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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschinenstartvorrichtung, die mit einer Einwegkupplung ausgestattet ist, welche eine Drehwelle eines Elektromotors (eines Anlassermotors) mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine mechanisch in Eingriff bringen kann, um den Betrieb einer Brennkraftmaschine zu starten und zwar unter Verwendung der Ausgangsleistung des Elektromotors.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Ein verfügbarer herkömmlicher Maschinenanlasser, der den Betrieb einer Brennkraftmaschine starten kann, indem Ausgangsleistung eines Elektromotors (oder eines Anlassermotors) der Brennkraftmaschine zugeführt wird, ist bekannt (im Folgenden der Kürze halber als ”Maschine” bezeichnet). Bei solch einem Übertragungsmechanismus für die Ausgangsleistung von einem Elektromotor zur Maschine über die Maschinenstartvorrichtung wird ein Kleinzahnrad, welches an dem Elektromotor befestigt ist, zum Starten der Maschine nach vorwärts verschoben und gelangt in Kämmeingriff mit einem Ringzahnrad, welches an einer Kurbelwelle der Maschine befestigt ist. Nachdem die Maschine gestartet hat, wird das Kleinzahnrad des Elektromotors in seine Ursprungsposition zurückgeführt, indem die elektrische Leistungszufuhr zu dem Elektromotor angehalten wird. Das Kleinzahnrad des Elektromotors wird dadurch außer Eingriff von dem Ringzahnrad gebracht, das heißt der mechanische Eingriff zwischen dem Kleinzahnrad und der Kurbelwelle wird aufgehoben. Dieser Betrieb kann die Leistungsübertragung der Maschine zu der Drehwelle des Elektromotors (als Ausgangswelle) freigeben.
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Es wurde auch eine Maschinenstartvorrichtung vom Konstant-Kämmeingriffstyp vorgeschlagen, bei der das Ringzahnrad der Maschine und das Kleinzahnrad des Elektromotors immer miteinander kämmen. Kürzlich wurde ein Versuch unternommen, solch eine Maschinenstartvorrichtung von Konstant-Kämmeingriffstyp in Hybridfahrzeuge zu inkorporieren und die Fahrzeuge mit einem Leerlaufstoppsystem auszustatten.
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Beispielsweise ist in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung
JP 2000-297 730 A eine Maschinenstartvorrichtung vom Konstant-Kämmeingriffstyp offenbart. Bei dieser herkömmlichen Maschinenvorrichtung vom Konstant-Kämmeingriffstyp ist ein Ringzahnrad um die äußere Umfangsfläche eines Schwungsrades angeordnet und eine Einwegkupplung ist zwischen einer Drehwelle (oder einer Ausgangswelle) eines Elektromotors und einem Kleinzahnrad angeordnet. Nachdem die Maschine (eine Brennkraftmaschine) gestartet hat, führt die Einwegkupplung eine Trennung der Drehwelle des Elektromotors von dem Kleinzahnrad durch, um das Kleinzahnrad drehen zu lassen, damit nämlich das Kleinzahnrad in den Leerlauf fällt. Dies kann die Leistungsübertragung von der Maschine zu der Drehwelle des Elektromotors nachdem die Maschine gestartet wurde, freigeben, wie in der
JP 2000-297 730 A offenbart ist. Jedoch erzeugt diese herkömmliche Technik in Verbindung mit einer Maschinenstartvorrichtung vom Konstant-Kämmeingriffstyp übermäßige mechanische Geräusche, da nämlich das Ringzahnrad und das Kleinzahnrad immer miteinander kämmen und zwar während des Betriebes der Maschine und sich auch mit einem großen Ausmaß eines mechanischen Abriebs zwischen diesen Zahnrädern drehen.
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Im Gegensatz dazu gibt es eine andere herkömmliche Technik, bei welcher ein Schwungrad und ein Ringzahnrad unabhängig ausgebildet sind und eine Einwegkupplung zwischen dem Schwungrad und dem Ringzahnrad vorgesehen ist. Bei dieser herkömmlichen Technik wird der mechanische Eingriff zwischen dem Schwungrad und dem Ringzahnrad durch die Einwegkupplung freigegeben, nachdem die Maschine gestartet wurde. Beispielsweise offenbart die offengelegte japanische Patentveröffentlichung Nr.
JP 2000-274 337 A solch eine herkömmliche Technik. Da bei dieser herkömmlichen Technik eine Drehung von sowohl dem Ringzahnrad als auch dem Kleinzahnrad während des Betriebes der Maschine vermieden wird, ist es möglich einen Zahnradabrieb und übermäßiges mechanisches Geräusch zu beseitigen.
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Damit die Einwegkupplung die Zentrifugalkraft verwenden kann, nachdem die Maschine gestartet wurde, wird in der nachfolgend erläuterten herkömmlichen Technik gemäß der
JP 2000-274 337 A eine Konfiguration vorgeschlagen, bei der ein Außenring der Einwegkupplung in dem Schwungrad angeordnet ist und ein Innenring der Einwegkupplung in dem Ringzahnrad angeordnet ist. Es existieren jedoch vielfältige Typen von Schwungrädern auf dem kommerziellen Markt, beispielsweise stellen viele Motorfahrzeug-Hersteller unterschiedliche Typen von Schwungrädern her und vertreiben diese und zwar entsprechend den Motorfahrzeugen. Daher müssen vielfältige Typen von Ringzahnrädern geschaffen werden entsprechend den Typen der vielfältigen Typen von Schwungrädern.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Maschinenstartvorrichtung zu schaffen, bei der die Herstellungskosten einer Sekundär-Dreheinheit der Maschinenstartvorrichtung gesenkt werden können, wobei die Maschinenstartvorrichtung mit einer Einwegkupplung ausgestattet ist und die bei verschiedenen Typen von Ringzahnrädern angewendet werden kann und die einen mechanischen Eingriff zwischen einer Drehwelle (oder einer Ausgangswelle) eines Elektromotors und einer Kurbelwelle an einer Brennkraftmaschine vermittels einer Einwegkupplung herstellen und freigeben kann, wobei ein Kleinzahnrad an der Drehwelle des Elektromotors befestigt ist, ein Schwungrad an der Kurbelwelle der Maschine befestigt ist und das Schwungrad unabhängig in der Konfiguration von dem Ringzahnrad ausgebildet ist. Die Maschinenstartvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann bei vielfältigen Typen von Schwungrädern angewendet werden und passt auch für diese.
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Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung eine Maschinenstartvorrichtung (1) mit einer Einwegkupplung (2, 2-1), einer Primär-Dreheinheit (19) und einer Sekundär-Dreheinheit (20, 20-1). Über die Einwegkupplung (2, 2-1) und eine Ausgangswelle (oder Drehwelle 4) eines Elektromotors (3) erfolgt ein mechanischer Eingriff mit einer Kurbelwelle (5) einer Maschine (6), um den Betrieb der Maschine (6) vermittels der Ausgangsleistung des Elektromotors (3) zu starten. Die Primär-Dreheinheit (19) umfasst ein Zahnrad (16), welches mit einem Kleinzahnrad (14) in Eingriff gelangen kann, welches an der Ausgangswelle (4) des Elektromotors (3) befestigt ist und sich durch die Ausgangsleistung des Elektromotors (3) dreht. Die Primär-Dreheinheit (19) bildet einen Innenring (21) der Einwegkupplung (2, 2-1). Die Sekundär-Dreheinheit (20, 20-1) besteht aus einem bestimmten Teil eines Schwungrades (15), welches an der Maschine (6) befestigt ist und welches unabhängig von dem Schwungrad (15) angeordnet wird. Die Sekundär-Dreheinheit (20, 20-1) und das Schwungrad (15) sind relativ zu der Kurbelwelle (5) befestigt. Die Sekundär-Dreheinheit (20, 20-1) dreht sich zusammen mit der Kurbelwelle (5) der Maschine (6). Die Sekundär-Dreheinheit bildet einen Außenring der Einwegkupplung.
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Sowohl die Primär- als auch die Sekundär-Dreheinheit (19, 20, 20-1) dienen als Ringzahnrad (13) und dienen ferner als Einwegkupplung (2), die einen mechanischen Eingriff zwischen der Drehwelle (4) des Elektromotors (3) und der Kurbelwelle (5) der Brennkraftmaschine (6) herstellen und freigeben kann, die hauptsächlich aus den Primär- und Sekundär-Dreheinheiten (19, 20, 20-1) zusammengesetzt ist, welche beide Funktionen aufweisen, um als Ringzahnrad (13) zu wirken, und die Funktion aufweisen, um als Einwegkupplung (2) zu arbeiten, die einen Eingriff und eine Freigabe einer mechanischen Verbindung zwischen der Drehwelle (4) und der Kurbelwelle (5) erstellen kann, wobei die Vorrichtung als ”Ringzahnrad mit eingebauter Einwegkupplung” bezeichnet wird. Da die Sekundär-Dreheinheit (20, 20-1) mit dem Außenring (22, 22-1) und das Schwungrad (15) aus unabhängigen Teilen gebildet sind, also nicht aus einem zusammenhängenden oder einstückigen Körper, und da der Außenring (22, 22-1) der Sekundär-Dreheinheit (20, 20-1) unabhängig von dem Schwungrad (15) konstruiert ist, wird es möglich, dass das Ringzahnrad (13) mit der eingebauten Einwegkupplung (2) und das Schwungrad (15) unabhängig als getrennte Teile arbeiten. Da die Sekundär-Dreheinheit (20, 20-1) an der Kurbelwelle (5) der Maschine (6) als ein Teil angebracht werden kann, wird es möglich das Ringzahnrad (13) mit der eingebauten Einwegkupplung (2) an vielfältigen Typen von Schwungrädern anzuwenden und beide, das heißt das Ringzahnrad und das Schwungrad an der Kurbelwelle der Maschine zu befestigen. Dies kann die Vorbereitung von vielfältigen Typen von Ringzahnrädern entsprechend vielfältiger Typen von Schwungrädern vermeiden.
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Zusätzlich kann die Trennung zwischen dem Ringzahnrad (13) mit der eingebauten Einwegkupplung (2) von dem Schwungrad (15) in dieser Konfiguration die direkte Übertragung einer Vibration schwächen, die durch das Schwungrad (15) erzeugt wird und auf das Ringzahnrad (13) mit der eingebauten Einwegkupplung (2) übertragen wird.
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Gemäß der Maschinenstartvorrichtung (1) entsprechend einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Sekundär-Dreheinheit (20) einen festen oder ortsfesten Teil und einen Verbindungsteil. Der feststehende Teil (25) ist an der Kurbelwelle (5) befestigt und ist an einer inneren Umfangsseite des Außenringes (22) der Einwegkupplung (2) angeordnet. Der Verbindungsteil (26) ist zwischen dem Außenring (22) und dem feststehenden Teil (25) ausgebildet und überbrückt diese, um einen Raum abzuschirmen, der zwischen dem Außenring (22) der Einwegkupplung (2) und dem feststehenden oder ortsfesten Teil (25) von dem Schwungrad (15) gebildet ist.
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Da der Spalt zwischen dem Außenring (22) und dem befestigten Teil oder feststehenden Teil (25) den Innenring (21), das Kupplungsteil (28), das Lager und ähnliches aufnimmt, wird verhindert, dass fremdes Material in den Spalt eindringt. Da das Schwungrad (15), welches gegenüber dem Spalt angeordnet ist, Löcher aufweist, können fremde Bestandteile in leichter Weise in den Spalt eindringen. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedoch das Verbindungsteil (26), welches zwischen dem Außenring (22) und dem feststehenden Teil (25) in der Sekundär-Dreheinheit (20) positioniert ist und diese überbrückt, den Spalt zu dem Schwungrad (15) hin abschirmen und es wird möglich das Eindringen von fremdem Material in den Spalt mit Hilfe des Verbindungsteiles (26) der Sekundär-Dreheinheit (20) zu verhindern.
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Gemäß einem noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei der Maschinenstartvorrichtung (1) der befestigte Teil (25) an einer Endfläche der Kurbelwelle (5) befestigt, die an der Maschine (6) angebracht ist. Da diese Konfiguration die Möglichkeit schafft, dass der befestigte Teil (25) und der Verbindungsteil (26) mit einer gleichen Platte ausgebildet werden können, ist es möglich, die Herstellungskosten der Sekundär-Dreheinheit (20) bei der Maschinenstartvorrichtung (1) zu senken.
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Gemäß der Maschinenstartvorrichtung (1) eines anderen Aspektes der vorliegenden Erfindung ist der Außenring (22) und der Verbindungsteil (26) der Einwegkupplung (2) als ein integrierter Körper ausgebildet ohne unterschiedliche Teile, die miteinander verbunden sind. Da der Außenring (22) der Sekundär-Dreheinheit (20) eine große Härte besitzen muss, ist es erforderlich eine thermische Behandlung der Sekundär-Dreheinheit (20) bei dem Herstellungsschritt durchzuführen. Jedoch verursacht die thermische Behandlung eine Verformung der Sekundär-Dreheinheit und zwar aufgrund einer verbliebenen Spannung an einem Verbindungsteil zwischen zwei Materialien und es wird eine Ermüdungsbeanspruchung an dem Verbindungsteil erhöht. Verwendet man jedoch die Konfiguration gemäß einer getrennten oder unabhängigen Ausbildung des Verbindungsteiles und des Außenringes und berücksichtigt man, dass diese miteinander verbunden werden und zwar entsprechend der Forderung zur Durchführung der thermischen Behandlung für sowohl das Verbindungsteil als auch den Außenring, wird ein Verbindungsbereich zwischen denselben vermieden. Als ein Ergebnis ist es schwierig eine angemessene Länge der Kontaktierung der Sekundär-Dreheinheit mit den Teilen aufrecht zu erhalten, welche die Einwegkupplung bilden.
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Da der Außenring (22) und der Verbindungsteil (26) aus einem integrierten Körper und nicht aus getrennten Teilen, die miteinander verbunden sind, bestehen, ist es zur Beseitigung des zuvor genannten Nachteils gemäß der vorliegenden Erfindung möglich die thermische Behandlung an dem aus dem Außenring und dem Verbindungsteil bestehenden integrierten Körper frei durchzuführen. Dies kann eine angemessene Kontaktierungslänge für die Kupplungsteile aufrecht erhalten. In der Beschreibung und auch in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung bedeuten die Worte ”ein integrierter Körper”, dass ein einziges Material verarbeitet wird und zwar unter Anwendung eines Pressvorganges oder Kaltpressvorganges ohne einen Schneidvorgang.
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[Die beste Art die vorliegende Erfindung zu realisieren]
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Bei der Maschinenstartvorrichtung (1) entsprechend der besten Art, um die vorliegende Erfindung zu realisieren, verbindet die Einwegkupplung (2, 2-1) mechanisch die Ausgangswelle (4) des Elektromotors (3) mit den Kleinzahnrad (14) und ist an der Kurbelwelle (5) der Maschine (6) befestigt, an welcher das Schwungrad (15) angebracht ist. Die Ausgangsleistung des Elektromotors (3) wird der Maschine (6) über die Kurbelwelle (5) zugeführt, um den Betrieb der Maschine (6) zu starten. Die Maschinenstartvorrichtung (1) gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Primär-Dreheinheit (19) und die Sekundär-Dreheinheit (20). Die Primär-Dreheinheit (19) umfasst das Zahnrad (16), welches mit dem Kleinzahnrad (14) kämmt, welches an der Ausgangswelle (4) des Elektromotors (3) angebracht ist. Die Sekundär-Dreheinheit (20, 20-1) ist getrennt von dem Schwungrad (15) platziert und ist relativ mit dem Schwungrad (15) an der Kurbelwelle (5) der Maschine (6) fixiert. Die Sekundär-Dreheinheit (20, 20-1) dreht sich zusammen mit der Kurbelwelle (4). Die Primär-Dreheinheit (19) umfasst den Innenring (21) der Einwegkupplung (2, 2-1), und die Sekundär-Dreheinheit (20, 20-1) umfasst den Außenring (22, 22-1) der Einwegkupplung (2). Ferner umfasst die Sekundär-Dreheinheit (20, 20-1) den angebrachten Teil (25, 25-1) und den Verbindungsteil (26, 26-1). Der angebrachte Teil (25, 25-1) ist an der Kurbelwelle (5) angebracht und ist in der Innenumfangsseite des Außenringes (22, 22-1) der Einwegkupplung (2, 2-1) platziert. Der Verbindungsteil (26, 26-1) der Sekundär-Dreheinheit (20, 20-1) ist zwischen dem Außenring (22, 22-1) und dem angebrachten Teil (25, 25-1) ausgebildet. Die Sekundär-Dreheinheit (20, 20-1) überbrückt diese, um den Raum oder den Spalt abzuschirmen oder abzudecken, der zwischen dem Außenring (22, 22-1) und dem angebrachten Teil in der Einwegkupplung (2, 2-1) ausgebildet ist, und zwar gegenüber dem Schwungrad (15) abzuschirmen oder abzudecken. Darüber hinaus bilden der Außenring (22, 22-1) und der Verbindungsteil (26, 26-1) der Einwegkupplung (2, 2-1) einen integrierten Körper und bestehen nicht aus zwei getrennten Teilen, die miteinander verbunden sind. Darüber hinaus ist der angebrachte Teil (25, 25-1) an der Endfläche der Kurbelwelle (5) angebracht.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Im Folgenden wird eine bevorzugte nicht einschränkende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, in welchen zeigen:
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1 eine Teil-Schnittansicht, die eine Maschinenstartvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergibt;
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2 die Maschinenstartvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die in 1 gezeigt ist, welche in Eingriff mit einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs gebracht ist;
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3 eine perspektivische Ansicht einer Sekundär-Dreheinheit in der Maschinenstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 1 gezeigt ist;
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4 eine perspektivische Ansicht einer Sekundär-Dreheinheit mit einer anderen Konfiguration in einer Maschinenstartvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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5 eine Teil-Schnittansicht, welche die Maschinenstartvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergibt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugszeichen oder Bezugsnummern ähnliche oder äquivalente Komponententeile in allen Darstellungen.
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Erste Ausführungsform
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Es folgt eine Beschreibung der Konfiguration der Maschinenstartvorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Hinweis auf die 1 bis 3.
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Die 1 zeigt eine Teil-Schnittansicht der Maschinenstartvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. 2 zeigt die Maschinenstartvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung, die in 1 gezeigt ist, die mit einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs in Eingriff oder Angriff steht. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Sekundär-Dreheinheit in der Maschinenstartvorrichtung 1, die in 1 gezeigt ist. Beispielsweise ist die Maschinenstartvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung bei Motorfahrzeugen anwendbar.
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Wie in 1 und in 2 gezeigt ist, verbindet dann, wenn eine Brennkraftmaschine 6 (im Folgenden der Kürze halber als ”Maschine” bezeichnet) gestartet wird, eine Einwegkupplung 2 in der Maschinenstartvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform mechanisch eine Ausgangswelle 14 (oder eine Drehwelle) eines Elektromotors 3 (oder eines Anlassermotors) mit einer Kurbelwelle 5 der Maschine 6 und es wird dadurch die Ausgangsleistung des Elektromotors 3 auf die Maschine 6 übertragen.
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Im Allgemeinen erzeugen Elektromotoren eine mechanische Leistung durch eine Wechselwirkung zwischen einem Magnetfeld, welches durch Zuführen eines Stromes zu einer Feldwicklung erzeugt wird, und einem Strom, der durch eine Ankerwicklung fließt. Wie in 2 gezeigt ist, wird beim Initiieren des Betriebes der Maschine 6, die in dem Fahrzeug montiert ist, eine Fahrzeugbatterie 9, die in dem Fahrzeug montiert ist, veranlasst elektrische Leistung dem Elektromotor 3 über ein Anlasserrelais 7, einen Magnetschalter 8 und ähnliches zuzuführen.
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Nachdem die Maschine 6 gestartet hat, gibt die Einwegkupplung 2 die mechanische Verbindung zwischen der Drehwelle 4 und der Kurbelwelle 5, die an der Maschine 6 befestigt ist, frei, sodass der Elektromotor 3 aus der Leistungsübertragung von der Maschine 6 frei kommt, indem die mechanische Verbindung zwischen diesen aufgelöst wird.
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Bei der Maschinenstartvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform befinden sich ein Ringzahnrad 13, welches an der Kurbelwelle 5 der Maschine 6 befestigt ist, und ein Kleinzahnrad 14, welches an der Ausgangswelle 4 des Elektromotors 3 befestigt ist, immer in Kämmeingriff. Gemäß der Notwendigkeit die Maschine zu starten, kann die Maschine 6 ihre Drehung initiieren und zwar unter Verwendung oder Ausnutzung der Ausgangsleistung des Elektromotors 3.
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Das Ringzahnrad 13 der Maschinenstartvorrichtung 1 ist, wie noch an späterer Stelle erläutert werden wird, mit einer darin vorgesehenen Einwegkupplung 2 ausgerüstet. Die Einwegkupplung 2 ist dafür ausgelegt, um eine mechanische Verbindung zwischen der Ausgangswelle 4 des Elektromotors 3 und der Kurbelwelle 5 herzustellen und aufzuheben, an welcher ein Schwungrad 15 ebenfalls befestigt ist. Wenn der Elektromotor 3 stoppt, nachdem die Maschine 6 gestartet wurde, wird die mechanische Verbindung zwischen der Ausgangswelle 4 des Elektromotors 3 und der Kurbelwelle 5 der Maschine 6 über die Einwegkupplung 2 aufgehoben und im Gegensatz dazu halten das Zahnrad 6 des Ringzahnrades 13 und das Kleinzahnrad 14, welches an dem Elektromotor 3 befestigt ist, solchen Betrieb aufrecht und zwar unter Beibehaltung der mechanischen Verbindung zwischen dem Zahnrad 16 und dem Ringzahnrad 13 und dem Kleinzahnrad 14.
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Als Nächstes folgt eine Beschreibung der Hauptkomponenten, welche die Maschinenstartvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform bilden.
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Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die Maschinenstartvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform das Zahnrad 16, welches in Eingriff mit dem Kleinzahnrad 14 steht, eine Primär-Dreheinheit 19, die in Drehung versetzt wird, indem sie die Ausgangsleistung des Elektromotors 3 empfängt, und eine Sekundär-Dreheinheit 20, die unabhängig von dem Schwungrad 15 angeordnet ist und relativ zu der Kurbelwelle 5 der Maschine 6 angebracht ist.
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Wie in 1 gezeigt ist, besitzt die Primär-Dreheinheit 19 einen Innenring 21, der eine Einwegkupplung 2 bildet. Die Sekundär-Dreheinheit 20 besitzt einen Außenring 22, der die Einwegkupplung 2 ebenfalls mit bildet. Das heißt, die Maschinenstartvorrichtung 1 ist hauptsächlich aus der Primär-Dreheinheit 19 und der Sekundär-Dreheinheit 20 zusammengesetzt. Die Maschinenstartvorrichtung 1 umfasst das Ringzahnrad 13, welches mit der Einwegkupplung 2 darin ausgestattet ist. Im Folgenden wird das Ringzahnrad 13 auch als ein ”Einwegkupplung-Ringzahnrad 13” bezeichnet.
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Die Primär-Dreheinheit 19 umfasst das Zahnrad 16 mit dessen äußerstem Umfangsbereich und wirkt als Ringzahnrad, indem nämlich das Zahnrad 16 mit dem Kleinzahnrad 14 in Eingriff steht. Die Primär-Dreheinheit 19, deren innerster Umfangsteil in Richtung der Achse ragt, bildet den Innenring 21, wie in 1 dargestellt ist.
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Gemäß der Darstellung in 3 umfasst die Sekundär-Dreheinheit 20 einen äußersten Umfangs-Vorsprungsteil mit einer zylinderförmigen Gestalt und einen innersten Umfangs-Vorsprungsteil ebenfalls mit einer zylinderförmigen Gestalt. Diese äußersten und innersten Umfangs-Vorsprungsteile ragen in der axialen Richtung der Sekundär-Dreheinheit 20.
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Die Sekundär-Dreheinheit 20 mit den äußersten und innersten Umfangs-Vorsprungsteilen mit einer zylinderförmigen Gestalt ist auch so ausgeführt, dass diese äußersten und innersten Umfangs-Vorsprungsteile oder -abschnitte in der axialen Richtung ragen. Der äußerste Umfangs-Vorsprungsteil oder -abschnitt bildet einen Außenring 22, und der innerste Umfangs-Vorsprungsteil oder -abschnitt bildet einen befestigten Teil 25, der an der Kurbelwelle 5 angebracht ist, beispielsweise mit Hilfe eines Bolzens oder Schraube 32 (siehe 1).
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Gemäß der Darstellung in 3 bildet ein kreisförmiger Plattenabschnitt zwischen den äußersten und den innersten Umfangs-Vorsprungsteilen oder -abschnitten einen Verbindungsteil 26, der eine Überbrückung zwischen dem Außenring 22 und dem angebrachten Teil 25 bildet. Wie noch an späterer Stelle erläutert werden wird, sind der Verbindungsteil 26, der äußere Ring 22 und der befestigte Teil 25 als ein integrierter Körper ausgeführt, also nicht aus bestimmten Abschnitten oder Teilen, die miteinander verbunden sind.
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Der Außenring 22 ist nämlich in Gegenüberlage zu dem Innenring 21 an der Außenumfangsseite des Innenringes 21 über eine Rolle, einen Hemmschuh (sprague) und ähnliches angeordnet. Der Außenring 22, der Innenring 21 und ein Kupplungsteil 28 bilden die Einwegkupplung 2.
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Wie andererseits in 1 gezeigt ist, führt die Einwegkupplung 2 eine Leistungsübertragung zwischen dem Innenring 21 der Primär-Dreheinheit 19 und dem Außenring 22 der Sekundär-Dreheinheit 20 durch und zwar unter Verwendung der mechanischen Verbindung zwischen diesen, wenn das Kupplungsteil 28 in der Einwegkupplung 2 zwangsweise in Berührung oder in Kontakt mit sowohl dem Innenring 21 als auch dem Außenring 22 gebracht wird. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 5 der Maschine die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 4 des Elektromotors 3 erreicht und überschreitet und zwar nachdem die Maschine 6 gestartet wurde (inklusive einem Fall, bei dem nach der elektrischen Leistungszufuhrzu dem Elektromotor 3 ein Anhalten erfolgt), wird der Verriegelungszustand zwischen dem Kupplungsteil 28 und dem Innenring 21 aufgelöst. Wenn die Größe der Zentrifugalkraft, die durch die Drehung der Maschine erzeugt wird, weiter anwächst, tritt ein Spalt zwischen dem Kupplungsteil 28 und dem Innenring 21 auf. Das Erzeugen solch eines Spaltes löst die mechanische Verbindung zwischen dem Innenring 21 und dem Außenring 22, sodass die Leistungsübertragung zwischen dem Innenring 21 und dem Außenring 22 angehalten wird. Bei der Einwegkupplung 2 ist der Raum zwischen dem Innenring 21 und dem Außenring 22, welcher das Kupplungsteil 28 aufnimmt, mit einem Schmiermittel gefüllt, um einen Schmierzustand zwischen diesen beizubehalten. Ferner ist ein Dichtungsteil 30 an der äußeren Umfangsseite des Außenringes 22 platziert.
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Der befestigte Teil 25 wird zwangsweise durch das Schwungrad 15 und die Kurbelwelle 5 abgestützt und ist an dem Schwungrad 15 befestigt und auch an der Kurbelwelle 5 und zwar durch eine Befestigungskraft vermittels einer Schraube oder Bolzen 32. Wie in 1 gezeigt ist, ist der angebrachte Teil 25 auf der Innenumfangsseite angeordnet, und zwar gesehen von dem Innenring 21 aus. Ein Lager 33 ist zwischen dem angebrachten Teil 25 und dem Innenring 21 angeordnet.
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Der Verbindungsteil 26 ist in Gegenüberlage zu dem Schwungrad 15 angeordnet und zwar entlang der axialen Richtung der Kurbelwelle der Maschine 6 (in 1 in der horizontalen Richtung).
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Wie in 3 gezeigt ist, deckt der Verbindungsteil 26 in der Sekundär-Dreheinheit den Raum ab oder schirmt diesen ab, der zwischen dem Außenring 22 und dem angebrachten Teil 25 ausgebildet ist, und zwar gegenüber dem Schwungrad 15. Der Verbindungsteil 26 und der Außenring 22 (und auch der angebrachte Teil 25) bestehen aus einem integrierten Körper, also nicht aus zwei bestimmten Teilen, die miteinander verbunden sind. Der Verbindungsteil 26 und der Außenring 22, die einen integrierten Körper bilden, werden unter Verwendung eines einzigen Materials hergestellt und zwar zum Beispiel durch Pressen, Kaltpressen und ähnlichen Verfahren.
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[Wirkung der Maschinenstartvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform]
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Die Maschinenstartvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht hauptsächlich aus dem Zahnrad 16, der Primär-Dreheinheit 19 und der Sekundär-Dreheinheit 20. Das Zahnrad 16 steht in Eingriff mit dem Kleinzahnrad 14, welches an dem Elektromotor 3 angebracht ist. Die Primär-Dreheinheit 19 wird durch die Ausgangsleistung des Elektromotors 3 in Drehung versetzt. Die Sekundär-Dreheinheit 20 ist unabhängig von dem Schwungrad 15 angeordnet. Die Sekundär-Dreheinheit 20 und das Schwungrad 15 sind in Bezug auf die Kurbelwelle 5 der Maschine 6 fixiert oder angebracht. Die Sekundär-Dreheinheit 20 dreht sich zusammen mit der Kurbelwelle 5. Die Primär-Dreheinheit 19 umfasst den Innenring 21, und die Sekundär-Dreheinheit 20 umfasst den Außenring 22. Das heißt, die Primär-Dreheinheit 19 und die Sekundär-Dreheinheit 20 bilden das Ringzahnrad 13 mit der darin eingebauten Einwegkupplung, die sowohl die Funktion des Ringzahnrades als auch die Funktion der Einwegkupplung 2 aufweist. Da darüber hinaus die Sekundär-Dreheinheit 20 und das Schwungrad 15 aus getrennten Teilen gebildet sind und der Außenring 22 unabhängig von dem Schwungrad 15 angeordnet oder eingebaut wird, ist es möglich, dass das Ringzahnrad 13 mit der darin eingebauten Einwegkupplung und das Schwungrad 15 als vollkommen getrennte Teile ausgebildet werden können.
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Gemäß der Konfiguration der Maschinenstartvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich zu vermeiden, dass eine Verschiebung des Ringzahnrades 13 mit der eingebauten Einwegkupplung für ein entsprechendes Schwungrad auftritt, da die Sekundär-Dreheinheit 20 an der Kurbelwelle 5 der Maschine 6 angebracht ist und zwar in einer spezifischen Weise, bei der der angebrachte Teil 25 zwangsweise zwischen dem Schwungrad 15 und der Kurbelwelle 5 mit Hilfe der Schraube oder Bolzen 13 fixiert ist. Als ein Ergebnis wird es möglich zu vermeiden, dass vielfältige Typen von Ringzahnrädern mit einer eingebauten Einwegkupplung vorbereitet oder hergestellt werden müssen und zwar entsprechend den verschiedenen Typen von Schwungrädern.
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Darüber hinaus kann die Trennung des Ringzahnrades 13 mit der eingebauten Einwegkupplung von dem Schwungrad 15 in Form von getrennten Teilen die direkte Übertragung von einer Vibration reduzieren, die durch das Schwungrad 15 erzeugt wird, und zwar Übertragung der Vibration auf das Ringzahnrad 13 mit der eingebauten Einwegkupplung.
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Ferner umfasst die Sekundär-Dreheinheit 20 den angebrachten Teil 25 und den Verbindungsteil 26, wobei der angebrachte Teil 25 an der Kurbelwelle 5 der Maschine 6 fixiert ist und an der innersten Umfangsseite angeordnet ist, und wobei der Verbindungsteil 26 den Raum zwischen dem Außenring 22 und dem angebrachten Teil 25 überbrückt. Der Verbindungsteil 26 schirmt den Raum, der zwischen dem Außenring 22 und dem angebrachten Teil 25 ausgebildet ist, gegenüber dem Schwungrad 15 ab. Diese Konfiguration schafft die Möglichkeit, dass das Verbindungsteil 26 den Raum abschirmen kann, der zwischen dem Außenring 22 und dem angebrachten Teil 25 ausgebildet ist (das heißt der Raum, der den Innenring 21, das Kupplungsteil 28 und das Lager 33 und ähnliches aufnimmt), sodass verhindert wird, dass fremdes Material von der Seite des Schwungrades her eindringen können.
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Darüber hinaus sind der Außenring 22 und das Verbindungsteil 26 aus einem integrierten Körper gebildet, also nicht aus zwei getrennten Teilen, die miteinander verbunden sind. Da sowohl der Außenring 22 als auch das Verbindungsteil 26 keinen Verbindungsteil aufweisen, kann durch diese Konfiguration das Auftreten einer Verformung durch eine thermische Behandlung und ein Absenken der Festigkeit durch Ermüdung verhindert werden. Da dadurch die Möglichkeit geschaffen wird, dass eine thermische Behandlung sowohl hinsichtlich des Außenringes 22 als auch hinsichtlich des Verbindungsteiles 26 ohne Einschränkung durchgeführt werden kann, ergibt sich die Möglichkeit, dass eine angemessene Länge zwischen dem Außenring 22 und dem Kupplungsteil 28 eingehalten wird.
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Zweite Ausführungsform
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Es folgt nun eine Beschreibung einer Maschinenstartvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Hinweis auf 4.
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4 ist eine perspektivische Ansicht einer Sekundär-Dreheinheit 20-1 mit einer anderen Konfiguration der Maschinenstartvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 5 zeigt eine Teil-Schnittansicht, welche die Maschinenstartvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergibt. Wie in 4 gezeigt ist, besitzt die Sekundär-Dreheinheit 20-1 eine zylinderförmige Gestalt, deren äußerster Umfangsteil in der axialen Richtung verläuft. Es sind Schraubenlöcher 35 an dem zentralen Teil der Sekundär-Dreheinheit 20-1 ausgebildet. Die Sekundär-Dreheinheit 20-1 ist an der Kurbelwelle 5 durch Schrauben oder Bolzen 32 befestigt. 5 zeigt lediglich einen Bolzen oder Schraube 32. Andere Schrauben oder Bolzen 32 sind der Übersichtlichkeit halber von 5 weggelassen.
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Der vorspringende Teil an dem äußersten Umfangsabschnitt der Sekundär-Dreheinheit 20-1 bildet den Außenring 22-1 der Sekundär-Dreheinheit 20-1, der an der anderen Seite (in 6 der rechten Seite) der axialen Richtung zusammengebaut oder angebaut ist. Der zentrale Teil der Sekundär-Dreheinheit 20-1 bildet den angebrachten Teil 25-1, der in Gegenüberlage zu einer Endfläche der Kurbelwellenachse 5 liegt und an der Kurbelwelle 5 der Maschine 6 über Schrauben befestigt ist. Ähnlich der Konfiguration der Sekundär-Dreheinheit 20 bei der Maschinenstartvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform, die in 3 gezeigt ist, ist ein Verbindungsteil 26-1 zwischen dem angebrachten Teil 25-1 und dem Außenring 22-1 der Sekundär-Dreheinheit 20-1 in der Maschinenstartvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform ausgebildet. Darüber hinaus bestehen ähnlich wie bei der Konfiguration der ersten Ausführungsform, die Sekundär-Dreheinheit 20-1 und das Schwungrad 15 aus getrennten Teilen bzw. aus Einzelteilen und der Außenring 22-1 in der Sekundär-Dreheinheit 20-1 wird an der Kurbelwelle 5 der Maschine angebaut und zwar unabhängig von dem Schwungrad 15, und auch das Ringzahnrad 13 mit der eingebauten Einwegkupplung und das Schwungrad 15 bestehen vollständig aus getrennten Teilen.
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Die Sekundär-Dreheinheit 20-1 in der Maschinenstartvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft die Möglichkeit, da der angebrachte Teil 25-1 und der Verbindungsteil 26-1 auf der gleichen ebenen Fläche ausgebildet sind, die Herstellungskosten der Sekundär-Dreheinheit 20-1 in der Maschinenstartvorrichtung abzusenken.
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[Modifizierte Ausführungsformen]
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Gemäß der Konfiguration von jeder Maschinenstartvorrichtung der ersten und der zweiten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird es möglich, dass der Verbindungsteil 26 und 26-1 fremdes Material von dem Schwungrad 15 her abschirmen. Die Konfiguration des Verbindungsteiles 26-1, die in 4 gezeigt ist, kann vollständig das Eindringen von fremden Materialien von dem Schwungrad 15 her verhindern. Im Gegensatz dazu kann bei der Konfiguration des Verbindungsteiles 26, welches in 3 gezeigt ist, welches eine Teil-Abschirmfähigkeit besitzt, die Materialverwendung der Sekundär-Dreheinheit reduzieren, nämlich die Herstellungskosten absenken.
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Obwohl ferner die Maschinenstartvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform aus einer Maschinenstartvorrichtung vom Konstant-Kämmeingrifftyp ist, bei dem das Ringzahnrad der Maschine immer in Eingriff mit dem Kleinzahnrad des Elektromotors steht, ist das Konzept der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Es ist beispielsweise möglich das Konzept der vorliegenden Erfindung auf einen anderen Typen einer Maschinenstartvorrichtung anzuwenden, bei der das Kleinzahnrad 14 in Richtung zu dem Zahnrad 16 hin verschoben wird und dadurch in Eingriff mit dem Zahnrad 16 gelangt.
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Darüber hinaus gibt es gemäß der Maschinenstartvorrichtung der Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung keine Erläuterung dafür, ob das Schwungrad 15 den Verbindungsteil der Sekundär-Dreheinheit in der axialen Richtung kontaktiert oder nicht. Es ist möglich einen Spalt zwischen dem Schwungrad 15 und dem Verbindungsteil 16 herzustellen. Diese Konfiguration kann die Übertragung einer Vibration, die durch das Schwungrad 15 erzeugt wird, auf das Ringzahnrad 13 mit der darin eingebauten Einwegkupplung reduzieren.
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Obwohl spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Einzelheiten beschrieben wurden, sei für Fachleute darauf hingewiesen, dass vielfältige Abwandlungen und alternative Ausführungsformen in Verbindung mit diesen Einzelheiten im Lichte der Gesamtlehre der Offenbarung entwickelt werden können. Demzufolge sollen die speziellen hier offenbarten Anordnungen lediglich der Veranschaulichung dienen und sollen den Rahmen der Erfindung nicht einschränken, der sich in seiner vollen Breite oder Umfang aus den nachfolgenden Ansprüchen und Äquivalenten derselben ergibt.
