DE102006053079A1

DE102006053079A1 - Motoranlasser mit Zwischenrad

Info

Publication number: DE102006053079A1
Application number: DE102006053079A
Authority: DE
Inventors: Takashi Kariya Hirabayashi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2006-11-10
Publication date: 2007-07-19
Anticipated expiration: 2026-11-11
Also published as: FR2893366B1; US7814807B2; US20070107544A1; JP2007132296A; DE102006053079B4; FR2893366A1

Abstract

Ein Anlasser ist vorgesehen, der ein mit einer Zwischenwelle verbundenes und mit einem mit der Ausgangswelle eines Motors verbundenen Ritzel in Eingriff stehendes und durch dieses angetriebenes Zwischenrad einschließt. Das Zwischenrad gelangt mit einem Zahnkranz eines Verbrennungsmotors in Eingriff, um diesen anzuwerfen, wenn es über ein von diesen beiden Wellen getragenes Kopplungselement zusammen mit dem Ritzel in der axialen Richtung dieser Wellen verschoben wird. Eine von der Welle des Anlassermotors getragene Kupplung veranlaßt diese Verschiebung, indem sie das Kopplungselement in deren axialer Richtung drückt. Die Kupplung und das Zwischenrad, die jeweils durch ihren äußeren Durchmesser definiert sind, überlappen einander in radialer Richtung zwischen diesen Wellen. Diese Überlappung verringert die auf das Kopplungselement einwirkende Spannung, wenn das Zwischenrad mit dem Zahnkranz in Eingriff kommt, wodurch die Dicke des Kopplungselements und die axiale Länge des Anlassers verringert werden.

Description

QUERVERWEIS AUF VERBUNDENE ANMELDUNG
Diese Anmeldung stützt sich auf und beansprucht die Vorteile der Priorität der früheren japanischen Patentanmeldung 2005-327446, angemeldet am 11. November 2005, deren Beschreibung durch Bezugnahme hier eingeschlossen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
[Technisches Gebiet der Erfindung]
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Motoranlasser (d.h. einen Anlasser für Verbrennungsmotoren) und insbesondere einen Motoranlasser mit einem Zwischenrad, in welchem das Drehmoment einer Ausgangswelle eines Anlassermotors auf einen Zahnkranz eines Verbrennungsmotors dadurch auf diesen übertragen wird, daß der Zahnkranz mit den Zwischenrad in Eingriff gebracht wird, um den Verbrennungsmotor anzuwerfen.

[Stand der Technik]

Als Stand der Technik offenbart die japanische Patentoffenlegung Nr. 2002-180937 (USP 6,647,812) einen Anlasser für einen Verbrennungsmotor mit einem Zwischenrad. Wie in 4 gezeigt, schließt dieser Anlasser für einen Verbrennungsmotor ein Ritzel 110 ein, um das Drehmoment des Anlassermotors auf einen Zahnkranz 160 eines Verbrennungsmotors mittels einer Kupplung 100, eines in konstantem Eingriff mit dem Ritzel 110 stehenden Zwischenrads 120 und eines Kopplungselements 150 zu übertragen, das in Eingriff mit einem am Ritzel 110 vorgesehenen Nabenabschnitt 130 und einem am Zwischenrad 120 vorgesehenen Nabenabschnitt 140 steht. Die Kupplung 100 ermöglicht es dem Zwischenrad 120, sich gemeinsam mit dem Ritzel 110 über das Kopplungselement 150 in axialer Richtung (in 4 nach links) in Eingriff mit dem Zahnkranz 160 des Verbrennungsmotors zu bewegen, so daß das Drehmoment dem Ritzel 110 und weiter dem Zahnkranz 160 zugeführt wird, um den Verbrennungsmotor anzuwerfen.

Jedoch war es beim oben erwähnten Anlasser für Verbrennungsmotoren erforderlich, daß das Kopplungselement 150 in axialer Richtung eine große Dicke aufweist, was zur Folge hat, daß die Gesamtänge des Anlassers für Verbrennungsmotoren problematisch lang wird. Die Gründe sind wie unten angegeben. Beim oben erwähnten Anlasser weist der äußerste Durchmesser eines abgestuften, auf der nicht dem Zahnkranz zugewandten Seite (in 4 nach rechts weisend) des Zwischenrads 120 vorgesehenen Abschnitts einen radialen Abstand (in einem in 4 mit S gekennzeichneten Bereich) vom äußersten Durchmesser der Kupplung 100 auf. Deshalb können Stöße m1 und m2, wenn sie durch den Eingriff des Zwischenrads 120 mit dem Zahnkranz 160 auf das Kopplungselement 150 ausgeübt werden, ein Biegemoment hervorrufen, das auf einen in 4 mit X gekennzeichneten Bereich des Kopplungselements 150 einwirkt. Der durch X gekennzeichnete Bereich entspricht einem Umgebungsbereich, der durch den äußersten Durchmesser eines am Zwischenrad 120 ausgebildeten, abgestuften, dem Kopplungselement 150 gegenüberliegenden Bereichs und durch den äußersten Durchmesser einer Oberfläche der Kupplung 100 auf der Seite des Kopplungselements 150 definiert wird. Um das Kopplungselement 150 vor einer Verformung durch das Biegemoment (Spannung) zu bewahren, war es erforderlich, seine mechanische Festigkeit durch eine große Dimensionierung seiner Dicke in axialer Richtung zu erhöhen. Damit war es ein Problem, daß die axiale Länge eines Verbrennungsmotoranlassers mit Zwischenrad groß gerät.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung erfolgte angesichts dieses Problems der konventionellen Bauweise und hat zur Aufgabe, einen Anlasser für einen Verbrennungsmotor mit Zwischenrad und kurzer Achse dadurch zu schaffen, daß das auf ein Kopplungselement einwirkende Biegemoment und die Dicke des Kopplungselements reduziert werden.

Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, daß eine dem Kopplungselement gegenüberliegende Stirnfläche der Kupplung und eine dem Kopplungselement gegenüberliegende Stirnfläche des Zwischenrads sich über das Kopplungselement hinweg gegenüberliegen, so daß das in der Umgebung eines Kontaktbereichs dieser beiden Stirnflächen mit dem Kopplungselement bei einem Kontakt dieser beiden Stirnflächen mit dem Kopplungselement erzeugte Biegemoment unterdrückt wird.

Ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, daß Oberflächenbereiche von Elementen, die im Betrieb mit beiden Seiten des Kopplungselements in Kontakt gelangen, so groß wie möglich gestaltet werden, um die auf das Kopplungselement dann, wenn die Elemente in Kontakt mit dem Kopplungselement gelangen, einwirkenden Spannungen wirksam zu verteilen.

Noch ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, daß die Elemente enger am Kopplungselement angeordnet sind, um so einen Stoß auf das Kopplungselement zu reduzieren, wenn die Elemente während des Betriebs mit dem Kopplungselement in Kontakt kommen.

Insbesondere sieht die vorliegende Erfindung einen Verbrennungsmotoranlasser vor, der eine Vorrichtung besitzt, um ein Drehmoment eines Motors auf ein externes Zahnrad (z.B. einen Zahnkranz eines Verbrennungsmotors) zu übertragen, wobei die Vorrichtung umfaßt: eine erste, durch den Motor in Drehung versetzbare Welle, die eine Kupplung und ein erstes Zahnrad trägt; eine zweite Welle, die eine zur Drehachse der ersten Welle parallele Drehachse aufweist und ein zweites Zahnrad derart trägt, daß es mit dem ersten Zahnrad in Eingriff steht; ein zwischen der Kupplung und dem ersten Zahnrad angeordnetes Kopplungselement, das verschiebbar sowohl von der ersten als auch von der zweiten Welle getragen wird und das Drehmoment der ersten Welle auf das externe Zahnrad überträgt, wenn das zweite Zahnrad zusammen mit dem mit ihm in Eingriff stehenden ersten Zahnrad über das Kopplungselement durch die Kupplung verschoben werden; wobei eine erste, dem Kopplungselement gegenüberliegende Stirnfläche der Kupplung und eine zweite, dem Kopplungselement auf dessen anderer Seite gegenüberliegende Stirnfläche des zweiten Zahnrads einander zwischen der ersten und der zweiten Welle über das Kopplungselement hinweg gegenüberliegen.

Vorzugsweise steht das zweite Zahnrad (z.B. das Zwischenrad) in ständigem Eingriff mit dem zweiten Zahnrad (z.B. dem Ritzel).

Vorzugsweise steht das Kopplungselement in Eingriff mit einem (ersten), am Ritzel vorgesehenen Nabenabschnitt und einem (zweiten) am Zwischenrad vorgesehenen Nabenabschnitt.

Vorzugsweise ist das Kopplungselement in einem spezifizierten, in der ersten/zweiten axialen Richtung beschränkten Bereich angeordnet.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Eine bevorzugte Form der vorliegenden Erfindung wird in den beigefügten Zeichnungen dargestellt. In diesen ist

1 ist eine allgemeine Ansicht eines Anlassers für einen Verbrennungsmotor mit einem Zwischenrad, teilweise geschnitten, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

2 eine Schnittansicht des Anlassers mit Zwischenrad gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

3 eine Stirnansicht des Anlassers mit Zwischenrad gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und

4 eine Schnittansicht eines herkömmlichen Verbrennungsmotoranlassers mit Zwischenrad.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
(Anordnung)
Nachfolgend wird eine beste Ausführungsweise der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben.
Die 1 ist eine allgemeine Ansicht eines Anlassers 1 mit einem Zwischenrad einschließlich eines Teils in Schnittansicht. Die 2 ist eine Schnittansicht eines ein Zwischenrad aufweisenden Hauptteils des Anlassers 1. Die 3 ist eine Stirnansicht eines ein Zwischenrad aufweisenden Hauptteils des Anlassers 1.
Eine allgemeine Anordnung des Anlassers 1 wird zunächst unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, schließt der Anlassers 1 einen Motor 2 zur Erzeugung eines Drehmoments ein, einen elektromagnetischen Schalter 3 zum Öffnen/Schließen eines in einer Motorschaltung vorgesehenen (später beschriebenen) Hauptkontakts, eine Ritzelwelle 4, die vom Motor 2 angetrieben rotieren kann, ein von der Ritzelwelle 4 getragenes, in eine Kupplung 5 integriertes Ritzel 6, eine parallel zur Ritzelwelle 4 an geordnete Zwischenwelle 7, ein von der Zwischenwelle 7 getragenes Zwischenrad 8 und ein Kopplungselement 9 zur Koppelung des Ritzels 6 mit dem Zwischenrad 8. Die Anordnung ist so getroffen, daß das Zwischenrad 8 zusammen mit dem Ritzel 6 über das Kopplungselement 9 in 1 nach links zum Eingriff mit dem Zahnkranz 10 eines Verbrennungsmotors bewegt wird.
Der Motor 2 ist ein bekannter Gleichstrom-Elektromotor; in dem der Hauptkontakt betrieblich durch den elektromagnetischen Schalter 3 geschlossen wird, um einer (nicht gezeigten) bordeigenen Batterie zu ermöglichen, Leistung zuzuführen, so daß eine elektromagnetische Kraft auf einen eingebauten Anker wirkt, um ein Drehmoment zu erzeugen.
Eine mit einem Schalter des Anlassers 1 versehene Anordnung wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
Der elektromagnetische Schalter 3 umfaßt: ein Solenoid, in dem sich ein Magnet ausbildet, wenn Strom durch eine elektromagnetischer Spule 11 geleitet wird, um einen Stößel 12 durch die Anzugskraft des Elektromagneten anzutreiben (anzuziehen), sowie einen Hauptkontakt, der innerhalb der Kontaktabdeckung 13 angeordnet ist.
In das Solenoid ist eine Rückstellfeder 14 einbezogen zum Zurückziehen des Stößels 12, wenn die Anzugskraft des Elektromagneten durch Stoppen der Stromversorgung der elektromagnetischen Spule 11 aufgehoben wird.
Der Hauptkontakt wird durch ein Paar fester Kontakte 15 (15a, 15b) gebildet, die mit der Motorschaltung über zwei externe Klemmen (die unten beschrieben werden) verbunden sind, und durch einen beweglichen Kontakt 16, der angetrieben durch den Stößel 12 intermittierend die Verbindung zwischen dem Paar fester Kontakte 15 herstellt. Der Hauptkontakt wird in einen geschlossen Zustand gebracht, wenn der Strom über den beweglichen Kontakt 16 zwischen den beiden festen Kontakten 15 fließt, und in einen offenen Zustand, wenn der Stromfluß zwischen dem Paar fester Kontakte 15 gesperrt ist.
Eine dieser externen Klemmen ist eine B-Klemme 17, die mit der bordeigenen Batterie durch ein (nicht gezeigtes) Batteriekabel verbunden ist, und die andere ist eine M-Klemme 19, die mit einer vom Motor 2 herangeführten Anschlußleitung 18 verbunden ist. Diese beiden Klemmen sind durch die Kontaktabdeckung 13 hindurchgeführt, in der sich die festen Kontakte 15 (15a, 15b) befinden.
Eine Anordnung, die den Zusammenschluß zwischen dem Schalter und dem Motor regelt, wird unter erneuter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Die Ritzelwelle 4 ist in einer Flucht mit einer (nicht gezeigten) Ankerwelle des Motors 2 angeordnet, wobei ihr eines Ende drehbar in einem Gehäuse 21 über ein Lager 20 gelagert und das andere Ende mit der Ankerwelle über ein Reduziergetriebe (z.B. ein nicht gezeigtes epizyklisches Reduziergetriebe) gekuppelt ist. Alternativ kann ein solches Reduziergetriebe entfallen, um eine Anordnung zu schaffen, bei der die Ankerwelle und die Ritzelwelle 4 direkt gekuppelt sind.
Die Kupplung 5 ist als Einwegkupplung gestaltet, die mit dem äußeren Umfang der Ritzelwelle in einer schraubenförmigen Keilprofilverbindung steht, um die Drehung der Ritzelwelle 4 beim Starten des Verbrennungsmotors auf das Ritzel 6 zu übertragen, und die Übertragung mechanischer Leistung zwischen dem Ritzel 6 und der Ritzelwelle 4 auszuschließen, wenn das Ritzel 6 beim Start des Verbrennungsmotors rotiert, d.h. wenn die Drehzahl des Ritzels 6 höher wird als jene der Ritzelwelle 4, so daß die Rotation des Verbrennungsmotors nicht auf die Ritzelwelle 4 übertragen wird. Diese Kupplung 5 ist mit dem Stößel 12 des elektromagnetischen Schalters 3 durch einen Schalthebel 22 gekuppelt. Wenn die Bewegung des Stößels 12 über den Schalthebel 22 übertragen wird, wird die Kupplung 5 unter der Wirkung der schraubenförmigen Keilprofilverbindung auf der Ritzelwelle 4 axial beweglich.
Der Schalthebel 22 besitzt im wesentlichen in seinem Mittelpunkt eine Hebelauflagerung 22a, die schwenkbar vom Gehäuse 21 getragen wird. Eine Ende 22b des Schalthebels 22 ist mit dem Stößel 12 des elektromagnetischen Schalters 3 gekuppelt und das andere Ende 22c des Hebels 22 steht mit der Kupplung 5 in Eingriff, so daß die Bewegung des Stößels 12 auf die Kupplung 5 übertragen wird. Insbesondere wenn der Stößel 12 vom Elektromagneten angezogen und in 2 nach recht verschoben wird, wird das mit dem Stößel 12 gekuppelte Hebelende 22b vom Stößel 12 gezogen ebenfalls verschoben. Dann wird das in Eingriff mit der Kupplung 5 stehende Hebelende 22c um die Hebelauflage 22a verschwenkt und drückt damit die Kupplung 5 in eine dem Motor gegenüberliegende Richtung.
Indem nun auf die 2 und 3 Bezug genommen wird, wird unten ein hauptsächlicher Teil (Drehmomentübertragungsteil) des Anlassers 1 beschrieben.
Das Ritzel 6 ist auf einer Seite 5 der Kupplung angeordnet, die nicht dem Motor zugewandt ist (linke Seite in 2) und wird über ein Lager 23 vom äußeren Umfang der Ritzelwelle 4 getragen. Die Drehung der Ritzelwelle 4 wird durch die Kupplung 5 derart auf das Ritzel 6 übertragen, daß das Ritzel 6 gemeinsam mit der Kupplung 5 auf der Ritzelwelle 4 beweglich wird. Das Ritzel 6 ist auf der der Kupplung 5 zugewandten Seite mit einem zylindrischen Ritzelnabenabschnitt 24 versehen und durch den Ritzelnabenabschnitt 24 integriert mit dem innen liegenden Teil 5a der Kupplung 5. An einem Ende des Ritzels 6, auf der Seite der Kupplung, ist über den Umfang des Ritzels 6 zentrisch zu seiner Achse ein ringförmiger Ritzelwandabschnitt 25 ausgebildet, wobei sich eine Stirnfläche des Ritzelwandabschnitts 25 auf der Seite der Kupplung rechtwinklig zur äußeren Umfangsfläche des Ritzelnabenabschnitts 24 erstreckt.
Eine Zwischenwelle 7 wird vom Gehäuse 21 an ihren entgegengesetzten Enden drehbar abgestützt (siehe 1).
Ein Zwischenrad 8 ist drehbar längs deren Außenfläche auf der Zwischenwelle 7 angebracht, wobei ein Lager 26 zwischen ihnen angeordnet ist, und steht in Eingriff mit dem Ritzel 6. Vorzugsweise steht das Zwischenrad 8 in konstantem Eingriff mit dem Ritzel 6. Das Zwischenrad 8 ist auf seiner nicht dem Zahnkranz zugewandten Seite einstückig mit einem Zwischenradnabenabschnitt 27 von zylindrischer Form versehen. Der Zwischenradnabenabschnitt 27 besitzt auf seiner Zahnkranzseite einen Wandabschnitt 28, der rechtwinklig zum Nabenabschnitt 27 verläuft und auf seiner vom Zahnkranz abgewandten Seite einen Wandabschnitt 29, der ebenfalls rechtwinklig zum Nabenabschnitt 27 verläuft.
Das Kopplungselement 9 ist beispielsweise aus Harz gefertigt und steht in einem eine Relativbewegung zulassenden Eingriff mit dem am Ritzel 6 vorgesehenen Nabenabschnitt 24 und dem am Zwischenrad 8 vorgesehenen Nabenabschnitt 27.
Eine mit dem Ritzelnabenabschnitt 24 in Eingriff stehende Seite des Kopplungselements 9 ist zwischen dem Ritzelwandabschnitt 25 und der Kupplung 5 positioniert, welche beide die axiale Richtung der Ritzelwelle 4 definieren.
Die mit dem Zwischenradwandabschnitt 27 in Eingriff stehende andere Seite des Kopplungselements 9 ist zwischen dem Wandabschnitt 28 und dem Wandabschnitt 29 positioniert, die beide die axiale Richtung der Zwischenwelle 7 definieren (die parallel zur Achsrichtung der Ritzelwelle 4 verläuft).
Wenn das Ritzel 6 und das Zwischenrad 8 mittels des Kopplungselements 9 derart miteinander gekoppelt werden, daß das Ritzel 6 sich axial auf der Ritzelwelle 4 bewegt, bewegt sich das Zwischenrad 8 gemeinsam mit dem Ritzel 6 in axialer Richtung auf der Zwischenwelle 7.
Schließlich werden hauptsächliche Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben.
(1) Abschnitt X (Gestaltung des in den 2 und 3 mit X gekennzeichneten Abschnitts)
Der äußerste Durchmesser des Wandabschnitts 28 und der äußerste Durchmesser der Kupplung 5 überlappen einander zwischen der Ritzelwelle 4 und der Zwischenwelle 7.
(2) Abschnitt A (Gestaltung des in den 2 und 3 mit A gekennzeichneten Abschnitts)
Der äußerste Durchmesser des Wandabschnitts 28 ist im wesentlichen gleich dem Zahngrunddurchmesser (Fußkreisdurchmesser Rr in 3) des Zwischenrads 8, oder der erstere ist geringfügig größer gewählt als der letztere.
(3) Abschnitt B (Gestaltung die in den 2 und 3 mit B gekennzeichnet ist)
Zwischen der Kupplung 5, definiert durch ihren äußersten Durchmesser, und dem Wandabschnitt 29, definiert durch seinen äußersten Durchmesser, ist ein Minimalspiel (z.B. 0,5 bis 1,0 mm) vorgesehen, wobei das Spiel ein solches Ausmaß besitzt, daß beide nicht miteinander in Kontakt kommen.
(4) Abschnitt C (Gestaltung die in den 2 und 3 mit C gekennzeichnet ist)
Der äußerste Durchmesser des Ritzelwandabschnitts 25 ist größer gestaltet als der Zahnspitzendurchmesser (Kopfkreisdurchmesser Rt in 3) der Ritzels 6.
(5) Abschnitt D (Gestaltung die in den 2 und 3 mit D gekennzeichnet ist)
Ein Minimalspiel (z.B. 0,5 bis 1,0 mm) ist zwischen dem durch seinen äußersten Durchmesser definierten Ritzelwandabschnitt 25 und dem durch seinen äußersten Durchmesser definierten Wandabschnitt 28 vorgesehen, wobei das Spiel ein solches Ausmaß besitzt, daß beide nicht miteinander in Kontakt kommen.
(Betriebsweise)
Nachfolgend wird die Aktion des Anlassers 1 mit einem Zwischenrad unter Bezugsnahme auf 1 beschrieben.
Wenn durch Stromzufuhr zur elektromagnetischen Spule 11 des elektromagnetischen Schalters 3 ein Elektromagnet ausgebildet wird, bewegt sich der durch den Elektromagneten angezogene Stößel 12 längs der Innenseite der elektromagnetischen Spule 11 in 1 nach rechts. Wenn durch den Schalthebel 22 die Bewegung des Stößels 12 auf die Kupplung 5 übertragen wird, bewegt sich das Ritzel 6 gemeinsam mit der Kupplung 5 auf der Ritzelwelle 4 in die vom Motor abgewandte Richtung (in 1 nach links). Zur gleichen Zeit bewegt sich das Zwischenrad 8, das durch das Kopplungselement 9 mit dem Ritzel 6 gekoppelt ist, auf der Zwischenwelle 7, während es in Eingriff mit dem Ritzel 6 steht, und stoppt zeitweilig in einem Zustand, in dem eine Stirnfläche des Zwischenrads 8 und eine Stirnfläche des Zahnkranzes 10 miteinander in Kontakt stehen.
Andererseits, wenn der Hauptkontakt durch den elektromagnetischen Schalter 3 geschlossen ist, wird dem Motor 2 Leistung von der bordeigenen Batterie zugeführt, um ein Drehmoment im Anker zu erzeugen, das dann über das Reduktionsgetriebe auf die Ritzelwelle 4 und dann auf das mit dem Ritzel 6 in Eingriff stehende Zwischenrad 8 übertragen wird.
Wenn das Zwischenrad 8 in eine Position gedreht ist, die den Eingriff mit dem Zahnkranz 10 ermöglicht, wird auf die Kupplung 5 durch den Schalthebel 22 eine Reaktionskraft einer Betätigungsfeder 30 übertragen, die in den elektromagnetischen Schalter 3 einbezogen ist, wodurch das Zwischenrad 8 in 1 nach links in Eingriff mit dem Zahnkranz 10 gedrückt wird.
Auf diese Weise wird das Antriebsdrehmoment des Motors 2 vom Ritzel 6 über das Zwischenrad 8 auf den Zahnkranz 10 übertragen, so daß der Verbrennungsmotor angeworfen wird.
Nachdem der Verbrennungsmotor gestartet ist, wird die Stromversorgung der elektromagnetischen Spule gestoppt, um die Anzugskraft des Elektromagneten zu beseitigen. Dann wird der Stößel 12 durch eine Reaktionskraft einer in den elektromagnetischen Schalter 3 einbezogenen Rückführfeder 14 zurückgedrückt, wodurch der Hauptkontakt der Motorschaltung geöffnet wird, um die Stromversorgung von der Batterie zum Motor 2 zu beenden und dadurch die Drehung des Ankers zu stoppen.
Wenn der Stößel 12 zurückgedrückt wird, schwenkt der Schalthebel 22 in einer Richtung zurück, die jener zur Startzeit des Verbrennungsmotors entgegengesetzt ist. Dadurch bewegt sich das Ritzel 6 gemeinsam mit der Kupplung 5 auf der Ritzelwelle 4 in 1 nach rechts zurück und zugleich wird das Zwischenrad 8 außer Eingriff mit dem Zahnkranz 10 gebracht und bewegt sich auf der Zwischenwelle 7 in der vom Zahnkranz abgewandten Richtung (nach rechts in 1).
(Wirkungen)
Das Folgende ist die Aufzählung der Wirkungen, die durch die obigen konstruktiven Merkmale der vorliegenden Erfindung hervorgerufen werden, begleitet von einer Erläuterung einer jeden dieser Wirkungen.

(1) Wie durch X in den 2 und 3 angezeigt ist, überlappen sich der äußerste Durchmesser des Wandabschnitts 28 (der der dem Zahnkranz zugewandten Stirnfläche des Kopplungselements 9 gegenüberliegt) und der äußerste Durchmesser der Kupplung 5 in radialer Richtung zwischen der Ritzelwelle 4 und der Zwischenwelle 7.

Wenn Stöße M1 und M2, die beim Eingriff des Zwischenrads 8 mit dem Zahnkranz 10 auftreten, auf das Kopplungselement 9 abgegeben werden, läßt es die überlap pende Konstruktion zu, daß der vom Wandabschnitt 28 auf das Kopplungselement 9 übertragene Stoß M2 von der Kupplung aufgenommen wird, um der Wirkungsrichtung des Stoßes M2 entgegenzuwirken. Des weiteren ermöglicht es die Überlappung den von der Kupplung 5 an das Kopplungselement 9 übertragenen Stoß durch den Wandabschnitt 28 aufzunehmen. Als Ergebnis kann das Auftreten einer Verbiegung des Kopplungselements 9, das durch die Stöße M1 und M2 in dem in den 2 und 3 durch X gekennzeichneten Bereichverursacht würde, verhindert werden.
Auf diese Weise kann das Biegemoment (Spannung), das in der Nähe von X in 1 in dem Falle aufgetreten ist, daß keine Überlappungskonstruktion vorgesehen ist (siehe m1, m2 in 4) dadurch verringert werden, daß sich die Stöße M1 und M2 gegenseitig aufheben oder sich über die Kupplung 5 und den Wandabschnitt 28 verteilen. Demgemäß kann die mechanische Festigkeit des Kopplungselements 9, die Stöße M1 und M2 auszuhalten, nur klein sein, wodurch die Dicke des Kopplungselements in axialer Richtung kleiner bemessen werden als in dem Falle, in dem keine überlappende Konstruktion vorgesehen ist.

(2) Wie bei A in den 2 und 3 gezeigt ist, wird der äußerste Durchmesser des Wandabschnitts 28 im wesentlichen gleich einem Fußkreisdurchmesser des Zwischenrads 8 gestaltet oder der erstere wird geringfügig kleiner gehalten als der letztere (der Fußkreisdurchmesser des Zwischenrads 8 ist in 3 mit R_TB bezeichnet).

Diese Gestaltung kann es ermöglichen, den äußersten Durchmesser des Wandabschnitts 28 maximal zu dimensionieren, ohne irgendwelche Kollision zwischen dem Verzahnungsbereich des Ritzels und dem Wandabschnitt 28 zu verursachen. Des weiteren kann der radial überlappte Bereich zwischen dem durch seinen äußersten Durchmesser definierten Wandabschnitt 28 und der durch ihren äußersten Durchmesser definierten Kupplung 5 größer gemacht werden.
Insbesondere wenn die durch den Eingriff des Zwischenrads 8 mit dem Zahnkranz 10 verursachten Stöße M1 und M2 auf das Kopplungselement 9 übertragen wer den, wird das Kopplungselement 9 kaum ausgelenkt. Die Stöße M1 und M2 werden meistens innerhalb des radial überlappten Bereichs zwischen dem durch seinen äußersten Durchmesser definierten Wandabschnitt 28 und der durch ihren äußersten Durchmesser definierten Kupplung 5 übertragen. Aufgrund dieser Gestaltung kann eine große Überlappung erreicht werden, um einen größeren Bereich auf dem Kopplungselement 9 für die Übertragung des vom Wandelement 28 ausgehenden Stoßes M2 und einen größeren Bereich auf der Kupplung 5 zum Empfang des vom Kopplungselement 9 ausgehenden Stoßes M2 sicherzustellen. Als Ergebnis kann die Spannung, die auf das Kopplungselement 9 einwirkt, verringert werden.

(3) Wie bei B in den 2 und 3 gezeigt, wird ein minimales Spiel (z.B. 0,5 bis 1,0 mm) zwischen der Kupplung 5, definiert durch ihren äußersten Durchmesser, und dem Wandabschnitt 29, definiert durch seinen äußersten Durchmesser, vorgesehen, wobei das Spiel ein solches Ausmaß besitzt, daß beide nicht miteinander in Kontakt kommen.

Diese Anordnung kann maximale Bereiche beim Wandabschnitt 29 und der Kupplung 5 zur Aufnahme einer nicht dem Zahnkranz zugewandten Stirnfläche 9A des Kopplungselements 9 sicherstellen. Als Ergebnis kann das Biegemoment verringert werden, das durch die Stöße M1 und M2 zu der Zeit hervorgerufen wird, zu der das Ritzel 6 in seine Ruhelage zurückkehrt und auf das Kopplungselement 9 einwirkt.

(4) Wie bei C in den 2 und 3 gezeigt, wird der äußerste Durchmesser des Ritzelwandabschnitts 25 größer bemessen als der Kopfkreisdurchmesser des Ritzels 6.

Diese Gestaltung stellt eine maximale Fläche am Wandabschnitt 25 zur Aufnahme einer dem Zahnkranz zugewandten Stirnfläche 9N des Kopplungselements 9 sicher. Als Ergebnis kann das Biegemoment verringert werden, das durch die Stöße M1 und M2 zu der Zeit hervorgerufen wird, zu der das Ritzel 6 in seine Ruhelage zurückkehrt und auf das Kopplungselement 9 einwirkt. Des weiteren kann, selbst wenn der Kopfkreisdurchmesser klein ist, eine große Aufnahmefläche am Ritzelwandabschnitt 25 ohne Beeinflussung durch die geringe Größe des Kopfkreisdurchmessers sichergestellt werden.

(5) Wie bei C in den 2 und 3 gezeigt, ist ein minimales Spiel (z.B. 0,5 bis 1,0 mm) zwischen dem durch seinen äußersten Durchmesser definierten Ritzelwandabschnitt 25 und dem durch seinen äußersten Durchmesser definierten Wandabschnitt 28 vorgesehen, wobei das Spiel ein solches Ausmaß besitzt, daß beide nicht miteinander in Kontakt kommen.

Diese Gestaltung kann maximale Flächen am Ritzelwandabschnitt 25 und am Wandabschnitt 28 zur Aufnahme der Stirnfläche 9N sicherstellen. Als Ergebnis kann das Biegemoment verringert werden, das durch die Stöße M1 und M2 zu der Zeit hervorgerufen wird, zu der das Ritzel 6 in seine Ruhelage zurückkehrt und auf das Kopplungselement 9 einwirkt.
Wie oben beschrieben, kann das Vorsehen der Überlappung X oder vorzugsweise die Maximierung des Überlappungsbereichs A oder die Maximierung der Aufnahmeflächen B, C und D eine Minimierung des Biegemoments (Spannung) sicherstellen, das (bzw. die) in der Umgebung von X in den 2 und 3 auftritt und auf das Kopplungselement 9 einwirkt, indem den Stößen M1 und M2 ermöglicht wird, sich gegenseitig aufzuheben, oder den Stößen M1 und M2 ermöglicht wird, wirkungsvoll gegeneinander aufgehoben zu werden und auf den Wandabschnitt 28, die Kupplung 5 und den Wandabschnitt 29 verteilt zu werden, selbst wenn die Stöße M1 und M2 durch den Eingriff bzw. das Lösen des Eingriffs zwischen dem Zwischenrad 8 und dem Zahnkranz 10 verursacht und auf das Kopplungselement 9 übertragen werden.
Demgemäß kann die für das Kopplungselement 9 erforderliche mechanische Festigkeit für die Verringerung der Dicke des Kopplungselements 9 gesenkt werden. Als Ergebnis kann die axiale Länge des Anlassers 1 verringert werden.
Die Anordnung, Aktion und Auswirkungen der vorliegenden Erfindung wurden beschrieben, indem ein Hauptteil des Anlassers (ein Teil der Drehmomentübertragungsvorrichtung) als Beispiel gewählt wurde. Jedoch kann erwartet werden, daß die gleichen Wirkungen unter Verwendung der gleichen Anordnung auch bei anderen Drehmomentübertragungsvorrichtungen als einem Anlasser erreicht werden. Es ist verständlich, daß jede und alle Abwandlungen, Varianten oder äquivalenten Anordnungen, die sich dem Fachmann erschließen werden, als im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegend angesehen werden.

Claims

Anlasser (1) zum Starten eines Verbrennungsmotors, umfassend: eine durch einen Motor (2) in Rotation versetzbare und eine erste Achse parallel zu dessen Rotationsachse aufweisende Ritzelwelle (4); ein in einer ersten axialen Richtung gegenüber der Ritzelwelle (4) verschiebbares Ritzel (6), das eine zur ersten axialen Richtung rechtwinklige Ritzelwand (25) aufweist; eine gegenüber der Ritzelwelle (4) zusammen mit dem Ritzel (6) in der ersten axialen Richtung verschiebbare und zur Übertragung eines Drehmoments von der Ritzelwelle (4) auf das Ritzel (6) geeignete Kupplung (5), eine Zwischenwelle (7) mit einer sich darauf drehenden und zur ersten axialen Richtung parallelen zweiten Achse; ein Zwischenrad (8), das gegenüber der Zwischenwelle (7) um diese drehbar und in der zweiten axialen Richtung verschiebbar derart angeordnet ist, daß es mit dem Ritzel (4) in Eingriff steht, und ein Kopplungselement (9), das sowohl auf dem Ritzel (6) als auch dem Zwischenrad (8) aufgesetzt ist und zwischen dem Ritzel (6) und der Kupplung (5) angeordnet ist, wobei das Kopplungsglied (9) durch die Kupplung (5) derart mit Druck beaufschlagbar ist, daß sich das Ritzel (6) zusammen mit dem Zwischenrad (8) nach der Seite des Zahnkranzes (10) in der ersten axialen Richtung bewegt, wobei das Zwischenrad (8) mit dem Zahnkranz (10) in Eingriff gelangt und das Zwischenrad (8) sein Drehmoment auf den Zahnkranz (10) überträgt und dadurch den Verbrennungsmotor anwirft; wobei eine erste Oberfläche des Zwischenrads (8), die einer dem Zahnkranz (10) zugewandten Stirnfläche des Kopplungsglieds (9) gegenüberliegt, eine zweite Oberfläche der Kupplung (5) überlappt, die einer vom Zahnkranz (10) abgewandten Stirnfläche des Kopplungsglieds (9) zwischen der Ritzelwelle (4) und der Zwischenwelle (7) gegenüberliegt, und eine dritte Oberfläche der Ritzelwand (25) in Kontakt mit dieser dem Zahnkranz (10) zugewandten Seitenfläche gelangt und die zweie Oberfläche in Kontakt mit dieser vom Zahnkranz (10) abgewandten Stirnfläche gelangt, wenn die Kupplung (5) das Kopplungselement (9) in Richtung auf den Zahnkranz (10) drückt.
Anlasser (1) nach Anspruch 1, bei welchem das Zwischenrad (8) mit dem Ritzel (6) in Eingriff steht.
Anlasser (1) nach Anspruch 1, bei welchem das Kopplungselement (9) sowohl von einem ersten, am Ritzel (6) vorgesehenen Nabenabschnitt (24), als auch von einem zweiten, am Zwischenrad (8) vorgesehenen Nabenabschnitt (27) getragen wird.
Anlasser (1) nach Anspruch 3, bei welchem ein erster, auf dem ersten Nabenabschnitt (24) angebrachter Abschnitt des Kopplungselements (9) zwischen der Ritzelwand (25) und der Kupplung (5) derart angeordnet ist, daß eine Position des ersten Abschnitts zwischen ihnen eingeschränkt ist, und der zweite, auf dem zweiten Nabenabschnitt (27) angebrachte Abschnitt des Kopplungselements (9) zwischen der ersten Oberfläche und einer vierten, der der ersten Oberfläche über das Kopplungselement (9) gegenüberliegenden Oberfläche derart angeordnet ist, daß eine Position des zweiten Abschnitts zwischen ihnen eingeschränkt ist.
Anlasser (1) nach Anspruch 1, bei welchem ein so geringes Spiel wie nötig sichergestellt ist, um einen zweiten, radial äußersten Durchmesser der zweiten Oberfläche von einem vierten radial äußersten Durchmesser der vierten Oberfläche fernzuhalten.
Anlasser nach Anspruch 1, bei welchem ein Durchmesser der ersten Oberfläche im wesentlichen gleich einem oder geringfügig kleiner ist als ein Fußkreisdurchmesser (Rr) des Zwischenrads (8).
Anlasser nach Anspruch 1, bei welchem ein Durchmesser der dritten Oberfläche größer ist als der Kopfkreisdurchmesser (Rt) des Ritzels (6).
Anlasser nach Anspruch 7, bei welchem ein so geringes Spiel wie nötig sichergestellt ist, um einen dritten, radial äußersten Durchmesser der zweiten Oberfläche von einem ersten radial äußersten Durchmesser der ersten Oberfläche fernzuhalten.
Vorrichtung zur Übertragung eines Drehmoments eines Motors (2) auf ein externes Zahnrad (10), wobei die Vorrichtung umfaßt: eine erste, eine Kupplung (5) tragende Welle (4) und ein darauf befindliches erstes Zahnrad (6), wobei das erste Zahnrad (6) durch den Motor (2) in Rotation versetzbar ist; eine zweite Welle (7), deren Drehachse parallel zur Drehachse der ersten Welle (4) verläuft, wobei die zweite Welle (7) ein zweites Zahnrad (8) derart trägt, daß das zweite Zahnrad (8) mit dem ersten Zahnrad (6) in Eingriff steht; ein zwischen der Kupplung (5) und dem ersten Zahnrad (6) angeordnetes Kopplungselement (9), das verschiebbar sowohl auf der ersten (4) als auch auf der zweiten Welle (7) angebracht ist und das Drehmoment der ersten Welle (4) auf das externe Zahnrad (10) überträgt, wenn das zweite Zahnrad (8) mit dem externen Zahnrad (10) dadurch in Eingriff kommt, daß es zusammen mit dem mit ihm in Eingriff stehenden ersten Zahnrad (6) über das Kopplungselements (9) von der Kupplung (5) geschoben wird; wobei eine erste, dem Kopplungselement (9) zugewandte Oberfläche der Kupplung (5) und eine zweite, der anderen Seite des Kopplungselements (9) zugewandte Oberfläche des zweiten Zahnrads (8) einander teilweise über das Kopplungselement (9) zwischen der ersten (4) und der zweiten (7) Welle überlappen.
Eine Vorrichtung zur Übertragung eines Drehmoments gemäß Anspruch 9 enthaltender Anlasser (1).
Anlasser (1) zum Starten eines Verbrennungsmotors mit einem Zahnkranz (10) zum Anwerfen des Verbrennungsmotors, wobei der Anlasser (1) umfaßt: eine erste, durch einen Motor (2) zu einer Rotation antreibbare Welle (4); eine zweite. zur ersten Welle (4) parallele Welle (7); eine auf der ersten Welle (4) angeordnete Kupplung (5); ein Kopplungselement (9), das sowohl auf der ersten (4) als auch auf der zweiten Welle (7) angebracht ist; ein auf der zweiten Welle (7) vorgesehenes Zwischenrad (8), durch die Kupplung über das Kopplungselement (9) in der axialen Richtung der zweiten Welle (7) drückbar ist, um mit dem Zahnkranz (10) in Eingriff zu gelangen und das Drehmoment der ersten Welle (4) zu übertragen; wobei eine erste, dem Kopplungselement (9) zugewandte Oberfläche des Zwischenrads (8), teilweise eine zweite, der anderen Seite des Kopplungselements zugewandte Oberfläche der Kupplung (5) über das Kopplungselement (9) überlappt.
Anlasser (1) nach Anspruch 11, wobei das Zwischenrad (8) konstant das Drehmoment von der ersten Welle (4) empfängt.
Anlasser (1) nach Anspruch 11, bei welchem eine Position des Kopplungselements (9) im wesentlich in der ersten axialen Richtung fixiert ist, mit einer minimalen Verschiebetoleranz in der ersten axialen Richtung.
Anlasser (1) zum Starten eines Verbrennungsmotors umfassend: eine durch einen Motor (2) zur Rotation antreibbare und eine erste Achse aufweisende Ritzelwelle (4); ein in einer ersten Richtung der ersten Achse verschiebbar auf der Ritzelwelle (4) vorgesehenes Ritzel (6) mit einer rechtwinklig zur ersten axialen Richtung verlaufenden Wand (25); eine zusammen mit dem Ritzel (6) auf der Ritzelwelle (4) in der ersten Richtung verschiebbare Kupplung (5), ausgebildet zur Übertragung eines Drehmoments der Ritzelwelle (4) auf das Ritzel (6), wobei die Wand (25) des Ritzels (6) der Kupplung (5) zugewandt ist; eine Zwischenwelle (7), die eine zur ersten Achse parallele Achse aufweist; ein um diese drehbar auf der Zwischenwelle (7) vorgesehenes und in einer zweiten Richtung der zweiten Achse derart verschiebbares Zwischenrad (8), daß es mit dem Ritzel (6) in Eingriff steht und ein sowohl an der Ritzelwelle (4) als auch an der Zwischenwelle (7) beweglich befestigtes und zwischen dem Ritzel (6) und der Kupplung (5) angeordnetes Kopplungselement (9), wobei der äußerste Durchmesser der Kupplung (5) und das Zwischenrad (8) einander zwischen der ersten und der zweiten Achse in rechtwinkliger Richtung zur ersten und zweiten Achse überlappen.
Anlasser (1) gemäß Anspruch 14, wobei das Kopplungselement (9) sowohl von einem ersten Nabenabschnitt (24) am Ritzel (6) und einem zweiten Nabenabschnitt (27) am Zwischenrad (8) getragen wird.
Anlasser (1) nach Anspruch 15, wobei der zweite Nabenabschnitt (27) einen ersten und einen zweiten Wandabschnitt aufweist, die zusammenwirkend das Kopplungselement zwischen sich derart einschließen, daß eine Position des Kopplungselements zwischen ihnen eingeschränkt ist, wobei der erste Wandabschnitt weiter von den Zähnen entfernt ist als der zweite Wandabschnitt.
Anlasser (1) nach Anspruch 14, bei welchem ein Spiel so klein wie nötig sichergestellt ist, um einen äußersten Durchmesser der Kupplung (5) von einem äußersten Durchmesser des ersten Wandabschnitts zwischen der ersten und der zweiten Achse auf Abstand zu halten.
Anlasser (1) nach Anspruch 14, bei welchem ein Durchmesser des zweiten Wandabschnitts im wesentliche gleich einem oder geringfügig kleiner als ein Fußkreisdurchmesser (Rr) des Zwischenrads (8) ist.
Anlasser (1) nach Anspruch 14, bei welchem ein Durchmesser der Wand größer ist als ein Kopfkreisdurchmesser (Rt) des Ritzels (6).
Anlasser (1) nach Anspruch 19, bei welchem ein Spiel sichergestellt ist, daß so klein wie nötig ist, um einen äußersten Durchmesser der Wand von einem äußersten Durchmesser des zweiten Wandabschnitts auf Abstand zu halten.