HINTERGRUND
DER ERFINDUNGBACKGROUND
THE INVENTION
Technisches
Gebiet der Erfindungtechnical
Field of the invention
Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Anlasser, der ein Reduziergetriebe
mit mehreren koaxial angeordneten, Schrägstirnrädern aufweist.The
The present invention relates to a starter comprising a reduction gear
having a plurality of coaxially arranged helical gears.
Beim
Stand der Technik ist bisher ein Anlasser der Bauart mit Drehzahlreduzierung
bekannt, bei dem die Drehkraft eines Motors durch Verwendung eines
Reduziergetriebes erhöht
wird, wodurch die Baugröße des Motors
klein und sein Gewicht gering gehalten wird (siehe japanische Offenlegungsschrift
Nr. 2003-74449). Jedoch entsteht durch Reduziergetriebe, wie einem
Planetengetriebe, wie sie umfänglich
bei Anlassern der Bauart mit Reduziergetrieben verwendet werden,
bei welchen Zahnräder
miteinander in Eingriff stehen, ein Problem durch des Entstehen
von Geräuschen
durch den Eingriff der Zahnräder.At the
Prior art has been a starter of the type with speed reduction
known in which the rotational force of an engine by using a
Reduction gear increased
will, thereby reducing the size of the engine
small and its weight is kept low (see Japanese Patent Application
No. 2003-74449). However, due to reducer, such as a
Planetary gear, as perimeter
be used with starters of the type with reducers,
at which gears
engaging each other, a problem of arising
of noises
through the engagement of the gears.
Im
Gegensatz hierzu ist es schon bekannt, daß durch Reduziergetriebe, die
Schrägstirnräder (Spiralzahnräder) anwenden,
die Eingriffsverhältnisse
im Vergleich zu dem Fall verbessert werden, in dem geradverzahnte
Stirnzahnräder
benutzt werden, und daß die
Leistung sanfter übertragen
wird, was zu einer Minderung der Geräusche führt.in the
In contrast, it is already known that by reducing gear, the
Use helical gears (spiral gears),
the intervention conditions
be improved compared to the case in the straight-toothed
Spur gears
be used, and that the
Transfer power more smoothly
which leads to a reduction of the noise.
Jedoch
treten bei einem Reduziergetriebe, das Schrägstirnräder verwendet, vom Schrägungswinkel der
Zähne abhängige Schubkräfte in einer
axialen Richtung auf, was zur Folge hat, daß in Anbetracht der Schubkräfte eine
entsprechende Lageranordnung vorgesehen werden muß. Insbesondere
müssen
einige Maßnahmen
durchgeführt
werden, um die Festigkeit eines Lagerabschnitts des Gehäuses zu
erhöhen,
von dem die Getriebewellen abgestützt werden. Das führt zu einer
komplizierten Lagerkonstruktion, die mit dem Problem einer Kostensteigerung
behaftet ist. Des weiteren ist das Auftreten einer Verschlechterung
des Wirkungsgrads des Verbrennungsmotors (eine Verschlechterung
der Startfähigkeit
des Verbrennungsmotors) zu befürchten,
falls die die Schubkräfte
aufnehmenden Drucklager wegen eines gleitenden Kontakts mit einer Wandfläche des
Gehäuses
oder dergleichen eine Minderung der Drehbewegung erfahren.however
occur in a reduction gear, the helical gears used, from the helix angle of the
Teeth dependent thrust forces in one
axial direction, with the result that in view of the thrust forces a
appropriate bearing arrangement must be provided. Especially
have to
some measures
carried out
to increase the strength of a bearing section of the housing
increase,
from which the gear shafts are supported. That leads to a
complicated bearing design, with the problem of cost increase
is afflicted. Furthermore, the occurrence of deterioration
the efficiency of the internal combustion engine (a deterioration
the starting ability
the internal combustion engine) to fear
if that's the pushing forces
receiving thrust bearing for sliding contact with a wall surface of the
housing
or the like, experience a reduction in the rotational movement.
KURZE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNGSHORT DESCRIPTION
THE INVENTION
Die
vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben geschilderten
Nachteile vollendet und hat zur Aufgabe, einen Anlasser zu schaffen,
der ein Stirnzahnräder
verwendendes Reduziergetriebe aufweist, durch das es ermöglicht wird,
unter Berücksichtigung
der in axialer Richtung der Schrägstirnräder auftretenden
Schubkräfte
eine Verschlechterung des Wirkungsgrads des Anlassers durch Vereinfachung
einer Lageranordnung zu verringern und dadurch das Auftreten von
Verlusten bei der Drehbewegung zu unterdrücken.The
The present invention has been made in consideration of the above
Disadvantages and has the task of creating a starter,
the one spur gears
having a reducing gear making it possible
considering
occurring in the axial direction of the helical gears
thrusts
a deterioration of the efficiency of the starter by simplification
a bearing assembly to reduce and thereby the occurrence of
Suppress losses during the rotation.
Zur
Lösung
dieser Aufgabe besteht der Anlasser gemäß der vorliegenden Erfindung
aus einem Motor und einem Reduziergetriebe, durch das die Motordrehzahl
reduziert wird, um die Drehkraft zu erhöhen, und es zu ermöglichen,
die sich ergebende erhöhter
Drehkraft auf die Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors zu übertragen,
um den Verbrennungsmotor zu starten. Bei einer solchen Anordnung
besitzt das Reduziergetriebe mehrere koaxial angeordnete Schrägstirnräder. Diese
Schrägstirnräder haben
jeweils zugeordnete Teilkreisradien, Schrägungswinkel und Steigungsrichtungen,
die derart gewählt
sind, daß der
Gesamtwert der in der jeweiligen Achsrichtung auftretenden Schubkräfte im wesentlichen
den Wert Null aufweist.to
solution
This object is the starter according to the present invention
from an engine and a reducer, through which the engine speed
is reduced to increase the torque, and to allow it
the resulting increased
To transmit torque to the crankshaft of an internal combustion engine,
to start the combustion engine. In such an arrangement
the reduction gear has a plurality of coaxially arranged helical gears. These
Have helical gears
each associated pitch radii, helix angles and pitch directions,
the chosen
are that the
Total value of the thrust forces occurring in the respective axial direction substantially
has the value zero.
Bei
einer solchen Anordnung, wie sie oben beschrieben ist, wird der
Gesamtwert der an den entsprechenden Schrägstirnrädern auftretenden Schubkräfte im wesentlichen Null,
mit der Folge, daß kein
Bedarf für die
Anwendung von die Schubkräfte
berücksichtigenden
Lagern besteht. Das heißt,
es besteht kein Bedarf für die
Verwendung von Drucklagern, und die Festigkeit von tragenden Abschnitten,
durch die die Getriebewellen abgestützt sind, muß nicht
auf Werte erhöht
werden, die größer sind,
als (dann) erforderlich.at
Such an arrangement, as described above, is the
Total value of the thrust forces occurring at the respective helical gears substantially zero,
with the result that no
Need for the
Application of the shear forces
considered
Warehouses exists. This means,
there is no need for that
Use of thrust bearings, and the strength of load-bearing sections,
by which the transmission shafts are supported, must not
increased to values
be bigger
as (then) required.
Vorzugsweise
sind die jeweiligen Teilkreisradien der Mehrzahl von Schrägstirnrädern so
gewählt,
daß sie
auf ein gefordertes Reduktionsgetriebeverhältnis abgestimmt sind, und
die entsprechenden Schrägungswinkel
sind entsprechend dem jeweiligen Teilkreisradius derart gewählt, daß die Gesamtheit
der Schubkräfte, die
in den entsprechenden axialen Richtungen auftreten, im wesentlichen
den Wert Null aufweist.Preferably, the respective pitch circle radii of the plurality of helical gears are selected to be tuned to a required reduction gear ratio and the corresponding skew Angle are chosen according to the respective pitch circle radius such that the total of the thrust forces that occur in the corresponding axial directions has substantially the value zero.
Ebenfalls
vorzugsweise sind bei der vorstehenden Grundanordnung die mehreren
Schrägstirnräder so gestaltet,
daß die
entsprechenden Schrägungswinkel
willkürlich
gewählt
werden und die entsprechenden Teilkreisradien unter Berücksichtigung
der entsprechenden Schrägungswinkel
so gewählt
werden, daß die
Gesamtheit der in den entsprechenden axialen Richtungen auftretenden
Schubkräfte
im wesentlichen den Wert Null aufweist. Damit können die Schrägungswinkel
der mehreren Schrägstirnräder festgelegt
werden, wodurch es möglich
wird, ein vorhandenes Schneidwerkzeug für die spanabhebende Zahnradherstellung
zu benutzen.Also
Preferably, in the above basic arrangement, the plurality
Helical gears are designed
that the
corresponding helix angle
arbitrarily
chosen
and the corresponding pitch radii are taken into account
the corresponding helix angle
so chosen
be that the
Totality of occurring in the corresponding axial directions
thrusts
essentially has the value zero. This allows the helix angle
the set of helical gears
which makes it possible
becomes, an existing cutting tool for the cutting gear manufacturing
to use.
Es
wird auch bevorzugt, daß bei
der vorgenannten Grundanordnung die mehreren Schrägstirnräder so gestaltet
sind, daß alle
entsprechenden Schrägungswinkel
identisch sind und die entsprechenden Teilkreisradien unter Berücksichtigung
der entsprechenden Schrägungswinkel
so gewählt
werden, daß die
Gesamtheit der in den entsprechenden axialen Richtungen auftretenden
Schubkräfte
im wesentlichen den Wert Null aufweist.It
is also preferred that at
the aforementioned basic arrangement, the plurality of helical gears designed so
are that all
corresponding helix angle
are identical and the corresponding pitch radius under consideration
the corresponding helix angle
so chosen
be that the
Totality of occurring in the corresponding axial directions
thrusts
essentially has the value zero.
Um
die vorstehend genannte Aufgabe zu lösen, sieht die vorliegende
Erfindung nach einem anderen Aspekt einen Anlasser vor, der einen
eine Drehkraft erzeugenden Motor umfaßt; eine Ausgangswelle, über die die
Drehung des Motors ausgegeben wird; ein Anlasserritzel, das mit
dem äußeren Umfang
der Ausgangswelle zur gemeinsamen Drehung mit dieser in Eingriff
steht; eine Zwischenwelle, deren beide Enden von einem Gehäuse derart
abgestützt
werden, daß sie
sich in einer zur Ausgangswelle parallelen Position befindet; ein erstes
Reduzierzahnrad, das drehbar über
ein Lager von der Zwischenwelle derart getragen wird, daß es in Eingriff
mit dem Anlasserritzel drehbar ist; und ein zweites Reduzierzahnrad,
das über
eine Kupplung koaxial zum ersten Reduzierzahnrad angeordnet ist,
um die Drehung des ersten Reduzierzahnrads über die Kupplung zu übertragen,
wobei das zweite Reduzierzahnrad mit einem Kurbelwellenzahnrad in
Eingriff gehalten wird, das auf der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors
ausgebildet ist, um die Übertragung
einer Drehkraft vom zweiten Reduzierzahnrad auf das Kurbelwellenzahnrad
zu gestatten, wobei das Anlasserritzel, das erste Reduzierzahnrad
und das zweite Reduzierzahnrad jeweils Schrägstirnräder einschließen und
wobei das das erste Reduzierzahnrad bildende, Schrägstirnrad
und das das zweite Reduzierzahnrad bildende, Schrägstirnrad entsprechende,
in der gleichen Steigungsrichtung geformte Zähne aufweisen und entsprechende
Teilkreisradien und Schrägungswinkel
der Zähne
so gewählt
sind, daß der
Gesamtwert der in axialer Richtung wirkenden Schubkraft des ersten
Reduzierzahnrads und der in axialer Richtung wirkenden Schubkraft
des zweiten Reduzierzahnrads im wesentlichen den Wert Null aufweist.Around
To achieve the above object, sees the present
Invention according to another aspect, a starter before, the one
a torque generating motor; an output shaft over which the
Rotation of the engine is output; a starter pinion with
the outer circumference
the output shaft for common rotation with this engaged
stands; an intermediate shaft, whose both ends of a housing such
supported
they will
is in a position parallel to the output shaft; a first
Reduzierzahnrad that rotates about
a bearing is supported by the intermediate shaft so as to engage
is rotatable with the starter pinion; and a second reduction gear,
the above
a clutch is disposed coaxially with the first reduction gear,
to transfer the rotation of the first Reduzierzahnrads via the coupling,
wherein the second Reduzierzahnrad with a crankshaft gear in
Engaging is maintained on the crankshaft of an internal combustion engine
is trained to transfer
a rotational force from the second Reduzierzahnrad on the crankshaft gear
allowing the starter pinion, the first Reduzierzahnrad
and the second reduction gear each include helical gears and
wherein the first Reduzierzahnrad forming, helical gear
and the helical gear forming the second reduction gear,
having teeth formed in the same pitch direction and corresponding ones
Pitch radius and helix angle
the teeth
so chosen
are that the
Total value of the thrust force of the first acting in the axial direction
Reduzierzahnrads and acting in the axial direction of thrust
of the second Reduzierzahnrads essentially has the value zero.
In
gleicher Weise wie der vorhergehenden weist mit einer solchen Anordnung
dieses Anlassers die Gesamtheit der Schubkräfte, die jeweils am ersten
und am zweiten Reduzierzahnrad auftreten, im wesentlichen den Wert
Null auf, mit der Folge, daß kein
Bedarf an der Einbeziehung einer die Schubkräfte berücksichtigenden Lageranordnung
besteht. Das heißt;
es ergibt sich kein Bedarf für
den Gebrauch von Drucklagern und es muß die Festigkeit von Lagerabschnitten,
die die Zwischenwelle tragen, nicht auf einen größeren Wert als (dann) erforderlich
erhöht
werden. Damit kann die Lageranordnung vereinfacht werden, wodurch
es möglich
wird, eine Kostenreduzierung zu erreichen. Außerdem wird es möglich eine
Verschlechterung des Wirkungsgrades des Anlassers zu verhindern,
weil der Gebrauch von Drucklagern, ohne einen Abfall bei der Drehung
entfallen kann.In
the same way as the preceding shows with such an arrangement
this starter the totality of thrust, each on the first
and occur on the second Reduzierzahnrad, essentially the value
Zero, with the result that no
Need to include a thrust bearing bearing arrangement
consists. This means;
there is no need for
the use of thrust bearings and the strength of bearing sections,
that carry the intermediate shaft, not to a value greater than (then) required
elevated
become. Thus, the bearing assembly can be simplified, thereby
it possible
is going to achieve a cost reduction. Besides, it becomes possible one
To prevent deterioration of the starter efficiency
because the use of thrust bearings, without a drop in rotation
can be omitted.
Um
die vorstehende Aufgabe zu lösen,
sieht die vorliegende Erfindung auch ein Reduziergetriebe für einen
Anlasser vor, bei welchem die Drehzahl eines Motors reduziert wird,
damit eine Drehkraft auf die Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors übertragen
werden kann, wobei das Reduziergetriebe mehrere koaxial angeordnete,
Schrägstirnräder umfaßt, wobei
die mehreren Schrägstirnräder entsprechende
Teilkreisradien, Zähne
mit Schrägungswinkeln
und Steigungsrichtungen aufweisen, die so gewählt sind, daß die Gesamtheit der
Schubkräfte,
die in den entsprechenden axialen Richtungen auftreten, im wesentlichen
den Wert Null aufweist.Around
to solve the above problem
The present invention also provides a reduction gear for a
Starter, in which the speed of a motor is reduced,
thus transmit a rotational force to the crankshaft of an internal combustion engine
can be, wherein the reducer several coaxially arranged,
Includes helical gears, wherein
corresponding to the multiple helical gears
Pitch circle radii, teeth
with helix angles
and slope directions, which are chosen so that the totality of
Thrusts,
which occur in the respective axial directions, substantially
has the value zero.
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION
THE DRAWINGS
In
den beigefügten
Zeichnungen istIn
the attached
Drawings is
1 eine
Ansicht der Gesamtanordnung, zur Hälfte geschnitten, einer ersten
Ausführungsform
eines Anlassers gemäß der vorliegenden
Erfindung; 1 a view of the overall arrangement, cut in half, a first embodiment of a starter according to the present invention;
2 eine
Stirnansicht des Anlassers nach der ersten Ausführungsform, in axialer Richtung
gesehen; 2 an end view of the starter according to the first embodiment, viewed in the axial direction;
3 eine
Ansicht, die die Schrägungswinkel
und Teilkreisradien des ersten und des zweiten Zahnrads bei der
ersten Ausführungsform
zeigt; 3 a view showing the helix angles and pitch radii of the first and the second gear in the first embodiment;
4 eine
Ansicht zur Erläuterung
der Kraftkomponenten, die am ersten Reduzierzahnrad der ersten Ausführungsform
auftreten; 4 a view for explaining the force components that occur at the first Reduzierzahnrad the first embodiment;
5A eine
Stirnansicht des Anlassers in einer axialen Richtung, die die Kraftkomponenten
zeigt, die am ersten und am zweiten Reduzierzahnrad der ersten Ausführungsform
auftreten; 5A an end view of the starter in an axial direction, showing the force components that occur on the first and on the second Reduzierzahnrad the first embodiment;
5B eine
teilweise im Querschnitt dargestellte Ansicht des Anlassers, die
die Kraftkomponenten zeigt, die am ersten und am zweiten Reduzierzahnrad
der ersten Ausführungsform
auftreten; 5B a partial cross-sectional view of the starter, showing the force components that occur on the first and on the second Reduzierzahnrad the first embodiment;
6 ein
Diagramm zur Darstellung von Veränderungen
einer Gesamtschubkraft (Gesamtschubkraft ≠ 0) bei einer ersten Ausführungsform; 6 a diagram showing changes in a total thrust force (total thrust force ≠ 0) in a first embodiment;
7 ein
Diagramm zur Darstellung von Veränderungen
der Gesamtschubkraft bei der ersten Ausführungsform und 7 a diagram showing changes in the total thrust force in the first embodiment and
8 ein
Diagramm zur Darstellung von Veränderungen
einer Gesamtschubkraft bei einer zweiten Ausführungsform eines Anlassers
gemäß der vorliegenden
Erfindung. 8th a diagram showing changes in a total thrust force in a second embodiment of a starter according to the present invention.
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED
DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS
Es
werden nun nachfolgend im Detail beste Wege zur Ausführung der
Erfindung in Verbindung mit verschiedenen Ausführungsformen unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben.It
will now be described in detail best ways to execute the
Invention in conjunction with various embodiments with reference
on the attached
Drawings described.
(Erste Ausführungsform)First Embodiment
Unter
Bezugnahme auf die 1 bis 7 wird zunächst eine
erste Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Anlassers
beschrieben.With reference to the 1 to 7 First, a first embodiment of a starter according to the invention will be described.
Wie
in 1 gezeigt, besteht der Anlasser 1 der
ersten Ausführungsform
aus einem eine Drehkraft erzeugenden Motor 2, einem elektromagnetischen
Schalter 3 zum Öffnen
und Schließen
der (nicht gezeigten) Motorkontakte, die auf einer Leistungsverteilungsschaltung
des Motors angebracht sind, und einem Reduziergetriebe, durch das die
Drehzahl des Motors 2 zur Übertragung auf einen Kurbelzahnkranz 4 eines
Verbrennungsmotors verringert wird.As in 1 shown, there is the starter 1 the first embodiment of a torque generating motor 2 , an electromagnetic switch 3 for opening and closing the motor contacts (not shown) mounted on a power distribution circuit of the motor and a reduction gear, by which the speed of the motor 2 for transmission to a crank gear rim 4 an internal combustion engine is reduced.
Der
Motor 2 schließt
einen wohlbekannten Gleichstrommotor ein, der eine magnetische Feldspule 5 umfaßt, durch
die ein Magnetfeld erzeugt wird, einen Anker 7 mit einem
Kommutator 6 und auf dem Kommutator 8 angebrachten
Bürsten 8.
Bei einer solchen Konstruktion wird beim Schließen der Motorkontakte des elektromagnetischen
Schalters 3 der Motor 2 mit elektrischer Leistung
aus einer (nicht gezeigten) Batterie versorgt und der Anker 7 erzeugt
eine Drehkraft.The motor 2 includes a well-known DC motor, which is a magnetic field coil 5 comprises, by which a magnetic field is generated, an armature 7 with a commutator 6 and on the commutator 8th attached brushes 8th , With such a construction, when closing the motor contacts of the electromagnetic switch 3 the motor 2 supplied with electrical power from a battery (not shown) and the armature 7 generates a torque.
Der
elektromagnetischen Schalter 3 besteht beispielsweise aus
einer Erregerspule, die durch die Batterie beaufschlagt wird, wenn
ein (nicht gezeigter) Starterschalter manuell von einem Fahrer betätigt wird,
und aus einem Tauchkolben, der ansprechend auf eine durch die Erregerspule
erzeugte Magnetkraft betätigbar
ist. Des weiteren umfaßt
der elektromagnetische Schalter 3 einen beweglichen Kontakt,
der gemeinsam mit dem Tauchkolben oder in Verbindung mit der Bewegung
des Tauchkolbens beweglich ist, einen Satz fester Kontakte, die
geeignet sind, über
zwei externe Klemmen 9, 10 (siehe 1)
mit der Leistungsverteilungsschaltung des Motors verbunden zu werden.
Durch eine solche Anordnung wird der bewegliche Kontakt zur Anlage
an dem einen Satz fester Kontakte gebracht, die ihrerseits leitend
miteinander verbunden werden, um den Motorkontakten zu gestatten,
in einen geschlossenen Zustand zu gelangen. Im Gegensatz dazu fallen
die Motorkontakte in einen geöffneten
Zustand, wenn sich der bewegliche Kontakt von dem einen Satz fester
Kontakte löst, um
die leitende Verbindung zwischen den festen Kontakten zu unterbrechen.The electromagnetic switch 3 For example, it consists of an exciting coil which is acted upon by the battery when a starter switch (not shown) is manually operated by a driver and a plunger which is actuable in response to a magnetic force generated by the exciting coil. Furthermore, the electromagnetic switch comprises 3 a movable contact, which is movable together with the plunger or in conjunction with the movement of the plunger, a set of fixed contacts, which are suitable, via two external terminals 9 . 10 (please refer 1 ) to be connected to the power distribution circuit of the engine. By such an arrangement, the movable contact is brought into abutment with the one set of fixed contacts, which in turn are conductively connected together to allow the motor contacts to enter a closed state. In contrast, the motor contacts fall into an open condition when the movable contact detaches from the one set of fixed contacts to break the conductive connection between the fixed contacts.
Die
Reduziergetriebevorrichtung umfaßt ein Reduziergetriebeeinheit 12, über die
die Drehung des Ankers 7 mit reduzierter Geschwindigkeit
auf eine Ausgangswelle 11 übertragen wird, ein Anlasserritzel 13,
das zur einheitlichen Drehung in formschlüssigem Eingriff mit dem äußeren Umfang
der Ausgangswelle 11 gehalten wird, ein erstes Reduzierzahnrad 14,
das zur gemeinsamen Drehung mit dem Anlasserritzel 13 in
Eingriff steht, und ein zweites Reduzierzahnrad 15, das
mit den Reduzierzahnrad 14 auf einer gemeinsamen Achse gelagert
ist. Durch eine derartige Anordnung wird das zweite Reduzierzahnrad 15 in
Eingriff mit einem von einer Kurbelwelle 16 (siehe 1)
getragenen Kurbelwellenzahnrad 4 gehalten, so daß jederzeit
die Übertragung
einer Drehkraft vom zweiten Reduzierzahnrad 15 auf das
Kurbelwellenzahnrad 4 möglich
ist. Außerdem ist
das Kurbelwellenzahnrad 4 in einem (nicht gezeigtes) Kurbelwellengehäuse angeordnet,
in dem die Motorkurbelwelle gelagert ist.The reduction gear device comprises a reduction gear unit 12 about which the rotation of the anchor 7 at reduced speed on an output shaft 11 is transmitted, a starter pinion 13 for uniform rotation in positive engagement with the outer circumference of the output shaft 11 supported th, a first Reduzierzahnrad 14 for common rotation with the starter pinion 13 is engaged, and a second Reduzierzahnrad 15 That with the reduction gear 14 is stored on a common axis. By such an arrangement, the second Reduzierzahnrad 15 engaged with one of a crankshaft 16 (please refer 1 ) carried crankshaft gear 4 held so that at any time the transmission of a rotational force from the second Reduzierzahnrad 15 on the crankshaft gear 4 is possible. In addition, the crankshaft gear 4 arranged in a (not shown) crankcase, in which the engine crankshaft is mounted.
Die
Reduziergetriebeeinheit 12 umfaßt ein Sonnenrad 17,
das auf der Ankerwelle 71 ausgebildet ist, und eine Mehrzahl
von Planetenrädern 19,
die in Eingriff mit einem innenverzahnten Zahnkranz 18 stehen, dessen
Drehung durch eine (später
beschriebene) Dämpfungseinheit
beschränkt
wird. Eine solche Anordnung ergibt ein wohlbekanntes Planetengetriebe,
in dem sich die Planetenräder 19 um
den Umfang des Sonnenrads 17 bewegen, während die Umlaufbewegung der
Planetenräder 19 auf
die Ausgangswelle 11 übertragen
wird.The reducer unit 12 includes a sun gear 17 that on the armature shaft 71 is formed, and a plurality of planetary gears 19 , which engage with an internally toothed ring gear 18 stand, whose rotation is limited by a (later described) damping unit. Such an arrangement results in a well-known planetary gear in which the planet gears 19 around the circumference of the sun gear 17 move while the orbital motion of the planetary gears 19 on the output shaft 11 is transmitted.
Die
Dämpfungseinheit
umfaßt
eine drehbare Scheibe 20, deren Drehung durch eine Reibungskraft
begrenzt wird. Falls der innenverzahnte Zahnkranz 18 einem
im Übermaß ungeeigneten
Drehmoment ausgesetzt wird, das ein stationäres Drehmoment der drehbaren
Scheibe 20 überschreitet,
findet ein Schlupf der drehbaren Scheibe 20 (in Drehrichtung)
statt, um der Drehung des innenverzahnten Zahnkranzes 18 die
Absorption des unzulässigen
Drehmoments zu ermöglichen.The damping unit comprises a rotatable disc 20 whose rotation is limited by a frictional force. If the internally toothed ring gear 18 is exposed to an excessively unsuitable torque, which is a stationary torque of the rotatable disc 20 exceeds, finds a slip of the rotatable disc 20 (in the direction of rotation) instead of the rotation of the internally toothed ring gear 18 to allow the absorption of the inadmissible torque.
Das
Anlasserritzel 13 ist direkt über eine Keilwellenverzahnung
mit dem entfernten Ende der Ausgangswelle 11 verbunden
und wird durch einen Satz von Lagern 21 drehbar im Gehäuse 22 des
Anlassers 1 gelagert.The starter pinion 13 is directly via a splined shaft with the distal end of the output shaft 11 Connected and is through a set of warehouses 21 rotatable in the housing 22 of the starter 1 stored.
Das
erste Reduzierzahnrad 14 wird von einer parallel zur Ausgangswelle 11 angeordneten
Zwischenwelle 23 mittels Lager 24 getragen. Das
erste Reduzierzahnrad 14 hat einen größeren Teilkreisradius als das Anlasserzahnrad 13 und
eine größere Zähnezahl.The first reduction gear 14 is from a parallel to the output shaft 11 arranged intermediate shaft 23 by means of bearings 24 carried. The first reduction gear 14 has a larger circle radius than the starter gear 13 and a larger number of teeth.
Wie
in 2 gezeigt, ist die Zwischenwelle 23 an
Flanschabschnitten 22b befestigt, die von einer Befestigungsfläche 22a des
Gehäuses 22 nach
unten in einen Bereich innerhalb eines Kurbelgehäuses oder innerhalb einer Ölwanne vorspringen.As in 2 shown is the intermediate shaft 23 on flange sections 22b attached by a mounting surface 22a of the housing 22 project down into an area within a crankcase or within an oil pan.
Das
zweite Reduzierzahnrad 15 ist mit dem ersten Reduzierzahnrad 14 über eine
gemeinsame Kupplung 25 gekuppelt, die mit dem ersten Reduzierzahnrad 14 auf
einer gemeinsamen Drehachse angeordnet ist, das heißt drehbar
um eine zentrale Achse der Zwischenwelle 23. Wie in 3 gezeigt,
weist das zweite Reduzierzahnrad 15 einen kleineren Teilkreisradius
auf als das erste Reduzierzahnrad 14 und eine geringere Zähnezahl
(wobei den Teilkreisradien des ersten und des zweiten Reduzierzahnrads 14, 15 in 3 die
Bezugszahlen r1 bzw. r2 zugeordnet sind).The second reduction gear 15 is with the first reduction gear 14 via a common clutch 25 coupled with the first Reduzierzahnrad 14 is arranged on a common axis of rotation, that is rotatable about a central axis of the intermediate shaft 23 , As in 3 shown has the second Reduzierzahnrad 15 a smaller pitch radius than the first Reduzierzahnrad 14 and a smaller number of teeth (wherein the pitch circle radii of the first and the second Reduzierzahnrads 14 . 15 in 3 the reference numbers r1 and r2 are assigned).
Das
Anlasserzahnrad 13, das erste Reduzierzahnrad 14 und
das zweite Reduzierzahnrad 15 benutzen Schrägverzahnungen
(Spiralverzahnungen), deren Zähne
schräg
angeordnet sind. Die Verwendung solcher spiralverzahnter Räder verursacht
die Erzeugung von Kraftkomponenten in einer tangentialen, einer
axialen und auch einer radialen Richtung, wenn die spiralverzahnten
Zahnräder
miteinander in Eingriff stehen.The starter gear 13 , the first reduction gear 14 and the second reduction gear 15 use helical gears (spiral teeth) whose teeth are arranged obliquely. The use of such helical gears causes the generation of force components in a tangential, an axial and also a radial direction when the helical gears are engaged with each other.
Wie
in 4 gezeigt, nimmt das erster Reduzierzahnrad 14 beispielsweise
im Eingriff mit dem Anlasserritzel 13 eine tangentiale
Kraftkomponente (Vertikallast Kt1), eine axiale Kraftkomponente
(Schubkraft Ka1) und eine radiale Kraftkomponente Kr1 auf, abhängig von
dem Schrägungswinkel β1 der Zähne. Gleichermaßen nimmt
das zweite Reduzierzahnrad 15 im Eingriff mit dem Kurbelwellenzahnrad 4 eine
tangentiale Kraftkomponente (Vertikallast Kt2), eine axiale Kraftkomponente
(Schubkraft Ka2) und eine radiale Kraftkomponente Kr2 auf (siehe 5A und 5B).As in 4 shown, takes the first Reduzierzahnrad 14 for example, in engagement with the starter pinion 13 a tangential force component (vertical load Kt1), an axial force component (thrust force Ka1) and a radial force component Kr1, depending on the helix angle β1 of the teeth. Likewise, the second reduction gear decreases 15 engaged with the crankshaft gear 4 a tangential force component (vertical load Kt2), an axial force component (thrust Ka2) and a radial force component Kr2 (see 5A and 5B ).
Hier
wird die Aufmerksamkeit auf die Schubkraft Ka1 gelenkt, die am ersten
Reduzierzahnrad 14 auftritt und auf die Schubkraft Ka2,
die am zweiten Reduzierzahnrad 15 auftritt. Wie in den 5A und 5B gezeigt,
ist die Kraft Ka1 entgegengesetzt zur Kraft Ka2 gerichtet, wenn
bei den beiden Zahnrädern 14 und 15 die
Zähne in
die gleiche Schrägungsrichtung
verlaufen. Deshalb kann die sich ergebende Gesamtschubkraft (Ka1 +
Ka2) im wesentlichen Null werden, wenn es Ka1 und Ka2 ermöglicht wird,
im wesentlichen die gleiche Größe zu besitzen.
Bei der ersten Ausführungsform
sind beide Zahnräder 14 und 15 so
entworfen, daß sie jeweils
die Teilkreisradien r1 und r2 bzw. die Schrägungswinkel β1 und β2 aufweisen,
so daß die
Zähne des ersten
Reduzierzahnrads 14 und des zweiten Reduzierzahnrads 15 in
der gleichen Schrägungsrichtung
verlaufen (wobei bei der ersten Ausführungsform beide Zähne nach
links gerichtet sind), und der Gesamtwert von Ka1 und Ka2, das heißt die Gesamtschubkraft,
im wesentlichen Null werden kann.Here attention is directed to the thrust Ka1, which is the first Reduzierzahnrad 14 occurs and on the thrust Ka2, on the second Reduzierzahnrad 15 occurs. As in the 5A and 5B shown, the force Ka1 is directed opposite to the force Ka2, when the two gears 14 and 15 the teeth run in the same direction of skew. Therefore, the resultant total thrust force (Ka1 + Ka2) can become substantially zero when allowing Ka1 and Ka2 to be substantially the same size. In the first embodiment, both gears are 14 and 15 designed so that they each have the pitch radii r1 and r2 and the helix angles β1 and β2, so that the teeth of the first Reduzierzahnrads 14 and the second Reduzierzahnrads 15 in the same direction of skew (with both teeth facing leftward in the first embodiment), and the total value of Ka1 and Ka2, that is the total thrust force, can become substantially zero.
Wie
in 3 gezeigt, besteht die Kupplung 25 aus
einem inneren Element 25a, das gemeinsam mit dem ersten
Reduzierzahnrad 14 drehbar ist, einem äußeren Element 25b,
das gemeinsam mit dem zweiten Reduzierzahnrad 15 drehbar
ist und einer Mehrzahl von Freiläufen 25c zur
Durchführung
oder Unterbrechung der Drehmomentübertragung zwischen dem inneren
Element 25a und dem äußeren Element 25b.As in 3 shown, there is the coupling 25 from an inner element 25a , which together with the first Reduzierzahnrad 14 is rotatable, an outer element 25b , which together with the second Reduzierzahnrad 15 is rotatable and a plurality of freewheels 25c for carrying out or interrupting the torque transmission between the inner member 25a and the outer element 25b ,
Das
innere Element 25a ist einstückig mit einem Nabenabschnitt
des ersten Reduzierzahnrads 14 ausgebildet und erstreckt
sich vom Nabenabschnitt aus in axialer Richtung derart, daß ein äußeres, vom
Nabenabschnitt abgewandtes Ende über
das Lager 26 drehbar von der Zwischenwelle 23 getragen
wird. Das äußere Element 25b ist
zur festen Verbindung damit in den inneren Umfang des zweiten Reduzierzahnrads 15 eingepreßt.The inner element 25a is integral with a hub portion of the first Reduzierzahnrads 14 formed and extends from the hub portion in the axial direction such that an outer, facing away from the hub portion end over the bearing 26 rotatable from the intermediate shaft 23 will be carried. The outer element 25b is for fixed connection therewith in the inner circumference of the second Reduzierzahnrads 15 pressed.
Das äußere Element 25b und
das innere Element 25a sind durch einen Satz von Kugellagern 27,
die beiderseits der Freiläufe 25c mit
axialem Abstand voneinander positioniert sind, relativ zueinander
drehbar angeordnet.The outer element 25b and the inner element 25a are through a set of ball bearings 27 , on both sides of the freewheel 25c are positioned at an axial distance from each other, rotatably arranged relative to each other.
Die
Kupplung 25 nimmt die Form einer Einwegkupplung 25 an,
die es den Freiläufen 25c erlaubt,
die Drehmomentübertragung
vom inneren Element 25a auf das äußere Element 25b durchzuführen, während sie die
Drehmomentübertragung
vom äußeren Element 25b zum
inneren Element 25a unterbrechen. Dementsprechend befinden
sich die Freiläufe 25c im
Freilaufzustand, wodurch sie die Drehmomentübertragung vom äußeren Element 25b auf
das innere Element 25a unterbrechen, wenn der Verbren nungsmotor
beginnt, das zweite Reduzierzahnrad 15 mit einer höheren Drehzahl
als der des ersten Reduzierzahnrad 14 anzutreiben. Durch
diese Aktion kann vermieden werden, daß die Drehung des ersten Reduzierzahnrads 14 auf
das zweite Reduzierzahnrad 15 übertragen wird.The coupling 25 takes the form of a one-way clutch 25 It's the freewheeling 25c allows the torque transmission from the inner element 25a on the outer element 25b while transmitting the torque from the outer member 25b to the inner element 25a interrupt. Accordingly, the freewheels are 25c in the freewheeling state, whereby they transmit the torque from the outer element 25b on the inner element 25a When the combustion engine starts, stop the second reduction gear 15 at a higher speed than that of the first Reduzierzahnrad 14 drive. By this action can be avoided that the rotation of the first Reduzierzahnrads 14 on the second Reduzierzahnrad 15 is transmitted.
Nun
wird nachfolgend die Aktion des Anlassers 1 beschrieben.Now below is the action of the starter 1 described.
Zunächst, wenn
der Magnetschalter 3 die Motorkontakte schließt, um die
Versorgung des Ankers 7 mit elektrischer Leistung zu gestatten,
erzeugt der Anker eine Drehkraft, um sich zu drehen. Die Drehzahl
der Drehbewegung des Ankers 7 wird durch die Reduziergetriebeeinheit 12 für die Übertragung
auf die Ausgangswelle 11 verringert, die ihrerseits in
Drehung versetzt wird. Die Drehzahl der Drehbewegung der Ausgangswelle 11 wird
durch das in Eingriff mit dem Anlasserritzel 13 stehende
erste Reduzierzahnrad 14 verringert und dann über die
Kupplung 25 auf das zweite Reduzierzahnrad 15 übertragen.
Mit einer solchen Leistungsangabe wird die Drehkraft vom zweiten
Reduzierzahnrad 15 auf das Kurbelwellenzahnrad 4 übertragen,
um dadurch den Verbrennungsmotor 2 anzuwerfen.First, when the magnetic switch 3 the motor contacts closes to supply the armature 7 to allow for electrical power, the armature generates a turning force to rotate. The speed of rotation of the armature 7 is through the reducer unit 12 for transmission to the output shaft 11 is reduced, which in turn is rotated. The speed of rotation of the output shaft 11 by engaging the starter pinion 13 standing first Reduzierzahnrad 14 decreased and then over the clutch 25 on the second Reduzierzahnrad 15 transfer. With such a power specification, the rotational force of the second Reduzierzahnrad 15 on the crankshaft gear 4 transferred to thereby the internal combustion engine 2 to throw.
Nach
dem Starten des Verbrennungsmotors wird das ständig mit dem Kurbelwellenzahnrad 4 in
Eingriff gehaltene zweite Reduzierzahnrad 15 veranlaßt, unter
der Wirkung des Verbrennungsmotors 2 mit hoher Drehzahl
zu rotieren, was (durch die dann im Freilaufzustand befindlichen
Freiläufe 25c)
zur Entkupplung der Kupplung 25 führt. Durch diese Entkupplungsaktion
wird die Drehmomentübertragung
vom zweiten Reduzierzahnrad 15 zum ersten Reduzierzahnrad 124 unterbrochen
und es wird nur eine Drehung des zweiten Reduzierzahnrads 15 veranlaßt.After starting the engine that is constantly with the crankshaft gear 4 engaged second Reduzierzahnrad 15 caused, under the action of the internal combustion engine 2 To rotate at high speed, what (by the then freewheeling freewheels 25c ) for disengaging the clutch 25 leads. Through this decoupling action, the torque transmission from the second Reduzierzahnrad 15 to the first reduction gear 124 interrupted and it is only a rotation of the second Reduzierzahnrads 15 causes.
Nachfolgend
wird die am ersten Reduzierzahnrad 14 auftretende Schubkraft
Ka1 und die am zweiten Reduzierzahnrad 15 auftretende Schubkraft
Ka2 beschrieben.The following is the first Reduzierzahnrad 14 occurring thrust Ka1 and the second Reduzierzahnrad 15 occurring thrust Ka2 described.
Bei
einem in allgemeinem Gebrauch befindlichen Benzinmotor (mit einem
Hubraum von 0,66 bis 3,0 Liter) besteht bekanntlich während des
Anlaßzyklus
an der Kur belwelle 16 des Motors ein Drehmomentbedarf der
im Bereich von 20 bis 200 [Nm] veränderlich ist. Hier wird angenommen,
daß das
Kurbelwellenzahnrad 4 61 Zähne besitzt und das zweite
Reduzierzahnrad 15 18 Zähne
aufweist, was ein Übersetzungsverhältnis des Reduziergetriebes
von 3,39 (= 61/18) ergibt. Deshalb ergibt sich ein Wert für das erforderliche
axialen Drehmomentbedarf an der Zwischenwelle 23 beim Anlassen
zwischen 5,9 und 59 [Nm](= 29/3,39 bis 200/3,39).In a gasoline engine in common use (with a displacement of 0.66 to 3.0 liters) is known during the starting cycle at the cure belwelle 16 of the motor a torque requirement in the range of 20 to 200 [Nm] is variable. Here it is assumed that the crankshaft gear 4 Has 61 teeth and the second Reduzierzahnrad 15 18 teeth, which gives a reduction gear ratio of 3.39 (= 61/18). Therefore, there is a value for the required axial torque requirement at the intermediate shaft 23 when starting between 5.9 and 59 [Nm] (= 29 / 3.39 to 200 / 3.39).
Ein
Wert dieses Drehmoments, das heißt, eines auf das erste Reduzierzahnrad 14 einwirkenden
Moments, ist ein Produkt der am ersten Reduzierzahnrad 14 in
tangentialer Richtung auftretenden vertikalen Last Kt1, und des
Teilkreisradius r1 des ersten Reduzierzahnrad 14. Demgemäß ergibt
bei Festlegung des Teilkreisradius r1 des ersten Reduzierzahnrads 14 auf
den Wert von beispielsweise 50 [mm] und Ermittlung von Kt1 unter
Benutzung der nachstehend wiedergegebenen Gleichung Kt1 = 118 bis
1180 [N]. Kt1 = M1/r1 (1) A value of this torque, that is, one on the first Reduzierzahnrad 14 acting moment, is a product of the first reduction gear 14 occurring in the tangential direction vertical load Kt1, and the pitch circle radius r1 of the first Reduzierzahnrad 14 , Accordingly, when determining the pitch circle radius r1 of the first reduction gear 14 to the value of, for example, 50 [mm] and determination of Kt1 using the equation Kt1 = 118 to 1180 [N] given below. Kt1 = M1 / r1 (1)
Weiterhin
gleicht das auf das erste Reduzierzahnrad 14 einwirkende
Moment M1 in der Größe einem auf
das zweite Reduzierzahnrad 15 einwirkenden Moment M2, die
Vektoren der am ersten Reduzierzahnrad 14 auftretenden
vertikalen Last Kt1 und der am zweiten Reduzierzahnrad 15 auftretenden
vertikalen Last Kt2 sind einander entgegengesetzt gerichtet (siehe 5A und 5B).
Deshalb wird die Summe vom M1 und M2 Null, wie in der untenstehenden
Gleichung ausgedrückt
ist. M1 + M2 = Kt1 × r1 + Kt2 × r2 = 0 (2) Furthermore, this is similar to the first Reduzierzahnrad 14 acting moment M1 in size one on the second Reduzierzahnrad 15 acting moment M2, the vectors of the first reduction gear 14 occurring vertical load Kt1 and the second Reduzierzahnrad 15 occurring vertical load Kt2 are oppositely directed (see 5A and 5B ). Therefore, the sum of M1 and M2 becomes zero as expressed in the equation below. M1 + M2 = Kt1 × r1 + Kt2 × r2 = 0 (2)
Wenn
die Teilkreisradien r1, r2 des ersten und des zweiten Reduzierzahnrads 14 bzw. 15 unter
Verwendung von Kt1 (= 188 bis 1180 [N]) als Ergebnis der obigen
Gleichung eingegeben werden, kann Kt2 als Ergebnis der Gleichung
(2) erhalten werden.When the pitch radii r1, r2 of the first and second Reduzierzahnrads 14 respectively. 15 are inputted using Kt1 (= 188 to 1180 [N]) as a result of the above equation, Kt2 can be obtained as a result of the equation (2).
Die
am ersten Reduzierzahnrad 14 auftretende Schubkraft Ka1
und die am zweiten Reduzierzahnrad 15 auftretende Schubkraft
Ka2 werden nachfolgend in Gleichungen (3) bzw. (4) ausgedrückt. Ka1 = Kt1 × tanβ1 (3) Ka2 = Kt2 × tanβ2 (4) The first reduction gear 14 occurring thrust Ka1 and the second Reduzierzahnrad 15 occurring thrust Ka2 are expressed below in equations (3) and (4). Ka1 = Kt1 × tanβ1 (3) Ka2 = Kt2 × tanβ2 (4)
Zu
diesem Zweck wird angenommen, daß dem ersten und dem zweiten
Reduzierzahnrad 14, 15 verschiedene Werte (einschließlich der
Schrägungswinkel,
Schrägungsrichtungen
und Teilkreisraden) zugewiesen sind, wie sie in der folgenden Tabelle
1 dargestellt sind.For this purpose, it is assumed that the first and the second Reduzierzahnrad 14 . 15 assigned different values (including helix angles, helix directions and pitch circles) as shown in the following Table 1.
[Tabelle
1] [Table 1]
Nun
werden unter Verwendung der verschiedenen, in der Tabelle 1 gezeigten
Werte die Schubkräfte Ka1
und Ka2 berechnet. Dann ergibt die Aufzeichnung der Bedingungen,
bei denen eine Gesamtschubkraft (Ka1 + Ka2), die für die Summe
der beiden Schubkräfte
Ka1, Ka2 bezeichnend ist, sich abhängig von einem Drehwinkel ändert, in
einem Diagramm, das in 6 gezeigte Ergebnis. Bei dem
in 6 gezeigten Diagramm stellt die Abszisse einen
Drehwinkel [in Grad] dar und die Ordinate die Last [N], um Änderungen
der vertikalen Lasten Kt1, Kt2, der Schubkräfte Ka1, Ka2 und eine Gesamtschubkraft
Ka1 + Ka2 in Relation zum Drehwinkel darzustellen. In diesem Falle
braucht der Anlasser, weil, wie in der in der Zeichnung durch einen Pfeil
angezeigten Position, die Gesamtschubkraft mit dem Maximalwert 670
[N] auftritt, eine Lagergestaltung und Festigkeit, die durch eine
so große
Last belastbar sind.Now, using the various values shown in Table 1, the shear forces Ka1 and Ka2 are calculated. Then, the recording of the conditions in which a total thrust force (Ka1 + Ka2) indicative of the sum of the two thrust forces Ka1, Ka2 varies depending on a rotation angle is given in a graph which is in FIG 6 shown result. At the in 6 The abscissa represents a rotation angle [in degrees] and the ordinate represents the load [N] to represent changes of the vertical loads Kt1, Kt2, the thrust forces Ka1, Ka2, and a total thrust load Ka1 + Ka2 in relation to the rotation angle. In this case, because, as shown in the position indicated by an arrow in the drawing, the total thrust force having the maximum value 670 [N] occurs, the starter needs a bearing design and strength which can be loaded by such a large load.
Bei
der hier behandelten Ausführungsform
wird andererseits ein gefordertes Übersetzungsverhältnis des
Reduzierzahnrads derart festgelegt, daß die Gesamtschubkraft (Ka1
+ Ka2) im wesentlichen Null wird und der Schrägungswinkel β2 des zweiten
Reduzierzahnrads 25 wird bestimmt. Dieses Bestimmungsverfahren wird
nachfolgend beschrieben.In the embodiment discussed here, on the other hand, a required gear ratio of the reduction gear is set so that the total thrust force (Ka1 + Ka2) becomes substantially zero and the helix angle β2 of the second reduction gear 25 is determined. This determination method will be described below.
Zunächst wird,
wie oben dargelegt, für
den Fall, daß der
Teilkreisradius r1 mit 50 [mm] festgesetzt ist, die vertikale Last
Kt1 des ersten Reduzierzahnrads 14 als Kt1 = 118 bis 1180
[N] ausgedrückt.First, as stated above, in the case where the pitch radius r1 is set at 50 [mm], the vertical load Kt1 of the first reduction gear is set 14 expressed as Kt1 = 118 to 1180 [N].
Dabei
wird unter Gebrauch der obigen Gleichung (2) die vertikale Last
Kt2 des zweiten Reduzierzahnrads 15 mit der nachfolgenden
Gleichung für
ein Beispiel im Falle von Kt1 = 1180 [N] (mit einem Maximalwert) erhalten. Kt2 = (Kt1 × r1)/(–r2)
=
(1180 × 50/1000)/(–25/1000)
= –2360 [N] At this time, using the above equation (2), the vertical load Kt2 of the second reduction gear becomes 15 with the following equation for an example in the case of Kt1 = 1180 [N] (with a maximum value). Kt2 = (Kt1 × r1) / (-r2) = (1180 × 50/1000) / (- 25/1000) = -2360 [N]
Es
weisen auch der Schrägungswinkel β1 und der
zugeordnete Teilkreisradius r1 des ersten Reduzierzahnrads 14 und
der Teilkreisradius r2 des zweiten Reduzierzahnrads 15 die
gleichen Werte auf wie jene im oben erwähnten Falle. Das heißt sie werden
ausgedrückt
als: β1
= 20 [°],
r1 = 50 [mm] und r2 = 25 [mm].It also has the helix angle β1 and the associated pitch radius r1 of the first Reduzierzahnrads 14 and the pitch radius r2 of the second reduction gear 15 the same values as those in the case mentioned above. That is, they are expressed as: β1 = 20 [°], r1 = 50 [mm] and r2 = 25 [mm].
Um
die gesamte Schubkraft [mit Ka1 + Ka2] unter den oben dargelegten
Bedingungen auf Null zu bringen, muß die folgende Gleichung erfüllt werden. Ka1 + Ka2 = Kt1 × tanβ1 + Kt2 × tan β2
=
1180 × tan20° – 2360 × tanβ2
=
0 (5) In order to bring the total thrust [with Ka1 + Ka2] to zero under the conditions set out above, the following equation must be satisfied. Ka1 + Ka2 = Kt1 × tanβ1 + Kt2 × tan β2 = 1180 × tan20 ° - 2360 × tanβ2 = 0 (5)
Unter
Verwendung der Gleichung (5) zur Umwandlung der nachstehenden Gleichung
(6) ergibt sich tan–1β2 wie unten ausgedrückt. tan–1β2 = 1180 × tan20°/2360 (6) Using equation (5) to convert equation (6) below, tan -1 β2 is given below. tan -1 β2 = 1180 × tan20 ° / 2360 (6)
Um
durch Gebrauch der obigen Gleichung (6) β2 zu erhalten, gelangt man zum
folgenden Ergebnis. β2 = –10,314 [°] To obtain β2 by using the above equation (6), the following result is obtained. β2 = -10.314 [°]
In
der nachfolgenden Tabelle 2 sind verschiedene Daten gezeigt, die
unter Anwendung eines wie oben beschrieben berechneten Wertes von β2 erhalten
werden.In
Table 2 below shows various data that
using a value of β2 calculated as described above
become.
[Tabelle
2] [Table 2]
Unter
Verwendung der in der Tabelle 2 gezeigten Daten des ersten und des
zweiten Reduzierzahnrads 14, 15 werden die Schubkräfte Ka1,
Ka2 in gleicher Weise erhalten, wie jene des oben erwähnten Falles.
Dann erhält
man durch Aufzeichung der Veränderung
der Gesamtschubkraft (mit Ka1 + Ka2) über dem Drehwinkel die in 7 gezeigten
Ergebnisse.Using the data of the first and second reduction gears shown in Table 2 14 . 15 For example, the shear forces Ka1, Ka2 are obtained in the same manner as those of the above-mentioned case. Then, by recording the change in the total thrust force (with Ka1 + Ka2) over the rotation angle, the in 7 shown results.
Wie
sich deutlich aus dem in 7 gezeigten Diagramm ergibt,
wird die Gesamtschubkraft (mit Ka1 + Ka2) uneingeschränkt auf
Null gebracht. Das beruht auf der Tatsache, daß die am ersten Reduzierzahnrad 14 auftretende
Schubkraft Ka1 und die am zweiten Reduzierzahnrad 15 auftretende
Schubkraft Ka2 im wesentlichen den gleichen Wert annehmen, wobei
beide Schubkräfte
in entgegengesetzten Richtungen (Vektor) wirksam sind.As can be clearly seen in the 7 shown, the total thrust force (with Ka1 + Ka2) is brought to zero without restriction. This is due to the fact that the first reduction gear 14 occurring thrust Ka1 and the second Reduzierzahnrad 15 As a result, the thrust load Ka2 is substantially the same, both thrust forces acting in opposite directions (vector).
Es
besteht deshalb beim Anlasser 1 nach dem hier betrachteten
Ausführungsbeispiel
kein Bedarf für eine
Anpassung der Lagerkonstruktion unter Berücksichtigung der Schubkräfte, weil
die Summe aus der am ersten Reduzierzahnrad 14 auftretenden
Schubkraft Ka1 und der am zweiten Reduzierzahnrad 15 auftretenden
Schubkraft Ka2 im wesentlichen Null ist. Das heißt, es besteht keine Notwendigkeit
für die
Anwendung von Drucklagern und dafür, daß die Lagerabschnitte (die
Flanschabschnitte 22b) des Gehäuses 22, von denen die
Zwischenwelle 23 getragen wird, eine über das erforderliche Maß hinausgehende
Festigkeit aufweisen, wodurch das Erreichen einer Kostenreduzierung
ermöglicht
wird.It therefore exists at the starter 1 according to the embodiment considered here no need for an adjustment of the bearing structure taking into account the thrust forces, because the sum of the at the first Reduzierzahnrad 14 occurring thrust Ka1 and the second Reduzierzahnrad 15 occurring thrust Ka2 is substantially zero. That is, there is no need for the application of thrust bearings and for the bearing portions (the flange portions 22b ) of the housing 22 of which the intermediate shaft 23 is worn, have a strength beyond the required level, whereby the achievement of a cost reduction is made possible.
Außerdem kann
mit der hier betrachteten Ausführungsform
der Gebrauch von Drucklagern abgeschafft werden, ohne daß Verluste
bei der Drehbewegung eintreten, wodurch es möglich wird, eine Verschlechterung
der Wirkung des Anlassers 1 zu verhindern. Zusätzlich besteht
keine Notwendigkeit, den Achsabstand (einen Abstand zwischen der
Ausgangswelle 11 und der Zwischenwelle 23 und
ein Abstand zwischen der Zwischenwelle 23 und der Kurbelwelle 16)
zu ändern,
um den Anlasser 1 mit geringen Kosten zusammenbauen zu
können,
weil bei der gegenwärtig
beschriebenen Ausführungsform
der Schrägungswinkel β2 des zweiten Reduzierzahnrads 15 derart
ausgelegt ist, daß die
Gesamtschubkraft nach der Festlegung des Teilkreisradius r2 des
zweiten Reduzierzahnrads 15 im wesentlichen zu Null wird.In addition, with the embodiment considered here, the use of thrust bearings can be abolished without loss of rotational movement, thereby making it possible to degrade the effect of the starter 1 to prevent. In addition, there is no need for the center distance (a distance between the output shaft 11 and the intermediate shaft 23 and a distance between the intermediate shaft 23 and the crankshaft 16 ) to change the starter 1 at a low cost because, in the presently described embodiment, the helix angle β2 of the second reduction gear 15 is designed such that the total thrust force after the determination of the pitch circle radius r2 of the second Reduzierzahnrads 15 essentially becomes zero.
(Zweite Ausführungsform)Second Embodiment
Bei
der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird der Teilkreisradius
r2 des zweiten Reduzierzahnrads 15 so festgelegt, daß ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis des
Reduzierzahnrads erhalten wird und der Schrägungswinkel β2 des zweiten
Reduzierzahnrads 15 so eingestellt ist, daß die Gesamtschubkraft (Ka1
+ Ka2) im wesentlichen zu Null wird. Im Gegensatz dazu wird bei
einer zweiten Ausführungsform der Schrägungswinkel β2 des zweiten
Reduzierzahnrads 15 festgelegt, worauf der Teilkreisradius
r2 des zweiten Reduzierzahnrads 15 so ermittelt wird, daß die Gesamtschubkraft
(Ka1 + Ka2) im wesentlichen zu Null wird. Dieses Ermittlungsverfahren
wird nachfolgend beschrieben.In the first embodiment described above, the pitch circle radius r2 of the second reduction gear becomes 15 set so that a desired gear ratio of the reduction gear is obtained and the helix angle β2 of the second reduction gear 15 is adjusted so that the total thrust (Ka1 + Ka2) is substantially zero. In contrast, in a second embodiment, the helix angle β2 of the second reduction gear becomes 15 whereupon the pitch circle radius r2 of the second reduction gear 15 is determined so that the total thrust force (Ka1 + Ka2) is substantially zero. This preliminary investigation will be described below.
Zunächst wird,
wie bei der ersten Ausführungsform,
die zweite Ausführungsform
unter Bezugnahme auf einen beispielsweisen Fall beschrieben, bei
dem die vertikale Last Kt1 am ersten Reduzierzahnrad 14 als Kt1
= 118 [N] wiedergegeben wird (durch einen Minimalwert). In einem
solchen Falle erhält
man unter Verwendung der umgeformten obigen Gleichung (2) die vertikale
Last Kt2 des zweiten Reduzierzahnrads 15 in einer unten
wiedergegebenen Gleichung (7). Kt2 = –Kt1 × r1/r2
=
(–118 × 50/1000)/(r2/1000) (7) First, as in the first embodiment, the second embodiment will be described with reference to an exemplary case where the vertical load Kt1 on the first reduction gear 14 is represented as Kt1 = 118 [N] (by a minimum value). In such a case, using the transformed equation (2) above, the vertical load Kt2 of the second reduction gear is obtained 15 in an equation (7) given below. Kt2 = -Kt1 × r1 / r2 = (-118 × 50/1000) / (r2 / 1000) (7)
Außerdem werden,
wie bei der ersten Ausführungsform,
die obigen Gleichungen (3), (4) und (5) wie nachfolgend wiedergegeben
eingeführt. Ka1 = Kt1 × tanβ1 (3) Ka2 = Kt2 × tanβ2 (4) Ka1 + Ka2 = Kt1 × tanβ1 + Ktz2 × tanβ2
=
0 (5) In addition, as in the first embodiment, the above equations (3), (4) and (5) are introduced as shown below. Ka1 = Kt1 × tanβ1 (3) Ka2 = Kt2 × tanβ2 (4) Ka1 + Ka2 = Kt1 × tanβ1 + Ktz2 × tanβ2 = 0 (5)
Dann
ergibt sich mit dem auf einen Wert 25° festgelegten Schrägungswinkel β2 des zweiten
Reduzierzahnrads 15 und der Einfügung von Kt1 (= 118 [N]), β1 (= 20 [Grad])
und Kt2, erhalten aus der Gleichung (7), in die obige Gleichung
(5) eine unten wiedergegebene Gleichung (8). Ka1 + Ka2 = 118 × tan20° + Kt2 × tan25°
= 118 × tan20° + {(–118 × 50/1000)/(r2/10009)} × tan25°
= 0 (8) Then, with the helix angle β2 set to a value of 25 °, the second reduction gear is obtained 15 and the insertion of Kt1 (= 118 [N]), β1 (= 20 [degrees]) and Kt2 obtained from the equation (7) into the above equation (5), an equation (8) given below. Ka1 + Ka2 = 118 × tan20 ° + Kt2 × tan25 ° = 118 × tan20 ° + {(-118 × 50/1000) / (r2 / 10009)} × tan25 ° = 0 (8)
Die
Auflösung
nach r2 unter Verwendung der Gleichung (8) führt zu dem nachstehenden Ergebnis. R2 = 118 × 50/1000 × tan25°)
=
64,06 [mm] The resolution after r2 using equation (8) leads to the following result. R2 = 118 × 50/1000 × tan25 °) = 64.06 [mm]
Verschiedene
Daten, einschließlich
des in der obigen Gleichung berechneten Wertes von r2, sind in der
nachfolgenden Tabelle 3 gezeigt.Various
Data, including
of the value of r2 calculated in the above equation are in the
Table 3 below.
[Tabelle
3] [Table 3]
Unter
Verwendung verschiedener Daten des ersten und des zweiten Reduzierzahnrads 14, 15,
die in der obigen Tabelle 3 gezeigt sind, werden wie im Falle der
ersten Ausführungsform
die Schubkräfte
Ka1, Ka2 ermittelt und die Veränderungen
der Gesamtschubkraft (Ka1 + Ka2) werden über dem Drehwinkel aufgetragen,
wodurch das in 8 gezeigte Ergebnis erzielt
wird.Using various data of the first and second Reduzierzahnrads 14 . 15 As shown in the above Table 3, as in the case of the first embodiment, the thrust forces Ka1, Ka2 are detected, and the changes in the total thrust force (Ka1 + Ka2) are plotted against the rotation angle, whereby the in 8th shown result is achieved.
Wie
aus dem in 8 gezeigten Diagramm ersichtlich
ist, wird wie bei der ersten Ausführungsform (siehe 7)
die Gesamtschubkraft (Ka1 + Ka2) uneingeschränkt auf Null gebracht. Dies
ist die Folge der Tatsache, daß die
am ersten Reduzierzahnrad 14 auftretende Schubkraft Ka1
und die am zweiten Reduzierzahnrad 15 auftretende Schubkraft
Ka2 im wesentlichen die gleiche Größe annehmen und beide Schubkräfte hinsichtlich
ihrer Wirkungsrichtung (Vektor) einander entgegengesetzt gerichtet
sind.As from the in 8th As shown in the diagram shown, as in the first embodiment (see 7 ) the total thrust force (Ka1 + Ka2) is brought to zero without restriction. This is the consequence of the fact that the first Reduzierzahnrad 14 occurring thrust Ka1 and the second Reduzierzahnrad 15 occurring thrust Ka2 assume substantially the same size and both thrust forces with respect to their direction of action (vector) are directed opposite to each other.
Demzufolge
besteht ebenso wie bei der ersten Ausführungsform auch bei der zweiten
Ausführungsform
keine Notwendigkeit, Drucklager zu verwenden und die Festigkeit
der Lagerabschnitte (Flanschabschnitte 22b) des Gehäuses 22,
von denen die Zwischenwelle getragen wird, über das erforderliche Niveau
hinaus zu steigern, wodurch sich die Möglichkeit zur Kostenreduzierung
ergibt.Accordingly, as with the first embodiment, there is no need to use thrust bearings in the second embodiment and the strength of the bearing portions (flange portions 22b ) of the housing 22 , which carries the intermediate shaft, to increase beyond the required level, resulting in the possibility of cost reduction.
Weiter
wird es möglich,
eine Verschlechterung der Wirkung des Anlassers zu verhindern, weil
der Gebrauch von Drucklagern ohne Beeinträchtigung der Rotation abgeschafft
werden kann. Weil der Schrägungswinkel β2 des zweiten
Reduzierzahnrads 15 festgelegt werden kann, ermöglicht es
die zweite Ausführungsform
weiter, das vorhandene spanabhebende Verzahnungswerkzeug für die Herstellung
der Zähne
zu benutzen. Weil der Schrägungswinkel β1 des ersten
Reduzierzahnrads 14 und der Schrägungswinkel β2 des zweiten
Reduzierzahnrads 15 einander gleich gewählt sind, kann die Zahnerzeugung
jeweils unter Verwendung des gleichen Verzahnungswerkzeugs durchgeführt werden,
was im Ergebnis die Produktivität
verbessert.Further, it becomes possible to prevent deterioration of the effect of the starter because the use of thrust bearings can be abolished without deterioration of the rotation. Because the helix angle β2 of the second Reduzierzahnrads 15 can be set, the second embodiment further allows to use the existing cutting tool for the production of the teeth. Because the helix angle β1 of the first Reduzierzahnrads 14 and the helix angle β2 of the second reduction gear 15 each other are equal to each other, the teeth formation can be performed respectively using the same gear tool, which improves productivity as a result.
(Abwandlung)(Modification)
Während oben
die erste und die zweite Ausführungsform
erläutert
wurden, werden die Schrägungswinkel
und die Teilkreisradien des ersten und des zweiten Reduzierzahnrads 14, 15 derart
eingestellt, daß der Gesamtwert
der an den zwei schrägverzahnten
Zahnrädern,
d.h. dem ersten und dem zweiten, auf einer gemeinsamen Achse angeordneten
Reduzierzahnrad 14, 15 auftretenden Schubkräfte im wesentlichen
auf Null gebracht wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf
eine solche Anordnung beschränkt
und kann die Anwendung einer Anordnung mit mehr als drei Schrägstirnrädern auf
einer gemeinsamen Achse einschließen.While the first and second embodiments have been explained above, the helix angles and the pitch circle radii of the first and second reduction gears become 14 . 15 set such that the total value of the reducing gear on the two helical gears, that is, the first and the second, arranged on a common axis 14 . 15 The present invention is not limited to such an arrangement and may include the application of an arrangement with more than three helical gears on a common axis.
Die
vorliegende Erfindung kann in verschiedenen anderen Formen verkörpert werden,
ohne von ihrer Grundidee abzuweichen. Die bisher beschriebenen Ausführungsformen
und Modifikationen sollen deshalb nur als Erläuterungen und nicht einschränkend verstanden
werden, weil der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und
weniger durch die ihnen vorangehende Beschreibung definiert wird.
Alle Änderungen, die
ihm Rahmen des von den Ansprüchen
abgegrenzten Bereichs oder seiner Äquivalente liegen, werden deshalb
als von den Ansprüchen
erfaßt
angesehen.The
present invention may be embodied in various other forms,
without deviating from their basic idea. The embodiments described so far
and modifications are therefore to be understood as illustrative and not restrictive
be because the scope of the invention by the appended claims and
is less defined by the description preceding them.
All changes that
him within the scope of the claims
delimited area or its equivalents, therefore become
as from the claims
detected
considered.
