Titel Starter für eine Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft einen Starter für eine Brennkraftmaschine, mit einem auf einer Welle aufgeschobenen Ritzel und mit einer das Ritzel auf der Welle sichernden Axialsicherung.

Stand der Technik

Starter sind im Stand der Technik zum Anlassen von Brennkraftmaschinen bekannt. Ein Ritzel spurt in ein drehfest mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbundenes Zahnrad ein und treibt die Kurbelwelle auf diese Weise an, bis die Brennkraftmaschine zündet und aus eigener Kraft läuft. Bei frei ausstoßenden Startern wird das Starterritzel in einem Antriebslager mit Nadelhülse gelagert. Bei der Startermontage wird der Freilauf mit dem Starterritzel durch die Nadelhülse gefügt. Die maximalen Kopfkreise und Zähnezahlen der Startervarianten sind somit begrenzt. Das gedämpfte beziehungsweise angefederte Anlegen des Starterritzels an den Zahnkranz ist bei Zahn-auf-Zahn-Kontakt nicht gewährleistet. Durch Erhöhung von geforderten Startdrehzahlen, Hochlaufunterstützung für die Brennkraftmaschine und geforderte Lebensdauer im Start-Stop-Betrieb ist es notwendig, die Zähnezahl und somit auch den Kopfkreisdurchmesser am Starterritzel zu erhöhen. Mit den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen, insbesondere in

Ausführungen mit den beschriebenen Nadelhülsen, ist dies montagetechnisch nicht oder nur mit erheblicher Änderung der Montagestraßen möglich. Nadelhülsen mit größerem Innenring und beiderseitiger Abdichtung scheiden aus Kostengründen und aus Sicht der Montierbarkeit aus. Weiter müsste der Schaftdurchmesser des Starterritzels in Fließpressausführung an den Durchmesser des größeren Kopfkreises angepasst werden, was wiederum aufgrund der größeren Masse des Bauteils die Dynamik des Starters und das Gewicht des kompletten Erzeugnisses negativ beeinflusst. Es ist insoweit bekannt, das Ritzel als Steckritzel auszuführen, das am Ende der Startermontage montiert und anschließend axial gesichert wird. Als

Axialsicherung ist im Stand der Technik eine axiale Fixierung mittels Sprengring und/oder Anschlagring in der Art eines Seegerrings bekannt. Nachteilig hieran ist ein erhöhter Montageaufwand sowie ein erhöhter Bauraumbedarf sowie in der Ausführungsform der als frei ausstoßender Starter eine zusätzliche Kapsel zum Verschließen des Starterritzels.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Starter für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, der ein entsprechendes Ritzel bereitstellt und hierbei eine einfache, kostengünstige Montage als Steckritzel gewährleistet, ohne dass die vorstehend beschriebenen Nachteile in Kauf genommen werden müssen.

Offenbarung der Erfindung

Hierzu wird ein Starter für eine Brennkraftmaschine vorgeschlagen, mit einem auf einer Welle aufgeschobenen Ritzel und mit einer das Ritzel auf der Welle sichernden Axialsicherung. Es ist vorgesehen, dass die Axialsicherung ein auf die Welle aufgeschobenes, im Reibschluss gehaltenes Ringelement ist. Die Axialsicherung wird demzufolge dadurch bewirkt, dass das Ringelement auf die Welle aufgeschoben und dort im Reibschluss gehalten wird. Das Ringelement hat hierzu einen Innendurchmesser, der mit dem Außendurchmesser der Welle so genau korrespondiert, dass es im aufgeschobenen Zustand über die materialbedingten Reibungskräfte an Ort und Stelle gehalten wird. Zum Zwecke der Montage wird das Ringelement auf die Welle aufgeschoben und fixiert das Ritzel hierdurch.

Bevorzugt wird das Ringelement unter Ultraschalleinwirkung auf die Welle aufgeschoben. Durch die Ultraschalleinwirkung während des Aufschiebens wird die Gleitreibung zwischen der Welle und dem Ringelement verringert, so dass das Aufschieben des Ritzels auf die Welle ohne allzu großen Kraftaufwand möglich ist. Gleichzeitig wird hierbei vermieden, dass das Ringelement zum Zwecke des Aufschiebens beispielsweise erhitzt werden muss, um durch thermische Ausdehnung des Ringelements etwa einen Durchmesserweiterung des Ringelements zu bewirken, wie dies beispielsweise beim Aufsprengen erfolgt. Eine Ultraschallleitwirkung kann wesentlich leichter und insbesondere unter erheblicher Zeitersparnis erfolgen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Ringelement ein Topfelement. Es umgreift demzufolge die Welle nicht nur außenumfangsseitig, sondern auch stirnseitig mit seinem Topfboden. Hierdurch werden auch Abdichtungsfunktionen beziehungsweise Verschlussfunktionen bereitgestellt.

In einer Ausführungsform ist die Welle eine Hohlwelle.

Bevorzugt ist die Hohlwelle axial verschieblich auf einer Antriebswelle des Starters gelagert. Die Hohlwelle dient hierbei durch ihre Axialverschieblichkeit dem Ausrücken des Ritzels und Einspuren zum Starten in das entsprechende Zahnrad der Kurbelwelle beziehungsweise Kurbelwellenscheibe, wobei eine entsprechende Mimik im Zusammenwirken mit der Antriebswelle vorgesehen ist.

In einer weiteren Ausführungsform verschließt das Topfelement mit seinem Topfboden die Hohlwelle endseitig. Hierdurch wird ein Verschluss der Hohlwelle bewirkt, der sehr vorteilhaft und zuverlässig das Eindringen von Schmutz und Fremdkörpern in die Hohlwelle verhindert, wodurch eine Störung einer darin befindlichen Verschiebemechanik, insbesondere der Antriebswelle, auf einfache und vorteilhafte Weise vermieden wird. Ferner wird das unerwünschte Austragen beispielsweise von Schmiermittel, wie etwa Schmierfett, aus der Hohlwelle vermieden. Insbesondere wird weiter vermieden, dass zum Verschluss der Hohlwelle ein zusätzliches Element eingesetzt werden muss.

Weiter ist in einer bevorzugten Ausführung vorgesehen, dass das Ritzel drehfest und axial verschieblich auf der Hohlwelle angeordnet ist. Die Hohlwelle dreht demzufolge das Ritzel, wobei es in einem gewissen Umfang axial verschieblich auf der Hohlwelle lagert. Die Momentübertragung erfolgt hierbei durch die drehfeste Anordnung beispielsweise über eine Drehmitnahme, die eine gewisse Axialverschieblichkeit zulässt. Hierdurch wird erreicht, dass das Ritzel beim Einspuren bei einem Zahn-auf-Zahn-Kontakt im Wege seiner Axialverschieblichkeit auf der Hohlwelle nachgeben kann und so eine Beschädigung des Ritzels und/oder des Zahnkranzes, in den das Ritzel einspurt, vermieden wird.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Ritzel mittels einer Feder, insbesondere Tellerfeder, axial in Richtung auf das Ringelement vorgespannt ist. Die Axialverschieblichkeit des Ritzels auf der Hohlwelle wird hierbei durch die Feder und ihre Vorspannung, die sie auf das Ritzel ausübt, begrenzt beziehungsweise bedämpft. Insbesondere bei Zahn-auf-Zahn-Kontakt des Ritzels mit dem Zahnkranz, in den das Ritzel einspurt, wird hierbei ein kurzes, abgefedertes Nachgeben des Ritzels durch diese bedämpfte Axialverschieblichkeit gewährleistet, wobei das Ritzel wieder in die ihm zugedachte Ausgangslage eben aufgrund der Vorspannung zurückkehrt, sobald der Zahn-auf-Zahn-Kontakt aufgehoben ist und das Ritzel mit dem Zahnkranz kämmt.

Weiter wird ein Verfahren vorgeschlagen zum Sichern eines Ritzels eines Starters, insbesondere wie vorstehend beschrieben, auf einer Welle, wobei ein Ringelement zur Ausbildung der Axialsicherung auf die Welle aufgeschoben und dadurch im Reibschluss gehalten ist. Das Ringelement hält demzufolge durch Reibschluss nach Aufschieben. Eine weitere Fixierung, insbesondere ein Verschweißen, Verstiften, Verlöten oder Ähnliches ist nicht erforderlich.

In einer weiteren Verfahrensausbildung erfolgt das Aufschieben unter

Ultraschalleinwirkung. Die Ultraschalleinwirkung hebt die Gleitreibung während des Aufschiebens in hohem Maße auf oder verringert sie zumindest in einem solchen Umfang, dass das Aufschieben des Ringelements auf die Welle ohne allzu großen Kraftaufwand möglich ist. Insbesondere wird dadurch eine relativ schnelle und kostengünstige Montage des Ringelements als Axialsicherung ermöglicht, da eine thermische Behandlung des Ringelements zur Durchmessererweiterung wie beim Aufsprengen oder ein zusätzliches Verschweißen, Verschrauben, Verstiften oder Ähnliches entfällt. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus Kombinationen derselben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein.

Es zeigt

die Figur ein Ritzel eines Starters für eine Brennkraftmaschine mit Axialsicherung.

Ausführungsform(en) der Erfindung

Die Figur zeigt abschnittsweise einen Starter 1 für eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine, mit einem Ritzel 2, das auf einer Welle 3, die als Hohlwelle 4 ausgebildet ist, aufgeschoben ist. Das Ritzel 2 lagert auf der Hohlwelle 4 drehfest über eine nicht dargestellte Drehmitnahme, aber in geringem Umfang, nämlich um die Breite eines Spalts 5, axial verschieblich. Die Welle 3 ist endseitig zur axialen Sicherung des Ritzels 2 auf der Welle 3 mit einer Axialsicherung 6 versehen, die in Form eines Ringelements 7 in einer besonderen Ausführung als Topfelement 8 ausgebildet ist. Die Hohlwelle 4 ist hierbei axialverschieblich auf einer Antriebswelle 9 des Starters 1 gelagert, wobei die Hohlwelle 4 zur Bewirkung einer Ausrückung zum Einspuren des Ritzels 2 in einen nicht dargestellten Zahnkranz axial verschieblich bis zu einem Lageranschlag 10 gelagert ist. Beim Einspuren kann das Ritzel 2 durch seine eigene Axialverschieblichkeit auf der Hohlwelle 4 im Umfang des Spaltes 5 nachgeben, um einen Zahn-auf-Zahn-Kontakt abfangen zu können und eine Beschädigung des Ritzels 2 sowie des nicht dargestellten Zahnkranzes zu vermeiden. Das Ritzel 2 ist in Richtung auf die Axialsicherung 6 über eine Feder 11 , nämlich eine Tellerfeder 12, vorgespannt. Die Feder 11 stützt sich an dem Ritzel 2 einerseits und an einer Hohlwellenstufe 13 andererseits ab. Das Topfelement 8 überdeckt einen Hohlraum 14 innerhalb der Hohlwelle 4, der endseitig offen ist und bei abgezogenem Topfelement 8 Zugang zum Lageranschlag 10 sowie zur Antriebswelle 9 gewährt. Zum Aufbringen des Ringelements 7 auf die Hohlwelle 4 wird mindestens das Ringelement 7 mit Ultraschall 15 beaufschlagt, um die Gleitreibung während des Aufschiebens zwischen Ringelementinnenfläche 16 und Hohlwellenaußenmantel 17 so weit zu reduzieren, dass ohne Aufbringung allzu großer Aufpresskraft das Ringelement 7 auf die Hohlwelle 4 aufgleitet. Nach Ende der Beaufschlagung mit Ultraschall 15 wird das Ringelement 7 auf der Hohlwelle 4 durch Reibschluss gehalten. Auf diese Weise ist sehr vorteilhaft ein weiteres Bauelement, beispielsweise ein Sprengring, eingespart. Weiter wird eine wie im Stand der Technik bei Verwendung von Sprengringen übliche Hohlwellenabdeckung eingespart. Eine zusätzliche Fixierung des Ringelements 7 auf der Welle 3 ist nicht erforderlich.