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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Technisches Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Anlasser mit einem Planeten-Untersetzungsgetriebe, welches eine Drehzahl eines Motors herabsetzt.
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BESCHREIBUNG DES ZUGEHÖRIGEN STANDES DER TECHNIK
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Gemäß herkömmlicher Technologie ist in der Offenlegungsveröffentlichung der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-118494 ein Anlasser veröffentlicht. Der Anlasser besitzt ein Drehzahl-Untersetzungssystem zur Herabsetzung einer Drehung eines Motors in zwei verschiedenen Drehzahlen.
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Das Drehzahluntersetzungssystem enthält ein erstes Planeten-Untersetzungsgetriebe, das ein erstes Sonnenrad auf einer Ankerwelle des Motors und ein zweites Planeten-Untersetzungsgetriebe aufweist, das ein zweites Sonnenrad auf einer Ausgangswelle des ersten Planeten-Untersetzungsgetriebes besitzt.
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Darüber hinaus ist das zweite Sonnenrad getrennt von der Ausgangswelle des ersten Planeten-Untersetzungsgetriebes gebildet und steht in einem direkten Keilfedereingriff mit einem Außenumfang der Ausgangswelle abnehmbar in Eingriff.
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Gemäß der oben erwähnten Konstruktion ist es nicht notwendig, die Ausgangswelle des ersten Planeten-Untersetzungsgetriebes zu ersetzen, wenn das Untersetzungsverhältnis des zweiten Planeten-Untersetzungsgetriebes geändert werden soll.
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Da zusätzlich das zweite Sonnenrad, das auf der Ausgangswelle angeordnet ist, durch ein anderes Sonnenrad ersetzt werden kann, indem es von der Ausgangswelle entfernt wird, besteht der Vorteil, dass die Ausgangswelle des ersten Planeten-Untersetzungsgetriebes standardisiert werden kann.
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In dem in der Veröffentlichung Nr.
2006-118494 offenbarten Anlasser wird das Ausgangsmoment des Motors durch das erste Planetenuntersetzungsgetriebe verstärkt und dann weiter durch das zweite Planeten-Untersetzungsgetriebe noch mal verstärkt.
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Das bedeutet, da das durch das erste Planeten-Untersetzungsgetriebe verstärkte Drehmoment auf das zweite Sonnenrad einwirkt, welches für das zweite Planeten-Untersetzungsgetriebe verwendet wird, ist es nur notwendig, ein zweites Zahnrad zur Verfügung zu haben, welches einem größeren Drehmoment gegenüber dem ersten Sonnenrad standhalten kann.
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Es wird jedoch eine innere Keilfederverzahnung am Innenumfang des zweiten Sonnenrads gebildet, welches in unmittelbarem Eingriff mit der Keilfederverzahnung an der Ausgangswelle des ersten Planeten-Untersetzungsgetriebes steht, und die Anzahl der Zähne der inneren Keilfederverzahnung und die Anzahl der Zähne am zweiten Sonnenrad unterscheiden sich (die innere Keilfederverzahnung besitzt mehr Zähne als das zweite Sonnenrad). Wenn also vorstehende Teile, welche innen in radialer Richtung der inneren Keilfederverzahnung vorstehen, als innere Keilfederzähne bezeichnet werden, dann sind die Spitzen (inneren Enden mit Bezug auf die Radialrichtung) der inneren Keilfederzähne als Zahnspitzen der inneren Keilfederzähne zu bezeichnen, und ausgenommene Bereiche, welche zwischen benachbarten inneren Keilfederzähnen in Umfangsrichtung gebildet sind, werden als innere Keilfedernuten bezeichnet.
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Wenn, wie oben erwähnt, die Anzahl von Zähnen der inneren Keilfederverzahnung von der Anzahl der Zähne des zweiten Sonnenrads verschieden ist, so entstehen dünne Wandbereiche, wo die Füße der Zähne des zweiten Sonnenrads und die inneren Keilfedernuten sich in Dickenrichtung gegenüberstehen, und dicke Wandbereiche, wo die Füße der Zähe des zweiten Sonnenrads und die Zahnspitzen der inneren Keilfederzähne sich in Dickenrichtung gegenüberstehen.
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Aus diesem Grunde muss das zweite Sonnenrad so konstruiert sein, dass es in den dünnen Wandbereichen stark genug ist, und die Dicke der dünnen Wandbereiche muss zur Erhöhung der Festigkeit vergrößert werden. Das bedeutet, eine Vergrößerung der Dicken der dünnen Wandbereiche vergrößert die Dicke des gesamten zweiten Sonnenrads und der Außendurchmesser (Spitzendurchmesser) des zweiten Sonnenrads wird groß. Da im Ergebnis das zweite Planeten-Untersetzungsgetriebe in Radialrichtung vergrößert wird, besteht das Problem, dass der Anlasser für Fahrzeuge mehr Raum einnimmt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wurde im Lichte der oben dargestellten Probleme gemacht und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, einen Anlasser zu schaffen, mit welchem verhindert werden kann, dass ein zweites Planeten-Untersetzungsgetriebe in Radialrichtung vergrößert wird, indem ein stärkeres zweites Sonnenrad eingesetzt wird, ohne dass ein Außendurchmesser vergrößert wird.
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In einem Anlasser gemäß einem ersten Aspekt enthält dieser ein Planeten-Untersetzungsgetriebe, welches eine Drehzahl eines Motors herabsetzt und eine Antriebsmaschine durch Übertragung eines Ausgangsmomentes auf den Motor startet, welches durch das Planeten-Untersetzungsgetriebe auf eine Kurbelwelle übertragen wird. Das Planeten-Untersetzungsgetriebe besitzt ein Sonnenrad auf einer umlaufenden Welle, welches die Drehung des Motors ausgibt. Das Sonnenrad ist gesondert von der umlaufenden Welle angeordnet und eine äußere Keilfederverzahnung, welche an einem Außenumfang der umlaufenden Welle längs einer Axialrichtung vorgesehen ist, sowie eine innere Keilfederverzahnung, welche am Innenumfang des Sonnenrads längs der Axialrichtung vorgesehen ist, stehen so in Eingriff, dass das Sonnenrad abnehmbar an der umlaufenden Welle angeordnet ist.
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Wenn vorstehende Teile, welche nach innen in radialer Richtung der inneren Keilfederverzahnung vorstehen, als innere Keilfederverzahnungszähne definiert werden und ausgenommene Teile, welche zwischen benachbarten inneren Keilfederverzahnungszähnen in einer Umfangsrichtung als innere Keilfederverzahnungsnuten definiert werden, dann ist die Zahl der Zähne des Sonnenrads und die Zahl der Zähne der inneren Keilfederverzahnung so gewählt, dass sie gleich sind, und Positionen der inneren Keilfederverzahnungsnuten in einer Umfangsrichtung sind in einem Bereich einer Zahnbasisstärke (umfangsmäßige Stärke der Zähne, gemessen über ihre Basis hinweg) des Sonnenrads gewählt. Bei der oben erwähnten Konstruktion ist der Zahnverlauf des Sonnenrads, welcher durch eine Stirnverzahnung gebildet ist, und der Zahnverlauf der inneren Keilverzahnungszähne parallel zu der Ausgangswelle.
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Darüber hinaus sind die positionsmäßigen Beziehungen der Zähne des Sonnenrads und der inneren Keilfederverzahnungszähne dieselben und die inneren Keilfederverzahnungsnuten sind innerhalb eines Bereichs der Dicke einer Zahnbasis des Sonnenrads gebildet.
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Mit anderen Worten, die Füße der Zähne und die inneren Keilfederverzahnungsnuten des Sonnenrads stehen einander in Dickenrichtung (Radialrichtung des Sonnenrads) nicht gegenüber.
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Die dünnwandigen Bereiche, welche in der
japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2006-118494 geoffenbart sind, sind nämlich nicht in der Innenumfangsseite der Fußbereiche der Zähne des Sonnenrads gebildet und nur die dickwandigen Bereiche, in welche die Füße der Zähne und die Zahnspitzen der inneren Keilfederverzahnungszähne des Sonnenrads gebildet sind, stehen sich in der Dickenrichtung gegenüber.
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Demzufolge kann die Wanddicke, welche erforderlich ist, um die Festigkeit zu erhöhen, gemäß der hier angegebenen Konstruktion erhalten werden, ohne dass der Außendurchmesser (Spitzendurchmesser) des Sonnenrads vergrößert wird.
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Hierdurch wird das Planetenuntersetzungsgetriebe in der Radialrichtung nicht vergrößert und die Montierbarkeit des Anlassers im Fahrzeug wird verbessert im Vergleich zu der herkömmlichen Technik gemäß der Offenlegungsveröffentlichung Nr.
2006-116494 .
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In dem Anlasser gemäß einem zweiten Aspekte hat das Planeten-Untersetzungsgetriebe ein erstes Planeten-Untersetzungsgetriebe, welches ein erstes Sonnenrad auf einer Ankerwelle des Motors aufweist, sowie ein zweites Planeten-Untersetzungsgetriebe, welches ein zweites Sonnenrad auf der Ausgangswelle des ersten Planeten-Untersetzungsgetriebes besitzt.
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Die umlaufende Welle ist die Ausgangswelle des ersten Planeten-Untersetzungsgetriebes und das ursprünglich genannte Sonnenrad wird als das zweite Sonnenrad bezeichnet. In dem Anlasser gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Ausgangsmoment des Motors durch das erste Planeten-Untersetzungsgetriebe verstärkt und dann weiter durch das zweite Planeten-Untersetzungsgetriebe verstärkt.
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Das bedeutet, da das Drehmoment, welches durch das erste Planeten-Untersetzungsgetriebe verstärkt wird, wird auf das zweite Sonnenrad übertragen, das für das zweite Planeten-Untersetzungsgetriebe verwendet wird, und es ist nur notwendig, dass ein zweites Zahnrad vorgesehen wird, welches ein größeres Drehmoment im Vergleich zu dem ersten Sonnenrad aufnehmen kann.
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Andererseits kann die Wanddicke des zweiten Sonnenrads vergleichmäßigt werden, indem die Konstruktion des Sonnenrads verwendet wird, die gemäß dem ersten Aspekt für das zweite Sonnenrad angegeben wurde.
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Das bedeutet, da keine dünnwandigen Bereiche in dem zweiten Sonnenrad gebildet werden, kann die Wanddicke, welche erforderlich ist, um die Festigkeit zu erhöhen, erreicht werden, ohne dass der Außendurchmesser (Spitzendurchmesser) des zweiten Sonnenrads vergrößert wird.
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In dem Anlasser gemäß einem dritten Aspekt besitzt das Planeten-Untersetzungsgetriebe ein erstes Planeten-Untersetzungsgetriebe, welches ein erstes Sonnenrad auf der Ankerwelle des Motors aufweist, sowie ein zweites Planeten-Untersetzungsgetriebe, welches ein zweites Sonnenrad auf der Ausgangswelle des ersten Planetenuntersetzungsgetriebes besitzt.
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Die umlaufende Welle ist die Ankerwelle des Motors und das ursprünglich genannte ”erste Sonnenrad” wird als das erste Sonnenrad bezeichnet.
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In dem Anlasser gemäß einem vierten Aspekt sind die Positionen eines Fußes der Zähne des Sonnenrads und die inneren Keilfederverzahnungszähne in der Phase aufeinander abgestimmt.
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In dem Anlasser gemäß einem fünften Aspekt wird das Sonnenrad durch Sintern bearbeitet.
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In dem Anlasser gemäß einem sechsten Aspekt wird das Sonnenrad durch Kaltschmieden bearbeitet.
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In dem Anlasser gemäß einem siebten Aspekt wird eine Wärmebehandlung zur Härtung einer Oberfläche an dem Sonnenrad angewendet.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In den begleitenden Zeichnungen stellen dar:
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1 eine Halb-Schnittansicht eines Anlassers gemäß einer ersten Ausführungsform;
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2 eine Aufsicht auf ein Sonnenrad, welches für ein zweites Planeten-Untersetzungsgetriebe verwendet wird;
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3 eine vergrößerte ausschnittsweise Ansicht des Sonnenrads gemäß 2;
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4 eine Schnittansicht, welche eine Vorgehensweise darstellt, bei welcher das Sonnenrad, das für das zweite Planeten-Untersetzungsgetriebe verwendet wird, an einer Ausgangswelle eines ersten Planeten-Untersetzungsgetriebes angebaut wird;
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5 eine Aufsicht auf das zweite Sonnenrad gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
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6 eine Aufsicht in Axialrichtung, welche den Aufbau des zweiten Planeten-Untersetzungsgetriebes in der zweiten Ausführungsform zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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[Ausführungsformen]
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden nachfolgend Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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(Erste Ausführungsform)
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Ein Anlasser 1 gemäß der ersten Ausführungsform enthält einen Motor 2, ein Drehzahluntersetzungssystem (weiter unten beschrieben), einen Stoßabsorbierer 3, eine Riemenscheibenwelle 4 und eine Anlasser-Riemenscheibe 5, welche auf der Riemenscheibenwelle 4 befestigt ist, wie es in 1 dargestellt ist.
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Der Motor 2 erzeugt ein Drehmoment und ein Drehzahluntersetzungssystem verlangsamt eine Drehung des Motors 2 auf zwei unterschiedliche Drehzahlen.
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Wenn ein übergroßes Drehmoment auf ein leistungsübertragendes System des Anlassers 1 einwirkt, dann absorbiert der Stoßabsorber 3 das übergroße Drehmoment.
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Das Ausgangsdrehmoment des Motors 2 wird auf die Riemenscheibenwelle 4 über das Drehzahluntersetzungssystem übertragen.
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Die Anlasserriemenscheibe 5 ist mit einer Kurbelwellenriemenscheibe (nicht dargestellt) unter Verwendung eines Treibriemens verbunden, wobei die Kurbelwellenriemenscheibe an einer Kurbelwelle einer Antriebsmaschine angeordnet ist.
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Das bedeutet, der Anlasser 1 nach der vorliegenden Ausführungsform ist ein Treibriemenanlasser, welcher eine Verstärkung des Ausgangsdrehmoments des Motors 2 durch das Drehzahluntersetzungssystem vornimmt, welches dann auf die Riemenscheibenkurbelwelle über den Treibriemen von der Anlasserriemenscheibe 5 aus übertragen wird und dann die Antriebsmaschine startet.
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Der Motor 2 ist ein allgemein bekannter Commutator-Motor und enthält ein Magnetfeldsystem (weiter unten erläutert), welches ein magnetisches Feld aufbaut, einen Anker 6, welcher einen Commutator 7 an einem Ende einer Ankerwelle 6a aufweist, sowie Bürsten 8, welche auf einem Außenumfang des Kommutators 7 bei Drehung des Ankers 6 verleiten.
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Ein Magnetfeldsystem wird durch Anordnung einer Anzahl von Permanentmagneten 10 an einem Innenumfang eines Jochs 9 erzeugt, welches einen magnetischen Schließungskreis bildet.
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Zusätzlich kann ein Elektromagnet-Magnetfeldsystem unter Verwendung einer Feldwicklung anstelle der Permanentmagneten 10 verwendet werden.
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Das Joch 9 dient als Gestell des Motors 2 und ist zwischen einem Frontgehäuse 11, welches die Riemenscheibenseite (linke Seite gemäß 1) des Anlassers 1 abdeckt, und einem Endrahmen 12 angeordnet, welches den hinteren Teil des Motors 2 abdeckt.
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Das Joch 9 ist durch Festziehen über Schraubbolzen 13 vom hinteren Endrahmen 12 zum Frontgehäuse 11 befestigt.
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Der Commutator 7 enthält eine Anzahl von Commutatorsegmenten 7a, welche in zylindrischer Anordnung vorgesehen sind, und schmelzbarem Material 7b, welches die Anzahl von Commutatorsegmenten 7a in Kunststoff eingebettet hält.
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Das schmelzbare Material 7b ist durch Presssitz an dem Außenumfang der Ankerwelle 6a befestigt.
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Die Commutatorsegmente 7a, welche in Umfangsrichtung aneinander anschließen, sind elektrisch durch Unterschneidung in einer vorbestimmten Tiefe voneinander isoliert.
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Der Anker 6 besitzt einen Anker-Eisenkern 6b, der mit einer Verzahnung auf dem Außenumfang der Ankerwelle 6a sitzt, und eine Ankerwicklung 6c, welche um den Ankereisenkern 6b gewickelt ist, wobei die Ankerwicklung 6c mit dem jeweiligen Commutatorsegment 7a elektrisch und mechanisch verbunden ist.
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Die Bürsten 8 sind in Bürstenhaltern 14 geführt und am Außenumfang des Commutators 7 gelegen und werden gegen den Außenumfang des Commutators 7 durch Bürstenfedern 15 gedrängt.
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Das Drehzahluntersetzungssystem enthält ein erstes Planeten-Untersetzungsgetriebe 16 und ein zweites Planeten-Untersetzungsgetriebe 17, welche nachfolgend erläutert werden.
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Das erste Planeten-Untersetzungsgetriebe 16 besitzt ein Sonnenrad 18, welches ein erstes Sonnenrad bildet, das auf der Ankerwelle 6a gebildet ist, welches die umlaufende Welle des Motors 2 ist, einen innen verzahnten Zahnkranz 19, dessen Zähne innerhalb eines zylindrischen Körpers gebildet sind, der coaxial zu dem Sonnenrad 18 angeordnet ist, sowie eine Anzahl von (im vorliegenden Beispiel drei) Planetenzahnräder 20, welche sowohl mit dem Sonnenrad 18, als auch mit dem innen verzahnten Zahnkranz 19 in Eingriff stehen.
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Die Planetenzahnräder 20 werden drehbar durch Lagerungsachsen 21 über Lager gehalten und die Lagerungsachsen 21 sitzen mit Presssitz in einem Planetenradträger 22.
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Der Planetenradträger 22 ist einstückig mit einer Ausgangswelle 23 verbunden, welche eine umlaufende Welle ist und die Ausgangswelle des ersten Planeten-Untersetzungsgetriebes 16 darstellt, und überträgt die Umlaufbewegungen der Planetenräder 20 auf die Ausgangswelle 23.
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Die Ausgangswelle 23 befindet sich in einem Zentrum des Planetenradträgers 22 mit Bezug auf die Radialrichtung und ist coaxial zur Ankerwelle 6a des Motors 2 angeordnet.
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Ein zylindrischer Teil 23a ist an einem Ende (rechte Seite von 1) der Ausgangswelle 23 einstückig angeformt, welche mit dem Planetenradträger 22 verbunden ist.
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Ein Spitzenabschnitt der Ankerwelle 6a ist in einen Innenumfangsbereich des zylindrischen Teils 23a über ein Lager 24 eingesetzt, wobei die Teile relativ zueinander drehbar sind. Darüber hinaus ist ein Außenumfangsteil des zylindrischen Teils 23a drehbar an einer mittleren Platte 26 über ein Lager 25 abgestützt.
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Die mittlere Platte 26 ist in radialer Richtung so angeordnet, dass sie senkrecht zu einer Axialrichtung des zylindrischen Teils 23a in Radialrichtung die Achse zwischen dem ersten Planeten-Untersetzungsgetriebe 16 und dem zweiten Planeten-Untersetzungsgetriebe 17 schneidet. Die mittlere Platte 26 blockiert eine frontseitige Öffnung des Jochs 9, welche sich zu einem Außenumfang des zylindrischen Teils 23a in Radialrichtung öffnet.
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Das zweite Planeten-Untersetzungsgetriebe 17 besitzt ein Sonnenrad 27, welches ein zweites Sonnenrad bildet, das an einem Außenumfang der Ausgangswelle 23 angeordnet ist, einen Zahnkranz mit Innenverzahnung 28, welcher Zähne aufweist, die auf der Innenseite des zylindrischen Körpers gebildet sind, und eine Anzahl von (im vorliegenden Beispiel drei) Planetenräder (28) enthält, welche sowohl mit dem Sonnenrad als auch mit dem Zahnkranz 28 in Eingriff stehen.
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Die Planetenräder 29 sind drehbar durch Lagerachsen 30 über Lager abgestützt und die Lagerachsen 30 sind durch Presssitz an einem Planetenradträger 31 befestigt.
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Der Planetenradträger 31 ist einstückig mit dem zylindrischen Teil 31a gebildet, welcher zu der Riemenscheibenwelle 4 führt, und der Außenumfang des zylindrischen Teils 31a ist drehbar über ein Lager 32 durch das Frontgehäuse 11 abgestützt.
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Darüber hinaus ist ein Spitzenbereich der Ausgangswelle 23 des ersten Planeten-Untersetzungsgetriebes 16 in einen inneren Umfangsbereich des zylindrischen Teils 31a über das Lager 33 unter Drehbarkeit der Teile relativ zueinander eingesetzt.
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Die Riemenscheibenwelle 4 ist in einem Zentrum des Planetenradträgers 31 mit Bezug auf die Radialrichtung angeordnet und ist über ein Kugellager 34 drehbar durch das Frontgehäuse 11 abgestützt.
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Die Anlasserriemenscheibe 5 ist an dem Außenumfang der Riemenscheibenwelle 4 befestigt und angeordnet und ist durch Festziehen einer Mutter 35 an einem Schraubgewindeteil 4b befestigt, welches in einem Spitzenbereich der Riemenscheibenwelle 4 gebildet ist.
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Der Stoßabsorber 3 besitzt eine umlaufende Scheibe 36, welche mit dem mit Innenverzahnung versehenen Zahnkranz 19 in Eingriff steht, welcher in dem ersten Planeten-Untersetzungsgetriebe 16 verwendet wird, wie dies in 4 gezeigt ist.
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Die umlaufende Scheibe 36 wird durch die Plattenfeder 38 über eine feststehende Scheibe 37 gegen die Seite der Mittelplatte 26 (linke Seite von 4) gepresst und steht in Reibungseingriff mit der Mittelplatte 26 und der feststehenden Scheibe 37, so dass die Drehung der umlaufenden Scheibe 36 unterdrückt wird.
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Die Drehung der feststehenden Scheibe 37 wird durch Eingriff mit einem vorstehenden Teil 26a unterdrückt, der an der Mittelplatte 26 gebildet ist, und die Drehung der Mittelplatte 26 wird durch das Frontgehäuse 11 unterdrückt.
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Als nächstes sei das Sonnenrad 27 im Einzelnen beschrieben, welches in dem zweiten Planeten-Untersetzungsgetriebe 17 verwendet wird.
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Das Sonnenrad 17 ist ein Geradstirnzahnrad, dessen Zahnverläufe parallel zu der Ausgangswelle 23 sind, und wie in 4 gezeigt, ist das Sonnenrad 27 getrennt von der Ausgangswelle 23 des ersten Planeten-Untersetzungsgetriebes 16 angeordnet.
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Das Sonnenrad 27 steht mit dem Außenumfang der Ausgangswelle 23 abnehmbar in Eingriff und ist abnehmbar an der Welle angeordnet.
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Im Einzelnen sind eine innere Keilfederverzahnung 27a, welche an einem Innenumfang des Sonnenrads 27 gebildet ist, und eine äußere Keilfederverzahnung 23b, welche an einem Außenumfang der Ausgangswelle 23 gebildet ist, in Eingriff miteinander.
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Zusätzlich sind die innere Keilfederverzahnung 27a und die äußere Keilfederverzahnung 23b gerade Keilfederverzahnungen, bei denen beide Zahnverläufe in Axialrichtung weisen.
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Das bedeutet, die Zahnverläufe des Zahnrades 27 und die Zahnverläufe der inneren Keilverzahnung 27a sind parallel längs der Axialrichtung ausgebildet.
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Das Sonnenrad 27 ist ein durch Sintern hergestelltes Zahnrad, welches durch Pressen von metallischem Pulver (beispielsweise Eisenpulver), in die Gestalt eines Stirnzahnrades gesintert wird.
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Darüber hinaus wird nach dem Sintern des Sonnenrads 27 eine Wärmebehandlung zur Härtung der Oberflächen vorgenommen, beispielsweise eine Kohlenstoffhärtung oder eine Kohlenstoff-Stickstoff-Härtung.
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Es sei hier bemerkt, dass dann, wenn eine Wärmebehandlung zur Härtung der Oberflächen an einem Zahnrad vorgesehen wird, dessen Dicke an dem Fuß der Zähne gering ist, die Härte an einer Innenseite des Zahnrads ansteigt, so dass die Möglichkeit eines Abfallens der Zähigkeit gegeben ist, derart, dass das Zahnrad brüchig wird.
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Die genannten Wärmebehandlungen erhöhen jedoch die Ermüdungsfestigkeit und die Widerstandsfähigkeit gegen Verschleiß durch Versteifung der Oberfläche des Sonnenrads 27 und sie bewirken keine Härtung tieferliegender Teile des Sonnenrads 27.
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Eine gehärtete Schicht der Oberfläche, welche durch die Wärmebehandlung gehärtet wird, beträgt beispielsweise etwa 0,5 mm und die Verformbarkeit, d. h., die Zähigkeit innerhalb der gehärteten Schicht ist sichergestellt.
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Vorliegend werden, wie in 2 gezeigt, die vorstehenden Teile, welche in Radialrichtung der inneren Keilfederverzahnung 27a, welche am Innenumfang des Sonnenrads 27 gebildet ist, nach innen vorstehen, als innere Keilfederverzahnungszähne 27b bezeichnet, und die ausgenommenen Bereiche, welche in der Radialrichtung außen zwischen den benachbarten inneren Keilfederverzahnungszähnen 27 mit Bezug auf die Umfangsrichtung außen eingeformt sind, werden als innere Keilfederverzahnungsnuten 27c bezeichnet. Weiter wird der Außenumfang des Sonnendrades 27 zwischen den Zähnen als Fuß oder Boden 27d der Zähne bezeichnet.
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In diesem Falle sind bei der ersten Ausführungsform die Zahl der Zähne des Sonnenrads 27 und die Zahl der Zähne der inneren Keilfederverzahnungszähne 27b gleich (das Sonnenrad 27 gemäß 2 besitzt elf Zähne), und, wie in 3 gezeigt, ist eine Position jeder inneren Keilfederverzahnungsnut 27c in einer Umfangsrichtung so gewählt, dass sie innerhalb eines Bereiches der Zahnfußdicke jedes Zahnes des Sonnenrads 27 gelegen ist.
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Insbesondere sind bei der ersten Ausführungsform die Zähne und die inneren Keilfederverzahnungsnuten 27c des Sonnenrads 27 in der phasenmäßig selben Position gebildet.
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Mit anderen Worten, die Positionen eines Fußes oder Bodens 27d der Zähne des Sonnenrads 27 und die inneren Keilfederverzahnungszähne 27b sind phasenmäßig aufeinander abgestimmt.
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Als nächstes wird die Wirkungsweise des Anlassers 1 erläutert.
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Wenn die Ankerwicklung 6c über den Commutator 7 von den Bürsten 8 aus erregt wird, dann wird eine Drehkraft in dem Anker 6 durch die elektromagnetische Kraft erzeugt.
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Die Drehzahl des Ankers 6 wird durch das erste Planeten-Untersetzungsgetriebe 16 herabgesetzt und dann weiter durch das zweite Planeten-Untersetzungsgetriebe 17 herabgesetzt und schließlich wird die Drehkraft auf die Riemenscheibenwelle 4 übertragen.
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Wenn die Riemenscheibenwelle 4 umläuft, dann dreht sich die Anlasserriemenscheibe 5, welche auf der Riemenscheibenwelle 4 befestigt ist und die Kurbelwellenriemenscheibe, welche mit der Anlasserriemenscheibe 5 über den Treibriemen verbunden ist, dreht sich, so dass die Kurbelwelle umläuft und die Antriebsmaschine gestartet wird.
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Da die Trägheit der Antriebsmaschine zu der Zeit des Antriebsmaschinenstarts groß ist, wird ein übergroßes Drehmoment auf das Leistungsübertragungssystem des Anlassers 1 ausgeübt.
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Wenn das übergroße Drehmoment ein statisches Drehmoment der umlaufenden Scheibe 36 übersteigt, dann gleitet die umlaufende Scheibe 36 des Stoßabsorbers 3a (sie dreht sich) und gestattet es dem Innenzahnkranz 19, umzulaufen.
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Das bedeutet, ein übergroßes Drehmoment wird durch die gleichzeitige Drehung des Innenzahnkranzes 19 und der umlaufenden Scheibe 36 absorbiert.
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Zusätzlich kann der Anlasser 1 nach der vorliegenden Ausführungsform für Fahrzeuge verwendet werden, welche ein Leerlauf-/Stopp-System verwirklichen, welches die Brennstoffeinspritzung in eine Verbrennungskammer der Antriebsmaschine unterbricht, und die Antriebsmaschine automatisch zu einer Zeit eines Signalstopps, usw., stillsetzt.
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Die Anzahl von Malen des Starts der Antriebsmaschine nimmt rasch für die Fahrzeuge zu, welche ein Leerlauf-/Stopp-System verwirklichen, im Vergleich zu Fahrzeugen, welche ein solches Leerlauf-/Stopp-System nicht verwirklichen.
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Wenn ein Anlasser mit elektromagnetischem Vorschub verwendet wird, welcher ein Ritzel gegen einen antriebsmaschinenseitigen Zahnkranz durch einen elektromagnetischen Schalter vorschiebt, um das Ritzel beispielsweise mit dem Zahnkranz in Eingriff zu bringen, kann aus diesem Grunde, da ein Einrückgeräusch des Ritzels und des Zahnkranzes auftreten kann, wenn immer die Antriebsmaschine neu gestartet wird, eine Belästigung für den Fahrer entstehen.
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Andererseits verwendet der Anlasser 1 nach der vorliegenden Ausführungsform ein System, welches den Anlasser durch Riemenantrieb startet, und da das Einrückgeräusch des Ritzels und des Zahnkranzes während des Startens der Antriebsmaschine nicht auftritt, kann das Geräusch zur Zeit des Anlassers der Maschine im Vergleich zu dem Anlasser bedeutend kleiner sein, welcher das System mit elektromagnetischer Einrückung verwendet.
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(Wirkungen der ersten Ausführungsform)
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Da der Anlasser 1, welcher in der ersten Ausführungsform angegeben wurde, die Planeten-Untersetzungsgetriebe 16 und 17 mit zwei Drehzahlen in Reihe geschaltet vorsieht, wirkt das größere Drehmoment auf das zweite Planetenuntersetzungsgetriebe 17, welches die Ausgangsseite darstellt, gegenüber dem ersten Planeten-Untersetzungsgetriebe 16, welches die vorhergehende Seite darstellt.
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Im Gegensatz sind die Zahl der Zähne des Sonnenrads 27, welches für das zweite Planeten-Untersetzungsgetriebe 17 verwendet wird, und eine Zahl der Zähne der inneren Keilfederverzahnung 27b gleich gewählt und die Position eines Bodens oder Fußes 27d der Zähne des Sonnenrads 27 und der inneren Keilfederverzahnungszähne 27b ist in der ersten Ausführungsform in der Phase abgestimmt.
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Entsprechend diesem Aufbau stehen der Boden oder Fuß 27d der Zähne und die inneren Keilfederverzahnungsnuten 27c des Sonnenrads 27 einander in der Wanddickenrichtung des Sonnenrads 27 nicht gegenüber.
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Mit anderen Worten kann, wie in 2 gezeigt, nachdem der Boden 27d der Zähne und die inneren Keilfederverzahnungszähne 27b des Sonnenrads 27 in Phase angeordnet sind und einander in Wanddickenrichtung gegenüberstehen, die Wanddicke zwischen dem Boden oder Fuß 27d der Zähne des Sonnenrads 27 und den Zahnspitzen der inneren Keilfederverzahnungszähne 27b sichergestellt werden, um die Festigkeit zu erhöhen, ohne dass der Außendurchmesser (Spitzendurchmesser) des Sonnenrads 27 vergrößert wird.
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Hierdurch wird das zweite Planeten-Untersetzungsgetriebe 17 in Radialrichtung nicht vergrößert und im Vergleich mit der herkömmlichen Technik, wie sie in der eingangs erwähnten Patentanmeldungsveröffentlichung offenbart ist, wird die Montierbarkeit des Anlassers 1 an den Fahrzeugen verbessert.
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Darüber hinaus kann das Sonnenrad 27 bei der ersten Ausführungsform eine ausreichende Dicke zwischen dem Boden oder Fuß 27d der Zähne des Sonnenrads 27 und den Zahnspitzen der inneren Keilfederverzahnungszähne 27b in der oben beschriebenen Weise sicherstellen und eine Veränderung in der Dicke in Umfangsrichtung tritt nicht auf.
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Aus diesem Grunde erhält man, da das Sonnenrad 27 als Bauteil hoher Dichte in gleichförmiger Sinterung bei der Herstellung durch Sintern erzeugt werden kann das Sonnenrad 27 mit geringeren Variationen der Festigkeit erhalten werden.
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Weiterhin wird es, da eine ausreichende Dicke zwischen dem Boden oder Fuß 27d der Zähne des Sonnenrads 27 und den Zahnspitzen der inneren Keilfederverzahnungszähne 27b sichergestellt ist, einfach, nur die Oberfläche des Sonnenrads 27 zu verfestigen oder zu versteifen, wenn die Wärmebehandlung zur Verfestigung vorgenommen wird.
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Das bedeutet, da die tieferen Bereiche des Sonnenrads 27 bei der Wärmebehandlung nicht hart werden, können die tieferen Bereiche (weiter innerhalb von einer gehärteten Schicht der Oberfläche) des Sonnenrads 27 eine Verformbarkeit, d. h., eine Zähigkeit beibehalten.
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Hierdurch kann die Wirkung einer Erhöhung der Festigkeit der Oberfläche durch die Wärmebehandlung in vollem Maße dargestellt werden.
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Zusätzlich kann, obwohl hier als Beispiel angegeben wurde, dass die gehärtete Schicht der Oberfläche, welche durch die Wärmebehandlung gehärtet wird, etwa 0,5 mm dick ist, dieses Maß nach belieben in geeigneter Weise modifiziert werden.
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Es sei angemerkt, dass bei den folgenden Ausführungsformen Bauteilen, welche identisch oder ähnlich denjenigen in der ersten Ausführungsform sind, gleiche Bezugszahlen zugeordnet werden, um auf eine Erläuterung verzichten zu können.
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(Zweite Ausführungsform)
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In der ersten Ausführungsform sind die Zähne und die inneren Keilfederverzahnungsnuten 27c des Sonnenrads 27 in gleicher Position vorgesehen.
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Mit anderen Worten, die Positionen eines Bodens oder Fußes 27d der Zähne des Sonnenrads 27 und die inneren Keilfederverzahnungszähne 27b sind in ihrer Phase abgestimmt.
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Andererseits sind in einem Sonnenrad 27 der zweiten Ausführungsform, wie sie in 5 gezeigt ist, die Zähne und die inneren Keilfederverzahnungsnuten 27c des Sonnenrads 27 in Positionen gebildet, welche um einen Phasenwinkel von Φ verschoben sind.
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Die Positionen der inneren Keilfederverzahnungsnuten 27c in einer Umfangsrichtung sind jedoch so konfiguriert, dass sie innerhalb des Bereichs einer Zahnbasisdicke (einer umfangsmäßigen Dicke der Zähne, gemessen über ihre Basis hin; siehe 3) des Sonnenrads 27 gelegen sind.
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Mit anderen Worten, die inneren Keilfederverzahnungsnuten 27c sind in Positionen gebildet, welche um den Phasenwinkel von Φ innerhalb des Bereichs der Zahnbasisdicke des Sonnenrads 27 verschoben ist.
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Der Phasenwinkel Φ relativ zu dem Zahn des Sonnenrads 27 ist in einer Richtung entgegengesetzt (Gegenuhrzeigerrichtung gemäß 5) zu der Drehrichtung des Sonnenrads 27 verschoben.
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Hierdurch werden Abstände zwischen zwei Böden oder Füssen 27d benachbarter Zähne in Umfangsrichtung des Sonnenrads 27 und der dazwischengelegenen einen inneren Keilverzahnungsnut 27c unterschiedlich.
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Das bedeutete, in Richtung der Drehung des Sonnenrads 27 zu den inneren Keilverzahnungsnuten 27c wird der Abstand zwischen den inneren Keilverzahnungsnuten 27c und dem Boden oder Fuß 27d der Zähne groß und der Abstand zwischen den inneren Keilverzahnungsnuten 27c und dem Boden oder Fuß 27d der Zähne in der entgegengesetzten Drehrichtung des Sonnenrads 27 wird kürzer.
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Bezüglich des zweiten Planeten-Untersetzungsgetriebes 17 gemäß 6 kann hier, wenn sich das Sonnenrad 27 in Richtung des Pfeils (Uhrzeigerrichtung) dreht, die Festigkeit in der Drehrichtung höher gemacht werden, d. h., in der Richtung, in welcher das Drehmoment auf das Sonnenrad 27 einwirkt.
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Hierdurch wird die Miniaturisierung des Sonnenrads 27 ermöglicht, da ein Spielraum bezüglich der Festigkeit gegen das auf das Sonnenrad 27 wirkende Drehmoment gegeben ist, ohne dass die Wanddicke des Sonnenrads erhöht wird.
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(Abwandlungen)
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Obwohl der Aufbau der vorliegenden, oben geoffenbarten Erfindung auf das Sonnenrad 27 angewendet wird, welches für das zweite Planeten-Untersetzungsgetriebe 17 in der ersten Ausführungsform verwendet wird, ist dieser Aufbau auch auf das Sonnenrad 18 anwendbar, welches für das erste Planeten-Untersetzungsgetriebe 16 eingesetzt wird.
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Obwohl die erste Ausführungsform ein Beispiel angibt, bei welchem das Sonnenrad 27 durch Sintern gefertigt ist, kann zusätzlich auch eine Herstellung durch Kaltschmieden erfolgen.
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In diesem Falle wird, da die Zahl der Zähne des Sonnenrads 27 und die Zahl der Zähne der inneren Keilfederverzahnung 27b gleich sind, und die Wanddicke im Wesentlichen gleichförmig gebildet ist, die Last, die auf Metallformen oder Schmiedeformen einwirkt, gleichförmig sein, so dass die Lebensdauer der Metallformen oder Schmiedeformen verlängert wird.
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Obwohl der Anlasser 1, welcher in der ersten Ausführungsform offenbart ist, einer riemengetriebenen Bauart angehört, kann weiter die Erfindung auch auf einen Anlasser mit Zahnradeingriff angewendet werden, welcher das Ausgangsdrehmoment des Motors 2 auf einen Antriebsmaschinenzahnkranz von einem Ritzelzahnrad aus überträgt und die Antriebsmaschine startet.
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Insbesondere kann eine Konstruktion gewählt werden, bei welcher die Riemenscheibenwelle 4 der ersten Ausführungsform durch eine Ritzelwelle ersetzt wird und das Ritzel, welches auf der Ritzelwelle sitzt, in Eingriff mit dem Zahnkranz kommt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2006-118494 [0002, 0007, 0017]
- JP 2006-116494 [0019]
