DE102006051185A1

DE102006051185A1 - Anlasser für Maschinen

Info

Publication number: DE102006051185A1
Application number: DE200610051185
Authority: DE
Inventors: Yasuyuki Kariya Wakahara
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2006-10-30
Publication date: 2007-07-12
Also published as: JP2007120474A; FR2892774A1

Abstract

Es ist eine Anlassvorrichtung (2) für eine Maschine (1) offenbart, bei welcher eine Freilaufkupplung (9) für einen Anlasser (2) in einem Kraftübertragungsweg montiert ist, so dass ein Antriebsmoment eines Motors (5) an ein Zahnrad (3) übertragen wird, und eine weitere Freilaufkupplung (34) ist für eine Maschine (1) zwischen einer Kurbelwelle (30) und einem Zahnkranz (4) montiert. Bei einer solchen Anlassvorrichtung (2) für eine Maschine (1) absorbieren sowohl der Freilauf (34) für die Maschine (1) als auch der Freilauf (9) für den Anlasser (2) Fluktuationen der Umdrehungen bzw. Drehzahl der Maschine (1) während eines Startmodus. Dies resultiert in der Verringerung der Fluktuationen der auf beide Freilaufkupplungen (9, 34) wirkenden Belastungen und kann ein von einer solchen Belastungsfluktuation resultierendes Stoßmoment minimieren, was eine Miniaturisierung beider Freilaufkupplungen (9, 34) ermöglicht.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Anlasser, welche Maschinen anlassen, die z.B. in Fahrzeugen montiert sind, und insbesondere einen Anlasser, welcher mit einem Elektromotor und einem an einer Ausgangswelle des Motors angebrachten Zahnrad bzw. Ritzel versehen ist, so dass ein Antriebsmoment an einen mit einer Maschine gekoppelten Zahnkranz übertragen wird.

Stand der Technik

Im Allgemeinen sind verschiedene Typen von Fahrzeugen, wie z.B. zweirädrige Fahrzeuge, vierrädrige Fahrzeuge und kleine Boote mit Anlassern, welche als elektromagnetische Schiebeverbindungsanlasser bezeichnet werden, versehen. Dieser Typ von Anlasser ist mit einem Elektromotor, einem an einer Ausgangswelle eines Motors montierten Zahnrad bzw. Ritzel, sowie einem elektromagnetischem Schalter versehen. Es wird eine Anziehungskraft der elektromagnetischen Kraft verwendet, um dem Ritzel zu erlauben, mit einem mit einer Maschine gekoppelten Zahnkranz einen Eingriff zu bilden, was bewirkt, dass ein Antriebsmoment des Motors an den Zahnkranz zum Anlassen der Maschine übertragen wird.

Der elektromagnetische Schiebeverbindungsanlasser ist noch mit einer Freilaufkupplung versehen, so dass vermieden wird, dass die Drehung der Maschine an einen Anker des Motors des Anlassers übertragen wird. Das heißt, bei einem solchen Anlasser ist wenn die Maschine aufgrund ihres Startens den vollständigen Verbrennungszustand erreicht und die Umdrehungszahl der Maschine die Umdrehungszahl des Anlassers überschreitet, die Freilaufkupplung im Leerlauf, so dass die Übertragung der Umdrehung der Maschine an dem Anlasser unterbrochen wird, wodurch der Überlauf des Ankers des Motors verhindert wird.

Es ist indessen ein System bekannt, welches das Abschalten und Wiederanlassen einer Maschine automatisch steuert, welches ein Leerlaufabschaltsystem genannt wird. Im Falle der Verwendung dieses Systems muss die Maschine, wenn ein Versuch unternommen wird, die Maschine nach ihrem automatischen Abschalten wieder anzulassen, innerhalb einem extrem kürzeren Zeitraum (z.B. etwa 0,3 Sekunden) als dem Zeitraum, innerhalb welchem ein Benutzer einen Schlüsselschalter zum Anlassen der Maschine in einem gewöhnlichen Fall betätigt, wieder angelassen zu werden. Wenn jedoch der vorhergehend beschriebene elektromagnetische Schiebeverbindungsschalter als die Anlassvorrichtung für eine Maschine verwendet wird, wird Zeit in Anspruch genommen, bevor das Zahnrad herausgedrückt wird, so dass dieses in Eingriff mit dem Zahnkranz Eingriff bildet, was darin resultiert, dass das Anlassen der Maschine länger dauert. Es wird ebenfalls, wenn das Zahnrad mit dem Zahnkranz in Eingriff gebracht wird, Lärm erzeugt.

Im Rahmen des in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 10-122107 offenbarten Stand der Technik ist dagegen eine Anlasservorrichtung vorgeschlagen worden, in welcher ein Antriebsrad mit einem Anlasserzahnrad durch eine Getriebeuntersetzungseinheit in Eingriff gehalten wird und das Antriebsrad mit einer Kurbelwelle einer Maschine über eine Freilaufkupplung verbunden ist. Bei einer solchen Anlasservorrichtung ergibt sich nicht das Erfordernis, dass beide Ritzel bzw. Zahnräder während dem Anlassen der Maschine miteinander in Eingriff gebracht werden und die Maschine kann innerhalb eines kürzeren Zeitraums als dem für den elektromagnetischen Schiebeverbindungsanlasser erforderlichen Zeitraum angelassen werden, da das Zahnrad und das Antriebsrad miteinander über die Getriebeuntersetzungseinheit in Eingriff gehalten werden. Bei einer solchen Anlasservorrichtung wird des Weiteren zwischen den beiden Ritzeln kein Eingriffsgeräusch bzw. Lärm erzeugt, was es ermöglicht, die Maschine geräuschlos anzulassen.

Bei dem vorstehend dargelegten elektromagnetischen Schiebeverbindungsanlasser absorbiert die Kupplung, wie in 1A gezeigt, Fluktuationen der Umdrehung der Maschine während ihrem Start. Das heißt, wenn die Umdrehungen des Anlassers (in einer durchgezogenen Linie "b" gezeigt) den zunehmenden Umdrehungen der Maschine (in einer durchgezogenen Linie "a" gezeigt) schwer folgen können, ist die Kupplung im Leerlauf, was bewirkt, dass der Anlasser von der Maschine ausgelöst wird. Wenn die Umdrehungen der Maschine dagegen abnehmen, so dass erlaubt wird, dass die Umdrehungen des Anlassers den Umdrehungen der Maschine folgen, wird die Kupplung gekuppelt (arretiert), wodurch die Maschine angetrieben wird. Solche Modi treten ebenfalls in der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 10-122107 offenbarten Anlasservorrichtung, d.h., einem Aufbau, in welchem die Kupplung auf einer Seite der Maschine vorgesehen ist, auf.

Wenn eine Kupplung jedoch auf einer Seite des Anlassers vorgesehen wird, trägt die Kupplung aufgrund einer erhöhten Getriebeübersetzung (Untersetzungsverhältnis) zwischen dem Zahnrad und dem Zahnkranz eine größere Belastungsfluktuation (Variierender Bereichs der Umdrehungen in der Zeichnungsfigur) als die, welche durch die auf der Seite des Anlassers angeordnete Kupplung getragen wird, was in einer Zunahme des Stoßmoments (siehe 1B) resultiert, das durch eine solche Belastungssituation bewirkt wird. In einer Situation, in welcher die Kupplung auf der Seite der Maschine angeordnet ist, ergibt sich demzufolge ein Erfordernis, dass die Kupplung eine Kapazität aufweist, einem solchen erhöhten Stossmoment standzuhalten, was eine Zunahme der Größe der Kupplung, sowie eine Zunahme der Kosten bewirkt.

Angenommen, dass z.B. ein Belastungsmoment der Maschine 200 Nm beträgt und ein Untersetzungsverhältnis (i) in einen Bereich von 7 bis 13 liegt. Nach Durchführen eines Vergleichs der Kupplungskapazität (Größe) zwischen einem Fall, in welchem die Kupplung auf der Seite des Anlassers angeordnet ist und einem anderen Fall, in welchem die Kupplung auf einer Seite der Maschine angeordnet ist, weist die Kupplung auf der Seite der Maschine einen großen Aufbau auf, dessen Größe der 7 bis 13-fachen Größe der Kupplung, die an dem Anlasser angeordnet ist, entspricht.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der Lösung der obigen Probleme durchgeführt und weist die Aufgabe auf, eine Anlasservorrichtung für eine Maschine vorzusehen, welche ein Zahnrad eines Anlassers bzw. Anlasserzahnrad aufweist, das mit einem Zahnkranz einer Maschine in konstantem Eingriff gehalten wird, welche eine Freilaufkupplung einer minimierten Größe aufweist, die auf einer Seite der Maschine angeordnet ist.

Um die obigen Probleme zu lösen sieht ein Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Anlassvorrichtung für eine Maschine vor, bei welcher ein Anlasserzahnrad mit einem Zahnkranz, der mit einer Kurbelwelle einer Maschine verbunden ist, im Eingriff ist, so dass ein Antriebsmoment eines Motors, der in dem Anlasser enthalten ist, über das Zahnrad an den Zahnkranz zum Anlassen der Maschine übertragen wird. Bei einem solchen Aufbau ist eine Freilaufkupplung, welche für einen Anlasser montiert ist, in einem Kraftübertragungsweg, in welchem das Antriebsmoment des Motors an das Zahnrad übertragen wird und eine Freilaufkupplung ist für eine Maschine an einer Position zwischen der Kurbelwelle und dem Zahnkranz montiert.

Bei der Anlassvorrichtung für eine Maschine entsprechend der vorliegenden Erfindung können durch Vorsehen der Kupplungen für jeweils sowohl die Maschine als auch den Anlasser sowohl die Kupplung für die Maschine als auch die Kupplung für den Anlasser Fluktuationen der Umdrehungen der Maschine während einem Startmodus absorbieren. Dies resultiert in einer Abnahme der Belastungsfluktuationen, welche auf beide Kupplungen ausgeübt werden und minimiert das Stossmoment, welches durch solche Belastungsfluktuationen bewirkt wird, was eine Minimierung des Aufbaus beider Kupplungen ermöglicht. Es kann insbesondere gesagt werden, dass die Kupplung für die Maschine aufgrund eines großen Untersetzungsverhältnisses zwischen dem Zahnrad und dem Zahnkranz einen großen Vorteil aufweist, welcher von einer minimierten Belas tungsfluktuation mit der resultierenden Abnahme der Kupplungskapazität (Größe) als die der Kupplung auf der Seite des Anlassers resultiert.

Die Minimierung der Größe der Kupplung ermöglicht ferner, dass Komponententeile um die Kupplung herum minimiert werden, was das Vorsehen einer Anlassvorrichtung für eine Maschine ermöglicht, welche eine ausgezeichnete Haltbarkeit, sowie Zuverlässigkeit aufweist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es zeigt:

1A eine graphische Darstellung, welche herkömmliche Fluktuationen der Umdrehungen einer Maschine und eines Anlasses während einem Startvorgang in einem Fall, in welchem die Kupplung auf einer Seite des Anlassers und/oder einer Seite der Maschine vorgesehen ist, zeigt;

1B eine graphische Darstellung, welche ein herkömmliches Stossmoment zeigt, das durch Fluktuationen der Umdrehungen der Maschine und des Anlassers in einer Situation, in welcher die Kupplung auf der Seite des Anlassers und/oder der Seite der Maschine vorgesehen ist, zeigt;

2 eine Tabelle, welche ein herkömmliches Ergebnis eines Vergleichs der Größe (Kupplungskapazität) zwischen der Kupplung, welche auf der Seite der Maschine montiert ist und der Kupplung, welche auf der Seite des Anlassers montiert ist, repräsentiert;

3 eine Querschnittsansicht, welche einen Gesamtaufbau einer Anlassvorrichtung für eine Maschine einer ersten Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt;

4 eine schematische Ansicht, welche eine Anlassvorrichtung für eine Maschine der ersten Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt;

5 eine vergrößerte Querschnittsansicht, welche eine Freilaufkupplung, die auf der Seite des Anlassers montiert ist, zeigt;

6 eine Querschnittsansicht, welche einen Aufbau der Anlassvorrichtung für eine Maschine der ersten Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung auf einer Seite der Maschine zeigt;

7A eine Querschnittsansicht, welche einen Kupplungszustand einer Freilaufkupplung zeigt, welche auf einer Seite der Maschine montiert ist;

7B eine Querschnittsansicht, welche einen zentrifugal getrennten Zustand der Freilaufkupplung zeigt, welche auf einer Seite der Maschine montiert ist;

8A eine graphische Darstellung, welche Fluktuationen der Umdrehungen der Maschine und des Anlassers während einem Anlassvorgang in einem Fall, in welchem Kupplungen für sowohl die Seite des Anlassers als auch die Seite der Maschine vorgesehen sind, zeigt;

8B eine graphische Darstellung, welche Fluktuationen des Stossmoments zeigt, die durch Fluktuationen der Umdrehungen der Maschine und des Anlassers in einer Situation, in welcher Kupplungen für sowohl die Seite des Anlassers als auch die Seite der Maschine vorgesehen sind, bewirkt werden;

9 eine Querschnittsansicht, welche einen Gesamtaufbau einer Anlassvorrichtung für eine Maschine einer zweiten Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt;

10 eine Querschnittsansicht, welche einen Aufbau einer Anlassvorrichtung für eine Maschine der zweiten Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung auf einer Seite der Maschine zeigt;

11A und 11B Querschnittsansichten, welche eine Nockenkupplung in einer modifizierten Form der vorliegenden Erfindung zeigen; und

12A und 12B Querschnittsansichten, welche eine Rollenkupplung in einer weiteren modifizierten Form der vorliegenden Erfindung zeigen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Nachstehend werden die besten Arten zum Ausführen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben.

[Erste Ausführungsform]
3 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Gesamtaufbau einer Anlassvorrichtung für eine Maschine einer ersten Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt und 4 ist eine schematische Ansicht, welche die Anlassvorrichtung für eine Maschine der ersten Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die Anlassvorrichtung für eine Maschine der ersten Ausführungsform weist einen Anlasser 2 auf, welcher ein Antriebsmoment zum Anlassen einer Maschine 1 erzeugt, der ein Zahnrad 3 aufweist, das mit einem Zahnkranz 4 der Maschine 1, wie in 4 gezeigt in konstantem Eingriff gehalten wird.
Wie in 3 gezeigt weist der Anlasser 2 einen Motor 5 zum Erzeugen einer Drehkraft, einen elektromagnetischen Schalter 6, welcher zum Öffnen oder Schließen eines Hauptkontakts (nicht gezeigt), der in einer Erregerschaltung (nachstehend als eine Motorschaltung bezeichnet) des Motors 5 angeordnet ist, betrieben wird, ein Untersetzungsgetriebe 8, welches das Antriebsmoment des Motors 5 zur Abgabe an eine Ausgangswelle 7 erhöht, sowie eine Kupplung 9, welche zum Übertragen der Drehung der Ausgangswelle 7 an das Zahnrad 3 betrieben wird, auf.
Der Motor 5 ist ein Gleichstrom-Reihenschlussmotor, welcher eine Feldspule 11 enthält, die auf einem Joch 10 an seiner inneren Peripherie angeordnet ist, sowie eine Ankerspule 13 enthält, welche mit der Feldspule 11 über die Bürsten 12 in Reihe verbunden ist, wodurch elektrische Leistung von einer Batterie (nicht gezeigt) an einen Anker 14 bereitgestellt wird, der die Ankerspule 13 enthält, die eine Drehkraft erzeugt, wenn der elektromagnetische Schalter 6 erregt wird, so dass der Hauptkontakt geschlossen wird.
Der elektromagnetische Schalter 6 weist eine Erregerspule auf, welche durch elektrische Leistung, die von der Batterie abgegeben wird, erregt wird, so dass ein Elektromagnet ausgebildet wird, einen Tauchkolben, welcher in Reaktion auf eine durch den Elektromagnet erzeugte Anziehungskraft betrieben wird, sowie eine Rückholfeder zum Rückholen des Tauchkolbens in seine ursprüngliche Position, wenn die Anziehungskraft des Elektromagnet abgeschaltet wird, wodurch der Hauptkontakt in Abhängigkeit von dem Betrieb des Tauchkolbens geöffnet oder geschlossen wird, auf.
Der Hauptkontakt weist einen Satz von mit der Motorschaltung über zwei externe Anschlüsse 15, 16 (siehe 3) verbundene Festkontakte (nicht gezeigt), sowie einen durch den Tauchkolben angesteuerten bewegbaren Kontakt (nicht gezeigt) auf. Wenn der bewegbare Kontakt mit dem einen Satz von Festkontakten in anliegenden Kontakt gebracht und somit eine Konduktanz hergestellt wird, wird der Hauptkontakt in einen geschlossenen Zustand gebracht und wenn der bewegbare Kontakt von dem einem Satz von Festkontakten getrennt wird, so dass die Konduktanz zwischen den Festkontakten unterbrochen wird, wird der Hauptkontakt in einen geöffneten Zustand gebracht.
Das Untersetzungsgetriebe 8 enthält ein bekanntes Planetenuntersetzungsgetriebe, welches ein Sonnenrad 18, das an einem Ende einer Drehwelle (nachstehend als eine Ankerwelle 17 bezeichnet) des Ankers 14 ausgebildet ist, auf, ein Innenrad 19, dessen Drehung durch eine Stoßdämpfervorrichtung (nachstehend beschrieben) begrenzt wird, sowie eine Vielzahl von Planetenrädern 20, die mit dem Sonnenrad 18 und dem Innenrad 19 im Eingriff ist, wobei sich die Planetenräder 20 in ihren Achsen drehen und um das Sonnenrad 18 herum umlaufen.
Die Stoßdämpfervorrichtung weist eine Drehscheibe 21 auf, deren Drehung auf Grund einer Reibungskraft begrenzt wird. Wenn auf das Innenrad 19 ein übermäßiges Drehmoment angewendet wird, welches ein statisches Drehmoment der Drehscheibe 21 übersteigt, wird bewirkt, dass die Drehscheibe 21 (in ihrer Drehung) gegen die Reibungskraft durchrutscht, was es dem Innenrad 19 erlaubt, sich zu drehen, so dass dadurch ein übermäßiges Drehmoment absorbiert wird.
Die Ausgangswelle 7 ist zu der Ankerwelle 17 über das Untersetzungsgetriebe 8 koaxial angeordnet und weist ein Ende auf, das an einem Frontgehäuse 23 durch ein Lager 22 drehbar gelagert ist, und weist ein anderes Ende auf, das mit dem Untersetzungsgetriebe 8 gekoppelt ist, so dass es sich bei Aufnahme von Umlaufbewegungen der Planetenräder 20 dreht.
Das Zahnrad 3 ist an einer äußeren Peripherie der Ausgangswelle 7 durch ein Lager 24 vor der Kupplung 9 an einer dem Motor 5 gegenüberliegenden Position drehbar gelagert.
Wie in 5 gezeigt, weist die Kupplung 9 ein äußeres Element 25 (ein Antriebsdrehelement) auf, welches mit der äußeren Peripherie der Ausgangswelle 7 verzahnt ist, ein inneres Element (ein Antriebsdrehelement) 26, welches radial einwärts des äußeren Elements 25 angeordnet und mit dem Zahnrad 3 integral ausgebildet ist, Rollen bzw. Walzen (Kupplungsglieder) 28, welche jeweils in keilförmigen Nockenkammern 27 angeordnet sind, die zwischen dem äußeren Element 25 und dem inneren Element 26 ausgebildet sind, sowie Federn 29, welche die jeweiligen Rollen 28 in verengende Richtungen (in 5 nach links) der Nockenkammern 27 drängen, auf.
Die Rollen 28 der Kupplung 9 werden wenn das Antriebsmoment des Motors 5 durch die Ausgangswelle 7 an das äußere Element 25 übertragen wird, zwischen dem äußeren Element 25 und dem inneren Element 26 gequetscht, so dass das äußere Element 25 und das innere Element 26 in einem Kupplungszustand arretiert werden, um die Drehung des äußeren Elements 25 an das innere Element 26 derart zu übertragen, dass sich beide Komponenten in einer einheitlichen Weise drehen.
Wenn die Maschine 1 ferner angelassen worden ist und die Umdrehung der Maschine 1 von dem Zahnkranz 4 an das Zahnrad 3 übertragen wird, so dass bewirkt wird, dass sich das innere Element 26 mit einer höheren Drehzahl als eine Umdrehungszahl des äußeren Elements 25 dreht, drücken die Rollen 28 die Federn 29 zusammen, so dass die Rollen 28 in Richtungen bewegt werden, die den verengenden Richtungen der Nockenkammern 27 gegenüberliegen, wodurch eine relative Drehung des äußeren Elements 25 und des inneren Elements 26 erlaubt wird. Demzufolge wird eine Drehung des inneren Elements 26 nicht an das äußere Element 25 übertragen, wodurch verhindert wird, dass die Umdrehung der Maschine 1 einen Überlauf des Ankers 14 bewirkt. D.h. die Kupplung 9 nimmt die Form einer Freilaufkupplung an, welche eine Drehmomentübertragung von dem äußeren Element 25 an das innere Element 26 erlaubt, aber die Drehmomentübertragung von dem inneren Element 26 an das äußere Element 25 unterdrückt. Es besteht jedoch, bei einem Status, in welchem die Umdrehungszahl des inneren Elements 26 die Umdrehungszahl des äußeren Elements 25 überschreitet, sowie die Rollen 28 sich im Leerlauf in Gleitkontakt mit der inneren Umfangsoberfläche des äußeren Elements 25 und der äußeren Umfangsoberfläche des inneren Elements 26 drehen keine Wahrscheinlichkeit, dass die Rollen 28 von einer äußeren Umfangsoberfläche des inneren Elements 26 zentrifugal getrennt werden (schweben). Die Federn 29 sind mit anderen Worten derart entworfen, dass sie jeweilige Federkräfte aufweisen, dass die Rollen 28 von der äußeren Umfangsoberfläche des inneren Elements 26 nicht zentrifugal getrennt werden.
Der Zahnkranz 4 der Maschine 1 ist wie in 6 gezeigt indessen an einem Schwungrad 31, welches an einer Kurbelwelle 30 der Maschine 1 montiert ist, durch einen Satz von versiegelten Lagern bzw. Dichtlagern 32, 33 montiert, so dass eine relative Drehfähigkeit gewährleistet wird und ist mit dem Schwungrad 31 durch eine Freilaufkupplung 34 gekoppelt.
Das Schwungrad 31 ist an der Kurbelwelle 30 durch Bolzen 36 an einem ihrer Enden fest angebracht, welches sich von einem Maschinenblock 35 nach Außen erstreckt.
Die Lager 32, 33 sind bekannte Lager, welche Außenringe und Innenringe enthalten, zwischen denen eine Vielzahl von Kugeln 32a, 33a vorgesehen sind, die jeweils Rollfähigkeiten aufweisen, wobei ihre beiden Enden jeweils Dichtglieder 32b, 33b zum Abdichten der Außenringe und der Innenringe zum Gewährleisten einer Flüssigkeitsdichtigkeit aufweisen. Die Lager 32, 33 sind an dem Zahnkranz 4 montiert, wobei die Kupplung 34 zwischen den Lagern 32, 33 eingreift. In geschlossene Räume, welche durch die Lager 32, 33 definiert sind, wird hochwirksames Fett gefüllt, so dass dadurch die Kupplung 34 und beide der Lager 32, 33 geschmiert werden.
Die Dichtglieder 32b, 33b der Lager 32, 33 können zusätzlich an den Lagern 32, 33 an nur einer Seite ihrer an der Kupplung 34 gegenüberliegenden Positionen montiert sein (d.h. auf einer rechten Seite der Kugeln 32a für das Lager 32, wie in der Zeichnungsfigur ersichtlich, sowie auf einer linken Seite der Kugeln 32a für das Lager 33, wie in der Zeichnungsfigur ersichtlich).
Wie in den 7A und 7B gezeigt, weist die Kupplung 34 ein äußeres Element 37 auf, welches mit dem Schwungrad 31 integral ausgebildet ist, ein inneres Element 38, welches mit dem Zahnkranz 4 integral ausgebildet ist, sowie eine Vielzahl von Kupplungsgliedern (wie z.B. Hemmkeile 39), welche zwischen dem äußeren Element 37 und dem inneren Element 38 angeordnet sind. Die Kupplung 34 wird derart betrieben, dass während dem Anlassen der Maschine 1, mit welcher das Antriebsmoment des Anlassers 2 an die Kurbelwelle 30 übertragen wird, d.h. wenn das Antriebsmoment von dem Zahnrad 3 an den Zahnkranz 4 übertragen wird, das innere Element 38 und das äußere Element 37 durch die Hemmkeile 39, wie in 7A gezeigt, in einem Kupplungszustand arretiert werden, wodurch bewirkt wird, dass die Drehung des inneren Elements 38 an das äußere Element 37 für eine einheitliche Drehung übertragen wird. Wenn ferner die Maschine 1 angelassen worden ist und sich das äußere Element 37 mit einer höheren Drehzahl als die Umdrehungszahl des inneren Elements 38 dreht, werden die Hemmkeile 39 von einer äußeren Umfangsoberfläche des inneren Elements 38 zentrifugal getrennt, so dass das äußere Element 37 und das innere Element 38 über einen Spalt, wie in 7B gezeigt, getrennt werden, wodurch die Drehmomentübertragung von dem äußeren Element 37 an das innere Element 38 unterbrochen wird.
Im Folgenden wird der Betrieb der Anlassvorrichtung der Maschine der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Wie in 3 gezeigt wird elektrische Leistung von der Batterie an den Motor 5 bereitgestellt, wenn der elektromagnetische Schalter 6 erregt wird, um den Hauptkontakt der Motorschaltung zu schließen, was bewirkt, dass der Anker 14 eine Drehkraft erzeugt. Wenn dies stattfindet wird die Drehung des Ankers 14, welche durch das Unter setzungsgetriebe 8 verlangsamt wird, an die Ausgangswelle 7 übertragen und ferner über die Kupplung 9 an das Zahnrad 3 abgegeben. Dadurch kann das Antriebsmoment des Anlassers 2 von dem Zahnrad 3 an den Zahnkranz 4 übertragen werden. Wenn die Drehung des Zahnkranzes 4 über die Kupplung 34 an das Schwungrad 31 übertragen wird, wird das Antriebsmoment an die Kurbelwelle 30, mit welcher das Schwungrad 31 gekoppelt ist, übertragen, und der Startvorgang begonnen.
Nach Anfang des vollständigen Verbrennungsvorgangs durch die Maschine 1 auf Grund des Startvorgangs nehmen die Umdrehungen der Kurbelwelle 30 zu (wobei sich das äußere Element 37 mit einer höheren Drehzahl als das innere Element 38 der Kupplung 34 dreht). Wenn dies stattfindet, werden die Hemmkeile 39 von der äußeren Umfangsoberfläche des inneren Elements 38, wie in 7B gezeigt, zentrifugal getrennt, was bewirkt, dass der Zahnkranz 4 von der Kurbelwelle 30 ausgelöst wird. Die Drehung der Kurbelwelle 30 wird somit nicht an den Zahnkranz 4 übertragen.
Wenn der elektromagnetische Schalter 6 ferner betätigt wird, um den Hauptkontakt zu schließen, wird die Bereitstellung von elektrischer Leistung von der Batterie an den Motor 5 unterbrochen, wodurch die Drehung des Ankers 14 angehalten wird.
(Vorteilhafte Effekte der ersten Ausführungsform)
Da die Freilaufkupplungen 9, 34 bei der Anlassvorrichtung für eine Maschine der vorliegenden Ausführungsform sowohl für die Maschine 1 als auch den Anlasser 2 vorgesehen sind, können sowohl die Kupplung 34, welche für die Maschine 1 montiert ist, als auch die Kupplung 9, welche für den Anlasser 2 montiert ist, Fluktuationen der Drehung der Maschine während dem Startvorgang absorbieren. Um zwischen dem Aufbau der vorliegenden Ausführungsform und einem Aufbau, bei welchem lediglich eine Kupplung für den Anlasser 2 oder die Maschine 1 vorgesehen ist, einen Vergleich anzustellen, tritt wie in 8A gezeigt eine geringere Fluktuation (Fluktuation in der Belastung) der Umdrehungen der Maschine bei dem Aufbau der vorliegenden Ausführungsform auf und daher wirkt ein geringeres Stoßmoment auf beide Kupplungen 9, 34 (siehe 8B). Demzufolge können beide Kupplungen 9, 34 in der Größe minimiert werden. Auf Grund einem hohen Untersetzungsverhältnis zwischen dem Zahnrad 3 und dem Zahnkranz 4 (siehe 2) kann insbesondere gesagt werden, dass die für die Maschine 1 vorgesehen Kupplung 34 mit einer Abnahme der Belastungsfluktuation und einer geringeren Kupplungskapazität (Größe) als der der Kupplung 9, welche für den Anlasser 2 vorgesehen ist, einen gesteigerten Vorteil aufweist.
Die Minimierung der Kupplung 34 ermöglicht überdies, dass Komponententeile um die Kupplung herum minimiert werden, wodurch ermöglicht wird, eine Anlassvorrichtung für einen Maschine vorzusehen, welche eine gesteigerte Haltbarkeit und Zuverlässigkeit aufweist.
Die Kupplung 34, welche für die Maschine 1 montiert ist, wird ferner derart betrieben, dass wenn die Maschine 1 angelassen worden ist und die Umdrehungszahl des äußeren Elements 37 die Umdrehungszahl des inneren Elements 38 überschreitet, die Hemmkeile 39 von der äußeren Umfangsoberfläche des inneren Elements 38 über den Spalt getrennt werden und den Zahnkranz 4 von der Kurbelwelle 30 zuverlässig auslösen. Bei einem solchen Vorgang wird die Drehung der Maschine 1 nicht an den Anlasser 2 übertragen, wodurch zuverlässigerweise eine Drehung des Anlassers 2 mit der Drehung der Maschine 1 verhindert wird.
Die Freilaufkupplung 34, welche für die Maschine 1 montiert ist, erlaubt es des weiteren dem äußeren Element 37, das mit der Kurbelwelle 30 gekoppelt ist, sich fortlaufend zu drehen, selbst nachdem die Maschine 1 angelassen worden ist. Keine der Hemmkeile 39 werden jedoch mit der äußeren Umfangsoberfläche des inneren Elements 38 in Gleitkontakt gebracht und die Hemmkeile 39 werden von der äußeren Umfangsoberfläche des inneren Elements 38 über den Spalt zentrifugal getrennt, wodurch ermöglicht wird, dass die Kupplung eine Kupplungsfunktion für eine lange Zeitdauer mit sichergestellter Zuverlässigkeit aufweist.
Die Freilaufkupplung 9, welche für den Anlasser 2 montiert ist, wird indessen derart betrieben, das selbst unter Umständen, unter welchen auf Grund dem Anlassens der Maschine 1 die Umdrehungszahl des inneren Elements 26 die Umdrehungszahl des äußeren Elements 25 überschreitet, keine der Rollen 28 von der äußeren Umfangsoberfläche des inneren Elements 26 zentrifugal getrennt werden und die Rollen 28 mit der inneren Umfangsoberfläche des äußeren Elements 25 und der äußeren Umfangsoberfläche des inneren Elements 26 im Leerlauf in Gleitkontakt sind. Es tritt somit kein Kupplungsverlust oder keine Verzögerung der Kupplung 9 während dem Anlassen der Maschine 1 auf, wodurch ermöglicht wird, dass das äußere Element 25 und das innere Element 26 über die Rollen 28 in zuverlässigerweise miteinander in Eingriff bzw. Einkupplung gebracht werden. Dies resultiert in der Fähigkeit eines zuverlässigen Durchführens der Drehmomentübertragung für die anzutreibende Maschine 1.
Da die Freilaufkupplung 9, welche für den Anlasser 2 montiert ist, überdies eine Rollenkupplung ist, welche zylindrische säulenartige Rollen 28 als Kupplungsglieder enthält, konzentriert sich kein Betriebs- bzw. Arbeitspunkt, der bei dem Kupplungseintritt auftritt, auf eine bestimmte Fläche jeder Rolle 28 und der Arbeitspunkt verschiebt sich bei jeder Kupplung der Kupplung auf verschiedene Flächen der Rollen 28. Dies resultiert in der Fähigkeit des Unterdrückens einer einseitigen Abnutzung der Rollen 28, welche sich aus fortdauernder Verwendung ergibt, und somit können die Rollen 28 geeigneter Weise auf die Freilaufkupplung 29 des Anlassers 2 angewendet werden, der die Drehmomentübertragung während dem Anlasses der Maschine 1 zuverlässigerweise durchführen muss.
Die Anlassvorrichtung für eine Maschine der vorliegenden Ausführungsform kann des Weiteren auf ein Fahrzeug angewendet werden, in welchem ein automatisches Abschalt/Wiederanlasssystem zum automatischen Steuern eines Abschaltens und eines Wiederanlassens der Maschine 1 verbaut ist.
Das automatische Abschalt/Wiederanlasssystem für eine Maschine ist ein bekanntes System (im Allgemeinen als ein Leerlaufabschaltsystem oder ein Ökolaufsys tem bezeichnet), welches betrieben wird, so dass z.B. wenn ein Fahrzeug an einer Ampel einer Kreuzung oder in einem Verkehrsstau zum Stehen kommt, die Maschine 1 ein Mal automatisch abgeschaltet wird und im Anschluss daran, wenn ein gegebener Anlassvorgang initiiert wird (wie z.B. wenn ein Fahrer ein Bremspedal löst und ein Gaspedal betätigt) die Maschine 1 automatisch wieder angelassen wird.
Da die Maschine 1 bei jedem zum Stehen kommen des Fahrzeugs automatisch abgeschaltet und wieder angelassen wird, ist die Häufigkeit der Anlassvorgänge der Maschine 1 bei einem Fahrzeug, in welchem ein solches vorstehend dargelegtes System verbaut ist, beträchtlich größer als die der Anlassvorgänge eines gewöhnlichen Fahrzeugs, in welchem ein solches vorstehend erwähntes System nicht verbaut ist. Falls das vorhergehende System einen elektromagnetischen Schiebeverbindungsanlasser des Stands der Technik einsetzt, ist aus diesem Grund während dem Wiederanlassen nicht nur eine längere Anlasszeit erforderlich, sondern es tritt ebenfalls bei dem Eingriff zwischen zugehörigen Zahnrädern bei jedem Initiieren des Wiederanlassens ein Risiko auf, das ein Fahrer ein unangenehmes Gefühl empfindet.
Die vorstehend mit Bezug auf die erste Ausführungsform beschriebene Anlassvorrichtung für eine Maschine nimmt dagegen den Anlasser 2 vom Konstanteingriff-Typ an, wobei das Zahnrad 3 mit dem Zahnkranz 4 der Maschine 1 in konstantem Eingriff gehalten wird. Dies ermöglicht eine bemerkenswerte Verringerung der Anlasszeit als der im Falle des Einsatzes des elektromagnetischen Schiebeverbindungsanlassers, was ein Anlassen der Maschine ohne das Vorhandensein von Stress seitens des Fahrers ermöglicht. Es besteht darüber hinaus nicht das Erfordernis, dass sich das Zahnrad 3 mit dem Zahnkranz 4 der Maschine 1 jedes Mal in Eingriff befindet, wenn der Neustart initiiert wird. Dies ermöglicht eine Verringerung des Lärms während des Anlassens der Maschine und sieht einen besseren Geräuschdämpfungseffekt als den des elektromagnetischen Schiebeverbindungsanlassers vor.
Im Rahmen eines zweiten Modus, welcher der Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung entspricht, enthält die Freilaufkupplung 34, die für die Ma schine 1 montiert ist, das äußere Element 37, das mit der Kurbelwelle 30 verbunden ist, das innere Element 38, das mit dem Zahnkranz 4 verbunden ist, sowie die Hemmkeile 39, die zwischen dem äußeren Element 37 und dem inneren Element 38 angeordnet sind und als Kupplungsglieder zum Vorsehen einer Verbindung oder einer Auslösung zwischen dem äußeren Element 37 und dem inneren Element 38 wirken. Wenn die Umdrehungszahl des äußeren Elements 37 somit die Umdrehungszahl des inneren Elements 38 überschreitet, werden die Hemmkeile 39 von der äußeren Umfangsoberfläche des inneren Elements 38 über den Spalt zentrifugal getrennt, so dass eine relative Drehung des äußeren Elements 37 und des inneren Elements 38 erlaubt wird.
Im Rahmen eines solchen zweiten Modus wird die für die Maschine 1 montierte Freilaufkupplung 34 derart betrieben, dass wenn die Maschine 1 angelassen worden ist und die Umdrehungszahl des äußeren Elements 37 die Umdrehungszahl des inneren Elements 38 überschreitet, werden die Hemmkeile 39, welche als die Kupplungsglieder wirken, von der äußeren Umfangsoberfläche des inneren Elements 38 über den Spalt zentrifugal getrennt (schweben) werden, wodurch bewirkt wird, dass der Zahnkranz 4 von der Kurbelwelle 30 in zuverlässigerweise ausgelöst wird. Es besteht somit nicht die Wahrscheinlichkeit, dass die Drehung der Maschine 1 an den Anlasser 2 übertragen wird, wobei das Zahnrad 3 mit dem Zahnkranz 4 in konstantem Eingriff verbleit, wodurch zuverlässigerweise die begleitende Drehung des Anlassers 2 verhindert wird.
Im Rahmen der Freilaufkupplung 34, welche für die Maschine 1 montiert ist, dreht sich ferner das äußere Element 37, das mit der Kurbelwelle 30 verbunden ist, nach dem Anlassen der Maschine 1 zu jeder Zeit. Während einer solchen Drehung werden keine der Hemmkeile 39 mit der äußeren Umfangsoberfläche des inneren Elements 38 in Gleitkontakt gebracht und von der äußeren Umfangsoberfläche des inneren Elements 38 über den Spalt zentrifugal getrennt, wodurch ermöglicht wird, dass die Kupplungsfunktion für einen verlängerten Zeitraum mit sichergestellter Zuverlässigkeit beibehalten werden kann.
Im Rahmen eines siebten Modus, welcher der vorliegenden Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung entspricht, weist die für den Anlasser 2 montiere Freilaufkupplung 9 das äußere Element 25 auf, das als das Antriebsdrehelement wirkt, das durch den Motor 5 zum Antrieb gedreht wird, das innere Element 26, welches mit dem Zahnrad 3 als das angetriebene Drehelement verbunden ist, sowie die Rollen 28, welche zwischen dem äußeren Element 25 und dem inneren Element 26 als die Kupplungsglieder zum Aktivieren oder Deaktivieren der Drehmomentübertragung zwischen diesen Komponenten angeordnet sind. Bei einem solchen Aufbau wird die relative Drehung des äußeren Elements 25 und des inneren Elements 26, wenn die Umdrehungszahl des inneren Elements 26 die Umdrehungszahl des äußeren Elements 25 überschreitet, zugelassen, wobei die Rollen 28 mit sowohl dem äußeren Element 25 als auch dem inneren Element 26 in Gleitkontakt gehalten werden.
Im Rahmen eines solchen siebten Modus erlaubt die für den Anlasser 2 montierte Freilaufkupplung 9 die relativen Drehungen des äußeren Elements 25 und des inneren Elements 26, wobei die Rollen 28 mit sowohl dem äußeren Element 25 als auch dem inneren Element 26 in Gleitkontakt gehalten werden, ohne dass selbst unter einer Bedingung, dass die Umdrehungszahl des inneren Elements 26 die Umdrehungszahl des äußeren Elements 25 überschreitet, eine zentrifugale Trennung von diesen zugehörigen Komponenten teilen erfolgt. Während dem Anlassen der Maschine 1 erfolgt somit kein Eingriffsverlust oder Verzögerung der Kupplung, was ermöglicht, dass das äußere Element 25 und das innere Element 26 über die Rollen 28 zuverlässigerweise miteinander gekuppelt werden. Dies resultiert in der Fähigkeit des zuverlässigen Durchführens der Drehmomentübertragung während dem Antriebsmodus der Maschine 1, wobei die Umdrehungszahl des inneren Elements 26 die Umdrehungszahl des äußeren Elements 25 überschreitet.
Im Rahmen eines achten Modus, welcher der vorliegenden Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung entspricht, weist die für den Anlasser 2 montierte Freilaufkupplung 9 die Rollenkupplung auf, welche die zylindrischen säulenförmigen Rollen 28 als die Kupplungsglieder einsetzt.
Bei der Rollenkupplung kontenzentriert sich während dem Kupplungszustand der Kupplung kein Arbeitspunkt (Eingriffspunkt, an welchem die Rollen 28 mit dem äußeren Element 25 und dem inneren Element 26 im Eingriff sind) auf eine bestimmte Fläche der Rollen 28 und der Arbeitspunkt der Rollen 28 verschiebt sich bei jedem Kuppeln der Kupplung auf verschiedene Kontaktpunkte. Dies resultiert in der Fähigkeit des Unterdrückens des Auftretens einer einseitigen Abnutzung der Rollen 28, die von der Verwendung für einen verlängerten Zeitraum resultiert. Die Freilaufkupplung 9 kann somit vorzugsweise als eine Freilaufkupplung des Anlassers 2 verwendet werden, welche während des Anlassens der Maschine 1 zuverlässigerweise die Drehmomentübertragung durchführen muss.
Im Rahmen eines zehnten Modus, welcher der vorliegenden Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung entspricht, werden das Zahnrad 3 und der Zahnkranz 4 miteinander in konstantem Eingriff gehalten.
Bei der Anlassvorrichtung für eine Maschine der vorliegenden Ausführungsform ist die Kupplung nicht nur für den Anlasser 2, sondern ebenfalls für die Maschine 1 montiert. Wenn die Umdrehungszahl des Anlassers 2 die Umdrehungszahl 1 aufgrund der Beendigung des Anlassens der Maschine 1 überschreitet, ist die Kupplung 34 für die Maschine 1 somit im Leerlauf (in zentrifugaler Trennung), so dass ein Auslösen des Zahnkranzes von der Kurbelwelle 30 bewirkt wird. Es wird deshalb keine Drehkraft der Maschine 1 an den Anlasser 2 übertragen, selbst wenn das Zahnrad 3 mit dem Zahnkranz 4 in konstantem Eingriff gehalten wird, wodurch die Abnutzung der für den Anlasser 2 montierten Kupplung unterdrückt wird. Das in Eingriff Halten des Zahnrads 3 mit dem Zahnkranz 4 zu jedem Zeitpunkt ermöglicht es zusätzlich, ein Wiederanlassen selbst während der Drehung der Maschine 1 zu initiieren und sieht die Fähigkeit des Befolgens eines Anlassverfahrens der Maschine 1 vor, welches im Rahmen des elektromagnetischen Schiebeverbindungs-Typ-Anlassers schwer erreicht werden kann.
Im Rahmen eines elften Modus, welcher der vorliegenden Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung entspricht, wird die Anlassvorrichtung für eine Maschine auf ein automatisches Abschalt- und Wiederanlasssystem für eine Maschine angewendet, welches automatisch das Abschalten und Wiederanlassen der Maschine 1 steuert.
Im Rahmen des automatischen Abschalt- und Wiederanlasssystems für eine Maschine ist die Häufigkeit des Anlassens der Maschine 1 beträchtlich höher als die eines Fahrzeugs, in welchem solch ein System nicht verbaut ist, wodurch bewirkt wird, dass sich ernsthafte Probleme ergeben, die Anlasszeit zu verringern und den Lärm während dem Anlassen der Maschine 1 zu senken. Im Rahmen der Anlassvorrichtung für eine Maschine der vorliegenden Ausführungsform wird das Zahnrad 3 des Anlassers 2 dagegen mit dem Zahnkranz 4 der Maschine 1 zu jedem Zeitpunkt in konstantem Eingriff gehalten. Das Anwenden der Anlassvorrichtung für eine Maschine der vorliegenden Ausführungsform auf das automatische Abschalt- und Wiederanlasssystem für eine Maschine ermöglicht somit die Realisierung der Verringerung der Anlasszeit der Maschine 1, sowie der Verringerung des Lärms während ihres Anlassens.
[Zweite Ausführungsform]
9 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Gesamtaufbau einer Anlassvorrichtung für eine Maschine einer zweiten Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt und 10 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Aufbau der Anlassvorrichtung für eine Maschine der zweiten Ausführungsform eines näher an einer Maschine liegenden Bereichs zeigt.
Im Rahmen der zweiten Ausführungsform nimmt die Anlassvorrichtung für eine Maschine bezüglich dem einen Satz von Lagern 32, 33, welcher mit Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben ist, anstatt dem Lager 30, das an der äußeren Umfangs- oberfläche der Kupplung 34 montiert ist, eine Öldichtung 40 an, und es wird hochwirksames Fett in einen Raum zwischen der Öldichtung 40 und dem Lager 32, welches an einer inneren Umfangsoberfläche der Kupplung 34 montiert ist, gefüllt.
Die Verwendung der Öldichtung 40 sieht eine verbesserte Dichtfunktion vor, wodurch die Verhinderung eines Austritts von Fett ermöglicht wird, während zu der Verbesserung der Zuverlässigkeit beigetragen wird. Insbesondere fließt Fett, welches zwischen die Öldichtung 40 und das Lager 30 gefüllt ist, auf Grund einer Zentrifugalkraft, die während der Drehung der Maschine auftritt in einen äußeren Umfangsbereich und somit verhindert das Anordnen der Öldichtung 40, welche eine verbesserte Dichteigenschaft aufweist, an dem äußeren Umfangsbereich der Kupplung 34 Zuverlässigerweise den Austritt von Fett.
Während es ferner vorstellbar ist, dass Maschinenöl in einen geschlossenen Raum (einen Raum, in welchem die Kupplung 34 montiert ist), welcher durch die Öldichtung 40 und das Lager 32 definiert ist, eingeführt wird, muss in einem solchen Fall die Maschine 1 zum Zwecke des Ausbildens einer Flusspassage zum Einlass von Maschinenöl verändert werden. Im Rahmen des Aufbaus der vorliegenden Ausführungsform ergibt sich dagegen nicht das Erfordernis, das der Aufbau der Maschine 1 verändert werden muss und es kann ein vereinfachter Schmieraufbau zum Füllen von Fett in einem offenen Raum, in welchem die Kupplung 34 montiert ist, genügen. Dies resultiert in der Fähigkeit des Erreichens einer bemerkenswerten Verringerung der Herstellungskosten während ermöglicht wird, eine Qualitätssicherung bei dem Zusammenbau des Zahnkranzes 4 und dem Schwungrad 31 zu erreichen.
Die Kupplung weist zusätzlich einen einfachen Aufbau auf, wobei gleichzeitig nach einer langen Betriebslebensdauer, sowie einer Abnutzungsfestigkeit der Kupplung 34 gestrebt wird, was das Vorsehen einer Anlassvorrichtung für eine Maschine mit einer verbesserten Vielseitigkeit ermöglicht.
(Modifizierte Form)
Es kann möglich sein, dass bei der für den Anlasser 2 montierten Freilaufkupplung 9 anstatt der Rollen 28 Nocken oder Hemmkeile als Kupplungsglieder eingesetzt werden und es kann genügen, einen Aufbau aufzuweisen, bei welchem unter einem Umstand, bei welchem die Umdrehungszahl des inneren Elements 26 die Umdrehungszahl des äußeren Elements 25 überschreitet, keines der Kupplungselements von der äußeren Umfangsoberfläche des inneren Element 26 zentrifugal getrennt wird.
Es ist ferner möglich, dass die Kupplung 34 für die Maschine wie in 11A und 11B gezeigt die Form einer Nockenkupplung 34A, oder wie in 12 gezeigt einer Rollenkupplung 34B annimmt. In den 11A und 11B, sowie in den 12A und 12B weisen zudem gleiche Komponententeile als die der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform gleiche Bezugszeichen auf.
Wie in 11A und 11B gezeigt, enthält die Nockenkupplung 34A ein mit dem Schwungrad 31 integral ausgebildetes äußeres Element 37, ein mit dem Zahnkranz 4 integral ausgebildetes inneres Element 38, und zwischen dem äußeren Element 37 und dem inneren Element 38 angeordnete Nocken 41, welche als Kupplungsglieder wirken. Die Kupplung 34A wird derart betrieben, dass wenn ein Antriebsmoment des Anlassers 2 an die Kurbelwelle 30 zum Anlassen der Maschine 1 übertragen wird, d.h. wenn das Antriebsmoment vom dem Zahnrad 3 an den Zahnkranz 4 übertragen wird, das innere Element 38 und das äußere Element 37 durch die Nocken 31 arretiert werden, so dass die Übertragung der Drehung des inneren Elements 38 an das äußere Element 37 für eine einheitliche Drehung mit diesem erlaubt wird. Wenn die Maschine 1 angelassen worden ist und die Umdrehungszahl des äußeren Elements 27 die Umdrehungszahl des inneren Elements 38 überschreitet, werden zusätzlich die Nocken 41, wie in 11B gezeigt, von der äußeren Umfangsoberfläche des inneren Elements 38 zentrifugal getrennt, so dass bewirkt wird, dass das innere Element 38 und das äußere Element 37 voneinander über einen Spalt entkuppelt werden, wodurch die Drehmomentübertragung von dem äußeren Element 37 an das innere Element 38 unterbrochen wird.
Wie in 12A und 12B gezeigt enthält die Rollenkupplung 34B ein mit dem Schwungrad 31 integral ausgebildetes äußeres Element 37, ein mit dem Zahnkranz 4 integral ausgebildetes inneres Element 38, in keilförmigen Nockenkammern 42, welche zwischen dem äußeren Element 37 und dem inneren Element 38 ausgebildet sind angeordnete zylindrische säulenförmige Rollen 43, welche als Kupplungsglieder wirken, sowie Federn 44 zum Drängen der Rollen 43 in verengende Richtungen (in den Zeichnungsfiguren gesehen nach rechts). Die Kupplung 34B wird derart betrieben, dass wenn das Antriebsmoment des Anlassers 2 an die Kurbelwelle 30 zum Anlassen der Maschine 1 übertragen wird, d.h. wenn das Antriebsmoment vom dem Zahnrad 3 an den Zahnkranz 4 übertragen wird, das innere Element 38 und das äußere Element 37 durch die Rollen 43 arretiert werden, so dass erlaubt wird, dass die Drehung des inneren Elements 38 an das äußere Element 37 zur einheitlichen Drehung mit diesem übertragen wird. Wenn die Maschine 1 angelassen worden ist und die Umdrehungszahl des äußeren Element 37 die Umdrehungszahl des inneren Elements 38 überschreitet, werden zusätzlich die Nocken 41 von der äußeren Umfangsoberfläche des inneren Elements 38, wie in 11B gezeigt, zentrifugal getrennt, so dass bewirkt wird, dass das innere Element 38 und das äußere Element 37 voneinander über einen Spalt entkuppelt werden, wodurch die Drehmomentübertragung von dem äußeren Element 37 an das innere Element 38 unterbrochen wird.
Es kann dementsprechend genügen, dass die Kupplungen 34A, 34B die Form eines Aufbaus annehmen, gemäß welchem die Kupplungsglieder von der äußeren Umfangsoberfläche des inneren Elements 38 über den Spalt zentrifugal getrennt werden (schweben), wenn die Maschine 1 angelassen worden ist und die Umdrehungszahl des äußeren Elements 37 die Umdrehungszahl des inneren Elements 38 überschreitet, so dass der Zahnkranz 4 von der Kurbelwelle 30 zuverlässigerweise entkuppelt wird.
Während die an dem Anlasser 2 montierte Freilaufkupplung 9 derart angeordnet ist, dass sie das Antriebsdrehelement bestehend aus dem äußeren Element 25 und das Antriebsdrehelement bestehend aus dem inneren Element 26 enthält, kann diese ferner verändert werden, so dass sie einen umgekehrten Aufbau annimmt. D.h. die Freilauf kupplung 9 kann einen Aufbau annehmen, welcher ein inneres Element aufweist, das mit der Ausgangswelle 7 integral drehbar ist, sowie ein äußeres Element enthält, das mit dem Zahnrad 3 verbunden ist, wodurch während dem Anlassen der Maschine ein Antriebsmoment von dem inneren Element an das äußere Element übertragen wird, so dass ein Übertragen eines Antriebsmoments des Motors 5 an das Zahnrad 3, das mit dem äußeren Element verbunden ist, erlaubt wird.
Die vorliegende Erfindung kann in anderen spezifischen Formen ausgeführt werden, ohne von dem gedanklichen Kern oder ihren wesentlichen Charakteristiken abzuweichen. Die vorhergehenden Ausführungsformen und Modifikationen sind deshalb in jeder Hinsicht als veranschaulichend und nicht begrenzend aufzufassen, wobei der Umfang der vorliegenden Erfindung eher durch die begleitenden Ansprüche als durch die vorhergehende Beschreibung angegeben ist, sowie alle Änderungen, welche sich innerhalb der Bedeutung und dem Bereich der Äquivalenz der Ansprüche bewegen sind deshalb als von ihnen umfasst beabsichtigt sind.

Claims

Anlassvorrichtung (2) für eine Maschine (1), wobei ein Anlasserzahnrad (3) mit einem Zahnkranz (4), der mit einer Kurbelwelle (30) einer Maschine (1) verbunden ist, im Eingriff ist, so dass ein Antriebsmoment eines Motors (1), der in dem Anlasser (2) enthalten ist, über das Zahnrad (3) zum Anlassen der Maschine (1) an den Zahnkranz (4) übertragen wird, wobei die Anlasservorrichtung (2) für eine Maschine aufweist: eine Freilaufkupplung (9), welche für den Anlasser (2) in einem Kraftübertragungsweg montiert ist, in welchem das Antriebsmoment des Motors (1) an das Zahnrad (3) übertragen wird; und eine Freilaufkupplung (34), welche für die Maschine (1) in einer Position zwischen der Kurbelwelle (30) und dem Zahnkranz (4) montiert ist.
Anlassvorrichtung (2) für eine Maschine (1) nach Anspruch 1, wobei: die für die Maschine (1) montierte Freilaufkupplung (34) ein mit der Kurbelwelle (30) verbundenes äußeres Element (37), ein mit dem Zahnkranz verbundenes inneres Element, sowie zwischen dem äußeren Element und dem inneren Element (38) zum Aktivieren oder Deaktivieren der Drehmomentübertragung zwischen dem äußeren Element (37) und dem inneren Element (38) angeordnete Kupplungsglieder (39) aufweist, wobei wenn die Umdrehungszahl des äußeren Elements (37) eine Umdrehungszahl des inneren Elements (38) überschreitet, die Kupplungsglieder (39) von einer äußeren Umfangsoberfläche des inneren Elements (38) zentrifugal getrennt werden, so dass eine relative Drehung des äußeren Elements (37) und des inneren Elements (38) ermöglicht wird.
Anlassvorrichtung (2) für eine Maschine (1) nach Anspruch 2, wobei: die Kupplungsglieder (39) jeweils Hemmkeile enthalten.
Anlassvorrichtung (2) für eine Maschine (1) nach Anspruch 2, wobei: die Kupplungsglieder (39) Nocken oder zylindrische säulenförmige Rollen (43) enthalten.
Anlassvorrichtung (2) für eine Maschine (1) nach Anspruch 1, wobei: der Zahnkranz (4) für die Maschine (1) an einem Schwungrad (31) verbaut ist, welches an der Kurbelwelle (30) über einen Satz von Dichtlagern (32, 33) zum Erreichen einer relativen Drehfähigkeit montiert ist.
Anlassvorrichtung (2) für eine Maschine (1) nach Anspruch 5, wobei: der eine Satz von Dichtlagern (32, 33), welche ein Lager enthalten, das an einer äußeren peripheren Seite der für die Maschine (1) montierten Freilaufkupplung (34) angeordnet ist, durch eine Öldichtung ersetzt wird.
Anlassvorrichtung (2) für eine Maschine (1) nach Anspruch 1, wobei: die für den Anlasser (2) montierte Freilaufkupplung (9) ein Antriebsdrehelement (25) aufweist, das durch den Motor (5) angetrieben wird, ein angetriebenes Drehelement (26), das mit dem Zahnrad (3) verbunden ist, sowie zwischen dem Antriebsdrehelement (25) und dem angetriebenen Drehelement (26) angeordnete Kupplungsglieder (28) zum Aktivieren oder Deaktivieren der Drehmomentübertragung zwischen dem Antriebsdrehelement (25) und dem angetriebenen Drehelement (26), wobei wenn eine Umdrehungszahl des Antriebsdrehelements (25) eine Umdrehungszahl des angetriebenen Drehelements (25) überschreitet, die Kupplungsglieder (28) eine relative Bewegung des Antriebsdrehelements (25) und des angetriebenen Drehelements (26) in gleitendem Eingriff mit dem Antriebsdrehelement (25) und dem angetriebenen Drehelement (26) ermöglichen.
Anlassvorrichtung (2) für eine Maschine (1) nach Anspruch 7, wobei: die für den Anlasser (2) montierte Freilaufkupplung (9) eine Rollenkupplung aufweist, die zylindrische säulenförmige Rollen als Kupplungsglieder (28) enthält.
Anlassvorrichtung (2) für eine Maschine (1) nach Anspruch 7, wobei: die Kupplungsglieder (28) Nocken oder Hemmkeile enthalten.
Anlassvorrichtung (2) für eine Maschine (1) nach Anspruch 1, wobei: das Zahnrad (3) und der Zahnkranz (4) miteinander zu jedem Zeitpunkt in konstantem Eingriff gehalten werden.
Anlassvorrichtung (2) für eine Maschine (1) nach Anspruch 1, welche auf ein automatisches Abschalt- und Wiederanlasssystem für eine Maschine angewendet wird, welches ein Abschalten und Wiederanlassen der Maschine automatisch steuert.