DE10231629A1

DE10231629A1 - Motorstartvorrichtung

Info

Publication number: DE10231629A1
Application number: DE10231629A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Odahara; Hidekazu Baba; Hitoshi Isoda
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2002-07-12
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2022-07-13
Also published as: FR2842570B1; DE10231629B4; FR2842570A1

Abstract

Es wird eine Motorstartvorrichtung für eine innere Verbrennungskraftmaschine beschrieben, welche einen Elektromotor, der ein Gehäuse aufweist, eine Drehwelle, welche in dem Gehäuse drehbar gelagert ist, einen Ankerkern, der an der Drehwelle starr montiert ist, und eine Ankerwicklung umfasst, welche um den Ankerkern gewickelt ist, wobei eine Rolle in konstanter Art und Weise an der inneren Verbrennungskraftmaschine mittels einer Übertragungseinrichtung gekoppelt ist, und wobei eine elektromagnetische Kupplung zur Übertragung und zum Unterbrechen des Drehmoments der Drehwelle zu und von der Rolle vorgesehen ist. Der Ankerkern ist in einer flachen Struktur derart ausgeführt, dass der äußere Durchmesser des Ankerkerns größer als die axiale Länge ist. Die Geräuscherzeugung wird dabei unterdrückt, wobei eine Verzögerung vermieden wird, welche bei dem Motorstartvorgang involviert ist. Es wird eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der Emissionen der Abgase sowie eine exzellente Montagefähigkeit der Vorrichtung realisiert.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorstartvorrichtung, welche nach dem Starten und Stoppen einer inneren Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug in Betrieb gebracht wird. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Motorstartvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche es ermöglicht, dass die Emission von Abgasen des Motors reduziert werden, während ein ökonomischer Kraftstoffverbrauch sichergestellt wird.

Zum besseren Verständnis des Konzepts der vorliegenden , Erfindung wird zuerst hiermit eine Beschreibung einer bekannten oder herkömmlichen Motorstartvorrichtung vorgenommen. 4 der beigefügten Zeichnungen zeigt eine Seitenansicht, welche teilweise im Schnitt eine herkömmliche Motorstartvorrichtung darstellt, welche zum Zweck des Startens einer inneren Verbrennungskraftmaschine unter vorbestimmten Motorstoppbedingungen verwendet wird, nachdem der Motor unter vorbestimmten Startbedingungen nach dem Stoppen des Kraftfahrzeugs verwendet wird.

Ιn Bezug auf 4 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Elektromotor, das Bezugszeichen 2 einen Planetenuntersetzungsgetriebemechanismus zur Intensivierung oder Verstärkung eines Drehmoments, welches von dem Elektromotor 1 ausgegeben wird, das Bezugszeichen 3 bezeichnet eine Freilaufkupplung zur Übertragung des verstärkten Drehmoments zu einem Motortellerrad (nicht gezeigt), das Bezugszeichen 3a bezeichnet ein Ritzel, welches im Zusammenhang mit der Freilaufkupplung 3 vorgesehen ist, das Bezugszeichen 4 bezeichnet einen Hebel zum Hin- und Herbewegen der Freilaufkupplung 3, und das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine elektromagnetische Schaltvorrichtung zum Ein- und Ausschalten eines elektrischen Stroms, welcher dem Elektromotor 1 zugeführt wird und welcher den Hebel 4 antreibt oder betätigt.

Als nächstes wird nun der Betrieb der Motorstartvorrichtung beschrieben. Wenn ein nicht gezeigter Schlüsselschalter eines ebenso nicht gezeigten Kraftfahrzeugs geschlossen wird oder alternativ die elektromagnetische Schaltvorrichtung 5 unter vorbestimmten Startbedingungen elektrisch mit Energie versorgt wird, wird der Hebel 4 veranlasst, sich um einen Lager- oder Drehpunkt davon zu drehen, wobei als Folge davon die Freilaufkupplung 3 dazu veranlasst wird, sich in Richtung des nicht gezeigten Motortellerrades zu bewegen, wobei das Ritzel 3a in einen Zustand gebracht wird, in welchem es mit dem Motortellerrad kämmt bzw. im Eingriff ist.

Daraufhin wird ein nicht gezeigter Kontakt der elektromagnetischen Schaltvorrichtung 5 geschlossen, was darin resultiert, dass ein elektrischer Strom zu dem Elektromotor 1 mit einem Drehmoment zugeführt wird, welches somit von dem Motor ausgegeben wird. Unter dem Effekt dieses Drehmoments wird die Freilaufkupplung 3 zum Drehen gebracht, wobei das Motortellerrad dazu veranlasst wird, mit dem Ritzel 3a zu kämmen bzw. im Eingriff zu sein, um dadurch den Betrieb des Motors zu starten. Wenn die Motorgeschwindigkeit oder Drehzahl (Umdrehungen/Minute) eine vorbestimmte Drehzahl erreicht oder überschreitet, nachdem der Betrieb des Motors gestartet worden ist, wird die Stromversorgung zu der elektromagnetischen Schaltvorrichtung 5 unterbrochen.

Die vorstehend beschriebene, herkömmliche Motorstartvorrichtung leidet unter dem Problem, dass ein Eingriffsgeräusch und ein Ankurbelgeräusch aufgrund des Eingriffs bzw. des Kämmens des Ritzels 3a mit dem Motortellerrad erzeugt wird, und wobei in dem Ankurbelzustand (d.h. dem Zustand, in welchem beide Zahnräder miteinander im Eingriff sind) zu jeder Zeit der Betrieb der inneren Verbrennungskraftmaschine gestartet wird. Ferner ist eine Verzögerung bzw. ein Zeitverlust bei dem Startbetrieb involviert, wodurch ein weiteres Problem entsteht. Zusätzlich können Unannehmlichkeiten auftreten, wie beispielsweise ein fehlerhafter Eingriff zwischen dem Ritzel 3a und dem Motortellerrad, was zu einem weiteren Nachteil führt.

Im Hinblick auf den vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Motorstartvorrichtung für eine innere Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen, bei welcher die Geräuscherzeugung signifikant unterdrückt wird, wobei eine Verzögerung, die in dem Motorstartvorgang involviert ist (im Nachfolgenden ebenso als Motorstartverzögerung bezeichnet) minimiert ist, während ein ökonomischer Kraftstoffverbrauch sichergestellt ist und die Emissionen des Abgases verbessert sind und ebenso eine exzellente Montagefähigkeit der Motorstartvorrichtung an dem Motor vorliegt.

Im Hinblick auf die vorstehende und weitere Aufgaben, welche im Laufe der Beschreibung ersichtlich werden, wird gemäß einem allgemeinen Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Motorstartvorrichtung für eine innere Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt, welche einen Elektromotor, der aus einem Gehäuse aufgebaut ist, eine Drehwelle, welche in dem Gehäuse drehbar gelagert ist, einen Ankerkern, welcher fest an der Drehwelle und einer Ankerwicklung montiert ist, welche um und an dem Ankerkern gewickelt ist, eine Rolle, welche in konstanter Art und Weise mit der inneren Verbrennungskraftmaschine mittels einer Übersetzungseinrichtung gekoppelt ist, und eine elektromagnetische Kupplung zur Übertragung bzw. zum Unterbrechen des Drehmoments der Drehwelle zu bzw. von der Rolle aufweist. Bei der vorstehend beschriebenen Motorstartvorrichtung ist der Ankerkern in einer derartigen flachen Struktur implementiert bzw. ausgeführt, bei welcher der äußere Durchmesser des Ankerkerns gröber als die Länge einer axialen Richtung davon dimensioniert ist.

Bei der Anordnung der vorstehend erwähnten Motorstartvorrichtung kann der Motor und die Motorstartvorrichtung in konstanter Art und Weise in einem verbundenen Zustand platziert werden, so dass die Antriebskraft auf den Motor nach dem Starten des Motorbetriebs übertragen wird. Die elektromagnetische Kupplung zur Übertragung bzw. zum Unterbrechen der Antriebskraft ist an einer Position stromabwärts eines Drehelements des Elektromotors angeordnet, welcher in konstanter Art und Weise im Hinblick darauf gekoppelt ist, dass die Motorstartvorrichtung daran gehindert wird, von dem Motor angetrieben zu werden, nachdem der Motorbetrieb gestartet worden ist. Um die Montagefähigkeit der Motorstartvorrichtung des Motors zu verbessern, wird darüber hinaus der Elektromotor in der Art und Weise in eine flache Struktur ausgebildet bzw. implementiert, welche in diametraler Richtung vergrößert ist, wobei die Gesamtlänge davon verkleinert bzw. verringert wird.

Bei der Motorstartvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Zeit zum Starten des Motorbetriebs verringert werden, während die Geräuscherzeugung unterdrückt wird, wie vorstehend beschrieben. Somit kann die Motorstartvorrichtung eine hohe Leistung und Verlässlichkeit sicherstellen, was sowohl zum ökonomischen Kraftstoffverbrauch als auch zur Reduzierung der Emissionen der Abgase beiträgt.

Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und entsprechende Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch das Erläutern der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen davon ersichtlich, welche lediglich beispielhaft in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erwähnt sind.

Im Laufe der folgenden Beschreibung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen. Es zeigt:
1 eine Seitenansicht, welche eine Motorstartvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung teilweise im Schnitt darstellt;
2 eine schematische Darstellung zur beispielhaften Erläuterung, in welcher Art und Weise die Motorstartvorrichtung gemäß der Erfindung an einer inneren Verbrennungskraftmaschine montiert sein kann;
3 eine Ansicht, welche schematisch einen Zustand der Motorstartvorrichtung darstellt, welche an dem Motor aus einer lateralen Sicht angebracht ist; und
4 eine Seitenansicht, welche eine herkömmliche Motorstartvorrichtung teilweise im Schnitt darstellt, welche bisher verwendet worden ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird nun mit Einzelheiten in Verbindung damit beschrieben, was gegenwärtig als bevorzugte oder typische Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen betrachtet wird.
Ausführungsform 1
1 ist eine seitliche Draufsicht, welche eine Motorstartvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung teilweise im Schnitt darstellt. In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 6 einen Fronthalter, und das Bezugszeichen 7 einen rückwärtigen Halter. Der Fronthalter 6 und der rückwärtige Halter 7 wirken zusammen, um ein Gehäuse zu bilden. Eine Drehwelle 8 ist drehbar in dem Gehäuse gelagert bzw. angebracht, welches durch den Fronthalter 6 und den rückwärtigen Halter 7 gebildet wird. Das Bezugszeichen 9 bezeichnet einen Elektromotor, welcher aus der drehbaren Welle 8 bzw. Drehwelle 8, wie vorstehend beschrieben, einem Ankerkern 10, welcher starr an der Drehwelle 8 angebracht ist, und einer Ankerwicklung 11 aufgebaut ist, welche um den Ankerkern 10 gewickelt bzw.
gewunden ist. Der Ankerkern 10 ist in einer flachen Struktur ausgebildet, dessen äußerer Durchmesser größer dimensioniert ist als die Länge in axialer Richtung. Die Ankerwicklung 11 erstreckt sich nach außen von dem Ankerkern 10 in Richtung der vorderen Seite des Elektromotors 9 und ist nach hinten gefaltet, um dadurch ein Wicklungsende 11a auszubilden.
Des weiteren bezeichnet das Bezugszeichen 30 im Wesentlichen einen Untersetzungsgetriebemechanismus, dessen Reduktionsverhältnis derart gewählt ist, dass der Betrieb an einem maximalen Ausgangspegel des Elektromotors 9 in Anbetracht der Verhältnisreduzierung des gekoppelten Abschnitts mit dem Motor realisiert werden kann. Darüber hinaus wird der Untersetzungsgetriebemechanismus 30 als ein Planetenuntersetzungsgetriebemechanismus in der Motorstartvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung implementiert. Der Reduktionsgetriebemechanismus 30 weist ein inneres Zahnrad bzw. Hohlrad 31 auf, welches eines der entsprechenden Elemente davon bildet. Das Hohlrad 31 ist derart installiert, dass es diametral innerhalb des Wicklungsendes 11a des Elektromotors 9 angebracht wird, wie aus 1 ersichtlich. Das Hohlrad 31 ist an dem Fronthalter 6 unter einer vorbestimmten Klemmkraft mittels eines ringförmigen Klemmelements 33 eingepasst bzw. geklemmt, welches derart ausgebildet ist, dass es einen L-förmigen Querschnitt aufweist.
Das Bezugszeichen 21 bezeichnet eine elektromagnetische Kupplung, welche zum lösbaren Koppeln des Elektromotors 9 und des Motors miteinander dient. Das Bezugszeichen 22 bezeichnet eine Rolle, welche an der Motorseite angebracht ist und Nuten 22b aufweist, um welche ein Riemen bzw. ein Band gespannt ist, um den Elektromotor 9 mit dem nicht gezeigten Motor operativ zu koppeln. Ferner bezeichnet das Bezugszeichen 23 einen bewegbaren Kern der elektromagnetischen Kupplung 21, welche in axialer Richtung elektromagnetisch angeregt wird.
Das Bezugszeichen 24 bezeichnet eine Einwegkupplung, welche zum Übertragen eines Drehmoments in lediglich einer Richtung dient. Darüber hinaus ist die Einwegkupplung 24 durch ein äußeres Kupplungselement 24a, ein inneres Kupplungselement 24b, Rollen 24c und einer nicht gezeigten Feder als Hauptelemente ausgebildet und derart angeordnet, dass sie diametral im Inneren der elektromagnetischen Kupplung 21 angeordnet ist.
Der bewegbare Kern 23 der elektromagnetischen Kupplung 21 ist mit dem äußeren Kupplungselement 24a der Einwegkupplung 24 gekoppelt, wobei ein scheibenförmiges Federelement (ein konisches Scheibenfederelement) 26 dazwischen derart angeordnet ist; dass der bewegbare Kern 23 lediglich in axialer Richtung der Drehwelle 8 bewegt werden kann. Das Bezugszeichen 27 bezeichnet einen Zwischenraum, welcher zwischen dem bewegbaren Kern 23 und der Rolle 22 der elektromagnetischen Kupplung 21 definiert ist. Ferner bezeichnet das Bezugszeichen 28 einen Spulenkörper mit einem Kernelement 28a, um welches eine Wicklung gewickelt bzw. gewunden ist.
Als nächstes wird die Beschreibung auf den Betrieb der Motorstartvorrichtung 53 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung gerichtet. Wenn das nicht gezeigte Motorantriebsrelais und die elektromagnetische Kupplung 21 als Antwort auf das Schließen des Schlüsselschalters des Kraftfahrzeugs oder alternativ unter vorbestimmten Motorstartbedingungen elektrisch mit Energie versorgt werden, erstrecken sich magnetische Flüsse von dem Kernelement 28a durch die Rolle 22 der elektromagnetischen Kupplung 21 zu dem Zwischenraum 27 und dem bewegbaren Kern 23 in dieser Reihenfolge, was dazu führt, dass der bewegbare Kern 23 zu dem Kernelement 28a magnetisch hingezogen wird. Als Folge davon wird die Rolle 22 dazu gezwungen, an dem bewegbaren Kern 23 anzuliegen.
Im Wesentlichen zur selben Zeit wird die elektrische Energieversorgung des elektrischen Motors 9 gestartet, wobei ein Drehmoment von dem elektrischen Motor bzw. Elektromotor ausgegeben wird, welches auf die Rolle 22 der elektromagnetischen Kupplung 21 mittels des Planetenuntersetzungsgetriebemechanismus 30 zu übertragen ist, um dadurch den Betrieb des Motors mittels eines nicht gezeigten Bandes bzw. Riemens zu starten.
In diesem Zusammenhang sollte es noch einmal erwähnt werden, dass das Hohlrad 31 zwischen dem Fronthalter 6 und dem Klemmelement 33 unter einer vorbestimmten Klemmkraft angeordnet ist. Im Fall einer Einschlagkraft von einer Höhe, welche größer als die vorbestimmte Klemmkraft ist, und diese auf die Motorstartvorrichtung wirkt, wird das Hohlrad 31 daraufhin dazu veranlasst, sich zu drehen, was für die Übertragung der Einschlagkraft effektiv ist.
Bei der vorstehenden Beschreibung der Motorstartvorrichtung gemäß der Erfindung ist davon ausgegangen worden, dass ein Riemen bzw. ein Band als Übertragungseinrichtung verwendet wird, welche die Motorstartvorrichtung und die innere Verbrennungskraftmaschine miteinander verbindet. Es sollte jedoch erwähnt werden, dass das Übertragungsmittel bzw. die Übertragungseinrichtung durch andere Verbindungseinrichtungen gebildet werden kann, wie beispielsweise eine Folge von gezahnten Zahnrädern, eine Kette oder ähnliches, welche im Wesentlichen den gleichen Effekt aufweisen.
2 ist eine schematische Ansicht zur beispielhaften Darstellung, in welcher Art und Weise die vorstehend beschriebene Motorstartvorrichtung an der inneren Verbrennungskraftmaschine installiert wird. Ferner ist 3 eine Seitenansicht derselben. In den 2 und 3 bezeichnet das Bezugszeichen 50 eine innere Verbrennungskraftmaschine, und das Bezugszeichen 51 bezeichnet eine Kurbelrolle, welche starr an der Kurbelwelle des Motors angebracht ist.
Ferner bezeichnet das Bezugszeichen 52 ein automatisches Spannelement zur Justierung der Spannkraft des Riemens 70. Das automatische Spannelement ist aus einer Feder und einem Dämpfer aufgebaut. Das Bezugszeichen 53 bezeichnet eine Motorstartvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Ferner bezeichnen die Bezugszeichen 54 und 55 Hilfsmaschinen, welche beispielsweise durch einen Wechselstromgenerator gebildet wird, wobei das Bezugszeichen 56 eine Leerlaufrolle bezeichnet, und das Bezugszeichen 60 ein Abgassystem des Motors bezeichnet.
Auf der Seite des Motors gegenüber derjenigen, welche in 3 gezeigt ist, ist ein Einführsystem (bzw. Einlasssystem) an einer Anordnung angeordnet, welche ähnlich zu dem Abgassystem ist. Aufgrund der Anordnung des Abgassystems und des Einlasssystems, wie vorstehend beschrieben, führt die Montage der Hilfsvorrichtungen bzw. Hilfsmaschinen einschließlich der Motorstartvorrichtung 53 zu Spannungen bzw. Interferenzen zwischen den Hilfsmaschinen und den strukturellen Elementen des Motorsystems, wenn nicht die Gesamtlängen oder die Längsdimensionierung der Hilfsmaschinen in entsprechender Art und Weise limitiert werden. Wenn dies anders wäre, könnten die Hilfsmaschinen nicht an dem Motor oder Modifizierung oder Änderung des Designs bzw. der Struktur des Motors montiert werden.
In diesem Zusammenhang ist es zu erwähnen, dass die Motorstartvorrichtung 53 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung an dem Motor montiert werden kann, ohne dass Bedarf für Modifikationen davon bestehen, da der Elektromotor 1 in einer flachen Struktur ausgeführt ist, wie vorstehend beschrieben. Insbesondere ist eine Ölpumpe für ein hydraulisches Servolenkungssystem an der Stelle montiert worden, wo bei den meisten herkömmlichen Motorsystemen die Motorstartvorrichtung 53 zu installieren ist. Aufgrund der Anpassung des motorgetriebenen Servolenkungssystems wird jedoch ein Raum zugänglich, welcher es ermöglicht, dass die Motorstartvorrichtung 53 an der Position montiert wird, welche in den Figuren gezeigt ist, wobei kein Bedarf für jegliche Modifikationen des Motors besteht.
Mit anderen Worten sind der Motor und die Motorstartvorrichtung 53 bei dem Motor, welcher mit der Motorstartvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist, in konstanter Art und Weise in dem gekoppelten Zustand platziert, so dass die Antriebskraft zu dem Motor übertragen werden kann, nachdem der Betrieb des Motors gestartet worden ist, und wobei die elektromagnetische Kupplung 21 zum Unterbrechen bzw. Übertragen der Antriebskraft an der Stelle stromabwärts des Drehelements des Elektromotors 1 angeordnet ist, welcher konstant mit dem Ziel zur Verhinderung gekoppelt ist, dass die Motorstartvorrichtung 53 von dem Motor angetrieben wird, nachdem der Motorbetrieb gestartet worden ist. Zum Zweck der Verbesserung der Montagefähigkeit der Motorstartvorrichtung des Motors wird der Elektromotor 1 in eine derartige flache Struktur ausgebildet bzw. implementiert, dass dieser in diametraler Richtung vergrößert ist, wobei die Gesamtlänge davon verringert wird.
Zusätzlich kann bei der Struktur der Motorstartvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Zeit verringert werden, welche zum Starten des Betriebs des Motors benötigt wird, wobei die Geräuscherzeugung vermindert wird. Somit kann die Motorstartvorrichtung realisiert werden, welche eine hohe Performance und Verlässlichkeit aufweist, wobei ein ökonomischer Kraftstoffverbrauch und auch eine Reduzierung der Emissionen der Abgase sichergestellt wird.
In letzten Jahren hat es eine Tendenz gegeben; dass die Hilfsmaschinen des Motors, wie beispielsweise die Wasserpumpe, der Luftkompressor, die Pumpe der Servolenkung oder ähnliches in einer motorangetriebenen Struktur implementiert werden, welche daran angepasst ist, elektrisch unter Verwendung von Elektromotoren angetrieben zu werden, so dass die Hilfsmaschine lediglich betrieben werden kann, wenn es im Hinblick auf die Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs des Motors und der Reduzierung der Emissionen des Abgases notwendig ist, wenn andererseits die Hilfsmaschinen durch den Motor konstant angetrieben werden und somit eine Last auf den Motor aufbringen, selbst in dem Zustand, wo der Betrieb von derartigen Hilfsmaschinen nicht notwendig ist, was selbstverständlich zu einem unnötigen bzw. nicht gewünschten Kraftstoffverbrauch und einer Erhöhung der Emissionen des Abgases führt, was zu einem Anstieg einer Ursache zur Umweltverschmutzung führt.
In diesem Zusammenhang ist es zu erwähnen, dass die Motorstartvorrichtung 53 gemäß der vorliegenden Erfindung im Hinblick auf die Gesamtlänge (Längsdimension) verkürzt ist, da der Elektromotor 9 in die flache Struktur, wie vorstehend beschrieben, implementiert ist und somit an dem Motor montiert werden kann, ohne dass Bedarf für jegliche Modifikationen davon an den Positionen besteht, welche die elektrisch angetriebenen Hilfsmaschinen betrifft, ohne die Interferenzen mit dem Abgassystem und dem Einlass-System des Motors betrifft. Somit kann die Struktur der Motorstartvorrichtung realisiert werden, welche in signifikanter Art und Weise hinsichtlich der Montage des Motors verbessert ist. Zusätzlich kann bei der Installation der Motorstartvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung an dem Motor sowohl die Kraftstoffeinsparung als auch die Reduzierung der Emissionen des Abgases hinsichtlich weiterer Vorteile realisiert werden. Da darüber hinaus der Schockabsorptionsmechanismus zum Schutz der mechanischen Elemente der Motorstartvorrichtung gegen das Einwirken von einem Drehmoment hinsichtlich eines Einschlags in der Motorstartvorrichtung aufgenommen ist, ohne die Gesamtlänge davon zu erhöhen, kann die Motorstartvorrichtung realisiert werden, wobei eine gesteigerte Performance und eine höhere Verlässlichkeit sichergestellt ist.
Aus dem Vorstehenden ist es ersichtlich, dass die Motorstartvorrichtung für die innere Verbrennungskraftmaschine gemäß der erläuterten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den Elektromotor 9, welcher aus dem Gehäuse 6, 7 gebildet ist, die Drehwelle 8, welche drehbar an dem Gehäuse gelagert ist, den Ankerkern 10, welcher starr an der Drehwelle 8 montiert ist, und die Ankerwicklung 11 aufweist, welche um den Ankerkern 10 gewickelt ist. Ferner weist die Vorrichtung die Rolle 22, welche konstant mit der inneren Verbrennungskraftmaschine mittels einer Übertragungseinrichtung 70 verbunden bzw. gekoppelt ist, und eine elektromagnetische Kopplung 21 auf, um das Drehmoment der Drehwelle 8 zu bzw. von der Rolle 22 zu übertragen bzw. zu unterbrechen, wobei der Ankerkern 10 in einer derartigen flachen Struktur implementiert ist, bei welcher der äußere Durchmesser des Ankerkerns 10 größer ist als die Länge der axialen Richtung davon.
Aufgrund der Struktur der Motorstartvorrichtung, welche vorstehend beschrieben ist, können Eingriffsgeräusche und Ankurbelgeräusche in geeigneter Art und Weise vermieden werden, welche aufgrund des Eingriffs des Kitzels mit dem Motortellerrad und in dem Ankurbelzustand nach jedem Starten des Betriebs der inneren Verbrennungskraftmaschine, wie vorstehend beschrieben, in Verbindung mit der herkömmlichen Vorrichtung erzeugt werden, so dass sich daraus ein Vorteil entwickelt. Ferner kann ein Fehlverhalten hinsichtlich des Eingriffs zwischen dem Kitzel und dem Tellerrad vermieden werden, was zu einem weiteren Vorteil führt. Darüber hinaus kann der Kraftstoffverbrauch und die Reduzierung der Emissionen der Abgase des Motors verbessert werden, was zu einem weiteren Vorteil führt. Zusätzlich wird der Elektromotor 1 in die flache Struktur implementiert, welche in diametraler Richtung vergröbert ist, und wobei die Gesamtlänge davon verringert bzw. verkürzt ist. Somit kann die Motorstartvorrichtung in einfacher Art und Weise an dem Motor an einer Position montiert werden, welche an den motorangetriebenen Hilfsvorrichtungen lokalisiert ist, ohne dass es zu Interferenzen mit dem Abgassystem und dem Einlasssystem des Motors kommt. Somit kann die Motorstartvorrichtung an dem Motor ohne Bedarf jeglicher Modifikationen des Motors montiert werden, was zu einer exzellenten Montagefähigkeit führt, was wiederum einen weiteren Vorteil zur Folge hat.
Bei der vorstehend beschriebenen Motorstartvorrichtung ist der Untersetzungsgetriebemechanismus 30 innerhalb des inneren Umfangs des Wicklungsendes 11a der Ankerwicklung angeordnet, so dass der Untersetzungsgetriebemechanismus das Wicklungsende 11a in diametraler Richtung überlappt.
Diese Anordnung trägt ferner zur Verminderung der gesamten Länge des Motorstartvorrichtung bei, wobei die Montagefähigkeit davon an dem Motor weiterhin gesteigert werden kann.
Bei der vorstehend beschriebenen Motorstartvorrichtung ist der Reduktionsgetriebemechanismus als Planetengetriebereduktionsmechanismus 2 ausgebildet, wobei das Hohlrad 31 des Planetengetriebereduktionsmechanismus bzw. Planetengetriebeuntersetzungsmechanismus an dem Fronthalter 6 mittels des Klemmelements 33 unter einer vorbestimmten Klemmkraft geklemmt ist.
Wenn das Zusammenpressdrehmoment (Zusammenpresskraft) auf die Motorstartvorrichtung wirken soll, wird das Hohlrad 31 bei dieser Anordnung dazu gezwungen, dass sich dieses dreht, um die Zusammenpresskraft bzw. Anschlagkraft dabei zu mildern bzw. zu dämpfen.
Ferner ist bei dieser Motorstartvorrichtung, welche vorstehend beschrieben ist, die Einwegkupplung 24 innerhalb der inneren Peripherie des bewegbaren Kerns 23 derart angeordnet, dass diese den bewegbaren Kern 23 in diametraler Richtung gesehen überlappt.
Diese Anordnung trägt ferner zur Reduzierung der Gesamtlänge der Vorrichtung bei, welche dementsprechend die Montagefähigkeit davon erhöht.
Darüber hinaus ist bei der vorstehend beschriebenen Motorstartvorrichtung der bewegbare Kern 23 und das äußere Kupplungselement 24a der Einwegkupplung 24 an inneren und äußeren Umfangsabschnitten des scheibenförmigen Federelements 26 gekoppelt.
Aufgrund dieser Anordnung kann der bewegbare Kern 23 derart angeordnet sein, dass dieser lediglich in axialer Richtung der Drehwelle 8 bewegbar ist, so dass als Folge davon die Gesamtlänge der Vorrichtung weiterhin reduziert werden kann, wobei die Montagefähigkeit davon ferner durch die einfache Struktur verbessert werden kann, ohne dass in axialer Richtung ein Bauraum erforderlich ist.
Effekte der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt eine Motorstartvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine bereit, dessen Vorrichtung den Elektromotor, welcher das Gehäuse umfasst, die Drehwelle, welche in dem Gehäuse drehbar gelagert ist, den Ankerkern, der starr an der Drehwelle montiert ist, und die Ankerwicklung aufweist, welche um den Ankerkern gewickelt bzw. gewunden ist, wobei die Rolle konstant mit der inneren Verbrennungskraftmaschine mittels einer Übertragungseinrichtung gekoppelt ist, und wobei die elektromagnetische Kupplung zur Übertragung bzw. zum Unterbrechen des Drehmoments der Drehwelle zu bzw. von der Rolle gekoppelt ist, wobei der Ankerkern in einer derartigen flachen Struktur implementiert bzw. ausgeführt ist, in welcher der äußere Durchmesser des Ankerkerns größer als die axiale Richtung davon ist. Aufgrund der Struktur der vorstehend beschriebenen Startvorrichtung kann das Eingriffsgeräusch und das Kurbelgeräusch in befriedigender Art und Weise vermindert werden, welche aufgrund des Eingriffs des Kitzels mit dem Motortellerrad erzeugt wird, und ferner können in dem Kurbelzustand nach jedem Startbetrieb der inneren Verbrennungskraftmaschine diese Geräusche entsprechend vermieden werden. Ferner kann ein Fehlverhalten bzw. ein Fehler des Kämmens zwischen dem Kitzel und dem Tellerrad vermieden werden, was zu einem weiteren Vorteil führt. Des weiteren kann der Kraftstoffverbrauch und die Reduktion der Emission der Motorabgase verbessert werden. Da der Elektromotor in die flache Struktur eingebunden ist, wobei die Gesamtlänge davon verringert wird, kann zusätzlich die Motorstartvorrichtung an dem Motor an einer Position montiert werden, welche der motorangetriebenen Hilfsvorrichtung zugewiesen ist, ohne das Abgassystem und das Einführungssystem des Motors zu stören. Somit kann die Motorstartvorrichtung an dem Motor ohne Bedarf für jegliche Modifikationen des Motors montiert werden, und genießt dadurch eine exzellente Montagefähigkeit.
Bei der vorstehend beschriebenen Motorstartvorrichtung kann der Untersetzungsgetriebemechanismus innerhalb der inneren Peripherie des Wicklungsendes der Ankerwicklung derart angeordnet werden, dass sich der Untersetzungsgetriebemechanismus mit dem Wicklungsende in diametraler Richtung überlappt. Aufgrund dieser Anordnung kann die Gesamtlänge der Motorstartvorrichtung darüber hinaus vermindert werden, wobei die Montagefähigkeit davon an dem Motor weiterhin gesteigert werden kann.
Bei der vorstehend beschriebenen Motorstartvorrichtung kann der Untersetzungsgetriebemechanismus als Planetenuntersetzungsgetriebemechanismus implementiert sein. In diesem Fall kann das Hohlrad des Planetenuntersetzungsgetriebemechanismus an dem Gehäuse mittels eines Klemmelements unter einer vorbestimmten Klemmkraft geklemmt sein. Wenn das Zusammenpressdrehmoment (die Zusammenpresskraft) größer als die Klemmkraft ist und auf die Motorstartvorrichtung wirkt, wird bei dieser Anordnung das Hohlrad dazu gezwungen, sich zu drehen, um dadurch die Zusammenpresskraft zu dämpfen bzw. zu übermitteln.
Ferner kann bei der vorstehend beschriebenen Motorstartvorrichtung die Einwegkupplung innerhalb der inneren Peripherie des bewegbaren Kerns der elektromagnetischen Kupplung angeordnet sein, so dass diese den bewegbaren Kern überlappt, wenn man dies aus diametraler Richtung sieht. Aufgrund dieser Anordnung kann die Gesamtlänge der Vorrichtung ferner vermindert werden, wobei die Montagefähigkeit davon weiterhin erhöht werden kann.
Darüber hinaus kann bei der vorstehend beschriebenen Motorstartvorrichtung der bewegbare Kern und das äußere Kupplungselement der Einwegkupplung mittels des scheibenförmigen Federelements aneinander gekoppelt werden. Aufgrund dieser Anordnung kann der bewegbare Kern derart angeordnet sein, dass dieser lediglich in axialer Richtung der Drehwelle bewegbar ist, wobei als Folge davon die Gesamtlänge der Vorrichtung weiterhin reduziert werden kann, wobei die Montagefähigkeit davon darüber hinaus durch eine einfache Struktur verbessert werden kann, ohne dass ein zusätzlicher Raum in axialer Richtung erforderlich ist.
Es sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung im Rahmen des vorstehend beschriebenen möglich. Es ist daher ersichtlich, dass innerhalb des Rahmens der beigefügten Ansprüche die Erfindung praktiziert werden kann, wobei die Erfindung auch in anderer Art und Weise als der speziell beschriebenen realisiert werden kann.

Claims

Motorstartvorrichtung für eine innere Verbrennungskraftmaschine, welche aufweist: einen Elektromotor (9), welcher ein Gehäuse (6; 7) aufweist, eine Drehwelle (8), welche in dem Gehäuse (6; 7) drehbar gelagert ist, einen Ankerkern (10), welcher an der Drehwelle (8) starr montiert ist, und eine Ankerwicklung (11), welche um den Ankerkern (10) gewickelt ist; eine Rolle (22), die in konstanter Art und Weise mittels Übertragungseinrichtungen (70) an der inneren Verbrennungskraftmaschine gekoppelt ist; und eine elektromagnetische Kupplung (21) zur Übertragung und zum Unterbrechen des Drehmoments der Drehwelle (8) zu und von der Rolle (22), wobei der Ankerkern (10) derart in einer flachen Struktur ausgeführt ist, dass der äußere Durchmesser des Ankerkerns (10) größer als die axiale Länge davon ist.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner einen Untersetzungsgetriebemechanismus aufweist, der innerhalb des inneren Umfangs eines Wicklungsendes (11a) der Ankerwicklung (11) angeordnet ist, so dass der Untersetzungsgetriebemechanismus das Wicklungsende (11a) diametral überlappt.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Untersetzungsgetriebemechanismus als Planetenuntersetzungsgetriebemechanismus (2) ausgeführt ist, und wobei der Planetenuntersetzungsgetriebemechanismus (2) ein Hohlrad (31) aufweist, welches an das Gehäuse (6; 7) mittels eines Klemmelements (33) unter einer vorbestimmten Klemmkraft geklemmt ist.
Motorstartvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, welche ferner eine Einwegkupplung (24) aufweist, die innerhalb eines inneren Umfangs eines bewegbaren Kerns (23) der elektromagnetischen Kupplung (21) angeordnet ist, so dass die Einwegkupplung (24) den bewegbaren Kern (23) diametral überlappt.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 4, wobei der bewegbare Kern (23) und ein äußeres Kupplungselement (24a) der Einwegkupplung (24) mittels eines Federelements (25) oder eines elastischen Elements (25) aneinander gekoppelt sind.