DE3900634C2 - Koaxialer Anlassermotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen koaxialen Anlassermotor, bei dem ein Magnetschalter hinter einem Elektromotor angeordnet und ein Planetenuntersetzungsgetriebe vor dem Elektromotor vorgesehen ist, mit einer Ausgangswelle, die von dem Elektromotor über das Planetenuntersetzungsgetriebe angetrieben ist und ein Antriebsritzel trägt, wobei das Hohlrad mit Innenverzahnung des Planetenuntersetzungsgetriebes aus Kunststoff besteht und wobei das Planetenuntersetzungsgetriebe mit seiner Kupplung von einem Gehäuse umgeben ist.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines herkömmlichen Anlassermotors, wobei der Anlassermotor einen vorderen Lagerschild 1 aufweist, der als Außengehäuse des Anlassermotors dient, mit dem dieser an einer nicht dargestellten Maschine montiert ist. Eine rotierende Ausgangswelle 2 ist an ihrem vorderen Ende mit einem Lager in dem vorderen Lagerschild 1 drehbar gelagert. Eine Freilaufkupplung 4 ist axial verschiebbar über der rotierenden Ausgangswelle 2 angeordnet. Die Freilauf­ kupplung 4 weist ein Kupplungsaußenteil 4a mit Keilnuten 5 in seinem hinteren Bereich (in Fig. 1 auf der linken Seite), ein Kupplungsinnenteil 4b mit einem Ritzel 6 an seinem vorderen Ende (in Fig. 1 auf der rechten Seite) und Rollen auf, die zwischen dem Kupplungsaußenteil 4a und dem Kupplungs­ innenteil 4b angeordnet sind. Eine drehbare Welle 7 eines Elektromotors ist mit einem Sonnenrad 7a eines Planeten­ untersetzungsgetriebes versehen, das ein Hohlrad 8 mit Innenverzahnung sowie Planetenräder 9 enthält.

Der Anlassermotor umfaßt ferner einen Magnetschalter 10, um den durch den Anlassermotor fließenden elektrischen Strom zu steuern und um die Freilaufkupplung 4 über einen schwenkbaren Hebel 11 nach vorn zu bewegen. Das eine Ende des Hebels 11 ist mit einem Kolben 10a des Magnetschalters 10 verbunden, und das andere Ende ist mit dem hinteren Bereich der Freilaufkupplung 4 verbunden. Ein Motorjoch 12 und ein hinterer Lagerschild 13 sind mit Schrauben 14 fest an dem vorderen Lagerschild 1 befestigt.

Wenn ein nicht dargestellter Zündschalter eingeschaltet wird, um eine Maschine zu starten, wird der Magnetschalter 10 geschlossen, und die Läuferwelle 7 des Motors dreht sich. Die Drehung der Welle 7 wird über das Planetenuntersetzungs­ getriebe auf die drehbare Ausgangswelle 2 übertragen, um die Freilaufkupplung 4 anzutreiben, die über Keilnuten mit der drehbaren Ausgangswelle 2 verbunden ist. Ferner wird der Hebel 12 durch die nach vorn gerichtete Bewegung des Kolbens 10a des Magnetschalters 10 gekippt, um die Freilaufkupplung 4 nach vorn zu bewegen.

Dadurch wird das Ritzel 6 mit einem nicht dargestellten Hohlrad der Maschine in Eingriff gebracht, so daß die Rotation der Welle 7 auf die Maschine übertragen wird, um diese zu starten oder anzulassen. Wenn die Maschine ange­ lassen worden ist, wird die Drehbewegung der Maschine mit einer höheren Geschwindigkeit über das Hohlrad auf das Ritzel 6 übertragen. Diese Drehkraft des Ritzels 6 wird aber nicht auf die Welle 7 übertragen, und zwar durch die Wirkung der Freilaufkupplung 4, bei der eine Rückwärtsüber­ tragung der Drehkraft durch die Rollen 4c verhindert wird, welche zwischen dem Kupplungsaußenteil 4a und dem Kupplungs­ innenteil 4b Leerlauf haben.

Bei einem herkömmlichen Anlassermotor mit dem oben be­ schriebenen Aufbau sind der Anlassermotor und der Magnet­ schalter mit ihren Wellen parallel zueinander angeordnet, so daß die Konzeption der Maschine in ihrem Layout häufig Einschränkungen unterliegt. Außerdem müssen verschiedene Arten von vorderen Lagerschilden separat für jedes Modell der Maschine konzipiert werden, und zwar unter Berücksichti­ gung der Positionen des Magnetschalters und der Maschinen­ montageöffnung des vorderen Lagerschildes. Dadurch werden relativ hohe Fertigungskosten verursacht. Während das Hohlrad 8 mit Innenverzahnung durch einen Formvorgang hergestellt wird, wird der vordere Lagerschild 1 nach einem Gießvorgang bearbeitet, wobei die Anzahl von Herstellungs­ schritten groß und das Gewicht des vorderen Lagerschildes hoch ist.

Ein Anlassermotor der eingangs genannten Art ist im wesentlichen aus der DE 86 34 354 U1 bekannt. Dort geht es um die Zielsetzung, einen Anlassermotor so zu konzipieren, daß er einfach zusammengebaut und leicht durch ein entsprechendes Aggregat ausgetaucht werden kann. Weiterhin sind ein besserer Schutz und eine gute Schmierung des Untersetzungsgetriebes angestrebt. Das Planetengetriebe ist dort zu diesem Zweck in einem Gehäuse vormontiert, welches erste und zweite Einlaßöffnungen aufweist, um einerseits die Antriebswelle und andererseits die Welle des Elektromotors einzusetzen.

Bei der Anordnung gemäß der DE 86 34 354 U1 sind die Aspekte der Herstellung eines Anlassermotors mit geringem Gewicht und die Anpassung eines solchen Anlassermotors an verschiedene Maschinen ohne die Verwendung einer Vielzahl von Gehäusen nicht angesprochen. Weiterhin ist kein Radiallager am vorderen Ende des Gehäuses für eine Ausgangswelle vorgesehen. Bei der Konstruktion gemäß der DE 86 34 354 U1 wird das Außengehäuse insgesamt von einem Gehäuse sowie einer Abdeckung gebildet, die in ihrem Innenraum das Planetengetriebe aufnehmen. Auch wenn ein Befestigungsflansch mit Durchgangsöffnung zu Montagezwecken dort vorgesehen ist, ergeben sich in der Praxis zahlreiche Unzulänglichkeiten. Um nämlich den Anlassermotor gemäß der DE 86 34 354 U1 an verschiedenen Maschinen anbringen zu können, muß eine Vielzahl von solchen Gehäusen und Deckeln auf Lager bereitgehalten werden. Dies erfordert aber erheblichen Aufwand, nicht zuletzt deswegen, weil das Gehäuse eine recht komplizierte Innenform mit beträchtlichen Abmessungen aufweist, um das Getriebe aufnehmen zu können.

Aus der DE 36 01 306 A1 ist ein Anlassermotor mit Planetenuntersetzungsgetriebe bekannt, bei dem ein Gehäuseteil aus Kunststoff verwendet wird, das einen zylindrischen Abschnitt aufweist, in welchem wiederum eine Innenverzahnung ausgebildet ist. Um diesen zylindrischen Abschnitt herum ist ein Verstärkungsteil vorgesehen, das aus einem ringförmigen Stahlblech besteht. Die dort angegebenen Maßnahmen befassen sich mit der Zielsetzung, die mechanische Festigkeit des Hohlrades zu verbessern, jedoch ist dort der Aspekt nicht angesprochen, einen Anlassermotor an ganz verschiedene Typen von Maschinen anpassen zu können. Die DE 34 40 496 A1 betrifft ein Untersetzungsgetriebe für einen koaxialen Anlassermotor mit der Zielsetzung, die im Betrieb erzeugte Wärme zu beseitigen und einen guten Staubschutz des Anlassermotors zu gewährleisten. Dabei ist ein Gehäuse mit einem einstückig geformten Hohlrad aus Kunstharz vorgesehen, jedoch ist die Problematik der Anpassung eines Anlassermotors an verschiedene Maschine nicht angesprochen.

Aus der US 21 52 005 ist bekannt, bei Anlassermotoren Flansche zu ihrer Befestigung zu verwenden. Dabei ist das Gehäuse des Anlassermotors dort an seinem vorderen Ende mit Flanschen versehen, die einstückig mit den Gehäuse ausgebildet sind und zur Anbringung an einer Maschine dienen. Wenn eine Anpassung an verschiedene Maschinentypen erforderlichen ist, so müssen solche Gehäuseteile mit dem integralen Flansch ausgewechselt werden, was erheblichen Aufwand mit sich bringt, denn einerseits haben diese Gehäuseteile beträchtliche Abmessungen und andererseits sind sie in ihrem Innenraum an zahlreiche Komponenten angepaßt und lassen sich nicht ohne weiteres abnehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Anlassermotor der eingangs genannten Art anzugeben, der ein geringes Gewicht aufweist, einen zuverlässigen Betrieb gewährleistet und an eine Vielzahl von zu startenden Maschinen angepaßt werden kann, ohne daß dabei viel Aufwand oder hohe Kosten zu erwarten sind.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, einen Anlassermotor der eingangs genannten Art so auszubilden, daß das Gehäuse einen Lagerschild aufweist, der aus Kunststoff besteht und einstückig mit dem Hohlrad des Planetenuntersetzungsgetriebes ausgebildet ist, daß der Lagerschild an seinem vorderen Ende ein Radiallager für die Ausgangswelle trägt, daß über dem Lagerschild ein aus Metall bestehender Flansch angeordnet ist, der einerseits am Lagerschild mit elektrisch leitenden Befestigungsteilen montiert ist und mit dem andererseits der Anlassermotor an der zu startenden Maschine anbringbar ist, und daß elektrisch leitende Teile vorgesehen sind, die den Flansch über die Befestigungsteile durch den Lagerschild hindurch elektrisch mit dem Joch des Elektromotors verbinden.

Mit dem erfindungsgemäßen Anlassermotor wird die Aufgabe in zufriedenstellender Weise gelöst. Auch wenn durch die Verwendung eines Lagerschildes aus Kunststoff einiges an Gewicht eingespart werden kann, wird dadurch die Festigkeit und Betriebssicherheit nicht verschlechtert. Der Flansch gibt dem Lagerschild ausreichende Festigkeit und dient zugleich als anpassungsfähiges Organ zur Anpassung an die verschiedenen Bauformen und Typen von Maschinen. Im Bedarfsfall braucht nur der Flansch ausgetauscht zu werden, ohne den Anlassermotor selbst in irgendeiner Weise zu demontieren. Bei einer solchen Umrüstung des Anlassermotors bleibt der Anlassermotor selbst geschlossen, so daß weder Schmutz eindringen kann noch Fehljustierungen auftreten können. Zugleich ist über den Flansch und die entsprechenden, elektrisch leitenden Teile eine elektrisch leitende Verbindung mit dem Joch des Elektromotors gegeben, so daß diese Teile bei der Montage des Anlassermotors automatisch auf Masse gelegt sind. Eine Lagerhaltung von verschiedenen Lagerschilden ist bei dem erfindungsgemäßen Anlassermotor nicht erforderlich, dennoch ist die gewünschte Vielseitigkeit gewährleistet.

Die Erfindung wird nachstehend, anhand der Beschreibung von Aus­ führungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine Teilschnittansicht eines herkömmlichen Anlassermotors;

Fig. 2 eine Teilschnittansicht einer ersten Ausführungs­ form des erfindungsgemäßen koaxialen Anlasser­ motors;

Fig. 3 eine Teilschnittansicht zur Erläuterung, wie der vordere Lagerschild mit dem Motorjoch verbunden wird; und in

Fig. 4 eine der Fig. 3 ähnliche Darstellung zur Er­ läuterung einer anderen Ausführungsform gemäß der Erfindung.

Eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anlasser­ motors ist in Fig. 2 im Teilschnitt dargestellt und wird nach­ stehend erläutert. Der koaxiale Anlassermotor weist einen Elektromotor M mit einem hinteren Lagerschild 27 sowie einen Magnetschalter S auf, der am hinteren Lagerschild 27 des Elektromotors M montiert ist. Ein Planetenuntersetzungs­ getriebe P ist an einer drehbaren Ausgangswelle 23 des Elektromotors M angebracht, die sich vom Elektromotor M nach vorn erstreckt.

Der Anlassermotor umfaßt ferner ein Anlassergehäuse oder einen vorderen Lagerschild 15 aus einem geeigneten Kunstharz. Der vordere Lagerschild 15 ist als hohles, im wesentlichen zylindrisches Teil mit einer hinteren Zylinderwand ausgebildet, an deren Innenumfangsfläche eine Innenverzahnung 25 ausgebildet ist, die ein Hohlrad bildet. Ein Befestigungsflansch 16 aus Metall ist über dem vorderen Lagerschild 15 angeordnet und an diesem vorderen Lagerschild 15 mit Befestigungsschrauben 17 befestigt. Die Abmessungen und die Konfiguration des vorderen Lagerschildes 15 sind an den Typ der Maschine angepaßt, an dem der koaxiale Anlassermotor angebracht wird.

Eine Freilaufkupplung 18 umfaßt ein Kupplungsaußenteil 18a, ein Kupplungsinnenteil 18b sowie eine Vielzahl von Rollen oder Wälzkörpern 18c, die zwischen dem Kupplungsaußenteil 18a und dem Kupplungsinnenteil 18b angeordnet sind. Das Kupplungsinnenteil 18b ist an seinem vorderen Ende mit einem Radiallager 19 drehbar gelagert, welches in das vordere Ende der Bohrung des vorderen Lagerschildes 15 eingepaßt ist. Das Kupplungsinnenteil 18b hat in seiner Innenumfangsfläche eingeformte Keilnuten 21, die in einer Keilnutverzahnung mit der drehbaren Ausgangswelle 20 kämmen.

Ein Ritzel 22 steht ebenfalls mit dem vorderen Ende der drehbaren Ausgangswelle 20 über Keilnuten in Eingriff. Der Elektromotor M hat eine drehbare hohle Ankerwelle 23, an deren Vorderende ein Sonnenrad 23a des Planetenunter­ setzungsgetriebes P ausgebildet ist, das weiterhin Planeten­ räder 24 in kämmenden Eingriff mit dem Sonnenrad 23a besitzt. Das Planetenuntersetzungsgetriebe P umfaßt ferner das von der Innenverzahnung 25 gebildete Hohlrad, das in der rückseitigen Verlängerung des vorderen Lagerschildes 15 ausgebildet ist, sowie Planetenzapfen 24a, die am Kupplungs­ außenteil 18a der Freilaufkupplung 18 befestigt sind.

Der koaxiale Anlassermotor umfaßt ferner eine Stange 29, die zusammen mit der hohlen Ankerwelle 23 angeordnet und über eine nicht dargestellte Anordnung von Kolben und Feder des Magnetschalters 28, eine Stahlkugel 30 zwischen dem vorderen Ende der Stange 29 und einer Aussparung in der Ausgangswelle 20 an letztere angeschlossen ist, wobei ein Lager 31 das hintere Ende der Ausgangswelle 20 lagert. Ferner sind Schrauben 32 vorgesehen, die zur Befestigung des vorderen Lagerschildes 15, eines Joches 26, eines hinteren Lagerschildes 27 sowie des Magnetschalters 28 dienen. Die Schrauben 32 erstrecken sich durch das Gehäuse und verlaufen außerhalb der Innenverzahnung 25 des vorderen Lagerschildes 15 sowie innerhalb des Joches 26.

Wenn der nicht dargestellte Zündschalter geschlossen wird, so wird der Magnetschalter S erregt und zieht seinen Kolben an, so daß die Ausgangswelle 20 über die Stange 29 betätigt bzw. vorgeschoben wird, so daß das Ritzel 22 mit dem nicht dargestellten Hohlrad der Maschine in Eingriff gebracht wird. Zur gleichen Zeit werden die elektrischen Kontakte innerhalb des Magnetschalters 28 geschlossen, um dem nicht dargestellten Anker des Elektromotors Strom zuzuführen und um die Ankerwelle 23 in Drehung zu versetzen. Diese Drehbewegung wird zur Ausgangswelle 20 über die Freilaufkupplung 18 übertragen, wobei die Drehbewegung in ihrer Geschwindigkeit bzw. Drehzahl von dem Planetenuntersetzungsgetriebe reduziert wird, um das Ritzel 22 zum Anlassen der Maschine zu drehen.

Sobald die Maschine gestartet worden ist, wird die Drehkraft von der Maschine umgekehrt über das Hohlrad auf das Ritzel 22 übertragen. Daher wird das Ritzel 22 zusammen mit der Aus­ gangswelle 20 schnell angetrieben, so daß das Kupplungsinnen­ teil 18b gegenüber dem Kupplungsaußenteil 18a aufgrund der Funktion der Wälzkörper 18c der Freilaufkupplung 18 ausge­ rückt wird, so daß die Drehung des von der Maschine ange­ triebenen Ritzels 22 nicht weiter rückwärts übertragen werden.

Fig. 3 zeigt eine Teilschnittansicht zur Erläuterung einer anderen Ausführungsform des koaxialen Anlassermotors gemäß der Erfindung, wobei der Befestigungsflansch 16 und das Joch 26 elektrisch verbunden sind. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, hat ein aus Kunststoff oder Kunstharz bestehender vorderer Lagerschild 34 mindestens ein Durchgangsloch 34a in einer Position, die einem der Gewindelöcher entsprechen, in welche die Befestigungsschrauben 17 bei der Anordnung gemäß Fig. 2 in Gewindeeingriff eingreifen. Im übrigen ist der Aufbau des vorderen Lagerschildes 34 ähnlich dem vorderen Lager­ schild 15 gemäß Fig. 2.

Eine elektrisch leitende Verbindungsstange 33 mit Innenge­ winde ist in ein Durchgangsloch 26a des Joches 26 sowie das Durchgangsloch 34a des vorderen Lagerschildes 34 einge­ setzt, wobei ihr Kopf 33a mit der Innenoberfläche des Joches 26 in Eingriff steht. Die Verbindungsstange 33 bildet eine Hutmutter mit einem Innengewinde 33b, in welches das Außen­ gewinde der Befestigungsschraube 17 hineingeschraubt wird. Somit wird ein elektrischer Pfad von dem Joch 26 des Anlassermotors zu dem aus Metall bestehenden Befestigungs­ flansch 16 über die Verbindungsstange 33 und die Befestigungs­ schraube 17 gebildet, wobei eine elektrische Verbindung zum Erden des Joches 26 des Anlassermotors mit dem aus Metall bestehenden Befestigungsflansch 16 durch den isolierenden vorderen Lagerschild 34 ausgebildet wird, ohne daß das Erfordernis besteht, eine separate Erdungsleitung für das Joch 26 vorzusehen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist eine elektrisch leitende Verbindungsbuchse 35 mit einem Innengewinde 35a und mit einer Stirnfläche 35b, aber ohne einen dem Kopf 33a gemäß Fig. 3 entsprechenden Kopf, innerhalb des vorderen Lagerschildes 34b mit diesem integral geformt, und zwar beispielsweise durch einen Einsatzspritzgießvorgang. Wenn die Montage erfolgt ist, wie es Fig. 4 zeigt, steht die Stirnfläche 35b in elektrischem Kontakt mit der Außenfläche des Joches 26; damit wird ein elektrischer Kreis von dem Joch 26 über die Verbindungsbuchse 35 und die Befestigungs­ schraube 17 zum Befestigungsflansch 16 hergestellt. Die eingebettete Verbindungsbuchse 35 kann auch als Verstärkungs­ teil für den vorderen Lagerschild 34b dienen.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß bei dem erfindungsgemäßen koaxialen Anlassermotor ein Gehäuse, an dem ein Lager zur Aufnahme von radialen Belastungen von der Ausgangswelle 20 befestigt ist, sowie ein Hohlrad mit Innenverzahnung des Planetenuntersetzungsgetriebes aus einem Kunststoff- oder Kunstharzmaterial einstückig bzw. integral geformt sind, wobei ein Befestigungsflansch zum Anbringen des Anlassermotors an einer Maschine an dem Gehäuse montiert ist.

Der Befestigungsflansch kann elektrisch leitend sowie an dem Gehäuse mit einem elektrisch leitenden Befestigungsteil montiert sein, wobei zweckmäßigerweise elektrisch leitende Teile vorgesehen sind, um den Befestigungsflansch und das Joch des Elektromotors über das Befestigungsteil elektrisch zu verbinden. Bei dem vorstehend beschriebenen koaxialen Anlassermotor ist der Befestigungsflansch, mit dem der Anlassermotor an der Maschine montiert wird, an dem vorderen Lagerschild befestigt, so daß die Anbringung des Anlassermotors an verschiedenen Typen von Maschinen vorge­ nommen werden kann, indem man einfach einen geeigneten Befestigungsflansch aus einer Vielzahl von verschiedenen Flanschen auswählt, die vorher hergestellt worden sind, um die Anpassung an verschiedene Typen von Maschinen vorzu­ nehmen, so daß die Herstellungskosten insgesamt reduziert werden.

Da weiterhin der vordere Lagerschild, in dessen hinterem Bereich das Hohlrad mit Innenverzahnung des Planetenunter­ setzungsgetriebes ausgebildet ist, aus einstückig geformtem Kunstharz besteht, kann der vordere Lagerschild mit dem Hohlrad mit wesentlich geringerem Gewicht und mit einem einzigen einfachen Formvorgang hergestellt werden, so daß die Anzahl von Arbeitsschritten bei der Herstellung reduziert wird. Damit läßt sich der koaxiale Anlassermotor gemäß der Erfindung mit geringeren Kosten und mit geringerem Gewicht als herkömmliche Anlasser herstellen.

Claims (1)

1. Koaxialer Anlassermotor, bei dem ein Magnetschalter (S) hinter einem Elektromotor (M) angeordnet und ein Planetenuntersetzungsgetriebe (P) vor dem Elektromotor (M) vorgesehen ist, mit einer Ausgangswelle (20), die von dem Elektromotor (M) über das Planetenuntersetzungsgetriebe (P) angetrieben ist und ein Antriebsritzel (22) trägt, wobei das Hohlrad mit Innenverzahnung (25) des Planetenuntersetzungsgetriebes (P) aus Kunststoff besteht und wobei das Planetenuntersetzungsgetriebe (P) mit seiner Kupplung (18) von einem Gehäuse umgeben ist, dadurch gekennzeichnet,
   daß das Gehäuse einen Lagerschild (15, 34, 34b) aufweist, der aus Kunststoff besteht und einstückig mit dem Hohlrad des Planetenuntersetzungsgetriebes (P) ausgebildet ist,
   daß der Lagerschild (15, 34, 34b) an seinem vorderen Ende ein Radiallager (19) für die Ausgangswelle (20) trägt, daß über dem Lagerschild (15, 34, 34b) eiun aus Metall bestehender Flansch (16) angeordnet ist, der einerseits am Lagerschild (15, 34, 34b) mit elektrisch leitenden Befestigungsteilen (17) montiert ist und mit dem andererseits der Anlassermotor an der zu startenden Maschine anbringbar ist,
   und daß elektrisch leitende Teile (33, 35) vorgesehen sind, die den Flansch (16) über die Befestigungsteile (17) durch den Lagerschild (15, 34, 34b) hindurch elektrisch mit dem Joch (26) des Elektromotors (M) verbinden.