WO1988004489A1 - Electric starter motor for internal combustion engines - Google Patents

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Inventor
Peter Schmidt
Erich Droll
Erwin Elser
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Robert Bosch Gmbh
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/16—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H02K5/167—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using sliding-contact or spherical cap bearings
    • H02K5/1672—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using sliding-contact or spherical cap bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • 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
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72—Sealings
    • F16C33/74—Sealings of sliding-contact bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2380/00—Electrical apparatus
    • F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators

Definitions

  • the invention is based on an electric crank motor for internal combustion engines according to the preamble of the main claim. It is already known in such a starting motor according to OE-OS 31 31 148 to introduce lubricant into the cover cap and to place the cover cap relatively closely over the parts of an longitudinal play compensation and a bearing extension of the commutator bearing and to screw it on the outside of the end face of the commutator bearing.
  • the disadvantage of this arrangement is that the lubricant is not adequately sealed in the cap.
  • the lubricant intended to lubricate the bearing point of the drive shaft in a slide bearing used in the bearing extension can largely escape between the bearing extension and the cover cap. As a result, the lubricant requirement is undesirably high.
  • the invention has for its object to provide an electric starter motor for internal combustion engines, in which a substantial damping of the noise at the bearing point of the drive shaft is achieved and a more effective lubrication of the bearing point is made possible with significantly less lubricant.
  • a lubricant cap as an inexpensive plastic part in the cover cap, which absorbs the lubricant and rests against the end face of the bearing extension.
  • the lubricant cap also does not require an extension of the cover cap, because the sealed lubricant space can be kept smaller than before because of the lower lubricant requirement.
  • an inner ring in the cover cap which is in any case designed as a deep-drawn part To form shoulder on which a sealing ring inserted into the cover cap rests, which also bears sealingly on the end face of the bearing extension and on at least part of the armature longitudinal play compensation.
  • FIG. 1 shows a first and FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of the cor ⁇ mutator-side end of an electric starter motor, each in longitudinal section.
  • the Andrahmotor according to Figure 1 has a drive shaft 1 which is rotatably mounted in a plain bearing 2.
  • the slide bearing 2 is inserted in a bearing extension 3 of a commutator bearing 4, which closes the motor housing in a manner known per se and not shown in detail.
  • the drive shaft 1 is provided with an annular groove 6.
  • a plugged into the annular groove 6, for example a U-shaped insert 9 is on the one hand on the compensation disk 7 and on the other hand on the side wall of the annular groove 6 closer to the end 5 of the drive shaft 1, so that the drive shaft 1 can be rotated in its intended axial position in the starting motor is stored.
  • a lubricant cap 10 is designed, for example, as a plastic part. It has a cup-shaped depression 11, which is adjoined by an enlarged end section 12. The diameter of the recess 11 is only insignificantly larger than the diameter of the end 5 of the drive shaft 1. The diameter of the enlarged end section 12 is only insignificantly larger than the diameter of the compensating washer 7 and the insert washer 9.
  • Lubricant is introduced into the recess 11.
  • the lubricant cap 10 is placed over the end 5 and the disks 7 and 9 and rests with its end face 13 on the end face 14 of the bearing extension 3.
  • a cup cover 15 made as a deep-drawn part from sheet metal is inserted with its cup-shaped central part 16 onto the bearing extension 3 via the lubricant cap 10.
  • the bottom 17 of the cover cap 15 holds the lubricant cap 10, 13 in a lubricant-tight manner against the end face 14 of the bearing extension 3, for which purpose a flange 18 at the open end of the cover cap 15 can be detached from the outer end face 19 of the commutator bearing 4 in a manner known per se and not shown in detail is attached.
  • the parts of the second exemplary embodiment shown in FIG. 2 are designated by the same reference numbers if they are identical to the parts according to FIG. 1.
  • the drive shaft 1 is in turn rotatably supported in the slide bearing 2 which is inserted in the bearing extension 3 of the commutator bearing 4.
  • the shim 7 of the armature longitudinal play compensation is held against the front face 8 of the plain bearing 2 by the insert 9.
  • the plain bearing 2 protrudes from the bearing extension 3 and thus protrudes from its end face 14 and forms a support for a sealing ring 20.
  • the sealing ring 20 is designed, for example, as an O-ring.
  • a cover cap 21 is in turn made as a deep-drawn part made of sheet metal. It has a cup-shaped section 22, in which lubricant is introduced.
  • the cup-shaped section 22 is adjoined by an enlarged cylindrical section 23, the diameter of which is only slightly larger than that of the disks 7 and 9.
  • Section 23 is followed by a further cylindrical section 24, again with a larger diameter.
  • the section 24 is adjacent to the flange 18 of the cover cap 21.
  • the cylindrical section 24 has an inner diameter which is adapted to the outer diameter of the bearing extension 3 of the commutator bearing 4.
  • the transition between the sections 23 and 24 forms an inner ring shoulder 25 for the axial contact of the sealing ring 20.
  • the sealing ring 20 can be inserted into the covering cap 21 on the inner ring shoulder 25 or it can be pushed onto the end of the sliding bearing 2 protruding from the bearing extension 3.
  • the cover cap 21 is slipped over the end 5 of the drive shaft 1.
  • the cylindrical section 23 then surrounds the disks 7 and 9 and the cylindrical section 24 surrounds the sealing ring 20 and the bearing extension 3.
  • the inner ring shoulder 25 presses the sealing ring 20 in a lubricant-tight manner on the end face 14 of the bearing extension 3 and on the inner wall of the cylindrical section 24 of the cover cap 21.
  • the lubricant space provided in the releasably attached cover cap 15 or 21 can be covered in a simple and inexpensive manner without the advantage of the detachably attached to the commutator bearing 4, 19 Give up cover cap 15 or 21 - lengthways anchor compensation when the starter is installed.
  • the lubricant cap 10 or the sealing ring 20 enable the low-noise and sufficiently lubricated rotation of the drive shaft 1 in the slide bearing 2 and thus in the bearing side of the drive shaft 1 on the nut side, with a significantly lower, yet sufficient, lubricant requirement.

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Description

Elektrischer Andrehmotor für Brennkraftmaschinen
Stand der Technik
Die Erfindung geht von einem elektrischen Andrehmotor für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs aus. Es ist bereits bei einem derartigen Andrehmotor nach der OE-OS 31 31 148 bekannt, Schmiermittel in die Abdeckkappe einzubringen und die Abdeckkappe verhältnismäßig eng über die Teile eines Anksrlängsspielausgleichs und eines Lagerfortsatzes des Komutatorlagers zu stülpen und außen an der Stirnseite des Komutatorlagers anzuschrauben. Bei dieser Anordnung ist von Nachteil, daß das Schmiermittel nicht ausreichend abgedichtet in der Abdeckkappe untergebracht ist. Das zum Schmieren der Lagerstelle der Antriebswelle in einem im Lagerfortsatz eingesetzten Gleitlager bestimmte Schmiermittel kann zu einem großen Teil zwischen Lagerfortsatz und Abdeckkappe entweichen. Dadurch ist der Schmiermittelbedarf unerwünscht hoch. Außerdem kommt es immer wieder zu unerwünschter Geräuschbildung durch Anlaufen einer U-förmig geöffneten Steckscheibe an der Abdeckkappe. Auch Lagerschaden können wegen Schmiermittelmangels auftreten. Aufgabe, Lösung und Vorteile der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Andrehmotor für Brennkraftmaschinen zu schaffen, bei dem eine wesentliche Dämpfung der Geräusche an der Lagerstelle der Antriebswelle erreicht und eine wirkungsvollere Schmierung der Lagerstelle mit wesentlich weniger Schmiermittel ermöglicht wird.
Zur Lösung der Aufgabe sind die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen vorgesehen.
Dabei ist von Vorteil, daß mit einfachen Mitteln, die in der Abdeckkappe eingesetzt sind und abdichtend an der Stirnseite des Lagerfortsatzes anliegen, der das Schmiermittel aufnehmende Saum nach außen abgedichtet ist. Schmiermittel gelangt nur noch zur Lagerstelle der Ankerwelle im Gleitlager und zu den Teilen des Ankerlängsspielausgleichs, so daß die Nachteile der bekannten Lösung vermieden werden.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen elektrischen Andrehmotors möglich. Besonders vorteilhaft ist es, eine Schmiermittelkappe als kostengünstig herzustellendes Kunststoffteil in die Abdeckkappe einzusetzen, welche das Schmiermittel aufnimmt und an der Stirnseite des Lagerfortsatzes anliegt. Die Schmiermittelkappe macht auch keine Verlängerung der Abdeckkappe erforderlich, denn der abgedichtete Schmiermittelraum kann wegen des geringeren Schmiermittelbedarfs kleiner gehalten werden als bisher. Andererseits hat es sich als besonders vorteilhaft ergeben, in der ohnehin als Tiefziehteil ausgebildeten Abdeckkappe eine Innenring Schulter anzuformen, an der ein in die Abdeckkappe eingesetzter Dichtring anliegt, welcher auch an der Stirnseite des Lagerfortsatzes und an mindestens einem Teil des Ankerlängsspielausgleichs abdichtend anliegt.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erstes und Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel des korπmutatorseitigen Endes eines elektrischen Andrehmotors jeweils im Längsschnitt.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Der Andrahmotor nach Figur 1 hat eine Antriebswelle 1, die in einem Gleitlager 2 drehbar gelagert ist. Das Gleitlager 2 ist in einem Lagerfortsatz 3 eines Kommutatorlagers 4 eingesetzt, welches das Motorgehäuse in an sich bekannter und nicht näher dargesteller Weise abschließt. Nahe ihrem aus dem Gleitlager 2 ragenden Ende 5 ist die Antriebswelle 1 mit einer Ringnut 6 versehen. Eine Ausgleichsscheibe
7 dient als Ankerlängsspielausgleich. Sie ist über die Ringnut 6 hinaus auf die Antriebswelle 1 geschoben und liegt an der Stirnseite
8 des Gleitlagers 2 an. Eine in die Ringnut 6 gesteckte, beispielsweise U-förmige Steckscheibe 9 liegt einerseits an der Ausgleichssσheibe 7 und andererseits an der dem Ende 5 der Antriebswelle 1 näher liegenden Seitenwand der Ringnut 6 an, so daß die Antriebswelle 1 in ihrer vorgesehenen axialen Lage im Andrehmotor drehbar gelagert ist. Eine Schmiermittelkappe 10 ist beispielsweise als Kunststoffteil ausgebildet. Sie hat eine napfförmige Vertiefung 11, an die sich ein erweiterter Endabschnitt 12 anschließt. Der Durchmesser der Vertiefung 11 ist nur unwesentlich größer als der Durchmesser des Endes 5 der Antriebswelle 1. Der Durchmesser des erweiterten Endabschnitts 12 ist nur unwesentlich größer als der Durchmesser der Ausgleichsscheibe 7 und der Steckscheibe 9. Hiermit wird gleichzeitig eine metallische Berührung zwischen Steckscheibe 9 und Abdeckkappe 15 verhindert, wodurch keine Geräusche auftreten können. In die Vertiefung 11 ist Schmiermittel eingebracht. Die Schmiermittelkappe 10 ist über das Ende 5 und die Scheiben 7 und 9 gestülpt und liegt mit ihrer Stirnseite 13 an der Stirnseite 14 des Lagerfortsatzes 3 an. Eine als Tiefziehteil aus Blech hergestelle Äbdeckkappe 15 ist mit ihrem topfförmigen Mittelteil 16 über die Schmiermittelkappe 10 auf den Lagerfortsatz 3 gesteckt. Der Boden 17 der Abdeckkappe 15 hält die Schmiermittelkappe 10, 13 schmiermitteldicht an die Stirnseite 14 des Lagerfortsatzes 3 gedrückt, wozu ein Flansch 18 am offenen Ende der Abdeckkappe 15 in an sich bekannter und nicht näher dargestellter Weise an der äußeren Stirnseite 19 des Kommutatorlagers 4 lösbar befestigt ist.
Die Teile des in Figur 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispieles sind mit den selben Bezugszahlen bezeichnet, wenn sie gleich den Teilen nach Figur 1 sind.
Die Antriebswelle 1 ist wiederum im Gleitlager 2 drehbar gelagert, das in dem Lagerfortsatz 3 des Kommutatorlagers 4 eingesetzt ist. Die Ausgleichsscheibe 7 des Ankerlängsspielausgleichs ist an der Stirnseite 8 des Gleitlagers 2 anliegend von der Steckscheibe 9 gehalten. Das Gleitlager 2 ragt aus dem Lagerfortsatz 3 heraus und steht somit gegenüber dessen Stirnseite 14 vor und bildet eine Auflage für einen Dichtring 20. Der Dichtring 20 ist beispielsweise als O-Ring ausgebildet. Eine Abdeckkappe 21 ist wiederum als Tiefziehteil aus Blech hergestellt. Sie hat einen napfförmigen Abschnitt 22, in dem Schmiermittel eingebracht ist. An den napfförmigen Abschnitt 22 schließt sich ein erweiterter zylindrischer Abschnitt 23 an, dessen Durchmesser nur unwesentlich größer als der der Scheiben 7 und 9 ist. An den Abschnitt 23 schließt sich ein weiterer zylindrischer Abschnitt 24 mit wiederum größerem Durchmesser an. Der Abschnitt 24 grenzt an den Flansch 18 der Abdeckkappe 21. Der zylindrische Abschnitt 24 hat einen Innendurchmesser, der dem Außendurchmesser des Lagerfortsatzes 3 des Kommutatorlagers 4 angepaßt ist. Der Übergang zwischen den Abschnitten 23 und 24 bildet eine Innenringschulter 25 zur axialen Anlage des Dichtringes 20.
Der Dichtring 20 kann zur Montage in die Abdeckkappe 21 an die Innenringschulter 25 eingelegt oder er kann auf das aus dem Lagerfortsatz 3 ragende Ende des Gleitlagers 2 geschoben sein. Die Abdeckkappe 21 ist über das Ende 5 der Antriebswelle 1 gestülpt. Der zylindrische Abschnitt 23 umgibt dann die Scheiben 7 und 9 und der zylindrische Abschnitt 24 umgibt den Dichtring 20 und den Lagerfortsatz 3. Wenn der Flansch 18 an der äußeren Stirnseite 19 des Kommutatorlagers 4 lösbar befestigt ist, drückt die Innenringschulter 25 den Dichtring 20 schmiermitteldicht sowohl an die Stirnseite 14 des Lagerfortsatzss 3 als auch an die Innenwand des zylindrischen Abschnitts 24 der Abdeckkappe 21.
Durch die Schmiermittelkappe 10 oder den Dichtring 20 läßt sich der in der lösbar befestigten Abdeckkappe 15 oder 21 vorgesehene Sσhmiermittelraum in einfacher und kostengünstiger Weise abdecken, ohne den Vorteil der lösbar am Kommutatorlager 4, 19 befestigten Ab deckkappe 15 oder 21 aufzugeben - Ankerlängsspielausgleich bei montierter Andrehvorrichtung. Die Schmiermittelkappe 10 oder der Dichtring 20 ermöglichen das geräuscharme und ausreichend geschmierte Drehen der Antriebswelle 1 im Gleitlager 2 und somit in der komnutatorseitigen Lagerstelle der Antriebswelle 1 bei wesentlich geringerem und dennoch ausreichendem Schmiermittelbedarf.

Claims

Ansprüche
1. Elektrischer Andrehmotor für Brennkraftmaschinen, mit einer Antriebswelle, auf der ein Anker und ein Kommutator befestigt und auf der ein Einspurgetriebe und ein Andrehritzel bewegbar gelagert sind, und die in einem Antriebslager und in einem mit einer Abdeckkappe versehenen Kommutatorlager, welche Lager am Motorgehäuse befestigt sind, drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abdeckkappe (15; 21) Mittel (10; 20) untergebracht und schmiermittelabdichtend an einem Lagerfortsatz (3) des Kommutatorlagers (4) gehalten sind.
2. Andrehmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel als Schmiermittelkappe (10) ausgebildet sind, welche das Ende (5) der Antriebswelle (1) samt Teilen (7, 9) eines Ankerlangsspielausgleiches umgreift und an die Stirnseite (14) des Lagerfortsatzes (3) gedrückt ist.
3. Andrehmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiermittelkappe (10) als Formteil aus Kunststoff ausgebildet ist, das in die Abdeckkappe (15) eingesetzt ist und mit seiner Innenwand (11, 12) radial das Ende (5) der Antriebswelle (1) und die Teile (7; 9) des Ankerlangsspielausgleiches mit geringem Abstand umfaßt.
4. Andrehmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel als Dichtring (20) ausgebildet sind, der an einer Innenringschulter (25) der Abdeckkappe (21) angeordnet ist und mindestens an der Stirnseite (14) des Lagerfortsatzes (3), und einem aus dem Lagerfortsatz (3) ragenden Lager (2) für die Antriebswelle (1) anliegt.
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