DE102016115904B4

DE102016115904B4 - Anlasser für Maschine

Info

Publication number: DE102016115904B4
Application number: DE102016115904.2A
Authority: DE
Inventors: Yoshito Takagi; Eitaro Tanaka; Kazuya Enokizono
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-08-27
Filing date: 2016-08-26
Publication date: 2017-12-07
Anticipated expiration: 2036-08-27
Also published as: DE102016115904A1; US20170058852A1

Abstract

Ein Anlasser für eine Maschine wird vorgesehen, der eine elektromagnetische Bremsvorrichtung und einen Ritzel-Schiebemechanismus enthält. Die elektromagnetische Bremsvorrichtung hält einen Planetenträger von einem Rotieren ab. Der Ritzel-Schiebemechanismus wandelt Rotationsbewegung eines Innenrads in Linearbewegung eines Ritzels um, wenn die Rotation des Planetenträgers gesperrt ist. Der Ritzel-Schiebemechanismus enthält einen zylinderförmigen Kurvenzylinder, ein Anlassergehäuse, einen bezüglich des Ritzels drehbaren Druckring und einen Eingreifbolzen. Der Kurvenzylinder ist mit dem Innenrad zusammengefügt und hat eine sich umfänglich erstreckende Kurvennut. Das Anlassergehäuse hat eine gerade Nut, die über die Kurvennut führt. Die Eingreifbolzen greift sowohl mit der Kurvennut als auch mit der geraden Nut ein und werden mit einer Rotation des Kurvenzylinders linear bewegt. Dies ermöglicht die lineare Bewegung des Ritzels unabhängig von einem Schrägungswinkel des auf der Ausgangswelle montierten Keils.

Description

HINTERGRUND
1 Technisches Gebiet
Diese Offenbarung bezieht sich allgemein auf einen Anlasser für eine Maschine.
2 Stand der Technik
Die JP H08- 177 691 A offenbart zum Beispiel einen Motoranlasser, der eine Ritzelkupplung, die in einen schraubenförmigen Keil eingreift, der an einer Ausgangswelle eines Elektromotors montiert ist, und Rotationsbremsbauteile enthält, die durch eine Feldspule angezogen werden, wenn diese durch eine externe Vorrichtung erregt wird, und dann gegen einen Außenumfang der Ritzelkupplung gedrückt werden. Die Rotation der Ausgangswelle des Motors, wenn die Ritzelkupplung von einem Rotieren durch die Rotationsbremselemente abgehalten wird, bewirkt, dass die Ritzelkupplung auf der Ausgangswelle mit Hilfe des Betriebs des schraubenförmigen Keils von dem Motor weg bewegt wird, um einen Eingriff eines Ritzels mit einem Hohlrad des Motors einzurichten.
Der Maschinenanlasser ist, wie aus der obigen Diskussion ersichtlich, ausgeführt, um den Betrieb (der im nachfolgenden auch als Vorschubspindelbewegung bezeichnet wird) des schraubenförmigen Keils zu verwenden, der durch die Rotation der Ausgangswelle entwickelt wird, um die Ritzelkupplung von dem Motor weg zu bewegen. Der schraubenförmige Keil ist daher unentbehrlich und unmöglich durch einen geraden Keil zu ersetzen. Wenn der Schrägungswinkel des schraubenförmigen Keils klein ist, kann dies zu einem Versagen der Vorschubspindelbewegung führen oder ein großes Drehmoment zum Schieben der Ritzelkupplung erfordern, anders gesagt, es kann zu einem erhöhten Drehmomentbedarf führen, um die Rotationsbremsbauteile gegen den Außenumfang der Ritzelkupplung zu drücken, um eine Bremse auf die Rotation der Ritzelkupplung aufzubringen.
Des Weiteren führt das Drücken der Rotationsbremsbauteile gegen den Außenumfang der Ritzelkupplung zur Unterdrückung der Rotation der Ritzelkupplung zu einem Problem, dass ein Verlust einer Gleitbewegung der Ritzelkupplung auf der Ausgangswelle auftritt, was zu einem erhöhten Verbrauch von elektrischer Leistung in dem Motor führt.
Die DE 10 2010 064 318 A1 offenbart einen Starter für eine Brennkraftmaschine, die ein gegenüber einer Antriebswelle verschiebbar gelagertes Starterritzel aufweist, das mithilfe einer Vorspureinrichtung zwischen einer Außerfunktionsposition und einer vorgerückten Eingriffsposition verstellbar ist. Das Starterritzel ist über eine Schraubennut und einem in die Schraubennut eingreifenden Führungsstift mit der Antriebswelle gekoppelt. Benachbart zu dem in Vorschubrichtung vorne liegende Nutende der Schraubennut ist eine Anschlagsfläche an der Nutinnenwand angeordnet.
Die DE 199 34 111 A1 offenbart eine Startvorrichtung zum Andrehen von einen Zahnkranz aufweisenden Brennkraftmaschinen mit einem Startermotor, mit einer Steilgewindekupplung zwischen einer Antriebswelle und einem Mitnehmerschaft, mit vorzugsweise einem Freilauf und mit einem Ritzel sowie mit einer Bremseinrichtung. Der Rotor der elektromagnetischen Bremse ist am Mitnehmerschaft drehfest angeordnet und der Stator konzentrisch um den Rotor herum gehäusefest angeordnet. Die Bremseinrichtung umfasst eine steuerbare elektromagnetische Bremse mit einem Rotor und einem Stator, die ein das Drehen des Mitnehmerschaftes erschwerendes Bremsmoment aufbringt.
Die DE 24 60 114 A1 offenbart eine Andrehvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem auf einer Antriebswelle eines Andrehmotors dreh- und verschiebbar gelagerten Andrehritzel, das über eine Zahnkupplung mit einem auf der Antriebswelle angeordneten Mitnehmer in Wirkverbindung steht, an welchem ein Einspurhebel angreift, der mit einem Anlassmagnetschalter gekoppelt ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Es ist daher eine Aufgabe, einen Anlasser vorzusehen, der imstande ist, ein Ritzel in eine Axialrichtung unter Verwendung einer Rotation eines Elektromotors zu schieben, unabhängig von einem Schrägungswinkel eines Keils, der auf einer Ausgangswelle vorgesehen ist.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Anlasser vorgesehen, der zum Anlassen einer in Kraftfahrzeugen montierten Brennkraftmaschine eingesetzt werden kann. Der Anlasser weist Folgendes auf: (a) einen Elektromotor, der mit elektrischer Leistung zum Erzeugen eines Drehmoments versorgt wird; (b) eine Leistungsverteilungsvorrichtung, die zum Verteilen des von dem Motor eingegebenen Drehmoments auf ein erstes Leistungsverteilungssystem und ein zweites Leistungsverteilungssystem wirkt, wobei die Leistungsverteilungsvorrichtung einen ersten Abtrieb, von dem das auf das erste Leistungsverteilungssystem verteilte Drehmoment abgegeben wird, und einen zweiten Abtrieb hat, von dem das auf das zweite Leistungsverteilungssystem verteilte Drehmoment abgegeben wird; (c) eine Ausgangswelle, die durch das Drehmoment rotiert wird, das von dem ersten Abtrieb abgegeben wird und auf die Ausgangswelle übertragen wird; (d) ein Ritzel, das mit einem Außenumfang der Ausgangswelle durch einen Schiebekeil im Eingriff und auf der Ausgangswelle in deren Axialrichtung beweglich ist; (e) einen Ritzel-Schiebemechanismus, der einen Kurvenzylinder enthält, der durch das Drehmoment rotiert wird, das von dem zweiten Abtrieb abgegeben und auf den Kurvenzylinder übertragen wird, wobei der Ritzel-Schiebemechanismus wirkt, um eine Rotationsbewegung des Kurvenzylinders in eine Linearbewegung des Ritzels umzuwandeln; und (f) eine elektromagnetische Bremsvorrichtung, die eine Bremsplatte enthält, die aus einem ferromagnetischen Material hergestellt und mit dem ersten Abtrieb der Leistungsverteilungsvorrichtung zusammengefügt ist, wobei die elektromagnetische Bremsvorrichtung die unter Verwendung einer Magnetkraft wirkt, um die Bremsplatte von einem Rotieren abzuhalten.
Der Anlasser ist imstande, die Rotationsbewegung des Kurvenzylinders in die Linearbewegung umzuwandeln, die das Ritzel durch den Ritzel-Schiebemechanismus erfährt. Dies bewegt das Ritzel in die Axialrichtung des Anlassers ohne Verwendung der Vorschubspindelbewegung, die durch den schraubenförmigen Keil auf der Ausgangswelle bereitgestellt wird. Zum Beispiel kann die Bewegung des Ritzels in die Axialrichtung erreicht werden, indem ein gerader Keil auf der Ausgangswelle montiert wird und das Ritzel mit Hilfe eines Betriebes des Ritzel-Schiebemechanismus bewegt wird, der mit dem geraden Keil im Eingriff ist. Dadurch wird die Bewegung des Ritzels in die Axialrichtung unabhängig vom Schrägungswinkel des Keils erreicht. In dieser Offenbarung wird ein Keil, dessen Schrägungswinkel null Grad ist, als ein gerader Keil bezeichnet.
Die obigen Anordnungen erübrigen auch die Notwendigkeit für das Drücken des Außenumfangs des Ritzels, um das Ritzel von einem Rotieren abzuhalten, wenn es erforderlich ist, das Ritzel entlang der Ausgangswelle zu schieben, was zu einer Verminderung des Verlustes der Gleitbewegung des Ritzels im Vergleich mit dem oben beschriebenen herkömmlichen Anlasser führt, was zu einer Verringerung im Verbrauch von elektrischer Energie in dem Motor führt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung vollständiger verständlich, wobei diese jedoch nicht dazu gedacht sind, die Erfindung auf die spezifischen Ausführungsformen zu beschränken, sondern nur zur Erläuterung und dem Verständnis dienen.
1 ist eine Längsschnittansicht, die einen Anlasser gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen mit einem Planetengetriebe und einer Kupplung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bestückten Anlasser darstellt;
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Magnetkrafterzeuger und dessen Umfangsteile in einem Anlasser der ersten Ausführungsform darstellt;
4 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Ritzel-Schiebemechanismus und dessen Umfangsteile in einem Anlasser der ersten Ausführungsform darstellt;
5 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Betrieb eines Anlassers zeigt, wenn ein Ritzel in der ersten Ausführungsform in Ruhestellung ist;
6 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Betrieb eines Anlassers zeigt, wenn sich ein Ritzel in der ersten Ausführungsform bewegt;
7 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Betrieb eines Anlassers zeigt, wenn ein Ritzel um einen maximalen Abstand bewegt wurde;
8 ist eine Schnittansicht, die einen Anlasser mit Ausnahme eines Elektromotors gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt;
9 ist eine perspektivische Ansicht, die Hauptteile eines Anlassers der zweiten Ausführungsform darstellt;
10 ist eine Schnittansicht, die einen Anlasser mit Ausnahme eines Elektromotors gemäß der dritten Ausführungsform darstellt;
11 ist eine perspektivische Ansicht, die Hauptteile eines Anlassers der dritten Ausführungsform darstellt;
12 ist eine Schnittansicht, die einen Anlasser gemäß der vierten Ausführungsform darstellt;
13 ist eine perspektivische Ansicht, die Hauptteile eines Anlassers der vierten Ausführungsform darstellt;
14 ist eine Schnittansicht, die einen Anlasser gemäß der fünften Ausführungsform darstellt;
15 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine elektromagnetische Bremsvorrichtung und eine elektromagnetische Kupplung der fünften Ausführungsform zeigt;
16 ist eine Schnittansicht, die eine elektromagnetische Bremsvorrichtung und eine elektromagnetische Kupplung in der fünften Ausführungsform darstellt;
17 ist ein Nomogramm, das einen Betrieb eines Planetengetriebes der fünften Ausführungsform zeigt;
18 ist ein Nomogramm, das einen Betrieb eines Planetengetriebes der fünften Ausführungsform zeigt;
19 ist ein Nomogramm, das einen Betrieb eines Planetengetriebes der fünften Ausführungsform zeigt;
20 ist eine Schnittansicht, die einen Anlasser gemäß der sechsten Ausführungsform darstellt;
21 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine elektromagnetische Bremsvorrichtung und eine elektromagnetische Kupplung der sechsten Ausführungsform darstellt;
22 ist eine Schnittansicht, die einen Anlasser gemäß der siebten Ausführungsform darstellt;
23 ist eine Schnittansicht, die eine Differentialgetriebeeinheit und ihre Umfangsteile der siebten Ausführungsform darstellt;
24 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine elektromagnetische Bremsvorrichtung, eine elektromagnetische Kupplung und eine Differentialgetriebeeinheit der siebten Ausführungsform darstellt;
25 ist eine Schnittansicht, die einen Betrieb einer elektromagnetischen Bremsvorrichtung der siebten Ausführungsform zeigt;
26 ist eine Schnittansicht, die einen Betrieb einer elektromagnetischen Kupplung der siebten Ausführungsform zeigt;
27 ist eine Schnittansicht, die einen Anlasser mit Ausnahme eines Elektromotors gemäß der achten Ausführungsform darstellt;
28 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Bremsplatte in der achten Ausführungsform darstellt;
29 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Magnetpollagerbauteil eines Anlassers der achten Ausführungsform darstellt;
30 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils von 27, wie durch einen Pfeil A angedeutet, der einen Fluss eines Magnetflusses in einer elektromagnetischen Bremsvorrichtung in einem Anlasser der achten Ausführungsform eingebaut zeigt; und
31 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils von 27, wie durch einen Pfeil A angedeutet, der einen Fluss eines Magnetflusses in einem Rotationsbegrenzungsmechanismus veranschaulicht, der in einem Anlasser der achten Ausführungsform eingebaut ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
Bezugnehmend auf die Zeichnungen, wobei sich gleiche Bezugszahlen auf gleiche Teile in mehreren Ansichten beziehen, insbesondere auf 1, ist ein Anlasser 1 gemäß der ersten Ausführungsform gezeigt. Der Anlasser 1 enthält den Elektromotor 2, das Planetengetriebe, die Ausgangswelle 3, die Kupplung 4, das Ritzel 5, die elektromagnetische Bremsvorrichtung und den Ritzel-Schiebemechanismus.
Der Motor 2 ist, wie in 1 dargestellt, ein Wechselstrommotor, der mit dem Stator 6 und dem Rotor 7 bestückt ist und imstande ist, sowohl in einer normalen Richtung als auch in einer Umkehrrichtung zu rotieren. Der Stator 6 ist mit dem Statorkern 6a, der an einen Innenumfang des eine Außenschale definierenden Jochs 8 gesichert ist, und der Dreiphasenankerwicklung 6b bestückt, die um den Statorkern 6a gewickelt ist. Der Stator 6 wirkt, um ein umlaufendes Magnetfeld bei Anlegen eines Dreiphasenwechselstroms an der Ankerwicklung 6b durch einen Wechselrichter (nicht gezeigt) zu erzeugen. Der Rotor 7 kann von einer Innenpermanentmagnetbauart, die Permanentmagnete hat, die in einem mit einem Außenumfang einer Rotationswelle (die im Folgenden auch als Motorwelle 9 bezeichnet wird) des Motors ineinandergreifenden Eisenkern eingebettet sind, oder einer Flächenpermanentmagnetbauart sein, die an die Außenfläche eines Eisenkerns angebrachte Permanentmagneten hat. Der Rotor 7 rotiert synchron mit dem umlaufenden Magnetfeld. Der Rotor 7 kann alternativ durch einen Rotor einer Schenkelpolbauart verwirklicht werden, die keinen Permanentmagnet verwendet.
Das Joch 8 hat die Motortrennwand 10, die an einem Abschnitt eines Innenumfangs, der näher an seinem einen Ende ist, ausgebildet ist, um einen Raum (der auch als eine Motorkammer bezeichnet wird) von dem Planetengetriebe zu isolieren, in dem der Stator 6 und der Rotor 7 angeordnet sind. Die Motortrennwand 10 ist senkrecht zu einer Radialrichtung der Motorwelle 9 ausgerichtet und hat das an ihrer radialen Mitte ausgebildete Auge 10a. Das Auge 10a hat an einem Innenumfang von sich die Öldichtung 11 montiert, die einen Außenumfang der Motorwelle 9 hermetisch abdichtet. Die Motorwelle 9 hat ein Ende, das durch einen Innenumfang der Öldichtung 11 hindurch geht und von der Motortrennwand 10 weg von dem Motor 2 (d.h. nach links in 1) vorsteht, und das andere Ende, das durch den Endrahmen 13 gehalten ist, um durch das Lager 12 (auch Wellenbuchse genannt) drehbar zu sein.
In der nachfolgenden Erläuterung, um sich auf Einzelteile des Anlassers 1 zu beziehen, wird ein Abschnitt jedes Einzelteils, der weiter weg von dem Motor 2 ist, auch als eine entgegengesetzte Motorseite (d.h. die linke Seite in 1) bezeichnet, während ein anderer Abschnitt, der näher an dem Motor 2 ist, auch als eine Motorseite (d.h. die rechte Seite in 1) bezeichnet wird. Zudem wird eine Richtung, die von dem Motor 2 weg ausgerichtet ist, auch als eine entgegengesetzte Motorrichtung bezeichnet, während eine Richtung, die näher zu dem Motor 2 ausgerichtet ist, auch als eine Motorrichtung bezeichnet wird.
Das Planetengetriebe, wie in 1 und 2 zu sehen ist, setzt sich zusammen aus dem an der Motorwelle 9 montierten Sonnenrad 14, dem Innenrad 15 (auch Hohlrad genannt), das drehbar und koaxial mit einer Drehachse des Sonnenrads 14 angeordnet ist, den Planetenrädern 16, die mit dem Sonnenrad 14 und dem Innenrad 15 kämen, um drehbar um ihre eigenen Achsen zu sein und um das Sonnenrad umkreisen oder umlaufen zu können, und dem Planetenträger 17, der die Umlaufbewegung der Planetenräder 16 abgibt. Der Planetenträger 17 wird auch als ein erster Abtrieb einer Leistungsverteilungsvorrichtung bezeichnet, wie später detailliert beschrieben wird. Das Innenrad 15 wird auch als zweiter Abtrieb der Leistungsverteilungsvorrichtung bezeichnet.
Das Sonnenrad 14 ist einstückig mit einem Endabschnitt der Motorwelle 9 ausgebildet, der von der Motortrennwand 10 zu der entgegengesetzten Motorseite vorsteht, und zusammen mit der Motorwelle 9 drehbar. Das Sonnenrad 14 kann als ein einzelnes Teil gefertigt sein, das auf die Motorwelle 9 pressgepasst oder an der Motorwelle 9 durch eine Kerbverzahnung fixiert ist.
Das Innenrad 15 ist, wie in 4 dargestellt, einstückig mit der zylinderförmigen Wand 20 ausgebildet. Die zylinderförmige Wand 20 ist von dem Motor 2 weiter weg gelegen als es das Innenrad 15 (d.h. Innenzähne) ist. Die zylinderförmige Wand 20 hat eine Außenschulter, die in ihrer Mitte in der Axialrichtung des Innenrads 15 ausgebildet ist. Im Speziellen hat die zylinderförmige Wand 20 zwei Abschnitte: einen Abschnitt mit großem Außendurchmesser und einen Abschnitt mit kleinem Außendurchmesser. Der Abschnitt mit großem Außendurchmesser ist näher zu dem Motor 2 gelegen als es der Abschnitt mit kleinem Außendurchmesser ist (d.h. die Motorseite). Der Abschnitt mit kleinem Außendurchmesser ist in einer Wanddicke geringer als der Abschnitt mit großem Außendurchmesser. Die zylinderförmige Wand 20 hat auch eine Vielzahl (vier in dieser Ausführungsform) von Positionierungsvorsprüngen 20a, die an einer Endfläche des Abschnitts mit kleinem Außendurchmesser ausgebildet sind.
Die Planetenräder 16 sind durch die an dem Planetenträger 17 angeordneten Planetenradbolzen 18 drehbar mittels Lager 19 gehalten. Die Planetenräder 16 sind, wie in 2 zu sehen ist, in gleichen Abständen entfernt voneinander in einer Umfangsrichtung des Innenrads 15 angeordnet.
Der Planetenträger 17 ist mit dem Äußeren 21 der Kupplung 4, die später detailliert beschrieben wird, einstückig ausgebildet und wird durch die Umlaufbewegung der Planetenräder 16 rotiert. Die Kupplung 4 ist aus einem Klemmrollenfreilauf hergestellt, um ein Drehmoment von dem Äußeren 21 zu dem Inneren 23 über die in Nockenkammern angeordneten Rollen 22 zu übertragen und um ebenso eine Übertragung eines Drehmoments von dem Inneren 23 zu dem Äußeren 21 zu blockieren. Die Kupplung 4 kann alternativ durch einen Klemmkörperfreilauf verwirklicht werden.
Das Äußere 21 ist einstückig mit dem Planetenträger 17 zum Beispiel durch Kaltschmieden ausgebildet. Wenn der Planetenträger 17 und die Planetenradbolzen 18 mit dem Äußeren 21 durch das Kaltschmieden einstückig ausgebildet werden, wird das Ausmaß eines Drucks, der zum Antreiben eines Stempels erforderlich ist, um ein Material zum Ausbilden der Planetenradbolzen 18 zu drücken, höher sein als der zum Ausbilden des Planetenträgers 17, da die Planetenradbolzen 18 in einer Querschnittfläche jeweils kleiner als der Planetenträger 17 sind. Dies hat ein Risiko zur Folge, dass sich eine auf Formen wirkende Belastung erhöht, sodass die Lebensdauer der Formen verkürzt wird. Um diesen Nachteil zu mildern, sind auf dem Planetenträger 17, wie in 2 dargestellt, so viele Blindbolzen 24 wie Planetenradbolzen 18 ausgebildet. Im Speziellen ist die Anzahl der Blindbolzen 24 dieselbe (d.h. drei) wie die der Planetenradbolzen 18. Die Blindbolzen 24 sind an Stellen angeordnet, die sich mit den Planetenrädern 16 nicht mechanisch überlagern. Die Verwendung der Blindbolzen 24 zusätzlich zu den Planetenradbolzen 18 hat eine erhöhte Gesamtquerschnittfläche von Abschnitten des durch die Stempel gedrückten Materials zur Folge, was zu einem verringerten Grad von auf die Formen ausgeübter Belastung führt, um eine gewünschte Lebensdauer der Formen sicherzustellen.
Die Ausgangswelle 3 ist, wie in 1 zu sehen ist, koaxial oder in einer Richtung mit der Motorwelle 9 angeordnet und hat ein Ende an ihrer entgegengesetzten Motorseite, das über das Lager 25 durch das Anlassergehäuse 26 gehalten ist, um drehbar zu sein, und hat außerdem einen Abschnitt mit großem Durchmesser an ihrer Motorseite, der das Innere der Kupplung 4 definiert. In dem Abschnitt mit großem Durchmesser der Ausgangswelle 3 ist eine zylinderförmige Bohrung ausgebildet, die sich von dem an der Motorseite gelegenen Ende der Ausganswelle 3 erstreckt und in die das Ende der Motorwelle 9 über das Lager 27 angeordnet ist, um hinsichtlich der Ausgangswelle 3 drehbar zu sein. Die Ausgangswelle 3 hat den schraubenförmigen Keil 28, der an einem Mittelabschnitt von seiner Länge ausgebildet ist.
Das Ritzel 5 hat, wie in 4 zu sehen ist, die schraubenförmige Keilnut 5a, die an seinem Innenumfang ausgebildet ist. Die Keilnut 5a kämmt mit der Keilnut 28 der Ausgangswelle 3, um auf der Ausgangswelle 3 beweglich und verschiebbar zu sein.
Die elektromagnetische Bremsvorrichtung ist, wie in 3 gezeigt ist, mit der Bremsplatte 29, der Reibscheibe 30, einem Magnetkrafterzeuger (der später detailliert beschrieben wird) und den Bremsfreigabespulen 31 bestückt. Die Bremsplatte 29 ist aus einem ferromagnetischen Material wie z.B. einer Eisenplatte hergestellt. Die Reibscheibe 30 ist einer Endfläche der Bremsplatte 29 an der entgegengesetzten Motorseite zugewandt. Der Magnetkrafterzeuger wirkt, um die Bremsplatte 29 über die Reibscheibe magnetisch anzuziehen. Die Bremsfreigabespulen 31 wirken, um die von dem Magnetkrafterzeuger erzeugte Magnetkraft aufzuheben.
Die Bremsplatte 29 ist, wie in 2 zu sehen ist, aus einer kreisförmigen Platte hergestellt, in der drei Löcher 29a mit kleinem Durchmesser ausgebildet sind, die in ihrer Umfangsrichtung angeordnet sind. Die Bremsplatte 29 erstreckt sich in eine Radialrichtung der Motorwelle 3, das heißt ist senkrecht zu der Motorwelle 9 ausgerichtet. Die Bremsplatte 29 ist an dem Planetenträger 17 durch Festziehen der in den Löchern 29a mit kleinem Durchmesser eingesetzten Schrauben 32, um die in den Blindbolzen 24 ausgebildeten Gewindelöcher in Eingriff zu bringen, gesichert. Dies hält die Bremsplatte 29 von einem Rotieren bezüglich des Planetenträgers 17 ab.
Die Bremsplatte 29 ist an die Blindbolzen 24 unter Verwendung der Schrauben 32 nicht völlig fixiert, sondern etwas beweglich, zum Beispiel um ein paar Zehntel Millimeter in ihrer Axialrichtung. Im Speziellen ist die Bremsplatte 29 zwischen der Position, an der die Fläche der Bremsplatte 29 an der entgegengesetzten Motorseite die Reibscheibe 30 berührt, und der Position beweglich, an der die Fläche der Bremsplatte 29 an der Motorseite, die von der Reibscheibe 30 weiter weg ist, die Rückflächen der Schraubenköpfe 32a berührt. Die Bremsplatte 29 wird von der Reibscheibe 30 durch die Schraubenfedern 33 elastisch weggedrängt.
Die Reibscheibe 30 ist ringförmig und hat denselben Außendurchmesser wie die Bremsplatte 29 und ist in Kontakt mit einer axialen Endfläche des Magnetkrafterzeugers angeordnet, wie nachfolgend beschrieben wird. Die Reibscheibe 30 wird von einem Rotieren in einer Umfangsrichtung bezüglich des Magnetkrafterzeugers abgehalten.
Der Magnetkrafterzeuger enthält, wie in 3 dargestellt, eine Vielzahl (vier in dieser Ausführungsform) von Bremsmagnetpoleinheiten 34 und die Permanentmagneten 35. Die Bremsmagnetpoleinheiten 34 befinden sich an der entgegengesetzten Seite der Reibscheibe 30 zu der Bremsplatte 29. Die Permanentmagneten 35 magnetisieren die Bremsmagnetpoleinheiten 34.
Die Permanentmagneten 35 sind durch Positionierungsbauteile 36 an vier Stellen fixiert, die in einer Umfangsrichtung der Bremsmagnetpoleinheiten 34 gereiht sind. Die Positionierungsbauteile 36 sind aus einem nichtmagnetischen Material, wie zum Beispiel Harz, hergestellt. Jeder der Permanentmagneten 35 ist in der Radialrichtung der Bremsmagnetpoleinheiten 34 magnetisiert.
Die Positionierungsbauteile 36 haben in ihren Außenumfangsflächen Stoppnuten 36a ausgebildet, die die Reibscheibe 30 von einem Rotieren in der Umfangsrichtung abhalten. Die Reibscheibe 30 hat an ihrem Außenumfang eine Vielzahl von Laschen 30a ausgebildet. Jede der Laschen 30a ist von der Reibscheibe 30 gebogen und erstreckt sich in die Axialrichtung der Reibscheibe 30. Jede der Laschen 30a greift in eine von den Stoppnuten 36a ein, wodurch die Reibscheibe 30 an einem Rotieren in der Umfangsrichtung gehindert ist.
Jede der Bremsmagnetpoleinheiten 34 enthält einen Außenmagnetpolstreifen 34a und einen Innenmagnetpolstreifen 34b. Der Außenmagnetpolstreifen 34a wird zu einem Außenmagnetpol (z.B. ein N-Pol) eines entsprechenden von den Permanentmagneten 35 hingezogen und ist außerhalb des Permanentmagneten 35 in der Radialrichtung der Bremsmagnetpoleinheiten 34 fixiert. Der Innenmagnetpolstreifen 34b wird durch einen Innenmagnetpol (z.B. ein S-Pol) eines entsprechenden von den Permanentmagneten 35 angezogen und ist innerhalb des Permanentmagneten 35 in der radialen Richtung fixiert. Jeder von dem Außenmagnetpolstreifen 34a und dem Innenmagnetpolstreifen 34b der Bremsmagnetpoleinheiten 34 hat eine Breite, das heißt eine Abmessung in seiner Axialrichtung, die größer als die der Permanentmagneten 35 ist. Anders gesagt haben der Außenmagnetpolstreifen 34a und der Innenmagnetpolstreifen 34b Seitenabschnitte, die sich von dem Ende des Permanentmagneten 35 in die entgegengesetzte Motorrichtung (d.h. weg von dem Motor 2) erstrecken und in der entgegengesetzten Richtung nach innen gebogen sind, um über einen Luftspalt (d.h. einen Schlitz) einander zugewandt zu sein. Die Seitenabschnitte des Außenmagnetpolstreifens 34a und des Innenmagnetpolstreifens 34b, die in der Radialrichtung der Bremsmagnetpoleinheiten 34 einander zugewandt sind, werden nachfolgend auch als Magnetpolzähne bezeichnet.
Jede der Bremsfreigabespulen 31 ist, wie in 3 dargestellt, aus einem um den Harzspulenkern 37 und die Magnetpolzähne gewickelten Draht hergestellt. Jede der Bremsmagnetpoleinheiten 34 und eine entsprechende der Bremsfreigabespulen 31 sind, zum Beispiel durch eine Isolierfolie, voneinander elektrisch isoliert. Bei Erregung erzeugen die Bremsfreigabespulen 31 Magnetfelder, die ausgerichtet sind, um auf die Bremsmagnetpoleinheiten 34 zu wirken, um durch die Permanentmagneten 35 erzeugte Magnetfelder aufzuheben.
Die Spulenkerne 37 sind mit dem ringförmigen Spulenhalter 38 einstückig ausgebildet. Jeder der Spulenkerne 37 umgibt die Magnetpolzähne in drei verschiedenen Richtungen (d.h. zwei entgegengesetzte Umfangsrichtungen und die Motorrichtung (eine Richtung, die näher zu dem Motor 2 ist)).
Die Positionierungsbauteile 36 sind an dem Spulenhalter 38 zum Beispiel unter Verwendung von Klebematerial gesichert, um Umfangspositionen der Permanentmagneten 35 in Übereinstimmung mit den Bremsmagnetpoleinheiten 34 zu fixieren.
Der Spulenhalter 38 setzt sich aus dem ringförmigen Innenrahmen 38a, dem mehreckigen (d.h. achteckig in dieser Ausführungsform) Außenrahmen 38b und einer Vielzahl von Rippen 38c zusammen. Der Innenrahmen 38a hat einen Innendurchmesser, der um ein paar Millimeter größer als ein Außendurchmesser des Innenrads 15 ist. Der Außenrahmen 38b umgibt den Außenumfang des Innenrahmens 38a. Die Rippen 38c verbinden den Innenrahmen 38a und den Außenrahmen 38b miteinander, um diese zu verstärken. Die Spulenkerne 37 befinden sich an flachen Bereichen der Außenumfangsfläche des Außenrahmens 38b. Der Spulenhalter 38 wird von einem Rotieren durch Presspassen von bogenförmigen Außenumfängen der Spulenkerne 37 in einen Innenumfang des Mittengehäuses 39 abgehalten.
Das Mittengehäuse 39 ist, wie in 1 dargestellt, zwischen dem Anlassergehäuse 26 und dem Joch 8 angeordnet und hat einen Außenumfang an der entgegengesetzten Motorseite, der mit einem Innenumfang des Anlassergehäuses 26 durch eine Zapfenverbindung fixiert verbunden ist. Das Mittengehäuse 39 hat außerdem einen Innenumfang an der Motorseite, der mit einem Innenumfang des Jochs 8 durch eine Zapfenverbindung fixiert verbunden ist. Das Mittengehäuse 39 hat außerdem, wie in 3 dargestellt, die Plattenwand 39a, die sich von einem Innenumfang an der entgegengesetzten Motorseite senkrecht zu seiner Axialrichtung nach innen erstreckt. Die Trennwand 39a ist mit dem Mittengehäuse 39 einstückig ausgebildet. Das Lager (d.h. eine Wellenbuchse) 40 ist an einen Innenumfang der Plattenwand 39a gepasst.
Der Ritzel-Schiebemechanismus enthält, wie in 4 dargestellt, den Kurvenzylinder 42, ein Befestigungsbauteil (das später detailliert beschrieben wird), den Druckring 44 und die Eingreifbolzen 45. In dem Kurvenzylinder 42 sind die Kurvennuten 41 ausgebildet. In dem Befestigungsbauteil sind die geraden Nuten 43 ausgebildet, die in der Axialrichtung über die Kurvennuten 41 führen. Der Druckring 44 wirkt als ein Übertragungsbauteil und ist an das Ritzel 5 gepasst. Die Eingreifbolzen 45 sind durch den Druckring 44 gehalten und in die Kurvennuten 41 und die geraden Nuten 43 gepasst.
Der Kurvenzylinder 42 hat den Hohlzylinderabschnitt 42a, der sich über den Außenumfang des Ritzels 5 in seine Axialrichtung erstreckt. Der zylinderförmige Abschnitt 42a wird gehalten, um an einer zylindrischen Innenumfangsfläche, die an einem Abschnitt einer Innenwand des Startergehäuses 26 ausgebildet ist, drehbar zu sein. Die Kurvennuten 41 sind in zwei Abschnitten des zylinderförmigen Abschnitts 42a ausgebildet und liegen sich einander in der Radialrichtung des zylinderförmigen Abschnitts 42a diametral gegenüber, d.h. symmetrisch um die Mitte des zylinderförmigen Abschnitts 42a. Jede der Kurvennuten 41 hat eine vorgegebene Länge mit einem Startende (auch erstes Ende genannt), das dem Motor 2 näher ist, und ein Schlussende (auch zweites Ende genannt), das von dem Motor 2 weiter weg ist. Die Startenden der Kurvennuten 41 befinden sich an Abschnitten, die sich in der Umfangsrichtung des zylinderförmigen Abschnitts 42a voneinander unterscheiden. Entsprechend befinden sich die Schlussenden der Kurvennuten 41 an Abschnitten, die sich in der Umfangsrichtung des zylinderförmigen Abschnitts 42a voneinander unterscheiden. Jede der Kurvennuten 41 erstreckt sich in einer Spiralform von dem Startende zu dem Schlussende in die Umfangsrichtung des zylinderförmigen Abschnitts 42a.
Der Kurvenzylinder 42 hat eine Endwand an seiner Motorseite ausgebildet, die den Zylinderboden 42b definiert, der sich senkrecht zu der Länge der Ausgangswelle 3 erstreckt. Der Zylinderboden 42b ist mit dem zylinderförmigen Abschnitt 42a einstückig ausgebildet. Der Zylinderboden 42b hat eine kreisförmige Öffnung, die in seinem radialen Mittenabschnitt ausgebildet ist, und hat eine Vielzahl von Vorsprüngen 42c, die an seinem Innenumfang ausgebildet sind. Die Vorsprünge 42c sind in regelmäßigen oder gleichen Abständen voneinander entfernt an dem gesamten Innenumfang des Zylinderbodens 42b angeordnet. Der Kurvenzylinder 42 ist mit dem Innenrad 15 durch die Eingreifplatte 46 (die später detailliert beschrieben wird) zusammengefügt, um zusammen mit dem Innenrad 15 und der Eingreifplatte 46 drehbar zu sein. Die Eingreifplatte 46 enthält den Zylinder 46a mit großem Durchmesser und den Zylinder 46b mit kleinem Durchmesser. Der Zylinder 46a mit großem Durchmesser ist an den Außenumfang der zylinderförmigen Wand 20 des Innenrads 15 gepasst. Der Zylinder 46b mit kleinem Durchmesser ist in die kreisförmige Öffnung des Zylinderbodens 42b eingesetzt und in festem Eingriff mit dem Zylinderboden 42b arretiert. Der Zylinder 46b mit kleinem Durchmesser hat einen Außenumfang, der gehalten ist, um an dem Mittengehäuse 39 durch das Lager 40 drehbar zu sein.
Der Zylinder 46a mit großem Durchmesser hat, wie in 4 dargestellt, eine Vielzahl von Positionierungsnuten 46c in seinem Umfang ausgebildet. Die Positionierungsvorsprünge 20a der zylinderförmigen Wand 20 sind in die Positionierungsnuten 46c gepasst, um das Innenrad 15 und die Eingreifplatte 46 von einem Rotieren relativ zueinander abzuhalten. Der Zylinder 46b mit kleinem Durchmesser hat eine Vielzahl von Vertiefungen 46d, die in einem Abschnitt seiner Außenumfangsfläche ausgebildet sind, der von dem Motor 2 weiter weg als das Lager 40 gelegen ist (siehe 3). Die Vertiefungen 46b sind in gleichen Abständen über den gesamten Umfang des Zylinders 46b mit kleinem Durchmesser angeordnet. Die Vorsprünge 43c des Zylinderbodens 42b sind in die Vertiefungen 46b gepasst, um die Eingreifplatte 46 und den Kurvenzylinder 42 von einem Rotieren relativ zueinander abzuhalten. Der Zylinder 46b mit kleinem Durchmesser hat die Umfangsnut 46b, die in einem Abschnitt seines Umfangs an der entgegengesetzten Motorseite ausgebildet ist. Die Umfangsnut 46a erstreckt sich über den gesamten Umfang des Abschnitts 46b mit kleinem Durchmesser. Ein Sicherungsring (siehe 1) ist in die Umfangsnut 46e gepasst, um ein Entfernen des Kurvenzylinders 42 von dem Zylinder 46b mit kleinem Durchmesser zu sperren oder zu stoppen. Der Zylinder 46b mit kleinem Durchmesser hat an seinem Innenumfang das Lager 47 montiert, das wirkt, um den Abschnitt mit großem Durchmesser (d.h. das Innere 23) der Ausgangswelle 3 und den Außenumfang des schraubenförmigen Keils 28 zu halten, um drehbar zu sein.
Das Befestigungsbauteil ist in der ersten Ausführungsform durch das Anlassergehäuse 26 verwirklicht und hat, wie in 4 dargestellt, die geraden Nuten 43, die in zwei Abschnitten des Innenumfangs des Anlassergehäuses 26 ausgebildet sind, die sich einander diametral gegenüberliegen. Das Anlassergehäuse 26 ist fixiert oder von einem Bewegen in die Axialrichtung und Umfangsrichtungen des Anlassergehäuses 26 (d.h. des Kurvenzylinders 42) abgehalten. Die geraden Nuten 43 haben jeweils ein offenes Ende an der Motorseite und ein geschlossenes Ende an der entgegengesetzten Motorseite. Der Druckring 44 ist, wie in 1 zu sehen ist, an einem Endabschnitt des Ritzels 5 gelegen, der dem Motor 2 näher ist als die Zähne 5b. Der Druckring 44 ist an dem Ritzel 5 montiert, um bezüglich des Ritzels 5 drehbar zu sein und wird von einem Bewegen in die Axialrichtung des Ritzels 5 abgehalten. Der Druckring 44 ist in den Innenumfang des zylinderförmigen Abschnitts 42a eingesetzt und angeordnet, um bezüglich des zylinderförmigen Abschnitts 42a drehbar und in der Axialrichtung des zylinderförmigen Abschnitts 42a verschiebbar zu sein. Der Druckring 44 hat Bolzeneinsetzlöcher 44a, die in zwei seiner Abschnitte ausgebildet sind, die sich einander diametral gegenüberliegen (d.h. symmetrisch um die Mitte des Druckrings 44 sind).
Jeder der Eingreifbolzen 45 hat einen Endabschnitt, der in einem von den Bolzeneinsetzlöchern 44a gepasst ist, und den anderen Endabschnitt, der von dem Bolzeneinsetztloch 44a in die Radialrichtung nach außen vorsteht und, wie in 5 dargestellt, mit einer der Kurvennuten 41 und einer der geraden Nuten 43 im Eingriff ist.
Der Betrieb des Anlassers 1 wird nachfolgend beschrieben.
Wenn die Bremsfreigabespulen 31 spannungsfrei oder in einem ausgeschalteten Zustand sind, wird die Bremsplatte 29 zu den Bremsmagnetpoleinheiten 34 hingezogen, die durch die Permanentmagneten 35 magnetisiert werden, sodass sie die Reibscheibe 30 berührt, um mechanische Reibung zwischen der Bremsplatte 29 und der Reibscheibe 30 zu entwickeln, wodurch die Rotation der Bremsplatte 29 gebremst wird. Die Bremsplatte 29 wird von einem Rotieren bezüglich des Planetenträgers 17 abgehalten. Dementsprechend, wenn die Bremsplatte 29 gegen ein Rotieren gesichert ist, wird es bewirken, dass der Planetenträger 17 ebenfalls gegen ein Rotieren gesichert ist. Wenn der Motor 2 durch den Inverter erregt wird, wenn der Planetenträger 17 gegen ein Rotieren gesichert ist, wird das Drehmoment der Motorwelle 9 von dem Sonnenrad 14 auf die Planetenräder 16 übertragen, sodass die Planetenräder 16 um die Planetenradbolzen 18 rotieren. Dies bewirkt ein Rotieren des Innenrads 15 in eine Richtung, die der Richtung, in die das Sonnenrad 14 rotiert, entgegengesetzt ist, sodass die Rotation des Innenrads 15 auf den Kurvenzylinder 42 über die Eingreifplatte 46 übertragen wird.
Die Rotation des Kurvenzylinders 42 in die der Drehung des Motors 2 entgegengesetzte Richtung, wird bewirken, dass die Schiebekraft in eine Richtung weg von dem Motor 2 auf die Eingreifbolzen 45 ausgeübt wird, die an Stellen positioniert sind, an denen sich die geraden Nuten 43 mit den Kurvennuten 41 schneiden, sodass die Eingreifbolzen 45, wie in 5 bis 7 dargestellt, in den Kurvennuten 41 mit einer Rotation des Kurvenzylinders 42 bewegt und ebenfalls in den geraden Nuten 43 weg von dem Motor 2 vorgerückt werden. Die auf die Eingreifbolzen 45 wirkende Schiebekraft ist eine Kraft (die nachfolgend auch als Schubkraft bezeichnet wird), um das Ritzel 5 durch den Druckring 4 in seine axiale Richtung zu drücken, sodass sich das Ritzel 5 weg von dem Motor 2 fortbewegt, während es um die Ausgangswelle 3 durch den schraubenförmigen Keil 28 rotiert.
Wenn das Ritzel 5 das Hohlrad (nicht gezeigt) der Maschine berührt und dann aufhört, sich in die entgegengesetzte Motorrichtung zu bewegen, wird es bewirken, dass ein Rotieren des Kurvenzylinders 42 sofort angehalten wird, sodass das Innenrad 15 aufhört zu rotieren. Anschließend, wenn das durch den Motor 2 erzeugte Drehmoment ein zwischen der Bremsplatte 29 und der Reibscheibe 30 entwickeltes Reibungsdrehmoment übersteigt, werden die Bremsplatte 29 und die Reibscheibe 30 relativ zueinander rutschen, sodass der Planetenträger 17 rotiert.
Die Rotation des Planetenträgers 17 wird über die Kupplung 4 auf die Ausgangswelle 3 übertragen, sodass das Ritzel 5 zusammen mit der Ausgangswelle 3 rotiert, während es das Hohlrad berührt. Wenn das Ritzel 5 rotiert, bis die Zähne des Ritzels 5 mit den Zahnnuten des Hohlrads eingreifen, anders gesagt, das Ritzel 5 rotiert an eine Winkellage, in der das Ritzel 5 mit dem Hohlrad eingreifen kann, kann der Kurvenzylinder 42 wieder rotieren, sodass die Schubkraft auf das Ritzel 5 in dessen axiale Richtung wirkt, wodurch bewirkt wird, dass das Ritzel 5 an der Ausgangswelle weiter vorgerückt wird und dann mit dem Hohlrad eingreift. Das mit dem Hohlrad kämmende Ritzel 5 berührt den an der Ausgangswelle 3 montierten Stopper 48, wie in 1 dargestellt, und wird dann an einem Bewegen in die entgegengesetzte Motorrichtung gehindert.
Wenn das Ritzel 5 den Stopper 48 berührt, sodass es aufhört sich in seine Axialrichtung zu bewegen, wird es bewirken, dass der Kurvenzylinder 42 an einem Rotieren gehindert wird. Im Speziellen, wenn das Ritzel 5 mit dem Hohlrad eingreift und den Stopper 48 berührt, wird es bewirken, dass der Kurvenzylinder 42 an einem weiteren Rotieren gehindert wird. Wenn der Kurvenzylinder 42 an einem Rotieren gehindert wird, berühren die Eingreifbolzen 45 das geschlossene Ende (d.h. die Schlussenden) der Kurvennuten 41 nicht und sind durch einen kleinen Luftspalt von dem geschlossenen Ende der Kurvennuten 41 weg gelegen.
Nachdem das Ritzel 5 mit dem Hohlrad eingreift, werden die Bremsfreigabespulen 31 angeschaltet oder erregt.
Das durch die Bremsfreigabespulen 31 erzeugte Magnetfeld wirkt auf die Bremsmagnetpoleinheiten 34, um das durch die Permanentmagneten 35 entwickelte Magnetfeld aufzuheben. Im Speziellen wird die Magnetkraft, die durch die Permanentmagneten 35 zum Anziehen der Bremsplatte 29 erzeugt wird, durch das Anregen der Bremsfreigabespulen 31 aufgehoben, sodass die Bremsplatte 29 durch die Schraubenfeder 33 von der Reibscheibe 30 weggedrängt wird. Dies gibt die Rotation des Planetenträgers 17 frei, sodass das durch den Motor 2 abgegebene Drehmoment durch das Planetengetriebe verstärkt und dann über die Kupplung 4 auf die Ausgangswelle 3 übertragen wird. Dies bewirkt, dass das Ritzel 5 zusammen mit der Ausgangswelle 3 rotiert, wodurch das Hohlrad zum Ankurbeln der Maschine rotiert wird.
Nachdem die Maschine angekurbelt und dann angelassen ist, werden die Bremsfreigabespulen 31 entregt. Gleichzeitig wird der Motor 2 durch den Inverter in eine Richtung rotiert, die der Richtung, in die der Motor 2 die Maschine angekurbelt, entgegengesetzt ist. Der Planetenträger 17 wird an einem Rotieren zusammen mit der Bremsplatte 29 bei der Entregung der Bremsfreigabespulen 31 gehindert, sodass der Kurvenzylinder 42 die Rückwärtsrotation des Motors 2 erfährt und in eine Richtung rotiert, die einer Richtung, in die der Kurvenzylinder 43 rotiert wenn die Maschine angekurbelt wird, entgegengesetzt ist. Diese Rückwärtsrotation des Kurvenzylinders 42 erzeugt Schub, der auf die Eingreifbolzen 45 in die Motorrichtung wirkt. Der Schub wird dann als eine Rückstellkraft über den Druckring 44 auf das Ritzel 5 aufgebracht, sodass das Ritzel 5 von dem Hohlrad ausgerückt und auf der Ausgangswelle 3 zurück bewegt wird. Die Rückstellkraft ist eine Kraft, die das Ritzel 5 in seine Axialrichtung zieht und in eine der Schubkraft entgegengesetzten Richtung wirkt.
Nachdem das Ritzel 5 auf der Ausgangswelle 3 an eine Grundstellung (d.h. die in 1 veranschaulichte Position) zurück bewegt ist, wird der Motor 2 durch den Inverter ausgeschaltet.
BETRIEB UND VORTEILHAFTE WIRKUNG DER ERSTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Der Anlasser 1 der ersten Ausführungsform ist mit dem als eine Leistungsverteilungsvorrichtung wirkenden Planetengetriebe ausgeführt, das ein erstes Leistungsübertragungssystem, durch das das durch den Motor 2 erzeugte Drehmoment auf den Planetenträger 17 übertragen wird, und ein zweites Leistungsübertragungssystem gezielt bildet, durch das das durch den Motor 2 erzeugte Drehmoment auf das Innenrad 15 übertragen wird. Anders gesagt wirkt das Planetengetriebe (d.h. die Leistungsverteilungsvorrichtung) zum Teilen oder Verteilen des von dem Motor eingegebenen Drehmoments auf das erste und zweite Leistungsübertragungssystem. Der Anlasser wirkt ebenfalls, um den Planetenträger 17 von einem Rotieren durch die elektromagnetische Bremsvorrichtung abzuhalten, um das von dem Motor 2 erzeugte Drehmoment von dem Innenrad 15 abzugeben. Die durch die Eingreifplatte 46 auf den Kurvenzylinder 42 übertragene Rotation des Innenrads 15 wird bewirken, dass der Ritzel-Schiebemechanismus eine Rotationsbewegung des Kurvenzylinders 42 in eine Linearbewegung in seiner Axialrichtung umwandelt, die auf das Ritzel 5 übertragen wird, sodass das Ritzel 5 in dessen Axialrichtung vorrückt.

1) Der obige Aufbau beseitigt die Notwendigkeit zum Rotieren der Ausgangswelle 3, wenn das Ritzel 5 zu dem Hohlrad der Maschine bewegt wird, das heißt, die Notwendigkeit zum Schieben des Ritzels 5 in dessen Axialrichtung mit Hilfe des Betriebs des schraubenförmigen Keils 28 der Ausgangswelle 3. Anders gesagt ist der Anlasser 1 imstande, das Ritzel 5 in Richtung des Hohlrads ohne die Verwendung der Vorschubspindelbewegung des schraubenförmigen Keils 28 zu bewegen und mildert damit die Notwendigkeit des schraubenförmigen Keils 28 auf der Ausgangswelle 3, wodurch es möglich ist, einen geraden Keil anstelle des schraubenförmigen Keils 28 einzusetzen.
2) Bei dem Anlasser 1 der ersten Ausführungsform ist ein Drücken des Außenumfangs des Ritzels 5 nicht notwendig, um eine Rotation des Ritzels zu arretieren, wenn das Ritzel 5 auf der Ausgangswelle 3 gleitet, was eine Verringerung im Verlust einer Gleitbewegung des Ritzels 5 zur Folge hat, im Vergleich mit einem herkömmlichen Anlasser gemäß der im Einleitungsteil dieser Anmeldung diskutierten Japanischen Patenterstveröffentlichung Nr. 8-177691 , was zu einer Verringerung im Verbrauch von elektrischer Energie in dem Motor 2 führt.
3) Der Kurvenzylinder 42 ist zu einem Zeitpunkt, an dem das Ritzel 5 mit dem Hohlrad kämmt und dann den Stopper 5 berührt, gegen ein Rotieren gesichert, wodurch eine unnötige Rotation des Kurvenzylinders 42 beseitigt wird. Die Eingreifbolzen 45, die sich in den Kurvennuten 41 bewegen, berühren die Enden der Kurvennuten 41 zu dem Zeitpunkt, an dem die Eingreifplatte 46 von einem Rotieren abgehalten ist, nicht, anders gesagt, sie halten kurz vor den geschlossenen Enden der Kurvennuten 41 durch einen kleinen Luftspalt, wodurch die Gefahr beseitigt wird, dass eine unerwünschte Last durch die Eingreifbolzen 45 auf den Kurvenzylinder 42 ausgeübt wird, in dem die Kurvennuten 41 ausgebildet sind. Dies ermöglicht, dass der Kurvenzylinder 42 mit einer verringerten Wanddicke und reduziertem Gewicht gestaltet werden kann.

Andere Ausführungsformen dieser Offenbarung werden nachfolgend beschrieben. In der folgenden Diskussion bezeichnen dieselben Bezugszahlen, wie sie für die erste Ausführungsform verwendet wurden, dieselben Teile und ihre detaillierte Erklärung wird hier unterlassen.
ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
Die zweite Ausführungsform ist, wie in 9 dargestellt, ein Beispiel, bei dem in dem zylinderförmigen Abschnitt 42a des Kurvenzylinders 42 die geraden Nuten 43 ausgebildet sind und in dem zylindrischen Innenumfang des Anlassergehäuses 26 die Kurvennuten 41 ausgebildet sind. Jede der Kurvennuten 41 schneidet schräg mit, das heißt, führt über eine der geraden Nuten 43 mit einem anderen Winkel als null oder neunzig Grad.
Die Eingreifbolzen 45 sind, wie in der ersten Ausführungsform, an ihren Enden in die Bolzeneinsetzlöcher 44a des Druckrings 44 (siehe 8) eingesetzt, während die anderen Enden der Eingreifbolzen 45 mit den geraden Nuten 43 und den Kurvennuten 41 eingreifen.
Die Rotation des Kurvenzylinders 42 zusammen mit dem Innenrad 15 bewirkt, dass sich die Eingreifbolzen 45, die in die geraden Nuten 43 und die Kurvennuten 41 eingreifen, entlang der Kurvennuten 41 in die entgegengesetzte Motorrichtung bewegen, während sie einer Rotationskraft unterworfen sind. Diese Axialbewegung der Eingreifbolzen 45 wird durch den Druckring 44 auf das Ritzel 5 übertragen, sodass das Ritzel 5 auf der Ausgangswelle 3 in die entgegengesetzte Motorrichtung geschoben wird, um mit dem Hohlrad der Maschine zu kämmen.
Der Anlasser 1 der zweiten Ausführungsform ist, wie oben beschrieben, mit den in dem zylindrischen Abschnitt 42a ausgebildeten geraden Nuten 43 und den in der Innenumfangsfläche des Anlassergehäuses 26 ausgebildeten Kurvennuten 41 ausgeführt. Andere Anordnungen sind mit denen in der ersten Ausführungsform identisch, wodurch im Wesentlichen dieselben vorteilhaften Wirkungen wie in der ersten Ausführungsform geboten werden.
DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM
Diese Ausführungsform ist, wie in 10 dargestellt, ein Beispiel, bei dem der Hohlzylinder 49 im Inneren des Innenumfangs des zylindrischen Abschnitts 42a des Kurvenzylinders 42 angeordnet ist. Auf dem Hohlzylinder 49 sind die geraden Nuten 43 ausgebildet und er wirkt als das oben beschriebene Befestigungsbauteil.
Der Hohlzylinder 49 ist teilweise in die Innenwand des Anlassergehäuses 2 pressgepasst, sodass er von einem Bewegen sowohl in seine Axialrichtung als auch in seine Umfangsrichtung abgehalten ist.
In dem zylinderförmigen Abschnitt 42a des Kurvenzylinders 42 sind wie in der ersten Ausführungsform die Kurvennuten 41 ausgebildet (siehe 11). Die Eingreifbolzen 45, die in die Bolzeneinsetzlöcher 44a des Druckrings 44 gepasste Enden und von den Bolzeneinsetzlöchern 44a nach außen vorstehende andere Enden haben, erstrecken sich jeweils durch die geraden Nuten 43 in eine Dickenrichtung des Hohlzylinders 49 und greifen in die Kurvennuten 41 ein.
Der Anlasser 1 der dritten Ausführungsform ist mit den geraden Nuten 43, die nicht in dem Anlassergehäuse 26, sondern in dem Hohlzylinder 49 ausgebildet sind, und ebenfalls mit dem Hohlzylinder 49 ausgeführt, der im Inneren des Innenumfangs des zylinderförmigen Abschnitts 42a angeordnet, in dem die Kurvennuten 41 ausgebildet sind. Andere Anordnungen sind mit denen in der ersten Ausführungsform identisch, wodurch im Wesentlichen dieselben vorteilhaften Wirkungen wie in der ersten Ausführungsform geboten werden.
VIERTE AUSFÜHRUNGSFORM
Der Anlasser dieser Ausführungsform unterscheidet sich im Aufbau der elektromagnetischen Bremsvorrichtung von der ersten Ausführungsform und ist konstruiert, um die Bremsplatte 29 von einem Rotieren unter Verwendung einer durch einen Elektromagneten erzeugten Magnetkraft abzuhalten.
Die elektromagnetische Bremsvorrichtung enthält, wie in 12 dargestellt, die Bremsspule 50 und ein Paar Magnetpolkerne 51 und 52. Die Bremsspule erzeugt bei Erregung ein Magnetfeld. Die Magnetpolkerne 51 und 52 sind an entgegengesetzten Seiten der Bremsspule 50 in dessen Axialrichtung angeordnet.
Der Magnetpolkern 51 wird bei Erregung der Bremsspule 50 magnetisiert, um den S-Pol zu haben, während der Magnetpolkern 52 bei Erregung der Bremsspule 50 magnetisiert wird, um den N-Pol zu haben. Die Magnetpolkerne 51 und 52 haben, wie in 13 dargestellt, jeweils Magnetklauen (d.h. Laschen) 51a und 52a. Die Magnetklauen 51a und 52a sind in einer Umfangsrichtung der Bremsspule angeordnet. Die Magnetklauen 51a sind an gleichen Abständen entfernt voneinander angeordnet. In ähnlicher Weise sind die Magnetklauen 52a an gleichen Abständen entfernt voneinander angeordnet. Jede der Magnetklauen 51a greift mit einer der Magnetklauen 52a im Inneren des Innenumfangs der Bremsspule 50 ein. Anders gesagt sind die Magnetpolklauen 51a, die magnetisiert werden, um den S-Pol zu haben, und die Magnetpolklauen 52a, die magnetisiert werden, um den N-Pol zu haben, in der Umfangsrichtung der Bremsspule 50 abwechselnd angeordnet.
Die Bremsplatte 29 enthält, wie in 13 dargestellt, einen wellenförmigen Ring 29b, der einen gewellten Umfang hat, der durch Mulden und Kuppen definiert ist, die hintereinander und abwechselnd angeordnet sind. Der wellenförmige Ring 29b ist im Inneren des Innenumfangs der Bremsspule 50 angeordnet und gegen ein Rotieren durch ein zwischen den Wellenring 29b und den Magnetpolklauen 51a und 52a, die magnetisiert sind, entwickeltes Haltedrehmoment gesperrt. Im Speziellen wirkt die elektromagnetische Bremsvorrichtung der vierten Ausführungsform zur Anregung der Bremsspule 50, um die Bremsplatte 29 von einem Rotieren abzuhalten.
Wenn der Motor 2 eingeschaltet ist, wenn die Bremsplatte 29 gegen ein Rotieren gesperrt ist, das heißt, der Planetenträger wird von einem Rotieren abgehalten (siehe 12), wird bewirkt, wie in der ersten Ausführungsform, dass das Ritzel 5 auf der Ausgangswelle 3 in die entgegengesetzte Motorrichtung mit Hilfe des Betriebs des Ritzel-Schiebemechanismus geschoben wird und dann mit dem Hohlrad der Maschine kämmt.
Wenn die Bremsspule 50 entregt ist, nachdem das Ritzel 5 mit dem Hohlrad der Maschine kämmt, wird die Rotation der Bremsplatte 29 freigegeben, um eine Rotation des Planetenträgers 17 zuzulassen. Dies bewirkt, dass das durch den Motor 2 erzeugte Drehmoment auf das Ritzel 5 übertragen wird, um das Hohlrad der Maschine zu rotieren.
In der vierten Ausführungsform ist der Planetenträger 17 gegen eine Rotation durch die elektromagnetische Bremsvorrichtung gesperrt, sodass das Innenrad 15 in eine Richtung rotiert, die einer Richtung, in die das Sonnenrad 14 rotiert, entgegengesetzt ist. Die Rotation des Innenrads 15 wird dann auf den Kurvenzylinder 42 durch die Eingreifplatte 46 übertragen. Die Rotationsbewegung des Kurvenzylinders 42 wird durch den Ritzel-Schiebemechanismus in eine Linearbewegung des Ritzels 5 umgewandelt. Dies schiebt das Ritzel 5 in Richtung des Hohlrads der Maschine ohne die Verwendung der Vorschubspindelbewegung des schraubenförmigen Keils 28 auf der Ausgangswelle 3, wodurch im Wesentlichen dieselben vorteilhaften Wirkungen wie in der ersten Ausführungsform geboten werden.
FÜNFTE AUSFÜHRUNGSFORM
Der Anlasser 1 der fünften Ausführungsform verwendet den Gleichstrom-Kommutatormotor 2 und enthält eine elektromagnetische Bremsvorrichtung, die bei Anregung oder Abregung eines Elektromagnets arbeitet, und eine elektromagnetische Kupplung.
Der Motor 2 ist ein Gleichstrom-Kommutatormotor, der, wie in 14 dargestellt, den Stator 6, der als Feldstator wirkt, den Rotor 7, der als Läufer wirkt, einen an einem Ende der Motorwelle 9 angeordneten Kommutator (nicht gezeigt) und auf dem Außenumfang des Kommutators laufende Bürsten (nicht gezeigt) enthält.
Der Feldstator ist aus einer Vielzahl von an dem Innenumfang des Jochs 8 angeordneten Permanentmagneten zusammengesetzt. Anstelle der Permanentmagneten kann ein Feldelektromagnet, der eine Feldspule verwendet, eingesetzt werden. Der Läufer enthält einen Läuferkern und eine Läuferspule. Der Läuferkern ist aus einem Stapel von einer Vielzahl von dünnen ferromagnetischen Platten hergestellt und an den Außenumfang der Motorwelle 9 gepasst. Die Läuferspule ist um den Läuferkern durch in dem Läuferkern ausgebildete Rillen gewickelt. Die Läuferspule ist mit Kommutatorsegmenten verbunden, die den Kommutator bilden.
Die elektromagnetische Bremsvorrichtung und die elektromagnetische Kupplung teilen die Brems- und Kupplungsplatte 53 miteinander. Die Brems- und Kupplungsplatte 53 ist aus einem ferromagnetischen Material wie zum Beispiel Eisen hergestellt.
Die Brems- und Kupplungsplatte 53 ist, wie in 15 dargestellt, mit der nicht magnetischen Basisplatte 55 durch ringförmige Blattfedern 54 zusammengefügt. Die Blattfeder 54 ist imstande relativ zu der Basisplatte 55 durchgebogen und verformt zu werden, um die Brems- und Kupplungsplatte 53 in deren Axialrichtung zu bewegen. In der Brems- und Kupplungsplatte 53 sind Magnetabschirmnuten 53a ausgebildet, die Magnetströme blockieren. Die Magnetabschirmnuten 53a gehen durch eine Dicke der Brems- und Kupplungsplatte 53 hindurch und sind in einem Kreis in einer nicht kontinuierlichen Weise an Abständen voneinander entfernt in einer Umfangsrichtung der Brems- und Kupplungsplatte 53 angeordnet. Die Blattfedern 54 sind an ihren Außenumfangsrändern mit der Brems- und Kupplungsplatte 53 unter Verwendung von zum Beispiel Nieten und an ihren Innenumfangsrändern mit der Basisplatte 55 unter Verwendung von zum Beispiel Nieten zusammengefügt.
In der Basisplatte 55 sind drei kreisförmige Löcher 55a ausgebildet, die durch ihre Dicke hindurchgehen. Die kreisförmigen Löcher 55a sind in einer Umfangsrichtung der Basisplatte 55 an Abständen entfernt voneinander angeordnet. Jeder der Blindbolzen 24 ist in ein jeweiliges der kreisförmigen Löcher 55a gepasst und durch den Planetenträger 17 durch Eingriff der Gewindelöcher der Blindbolzen 24 und die Schrauben 32 gehalten. Die Basisplatte 55 ist in ihre Axialrichtung etwas beweglich und wird durch die an den Umfang der Blindbolzen 24 gepassten Schraubenfedern 33 in die Motorrichtung gedrängt. Die Basisplatte 55 wird gegen ein axiales Bewegen in die Motorrichtung, wie in 16 zu sehen ist, wenn die Fläche der Basisplatte, die dem Motor 2 zugewandt ist, die Rückfläche der Schraubenköpfe 32a berührt, und in die entgegengesetzte Motorrichtung gesichert, wenn die Brems- und Kupplungsplatte 53 die Reibscheibe 30 berührt.
Die elektromagnetische Bremsvorrichtung enthält, wie in 14 dargestellt ist, die einzelne Bremsmagnetpoleinheit 34, die Bremsspule 50 und die Reibscheibe 30. Die Bremsmagnetpoleinheit 34 ist von dem Motor 2 weiter entfernt als die Brems- und Kupplungsplatte 53 und an dem Mittengehäuse 39 gesichert. Bei Erregung erzeugt die Bremsspule ein Magnetfeld zum Magnetisieren der Bremsmagnetpoleinheit 34. Die Reibscheibe 30 ist an der Motorseite der Bremsmagnetpoleinheit 34 angeordnet.
Die Bremsmagnetpoleinheit 34, wie in 16 gezeigt, bildet einen Magnetpfad aus, der einen rechteckigen Querschnitt mit vier Seiten hat: eine, die sich in die Motorrichtung öffnet, eine, die radial nach innen liegt und geschlossen ist, eine, die radial nach außen liegt und geschlossen ist, und eine, die von dem Motor 2 weggewandt und geschlossen ist.
Die Bremsspule 50 ist um den Spulenkern 56 gewickelt und in einer Innenkammer der Bremsmagnetpoleinheit 34 montiert. Die Reibscheibe 30 ist zum Beispiel an die Bremsmagnetpoleinheit 34 gesichert und in einem kleinen Abstand entfernt von der Brems- und Kupplungsplatte 53 angeordnet. Die Strecke durch die die Basisplatte 55 in ihrer Axialrichtung beweglich ist, ist etwas größer als ein Abstand zwischen der Reibscheibe 30 und der Brems- und Kupplungsplatte 53.
Die elektromagnetische Kupplung enthält, wie in 14 dargestellt, die Kupplungsmagnetpoleinheit 57, die Kupplungsspule 58 und die Rotationsmotorplatte 59. Die Kupplungsmagnetpoleinheit 57 ist näher an dem Motor 2 als die Brems- und Kupplungsplatte 53 angeordnet und an der Motortrennwand 10 gesichert. Bei Erregung erzeugt die Kupplungsspule 58 ein Magnetfeld, um die Kupplungsmagnetpoleinheit 57 zu magnetisieren. Die Rotationsmotorplatte 59 ist aus einem ferromagnetischen Material wie zum Beispiel Eisen hergestellt und zusammen mit der Motorwelle 9 drehbar.
Die Kupplungsmagnetpoleinheit 57 ist, wie in 16 zu sehen ist, aus einem ringförmigen Streifen hergestellt und bildet einen Magnetpfad aus, der einen rechteckigen Querschnitt mit vier Seiten hat: eine, die sich in die entgegengesetzte Motorrichtung öffnet, eine, die radial nach innen liegt und geschlossen ist, eine, die radial nach außen liegt und geschlossen ist, und eine, die in die Motorrichtung liegt und geschlossen ist.
Die Kupplungsspule 58 ist um den Spulenkern 60 gewickelt und in einer Innenkammer der Kupplungsmagnetpoleinheit 57 montiert. Die Rotationsmotorplatte 59 wird, wie in 14 und 15 dargestellt, durch das an den Außenumfang des Auges 10a der Motortrennwand gepasste Lager 61 drehbar gehalten. Die Rotationsmotorplatte 59 hat in ihrem radialen Mittenabschnitt das unrunde Loch 59a ausgebildet, in das der unrunde Abschnitt 9a der Motorwelle 9 eingesetzt ist, um die Rotationsmotorplatte 59 von einem Rotieren bezüglich der Motorwelle 9 abzuhalten.
Das in der Rotationsmotorplatte 59 ausgebildete unrunde Loch 59a und der unrunde Abschnitt 9a der Motorwelle 9 können mit einer Form ausgebildet sein, die die Motorwelle 9 und die Rotationsmotorwelle 59 gegen ein Rotieren relativ zueinander sperrt. Das unrunde Loch 59a und der Querschnitt des unrunden Abschnitts können zum Beispiel polygonal oder oval sein.
Die Rotationsmotorplatte 59 ist mit der Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 in einer Form einer Platte oder Scheibe einstückig ausgebildet. Die Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 ist zwischen der Brems- und Kupplungsplatte 53 und der Kupplungsmagnetpoleinheit 57 in kleinen Abständen entfernt von jeweils der Brems- und Kupplungsplatte 53 und der Kupplungsmagnetpoleinheit 57 angeordnet. In der Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 sind zwei Reihen von Magnetabschirmnuten 62a ausgebildet, die Magnetströme blockieren. Eine der Reihen der Magnetabschirmnuten 62a ist außerhalb der Reihe der Magnetabschirmnuten 53a der Brems- und Kupplungsplatte 53 in der Radialrichtung der Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 gelegen, während die andere Reihe der Magnetabschirmnuten 62a innerhalb der Reihe der Magnetabschirmnuten 53a der Brems- und Kupplungsplatte 53 in der Radialrichtung der Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 gelegen ist. Die Magnetabschirmnuten 62a gehen, wie in 15 zu sehen ist, durch eine Dicke der Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 hindurch und sind in zwei Kreisen in einer nicht kontinuierlichen Weise in Abständen entfernt voneinander in der Umfangsrichtung der Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 angeordnet.
Der Betrieb des Anlassers 1 der fünften Ausführungsform wird nachfolgend beschrieben.
Die Bremsspule 50 und der Motor 2 werden in Erwiderung einer Maschinenanlassforderung erregt.
Wenn die Bremsmagnetpoleinheit 34 bei Erregung der Bremsspule 50 magnetisiert wird, zieht sie die Brems- und Kupplungsplatte 53 in Berührung mit der Reibscheibe 30. Dies bewirkt, dass sich eine Reibkraft zwischen der Brems- und Kupplungsplatte 53 und der Reibscheibe 30 entwickelt, wodurch die Brems- und Kupplungsplatte gegen ein Rotieren gesperrt werden, um die Basisplatte 55, die mit der Brems- und Kupplungsplatte 53 über die Blattfedern 54 zusammengefügt ist, von einem Rotieren abzuhalten. Dies sperrt ebenfalls den die Basisplatte 55 stützenden Planetenträger 17 gegen ein Rotieren. Wenn der Planetenträger 17 gegen ein Rotieren gesperrt ist und das Drehmoment der Motorwelle 9 von dem Sonnenrad 14 auf die Planetenräder 16 übertragen wird, wird bewirkt, dass sich die Planetenräder 16 um die Planetenradbolzen 18 rotieren, sodass das Innenrad 15 in eine Richtung rotiert, die der Richtung, in die das Sonnenrad 14 rotiert, entgegengesetzt ist.
Der Betrieb des Planetengetriebes wird nachfolgend unter Bezugnahme von Nomogrammen (auch alignment charts genannt) beschrieben.
In dem Nomogramm von 1 stellt die linke Vertikalachse die Richtung, in die das Sonnenrad 14 rotiert, und die Drehzahl des Sonnenrads 14 dar. Die mittlere Vertikalachse stellt die Richtung, in die der Planetenträger 17 rotiert, und die Drehzahl des Planetenträgers 17 dar. Die rechte Vertikalachse stellt die Richtung, in die das Innenrad 15 rotiert, und die Drehzahl des Innenrads 15 dar. Ein Schnittpunkt der Horizontalachse mit jeder der Vertikalachsen gibt die Null-Drehzahl an, das heißt, wenn sich das entsprechende von dem Sonnenrad 14, dem Planetenträger 17 und dem Innenrad 15 in Ruhelage befindet. Die obere Seite der Horizontalachse stellt eine Normalrotation dar, während die untere Seite der Horizontalachse die Rückwärtsrotation darstellt. Falls ein Abstand zwischen der linken Vertikalachse und der mittleren Vertikalachse, ein Abstand zwischen der mittleren Vertikalachse und der rechten Vertikalachse, die Anzahl von Zähnen des Innenrads 15 und die Anzahl von Zähnen des Sonnenrads 14 als X1, X2, Zi und Zs festgelegt sind, ist eine Beziehung von X1:X2 = Zi:Zs erfüllt.
Bei einem mit einem durch ein Planetengetriebe verwirklichten Reduziergetriebe bestückten herkömmlichen Anlasser, wie durch eine Volllinie angegeben ist, wenn das Innenrad 15 fixiert gehalten wird, wird Drehmoment an das Sonnenrad 14 eingegeben, in der Drehzahl zu der des Planetenträgers 17 reduziert und dann ausgegeben. Falls die Drehzahl des Sonnenrads 14 als Ns definiert ist und die Drehzahl des Planetenträgers 17 als Nc definiert ist, ist ein Drehzahlreduzierungsverhältnis durch nachfolgende Gl. (1) gegeben. Nc:Ns = Zs:(Zi + Zs) (1)
Damit gilt Nc = Ns × Zs/(Zi + Zs)
Das Nomogramm in 18 zeigt, dass, wenn der Planetenträger 17 von einem Rotieren abgehalten wird und das Sonnenrad 14 rotiert wird, das Innenrad 15 in ein Richtung rotiert, die einer Richtung, in die das Sonnenrad 14 rotiert, entgegengesetzt ist. Wenn der Planetenträger 17 vollkommen fixiert gehalten wird, rotiert das Innenrad 15, wie durch die Volllinie angegeben, mit einer Drehzahl Ni. Wenn jedoch der Planetenträger 17 gleitet, wird bewirkt, wie durch eine Strichlinie angegeben, dass das Innenrad 15 mit einer Drehzahl Nii (Ni > Nii) rotiert, die abhängig von dem Schlupfgrad des Planetenträgers 17 ist. In diesem Fall ist die Drehzahl des Innenrads 15 niedriger, als wenn der Planetenträger 17 vollständig fixiert gehalten wird, aber es gibt kein Problem mit dem nicht vollständig fixiert gehaltenen, gleitenden Planetenträger 17, da das Innenrad 15 nur in die Rückwärtsrichtung rotieren muss (d.h. eine Richtung, die einer Richtung, in die das Sonnenrad 14 rotiert, entgegengesetzt ist), um das Ritzel 5 zu dem Hohlrad der Maschine zu bewegen.
Die Rotation des Innenrads 15 wird durch die Eingreifplatte 46 auf den Kurvenzylinder 42 übertragen. Die Rotation des Kurvenzylinders 42 bewirkt, dass die Schubkraft auf die Eingreifbolzen 45 ausgeübt wird, die das Ritzel 5 in die entgegengesetzte Motorrichtung bewegen.
Nachdem das Ritzel 5 das Hohlrad der Maschine berührt, wenn zwischen der Brems- und Kupplungsplatte 53 und der Reibscheibe 30 Schlupf auftritt, sodass der Planetenträger 17 rotiert, wird das Ritzel 5 an eine Winkelposition rotieren, an der die Zähne des Ritzels 5 mit denen des Hohlrads der Maschine koinzidieren, und dann mit dem Hohlrad kämmen. Der Betrieb des Anlassers 1 in dem, nachdem die Rotation des Innenrads 15 auf den Kurvenzylinder 42 durch die Eingreifplatte 46 übertragen wird, das Ritzel 5 durch den Ritzel-Schiebemechanismus von dem Motor 2 weg bewegt wird und dann mit dem Hohlrad der Maschine kämmt ist derselbe, wie der in der ersten Ausführungsform.
Wenn die Bremsspule 50 entregt wird, nachdem das Ritzel 5 mit dem Hohlrad der Maschine kämmt, wird die Brems- und Kupplungsplatte 53 von der Reibscheibe 30 entkuppelt, sodass die Reibbremskraft dazwischen verloren geht, wodurch eine Rotation des Planetenträgers 17 zugelassen wird. Dies bewirkt, dass durch den Motor 2 erzeugtes Drehmoment auf die Ausgangswelle 3 durch die Kupplung 4 ohne durch die Reibbremskraft verursachten Drehmomentverlust übertragen wird, sodass das Ritzel 5 zusammen mit der Ausgangswelle 3 rotiert, um das Hohlrad zum Ankurbeln der Maschine zu rotieren.
Nachdem die Maschine angelassen ist, wird die Kupplungsspule 58 entregt.
Das durch die Erregung der Kupplungsspule 58 erzeugte Magnetfeld wirkt, um die Kupplungsmagnetpoleinheit 57 zu magnetisieren und ebenfalls die Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 und die Brems- und Kupplungsplatte 53 zu magnetisieren. Dies entwickelt eine Anziehung zwischen der Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 und der Brems- und Kupplungsplatte 53, sodass die Brems- und Kupplungsplatte 53 an die Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 gezogen wird, was durch elastische Verformung der Blattfedern 54 begleitet wird.
Die mit der Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 bestückte Rotationsmotorplatte 59 ist im Eingriff und rotiert zusammen mit der Motorwelle 9, sodass die Brems- und Kupplungsplatte 53 in dieselbe Richtung rotiert, wie die in der die Motorwelle 9 rotiert, oder der Rotation der Motorwelle 9 folgt. Die Brems- und Kupplungsplatte 53 ist mit der Basisblatte 55 über die Blattfedern 54 zusammengefügt. Die Basisplatte 55 wird von einem Rotieren bezüglich des Planetenträgers 17 abgehalten. Das bewirkt, dass der Planetenträger 17 der Rotation der Motorwelle 9 folgt. Wenn die Motorwelle 9 und der Planetenträger 17 zusammen rotieren, wird das Innenrad 15 einer solchen Rotation folgen. Die Richtung, in die das Innenrad 15 rotiert, ist, wie in dem Nomogramm von 19 gezeigt, dieselbe wie die, in die das Sonnenrad 14 und der Planetenträger 17 rotieren, das heißt, die, in die die Motorwelle 9 rotiert.
Wenn die Rotation des Planetenträgers 17 mit der des Sonnenrads 14 völlig synchronisiert ist, rotiert das Innenrad 15, wie durch eine Volllinie in 19 angegeben, mit der Drehzahl Ni in die Normalrichtung. Das Innenrad 15 muss jedoch nur in die Normalrichtung rotieren, um das Ritzel 5 zurückzuziehen. Deshalb kann der Planetenträger 17, wie durch eine Strichlinie angegeben, dem Sonnenrad 14 nachlaufen, ohne mit dem Sonnenrad 14 völlig synchronisiert sein zu müssen, und mit der Drehzahl Nii (Ni > Nii) in die Normalrichtung rotieren.
Die Rotationsrichtung des Innenrads 15 ist der Richtung entgegengesetzt, wenn das Ritzel 5 zu dem Hohlrad der Maschine bewegt wird. Das Drehmoment des Innenrads 15 wird deshalb in eine Kraft umgewandelt, die das Ritzel 5 weg von dem Hohlrad der Maschine zurückzieht, das heißt, in Richtung des Motors 2, sodass das Ritzel 5 von dem Hohlrad entkuppelt wird.
Der Anlasser 1 der fünften Ausführungsform ist imstande, die Brems- und Kupplungsplatte 53 an die Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 durch die elektromagnetische Kupplung zu ziehen, nachdem die Maschine angelassen wurde, wodurch der Planetenträger 17 in dieselbe Richtung wie die der Motorwelle 9 rotiert wird. Dies bewirkt, dass das Innenrad 15 in eine Richtung rotiert, die der Richtung entgegengesetzt ist, wenn die Maschine angelassen wird, wodurch die Notwendigkeit für ein Rotieren des Motors 2 in eine Richtung, die der beim Anlassen des Motors 2 entgegengesetzt ist, beseitigt wird, wenn das Ritzel 5 von dem Hohlrad der Maschine entkuppelt werden muss. Anders gesagt, die Rotationsrichtung des Motors 2 bleibt unverändert, wenn das Ritzel 5 zu dem Hohlrad der Maschine bewegt werden muss und wenn das Ritzel von dem Hohlrad der Maschine weg bewegt werden muss. Der Motor 2 muss deshalb nicht seine Rotationsrichtung ändern und kann durch einen Gleichstrom-Kommutatormotor verwirklicht werden. Zudem ist der Anlasser 1 imstande, das Ritzel 5 in dessen Axialrichtung ohne die Verwendung der Spindelschraubenbewegung des schraubenförmigen Keils 28 auf der Ausgangswelle 3 zu bewegen, wodurch im Wesentlichen dieselben vorteilhaften Wirkungen wie in der ersten Ausführungsform geboten werden.
SECHSTE AUSFÜHRUNGSFORM
Der Anlasser 1 der sechste Ausführungsform ist, wie bei der fünften Ausführungsform, konstruiert, um den Gleichstrom-Kommutatormotor 2 zu verwenden, und hat die elektromagnetische Bremsvorrichtung und die elektromagnetische Kupplung, wie bei der fünften Ausführungsform diskutiert, die beide in der Hysterese-Bauart ausgeführt sind.
Der Aufbau der Hysterese-Bauart der elektromagnetischen Bremsvorrichtung und der elektromagnetischen Kupplung wird nachfolgend unter Bezugnahme der 20 und 21 beschrieben.
Die elektromagnetische Bremsvorrichtung enthält die Bremsplatte 29, die Magnetpoleinheit 34 und die Bremsspule 50. Die Bremsplatte 29 ist aus nichtmagnetischem Material hergestellt und an die Plattenstützscheibe 63 unter Verwendung von Kloben 64 gesichert. Die Bremsmagnetpoleinheit 34 ist an das Mittengehäuse 39 gesichert. Bei Erregung erzeugt die Bremsspule 50 ein Magnetfeld zum Magnetisieren der Bremsmagnetpoleinheit 34.
Die Plattenstützscheibe 63 ist an die Blindbolzen 24 zum Beispiel durch die Schrauben 32 angebracht und von einem Rotieren bezüglich des Planetenträgers 17 abgehalten.
Die Bremsplatte 29 ist zum Beispiel aus einem Ferritmaterial hergestellt, das zum Herstellen von Permanentmagneten gebräuchlich ist und Hysterese-Eigenschaften hat. Die Bremsplatte 29 hat einen Umfangsrand, der von dem Motor 2 weggebogen ist, um den Bremszylinderabschnitt 29c zu definieren.
Die Bremsmagnetpoleinheit 34 ist, wie in 21 zu sehen ist, angeordnet, um den Bremszylinderabschnitt 29c in berührungsloser Art von außerhalb und innerhalb in der Radialrichtung der Bremsmagnetpoleinheit 34 abzudecken. Die Bremsmagnetpoleinheit 34 hat zwei Innenumfangsflächen, von denen eine als eine äußere Innenumfangsfläche bezeichnet wird und eine als eine innere Innenumfangsfläche bezeichnet wird. Die äußere und innere Innenumfangsfläche sind in der Radialrichtung der Bremsmagnetpoleinheit 34 einander zugewandt. Die Bremsmagnetpoleinheit 34 hat eine Vielzahl von auf der äußeren und inneren Innenumfangsfläche ausgebildeten Vorsprüngen. Die Vorsprünge bilden Magnetpole aus und sind in konstanten Abständen entfernt voneinander in der Umfangsrichtung der Bremsmagnetpoleinheit 34 angeordnet.
Die Bremsspule 50 ist um einen Spulenkern gewickelt und, wie in der 20 und 21 deutlich veranschaulicht, in einer Innenkammer der Bremsmagnetpoleinheit 34 angeordnet.
Die elektromagnetische Kupplung enthält die Kupplungsplatte 65, die Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62, die Kupplungsmagnetpoleinheit 57 und die Kupplungsspule 58. Die Kupplungsplatte 65 ist, wie in 20 zu sehen ist, an der Plattenstützscheibe 63 zusammen mit der Bremsplatte 29 unter Verwendung der gemeinsamen Kloben 64 gesichert. Die Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 ist in einer Form einer ringförmigen Streifenbaugruppe ausgebildet und zusammen mit der Rotationsmotorplatte 59 als eine Scheibe angeordnet. Die Kupplungsmagnetpoleinheit 57 ist an der Motorseite der Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 angeordnet und an der Motortrennwand fixiert. Bei Erregung erzeugt die Kupplungsspule 65 ein Magnetfeld zum Magnetisieren der Kupplungsmagnetpoleinheit 57.
Die Kupplungsplatte 65 ist, wie die Bremsplatte 29, aus einem Ferritmaterial hergestellt und hat magnetische Hysterese-Eigenschaften. Die Kupplungsplatte 65 hat Umfangsränder, die in Richtung des Motors 2 in dessen Axialrichtung gebogen sind, um den Kupplungszylinderabschnitt 65a zu definieren.
Die Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 ist angeordnet, um den Kupplungszylinderabschnitt in berührungsloser Art von außerhalb und innerhalb in der Radialrichtung der Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 abzudecken. Die Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 hat zwei Innenumfangsflächen, von denen eine als eine äußere Innenumfangsfläche bezeichnet wird und eine als eine innere Innenumfangsfläche bezeichnet wird. Die äußere und innere Innenumfangsfläche sind in der Radialrichtung der Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 einander zugewandt. Die Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 hat eine Vielzahl von auf der äußeren und inneren Innenumfangsfläche ausgebildeten Vorsprüngen. Die Vorsprünge bilden Magnetpole aus und sind in konstanten Abständen entfernt voneinander in der Umfangsrichtung Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 angeordnet.
Die Kupplungsmagnetpoleinheit 57 bildet einen Magnetpfad aus, der einen rechteckigen Querschnitt mit vier Seiten hat: eine, die sich in die entgegengesetzte Motorrichtung öffnet, eine, die radial nach innen liegt und geschlossen ist, eine, die radial nach außen liegt und geschlossen ist, und eine, die in die Motorrichtung liegt und geschlossen ist.
Die Kupplungsspule 58 ist um eine Spulenkern gewickelt und, wie in 20 und 21 deutlich veranschaulicht, in einer Innenkammer der Kupplungsmagnetpoleinheit 57 angeordnet. Wenn die Kupplungsspule 58 erregt wird, sodass die Kupplungsmagnetpoleinheit 57 magnetisiert wird, wird bewirkt, dass die Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 durch die Kupplungsmagnetpoleinheit 57 magnetisiert wird.
Der Betrieb des Anlassers 1 der sechsten Ausführungsform wird nachfolgend beschrieben.
Die Bremsspule 50 und der Motor 2 werden in Erwiderung einer Maschinenanlassforderung erregt.
Wenn die Bremsmagnetpoleinheit 34 bei Erregung der Bremsspule 50 magnetisiert wird, gehen Magnetströme, die durch Innen- und Außenmagnetpole der Bremsmagnetpoleinheit 34 strömen, durch eine Dicke des Bremszylinderabschnitts 29c hindurch, sodass eine Magnetbremskraft zwischen jedem der Innen- und Außenmagnetpole und dem Bremszylinderabschnitt 29c entwickelt wird, wodurch die Bremsplatte 29 von einem Rotieren abgehalten wird. Dies sperrt die Plattenstützscheibe 36, mit der die Bremsplatte 29 zusammengefügt ist, gegen ein Rotieren, um den Planetenträger 17, der die Plattenstützscheibe 63 stützt, von einem Rotieren abzuhalten. Wenn der Planetenträger 17 gegen ein Rotieren gesperrt ist und das Drehmoment der Motorwelle 9 von dem Sonnenrad 14 auf die Planetenräder 16 übertragen wird, wird bewirkt, dass sich die Planetenräder 16 um die Planetenradbolzen 18 rotieren, sodass das Innenrad 15 in eine Richtung rotiert, die der Richtung, in die das Sonnenrad 14 rotiert, entgegengesetzt ist. Der Betrieb des Anlassers 1 in dem, nachdem die Rotation des Innenrads 15 auf den Kurvenzylinder 42 durch die Eingreifplatte 46 übertragen wird, das Ritzel 5 durch den Ritzel-Schiebemechanismus von dem Motor 2 weg bewegt wird und dann mit dem Hohlrad der Maschine kämmt ist derselbe, wie der in der ersten Ausführungsform.
Wenn die Bremsspule 50 entregt wird, nachdem das Ritzel 5 mit dem Hohlrad der Maschine kämmt, geht die auf die Bremsplatte 29 wirkende Magnetbremskraft verloren, wodurch eine Rotation des Planetenträgers 17 zusammen mit der Bremsplatte zugelassen wird. Dies bewirkt, das durch den Motor 2 erzeugtes Drehmoment auf die Ausgangswelle 3 durch die Kupplung 4 übertragen wird, sodass das Ritzel 5 zusammen mit der Ausgangswelle 3 rotiert, um das Hohlrad zum Ankurbeln der Maschine zu rotieren.
Nachdem die Maschine angelassen ist, wird die Kupplungsspule 58 entregt.
Wenn die Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 durch die Kupplungsmagnetpoleinheit 57 bei Erregung der Kupplungsspule 58 magnetisiert wird, gehen Magnetströme, die durch Innen- und Außenmagnetpole der Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 strömen, durch eine Dicke des Kupplungszylinderabschnitts 65a hindurch, sodass die der Kupplungszylinderabschnitt 65a und die Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 miteinander magnetisch gekuppelt sind.
Die mit der Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 einstückig zusammengefügte Rotationsmotorplatte 59 rotiert zusammen mit der Motorwelle 9, sodass die mit dem Kupplungszylinderabschnitt 65a bestückte Kupplungsplatte 65 in die gleich Richtung rotiert, in die die Motorwelle 9 rotiert, oder der Rotation der Motorwelle 9 folgt. Die Kupplungsplatte 65 ist von einem Rotieren bezüglich des Planetenträgers 17 durch die Plattenstützscheibe 63 abgehalten, sodass der Planetenträger 17 der Rotation der Motorwelle folgt. Wenn die Motorwelle 9 und der Planetenträger 17 zusammen rotieren, wird bewirkt, dass das Innenrad 15 rotiert. Die Rotationsrichtung des Innenrads 15 ist der Richtung entgegengesetzt, wenn das Ritzel 5 zu dem Hohlrad der Maschine bewegt wird.
Die Rotationsbewegung des zusammen mit dem Innenrad 15 rotierenden Kurvenzylinders 42 wird deshalb in eine Kraft umgewandelt, die das Ritzel 5 weg von dem Hohlrad der Maschine zurück zieht, das heißt, in Richtung des Motors 2, sodass das Ritzel 5 von dem Hohlrad entkuppelt wird.
Der Anlasser 1 der sechsten Ausführungsform ist konstruiert, dass, nachdem die Maschine angelassen ist, die elektromagnetische Kupplung eine Magnetverbindung der Kupplungsplatte 65 und der Rotationsmotorplatte 59 einrichtet, um den Planetenträger 17 in dieselbe Richtung, wie die in die Motorwelle 9 rotiert wird, zu rotieren. Dies bewirkt, dass das Innenrad 15 in eine Richtung rotiert, die der Richtung entgegengesetzt ist, wenn die Maschine angelassen wird, wodurch die Notwendigkeit für ein Rotieren des Motors 2 in eine Richtung, die der beim Anlassen des Motors 2 entgegengesetzt ist, beseitigt wird, wenn das Ritzel 5 von dem Hohlrad der Maschine entkuppelt werden muss. Anders gesagt, die Rotationsrichtung des Motors 2 bleibt unverändert, wenn das Ritzel 5 zu dem Hohlrad der Maschine bewegt werden muss und wenn das Ritzel von dem Hohlrad der Maschine weg bewegt werden muss. Der Motor 2 muss deshalb nicht seine Rotationsrichtung ändern und kann durch einen Gleichstrom-Kommutatormotor verwirklicht werden. Zudem ist der Anlasser 1 imstande, das Ritzel 5 in dessen Axialrichtung ohne die Verwendung der Spindelschraubenbewegung des schraubenförmigen Keils 28 auf der Ausgangswelle 3 zu bewegen, wodurch im Wesentlichen dieselben vorteilhaften Wirkungen wie in der ersten Ausführungsform geboten werden.
SIEBTE AUSFÜHRUNGSFORM
Der Anlasser 1 der siebten Ausführungsform verwendet, wie die fünfte und sechste Ausführungsform, den Gleichstrom-Kommutatormotor 2 und hat eine durch eine Differentialgetriebeeinheit verwirklichte Leistungsverteilungsvorrichtung.
Die Differentialgetriebeeinheit enthält, wie in 22 und 23 dargestellt, zwei große Kegelräder 66 und 67, eine Vielzahl von kleinen Kegelrädern 68 und den ringförmigen Kegelradhalter 70 (siehe 24). Die großen Kegelräder 66 und 67 sind koaxial mit der Motorwelle 9 angeordnet und in deren Axialrichtung einander zugewandt. Die kleinen Kegelräder 68 kämmen mit den großen Kegelrädern 66 und 67. Der Kegelradhalter 70 hält die kleinen Kegelräder 68, um durch die Wellen 69 drehbar zu sein. Der Kegelradhalter 70 wird auch als ein erster Abtrieb der Leistungsverteilungsvorrichtung bezeichnet. Das große Kegelrad 67 wird auch als ein zweiter Abtrieb der Leistungsverteilungsvorrichtung bezeichnet.
Jedes der großen Kegelräder 66 und 67 hat eine Zahntragfläche an der sich Zähne um dessen Rotationsmitte radial erstrecken. Das große Kegelrad 66 wirkt als ein Antriebskegelrad, während das große Kegelrad 67 als ein Nachlaufkegelrad wirkt. Die Zahntragflächen der großen Kegelräder 66 und 67 sind in deren Axialrichtung einander zugewandt.
Das als Antriebskegelrad wirkende große Kegelrad 66 hat, wie in 24 dargestellt, einen Hohlzylinderabschnitt, der sich von einem Außenumfang seiner Zahntragfläche in Richtung des Motors 2 in die Axialrichtung des großen Kegelrads 66 erstreckt und an dem eine Vielzahl von Vorsprüngen 66a ausgebildet sind. Die Vorsprünge 66a sind in Eingreifnuten 59a gepasst, die in der Rotationmotorplatte 59 ausgebildet sind, um das große Kegelrad 66 von einem Rotieren bezüglich der Rotationsmotorplatte 59 abzuhalten.
Das als Nachlaufkegelrad wirkende große Kegelrad 67 hat, wie in 24 dargestellt, einen Hohlzylinderabschnitt, der sich von einem Außenumfang seiner Zahntragfläche weg von dem Motor 2 in die Axialrichtung des großen Kegelrads 66 erstreckt und an dem eine Vielzahl von Vorsprüngen 67a ausgebildet sind. Die Vorsprünge 67a sind in Positionierungsnuten 46c gepasst, die in der Eingreifplatte 46 ausgebildet sind, um das große Kegelrad 67 von einem Rotieren bezüglich der Eingreifplatte 46 abzuhalten.
Jedes der kleinen Kegelräder 68 rotiert um eine entsprechende der Wellen 69 und kreist um die Motorwelle 9 zusammen mit dem Kegelradhalter 70.
Der Kegelradhalter 70 hat, wie in 24 dargestellt, vier sich radial erstreckende Zylinder 70a mit Durchgangslöchern, in die die Wellen 69 eingesetzt sind, und vier sich axial erstreckende Zylinder 70b mit Durchgangslöchern, in die die Verbindungsbolzen 71 eingesetzt sind, wie später detailliert beschrieben wird. Die sich radial erstreckenden Zylinder 70a und die sich axial erstreckenden Zylinder 70b sind abwechselnd in gleichen Abständen entfernt voneinander in einer Umfangsrichtung des Kegelradhalters 70 angeordnet.
Jede der Wellen 69 hat an deren Ende den Wellenkopf 69a ausgebildet und ist in das Durchgangsloch eines entsprechenden der sich radial erstreckenden Zylinder 70a pressgepasst. Jede der Wellen 69 hat ein Ende, das dem Wellenkopf 69a entgegengesetzt ist und sich radial nach innen von einem entsprechenden der kleinen Kegelräder 68 erstreckt und in eines der in der Kupplungshülse 72 ausgebildeten Eingreiflöcher 72a eingepasst ist.
Die Kupplungshülse 72 ist ein Hohlzylinder, der, wie in 23 dargestellt, sich an der Motorseite des Planetenträgers 17 erstreckt und in dem die vier Eingreiflöcher 72a ausgebildet sind.
Die Verbindungsbolzen 71 sind Teile, die zwischen der Bremsplatte 29 der elektromagnetischen Bremsvorrichtung und der Kupplungsplatte 65 der elektromagnetischen Kupplung mechanisch verbinden. Jeder der Verbindungsbolzen 71 hat eine Längen, die sich aus zwei Bolzenenden 71b und dem sich zwischen den Bolzenenden 71b erstreckenden Bolzenkörper 71a zusammensetzt. Der Bolzenkörper 71a ist in einen der sich axial erstreckenden Zylinder 70b eingesetzt.
Die Bolzenkörper 71a haben jeweils, wie in 23 zu sehen ist, eine etwas längere Länge als die der sich axial erstreckenden Zylinder 29b. Jeder der Bolzenkörper 71a ist verschiebbar in das Durchgangsloch eines entsprechenden der sich axial erstreckenden Zylinder 70b eingepasst. Die Bolzenenden 71b sind zylinderförmig und haben eine Außendurchmesser, der etwas kleiner als ein Außendurchmesser der Bolzenkörper 71a ist.
Die Verbindung der Verbindungsbolzen 71 und der Bremsplatte 29 wird durch Einsetzen eines der Bolzenenden 71b von jedem der Verbindungsbolzen 71 in eines der in der Bremsplatte 29 ausgebildeten Löcher 29a mit kleinem Durchmesser, wie in 24 dargestellt, und nachfolgendem Drücken in seine Axialrichtung erreicht, sodass es sich nach außen in seine Radialrichtung plastisch verformt. In ähnlicher Weise wird die Verbindung der Verbindungsbolzen 71 und der Kupplungsplatte 65 durch Einsetzen des anderen der Bolzenenden 71b von jedem der Verbindungsbolzen 71 in eines der in der Kupplungsplatte 65 ausgebildeten Löcher 65b mit kleinem Durchmesser, wie in 24 dargestellt, und nachfolgendem Drücken in seine Axialrichtung erreicht, sodass es sich nach außen in seine Radialrichtung plastisch verformt.
In der Bremsplatte 29 und der Kupplungsplatte 65 sind Senkungen koaxial mit den Löchern 29d mit kleinem Durchmesser und den Löchern 65b mit kleinem Durchmesser ausgebildet, um zu verhindern, dass sich die plastisch verformten Bolzenenden 71b nach außerhalb der Löcher 29d und 65b mit kleinem Durchmesser erstrecken.
Eine Baugruppe aus der Bremsplatte 29 und der Kupplungsplatte 65, die durch die Verbindungsbolzen 71 zusammengefügt sind, ist in der Axialrichtung zwischen der ersten Position, wie in 25 dargestellt, bei der die Bremsplatte 29 die Reibscheibe 30 berührt, und der zweiten Position, wie in 26 dargestellt, bei der die Kupplungsplatte 65 die Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 berührt, beweglich. Anders gesagt ist die Kupplungsplatte 65 an der ersten Position, bei der die Bremsplatte 29 die Reibscheibe 30 berührt, von der Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 getrennt. An der zweiten Position, bei der die Kupplungsplatte 65 die Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 berührt, ist die Bremsplatte 29 von der Reibscheibe 30 getrennt.
Die elektromagnetische Bremsvorrichtung und die elektromagnetische Kupplung sind im Wesentlichen im Aufbau und Betrieb mit denen in der fünften Ausführungsform identisch, mit Ausnahme des Aufbaus bei dem die Bremsplatte 29a und die Kupplungsplatte 65, die wirken, um dieselbe Funktion als die der Brems- und Kupplungsplatte 53 in der fünften Ausführungsform, voneinander getrennte einzelne Teile sind.
Der Betrieb des Anlassers 1 der siebten Ausführungsform wird nachfolgend beschrieben.
Die Bremsspule 50 und der Motor 2 werden in Erwiderung einer Maschinenanlassforderung erregt.
Wenn die Bremsplatte 29 bei Erregung der Bremsspule 50 an die Bremsmagnetpoleinheit gezogen wird und dann die Reibscheibe 30 berührt, sperrt die zwischen der Bremsplatte 29 und der Reibscheibe 30 entwickelte Reibungskraft die Bremsplatte 29 gegen ein Rotieren. Dies bewirkt, dass der Kegelradhalter 70, der die die Bremsplatte 29 und die Kupplungsplatte 65 verbindenden Verbindungsbolzen 71 hält, gegen ein Rotieren gesperrt ist, wodurch die kleinen Kegelräder 68, die durch den Kegelradhalter 70 unter Verwendung der Wellen 69 gehalten werden, aufhören um die Motorwelle 9 zu kreisen.
Die Rotation der Motorwelle 9 wird über die Rotationmotorplatte 59 auf das als das Antriebskegelrad dienende große Kegelrad 66 übertragen und dann auf die mit dem großen Kegelrad 66 verbundenen kleinen Kegelräder 68 übertragen.
Dies bewirk, dass die kleinen Kegelräder 68 jeweils um die Wellen 69 rotieren, sodass das als das Nachlaufkegelrad wirkende große Kegelrad 67 in eine Richtung rotiert, die einer Richtung, in die das als das Antriebskegelrad dienende große Kegelrad 66 rotiert, entgegengesetzt ist.
Der Betrieb des Anlassers 1, bei dem, nachdem die Rotation des als das Nachlaufkegelrad wirkenden große Kegelrads 67 durch die Eingreifplatte 46 auf den Kurvenzylinder 42 übertragen wird, das Ritzel 5 auf der Ausgangswelle 3 in die entgegengesetzte Motorrichtung mit Hilfe des Betriebs des Ritzel-Schiebemechanismus geschoben wird und dann mit dem Hohlrad der Maschine kämmt, ist derselbe als der in der ersten Ausführungsform.
Wenn die Bremsspule 50 entregt wird, nachdem das Ritzel 5 mit dem Hohlrad der Maschine kämmt, geht die auf die Bremsplatte 29 wirkend Reibungsbremskraft verloren, wodurch eine Rotation der Bremsplatte 29 zugelassen wird, sodass ebenfalls eine Rotation des Kegelradhalters 70 zugelassen wird. Dies bewirkt, dass die kleinen Kegelräder 68 sowohl die Rotationsbewegung als auch die Umkreisungsbewegung erfahren, als ein Funktion eines Unterschieds in einer Drehzahl zwischen dem als das Nachlaufkegelrad wirkenden großen Kegelrad 67, das durch die Eingreifplatte 46 gegen ein Rotieren gesperrt ist, und dem als das Antriebskegelrad dienenden großen Kegelrad 66, das durch das von der Motorwelle 9 übertragene Drehmoment rotiert wird. Die Umkreisungsbewegung wird dann auf die Kupplungshülse 72 durch den Kegelradhalter 70 übertragen, wodurch ein Übertragen des Drehmoments des Motors 2 auf die Ausgangswelle 3 über die Kupplung 4 bewirkt wird, was das Ritzel 5 zusammen mit der Ausgangswelle 3 rotiert, wodurch das Hohlrad der Maschine rotiert wird.
Nachdem die Maschine angekurbelt und angelassen ist, wird die Kupplungsspule 58 entregt.
Die Kupplungsplatte 65 wird bei der Erregung der Kupplungsspule 58 an die Rotationskupplungsmagnetpoleinheit 62 gezogen, sodass die Kupplungsplatte 65 und der Kegelradhalter 70 in dieselbe Richtung wie die Motorwelle 9 rotieren oder der Rotation der Motorwelle 9 folgen. Dies bewirkt, dass das als das Antriebskegelrad dienende große Kegelrad 66, das durch die Rotationsmotorplatte 59 mit der Motorwelle 9 zusammengefügt ist, zusammen mit dem Kegelradhalter 70 rotiert, sodass das als das Nachlaufkegelrad dienende große Kegelrad 67 rotiert. Die Rotationsrichtung des als das Nachlaufkegelrad dienenden großen Kegelrads 67 ist dieselbe, als die des als das Antriebskegelrad dienenden großen Kegelrads 66 und des Kegelradhalters 70. Anders gesagt rotieren das als das Antriebskegelrad dienende große Kegelrad 66, der Kegelradhalter 70 und das als das Nachlaufkegelrad dienende große Kegelrad 67 in dieselbe Richtung in die die Motorwelle 9 rotiert.
Die Rotationsrichtung des als das Nachlaufkegelrad dienenden großen Kegelrads 67 ist entgegengesetzt zu der, bei der das Ritzel 5 in Richtung des Hohlrads der Maschine geschoben wird. Die Rotation des großen Kegelrads 67 wird deshalb in eine Kraft umgewandelt, die das Ritzel 5 weg von dem Hohlrad der Maschine zurück zieht, das heißt, in Richtung des Motors 2, sodass das Ritzel 5 von dem Hohlrad entkuppelt wird.
Bei dem Anlasser 1 der siebten Ausführungsform muss, um das Ritzel 5 von dem Hohlrad der Maschine zu entkuppeln, der Motor 2 nicht in eine Richtung rotiert werden, die der beim Anlassen des Motors 2 entgegengesetzt ist. Anders gesagt, die Rotationsrichtung des Motors 2 bleibt unverändert, wenn das Ritzel 5 zu dem Hohlrad der Maschine bewegt werden muss und wenn das Ritzel von dem Hohlrad der Maschine weg bewegt werden muss. Der Motor 2 kann deshalb durch einen Gleichstrom-Kommutatormotor, wie in der fünften und sechsten Ausführungsform verwirklicht werden. Zudem ist der Anlasser 1 imstande, das Ritzel 5 in dessen Axialrichtung ohne die Verwendung der Spindelschraubenbewegung des schraubenförmigen Keils 28 auf der Ausgangswelle 3 zu bewegen, wodurch im Wesentlichen dieselben vorteilhaften Wirkungen wie in der ersten Ausführungsform geboten werden.
Die elektromagnetische Bremsvorrichtung und die elektromagnetische Kupplung können, wie in der sechsten Ausführungsform beschrieben, als eine Hysterese-Bauart konstruiert sein.
ACHTE AUSFÜHRUNGSFORM
Der Anlasser 1 der achten Ausführungsform ist mit einer berührungslosen Bauart einer elektromagnetischen Bremsvorrichtung und einem Rotationsbegrenzungsmechanismus bestückt, der eine Rotation des Innenrads 15 begrenzt, wenn die Maschine angekurbelt ist.
Die elektromagnetische Bremsvorrichtung enthält, wie in 27 dargestellt, die ringförmige Bremsplatte 29, die Bremsmagnetpoleinheit 34 und die Bremsspule 50. Die Bremsplatte 29 ist über die Schrauben 32 an die Blindbolzen 24 des Planetengetriebes gesichert. Die Bremsmagnetpoleinheiten 34 sind in einer berührungslosen Art entfernt von der Bremsplatte 29 platziert. Bei Erregung erzeugt die Bremsspule 50 ein Magnetfeld zum Magnetisieren der Bremsmagnetpoleinheit 34.
Die Bremsplatte 29 hat, wie in 28 dargestellt, eine Vielzahl von Vorsprüngen oder Zähne 29f auf ihrer gesamten der Bremsmagnetpoleinheit 34 zugewandten Fläche ausgebildet. Die Zähne 29f erstrecken sich radial und sind nacheinander in gleichmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung der Fläche der Bremsplatte 29 gereiht. Die Bremsmagnetpoleinheit 34 bildet einen Magnetpfad aus, der einen rechteckigen Querschnitt mit vier Seiten hat: eine (d.h. die linke Seite in 27 gesehen), die sich in die entgegengesetzte Motorrichtung öffnet, eine, die radial nach innen liegt und geschlossen ist, eine, die radial nach außen liegt und geschlossen ist, und eine (d.h. die rechte Seite in 27 gesehen), die dem Motor 2 zugewandt und geschlossen ist. Die Bremsmagnetpoleinheit 34 hat wie die Bremsplatte 29 eine Vielzahl von Vorsprüngen oder Zähne 34f, wie in 27 dargestellt, auf ihrer gesamten der Bremsplatte 29 zugewandten Fläche ausgebildet. Die Zähne erstrecken sich radial und sind nacheinander in gleichmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung der Fläche der Bremsmagnetpoleinheit 34 gereiht. Die Bremsmagnetpoleinheit 34 ist zum Beispiel an der Motortrennwand 10 fixiert gesichert.
Die Bremsspule 50 ist um einen Spulenkern (nicht gezeigt) gewickelt und in einer Innenkammer der Bremsmagnetpoleinheit 34 angeordnet.
Der Rotationsbegrenzungsmechanismus enthält das ringförmige Magnetpollagerbauteil 73, das stationäre Magnetpolbauteil 74 und die Rotationsbegrenzungsspule 75. Das ringförmige Magnetpollagerbauteil 73 ist an einer dem Motor 2 zugewandten Endseite des Innenrads 50 gesichert. Das stationäre Magnetpolbauteil 74 ist von dem Magnetpollagerbauteil 73 entfernt platziert. Anders gesagt ist das stationäre Magnetpolbauteil 74 dem Magnetpollagerbauteil 73 zugewandt und berührungslos mit diesem angeordnet. Bei Erregung erzeugt die Rotationsbegrenzungsspule 75 ein Magnetfeld zum Magnetisieren des stationären Magnetpolbauteils 74.
Das Magnetpollagerbauteil 73 ist, wie in 29 zu sehen ist, ringförmig und aus einem ferromagnetischen Material wie zum Beispiel Eisen hergestellt. Das Magnetpollagerbauteil 73 hat die in seiner Umfangsrichtung nacheinander gereihten Zähne auf seiner Fläche, die dem stationären Magnetpolbauteil 74 zugewandt ist. Das stationäre Magnetpolbauteil 74 bildet einen Magnetpfad aus, der einen rechteckigen Querschnitt mit vier Seiten hat: eine (d.h. die linke Seite in 27 gesehen), die dem Magnetpollagerbauteil 73 zugewandt ist und sich in die entgegengesetzte Motorrichtung öffnet, eine, die radial nach innen liegt und geschlossen ist, eine, die radial nach außen liegt und geschlossen ist, und eine (d.h. die rechte Seite in 27 gesehen), die dem Motor 2 zugewandt und geschlossen ist. Das stationäre Magnetpolbauteil 74 hat auf seiner Fläche, die dem Magnetpollagerbauteil 73 zugewandt ist, Zähne ausgebildet. Die Zähne sind nacheinander in einer Umfangsrichtung des stationären Magnetpolbauteils 74 gereiht. Das stationäre Magnetpolbauteil 74 ist zum Beispiel mit der Bremsmagnetpoleinheit 34 einstückig ausgebildet und an der Motortrennwand 10 fixiert gesichert.
Die Rotation Begrenzungsspule 75 ist um einen Spulenkern (nicht gezeigt) gewickelt und in einer Innenkammer des stationären Magnetpolbauteils 74 angeordnet.
Der Betrieb des Anlassers 1 der achten Ausführungsform wird nachfolgend beschrieben.
Die Bremsspule 50 und der Motor 2 werden in Erwiderung einer Maschinenanlassforderung erregt.
Wenn die Bremsmagnetpoleinheit 34 bei Erregung der Bremsspule 50 magnetisiert wird, wird ein Magnetfluss ФA, wie in 30 dargestellt, entwickelt, der zwischen der Bremsmagnetpoleinheiten 34 und der Bremsplatte 29 fließt. Der Magnetfluss ФA wird normalerweise durch einen Luftspalt zwischen jedem der Zähne der Bremsmagnetpoleinheit 34 und einem der Zähne der Bremsplatte 29 fließen, in dem der Magnetwiderstand zwischen der Bremsmagnetpoleinheit 34 und der Bremsplatte 29 am niedrigsten ist, sodass eine Magnetanziehung zwischen den gegenseitig zugewandten Zähnen der Bremsmagnetpoleinheit 34 und der Bremsplatte 29 erzeugt wird, um die Bremsplatte 29 von einem Rotieren abzuhalten.
Wenn die Bremsplatte 29 durch die elektromagnetische Bremsvorrichtung gegen ein Rotieren gesperrt ist, sodass der Planetenträger 17, an dem die Bremsplatte 29 gesichert ist, von einem Rotieren abgehalten wird, wird das durch den Motor 2 erzeugte Drehmoment auf das Innenrad 15 übertragen. Das Innenrad 15 rotiert somit in eine Richtung, die der Richtung, in die der Motor 2 rotiert, entgegengesetzt ist.
Der Betrieb des Anlassers 1, bei dem die Rotation des Innenrads 15 auf das Ritzel 5 durch einen Ritzelbewegungsmechanismus übertragen wird, sodass das Ritzel 5 mit dem Hohlrad der Maschine kämmt, ist im Wesentlichen derselbe wie in der ersten Ausführungsform.
Nachdem das Ritzel 5 mit dem Hohlrad kämmt, wird die Bremsspule 50 entregt, während die Rotationbegrenzungsspule 75 erregt wird.
Wenn die Bremsspule 50 entregt ist, wird eine Rotation des Planetenträgers 17 zugelassen, sodass das Drehmoment des Motors 2 auf dem Planetenträger 17 eingegeben wird, sodass der Planetenträger 17 in dieselbe Richtung wie der Motor 2 rotiert. Die Rotation des Planetenträgers 17 wird dann über die Kupplung 4 auf die Ausgangswelle 3 übertragen, sodass das Ritzel 5 zusammen mit der Ausgangswelle 3 rotiert, wodurch das Hohlrad zum Ankurbeln der Maschine angetrieben wird.
Während des Ankurbelbetriebs kann eine Änderung des Drehmoments der Maschine zu einer Erhöhung der Drehzahl des Hohlrads bezüglich des Ritzels 5 führen. Anders gesagt kann das Ritzel 5 durch das Hohlrad rotiert werden. In diesem Fall, falls der Kurvenzylinder 42 gegen ein Rotieren nicht gesperrt ist, wird bewirkt, dass der Kurvenzylinder 42 in die gleiche Richtung wie der Motor 2 rotiert, sodass die Schiebekraft auf das Ritzel 5 nach rechts, wie in 27 gesehen, hinzugefügt wird, und somit zu einer Gefahr führt, dass das Ritzel 5 von dem Hohlrad der Maschine entkuppelt wird.
Um das obige Problem zu mildern ist der Anlasser 1 der achten Ausführungsform mit dem Rotationsbegrenzungsmechanismus ausgeführt, der wirkt, um das Innenrad 15 von einem Rotieren abzuhalten, um die Rotation des Kurvenzylinders 42 zu sperren. Im Speziellen, wenn die Rotationsbegrenzungsspule 75 erregt wird, um das stationäre Magnetpolbauteil 74 zu magnetisieren, erzeugt sie, wie in 31 dargestellt, einen Magnetfluss ФB, der zwischen dem stationären Magnetpolbauteil 74 und dem Magnetpollagerbauteil 73 fließt. Der Magnetfluss ФB fließt normalerweise durch einem Luftspalt zwischen jedem der Zähne des stationären Magnetpolbauteils 74 und einem Zahn des Magnetpollagerbauteils 73, in dem der Magnetwiderstand zwischen dem stationären Magnetpolbauteil 74 und dem Magnetpollagerbauteil 73 am niedrigsten ist, sodass eine Magnetanziehung zwischen den gegenseitig zugewandten Zähnen des stationären Magnetpolbauteils 74 und dem Magnetpollagerbauteils 73 erzeugt wird, um das Magnetpollager Bauteil 73 von einem Rotieren abzuhalten, um die Rotation des Innenrads 15, an dem das Magnetpollagerbauteil 73 gesichert ist, zu sperren. Da das Innenrad 15 mit dem Kurvenzylinder 42 durch die Eingreifplatte 46 zusammengefügt ist, sperrt das Sperren der Rotation des Innenrads 15 die Rotation des Kurvenzylinders 42.
Der Anlasser 1 der achten Ausführungsform ist imstande, das Ritzel 5 in Richtung des Hohlrads der Maschine ohne die Verwendung der Spindelschraubenbewegung des auf der Ausgangswelle 3 montierten schraubenförmigen Keils 28 zu bewegen, wodurch im Wesentlichen dieselben vorteilhaften Wirkungen wie in der ersten Ausführungsform geboten werden. Der Anlasser 1 ist ebenfalls mit dem Rotation Begrenzungsmechanismus bestückt, der wirkt, um das Innenrad 15 gegen ein Rotieren zu sperren, während die Maschine angekurbelt wird, wodurch der Kurvenzylinder 42 von einem Rotieren abgehalten wird. Dies beseitigt die Gefahr, dass das Ritzel 5 von dem Hohlrad der Maschine entkoppelt wird, wenn die Drehzahl des Hohlrads die des Ritzels 5 aufgrund einer Änderung des durch die Maschine abgegebenen Drehmoments verhältnismäßig übersteigt.
Der Rotationsbegrenzungsmechanismus der achten Ausführungsform kann mit dem Anlasser 1 der ersten bis siebten Ausführungsform verwendet werden.
ABWANDLUNGEN
Die erste Ausführungsform verwendeten Wechselstrommotor 2, kann aber alternativ einen Gleichstrommotor einsetzen, der mit einer Umkehrschaltung bestückt ist, die zum Umschalten des Gleichstrommotors von vorwärts zu rückwärts und umgekehrt dient.
Die elektromagnetische Bremsvorrichtung, wie in der ersten, fünften und siebten Ausführungsform beschrieben, hat die Reibscheibe 30 zwischen der (den) Bremsmagnetpoleinheit(en) 34 und der Bremsplatte 29 (oder der Brems- und Kupplungsplatte 53 in der fünften Ausführungsform), kann aber die Reibscheibe 30 weglassen. Im Speziellen wird die Reibscheibe 30 verwendet, um die Beständigkeit eines Reibeingriffs zwischen ihr und der Bremsplatte 29 sicherzustellen und kann daher weggelassen werden, wenn der Reibungsgrad, der zwischen der Bremsplatte 29 und der (den) Bremsmagnetpoleinheit(en) 34 entwickelt wird, groß genug ist um die Bremskraft zum vollständigen Sperren der Rotation der Bremsplatte 29 zu erzeugen.
In der ersten Ausführungsform werden die Schrauben 32 mit den in den Blindbolzen 24 ausgebildeten Gewindelöchern zusammengefügt, um die Bremsplatte 29 mechanisch zu stützen, aber die Bremsplatte 29 kann jedoch unter Verwendung der Planetenradbolzen 28 anstelle der Blindbolzen 24 gehalten werden. Die Blindbolzen 24 sind keine wesentlichen Teile der Erfindung und können somit weggelassen werden.
In der dritten Ausführungsform sind in dem Hohlzylinder 49 die geraden Nuten 43 ausgebildet, während in dem Kurvenzylinder 42 die Kurvennuten 41 ausgebildet sind, aber der Hohlzylinder 49 kann jedoch mit den Kurvennuten 41 ausgeführt werden, während der Kurvenzylinder 42 mit den geraden Nuten 43 ausgeführt werden kann.
Die erste Ausführungsform bezieht sich auf das Beispiel, bei dem der Anlasser 1 zum Anlassen der Maschine verwendet wird. Beispielsweise in mit einem Leerlauf-Stopp-System ausgestatteten Kraftfahrzeugen (auch ein automatisches Start-Stopp-System genannt), kann das Ritzel 5 des Anlassers 1 mit dem Hohlrad der Maschine in Eingriff gehalten werden, nachdem die Maschine automatisch abgestellt wird. In diesem Fall kann der Motor 2 in Erwiderung auf eine Maschinenneustartanforderung erregt werden, um die Maschine schnell wieder anzulassen. Dies führt zu einer Verringerung der Zeit, die erforderlich ist, um die Maschinen neu anzulassen.
Während die vorliegende Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsformen offenbart wurde, um ein besseres Verständnis davon zu erleichtern, sollte klar sein, dass die Erfindung auf verschiedene Weise ausgebildet sein kann, ohne von dem Prinzip der Erfindung abzuweichen. Daher sollte die Erfindung so verstanden werden, dass alle möglichen Ausführungsformen und Abwandlungen der gezeigten Ausführungsformen enthalten sind, die, ohne von dem Prinzip der Erfindung abzuweichen, gemäß der beigefügten Ansprüchen ausgeführt werden können.
Ein Anlasser für eine Maschine wird vorgesehen, der eine elektromagnetische Bremsvorrichtung und einen Ritzel-Schiebemechanismus enthält. Die elektromagnetische Bremsvorrichtung hält einen Planetenträger von einem Rotieren ab. Der Ritzel-Schiebemechanismus wandelt Rotationsbewegung eines Innenrads in Linearbewegung eines Ritzels um, wenn die Rotation des Planetenträgers gesperrt ist. Der Ritzel-Schiebemechanismus enthält einen zylinderförmigen Kurvenzylinder, ein Anlassergehäuse, einen bezüglich des Ritzels drehbaren Druckring und einen Eingreifbolzen. Der Kurvenzylinder ist mit dem Innenrad zusammengefügt und hat eine sich umfänglich erstreckende Kurvennut. Das Anlassergehäuse hat eine gerade Nut, die über die Kurvennut führt. Die Eingreifbolzen greift sowohl mit der Kurvennut als auch mit der geraden Nut ein und werden mit einer Rotation des Kurvenzylinders linear bewegt. Dies ermöglicht die lineare Bewegung des Ritzels unabhängig von einem Schrägungswinkel des auf der Ausgangswelle montierten Keils.

Claims

Anlasser mit: einem Elektromotor, der mit elektrischer Leistung zum Erzeugen eines Drehmoments versorgt wird; einer Leistungsverteilungsvorrichtung, die zum Verteilen des von dem Motor eingegebenen Drehmoments auf ein erstes Leistungsverteilungssystem und ein zweites Leistungsverteilungssystem wirkt, wobei die Leistungsverteilungsvorrichtung einen ersten Abtrieb, von dem das auf das erste Leistungsverteilungssystem verteilte Drehmoment abgegeben wird, und einen zweiten Abtrieb hat, von dem das auf das zweite Leistungsverteilungssystem verteilte Drehmoment abgegeben wird; einer Ausgangswelle, die durch das Drehmoment rotiert wird, das von dem ersten Abtrieb abgegeben wird und auf die Ausgangswelle übertragen wird; einem Ritzel, das mit einem Außenumfang der Ausgangswelle durch einen Schiebekeil im Eingriff und auf der Ausgangswelle in deren Axialrichtung beweglich ist; einem Ritzel-Schiebemechanismus, der einen Kurvenzylinder enthält, der durch das Drehmoment rotiert wird, das von dem zweiten Abtrieb abgegeben und auf den Kurvenzylinder übertragen wird, wobei der Ritzel-Schiebemechanismus wirkt, um eine Rotationsbewegung des Kurvenzylinders in eine Linearbewegung des Ritzels umzuwandeln; und eine elektromagnetische Bremsvorrichtung, die eine Bremsplatte enthält, die aus einem ferromagnetischen Material hergestellt und mit dem ersten Abtrieb der Leistungsverteilungsvorrichtung zusammengefügt ist, wobei die elektromagnetische Bremsvorrichtung die unter Verwendung einer Magnetkraft wirkt, um die Bremsplatte von einem Rotieren abzuhalten.
Anlasser gemäß Anspruch 1, wobei, wenn die elektromagnetische Bremsvorrichtung die Bremsplatte gegen ein Rotieren sperrt, die Leistungsverteilungsvorrichtung das Drehmoment des Motors auf den zweiten Abtrieb verteilt, sodass der zweite Abtrieb in eine Richtung rotiert, die der Richtung in die der Motor rotiert entgegengesetzt ist, und wobei, wenn der zweite Abtrieb in die Richtung rotiert, die der Richtung in die der Motor rotiert entgegengesetzt ist, der Ritzel-Schiebemechanismus eine Schiebekraft auf das Ritzel aufbringt, um das Ritzel in Richtung eines Hohlrads einer Maschine zu bewegen.
Anlasser gemäß Anspruch 1, wobei die Leistungsverteilungsvorrichtung durch ein Planetengetriebe verwirklicht ist, das ein auf einer Rotationswelle des Motors montiertes Sonnenrad, ein mit einer Rotationsachse des Sonnenrads koaxial angeordnetes drehbares Innenrad, Planetenräder, die mit dem Sonnenrad und dem Innenrad kämen, um drehbar zu sein und umkreisen zu können, und einem Planetenträger enthält, wobei der der Planetenträger als der erste Abtrieb dient und das Innenrad als der zweite Abtrieb dient.
Anlasser gemäß Anspruch 1, wobei die Leistungsverteilungsvorrichtung durch eine Differentialgetriebeeinheit verwirklicht ist, die ein erstes großes Kegelrad, das als ein Antriebskegelrad wirkt und durch den Motor rotiert wird, ein zweites großes Kegelrad, das als ein Nachlaufkegelrad wirkt und drehbar angeordnet ist, um dem ersten großen Kegelrad in dessen Axialrichtung zugewandt zu sein, kleine Kegelräder, die mit dem ersten und zweiten großen Kegelrad kämmen, um drehbar zu sein und umkreisen zu können, und einen Kegelradhalter enthält, der die kleinen Kegelräder drehbar um die Rotationswelle hält, und wobei der Kegelradhalter als der erste Abtrieb wirkt und das zweite große Kegelrad als der zweite Abtrieb dient.
Anlasser gemäß Anspruch 1, des Weiteren mit einem Rotationsbegrenzungsmechanismus, der ein magnetisches Magnetpollagerbauteil enthält, das auf ferromagnetischen Material hergestellt ist, auf das das Drehmoment des Motors, wie von dem zweiten Abtrieb zugeführt, übertragen wird und das zusammen mit dem Kurvenzylinder rotiert, wobei der Rotationsbegrenzungsmechanismus unter Verwendung einer Magnetkraft wirkt, um das Magnetpollagerbauteil von einem Rotieren abzuhalten, um eine Rotation des Kurvenzylinders zu sperren, wobei, wenn das Ritzel mit einem Hohlrad einer Maschine kämmt, um die Maschine durch den Ritzel-Schiebemechanismus anzukurbeln, der Rotationsbegrenzungsmechanismus den Kurvenzylinder des Ritzel-Schiebemechanismus von einem Rotieren abhält.
Anlasser gemäß Anspruch 3, des Weitern mit einer elektromagnetischen Kupplung, die eine Rotationsmotorplatte, die aus einem ferromagnetischen Material hergestellt und mit einer Rotationswelle des Motors zusammengefügt ist, um zusammen mit der Rotationswelle drehbar zu sein, und eine Kupplungsplatte enthält, die mit der Bremsplatte einstückig ausgebildet oder aus einem einzelnen Bauteil getrennt von der Bremsplatte hergestellt ist und mit dem Planetenträger zusammengefügt ist, wobei die elektromagnetische Kupplung wirkt, um zwischen der Rotationsmotorplatte und der Kupplungsplatte mechanisch zu kuppeln, und wobei, wenn die elektromagnetische Bremsvorrichtung eine Rotation der Bremsplatte zulässt und die elektromagnetische Kupplung die Rotationmotorplatte und die Kupplungsplatte mechanisch zusammenkuppelt, die Leistungsverteilungsvorrichtung wirkt, um das Drehmoment des Motors auf den ersten Abtrieb und den zweiten Abtrieb aufzuteilen und zu verteilen, so dass der zweite Abtrieb in dieselbe Richtung wie die, in die der Motor rotiert, rotiert.
Anlasser gemäß Anspruch 1, wobei die elektromagnetische Bremsvorrichtung eine Bremsmagnetpoleinheit, einen Permanentmagnet und eine Bremsfreigabespule enthält, wobei die Bremsmagnetpoleinheit der Bremsplatte zugewandt platziert ist, der Permanentmagnet wirkt, um die Bremsmagnetpoleinheit zu magnetisieren, die Bremsfreigabespule bei Erregung ein Magnetfeld erzeugt, um ein durch die Permanentmagneten erzeugtes auf die Bremsmagnetpoleinheit ausgeübtes Magnetfeld aufzuheben, und wobei, wenn die Bremsfreigabespule entregt wird, die Bremsplatte an die Bremsmagnetpoleinheit gezogen und von einem Rotieren mit Hilfe von einer Reibungskraft abgehalten wird.
Anlasser gemäß Anspruch 1, wobei die elektromagnetische Bremsvorrichtung eine Bremsmagnetpoleinheit und eine Bremsspule enthält, wobei die Bremsmagnetpoleinheit der Bremsplatte zugewandt platziert ist, die Bremsspule bei Erregung ein Magnetfeld erzeugt, um die Bremsmagnetpoleinheit zu magnetisieren, und wobei, wenn die Bremsspule erregt wird, die Bremsplatte an die Bremsmagnetpoleinheit gezogen und von einem Rotieren mit Hilfe von einer Reibungskraft abgehalten wird.
Anlasser gemäß Anspruch 1, wobei die elektromagnetische Bremsvorrichtung einen Bremszylinderabschnitt, der durch einen sich in eine Axialrichtung der Bremsplatte erstreckenden Abschnitt der Bremsplatte definiert ist, mit magnetischer Hysterese-Eigenschaft, eine Bremsmagnetpoleinheit, die den Bremszylinderabschnitt in einer berührungslosen Weise von außerhalb und innerhalb des Bremszylinderabschnitts in eine Radialrichtung der Bremsmagnetpoleinheit abdeckt, und eine Bremsspule enthält, die ein Magnetfeld zum Magnetisieren der Bremsmagnetpoleinheit erzeugt, wenn die Bremsspule erregt wird, und wobei die Bremsspule erregt wird, um eine Magnetbremskraft zwischen der Bremsmagnetpoleinheit und dem Bremszylinderabschnitt zu erzeugen, wodurch die Bremsplatte von einem Rotieren abgehalten wird.
Anlasser gemäß Anspruch 1, wobei die elektromagnetische Bremsvorrichtung eine Bremsspule und einen ringförmigen Magnetkern enthält, wobei der ringförmige Magnetkern eine Vielzahl von in dessen Umfangsrichtung angeordnete Magnetpolklauen enthält, die Bremsspule bei Erregung eine Magnetfeld zum Magnetisieren der Magnetpolklauen erzeugt, um N-Pole und S-Pole abwechselnd angeordnet zu haben, und wobei die Bremsplatte einen wellenförmigen Ring enthält, der einem Innenumfang der Magnetklauen zugewandt angeordnet ist und einen durch hintereinander und abwechselnd angeordnete Mulden und Kuppen definierten Wellenumfang hat, der, wenn die Bremsspule erregt ist, ein Haltedrehmoment zwischen dem wellenförmigen Ring und den magnetisierten Magnetpolklauen erzeugt, wodurch die Bremsplatte von einem Rotieren abgehalten wird.
Anlasser gemäß Anspruch 1, wobei die elektromagnetische Bremsvorrichtung eine Bremsmagnetpoleinheit, die der Bremsplatte zugewandt und mit dieser berührungslos platziert ist, und eine Bremsspule enthält, die bei Erregung ein Magnetfeld zum Magnetisieren der Bremsmagnetpoleinheit erzeugt, und wobei die Bremsplatte und die Bremsmagnetpoleinheit Flächen haben, die einander entgegengesetzt sind und an jeder von diesen eine Vielzahl von Vorsprüngen aufeinanderfolgend in deren Umfangsrichtung angeordnet sind, wenn die Bremsspule erregt wird, eine Magnetanziehung zwischen jedem der Vorsprünge der Bremsplatte und einem der Vorsprünge der Bremsmagnetpoleinheit entwickelt wird, um die Bremsplatte von einem Rotieren abzuhalten.
Anlasser gemäß Anspruch 5, wobei der Rotationsbegrenzungsmechanismus ein stationäres Magnetpolbauteil, das dem Magnetpollagerbauteil zugewandt ist und mit diesem berührungslos angeordnet ist, und eine Rotationsbegrenzungsspule enthält, die bei Erregung ein Magnetfeld zum Magnetisieren des stationären Magnetpolbauteils erzeugt, und wobei das Magnetpollagerbauteil und das stationäre Magnetpolbauteil Flächen haben, die einander entgegengesetzt sind und auf jeder von diesen eine Vielzahl von Vorsprüngen aufeinanderfolgend in deren Umfangsrichtung angeordnet sind, wenn die Rotationsbegrenzungsspule erregt wird, eine Magnetanziehung zwischen jedem der Vorsprünge des Magnetpollagerbauteils und einem der Vorsprünge des stationären Magnetpolbauteils entwickelt wird, um das Magnetpollagerbauteil von einem Rotieren abzuhalten.
Anlasser gemäß Anspruch 6, wobei die elektromagnetische Kupplung eine Rotationskupplungsmagnetpoleinheit, eine Kupplungsmagnetpoleinheit und eine Kupplungsspule enthält, wobei die Rotationskupplungsmagnetpoleinheit mit der Rotationsmotorplatte einstückig angeordnet ist und der Kupplungsplatte zugewandt ist, die Kupplungsmagnetpoleinheit der Rotationskupplungsmagnetpoleinheit zugewandt ist und an der Kupplungsplatte an einer entgegengesetzten Seite der Rotationkupplungsmagnetpoleinheit angeordnet ist, und die Kupplungsspule bei Erregung ein Magnetfeld zum Magnetisieren der Kupplungsmagnetpoleinheit erzeugt, und wobei, wenn die Kupplungsspule erregt wird, die Kupplungsplatte an die Kupplungsmagnetpoleinheit in Berührung mit der Rotationskupplungsmagnetpoleinheit gezogen wird, wodurch eine Magnetverbindung zwischen der Kupplungsplatte und der Rotationsmotorplatte hergestellt wird.
Anlasser gemäß Anspruch 6, wobei die elektromagnetische Kupplung einen Kupplungszylinderabschnitt, eine Rotationskupplungsmagnetpoleinheit, eine Kupplungsmagnetpoleinheit und eine Kupplungsspule enthält, wobei der Kupplungszylinderabschnitt durch einen Abschnitt der Kupplungsplatte definiert ist, der sich in eine Axialrichtung der Kupplungsplatte mit magnetischer Hysterese-Eigenschaft erstreckt, die Rotationskupplungsmagnetpoleinheit, die einstückig mit der Rotationsmotorplatte angeordnet ist, den Kupplungszylinderabschnitt in einer berührungslosen Weise von außerhalb und innerhalb des Kupplungszylinderabschnitts in eine Radialrichtung der Rotationskupplungsmagnetpoleinheit abdeckt, die Kupplungsmagnetpoleinheit der Rotationskupplungsmagnetpoleinheit zugewandt ist, die Kupplungsspule bei Erregung ein Magnetfeld zum Magnetisieren der Kupplungsmagnetpoleinheit erzeugt, und wobei, wenn die Kupplungsspule erregt wird, die Kupplungsplatte mit der Rotationsmotorplatte durch eine Magnetanziehung magnetisch gekuppelt wird, die zwischen der Rotationskupplungsmagnetpoleinheit, die durch die Kupplungsmagnetpoleinheit magnetisiert wird, und dem Kupplungszylinderabschnitt erzeugt wird.
Anlasser gemäß Anspruch 1, wobei der Ritzel-Schiebemechanismus den Kurvenzylinder, ein Befestigungsbauteil, einen Eingreifbolzen und ein Übertragungsbauteil enthält, wobei der Kurvenzylinder einen zylinderförmigen Abschnitt hat, der sich über einen Außenumfang des Ritzels in dessen Axialrichtung erstreckt und in dem ebenfalls eine Kurvennut ausgebildet ist, wobei die Kurvennut ein Startende und ein Schlussende hat und sich von dem Startende zu dem Schlussende in einer Spiralform in dessen Umfangsrichtung erstreckt, wobei das Befestigungsbauteil außerhalb oder innerhalb des zylinderförmigen Abschnitts in einer Radialrichtung des zylinderförmigen Abschnitts angeordnet ist und von einem Bewegen in eine Radialrichtung und eine Umfangsrichtung des zylinderförmigen Abschnitts abgehalten wird, wobei in dem Befestigungsbauteil eine gerade Nut ausgebildet ist, die in einer Axialrichtung des zylinderförmigen Abschnitts über die Kurvennut führt, wobei die Eingreifbolzen an einem Schnittpunkt der Kurvennut mit der geraden Nut im Eingriff mit der Kurvennut und der geraden Nut angeordnet sind, wobei das Übertragungsbauteil wirkt, um eine Bewegung des Eingreifbolzens, der sich in der geraden Nut in die Axialrichtung mit einer Rotation des Kurvenzylinders bewegt, auf das Ritzel zu übertragen.
Anlasser gemäß Anspruch 1, wobei der Ritzel-Schiebemechanismus den Kurvenzylinder, ein Befestigungsbauteil und einen Eingreifbolzen und ein Übertragungsbauteil enthält, wobei der Kurvenzylinder 42 einen zylinderförmigen Abschnitt hat, der sich über einen Außenumfang des Ritzels in dessen Axialrichtung erstreckt und in dem eine gerade Nut ausgebildet ist, die sich in eine Axialrichtung des zylinderförmigen Abschnitts erstreckt, wobei das Befestigungsbauteil außerhalb oder innerhalb des zylinderförmigen Abschnitts in einer Radialrichtung des zylinderförmigen Abschnitts angeordnet ist und von einem Bewegen in eine Radialrichtung und eine Umfangsrichtung des zylinderförmigen Abschnitts abgehalten wird, wobei in dem Befestigungsbauteil eine Kurvennut ausgebildet ist, die sich mit der geraden Nut schräg schneidet, wobei die Eingreifbolzen an einem Schnittpunkt der geraden Nut mit der Kurvennut im Eingriff mit der geraden Nut und der Kurvennut angeordnet sind, wobei das Übertragungsbauteil wirkt, um eine Bewegung des Eingreifbolzens, der sich in der geraden Nut in die Axialrichtung mit einer Rotation des Kurvenzylinders bewegt, auf das Ritzel zu übertragen.
Anlasser gemäß Anspruch 15, wobei das Befestigungsbauteil durch ein Anlassergehäuse verwirklicht ist, das eine zylinderförmige Innenumfangsfläche hat, wobei die zylinderförmige Innenumfangsfläche einer Außenumfangsfläche des zylinderförmigen Abschnitts zugewandt ist und die gerade Nut in sich ausgebildet hat.
Anlasser gemäß Anspruch 16, wobei das Befestigungsbauteil durch ein Anlassergehäuse verwirklicht ist, das eine zylinderförmige Innenumfangsfläche hat, wobei die zylinderförmige Innenumfangsfläche einer Außenumfangsfläche des zylinderförmigen Abschnitts zugewandt ist und die Kurvennut in sich ausgebildet hat.
Anlasser gemäß Anspruch 15, wobei das Befestigungsbauteil durch einen Zylinder verwirklicht ist, der durch ein Anlassergehäuse gehalten ist und von einem Bewegen in eine Axial- und eine Umfangsrichtung des Zylinder abgehalten wird, wobei in dem Zylinder die gerade Nut ausgebildet ist.
Anlasser gemäß Anspruch 16, wobei das Befestigungsbauteil durch einen Zylinder verwirklicht ist, der durch ein Anlassergehäuse gehalten ist und von einem Bewegen in eine Axial- und eine Umfangsrichtung des Zylinder abgehalten wird, wobei in dem Zylinder die Kurvennut ausgebildet ist.
Anlasser gemäß Anspruch 15, wobei das Übertragungsbauteil den Eingreifbolzen hält, drehbar bezüglich des Ritzels und von einem Rotieren in eine Axialrichtung des Ritzels abgehalten ist.
Anlasser gemäß Anspruch 1, wobei das Ritzel mit einem schraubenförmigen Keil eingreift, der auf der Ausgangswelle vorgesehen ist.
Anlasser gemäß Anspruch 1, wobei das Ritzel mit einem geraden Keil eingreift, der auf der Ausgangswelle vorgesehen ist.
Anlasser gemäß Anspruch 1, wobei der Motor ein Gleichstrommotor oder Wechselstrommotor ist, der von Vorwärts nach Rückwärts drehbar ist und umgekehrt.
Anlasser gemäß Anspruch 1, wobei der Motor ein Gleichstrom-Kommutatormotor ist.
Anlasser gemäß Anspruch 16, wobei das Übertragungsbauteil den Eingreifbolzen hält, drehbar bezüglich des Ritzels und von einem Rotieren in eine Axialrichtung des Ritzels abgehalten ist.