DE69812446T2

DE69812446T2 - Anlasser für Motorfahrzeug mit epizyklischen Untersetzungsgetriebe und Momentbegrenzer

Info

Publication number: DE69812446T2
Application number: DE69812446T
Authority: DE
Inventors: Charles Girarrot; Jacques Verot
Original assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Current assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Priority date: 1997-01-16
Filing date: 1998-01-12
Publication date: 2003-11-27
Anticipated expiration: 2018-01-13
Also published as: EP0854284A1; US6076413A; ES2196402T3; FR2758370B1; EP0854284B1; DE69812446D1; CN1190153A; FR2758370A1; CN1118623C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeuganlasser.
Die Erfindung betrifft im einzelnen einen Anlasser mit einem Elektromotor, dessen Ausgangswelle eine koaxiale Einspurvorrichtung unter Einfügung eines Untersetzungsgetriebes in der Ausführung als Rädergetriebe mit Planetengetriebezug drehend antreibt.
Um den Wert des zwischen der Ausgangswelle des Elektromotors und der Welle der Einspurvorrichtung übertragbaren maximalen Drehmoments zu begrenzen, ist es bekannt, eine Drehmomentbegrenzervorrichtung vorzusehen.
Dazu ist, beispielsweise in der JP-A-06.078.495, bereits ein Anlasser vorgeschlagen worden, dessen Planetengetriebezug ein zylindrisches Gehäuse umfaßt, in dessen Innern das innen gezahnte Hohlrad drehbar gelagert ist, wobei das Hohlrad drehfest mit dem Gehäuse über eine mit Reibung wirksame Drehmomentbegrenzervorrichtung verbunden ist, die axial zwischen dem Hohlrad und einem seitlichen Lagerschild des Gehäuses eingefügt ist.
In dieser Druckschrift umfaßt die Reibungsvorrichtung eine ringförmige Reibungsscheibe, die drehfest mit dem Hohlrad verbunden ist und die sich in axialer Anlage an der Innenfläche eines der Lagerschilde des Gehäuses befindet, gegen welche die Reibungsscheibe durch eine kegelstumpfförmige Federscheibe axial beaufschlagt wird.
Im Vergleich zu einem Planetengetriebezug ohne Drehmomentbegrenzervorrichtung kommen bei dieser Konstruktion daher wenigstens zwei zusätzliche Bauteile zum Einsatz, und zwar die Reibscheibe und die kegelstumpfförmige Federscheibe.
Abgesehen von dieser größeren Bauteilezahl verkompliziert die in dieser Druckschrift vorgeschlagene Konstruktion die Gestaltung des Hohlrads des Planetengetriebezugs, während sie den axialen Bauraumbedarf des Planetengetriebezugs vergrößert und die Vorgänge zum Zusammenbau der verschiedenen Bauteile besonders aufwendig gestaltet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Konstruktion eines Anlassers der vorgenannten Art vorzuschlagen, durch die sich die vorstehend angesprochenen Nachteile beseitigen lassen.
Dazu schlägt die Erfindung einen Kraftfahrzeuganlasser vor, umfassend einen Elektromotor, dessen Ausgangswelle eine koaxiale Einspurvorrichtung unter Einfügung eines Untersetzungsgetriebes in der Ausführung als Rädergetriebe mit einem Planetengetriebezug drehend antreibt, der ein zylindrisches Gehäuse umfaßt, in dessen Innern das innen gezahnte Hohlrad des Planetengetriebezugs drehbar gelagert ist, wobei das Hohlrad drehfest mit dem Gehäuse über eine mit Reibung wirksame Drehmomentbegrenzervorrichtung verbunden ist, die axial zwischen dem Hohlrad und einem seitlichen Lagerschild des Gehäuses eingefügt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus wenigstens einer ringförmigen Reibungsseitenfläche des Hohlrads besteht, die in axialer Anlage an einer drehfest mit dem Gehäuse verbundenen Gegenanpreßfläche elastisch beaufschlagt wird.
Nach anderen Merkmalen der Erfindung ist folgendes vorgesehen:
- Die Gegenanpreßfläche ist die Innenfläche eines seitlichen Lagerschilds des Gehäuses.
- Die hintere ringförmige Seitenfläche des Hohlrads befindet sich in axialer Anlage an der Innenfläche des ringförmigen hinteren Lagerschilds des Gehäuses, durch den das freie Ende der Welle des Motors hindurchgeht, die das Sonnenrad des Planetengetriebezugs drehend antreibt.
- Ein elastisches Organ ist axial zusammengedrückt zwischen der vorderen ringförmigen Seitenfläche des Hohlrads und der Innenfläche des vorderen Lagerschilds des Gehäuses gelagert, durch den die drehfest mit dem Planetenträger des Planetengetriebezugs verbundene Ausgangswelle des Untersetzungsgetriebes hindurchgeht.
- Die zwei ringförmigen Seitenflächen des Hohlrads bilden zwei Reibflächen der Drehmomentbegrenzervorrichtung, und die vordere ringförmige Seitenfläche des Hohlrads befindet sich in axialer Anlage an der hinteren ringförmigen Fläche einer Andrückscheibe, die drehfest mit dem Gehäuse verbunden und im Verhältnis zu diesem axial verschiebbar gelagert ist, deren vordere ringförmige Fläche eine Auflagefläche für ein elastisches Organ bildet.
- Das elastische Organ ist eine kegelstumpfförmige Federscheibe.
- Das innen gezahnte Hohlrad ist aus einem Werkstoff ausgeführt, der gute Reibungs- und Verschleißfestigkeitseigenschaften aufweist.
- Das Gehäuse umfaßt eine zylindrische ringförmige Einfassung, deren hinteres Ende offen ist, und der hintere Lagerschild ist eine hintere ringförmige Scheibe mit einer Bohrung in ihrer Mitte für den Durchgang der Welle des Motors, die axial im Innern des Gehäuses gehalten wird und im Verhältnis zu letzterem gegen Verdrehung gesichert ist.
- Die hintere Scheibe wird im Innern des Gehäuses durch einen Anschlagring gehalten, der in einer inneren radialen Auskehlung der Einfassung des Gehäuses eingesetzt ist.
- Der vordere Lagerschild des Gehäuses ist eine vordere ringförmige Scheibe mit einer Bohrung in ihrer Mitte für den Durchgang der Ausgangswelle des Untersetzungsgetriebes, die axial an einer inneren radialen Schulter der Einfassung des Gehäuses zur Anlage kommt.
- Die mittige Bohrung der vorderen Scheibe des Gehäuses nimmt ein Lager für die Drehführung der Ausgangswelle des Untersetzungsgetriebes auf.
- Das hintere Ende der Einfassung umfaßt eine Lagerfläche für die Zentrierung des Gehäuses am Ständer des Elektromotors.
- Die Innenfläche der vorderen Scheibe umfaßt eine zylindrische Lagerfläche für die Zentrierung der Federscheibe.
- Die vordere Scheibe ist gegen Verdrehung im Verhältnis zur Einfassung des Gehäuses gesichert.
- Die vordere Scheibe und die hintere Scheibe umfassen jeweils einen radialen Ansatz, und die Einfassung des Gehäuses enthält eine axiale Nut, in der die besagten radialen Ansätze zur Sicherung dieser Bestandteile gegen Verdrehung im Verhältnis zum Gehäuse aufgenommen sind.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, zu deren Verständnis auf die beigefügte Zeichnung verwiesen wird, deren einzige Figur eine im Axialteilschnitt ausgeführte Ansicht des Elektromotors eines Anlassers in Verbindung mit seinem Planetengetriebezug mit einer Drehmomentbegrenzervorrichtung in einer Ausführung gemäß den Lehren der Erfindung zeigt.
In der Figur ist ein Elektromotor 10 dargestellt, der zu einem (nicht im Detail dargestellten) Kraftfahrzeuganlasser gehört, dessen Läufer 12 drehbar um eine Achse X-X im Innern eines Gehäuses oder Ständers 14 gelagert ist, wobei diese beiden Elemente 12 und 14 in der Figur schematisch dargestellt sind.
Die drehfest mit dem Läufer 12 verbundene Ausgangswelle 16 des Elektromotors 10 steht axial nach vorn über die Vorderseite 18 des Ständers 10 hinaus vor und treibt ein Ritzel 20 drehend an, bei dem es sich um das Sonnenrad eines Planetengetriebezugs 22 handelt, der im Innern des Gehäuses 24 eines mit dem Elektromotor 10 verbundenen Untersetzungsgetriebes 26 angeordnet ist.
Das Gehäuse 24 besteht im wesentlichen aus einer ringförmigen zylindrischen Einfassung 28, aus einem scheibenförmigen hinteren seitlichen Lagerschild 30, der in seiner Mitte 32 eine Bohrung für den Durchgang des Sonnenrads 20 und der Ausgangswelle 16 aufweist, und aus einem vorderen seitlichen Lagerschild 34, der in seiner Mitte 36 eine Bohrung für den Durchgang der Ausgangswelle 38 des Untersetzungsgetriebes 26 aufweist, deren Aufgabe darin besteht, die (nicht dargestellte) Einspurvorrichtung des Anlassers über Keilnuten 40 drehend anzutreiben.
Die ringförmige zylindrische Einfassung 28 des Gehäuses 24 umfaßt in der Nähe ihres vorderen axialen Endes 42 eine innere radiale Schulter 44, an der die Außenfläche 46 des vorderen Lagerschilds 34 axial zur Anlage kommt.
Das hintere axiale Ende 48 der Einfassung 28 umfaßt eine Sitzfläche 50 für die Zentrierung der Einfassung 28 auf einem mit dem vorderen Ende des Ständers 14 des Elektromotors 10 formschlüssigen Teil.
Die Einfassung 28 ist durch eine Reihe von Stehbolzen, die in der Figur nicht dargestellt sind, axial am Ständer 14 befestigt.
Die ringförmige zylindrische Einfassung 28 des Gehäuses 24 enthält eine Innenbohrung 52, in die der vordere Lagerschild 34 axial eingesetzt ist, wobei letzterer im Verhältnis zum Gehäuse 24 durch einen radial ausgerichteten äußeren Ansatz 54 gegen Verdrehung gesichert ist, der in einer axialen Nut 56 axial aufgenommen ist, die in die Bohrung 52 eingearbeitet ist und am offenen hinteren axialen Ende 48 der Einfassung 28 mündet.
Der Planetengetriebezug 22 umfaßt ein innen gezahntes 60 Hohlrad 581 dessen zylindrische Außenfläche 62 im Innern der Bohrung 52 der Einfassung 28 drehbar gelagert ist.
Außerdem umfaßt der Planetengetriebezug 22 einen Planetenträger 64, der drehfest mit der Ausgangswelle 38 verbunden ist und der aus zwei Platten 66 besteht, auf denen gezahnte Planetenräder 68 drehbar gelagert sind, die mit der Innenzahnung 60 des Hohlrads 58 und mit der Außenzahnung des Sonnenrads 20 zusammenwirken.
Die Ausgangswelle 38 ist drehbar in der Bohrung 36 des vorderen Lagerschilds 34 unter Einfügung einer Nadelhülse 70 gelagert, während das vordere freie Ende 72 des Sonnenrads 20 unter Einfügung einer Nadelreihe 16 drehbar im Innern des hinteren Endes 74 der Ausgangswelle 38 gelagert ist.
Gemäß den Lehren der Erfindung ist das gezahnte Hohlrad 50 mit der Einfassung 28 des ortsfesten Gehäuses 24 drehfest über eine mit Reibung wirksame Drehmomentbegrenzervorrichtung 80 verbunden, zu deren Bestandteilen das Hohlrad 58 gehört.
Dazu ist das Hohlrad 58 aus einem Werkstoff, beispielsweise aus verstärktem Kunststoff, ausgeführt, der gute Reibeigenschaften und eine hohe Reibverschleißfestigkeit besitzt.
Das gezahnte Hohlrad 58 ist seitlich durch zwei, eine hintere 82 und eine vordere 84, ringförmige Seitenflächen begrenzt, die zwei ringförmige Reibflächen der Drehmomentbegrenzervorrichtung bilden.
Die hintere ringförmige Seitenfläche 82 befindet sich in axialer Anlage an der gegenüberliegenden Innenfläche 86 des hinteren Lagerschilds 30 des Gehäuses 24.
Der mit einer Bohrung versehene scheibenförmige hintere Lagerschild 30 ist im Innern der Bohrung 52 der Einfassung 28 angeordnet, in der er über einen äußeren radial ausgerichteten Ansatz 88 gegen Verdrehung gesichert ist, der in der Nut 56 der Einfassung 28 aufgenommen ist.
Der hintere Lagerschild 30 wird im Innern der Einfassung 24 über einen Ring 90 axial gehalten, der in einer inneren radialen Auskehlung 92 der Bohrung 52 der Einfassung 28 gelagert ist.
Die vordere ringförmige Seitenfläche 84 des Hohlrads 58 befindet sich in axialer Anlage an der hinteren ringförmigen Fläche 94 einer Andrückscheibe 96, die im Innern der Bohrung 52 eingesetzt und im Verhältnis zum Gehäuse 24 durch einen äußeren radial ausgerichteten Ansatz 97 gegen Verdrehung gesichert ist, der in der axialen Nut 56 aufgenommen ist.
Ein in Form einer kegelstumpfartigen Federscheibe ausgeführtes elastisches Organ 98 ist axial zusammengedrückt zwischen der inneren ringförmigen Fläche 100 des quer angeordneten vorderen Lagerschilds 34 und der vorderen ringförmigen Fläche 102 der Andrückscheibe 96 gelagert.
Die Federscheibe 98 ist auf eine zylindrische Sitzfläche 104 des quer angeordneten vorderen Lagerschilds 34 zentriert, die sich radial nach innen erstreckt.
Die Federscheibe 98 bewirkt daher eine axiale Kompressionskraft zum Zusammendrücken der Baugruppe bestehend aus dem Hohlrad 58, dem quer angeordneten hinteren Lagerschild 30 und der Andrückscheibe 96 gegen den durch den Haltering 90 gebildeten Anschlag.
Der Wert der durch die Federscheibe 98 auf diese Baugruppe ausgeübten axialen Federkraft bestimmt den Wert des durch die Drehmomentbegrenzervorrichtung 80 ausgeübten zulässigen Höchstdrehmoments in Verbindung mit dem Wert der Reibungskoeffizienten, die zwischen den Seitenflächen 82 und 84 des Hohlrads 58 und den gegenüberliegenden ringförmigen Flächen 86 und 94 des hinteren Lagerschilds 30 und der Andrückscheibe 96 bestehen.
Die erfindungsgemäße Konstruktion ist insofern axial besonders kompakt, als sie keine besondere Scheibe oder Reibscheibe verwendet, da diese Funktion über das eigentliche gezahnte Hohlrad 58 ausgeführt wird.
Der Zusammenbau der Bestandteile gestaltet sich besonders einfach, und die Baugruppe aus den Bestandteilen des Planetengetriebezugs 22 und der Drehmomentbegrenzervorrichtung 80 kann im Innern des Gehäuses 24 zusammengebaut und über den Ring 90 in Position gehalten werden, woraufhin die so gebildete Untergruppe anschließend am Ständer 14 des Elektromotors 10 angebracht werden kann, wobei das drehfest mit der Ausgangswelle 16 des Elektromotors 10 verbundene Sonnenrad 20 in das Innere des Untersetzungsgetriebes 26 eindringt.
Wenn das durch den Verbrennungsmotor über die Einspurvorrichtung auf die Ausgangswelle 40 ausgeübte Widerstandsmoment den durch die Drehmomentbegrenzervorrichtung 80 zugelassenen Grenzwert übersteigt, beispielsweise im Falle eines Torsionsstoßes des Verbrennungsmotors, sind die Adhäsionskräfte des Hohlrads 58 am hinteren Lagerschild 30 und an der Andrückscheibe 96 nicht mehr ausreichend, um die Sicherung des Hohlrads 58 gegen Verdrehung im Verhältnis zum Gehäuse 24 des Untersetzungsgetriebes 26 zu gewährleisten, so daß es anfängt sich im Innern des Gehäuses zu drehen und durch Reibung den Überschuß an mechanischer Energie abgibt.

Claims

1. Kraftfahrzeuganlasser, umfassend einen Elektromotor (10), dessen Ausgangswelle (16) eine koaxiale Einspurvorrichtung unter Einfügung eines Untersetzungsgetriebes (26) in der Ausführung als Rädergetriebe (20, 60, 68) mit einem Planetengetriebezug drehend antreibt, der ein zylindrisches Gehäuse (24) umfaßt, in dessen Innern das innen gezahnte (60) Hohlrad (58) des Planetengetriebezugs (22) drehbar gelagert ist, wobei das Hohlrad (58) drehfest mit dem Gehäuse (24) über eine mit Reibung wirksame Drehmomentbegrenzervorrichtung (80) verbunden ist, die axial zwischen dem Hohlrad und einem seitlichen Lagerschild des Gehäuses (24) eingefügt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus wenigstens einer ringförmigen Reibungsseitenfläche (82, 84) des Hohlrads (58) besteht, die in axialer Anlage an einer drehfest mit dem Gehäuse (24) verbundenen Gegenanpreßfläche (86, 94) elastisch beaufschlagt wird.

2. Anlasser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenanpreßfläche die Innenfläche (86) eines seitlichen Lagerschilds (30) des Gehäuses (24) ist.

3. Anlasser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die hintere ringförmige Seitenfläche (82) des Hohlrads (58) in axialer Anlage an der Innenfläche (86) des ringförmigen hinteren Lagerschilds (30) des Gehäuses (24) befindet, durch den das freie Ende der Welle (16) des Motors (10) hindurchgeht, die das Sonnenrad (20) des Planetengetriebezugs (22) drehend antreibt.

4. Anlasser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastisches Organ (98) axial zusammengedrückt zwischen der vorderen ringförmigen Seitenfläche (84) des Hohlrads (58) und der Innenfläche (100) des vorderen Lagerschilds (34) des Gehäuses (24) gelagert ist, durch den die drehfest mit dem Planetenträger (64) des Planetengetriebezugs (22) verbundene Ausgangswelle (38) des Untersetzungsgetriebes (26) hindurchgeht.

5. Anlasser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei ringförmigen Seitenflächen (82, 84) des Hohlrads (58) zwei Reibflächen der Drehmomentbegrenzervorrichtung (80) bilden und daß sich die vordere ringförmige Seitenfläche (84) des Hohlrads (58) in axialer Anlage an der hinteren ringförmigen Fläche (94) einer Auflagescheibe (96) befindet, die drehfest mit dem Gehäuse (24) verbunden und im Verhältnis zu diesem axial verschiebbar gelagert ist, deren vordere ringförmige Fläche (102) eine Auflagefläche für ein elastisches Organ (98) bildet.

6. Anlasser nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Organ (98) eine kegelstumpfförmige Federscheibe ist.

7. Anlasser nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das innen gezahnte Hohlrad (58) aus einem Werkstoff ausgeführt ist, der gute Reibungs- und Verschleißfestigkeitseigenschaften aufweist.

8. Anlasser nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (24) eine zylindrische ringförmige Einfassung (28) umfaßt, deren hinteres Ende offen ist, und daß der hintere Lagerschild (30) eine hintere ringförmige Scheibe mit einer Bohrung in ihrer Mitte (32) für den Durchgang der Welle (16) des Motors (10) ist, die axial im Innern des Gehäuses (24) gehalten wird und im Verhältnis zu letzterem gegen Verdrehung gesichert ist.

9. Anlasser nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Scheibe (30) im Innern des Gehäuses (24) durch einen Anschlagring (90) gehalten wird, der in einer inneren radialen Auskehlung (92) der Einfassung (28) des Gehäuses (24) eingesetzt ist.

10. Anlasser nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Lagerschild (34) des Gehäuses (24) eine vordere ringförmige Scheibe mit einer Bohrung in ihrer Mitte (36) für den Durchgang der Ausgangswelle (38) des Untersetzungsgetriebes (26) ist, die axial an einer inneren radialen Schulter (44) der Einfassung (28) des Gehäuses (24) zur Anlage kommt.

11. Anlasser nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die mittige Bohrung (40) der vorderen Scheibe (34) des Gehäuses (24) ein Lager (70) für die Drehführung der Ausgangswelle (38) des Untersetzungsgetriebes (26) aufnimmt.

12. Anlasser nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Ende (48) der Einfassung (28) eine Lagerfläche (50) für die Zentrierung des Gehäuses (24) am Ständer (14) des Elektromotors (10) umfaßt.

13. Anlasser nach einem der Ansprüche 10 bis 12 in Kombination mit Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der vorderen Scheibe (34) eine zylindrische Lagerfläche (104) für die Zentrierung der Federscheibe (98) umfaßt.

14. Anlasser nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Scheibe (34) gegen Verdrehung im Verhältnis zur Einfassung (28) des Gehäuses (24) gesichert ist.

15. Anlasser nach Anspruch 14 in Kombination mit einem der Ansprüche 8 oder 9 und mit Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Scheibe (34) und die hintere Scheibe (30) jeweils einen radialen Ansatz (54, 88) umfassen und daß die Einfassung (28) des Gehäuses (24) eine axiale Nut (56) enthält, in der die besagten radialen Ansätze zur Sicherung dieser Bestandteile (34, 30) gegen Verdrehung im Verhältnis zum Gehäuse (24) aufgenommen sind.