ELEKTRISCHE MASCHINE MIT INTEGRIERTER DÄMPFUNG FÜR EINE GETRIEBEKOMPONENTE

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] FR2 639,701 bezieht sich auf ein unter Untersetzungsgetriebe, bei dem es sich um ein Planetengetriebe handelt. Bei dieser Lösung ist das Hohlrad des Planetengetriebes mittels elastischer Elemente in einem Gehäuse gelagert. Das Planetengetriebe umfasst neben dem Hohlrad mindestens zwei Planetenräder, die mit einer Außenverzahnung eines Sonnenrades sowie der Innenverzahnung des über die elastischen Elementen abgestützten Hohlrades kämmen.

[0002] US 2003/0177852 A1 offenbart einen Starter, der elastisch ausgebildete Dämpfungselemente sowohl für Vibrationen in Axialrichtung als auch für Vibrationen in Umfangsrichtung aufweist, um die bei der Andrehphase des Starters entstehenden Schwingungen zu dämpfen. Auch der Starter gemäß US 2003/0177852 A1 umfasst ein Planetengetriebe.

[0003] DE 43 02854 C1 bezieht sich auf eine Andrehvorrichtung für Brennkraftmaschinen. Gemäß DE 43 02854 C1 wird eine Andrehvorrichtung für Brennkraftmaschinen offenbart, die einen Andrehmotor und eine Freilaufkupplung im Antriebsstrang der Andrehrichtung aufweist. Zur Dämpfung von stoßförmigen Drehmomentänderungen, insbesondere beim Schließen der Freilaufkupplung, ist ein Federspeicher im Antriebsstrang vorgesehen. Für eine effektive Stoßdämpfung und Geräuschreduzierung ist wesentlich, dass der Federspeicher ein Vorspanndrehmoment von 15 % bis 50 % des Kurzschlussdrehmomentes des Andrehmotors aufweist. Das Verhältnis der Verdrehsteifigkeiten des linearen Federspeichers zur Verdrehsteifigkeit des Antriebsstrangs ohne Federspeicher und auf das Kurzschlussmoment bezogen, bildet einen Faktor F > 4. Wie aus DE 43 02854 C1 weiter hervorgeht, ist der Federspeicher zwischen einem Hohlrad eines Planetengetriebes und einem feststehenden Teil des Gehäuses der Andrehvorrichtung angeordnet. Der Federspeicher besteht aus mehreren am Umfang des Hohlrades verteilt angeordneten Federelementen, die sich am feststehenden Gehäuseteil abstützen. Die Federelemente drücken das Hohlrad mit mindestens einem dran ausgebildeten Vorsprung unter Ausbildung einer Vorspannung entgegen der Antriebsrichtung der Andrehvorrichtung gegen mindestens einen gehäusefestausgebildeten Anschlag. Die Vorsprünge am Hohlrad sind radial nach außen gerichtet und die Federelemente am Außenumfang des Hohlrades angeordnet. Bei den Federelementen handelt es sich beispielsweise um Schraubendruckfedern oder um anderförmig gebogenen Blattfedern.

[0004] Die Starter, die bei heute eingesetzten Verbrennungskraftmaschinen Verwendung finden, umfassen aus Gründen des zur Verfügung stehenden Bauraumes ein internes Planetengetriebe. Zusammen mit dem Ritzel des Starters und dem Fahrzeugzahnkranz lässt sich ein optimales Übersetzungsverhältnis zum Andrehen einer Verbrennungskraftmaschine einstellen. Auf das Planetengetriebe wirken starke Drehmomentschwankungen ein. Bei jeder Kompression, für den Fall, dass der Freilauf schließt, wird eine Stoßbelastung im Planetengetriebe wirksam. Ansonsten wirkt das Drehmoment durch Andrehen der Verbrennungskraftmaschine in kontinuierlicher Art und Weise auf das Hohlrad. Bedingt durch Form- und Lagetoleranz des Antriebsstranges und des elektrischen Motors des Starters, wird das Planetengetriebe, insbesondere das Hohlrad, stark belastet und ist einem hohen Verschleiß ausgesetzt. Um besonders belastete Hohlräder zu schützen und deren Lebensdauer zu verlängern, werden diese nicht, wie im Allgemeinen üblich aus Kunststoff, sondern aus Sintermetall gefertigt. Zusätzlich wird eine Dämpfung mittels federnder zusätzlicher Elemente aus Gummi realisiert, wie dies vorstehend am Beispiel der FR 2 639, 701, der US 2003/0177852 A1 und der DE 43 02854 C1 offenbart ist.

[0005] Der Einsatz des im Wege des Sinterverfahrens gefertigter metallischer Hohlräder mit zusätzlichen Federelementen aus Gummi ist einerseits in Bezug auf die Fertigung des gesinterten Metallhohlrades teuer und andererseits in Bezug auf die zusätzlich einzusetzenden Federelemente aus Gummi kostspielig. Als weiterer Nachteil von Federelementen aus Gummi tritt hinzu, dass der Werkstoff Gummi über die Lebenszeit gesehen, eine Relaxation aufweist, und sich somit die elastischen Eigenschaften des Werkstoffes Gummi über die Zeit gesehen, schleichend aber merklich ändern. Stehe zum Beispiel EP 1433977 A2.

Offenbarung der Erfindung

[0006] Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann auf den Einsatz gesinter Metallhohlräder mit zusätzlichen Federelementen aus Gummi an elektrischen Maschinen, insbesondere Startern für Verbrennungskraftmaschinen, wie aus dem Stand der Technik bekannt, verzichtet werden. Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung kann ein Hohlrad aus Kunststoff für den Einsatz in einem Planetengetriebe zum Einsatz kommen, bei dem die Dämpfung direkt an der Schnittstelle zu einem Antriebslager zur Realisierung einer Drehmomentabstützung ausgebildet ist. Je nach Anwendung und Höhe der Belastung des Hohlrades des Planet-engetriebes kann die Dämpfung durch einfach vorzunehmende Modifikation angepasst werden.

[0007] Kostengünstig herzustellende, insbesondere aus Kunststoff gefertigte Hohlräder in Umlaufgetrieben, insbesondere Planetengetrieben, können in vorteilhafter weise an Startern oder anderen elektrischen Maschinen eingesetzt werden. Der Dämpfungsgrad; der mit der jeweils an einer Abdeckplatte ausgeführten, in Umfangsrichtung wirkenden Drehmomentabstützung in Form von nasenförmigen Vorsprüngen herbeigeführt werden kann, wird durch deren Formgebung beeinflusst und kann in vorteilhafter Weise an das abzustützende Drehmoment angepasst werden. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung macht einen Einsatz von bisher im Wege des Sinterverfahrens hergestellten, aus metallischem Werkstoff gefertigten Hohlrädern für Umlaufgetriebe überflüssig. Damit kann ein erhebliches Einsparpotenzial hinsichtlich der Fertigungskosten realisiert werden. Desweiteren macht die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung den Einsatz zusätzlicher Dämpfungselemente aus gummielastischem Material oder aus Gummi überflüssig. Die Drehmomentabstützung in Bezug auf das Hohlrad bleibt weiterhin in diesem integriert, so dass keine konstruktiven Änderungen, insbesondere an einem Starter für Verbrennungskraftmaschinen oder anderen elektrischen Maschinen, an denen Umlaufgetriebe zum Einsatz kommen, vorzusehen sind. Die Dämpfung wird durch eine durch die Formgebung und geometrische Auslegung beziehungsweise eine gezielte Schwächung der Drehmomentabstützungen des Hohlrades im Antriebslager unter Ausnutzung des Relaxationsvermögens des Kunststoffes erreicht. Es wird eine gezielte Tangentialbewegung eingeleitet.

[0008] Insbesondere können an der Abdeckplatte, in welcher das Drehmoment des Hohlrades des Planetengetriebes abgestützt ist, Schlitzungen, seien es symmetrische Einfachschlitzungen, symmetrische Doppelschlitzungen oder asymmetrische Doppelschlitzungen oder gezielte Schwächungen im Werkstoff aufgrund der Geometrie der einzelnen verbleibenden Stege bzw. der sich zwischen diesen ergebenden Freiräume ausgeführt werden. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung sieht vor, dass die Drehmomentabstützung aufgrund der Schlitzungen als federnde Elemente wirken, bei denen durch die Geometrie und Anzahl der Schlitzungen ein Dämpfungsvermögen gezielt vorgegeben werden kann. Durch die als tangential federnde Elemente ausgebildeten Drehmomentabstützungen werden Drehmomentspitzen abgebaut, so dass die mechanische Belastung, die auf das nunmehr aus Kunststoff gefertigte Hohlrad wirkt, entscheidend herabgesetzt werden kann.

[0009] Durch eine gezielte Formgebung der das Dämpfungsvermögen charakterisierenden begrenzenden bzw. einstellenden Schlitze kann in vorteilhafter Weise das gesamte Leistungsspektrum, insbesondere von Startern von Verbrennungskraftmaschinen abgedeckt werden. Durch die Formgebung der Drehmomentabstützung mit integrierter Dämpfung, lässt sich das Gesamtübersetzungsverhältnis eines Starters für eine Verbrennungskraftmaschine oder eine andere elektrische Maschine mit Umlaufgetriebe durch Form und Größe der Schlitzung bzw. der gezielten Materialschwächung berücksichtigen.

[0010] Die Drehmomentabstützung für eine Getriebekomponente eines Umlaufgetriebes an einem Gehäuse ist vorteilhafterweise als symmetrisch oder asymmetrisch ausgebildete Drehmomentabstützung mit Materialschwächungen versehen, die Belastungsspitzen absorbieren. In vorteilhafter Weise sind mehrere Drehmomentabstützungen in Umfangsrichtung verteilt an einer Abdeckplatte ausgeführt und weisen Stege auf. Die Stege sind voneinander getrennt. Die Stege sind so ausgebildet, dass diese Abstützflächen aufweisen, die am Gehäuse, insbesondere an einer Stirnseite des Gehäuses, anliegen. In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung wirken die Stege in Anlage am Gehäuse als Blattfedern oder Biegebalken. Bei der hinsichtlich ihres Drehmoments abgestützten Getriebekomponente handelt es sich um ein Hohlrad und bei dem Umlaufgetriebe um ein Planetengetriebe. Die symmetrische Materialschwächung ist als Einfach- oder Mehrfachschlitzung mit mindestens zwei Stegen und mindestens einem zwischen diesen liegenden Freiraum ausgebildet. Die asymmetrisch ausgebildete Materialschwächung umfasst Stege unterschiedlicher Breite. Bei der Drehmomentabstützung ist in vorteilhafter Weise, in Umfangsrichtung gesehen, der schmalere der beiden Stege korrespondierend zur Drehrichtung des Umlaufgetriebes angeordnet und der breitere der beiden Stege ist dem schmaleren der Stege bezogen auf die Drehrichtung nachlaufend angeordnet.

[0011] In vorteilhafter Weise umfasst die Drehmomentabstützung voneinander getrennte, der Gehäuseinnenwand zuweisende Flächenabschnitte. Die vorgeschlagene Drehmomentabstützung umfasst darüber hinaus in einer Ausführungsvariante im breiteren der Stege eine kerbenförmige Vertiefung, die als Materialschwächung dient.

[0012] Das Herstellungsverfahren zur Herstellung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Drehmomentabstützung für eine Getriebekomponente eines Umlaufgetriebes ist dadurch charakterisiert, dass an eine im Kunststoffspritzgussverfahren gefertigte Abdeckplatte in Umfangsrichtung verteilt, Drehmomentabstützungen angespritzt werden, die eine symmetrisch oder unsymmetrisch ausgeführte Materialschwächung umfassen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

[0013] Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben. Es zeigt:

Figur 1

die Prinzipdarstellung von Aufbau der elektrischen Schaltung einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Starters für Brennkraftmaschinen,

Figur 2

eine perspektivische Darstellung einer Abstützung einer ein Hohlrad eines Planetengetriebes aufnehmenden Deckplatte im Gehäuse gemäß des Standes der Technik,

Figur 3

eine in Figur 2 am Gehäuse aufgenommene Abdeckplatte mit Abstützungen gemäß des Standes der Technik,

Figur 4

eine erste Ausführungsvariante einer Drehmomentabstützung an einer Abdeckplatte, die ein Hohlrad aufnimmt mit asymmetrischer Schlitzung,

Figur 5

eine weitere Ausführungsvariante der Abdeckplatte mit symmetrisch ausgebildeter Einfachschlitzung im Bereich der Drehmomentabstützung,

Figur 6

eine Ausführungsvariante der Drehmomentabstützung an der Abdeckplatte mit symmetrischer Doppelschlitzung und

Figur 7

eine weitere Ausführungsvariante der Drehmomentabstützung mit integrierter Dämpfung an einer Abdeckplatte ausgebildet in einer asymmetrischen Schlitzung mit Materialschwächung.

Ausführungsformen

[0014] Der Darstellung gemäß Figur 1 ist eine Prinzipdarstellung von Aufbau und elektrischer Schaltung eines Starters für Brennkraftmaschinen zu entnehmen.

[0015] Aus der Darstellung gemäß Figur 1 geht hervor, dass ein Starter 10 für eine Verbrennungskraftmaschine ein auf einer Ankerwelle eines Anker 26 aufgenommenen Ritzel 12 aufweist. Dieses lässt sich mit einem Zahnkranz 2 der Verbrennungskraftmaschine in Eingriff bringen. Das Einspuren des Ritzels 1 in das Ritzel 12 in den Zahnkranz 14 an der Verbrennungskraftmaschine erfolgt mittels eines Einrückhebels 18, der durch ein Einrückrelais 30 des Starters 10 betätigt wird. Zwischen den über das Einrückrelais 30 betätigbaren Einrückhebel 18 und dem Ritzel 12 befindet sich ein Rollenfreilauf 16. Im Starter 10 ist darüber hinaus ein Umlaufgetriebe, insbesondere ein Planetengetriebe 20 aufgenommen. Das Planetengetriebe 20 hat generell den Vorteil, dass dieses eine sehr kompakte Bauform aufweist bei hohen erzielbaren Übersetzungsverhältnissen. Mit der günstigen Zahneingriffsgeometrie des Planetengetriebes 20 lassen sich hohe Drehmomente mit geringer Geräuschentwicklung übertragen. Nach außen hin ist das Planetengetriebe 20 frei von Querkräften, so dass die Lagerungen von der Welle des Ankers 26 sowie der Antriebswelle auch bei hohen Leistungen nur mit geringen Querkräften belastet werden.

[0016] Das Planetengetriebe 20 umfasst ein Hohlrad 44. Dessen Antrieb erfolgt über ein Sonnenrad 46, welches mit der Welle des Ankers 26 des elektrischen Antriebes des Starters 10 verbunden ist. Mindestens zwei Planetenräder 48 stehen sowohl mit dem Sonnenrad 46 als auch mit der Innenverzahnung des Hohlrades 44 in Eingriff. Bei ihrer Umlaufbewegung treiben die Planetenräder 48 über ihre Lagerzapfen die Antriebswelle an, auf der der Rollenfreilauf 16 aufgenommen ist.

[0017] Der elektrische Antrieb des Starters 10 umfasst darüber hinaus einen Polschuh 22, dem eine Erregerwicklung 24 zugeordnet ist. Die Polschuhe 22 umschließen einen Anker 26. Desweiteren umfasst der elektrische Antrieb des Starters 10 einen Kommutator 28, an dessen Umfang mehrere Kohlebürsten angestellt sind. Oberhalb des elektrischen Antriebes des Starters 10 befindet sich das bereits erwähnt Einrückrelais 30, welches mittels eines Startschalters 32 betätigt wird. Mittels des Startschalters 32 wird eine elektrische Verbindung zu einer Batterie 34, die ebenfalls in der Prinzipsdarstellung gemäß Figur 1 angedeutet ist, geschlossen oder geöffnet.

[0018] Figur 2 zeigt eine Ausführungsvariante gemäß des Standes der Technik, bei der eine Abdeckplatte an einem Gehäuse abgestützt ist.

[0019] Wie aus der Darstellung gemäß Figur 2 hervorgeht, umfasst eine Abdeckplatte 42 an ihrer Innenseite eine Anzahl am Umfang angeordneter Drehmomentabstützungen 50, nachfolgend auch einfach als Abstützungen 50 bezeichnet. Von diesen ist in der perspektivischen Ansicht gemäß Figur 2 lediglich eine erkennbar, da die anderen, am Umfang der Abdeckplatte 42 an der dem Gehäuse 62 zuweisenden Stirnseite ausgebildeten Abstützungen 50, durch das Gehäuse 62 verdeckt sind. In der Abdeckplatte 42 ist die Getriebekomponente, insbesondere das Hohlrad 44 des in Figur 1 schematisch angedeuteten Umlaufgetriebes 20, so zum Beispiel eines Planetengetriebes 20 aufgenommen. Die über die Stirnseite der topfförmig ausgebildeten Abdeckplatte 42 hervorstehenden Abstützungen erstrecken sich in weisen eine geschlossenen Abstützungsfläche 60 auf, sowie einen ersten Steg 56 und einen zweiten Steg 58. Die geschlossenen Abstützungsflächen 60, abgestützt durch die Stege 56, 58 erstrecken sich in Aufnahmenuten 52, die an einer Gehäuseinnenwand 54 des Gehäuses 62 ausgeführt sind.

[0020] Der Darstellung gemäß Figur 3 ist eine perspektivische Wiedergabe der in Figur 2 am Gehäuse befestigten Abdeckplatte zu entnehmen.

[0021] Aus der perspektivischen Ansicht der Abdeckplatte gemäß Figur 3 geht hervor, dass am Umfang der Abdeckplatte 42 sechs in Umfangsrichtung verteilte angenommene Abstützungen 50 ausgebildet sind, die jeweils eine geschlossene Abstützungsfläche 60 aufweisen. Die geschlossene Abstützungsfläche 60, die gemäß der Darstellung in Figur 2 in die Aufnahmenuten 52 an der Gehäuseinnenwand 54 des Gehäuses 62 hinein ragen, sind durch zwei ebenfalls von einander beabstandete Stege, den ersten Steg 56 sowie den zweiten Steg 58, abgestützt. Im Inneren der Abdeckplatte 42 befindet sich eine Getriebekomponente, insbesondere ein Hohlrad 44, dessen Drehmoment abzustützen ist. Im Hohlrad 44 des Umlaufgetriebes 20 gemäß Figur 1 sind Planetenräder 48 aufgenommen, die mit einem Sonnenrad 46 kämmen.

[0022] Aufgrund der geschlossen ausgebildeten Abstützungsfläche 60, mit der die Abstützungen 50 in jeweils an der Gehäuseinnenwand 54 ausgebildeten Aufnahmenuten 52 hinein ragen und an diesen anliegen, wohnt der Abdeckplatte 42 gemäß der Darstellung in Figur 3 keine Dämpfung inne.

[0023] Der Darstellung gemäß Figur 4 ist eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung zur Abstützung einer Getriebekomponente eines Umlaufgetriebes zu entnehmen.

[0024] Wie sich aus der Darstellung gemäß Figur 4 entnehmen lässt, sind an der Stirnseite der in Figur dargestellten Abdeckplatte 42 ebenfalls in einer 60°-Teilung voneinander getrennte Abstützungen 50 ausgebildet. Im Unterschied zur Lösung gemäß Figur 3 sind diese in Figur 4 dargestellten Abstützungen 50 mit einer asymmetrischen Materialschwächung 64, insbesondere einer Einfachschlitzung versehen. Aufgrund der asymmetrischen Materialschwächung 64 entsteht ein schmaler Steg, vgl. Bezugszeichen 66, sowie ein breiterer Steg, vgl. Position 68. An der einem Antriebslager 40 zuweisenden Seite weisen die Stege 66, 68 der asymmetrischen Materialschwächung 64 Abstützflächen 72 auf, mit denen die Abstützung 50 bzw. die Abstützungen 50 an der Stirnseite z. B. eines Antriebslagers 40 anliegen. Aufgrund der inneren Reibung bei der Anlage der als Biegebalken bzw. als Blattfedern wirkenden Stege 66, 68 werden Drehmomentspitzen, die beim Betrieb eines Starters oder einer anderen elektrischen Maschine auftreten können, gedämpft und abgebaut, so dass an Stelle einer aus gesinterten Metall gefertigten Getriebekomponente 44 z. B. wie das eingangs erwähnte Hohlrad 44, diese Getriebekomponente 44 auch aus Kunststoffmaterial mit einer geringeren mechanischen Festigkeit gefertigt werden kann.

[0025] Wie der perspektivischen Ansicht gemäß Figur 4 weiterhin zu entnehmen ist, weist die Abdeckplatte 42 eine zentrale Durchgangsöffnung 82 auf. Aufgrund der asymmetrisch ausgebildeten Materialschwächung 64, insbesondere einer Schlitzung der Abstützung 50, entstehen an dieser voneinander getrennte Abstützflächenabschnitte 86. In der Darstellung gemäß Figur 4 ist die Lage des schmalen Steges 66 und die des breiten Steges 68 so gewählt, dass diese Anordnung speziell für Belastungen durch Planetenräder 48 eines Planetengetriebes 20 vorgesehen ist, die sich vom Andrehritzel 12 aus gesehen, in Richtung zum Startermotor gesehen, entgegen des Uhrzeigersinns im Hohlrad 44, welches in der Abdeckplatte 42 abzustützen ist, bewegten. Der breitere der beiden Stege, d. h. der Steg 68 ist dem schmalen Steg 66 bei der Drehung der Planetenräder 48 entgegen des Uhrzeigersinns nachlaufend angeordnet.

[0026] Im Falle einer Rotation der Planetenräder 48 im Uhrzeigersinn ist dafür Sorge zu tragen, dass der schmalere Steg 66 in Bezug auf die Drehrichtung im Uhrzeigersinn vor dem breiter ausgebildeten Steg 68 der beiden Stege 66, 68 bei asymmetrischer Materialschwächung 64 liegt.

[0027] Anstelle der in Figur 4 dargestellten, an der Stirnseite der Abdeckplatte 42, die bevorzugt im Wege des Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt wird, ausgebildeten sechs Abstützungen 50, können auch eine größere oder geringere Anzahl von Abstützungen 50 angespritzt werden. Die Abstützungen 50 können auch mit einer Gummiummantelung zur gezielten Beeinflussung der Dämpfungscharakteristik versehen sein.

[0028] Der Darstellung gemäß Figur 5 ist eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Drehmomentabstützung für eine Getriebekomponente eines Umlaufgetriebes zu entnehmen.

[0029] Figur 5 zeigt, dass an der Stirnseite der im Wege der bevorzugt im Wege des Kunststoffspritzgussverfahrens gefertigten Abdeckplatte 42 eine Anzahl von Abstützungen angespritzt ist, die eine symmetrische Materialschwächung 70, bevorzugt als Schlitzung ausgebildet ist, aufweisen. Eine jede der symmetrischen Materialschwächungen, d. h. eine jede Schlitzung 70 weist einen ersten Steg 71 sowie einen weiteren zweiten Steg 73 auf. Aufgrund der Schlitzung entstehen den Aufnahmenuten 52 an der Gehäuseinnenwand 54, jeweils zuweisende Abstützflächenabschnitte, vgl. Position 86. Ein Freiraum, der den ersten Steg 71 bzw. den zweiten Steg 73 voneinander trennt, ist durch Bezugszeichen 80 kenntlich gemacht. Auch gemäß in Figur 5 dargestellten zweiten Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung sind an den Stirnseiten des ersten Steges 71 bzw. des zweiten Steges 73 jeweils Abstützflächen 72 ausgebildet, mit der die Stege 71, 73, die durch den Freiraum 80 voneinander getrennt sind, an der Stirnseite des Antriebslagers 40 anliegen. Auch in der Ausführungsvariante gemäß Figur 5 haben die Stege 71 bzw. 73 die Funktion von Biegebalken oder Blattfedern und bieten aufgrund der inneren Reibung in Bezug auf die Stirnseite des Antriebslagers 40 ein hervorragendes Dämpfungspotenzial.

[0030] Auch bei der Lösung gemäß Figur 5 werden durch den Freiraum 80 an der oberen Seite der Stege 71, 73 jeweils voneinander getrennte Flächen 86 gebildet, die aufgrund der Trennung voneinander in Umfangsrichtung voneinander beabstandet in Aufnahmenuten 52 der Gehäusewand 54 des Gehäuses 62 anliegen. Die Anzahl der in der Gehäuseinnenwand 54 des Gehäuses 62 ausgebildeten Aufnahmenuten 52 korrespondiert in vorteilhafter Weise zur Anzahl der entweder eine asymmetrische Materialschwächung 64 oder eine symmetrische Materialschwächung 70 aufweisenden Abstützungen 50.

[0031] Der Darstellung gemäß Figur 6 ist eine weitere dritte Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Drehmomentabstützung für eine Getriebekomponente eines Umlaufgetriebes zu entnehmen.

[0032] Wie Figur 6 zeigt, sind an der Stirnseite der Abdeckplatte 42 - in Umfangsrichtung voneinander getrennt - Abstützungen 50 aufgesehen, die eine symmetrische Materialschwächung 74 aufweisen, die in dieser dritten Ausführungsvariante als Doppelschlitzung ausgebildet ist. Wie der Darstellung gemäß Figur 6 zu entnehmen ist, weisen die einzelnen Abstützungen 50 jeweils zwei Außenstege 76 und einen zwischen diesen liegenden in radialer Richtung sich erstreckenden Innensteg 78 auf. Die Außenstege 76 sind vom Innensteg 78 jeweils über Schlitze 80 getrennt. Die Schlitzbreite ist jedoch geringer im Vergleich zur Schlitzbreite bei der in Figur 5 dargestellten zweiten Ausführungsvariante mit symmetrischer Schlitzung 70 der Abstützungen 50. Bei der dritten Ausführungsvariante gemäß Figur 6 entstehen durch symmetrisch ausgebildete Materialschwächung 74 als Doppelschlitzung auf der Oberseite der Abstützungen 50 drei voneinander getrennte Abstützflächenabschnitte 86, die bei der Montage der Abdeckplatte 42 gemäß der Ausführungsvariante in Figur 6 am Gehäuse 62 auf der Fläche der Aufnahmenuten 52 der Gehäuseinnenwand 54 anliegen.

[0033] Auch durch die in der dritten Ausführungsvariante gemäß Figur 6 dargestellte symmetrische Materialschwächung 74 im Bereich der Abstützungen 50 wird eine gezielte Schwächung der Abstützpunkte des in der Abdeckplatte 42 aufgenommenen Hohlrades 44 erreicht, welches nun aus Kunststoff gefertigt werden kann. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung entfallen zusätzliche Federelemente aus gummielastischem Werkstoff. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung, das Relaxationsvermögen des Kunststoffmaterials, aus dem die Abdeckplatte 42 bevorzugt im Wege des Kunststoffspritzgussverfahrens gefertigt wird, aus. Die einzelnen Stege, vgl. Position 66, 68 in Figur 4, Positionen 71, 73 in Figur 5 sowie die Positionen 76, 78 in Figur 6, dienen als federnde Elemente, so zum Beispiel als Blattfedern oder Biegebalken mit einem sehr hohen Dämpfungspotenzial, so dass stoßartig auftretende Drehmomentbelastungen und deren Abstützung im Wege der inneren Reibung an der Stirnseite des Antriebslagers 40 - um ein Beispiel zu nennen - absorbiert werden können.

[0034] Aus der Darstellung gemäß Figur 7 geht eine weitere vierte Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Drehmomentabstützung hervor.

[0035] Gemäß der Lösung in Figur 7 weisen die Abstützungen 50, die in 60°-Teilung an der Stirnseite der Abdeckplatte 42 ausgebildet sind, neben dem schmalen Steg 66 einen breiten Steg 68 auf, in dem eine kerbenförmige Vertiefung 84 verläuft. Über diese kerbenförmige Vertiefung 84 wird der breitere Schlitz 68 geschwächt. Im Vergleich zur Ausführungsvariante gemäß Figur 4 handelt es sich bei der in Figur 7 dargestellten vierten Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung ebenfalls um eine asymmetrisch ausgebildete Materialschwächung 64, mit dem Unterschied, dass der breitere der Stege 66, 68 eine kerbenförmige Vertiefung 84 aufweist. Die kerbenförmige Vertiefung 84 erstreckt sich jedoch nicht bis zu den Abstützflächenabschnitten 86 an der Oberseite der Abstützungen 50. Analog zu den Ausführungsvarianten gemäß der Figuren 4, 5 und 6 umfasst die Abdeckplatte 42 eine Durchgangsöffnung 82, durch die sich die Ankerwelle des Starters 10 erstreckt. Mit Bezugszeichen 88 ist ein Mantel der Abdeckplatte 42 bezeichnet, die bevorzugt im Wege des Kunststoffspritzgussverfahrens gefertigt wird. Bei dieser Fertigung können die in unterschiedlichen Ausführungsvarianten gemäß der Figuren 4, 5 und 6 konfigurierten Abstützungen 50 direkt in einem Arbeitsgang an der Abdeckplatte 42 angeformt werden, ohne dass es einer weiteren Nachbearbeitung der selben bedarf. Auch bei der in Figur 7 dargestellten vierten Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung befinden sich an den der Stirnseite des Antriebslagers 40 zuweisenden Seite der Stege 66, 68 die Abstützflächen 72, welche an der Stirnseite des Antriebslagers 40 anliegen und gegen diese vorgespannt sind.

[0036] Allen Ausführungsvarianten der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Drehmomentabstützung gemäß der Figuren 4 bis 7 ist gemeinsam, dass die Abstützungen 50 gezielt durch Materialschwächungen, bevorzugt aus Schlitzungen ausgeführt, aufweisen, wodurch die Stege 66, 68, 71, 73, 76, 78 gebildet werden, die als Biegebalken oder Blattfedern fungieren. Diese wirken bei Drehmomentbeanspruchung als Dämpfung zwischen der Abdeckplatte 42, in der das Hohlrad 44 aufgenommen ist und dem Gehäuse 62.

Ansprüche

1. Elektrische Maschine, insbesondere Starter für Brennkraftmaschinen mit einer Drehmomentabstützung (42, 50, 72) für ein Hohlrad (44) als Getriebekomponente eines Umlaufgetriebes (20) an einem Gehäuse (54, 62), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine symmetrisch oder asymmetrisch ausgebildete Drehmomentabstützung (42, 50, 72) in das Hohlrad (44) aus einem Kunststoff integrierte Materialschwächungen (64, 70, 74, 84) aufweist, die durch Ausnutzung des Relaxationsverhalten des Kunststoffs Belastungsspitzen absorbieren.

2. Elektrische Maschine gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentabstützungen (50, 72) in Umfangsrichtung verteilt an einer Abdeckplatte (42) ausgeführt sind und Stege (66, 68; 71, 73; 76, 78) aufweisen.

3. Elektrische Maschine gemäß Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (66, 68; 71, 73; 76, 78) voneinander getrennt sind.

4. Elektrische Maschine gemäß Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (66, 68; 71, 73; 76, 78) Abstützflächen (72) aufweisen, die am Gehäuse (54, 62), insbesondere an einer Stirnseite des Gehäuses, anliegen.

5. Elektrische Maschine gemäß Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (66, 68; 71, 73; 76, 78) in Anlage am Gehäuse (54, 62) als Blattfedern oder als Biegebalken wirken.

6. Elektrische Maschine gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebekomponente (44) ein Hohlrad und das Umlaufgetriebe (20) ein Planetengetriebe ist.

7. Elektrische Maschine gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die symmetrische Materialschwächung (70, 74) als Einfach- oder Mehrfachschlitzung mit mindestens zwei Stegen (66, 68; 71, 73; 76, 78) und mindestens einen zwischen diesen liegenden Freiraum (80) ausgeführt ist.

8. Elektrische Maschine gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die asymmetrische Materialschwächung (64) Stege (66, 68) unterschiedlicher Breite aufweisen.

9. Elektrische Maschine gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung gesehen der schmalere der beiden Stege (66, 68) korrespondierend zur Drehrichtung des Umlaufgetriebes (20) angeordnet ist und der breitere der beiden Stege (66, 68) dem schmaleren der Stege (66, 68) bezogen auf die Drehrichtung nachlaufend angeordnet ist.

10. Elektrische Maschine gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentabstützungen (50) voneinander getrennte, der Gehäuseinnenwand (54) zuweisende Flächenabschnitte (86) aufweist.

11. Elektrische Maschine gemäß Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass im breiteren der Stege (66, 68) eine kerbenförmige Vertiefung (84) als Materialschwächung eingebracht ist.

12. Verfahren zur Herstellung einer Drehmomentabstützung (42, 50, 72) eines Hohlrades (44) als Getriebekomponente eines Umlaufgetriebes (20) für eine elektrische Maschine, dadurch gekennzeichnet, dass an eine im Kunststoffspritzgussverfahren gefertigte Abdeckplatte (42) in Umfangsrichtung verteilt Drehmomentabstützungen (50, 72) angespritzt werden, die mindestens eine symmetrisch oder asymmetrisch in das Hohlrad (44) aus Kunststoff integrierte ausgeführte Materialschwächung (64, 70, 74, 84) umfassen, wodurch unter Ausnutzung des Relaxationsverhaltens des Kunststoffes Belastungsspitzen absorbiert werden.

Claims

1. Electrical machine, in particular a starter for internal combustion engines, having a torque support (42, 50, 72) for a ring gear (44) as transmission component of an epicycloidal gear train (20) against a housing (54, 62), characterized in that at least one symmetrically or asymmetrically formed torque support (42, 50, 72) comprises material weakenings (64, 70, 74, 84) integrated into the ring gear (44) made of a plastic, which absorb load peaks by exploiting the relaxation behaviour of the plastic.

2. Electrical machine according to Claim 1, characterized in that the torque supports (50, 72) are formed, distributed circumferentially on a cover plate (42), and comprise webs (66, 68; 71, 73; 76, 78).

3. Electrical machine according to Claim 2, characterized in that webs (66, 68; 71, 73; 76, 78) are separated from one another.

4. Electrical machine according to Claim 2, characterized in that the webs (66, 68; 71, 73; 76, 78) comprise support faces (72), which bear against the housing (54, 62), in particular against an end face of the housing.

5. Electrical machine according to Claim 2, characterized in that the webs (66, 68; 71, 73; 76, 78) bearing against the housing (54, 62) act as leaf springs or as flexural bars.

6. Electrical machine according to Claim 1, characterized in that transmission component (44) is a ring gear and the epicycloidal gear train (20) is a planetary gear train.

7. Electrical machine according to Claim 1, characterized in that the symmetrical material weakening (70, 74) is embodied as a single or multiple slit having at least two webs (66, 68; 71, 73; 76, 78) and at least one interstice (80) lying between them.

8. Electrical machine according to Claim 1, characterized in that the asymmetrical material weakening (64) comprises webs (66, 68) of different width.

9. Electrical machine according to Claim 1, characterized in that, viewed circumferentially, the narrower of the two webs (66, 68) is arranged corresponding to the direction of rotation of the epicycloidal gear train (20) and the broader of the two webs (66, 68) is arranged so that it trails the narrower of the webs (66, 68) in the direction of rotation.

10. Electrical machine according to Claim 1, characterized in that the torque supports (50) comprises face portions (86) separated from one another and facing the housing inner wall (54).

11. Electrical machine according to Claim 8, characterized in that a notched depression (84) is introduced as material weakening in the broader of the webs (66, 68).

12. Method for manufacturing a torque support (42, 50, 72) of a ring gear (44) as transmission component of an epicycloidal gear train (20) for an electrical machine, characterized in that circumferentially distributed torque supports (50, 72), which comprise at least one symmetrically or asymmetrically formed material weakening (64, 70, 74, 84) integrated into the ring gear (44) made of plastic, are injection molded onto a cover plate (42) produced in the plastic injection molding method, with the result that load peaks are absorbed by exploiting the relaxation behaviour of the plastic.

Revendications

1. Machine électrique, notamment démarreur pour moteurs à combustion interne, comprenant une biellette de suspension (42, 50, 72) pour une roue à denture intérieure (44) en tant que composant d'engrenage d'un engrenage épicycloïdal (20) sur un carter (54, 62), caractérisée en ce qu'au moins une biellette de suspension (42, 50, 72) de configuration symétrique ou asymétrique dans la roue à denture intérieure (44) en une matière plastique possède des affaiblissements de matière (64, 70, 74, 84) intégrés qui absorbent les pointes de charge en utilisant le comportement de relaxation de la matière plastique.

2. Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les biellettes de suspension (50, 72) sont réalisées distribuées dans le sens du pourtour sur une plaque de recouvrement (42) et possèdent des nervures (66, 68 ; 71, 73 ; 76, 78).

3. Machine électrique selon la revendication 2, caractérisée en ce que les nervures (66, 68 ; 71, 73 ; 76, 78) sont séparées les unes des autres.

4. Machine électrique selon la revendication 2, caractérisée en ce que les nervures (66, 68 ; 71, 73 ; 76, 78) possèdent des surfaces d'appui (72) qui reposent sur le carter (54, 62), notamment au niveau d'une surface frontale du carter.

5. Machine électrique selon la revendication 2, caractérisée en ce que les nervures (66, 68 ; 71, 73 ; 76, 78), en appui contre le carter (54, 62), agissent comme des ressorts à lame ou des barres de pliage.

6. Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composant d'engrenage (44) est une roue à denture intérieure et l'engrenage épicycloïdal (20) est un engrenage planétaire.

7. Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'affaiblissement de matière symétrique (70, 74) est réalisé sous la forme d'un rainurage simple ou multiple avec au moins deux nervures (66, 68 ; 71, 73 ; 76, 78) et au moins un espace libre (80) se trouvant entre celles-ci.

8. Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'affaiblissement de matière asymétrique (64) possède des nervures (66, 68) de différentes largeurs.

9. Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que vues dans le sens circonférentiel, la plus étroite des deux nervures (66, 68) est disposée en correspondance au sens de rotation de l'engrenage épicycloïdal (20) et la plus large des deux nervures (66, 68) est disposée en poursuite de la nervure plus étroite (66, 68) en référence au sens de rotation.

10. Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les biellettes de suspension (50) possède des portions de surface (86) séparées les unes des autres qui font face à la paroi intérieure du carter (54).

11. Machine électrique selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'un creux (84) en forme d'encoche faisant office d'affaiblissement de matière est pratiqué dans la plus large des nervures (66, 68).

12. Procédé de fabrication d'une biellette de suspension (42, 50, 72) d'une roue à denture intérieure (44) en tant que composant d'engrenage d'un engrenage épicycloïdal (20) pour une machine électrique, caractérisé en ce que des biellettes de suspension (50, 72) distribuées dans le sens du pourtour sont appliquées par injection sur une plaque de recouvrement (42) fabriquée dans un procédé de moulage par injection de matière plastique, lesquelles comprennent au moins un affaiblissement de matière (64, 70, 74, 84) réalisé intégré de manière symétrique ou asymétrique dans la roue à denture intérieure (44) en matière plastique, les pointes de charge étant absorbées en utilisant le comportement de relaxation de la matière plastique.

Zeichnung