-
Beim
Anlassen eines Verbrennungsmotors treibt der Anlasser den Anlaßzahnkranz
des Motors durch ein Antriebsritzel an. Der Betrieb des Anlassers erzeugt
eine erhebliche Geräuschentwicklung,
die insbesondere durch das Reiben der Kohlebürsten, das Getriebe, den Freilauf
usw. bedingt ist, wobei die wichtigste Geräuschquelle aber auf das Einspuren des
Ritzels der Einspurvorrichtung am Anlaßzahnkranz des Motors zurückzuführen ist.
-
Denn
die Schallwellen, die sich beim Einspuren ergeben, werden an die
Ausgangswelle des Getriebes weitergeleitet. Die Ausführung des
hinteren Lagers der Ausgangswelle aus Kunststoff ermöglicht die
Dämpfung
eines Teils der Schallwellen. Ein anderer Teil wird jedoch an das
vordere Ende der Welle übertragen,
das über
ein Lager, wie etwa eine Nadelhülse,
in einer vorderen Aufnahme der Anlassernase gelagert ist, wobei
sich dieser Teil der Schwingungen in der Anlassernase ausbreitet
(siehe die
FR-A-2 398 190 ).
-
Bei
der Anlassernase handelt es sich um ein dünnwandiges Hohlteil, wodurch
die Umwandlung der mechanischen Schwingungen in Schallwellen begünstigt wird,
was wiederum den durch den Anlasser erzeugten Schallpegel entsprechend
erhöht.
-
Darüber hinaus
ist zuweilen ein axialer Anschlag zwischen dem vorderen Ende der
Getriebeausgangswelle und dem axialen Boden der Aufnahme vorgesehen.
Dieser Anschlag begünstigt
die Ausbreitung der Schallwellen von der Welle zur Anlassernase
und erhöht
dementsprechend die durch den Anlasser bewirkte Geräuschbelästigung.
-
Um
diese Nachteile abzustellen, schlägt die Erfindung einen Anlasser
vor, umfassend ein Anlassergestell mit wenigstens einer Anlassernase,
die eine Abschlußkappe
bildet, und umfassend, axial hintereinander angeordnet, einen hinteren
Elektromotor, der eine Einspurvorrichtung antreibt, wobei eine Einspurwelle
ein glattes vorderes Teilstück
umfaßt,
das unter Einfügung
eines Führungslagers
in einer Aufnahme der Anlassernase drehbar geführt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen
dem Führungslager
und der Aufnahme der Anlassernase ein Element aus einem die Schwingungen
dämpfenden Material
eingefügt
ist.
-
Das
Dämpfungselement
ermöglicht
es, die Schwingungen der Ausgangswelle des Anlassers zu absorbieren
und dadurch die Geräuschbelästigung zu
begrenzen.
-
Nach
anderen Merkmalen der Erfindung ist folgendes vorgesehen:
- – Das
Dämpfungselement
besteht aus einer rohrförmigen
Muffe aus einem die Schwingungen dämpfenden Material.
- – Die
Muffe wird außen
durch eine äußere Metallhülse verdoppelt.
- – Die
Muffe wird innen durch eine innere Metallhülse verdoppelt.
- – Das
Dämpfungselement
umfaßt
eine vordere Abschlußquerwand,
die die Muffe verschließt
und die einstückig
mit dieser ausgeführt
ist.
- – Die
Querwand wird außen
durch eine äußere Metallquertrennwand
verdoppelt, die einstückig mit
der äußeren Metallhülse ausgeführt ist.
- – Die
Querwand wird innen durch eine innere Metallquertrennwand verdoppelt,
die einstückig
mit der inneren Metallhülse
ausgeführt
ist.
- – Bei
dem Dämpfungsmaterial
handelt es sich um ein Elastomer.
- – Das
Elastomermaterial ist durch Haftverbindung an wenigstens einer Metallhülse befestigt.
- – Das
Dämpfungselement
ist durch Aufpressen in der Aufnahme der Anlassernase befestigt.
- – Das
Dämpfungselement
ist durch Verkleben in der Aufnahme der Anlassernase befestigt.
- – Das
Dämpfungselement
wird in der Aufnahme durch eine ringförmige Platte axial gehalten,
die durch wenigstens eine Schraube an der Anlassernase befestigt
ist.
-
Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung, zu deren Verständnis auf die beigefügten Figuren
verwiesen wird. Darin zeigen im einzelnen:
-
1 eine
im Längsschnitt
ausgeführte
Teilansicht eines Kraftfahrzeuganlassers nach dem Stand der Technik;
-
2 eine
in vergrößertem Maßstab ausgeführte Darstellung
des vorderen Teils eines Anlassers mit einem Dämpfungselement gemäß der Erfindung;
-
3 eine
Detailansicht einer Ausführung der
Befestigung des Dämpfungselements
im vorderen Teil des Anlassers;
-
4 eine
in vergrößertem Maßstab ausgeführte perspektivische
Darstellung eines Dämpfungselements
nach einer Variante der Erfindung;
-
die 5 bis 8 im
Längsschnitt
ausgeführte
Darstellungen des Dämpfungselements
nach Varianten der Erfindung.
-
Im
Verlauf der Beschreibung wird eine Ausrichtung von vorn nach hinten
ohne einschränkende Wirkung
unter Bezugnahme auf die Figuren verwendet.
-
Sie
entspricht der Ausrichtung von links nach rechts entsprechend den 1 und 2.
-
1 stellt
einen Kraftfahrzeuganlasser 10 nach dem Stand der Technik
dar.
-
Er
umfaßt
ein Gestell, in dem ein Elektromotor 12, der eine Ankerwelle 14 antreibt,
und eine Getriebeausgangswelle 16 angeordnet sind.
-
In
einem hinteren freien Ende der Getriebeausgangswelle 16 ist
eine axiale Bohrung 18 eingearbeitet. Sie mündet in
der hinteren radialen Fläche
des hinteren freien Endes der Ausgangswelle 18, während sie
an ihrem anderen vorderen Ende einseitig verschlossen ist.
-
Ein
glattes vorderes Teilstück 20 des
vorderen freien Endes der Ausgangswelle 16 ist in einem Führungslager 22 drehbar
geführt,
bei dem es sich um ein Nadellager handeln kann, das in der vorderen Blindaufnahme 24 einer
Anlassernase 26 eingebaut ist.
-
Die
axiale Sicherung der Getriebeausgangswelle 16 von hinten
nach vorn erfolgt durch eine Scheibe 28, die sich zwischen
dem vorderen Ende der Ausgangswelle 16 und dem Querboden
der vorderen Aufnahme 24 befindet.
-
Ein
glattes hinteres Teilstück 30 am
hinteren freien Ende der Ausgangswelle 16 ist in einem
hinteren Führungsring 32 drehbar
gelagert, der in einer hinteren Aufnahme 34 eingebaut ist.
-
Die
axiale Sicherung der Ausgangswelle 16 von vorn nach hinten
erfolgt durch eine Kugel, die am Boden der Bohrung 18 des
hinteren freien Endes der Getriebeausgangswelle 16 angeordnet
ist. Wenn eine Beanspruchung von vorn nach hinten auf die Getriebeausgangswelle 16 ausgeübt wird,
befindet sich die Kugel einerseits mit dem vorderen freien Ende
der Ankerwelle 14 und andererseits mit dem Blindboden der
Bohrung 18 in Kontakt.
-
Das
Getriebe ist hier als Planetengetriebezug ausgeführt, der die Drehbewegung von
der Ankerwelle 14 an die Getriebeausgangswelle 16 überträgt. Es umfaßt eine
Gruppe von Planetenrädern, deren
Drehachse an einem quer ausgerichteten Flansch gelagert ist, der
an dem hinteren Abschlußteilstück der Getriebeausgangswelle 16 durch
ein Verfahren wie etwa Laserschweißen, Elektronenbeschuß, Plasmabrennen
oder durch Verkleben bzw. Aufschrumpfen befestigt ist.
-
Die
Planetenräder
sind durch eine fest auf den Planetenradachsen aufgesteckte Platte
axial gegen Verschiebung gesichert.
-
Das
Getriebe umfaßt
daher eine Hohlrad mit Innenzahnung, das in der dargestellten Baugruppe durch
Aufformen in einer am Gehäuse
des Anlassers befestigten Querplatte befestigt ist.
-
Eine
Einspurvorrichtung 50 ist auf einem genuteten Zwischenteilstück 52 der
Getriebeausgangswelle 16, die daher die Einspurwelle 48 bildet,
axial verschiebbar zwischen einer vorderen Eingriffsposition und
einer hinteren Ruheposition gelagert.
-
Das
genutete Zwischenteilstück 52 enthält Außennuten,
die mit Innennuten zusammenwirken, die in das innere axiale Loch
der Einspurvorrichtung 50 eingearbeitet sind. Wenn sich
die Einspurvorrichtung 50 in der Eingriffsposition befindet,
wirken die Außennuten
mit den Innennuten zusammen, um das Drehmoment von der Einspurwelle 48 an
die Einspurvorrichtung 50 zu übertragen.
-
Wenn
die Einspurvorrichtung 50 von ihrer vorderen Eingriffsposition,
in der sie den Anlaßzahnkranz
des Verbrennungsmotors drehend antreibt, um diesen anzulassen, in
ihre hintere Ruheposition zurückkehrt,
kommt sie mit der hinteren Aufnahme 34 in Kontakt. Durch
die Reibung mit dieser Aufnahme wird die Einspurvorrichtung 50 in
ihrer durch die Trägheit
bedingten Drehbewegung abgebremst.
-
Die
verschiedenen Bewegungen sowie das Eingreifen am Anlaßzahnkranz
des Motors und die Reibung an der hinteren Aufnahme 34 der
Einspurvorrichtung 50 verursachen Schwingungen. Die Lagerung
des glatten vorderen Teilstücks
und des Führungslagers 22 in
der vorderen Aufnahme 24 überträgt einen großen Teil
der Schwingungen an die Anlassernase 26, die daraufhin
diese Schwingungen in Schallwellen umwandelt.
-
Die
Erfindung ermöglicht
eine Eindämmung der
Erzeugung von Schallwellen und dementsprechend des Geräuschpegels
des Anlassers während seines
Betriebs.
-
Dazu
ist gemäß 2 ein
Dämpfungselement 54 aus
einem schwingungsdämpfenden
Material zwischen dem Führungslager 22 und
der vorderen Aufnahme 24 eingefügt.
-
Es
besteht aus einer rohrförmigen
Muffe 56, die durch eine vordere Abschlußquerwand 58 verschlossen
ist, welche somit eine schalenförmige
Umhüllung 60 bildet.
Das Dämpfungselement 54 ermöglicht das
Absorbieren eines großen
Teils der Schwingungen des vorderen freien Endes der Ausgangswelle 16 und
dadurch eine deutliche Eindämmung
bzw. sogar die Beseitigung der an die Anlassernase 26 übertragenen
mechanischen Schwingungen. Denn es besteht kein direkter, weder
radialer noch axialer, Kontakt mehr zwischen den Metallteilen, etwa
der Ringe des Führungslagers 22,
der Scheibe 28 und des vorderen Endes der Getriebeausgangswelle 16, die
den Schwingungen der Welle 16 ausgesetzt sind, und der
vorderen Aufnahme 24 der Anlassernase 26.
-
Das
Dämpfungselement 54 bewirkt
daher eine mechanische Trennung zwischen den Teilen, die sich beiderseits
seiner Wände
befinden. Es besteht aus einem Dämpfungsmaterial,
etwa aus Kunststoff, einem natürlichen
oder synthetischen Elastomer, usw.
-
Der
Einfluß der
Schwingungen der Getriebeausgangswelle 16 auf den Geräuschpegel
des Anlassers wird dabei deutlich verringert.
-
Das
Dämpfungselement 54 wird
durch einen Haltering 62, der am hinteren Ende der Aufnahme 24 aufgepreßt ist,
axial in der Aufnahme 24 gehalten.
-
Nach
einer Variante wird das Dämpfungselement 54 in
der Aufnahme 24 durch eine ringförmige Platte 55 axial
gehalten, die ein Loch mit einem Durchmesser enthält, der
größer als
der Durchmesser des glatten vorderen Teilstücks 20 und kleiner
als der Innendurchmesser des Dämpfungselements 54 ist.
Die ringförmige
Platte 55 ist durch eine oder mehrere Schrauben 57,
von denen eine in 3 dargestellt ist, an der Anlassernase 26 befestigt.
-
Das
Dämpfungselement 54 ist
vorteilhafterweise in der Anlassernase 26 durch eine Lagerung gesichert,
die radial eingespannt oder durch Haftverbindung der rohrförmigen Muffe 56 an
der Innenwand der Aufnahme 24 ausgeführt ist.
-
Nach
einer Ausführungsvariante
ist die Umhüllung 60 direkt
in der vorderen Aufnahme 24 geformt. Dadurch wird einerseits
die Beseitigung etwaiger Steifigkeitsprobleme der rohrförmigen Muffe 56 und
andererseits der Wegfall des Halterings 62 ermöglicht.
-
Nach
einer ersten Variante besteht das Dämpfungselement 54 aus
zwei Teilen. In 4 sind sie in einer perspektivischen
Ansicht vor ihrem Zusammenbau dargestellt.
-
Das
Dämpfungselement 54 besteht
aus der Umhüllung 60 aus
Dämpfungsmaterial,
die außen durch
eine auch als Fassung bezeichnete äußere Metallhülse 64 verdoppelt
wird. Die Verbindung zwischen der Metallhülse 64 und der Umhüllung 60 kann durch
eine eingespannte Lagerung, durch Haftverbindung oder durch jedes
andere Verfahren ausgeführt
sein, durch das die beiden Elemente in Kontakt gehalten werden können.
-
Die
Umhüllung 60 kann
auch im Innern der äußeren Metallhülse 64 geformt
sein.
-
Die äußere Metallhülse 64 ermöglicht eine Verstärkung der
Umhüllung 60,
wodurch die Festigkeit des Dämpfungselements 54 erhöht und der
Einbau, etwa eine eingespannte Lagerung in der vorderen Aufnahme,
vereinfacht wird.
-
Für den Einbau
werden die Anschlagscheibe 28, das Führungslager 22 und
das glatte vordere Teilstück 20 des
vorderen freien Endes der Ausgangswelle 16 nacheinander
in die Umhüllung 60 mit
ihrer Außenhülse 64 eingesetzt.
Der so ausgeführte
Zusammenbau ergibt eine Untergruppe, die dann nur noch eingespannt
in die vordere Aufnahme 24 eingesteckt werden muß, wobei
der Haltering 62 sowie der Aufpreßvorgang somit entfallen. Außerdem kann
das Element 54 in der vorderen Aufnahme 24 eingesetzt werden,
woraufhin die Anschlagscheibe 28, das Führungslager 22 und
das glatte vordere Teilstück 20 eingesetzt
werden.
-
Gemäß 5 wird
die vordere Abschlußquerwand 58,
welche die Hülse 56 verschließt, vorteilhafterweise
außen
durch eine äußere Metallquertrennwand 66 verdoppelt,
die einstückig
mit der äußeren Metallhülse 64 ausgeführt ist.
Die Querwand 66 ermöglicht
eine radiale Versteifung des Dämpfungselements 54.
-
Nach
einer in 6 veranschaulichten zweiten
Variante besteht die Erfindung darin, die rohrförmige Muffe 56 innen
durch eine innere Metallhülse 68 zu
verdoppeln.
-
Dabei
verstärkt
die innere Metallhälse 68 die Umhüllung 60,
wobei der Kontakt zwischen dem Außenring des Führungslagers 22 und
der rohrförmigen Muffe 56 aus
Dämpfungsmaterial
entfällt.
-
Die
innere Metallhülse 68 wird
in der rohrförmigen
Muffe 56 durch ein Verfahren wie etwa Verkleben gesichert.
Die Umhüllung 60 kann
auch auf dem Metallring 68 geformt sein.
-
Gemäß 7 wird
die Querwand 58, welche die Muffe 56 verschließt, vorteilhafterweise
innen durch eine innere Metallquertrennwand 70 verdoppelt,
die einstückig
mit der Metallhülse 68 ausgeführt ist.
-
Diese
Anordnung ermöglicht
den Wegfall der Scheibe 28. Denn die Querwand 70 dient
dann als Anschlag für
das vordere Ende der Getriebeausgangswelle 16.
-
Wenn
die vordere Abschlußquerwand 58 der Umhüllung entfällt, besteht
die Notwendigkeit, daß die
axiale Sicherung des glatten vorderen Teilstücks 20 der Ausgangswelle 16 sowie
des vorderen Lagers 22 so ausgeführt ist, die axialen Schwingungen
der Ausgangswelle 16 nicht an die vordere Aufnahme 24 übertragen
werden.
-
Dazu
kann beispielsweise in Betracht gezogen werden, das glatte vordere
Teilstück
im vorderen Lager 22, etwa in einem Nadellager, eingespannt
zu lagern, woraufhin die axiale Sicherung des vorderen Lagers 22,
des Dämpfungselements 54 und
der vorderen Aufnahme 24 durch Verkleben auszuführen ist. Diese
Ausführung
ermöglicht
den Wegfall der Scheibe 28 sowie des Halterings 62.
-
Bei
dem Dämpfungselement 54 kann
es sich auch um eine Kombination der verschiedenen vorangehenden
Varianten handeln. So besteht es beispielsweise aus drei Teilen
gemäß 8.
Nach dieser Gestaltung wird das Dämpfungselement 54 beispielsweise
durch eine eingespannte Lagerung in die vordere Aufnahme 24 eingesetzt,
so daß der
Haltering 62 entfällt.
Die innere Metallquertrennwand 70 ermöglicht ihrerseits den Wegfall
der Scheibe 28.
-
Die
vorgeschlagenen Varianten weisen verschiedene Vorteile auf, wie
etwa eine Reduzierung des Geräuschpegels
des Anlassers während
seines Betriebs, und auch eine Vereinfachung des Einbaus dank des
Wegfalls von Teilen wie etwa der Scheibe 28 und des Halterings 62,
und dadurch daß Einbauvorgänge, wie
etwa das Aufpressen des Rings 22, entfallen.