DE19845148C5

DE19845148C5 - Anlasser

Info

Publication number: DE19845148C5
Application number: DE19845148A
Authority: DE
Inventors: Daryl Alan Ypsilanti Wilson; Alex Moses Ann Arbor Pentland
Original assignee: Ford Motor Co
Current assignee: Comstar Automotive Technologies Pvt Ltd
Priority date: 1997-10-06
Filing date: 1998-10-01
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2018-10-02
Also published as: US6169333B1; GB2329938B; DE19845148C2; GB2329938A; JPH11159425A; DE19845148A1; GB9821643D0

Abstract

Anlasser (10) für eine Brennkraftmaschine, mit einer Abtriebswelle (16) des Anlassermotors, die über eine Freilaufkupplung (30) und eine Verzahnung mit einer Ritzel-Hohlwelle (18) einkuppelbar ist, wobei die Ritzel-Hohlwelle auf die Abtriebswelle aufgeschoben und zwischen einer Ruhe- und einer Anlasserposition axial verschiebbar ist,
und wobei innerhalb der axialen Erstreckung der Verzahnungsnuten (20) der Abtriebswelle ein oder mehrere Anschläge (46) ausgebildet sind, welche das axiale Verschieben der Ritzel-Hohlwelle in die Anlasserposition begrenzen,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder Anschlag (46) Teil eines Anschlagabschnitts (44) mit einer axialen Dicke ist, wobei die Gesamtheit der Dicke mit Abstand zu den jeweiligen Enden zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende der Verzahnungsnuten (20) liegt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Anlaßmotoren- bzw. Anlasser-Baugruppen und insbesondere auf Antriebs- bzw. Getriebeanschläge für Anlasser.
Aus der DE 43 02 619 A1 ist ein Anlasser mit einer Abtriebswelle bekannt, auf der eine Hohlwelle mit einem Freilauf und einem Anlasser-Ritzel axial verschiebbar zwischen einer Ruhe- und einer Anlasserposition angeordnet ist. Die Hohlwelle ist dabei über eine Keil-Verzahnung drehfest mit der Abtriebswelle verbunden.
Bei üblichen Konstruktionen im Bereich der Anlasser-Baugruppen für Kraftfahrzeugmotoren wird eine Abtriebswelle von einem Läufer bzw. Anker des Anlassers angetrieben. Die Abtriebswelle weist üblicherweise ein Zahn- bzw. Keilwellenprofil auf, das mit einem Zahn- bzw. Keilnabenprofil an einer nachfolgend als "Antriebs"-Baugruppe bzw. "Getriebe"-Baugruppe ("drive assembly) bezeichneten Einheit des Anlassers zusammenwirkt. An der Antriebsbaugruppe ist zur Rotation nur dieser ein Ritzel angebracht. Die Keilnuten an der Abtriebswelle und an der Antriebsbaugruppe wirken dahingehend zusammen, daß die Rotationsenergie vom Anlasser zum Ritzel übertragen wird. Die Keilnuten erleichtern weiterhin eine Verschiebung des Ritzels zwecks Eingriff mit einem Hohlrad bzw. Innenzahnrad des Verbrennungsmotors, während dieser vom Anlasser angetrieben wird.
Eine zu weite Verschiebung der Antriebsbaugruppe und damit des Ritzels ist zu vermeiden. Bei einigen bekannten Konstruktionen ist eine außen befindliche Ritzel-Anschlagfläche vorgesehen, an die das Ritzel anstößt, um eine zu weite Verschiebung zu verhindern. Bei anderen Konstruktionen ist ein Anschlag auf der Abtriebswelle etwas außerhalb der Keilnuten vorgesehen. Der Anschlag ist so angeordnet, daß das Keilprofil des Keilrohrs an den Anschlag anstößt, sobald die beabsichtigte Maximalverschiebung der Antriebsbaugruppe (und daher des Ritzels) erreicht worden ist. Ein derartiger Antriebsanschlag ist aus der US-PS 53 70 009 bekannt und ist dort mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet.
Die Anordnung des Anschlags auf der Abtriebswelle hat den deutlichen Vorteil, daß die Axiallänge der Anlasser-Baugruppe im Vergleich zu Konstruktionen mit einem außerhalb vorgesehenen Anschlag, an den das Ritzel anstößt, reduziert wird. Jedoch weisen Konstruktionen mit einem Anschlag auf der Abtriebswelle, wie sie derzeit im Stand der Technik ausgeführt werden, einige eigene Nachteile auf: Erstens wird durch einen derartigen Anschlag die Länge der Abtriebtriebswelle über die für die Keilnuten notwendige Länge hinaus erhöht. Diese zusätzliche Länge führt zu einer erhöhten Gesamtlänge für die Anlasser-Baugruppe. Eine Reduzierung der Einbaugröße ist jedoch ein fundamentales Ziel bei der Konstruktion von Kraftfahrzeugkomponenten; eine erhöhte Länge der Anlasser-Baugruppe ist daher nachteilig. Zweitens fordert ein Antriebsanschlag auf der Abtriebswelle außerhalb der Keilnuten, wie er derzeit im Stand der Technik ausgeführt wird, einen oder mehrere zusätzliche Fertigungsschritte über den Vorgang des Walzens der Keilnuten hinaus. Diese zusätzlichen Fertigungsschritte erhöhen die Kosten der Fertigung der Abtriebswelle.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht dementsprechend darin, eine Antriebsanschlag-Konstruktion für eine Anlasser-Baugruppe zu schaffen, bei der die Länge und die zusätzlichen Kosten gegenüber den vorbekannten Antriebsanschlägen reduziert sind.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen Anlasser mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Die Herstellung eines derartigen Anlassers erfolgt durch ein Verfahren zum Ausbilden eines Anlasser-Antriebsanschlags. Das Verfahren weist das Formen eines Keilwellenabschnittes auf einer Anlasser-Abtriebswelle auf, wobei der Keilwellenabschnitt einander abwechselnde Nuten und Rippen aufweist. Das Verfahren weist auch das Ausbilden wenigstens einer Anschlagfläche als integralen Teil des die Keilnuten bzw. das Keilprofil formenden Schrittes auf.
Ein zweites Verfahren zum Ausbilden bzw. Herstellen eines Anlasser-Antriebsanschlags weist das Formen bzw. Ausbilden eines Keilwellenabschnittes in einer Anlasser-Abtriebswelle auf, wobei der Keilwellenabschnitt sich abwechselnde Nuten und Rippen aufweist und ein erstes axiales und ein zweites axiales Ende hat. Zusätzlich weist das Verfahren das Ausbilden wenigstens einer Anschlagfläche zwischen dem ersten axialen Ende und dem zweiten axialen Ende des Keilwellenabschnittes auf.
Demnach wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Anlasser-Abtriebswelle bereitgestellt. Die Abtriebswelle weist einen Keilwellenabschnitt mit einer Mehrzahl sich abwechselnder Rippen und Nuten auf, die um einen Umfang der Abtriebswelle herum angeordnet sind, wobei der Keilwellenabschnitt ein erstes axiales Ende und ein zweites axiales Ende aufweist. Zusätzlich weist die Abtriebswelle eine Mehrzahl von Anschlagflächen auf, die jeweils zwischen dem ersten axialen Ende und dem zweiten axialen Ende des Keilwellenabschnittes angeordnet sind.
Die Konstruktionen und Fertigungsschritte gemäß der vorliegenden Erfindung können zu reduzierten Kosten und einer reduzierien Länge der Anlasser-Baugruppe führen. Die vorliegende Erfindung bewirkt daher einen deutlichen Vorteil gegenüber dem Stand der Technik.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielshalber näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Querschnittsansicht einer Anlasser-Baugruppe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Abtriebswelle der Anlasser-Baugruppe aus 1;
3 einen Walzvorgang, der vorzugsweise zum Formen eines Keilwellenabschnittes auf der Abtriebswelle aus 2 eingesetzt wird; und
4 einen Abschnitt der Walzoberfläche von Walzrädern aus 3.
Es wird zunächst auf 1 Bezug genommen, in der eine Anlasser-Baugruppe 10 für ein Kraftfahrzeug dargestellt ist. Die Anlasser-Baugruppe 10 weist einen Motor mit einem Anker 12 auf, der an einer Motorwelle 14 angeordnet ist. Die Motorwelle 14 ist an eine Abtriebswelle 16 angekoppelt. Die Abtriebswelle 16 ist mit einer Antriebsbaugruppe 17 verbunden, die eine Hohlwelle 18 mit einer Freilaufkupplung 30 aufweist, die durch einen inneren Kupplungsabschnitt 22 (einen Abschnitt der Hohlwelle 18), einen äußeren hülsenförmigen Kupplungsabschnitt 23 sowie geeignete Rollen bzw. Walzen zwischen diesen gebildet ist. Die Hülse 19 des äußeren Kupplungsabschnitts weist weiterhin einen Keilnabenabschnitt 25 auf. Ein Keilwellenabschnitt 20 an der Abtriebswelle 16 wirkt mit dem Keilnabenabschnitt 25 der Hülse 19 zusammen, um eine Axialverschiebung der Antriebsbaugruppe 17 (und daher eines Ritzels 28) in bezug auf die Abtriebswelle 16 zu ermöglichen. Die axiale Verschiebung der Hohlwelle 18 tritt unter Einwirkung eines Hebels 24 auf, der an einen Elektromagneten 26 angekoppelt ist. Das Ritzel 28 ist an die Hohlwelle 18 angeschlossen, um eine Rotation der Motorwelle 14 auf ein (nicht dargestelltes) Innenzahnrad eines Kraftfahrzeugmotors zu übertragen.
Es wird nachfolgend zusätzlich auf 2 Bezug genom men. Wie ohne weiteres ersichtlich, müssen Mittel vorgesehen sein, um eine zu weite Verschiebung des Ritzels 28 – in 1 nach rechts – zu verhindern. Hierzu weist der Keilwellenabschnitt 20 der Abtriebswelle 16 Nuten auf, die den Keilwellenabschnitt 20 durchlaufen. Derartige Nuten wechseln sich mit Nuten 42 ab, die durch einen Anschlag 44 unterbrochen sind. Die Anschläge 44 weisen jeweils eine Anschlagfläche 46 auf, die, sobald die Antriebsbaugruppe 17 auf der Abtriebswelle 16 montiert ist, eine zu weite Verschiebung der Hohlwelle 18 – in 1 nach rechts – verhindert. Wie aus 2 ersichtlich, sind die Anschläge 44 vorzugsweise vollständig und ausschließlich innerhalb der axialen Erstreckung des Keilwellenabschnittes 20 angeordnet.
Freie Nuten 40 und Nuten 42 mit den beschriebenen Anschlägen 44 wechseln einander ab, um den Montagevorgang für die Anlasser-Baugruppe 10 zu erleichtern. Die Antriebsbaugruppe 17 wird von der rechten Seite in 1 über die Abtriebswelle 16 eingesetzt bzw. eingeschoben. Keilnuten 25 der Antriebsbaugruppe 17 sind mit den freien Nuten 40 ausgerichtet, um ein Gleiten der Antriebsbaugruppe 17 über die Abtriebswelle 16 zu ermöglichen. Sobald die Keilnuten der Antriebsbaugruppe 17 links von den Keilnuten der Abtriebswelle 16 sind, wird die Antriebsbaugruppe 17 so gedreht, daß die Keilnuten der Antriebsbaugruppe 17 zu den Nuten 42 ausgerichtet sind. Die Anschlagsflächen 46 verhindern somit, daß die Antriebsbaugruppe 17 (und daher das Ritzel 28) zu weit nach rechts verschoben werden kann. In einer Radialnut 48 der Abtriebswelle ist ein Sprengring 16 eingelegt, um zu verhindern, daß die Antriebsbaugruppe 17 sich so weit nach links bewegt, daß die Keilnuten der Antriebsbaugruppe 17 und die Keilnuten der Abtriebswelle 16 außer Eingriff kommen.
Vorzugsweise wird der Keilwellenabschnitt 20, einschließlich der Anschläge 44, durch einen Walzvorgang geformt, wie gemäß 3 dargestellt. Dort ist die Abtriebswelle 16 zwischen zwei Walzrädern 60 und 62 angeordnet dargestellt, die, wenn sie gedreht werden, den Keilwellenabschnitt 20 formen.
Es wird weiterhin auf 4 Bezug genommen, in der ein Abschnitt der Walzoberfläche der Walzräder 60 und 62 dargestellt ist. Zähne 64 formen die durchlaufenden Nuten 40 im Keilwellenabschnitt 20. Zähne 66 formen die Nuten 42, wobei tiefliegende bzw. abgesenkte Abschnitte 68 die Anschläge 44 bilden. Die Zähne 64 und 66 sind bei den Abschnitten der Räder 60 und 62, bei denen sie zuerst beginnen, den Keilwellenabschnitt 20 zu formen, vorzugsweise relativ kurz, um flache Eindrückungen bzw. Vertiefungen in der Abtriebswelle 16 zu erzeugen. Wenn sich die Räder 60 und 62 beim Formen des Keilwellenabschnittes 20 weiter drehen, sind die Zähne 64 und 66 größer, um tiefere Eindrückungen hervorzurufen. Es ist ersichtlich, daß in dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Anschläge 44 einstückige Teile der Abtriebswelle 16 sind, da die Anschläge 44 aus dem Material gebildet sind, aus dem die Abtriebswelle 16 besteht. Das bedeutet, daß die Anschläge 44 nicht separat gebildet und anschließend an der Abtriebswelle 16 angebracht werden.
Ein eindeutiger Vorteil des Ausbildens von Anschlägen 46 innerhalb der axialen Erstreckung des Keilwellenabschnittes 20 liegt darin, daß der oben beschriebene Walzvorgang die Abtriebswelle 16 ohne axiale Befestigung in Stellung hält. Dies geschieht, da bei der Bildung der Anschläge 44 durch die Vertiefungen 68 im Gleichgewicht stehende Axialkräfte auf die zwei Axialenden der Anschläge 44 aufgebracht werden. Die Abtriebswelle 16 verbleibt so durch den Walzvorgang in ihrer Lage, wobei keine Axialbefestigung notwendig ist.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil, der durch das hier beschriebene Verfahren und die Konstruktion bewirkt wird, resultiert aus dem Formen der Anschläge 44 und der Anschlagflächen 46 durch Walzen und insbesondere durch Walzen in einem integralen Vorgang mit dem Walzen der Keilnuten im Keilwellenabschnitt 20. Hilfsvorgänge, die zur Vervollständigung des Ritzelanschlages in anderen Konstruktionen mit in dessen Nähe angeordneten Keilnuten und Anschlägen notwendig sind, werden so vermieden. Ein weiterer Vorteil, der durch das Anordnen der Anschläge 48 innerhalb der axialen Erstreckung des Keilwellenabschnittes 20 erreicht wird, ist eine Reduktion der Länge der Abtriebswelle 16 und daher auch der Länge der Anlasser-Baugruppe 10 gegenüber bekannten Konstruktionen.