindestens einer der Klemmkammern unterschiedlich ist, der Rollenfreilauf sich für eine Momentübertragung in unterschiedliche Drehrichtungen verwenden lässt und somit flexibel einsetzbar ist. Die Drehrichtung wird bei der Montage durch eine Bestückung der entsprechenden Klemmkammern festgelegt. Für unterschiedliche Drehrichtungen ist ein gemeinsamer Rollenfreilauf verwendbar. Die freibleibenden Kammern können vorteilhafter Weise zur Schmierung der Rollen verwendet werden. Auf diese Weise sind Schmierungsintervalle verlängert. In einer anderen
Ausführung werden die freibleibenden Klemmkammern durch einen entsprechenden Einsatz, beispielsweise aus Kunststoff oder Metall verschlossen, um eine Schmiermittel- bzw. Fettansammlung in den Klemmkammern, die durch die auftretenden Fliehkräfte entsteht, zu vermeiden.
Die Drehrichtung erfolgt beispielsweise im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn. Unter Gegenrichtung ist die entgegengerichtete Drehrichtung, also gegen den Uhrzeigersinn bzw. im Uhrzeigersinn zu verstehen. In einer Klemmkammer ist bevorzugt nur eine Rolle angeordnet. Die Rolle ist in einer Ausführungsform in der Klemmkammer mittels einer Feder vorgespannt. Die Feder ist dabei so angeordnet, dass die Rolle in Richtung der Verjüngung vorgespannt wird. Die Verjüngung wird beispielsweise durch eine Keil- oder Klemmfläche der Klemmkammer gebildet, welche die Rolle von dem Freilaufring in Richtung Rollenbund presst oder klemmt.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen und nebengeordneten Ansprüchen vorgegebenen Vorrichtungen möglich.
In einer Ausführung ist vorgesehen, dass der Rollenfreilauf gewindefrei ausgebildet ist. Beispielsweise ist der Freilaufring und/oder der Rollenbund gewindefrei ausgeführt. Bevorzugt ist der Freilaufring gewindefrei, insbesondere steilgewindefrei, ausgeführt. Die Drehrichtung ist somit unabhängig von dem Steilgewinde einstellbar und wird lediglich durch eine Bestückung der Klemmkammern mit entsprechender Ausrichtung mit Rollen festgelegt. Hierdurch ist ein Herstellungsprozess des Rollenfreilaufs vereinfacht durchführbar. Vorteilhafterweise sind Freilaufring und Rollenbund gewindefrei ausgebildet.
In einer anderen Ausführung ist vorgesehen, dass die Rollen jeweils in Klemmkammern mit gleicher oder einheitlicher Ausrichtung angeordnet sind. Die Anordnung der Rollen in den Klemmkammern ist abhängig von der gewünschten Drehrichtung und beliebig variierbar bzw. veränderbar.
Vorteilhafterweise ist die Ausrichtung durch eine Verjüngung der Klemmkammern in Drehrichtung realisiert. Die Verjüngung in Richtung der Drehrichtung bewirkt ein Klemmen der Rollen an dem schmaleren Ende der sich verjüngenden Klemmkammer und ermöglicht somit eine Momentübertragung von dem drehenden Rollenbund auf den Freilaufring. Die Verjüngung wird beispielsweise durch sich Klemmflächen realisiert, welche in Richtung der Verjüngung aufeinander zulaufen. Die Klemmflächen können gerade oder gekrümmt verlaufen.
Soll eine Klemmung mit Drehrichtung im Uhrzeigersinn realisiert werden, so sind die etwa umfänglich verlaufenden Klemmkammern in Uhrzeigersinnrichtung verlaufend verjüngt ausgebildet. Soll eine Klemmung mit Drehrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn realisiert werden, so sind die etwa umfänglich verlaufenden Klemmkammern entgegen dem Uhrzeigersinnrichtung verlaufend verjüngt ausgebildet.
Entsprechend ist in einer anderen Ausführung vorgesehen, dass die Klemmkammern mit unterschiedlicher Ausrichtung alternierend angeordnet sind. Vorteilhafterweise sind die Ausrichtungen abwechselnd unterschiedlich ausgeführt, beispielsweise von Klemmkammer zu Klemm kämm er abwechselnd. Alternativ weisen jeweils zwei benachbarte Klemmkammern eine andere Ausrichtung auf als zwei daneben angeordnete, benachbarte Klemmkammern. Je nach Ausrichtung und damit Drehrichtung ist die Momentübertragung bei einer Drehrichtung im Uhrzeigersinn oder entgegen des Uhrzeigersinnes möglich. Erfindungsgemäß sind beide Drehrichtungen mit einem Rollenfreilauf gewährleistet. Grundsätzlich ist jede Anordnung von unterschiedlich ausgerichteten Klemmkammern denkbar. Besonders günstig für eine Kraftverteilung hat sich jedoch eine alternierende Anordnung herausgestellt, bei der in Umfangsrichtung eine Klemmkammer mit Klemmung im Uhrzeigersinn einer Klemmkammer mit Klemmung entgegen dem Uhrzeigersinn folgt und umgekehrt. Entsprechend vorteilhaft ist es, wenn eine gerade Anzahl an Klemmkammern ausgebildet ist, sodass keine zwei Klemmkammern mit gleicher Ausrichtung nebeneinander angeordnet sind.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass in rollenfreien Klemmkammern ein Kühl- und/oder Schmiermittel vorgesehen ist. Das Kühl- und/oder Schmiermittel kann sowohl zur Schmierung als auch zu weiteren Zwecken, wie etwa einer Kühlung, vorgesehen sein. Vorteilhafterweise ist in mindestens einer rollenfreien Klemmkammer ein Schmiermittel eingebracht. Weiter bevorzugt ist in mehr als einer rollenfreien Klemmkammer und am meisten bevorzugt in allen rollenfreien Klemmkammern ein Schmiermittel vorgesehen. Die Schmiermittel können in einer Ausführungsform, beispielsweise je rollenfreier Klemmkammer, unterschiedlich ausgebildet sein. Beispielsweise ist jede zweite Klemmkammer rollenfrei und entsprechend jede zweite Klemmkammer mit Schmiermittel gefüllt. Das Schmiermittel wird vorteilhafterweise zur Schmierung und/oder Kühlung des Rollenfreilaufs eingesetzt, beispielsweise in Form von Fett oder Kunststoffteilchen. Eine bei dem Betrieb des Rollenfreilaufs entstehende Wärme ist so einfach und effektiv abzuführen.
Weiter betrifft die Erfindung eine Andrehvorrichtung, insbesondere einen Starter, zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, umfassend mindestens einen Rollenfreilauf, wobei der mindestens eine Rollenfreilauf als vorstehend beschriebener Rollenfreilauf ausgebildet ist. Eine Andrehvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Rollenfreilauf ist durch die Flexibilität des Rollenfreilaufs in zwei Richtungen drehend einsetzbar. Für Freiläufe mit unterschiedlichen Drehrichtungen ist der gleiche Freilauftyp verwendbar. Eine Ausführungsform sieht vor, dass eine Abtriebswelle der Andrehvorrichtung mit dem Freilauf gewindefrei verbunden ist. Aufgrund der Ausbildung des Freilaufs für eine Drehrichtung im Uhrzeigersinn und entgegen eines Uhrzeigersinns, kann das überlicherweise für die Verbindung von Rollenfreilauf und Abtriebswelle verwendete Steilgewinde entfallen. Das Steilgewinde befindet sich bei dem erfindungsgemäßen, ortsfesten Freilauf nicht im Freilauf selbst, sondern im Bereich der beweglichen Bauteilen, nämlich zwischen Fortsatz und Antriebswelle. Vorteilhafterweise kann auf das Steilgewinde bei den ortsfesten Freiläufen verzichtet werden, da diese unbeweglich sind und ein Steilgewinde lediglich bei nicht ortsfesten, das heißt beweglichen, Freiläufen erforderlich ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des entsprechenden Hauptanspruches oder nebengeordneten Anspruches hat dem Stand der Technik gegenüber den Vorteil, dass bei einem Verfahren zur Herstellung einer Andrehvorrichtung, insbesondere eines Starters, zum Andrehen einer
Brennkraftmaschine, umfassend mindestens einen Rollenfreilauf, der in eine Drehrichtung eine Momentübertragung zulässt und in eine Gegenrichtung ein Durchrutschen ermöglicht, wobei die Drehrichtung und die Gegenrichtung durch Einsetzen von Rollen in unterschiedlich ausgerichteten Klemmkammern festgelegt wird, dass erst bei der Montage eine Festlegung der Drehrichtung erfolgen kann. Je nach dem, in welchen Klemmkammern mit welcher Ausrichtung die Rollen eingebracht werden, ist die Drehrichtung im Uhrzeigersinn oder entgegen des Uhrzeigersinnes ausgerichtet. Ein Rollenfreilauf lässt sich so für zwei Drehrichtungen verwenden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 in einer Querschnittsansicht eine als Andrehvorrichtung ausgebildete elektrische Maschine, und Figur 2 in einer Draufsicht einen Rollenfreilauf.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels Fig. 1 zeigt in einer Querschnittansicht eine als Andrehvorrichtung 100 ausgebildete elektrische Maschine einer Verbrennungskraftmaschine oder Brennkraftmaschine mit Relais 42, auch als Schalt- oder Einrückrelais ausgeführt. Ein Gehäuse 10 der elektrischen Maschine umfasst einen zylindrischen Gehäuseteil 11 und einen Deckel 13, die durch nicht weiter dargestellte Schrauben miteinander verbunden sind. Das zylindrische Gehäuseteil 11 ist hinten durch den Deckel 13 verschlossen, in dessen Mittelteil eine nach außen gerichtete, geschlossene Nabe angeformt ist. In der Nabe befindet sich eine Lagerstelle 15, in welcher das hintere Ende 17a der Antriebswelle 17 eines elektrischen Andrehmotors 18 gelagert ist, dessen Anker mit 19 bezeichnet ist.
Radial außerhalb des Ankers 19 befinden sich an der Wand des Gehäuseteils 11 mehrere (Permanent-) Magnete 20 des Andrehmotors 18. Das vordere Ende der Antriebswelle 17 ist mit einem im Durchmesser reduzierten Endabschnitt 22 in einer achsgleich verlaufenden, nicht weiter dargestellten Sackbohrung 23 einer Abtriebswelle 24 gelagert. Das andere Ende der Abtriebswelle 24 ist in einem das Gehäuseteil 11 verschließenden Lagerschild 25 und einer an diesem angeformten Nabe 26 gelagert. Die Antriebswelle 17 hat nahe ihrem dem Lagerschild 25 zugewandten Ende eine Verzahnung 28 (Sonnenrad), in welche Planetenräder 29 eingreifen, die auch mit einem außen liegenden, feststehenden Hohlrad 30 eines Planetengetriebes 31 kämmen (= Vorgelege). Ein Planetenträger 12 treibt die Abtriebswelle 24 an, auf welcher ein Rollenfreilauf 1 angeordnet ist, dessen Rollenbund 3 einen Fortsatz 35 (Ritzel) aufweist, an dem eine Außenverzahnung 36 ausgebildet ist. Ein Freilaufring 2 des Rollenfreilaufs 1 ist gewindefrei mit der Abtriebswelle 24 verbunden. Auf ihn wirkt eine so genannte Einspurfeder 39. Durch axiales Verschieben des Rollenfreilaufs 1 kann die Außenverzahnung 36 mit einem Zahnkranz 40 einer Brennkraftmaschine zwecks des Startvorgangs in Eingriff gebracht werden. Dies geschieht mit Hilfe des (Einrück-) Relais 42, in welchem beim Einschalten eines Stroms ein Magnetanker über einen Fortsatz 43 einen Hebel 44 verschwenkt, der über eine Kulisse 45, die zwischen Scheiben 46 liegt, den Rollenfreilauf 1 nach links verschiebt. Der Hebel 44 ist zweiarmig ausgebildet und mittels Zapfen 48, in einem gehäusefesten Lager 49 schwenkbar angeordnet. Auf diesen Vorgang ist nur kurz eingegangen, da nicht erfindungswesentlich. Die Antriebswelle 17 ist nahe ihrem hinteren lagerseitigen Ende 17a mit einer Sicherungsscheibe gesichert. Diese ist etwa U-förmig ausgebildet - und liegt einerseits an einem Ende des Deckels 13 an, andererseits an einem Ende der Lagerstelle an. An dem Deckel 13 liegt eine Bürstenplatte 53, welche mit dem Deckel 13 verschraubt ist. Die Bürstenplatte 53 ist einstückig ausgebildet. An ihr sind insbesondere aus Kunststoff bestehende Bürstenhalter befestigt, in welchen Kohlen angeordnet sind, die sich unter Federdruck an einen Kommutator 63 anlegen, welcher an der Antriebswelle 17 angeordnet ist. Die Kohlen sind über Anschlußlitzen an einen Kabelschuh angeschlossen, der mit einem Kontakt 68 des Einrückrelais 42 verbunden ist. Die Litzen durchdringen eine Dichtung 70, welche im
Gehäuseteil 11 in einer Öffnung 71 angeordnet ist. Die Bürstenplatte 53 ist mit Schrauben 62 am Deckel 13 befestigt.
Fig. 2 zeigt in einer Draufsicht den Rollenfreilauf 1 zum Andrehen einer Brennkraftmaschine. Der Rollenfreilauf 1 umfasst einen Freilaufring 2 und einen im
Inneren des Freilaufrings 2 angeordneten, zu dem Freilaufring 2 beweglichen Rollenbund 3. Zwischen dem Freilaufring 2 und dem Rollenbund 3 sind sechs Klemmkammern 4 ausgebildet. Jede Klemmkammer 4 weist mindestens eine Klemm- oder Keilfläche 4a auf, mit welcher eine in der Klemmkammer 4 angeordnete Rolle 5 in Richtung des Rollenbunds 3 gedrückt und somit geklemmt wird. Weiter weist jede Klemmkammer 4 einen Aufnahmeabschnitt 4b zur Aufnahme einer die Rollen 5 in Richtung Klemm- oder Keilfläche 4a vorspannenden Spiraldruckfeder 8 auf. In der hier dargestellten Ausführungsform sind benachbarte Klemmkammern 4 abwechselnd unterschiedliche zueinander ausgebildet. Die unterschiedliche Ausbildung besteht im Wesentlichen darin, dass die in
Umfangsrichtung die Klemm- oder Keilflächen 4a und die Aufnahmeabschnitte 4b an unterschiedlichen Seiten der Klemmkammern 4 ausgebildet sind. Das heißt, die unterschiedlichen Klemmkammern 4 weisen eine erste Ausrichtung 6, in der eine Klemmwirkung aufgund der Anordnung der Klemm- oder Keilfläche 4a entgegen dem Uhrzeigersinn wirkt, und eine zweite Ausrichtung 7 auf, in der eine
Klemmwirkung aufgund der Anordnung der Klemm- oder Keilfläche 4a im Uhrzeigersinn wirkt. Die Rollen 5 mit den entsprechenden Federn 8 sind jeweils in Klemmkammern 4 mit gleicher Ausrichtung 6 (oder alternativ 7) angeordnet. Gemäß der Ausführung der Fig. 1 ist die Ausrichtung zweier benachbarter Klemmkammern 4 jeweils entgegengesetzt, das heißt alternierend. Eine
Klemmkammer 4 wirkt immer in Richtung ihrer Ausrichtung 6 bzw. 7 klemmend. Auf eine entgegen den Uhrzeigersinn klemmende Klemmkammer 4 mit einer Ausrichtung 6 folgt eine in Richtung Uhrzeigersinn klemmende Klemmkammer 4. In der hier dargestellten Ausführungsform sind drei Klemmkammern 4 links klemmend, das heißt mit Ausrichtung 6 entgegen dem Uhrzeigersinn, und drei Klemmkammern 4 rechts klemmend, das heißt mit Ausrichtung 7 im Uhrzeigersinn, ausgebildet. Die Ausrichtungen 6 und 7 sind jeweils durch eine Verjüngung mittels der Klemm- oder Keilflächen 4a der Klemmkammern 4 in bzw. entgegen einer Drehrichtung realisiert.
In den Klemmkammern 4 mit einer ersten Ausrichtung 6 sind mit Federn 8 vorgespannte Rollen 5 angeordnet. Die Rollen 5 sind an dem der Verjüngung abgewandten Ende der Klemmkammern 4, den Aufnahmeabschnitten 4b angeordnet. Dreht sich der Rollenbund 3 in die Drehrichtung, hier also entgegen des Uhrzeigersinnes nach links, erfolgt eine Momentübertragung zwischen Rollenbund 3 und Freilaufring 2, sodass der Freilaufring 2 mit dem Rollenbund 3 mit dreht. Dreht sich der Rollenbund 3 in eine Gegenrichtung, also entgegen dem Uhrzeigersinn nach rechts, bewirken die Federn 8 ein freies Mitdrehen des Rollenbundes 3, also ein sogenanntes Überholen des Freilaufrings 2. Unter einem Überholen wird im Sinne dieser Patentanmeldung verstanden, dass der Rollenbund 3 sich langsamer bewegt als der Freilaufring 2 und so die Rollen 5 gegen die Federn 8 gedrückt werden. Dadurch wird ein Klemmen der Rollen 5 in den Klemmkammern 4 unterbunden. Die Drehrichtung bzw. die Gegendrehrichtung ist abhängig von der einheitlichen Anordnung der Rollen 5 in Klemmkammern 4 mit jeweils einer Ausrichtung 6 oder 7. Durch die unterschiedlichen Ausrichtungen 6 und 7 ist es möglich, den Freilaufring 2 im Bereich des Rollenbundes 3 steilgewindefrei auszubilden bzw. das Steilgewinde zwischen Fortsatz 35 und Antriebswelle 17 auszubilden. Die Rollen 5 sind je nach gewünschter Drehrichtung in die Klemmkammern 4 einsetzbar. Dabei erfolgt das Einsetzen stets nur in Klemmkammern 4 mit gleicher Ausrichtung 6 oder 7. In die rollenfreien Klemmkammern 4 wird ein Kühl- und/oder Schmiermittel zur Kühlung und/oder Schmierung des Rollenfreilaufs 1 eingebracht.

Claims

Patentansprüche
1. Rollenfreilauf (1) für Andrehvorrichtungen (100) für Brennkraftmaschinen, umfassend
einen Freilaufring (2) und
einen im Inneren des Freilaufrings (2) angeordneten, beweglichen Rollenbund (3), wobei zwischen Freilaufring (2) und Rollenbund (3) mehrere Klemmkammern (4) mit darin angeordneten Rollen (5) ausgebildet sind, die durch eine Ausrichtung (6,7) der Klemmkammern (4) in eine Drehrichtung eine Momentübertragung zulassen und in eine Gegenrichtung ein Durchrutschen ermöglichen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ausrichtung (6,7) in mindestens einer der Klemmkammern (4) unterschiedlich ist.
2. Rollenfreilauf (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenfreilauf (1) gewindefrei ausgebildet ist.
3. Rollenfreilauf (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (5) jeweils in Klemmkammern (4) mit gleicher Ausrichtung (6,7) angeordnet sind.
4. Rollenfreilauf (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Klemmkammern (4) mit unterschiedlicher Ausrichtung (6,7) alternierend angeordnet sind.
5. Rollenfreilauf (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
in rollenfreien Klemmkammern (4) ein Kühl- und/oder Schmiermittel vorgesehen ist.
6. Andrehvorrichtung (100), insbesondere ein Starter, zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, umfassend mindestens einen Rollenfreilauf (1),
dadurch gekennzeichnet, dass
der mindestens eine Rollenfreilauf (1) als Rollenfreilauf (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 5 ausgebildet ist.
7. Andrehvorrichtung (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abtriebswelle (24) der Andrehvorrichtung (100) mit dem Freilauf (1) gewindefrei verbunden ist.
8. Verfahren zur Herstellung einer Andrehvorrichtung (100), insbesondere eines Starters, zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, umfassend mindestens einen Rollenfreilauf (1), der in eine Drehrichtung eine Momentübertragung zulässt und in eine Gegenrichtung ein Durchrutschen ermöglicht,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Drehrichtung und die Gegenrichtung durch Einsetzen von Rollen (5) in unterschiedlich ausgerichteten Klemmkammern (4) festgelegt wird.
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