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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Untersetzungsvorrichtung
bzw. eine Drehzahlverringerungsvorrichtung mit einer Freilaufkupplung, und
insbesondere auf eine Rotationsmaschine eines Fahrzeugs, die einen
Startermotor oder einen Startergenerator hat.
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Ein
herkömmlicher
Startermotor für
ein Fahrzeug hat eine Freilaufkupplung, die sich zwischen der Ritzelwelle
und der Antriebswelle des Motors befindet, um ein Überholen
des Startermotors zu verhindern, wenn ein Motor startet und der
Startermotor durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird. Eine
Untersetzungsvorrichtung wird im Startermotor bisweilen verwendet,
um die Größe des Startermotors
zu verringern und auch das Motorstartdrehmoment zu erhöhen. Zu
diesem Zweck wurde eine Untersetzungsvorrichtung mit Exzentersteuerung,
die eine Antriebswelle mit einem Exzenterring, und ein Innenzahnrad,
das mit dem Exzenterrad in Eingriff steht, aufweist und ein großes Untersetzungsverhältnis ins
Langsame vorsieht, vorgeschlagen.
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Beim
vorstehend genannten Startermotor ist jedoch eine komplizierte Struktur
notwendig, damit eine Welle, Lager, der Startermotor, die Freilaufkupplung
und die Untersetzungsvorrichtung kombiniert werden, wodurch sich
eine voluminöse
Rotationsmaschine ergibt.
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Die
vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine einfache Untersetzungsvorrichtung
vorzusehen, die eine Rotationsmaschine kompakt gestaltet.
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In
Dokument
US 5433672
A wird ein Getriebemotor mit einem Zyklogetriebe zur Drehzahlreduktion
beschrieben. Die Dokumente
US
5471890 A und
US
5528945 A zeigen Ausgestaltungen einer Freilaufkupplung
bei einem Startergetriebe. In Dokument
FR 509554 A wird Zentrifugalkraft zur Steuerung
eines Freilaufs genutzt.
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Ferner
soll eine einfache Untersetzungsvorrichtung einstückig mit
einer Freilaufkupplung vorgesehen werden, die ein großes Untersetzungsverhältnis ins
Langsame hat.
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Entsprechend
der vorliegenden Erfindung weist eine Untersetzungsvorrichtung eine
Freilaufkupplung, eine Antriebswelle mit einem Exzenterring und
eine Innenradplatte auf, die so angeordnet ist, daß diese
gegenüber
dem Exzenterring drehbar ist. Um die Radplatte herum befindet sich
eine Vielzahl von Zähnen;
diese hat ein Eingriffsloch. Die Vorrichtung hat ferner einen Befestigungsstift,
der am Gehäuse
in Eingriff mit dem Eingriffsloch der Innenradplatte befestigt ist,
um die Drehung der Innenradplatte zu begrenzen, wodurch das Umlaufen
der Radplatte gestattet wird, einen Außenring, der sich um die Innenradplatte
herum befindet und mit einer getriebenen Welle verbunden ist, und
ein Drehmomentübertragungselement,
das mit einem der Zähne
der Innenradplatte in Eingriff steht, um das Drehmoment von der
Innenradplatte zum Außenring
zu übertragen.
Das Drehmomentübertragungselement
ist so angeordnet, daß dieses
die Zähne
der Innenradplatte durch Zentrifugalkraft außer Eingriff bringt, wenn sich der
Außenring
mit einer höheren
Drehzahl als einem Schwellwert dreht.
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Das
Drehmomentübertragungselement
ist vorzugsweise so angeordnet, daß sich dieses vollständig von
der Innenradplatte durch Zentrifugalkraft trennt, wenn der Außenring
mit einem höheren
Wert als einem Schwellwert rotiert.
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Das
Drehmomentübertragungselement weist
vorzugsweise einen äußeren Stift
auf, der mit zumindest einem der Zähne der Innenradplatte im Ansprechen
auf einen Umlaufvorgang der Innenradplatte in Eingriff steht; der
Außenring
hat einen Drehmomentübertragungsabschnitt,
der den äußeren Stift hält, damit
dieser mit einem der Zähne
der Innenradplatte in Eingriff steht, und einen Drehmomentunter brechabschnitt,
der den äußeren Stift
hält, damit
dieser von den Zähnen
getrennt ist.
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Die
Untersetzungsvorrichtung kann zusätzlich eine Einrichtung haben,
die den äußeren Stift
zu einem der Zähne
der Innenradplatte vorspannt. Jede der Zähne hat vorzugsweise einen
Außenumfang
mit Epitrochoid-Parallelkrümmung.
Der Drehmomentübertragungsabschnitt
des Außenrings
hat vorzugsweise einen größeren Radius
als der Außenradius des äußeren Stiftes;
der Drehmomentunterbrechabschnitt des Außenrings hat vorzugsweise einen
größeren Radius
als der Außenradius
des äußeren Stiftes.
Die Einrichtung zum Vorspannen kann eine ringförmige Schraubenzugfeder oder
eine Schraubenfeder sein. Der äußere Stift
kann ein Weichmagnetelement aufweisen; die Einrichtung zum Vorspannen kann
eine Magnetfelderzeugungseinrichtung aufweisen.
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Die
Untersetzungsvorrichtung kann eine Freilaufkupplung, ein Gehäuse, eine
Antriebswelle mit einem Exzenterring, der sich exzentrisch um dieses
herum befindet, eine getriebene Welle und eine Innenradplatte aufweisen,
die so angeordnet ist, daß diese
bezüglich
dem Exzenterring drehbar ist. Um die Radplatte herum ist eine Vielzahl
von Zähnen
vorgesehen; die Radplatte hat eine Vielzahl von Eingriffslöchern. Die
Untersetzungsvorrichtung hat ferner eine Vielzahl von Befestigungsstiften,
von denen jeder am Gehäuse
in Eingriff mit einem der Eingriffslöcher der Innenradplatte befestigt
ist, um die Drehung der Innenradplatte zu begrenzen, wodurch das
Schwenken der Innenradplatte gestattet wird, einen Außenring, der
sich um die Innenradplatte herum befindet und mit der getriebenen
Welle verbunden ist, und ein Drehmomentübertragungselement, um mit
den Zähnen
der Innenradplatte in Eingriff zu stehen und das Drehmoment von
der Innenradplatte zum Außenring zu übertragen.
Das Drehmomentübertragungselement
ist so angeordnet, daß dieses
die Zähne
der Innenradplatte durch Zentrifugalkraft außer Ein griff bringt, wenn sich
der Außenring
mit einer Drehzahl dreht, die höher
als ein Schwellwert ist.
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Die
Untersetzungsvorrichtung mit einer Freilaufkupplung kann aufweisens
ein Gehäuse,
eine Antriebswelle mit einem Paar von Exzenterringen, die sich exzentrisch
um diese herum axial befinden, eine getriebene Welle, die durch
das Gehäuse
drehbar gestützt
wird, und ein Paar von Innenradplatten, die so angeordnet sind,
daß diese
bezüglich
dem Exzenterring drehbar sind. Um jede der Innenradplatten ist eine
Vielzahl von Zähnen
vorgesehen; jede von diesen hat eine Vielzahl von Eingriffslöchern; jeder
der Zähne
von einem der Innenradplatten befindet sich zwischen benachbarten
Zähnen
der anderen Innenradplatte. Die Untersetzungsvorrichtung weist ferner eine
Vielzahl von Befestigungsstiften auf, die am Gehäuse mit den Eingriffslöchern der
Innenradplatten jeweils in Eingriff befestigt sind, um die Drehung
der Innenradplatten zu begrenzen und das Umlaufen der Radplatten
zu gestatten, einen Außenring,
der sich um die Innenradplatten herum befindet und mit der getriebenen
Welle verbunden ist, und ein Drehmomentübertragungselement, das sich
an der Innenfläche
des Außenringes
befindet, um mit den Zähnen der
Innenradplatten in Eingriff zu stehen, damit das Drehmoment von
den Innenradplatten zum Außenring übertragen
wird. Das Drehmomentübertragungselement
ist so angeordnet, daß dieses
die Zähne
der Innenradplatten durch Zentrifugalkraft außer Eingriff bringt, wenn sich
der Außenring
mit einer höheren Drehzahl
als einem Schwellwert dreht.
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Weitere
Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung sowie die
Funktion von jeweiligen Teilen der vorliegenden Erfindung werden
beim Durcharbeiten der folgenden detaillierten Beschreibung der
beiliegenden Ansprüche
und der Zeichnungen deutlich. In den Zeichnungen ist/sind:
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1 eine
schematische geschnittene Seitenansicht, die einen Startergenerator
für ein
Fahrzeug entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung darstellt;
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2 eine
vergrößerte Ansicht,
die einen Hauptabschnitt des in 1 gezeigten
Startergenerators darstellt;
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3 eine
geschnittene Vorderansicht eines in 2 gezeigten
Abschnitts bei Schnitt an der Linie III-III;
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4A, 4B und 4C schematische Ansichten,
die jeweils den Betrieb eines äußeren Stiftes
darstellen;
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5 eine
perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht, die einen in 2 gezeigten Hauptabschnitt
darstellt;
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6 eine
vergrößerte Ansicht,
die einen Hauptabschnitt eines Startergenerators entsprechend einem
zweiten Ausführungsbeispiel
darstellt;
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7 eine
geschnittene Vorderansicht, die einen in 6 gezeigten
Abschnitt an der Linie VII-VII geschnitten darstellt;
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8 eine
perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht, die einen in 6 gezeigten Hauptabschnitt
darstellt;
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9 eine
geschnittene Vorderansicht, die einen Hauptabschnitt eines Untersetzungsabschnitts entsprechend
einem dritten Ausführungsbeispiel
darstellt;
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10 eine
geschnittene Seitenansicht, die einen Starter für ein Fahrzeug entsprechend
einem vierten Ausführungsbeispiel
darstellt;
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11 eine
geschnittene Seitenansicht, die einen Starter für ein Fahrzeug entsprechend
einem fünften
Ausführungsbeispiel
darstellt;
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12A und 12B vergrößerte Schnittansichten,
die einen Betrieb eines Hauptabschnitts eines Untersetzungsabschnitts
entsprechend einem sechsten Ausführungsbeispiel
darstellen;
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13 eine
perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht, die einen Hauptabschnitt
eines Untersetzungsabschnitts entsprechend einem siebten Ausführungsbeispiel
darstellt;
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14 eine
perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht, die einen Hauptabschnitt
eines Untersetzungsabschnitts entsprechend einem achten Ausführungsbeispiel
darstellt;
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15 eine
perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht, die einen Hauptabschnitt
eines Untersetzungsabschnitts entsprechend einem neunten Ausführungsbeispiel
darstellt;
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16 eine
perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht, die einen Hauptabschnitt
eines Untersetzungsabschnitts entsprechend einem zehnten Ausführungsbeispiel
darstellt;
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17 eine
vergrößerte Ansicht,
die einen Hauptabschnitt eines Untersetzungsabschnitts entsprechend
dem zehnten Ausführungsbeispiel
darstellt; und
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18 eine
vergrößerte Ansicht,
die einen Hauptabschnitt eines Untersetzungsabschnitts entsprechend
dem elften und zwölften
Ausführungsbeispiel
darstellt.
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Eine
Untersetzungsvorrichtung, die bei einem Startergenerator angewendet
wird, entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben.
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Der
Startergenerator weist einen Generatorabschnitt 1, einen
Startermotorabschnitt 2, einen Untersetzungsabschnitt 4 mit
einem Exzentersteuerungsmechanismus (auf den sich im folgenden als Exzentersteuerungsabschnitt
bezogen wird) und ein Gehäuse 10 auf.
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Der
Generatorabschnitt 1 ist ein herkömmlicher Drehstromgenerator
bzw. Wechselstromgenerator für
ein Fahrzeug; das Gehäuse 1Q stützt einen Rotor 11 und
eine Generatorwelle 12 über
Lager 13 und 14. Der Rotor 11 hat einen
Pol kern 110 und eine Feldspule 111, die um den
mittleren Abschnitt des Polkerns 110 gewickelt ist. Der
Stator 15 befindet sich um den Rotor 11 herum
und weist einen Ankerkern 150, der am Innenumfang des Gehäuses 10 befestigt
ist, und eine Ankerwicklung 151 auf. Ein Spannungsregler 16 und
ein Drei-Phasen-Vollwellengleichrichter 17 befinden sich
im Gehäuse 10;
eine Schleifringeinheit 19 ist an der Generatorwelle 12 befestigt.
Die Bürsteneinheit 18 führt der
Feldspule 111 über
die Schleifringeinheit 19 den Feldstrom zu. Der vordere
Endabschnitt (der linke Endabschnitt in 1) der Generatorwelle 12 ist
mit der Kurbelwelle eines Motors (nicht gezeigt) verbunden.
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Der
Startermotorabschnitt 2 ist ein herkömmlicher Gleichstrom-Startermotor
und weist einen Magnetanker 21, der durch eine Starterwelle 22 getragen
wird, und ein Paar von Lagern 23 und 24, über die
der Magnetanker 21 durch das Gehäuse 10 gestützt wird,
auf. Die Starterwelle 22 befindet sich mit der Generatorwelle 12 in
Hintereinanderanordnung und in Ausrichtung mit dieser. Der Magnetanker 21 weist
einen Ankerkern 210, der durch die Starterwelle 22 getragen
wird, eine Ankerwicklung 211, die herumgewickelt ist, und
einen ringförmigen
Kommutator 222, der durch ein Harzelement getragen wird,
das an der Starterwelle 22 befestigt ist, auf. Ein Stator 25 weist
einen Polkern 250, der am Innenumfang des Gehäuses 10 befestigt
ist, und eine Feldspule 251, die um den Polkern 250 gewickelt
ist, auf. Eine Bürsteneinheit 223 ist
am Gehäuse 10 befestigt;
der Ankerwicklung 211 wird über die Bürsteneinheit 223 und den
Kommutator 222 Strom zugeführt.
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Der
Exzentersteuerungsabschnitt 4 wird unter Bezugnahme auf
die 2 und 3 beschrieben.
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Ein
Exzenterring 40 ist am vorderen Endabschnitt der Starterwelle 22 durch
eine Feder 41a befestigt, so daß die Achse von diesem zur
Achse der Welle 22 exzentrisch ver läuft; eine Innenradplatte 42 ist
auf ein Lager 41 gepaßt,
das auf den Außenumfang
des Exzenterrings 40 koaxial mit diesem aufgepaßt ist,
so daß sich
die Innenradplatte 42 um den Exzenterring 40 drehen
kann. Am Außenumfang
der Innenradplatte 42 sind Zahnradzähne 43 ausgebildet;
ein Außenring 44 befindet
sich koaxial mit der Innenradplatte 42, um diese bei einem
bestimmten Abstand zu umgeben. Der Außenring 44 ist mit
dem hinteren Endabschnitt (rechten Endabschnitt in 2) der
Generatorwelle 12 einstückig
ausgebildet. Der Außenring 44 hat
eine Vielzahl von Hohlräumen 45, die
am Innenumfang von diesem mit gleichen Abständen vorgesehen sind, um eine
Vielzahl von zylindrischen äußeren Stiften 46 einen
nach dem anderen unterzubringen, so daß sich diese in den Hohlräumen bewegen
und drehen. Zu diesem Zweck sind die Hohlräume 45 am Innenumfang
des Außenrings 44 koaxial
mit der Starterwelle 22 ausgebildet. Die Anzahl (z.B. 26)
der Hohlräume 45 oder
der äußeren Stifte 46 ist
um eins niedriger als die Anzahl (z.B. 25) der Zähne 43 der Innenradplatte 42 in 3.
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Das
Profil der Zähne 43 der
Innenradplatte 42 ist als Epitrochoid-Parallelkurve gestaltet,
die eine Kurve parallel zu einer Epitrochoidkurve ist und eine Innenumhüllende eines
Kreises der Zähne
bildet, wobei der Mittelpunkt davon auf der Epitrochoidkurve liegt.
Das Profil der Zähne 43 kann
als Evolventenkurve ausgeformt sein. Die Innenradplatte 42 hat acht
Durchgangslöcher 47,
die in gleichen Intervallen (in 45°-Intervallen) auf einem Umfang
angeordnet sind, der mit der Innenradplatte 42 koaxial
verläuft,
so daß jede
der Durchgangsbohrungen 47 einen Endabschnitt von einem
der Befestigungsstifte 48, der mit einer der Buchsen 49 bedeckt
ist, die sich aus dem Gehäuse 10 heraus
erstrecken, beweglich aufnimmt. Der andere Endabschnitt von jedem
der Befestigungsstifte 48 ist in das Gehäuse 10 preßgepaßt, so daß die Stifte 48 auf
einem Umfang angeordnet sind, der mit der Achse der Starterwelle 22 koaxial verläuft, damit
die exzentrische Bewegung der Innenradplatte 42 gestattet wird.
Ein Außenumfang
von jeder der Buchsen 49 befindet sich mit dem entsprechenden
der Durchgangslöcher 47 in
Berührung.
Der Außenring 44 hat
eine ringförmige
Nut 44a, die im Innenumfang von diesem ausgebildet ist,
damit eine ringförmige
Schraubenzugfeder 50 in dieser ausgebildet wird, wie es
in 5 gezeigt ist, wobei diese alle äußeren Stifte 46 radial
nach innen vorspannt.
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Die
Hohlräume 45 haben
einen Drehmomentübertragungsabschnitt 45a,
einen Drehmomentunterbrechabschnitt 45b und einen Begrenzungsabschnitt 45c,
wie es in den 4A, 4B und 4C gezeigt
ist. Jeder der Drehmomentübertragungsabschnitte 45a und
Drehmomentunterbrechabschnitte 45b hat eine zylindrische
Fläche
mit dem gleichen Innendurchmesser im Vergleich zum Außendurchmesser
des äußeren Stiftes 46,
damit dieser mit dem äußeren Stift 46 in
engem Oberflächenkontakt
steht, wie es in den 4A und 4C gezeigt
ist. Der Drehmomentunterbrechabschnitt 45b ist so angeordnet,
daß dieser
zum Drehmomentübertragungsabschnitt 45a an
der hinteren Seite in Drehrichtung (z.B. in 4A links)
benachbart und radial außerhalb
des Außenringes 44 angeordnet
ist. Der Begrenzungsabschnitt 45c ist zwischen dem Drehmomentübertragungsabschnitt 45a und
dem Drehmomentunterbrechabschnitt 45b ausgebildet. Der Begrenzungsabschnitt 45c hat
eine geeignete Höhe und
eine kontinuierliche Krümmung,
damit eine gleichmäßige Bewegung
des äußeren Stiftes 46 zwischen
den zwei Abschnitten 45a und 45b gestattet wird.
Zu diesem Zweck sind die Hohlräume 45 mit Fett
gefüllt
und ist eine Abdeckung 51 vorgesehen, die den Außenumfang
des Außenringes 44 bedeckt, wie
es in 2 gezeigt ist.
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Die
Zylinderflächen
des Drehmomentübertragungsabschnitts 45a und
des Drehmomentunterbrechabschnitts 45b können in
Abhängigkeit
von den Umständen
größer oder
kleiner als der Durchmesser des äußeren Stiftes 46 ausgebildet
werden. Zum Beispiel sehen die größeren Unterbrechab schnitte 45b eine
gleichmäßigere Bewegung
der äußeren Stifte 46 zu
den Übertragungsabschnitten 45a vor.
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Der
Exzentersteuerungsabschnitt 4 wird wie folgt zusammengebaut.
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Das
Lager 23 und ein zylindrischer Abstandhalter 53 werden
auf die Starterwelle 22 aufgepaßt; der Exzenterring 40,
das Lager 41 und die Innenradplatte 42 werden
aufeinanderfolgend aufgepaßt.
Die Befestigungsstifte 48 mit den Buchsen 49 auf
diesen werden im Anschluß auf
das Gehäuse 10 preßgepaßt. Anschließend wird
eine Führungsscheibe 54 auf
den vorderen Endabschnitt (in 2 links)
der Starterwelle 22 gepaßt und durch eine Schraube 55 an
dieser befestigt, so daß der.
Abstandhalter 53 und die Führungsscheibe 54 die
Axialbewegung des Exzenterrings 40 begrenzen. Die Innenradplatte 42 befindet
sich zwischen der Führungsplatte 54 und
dem Gehäuse 10 mit
kleinen Zwischenräumen.
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Wenn
der Startermotorabschnitt 2 erregt wird und die Starterwelle 22 mit
der Drehung beginnt, wird der Exzenterring 40 gedreht,
um die Innenradplatte 42 im Zusammenwirken mit den Befestigungsstiften 48 umlaufen
zu lassen bzw. zu schwenken, was die Drehung des Innenrades 42 begrenzt.
Wenn die Starterwelle 22 eine Drehung in 2 im
Uhrzeigersinn vollzieht, läuft
die Innenradplatte 42 einmal exzentrisch um, so daß die äußeren Stifte 46 durch
die Zähne
der Innenradplatte 42 im Uhrzeigersinn angetrieben werden.
Dementsprechend dreht sich der Außenring 44 um ein
Intervall zwischen den benachbarten Hohlräumen 45 im Uhrzeigersinn.
In diesem Ausführungsbeispiel
sieht eine Kombination der fünfundzwanzig
(25) Zähne
der Innenradplatte 42 und der sechsundzwanzig (26) äußeren Stifte
das Untersetzungsverhältnis
ins Langsamere von 1/26 vor.
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Wenn
ein Motor startet und die Motordrehzahl größer wird, wird der Außenring 44 im
Uhrzeigersinn gedreht. Wenn die Drehzahl des Außenringes höher als die Umlaufdrehzahl
der Zähne 43 des Innenrades 42 wird,
wird der äußere Stift 46 mit
einer Kante 45d des Drehmomentunterbrechabschnitts 45b in
Berührung
gebracht, wie es in 4B gezeigt ist. Dann gelangt
der äußere Stift 46 auf
einen der Zähne 43,
hebt die ringförmige
Schraubenzugfeder 50 an und gelangt tiefer in den Unterbrechabschnitt 45b,
wodurch dieser mit den Zähnen 43 außer Eingriff
gelangt. Als Ergebnis läuft
der Außenring 44 um die
Innenradplatte 42 im Leerlauf; das Drehmoment von der Starterwelle 22 wird
nicht zur Generatorwelle 12 übertragen.
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Wenn
sich die Motordrehzahl weiter erhöht und größer als eine eingestellte Drehzahl
wird, wird die Zentrifugalkraft, die auf die äußeren Stifte 46 aufgebracht
wird, größer als
die Vorspannkraft der ringförmigen
Schraubenzugfeder 50; die äußeren Stifte 46 überwinden
die ringförmige
Schraubenzugfeder 50 und verbleiben immer in den Drehmomentunterbrechabschnitten 45b,
wie es in 4C gezeigt ist, wodurch der
Außenring 44 von
der Innenradplatte 42 getrennt wird. Die eingestellte Drehzahl
ist höher
als die Motorstartdrehzahl und niedriger als die Motorleerlaufdrehzahl.
Somit werden, wenn der Motor startet, die äußeren Stifte 46 von
der Innenradplatte 42 vollständig getrennt, so daß nur der
Generatorabschnitt 1 als normaler Generator arbeitet.
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Ein
Startergenerator entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 6 bis 8 beschrieben.
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Der
Exzentersteuerungsabschnitt 4 des ersten Ausführungsbeispiels
wird nur durch einen Exzentersteuerungsabschnitt 4a in
diesem Ausführungsbeispiel
ersetzt.
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Der
Exzentersteuerungsabschnitt 4a weist ein Paar von ersten
und zweiten Innenradplatten 42a und 42b auf, von
denen jede so angeordnet ist, daß diese unabhängig voneinander
umlaufen. Die erste Innenradplatte 42a ist über einen
ersten Exzenterring 40a und ein Lager 41a auf
die Starterwelle 22 gepaßt; die zweite Innenradplatte 42b ist über einen zweiten
Exzenterring 40b und ein Lager 41b auf die Starterwelle 22 gepaßt. Die
erste und die zweite Innenradplatte 42a und 42b haben
jeweilige Durchgangslöcher 47a und 47b,
die ähnlich
denen des ersten Ausführungsbeispiels
sind und vereint die Befestigungsstifte 48 aufnehmen, so
daß die
Drehung der Radplatten 42a und 42b durch die Befestigungsstifte 48 begrenzt
ist. Die erste und die zweite Innenradplatte 42a und 42b haben
Zähne 43a bzw. 43b,
die mit den äußeren Stiften 46 jeweils
in Eingriff stehen. Die Exzenterringe 40a und 40b sind
so angeordnet, daß diese
in entgegengesetzte Richtungen (in 180°-Winkeln) exzentrisch sind.
Als Ergebnis wird jeder der äußeren Stifte 46 durch
einen beliebigen der Zähne 43a und 43b gegen
den äußeren Ring 44 gedrückt, so
daß die
Wirkung der äußeren Stifte 46 gleichmäßiger als
die im ersten Ausführungsbeispiel wird,
wodurch die Drehmomentschwankung, Vibration und Geräusche verringert
werden. Da die Winkelposition des Mittelpunktes des Drehmomentes,
das von der ersten Innenradplatte 42a zum Außenring 44 übertragen
wird, und die Winkelposition des Mittelpunktes des Drehmomentes,
das von der zweiten Innenradplatte 42b zum Außenring 44 übertragen
wird, so angeordnet sind, daß diese
bezüglich
der Achse der Starterachse 22 entgegengesetzt zueinander
liegen, wird der Außenring 44 gleichmäßig ohne
Unwucht betrieben.
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Ein
Startergenerator entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
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Nur
der Exzentersteuerungsabschnitt 4a des zweiten Ausführungsbeispiels
wird durch einen Exzentersteuerungsabschnitt 4c in diesem
Ausführungsbeispiel
ersetzt.
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Der
Exzentersteuerungsabschnitt 4c dieses Ausführungsbeispiels
hat halb so viele äußere Stifte 46 und
Hohlräume 45 wie
der Exzentersteuerungsabschnitt des zweiten Ausführungsbeispiels, wodurch der
Steuerabschnitt einfacher gestaltet ist.
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Ein
Starter entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme
auf 10 beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Generatorabschnitt 1 des
ersten Ausführungsbeispiels
weggelassen. Die Welle 12 ist mit der Motorkurbelwelle über eine
Drehmomentübertragungseinrichtung
(z.B. Riemenscheiben und einen Riemen) verbunden.
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Ein
Starter mit einem Exzentersteuerungsabschnitt entsprechend einem
fünften
Ausführungsbeispiel
wird unter Bezugnahme auf 11 beschrieben.
In diesem Ausführungsbeispiel
ist der Generatorabschnitt 1 des zweiten Ausführungsbeispiels weggelassen;
die Welle 12 ist mit der Motorkurbelwelle über eine
Drehmomentübertragungseinrichtung
(z.B. Riemenscheiben und einen Riemen) verbunden.
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Ein
Untersetzungsabschnitt 4 entsprechend einem sechsten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 12A und 12B beschrieben.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
ist die ringförmige
Schraubenzugfeder 50 des ersten Ausführungsbeispiels durch Schraubenfedern,
die sich in jedem der Hohlräume 45 befinden,
ersetzt. Zu diesem Zweck ist in jedem der Drehmomentunterbrechabschnitte 45b ein
Zylinderloch ausgebildet, damit ein Teil der Feder 5 gehalten
wird. Die Schraubenfedern 5 spannen die äußeren Stifte 46 gegen
die Drehmomentübertragungsabschnitte 45b vor,
wie es in 12A gezeigt ist.
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Ein
Untersetzungsabschnitt entsprechend einem siebten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 13 beschrieben.
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Ein
Plattenelement aus Dauermagnetmaterial wird für die Innenradplatte 42 in
diesem Ausführungsbeispiel
verwendet. Die Außenfläche der
Zähne 43 werden
in Axialrichtung magnetisiert, um N-Pole 7 und S-Pole 8 an
diesen auszubilden. Die äußeren Stifte 46 sind
aus einem Weichmagnetelement ausgebildet. Dementsprechend werden
die äußeren Stifte 46 durch
die Zähne 43 angezogen
und in Abschnitte zwischen den Zähnen 43 eingepaßt und stehen normalerweise
mit den Drehmomentübertragungsabschnitten 45a in
Eingriff. Wenn der Motor startet und den Außenring dreht, werden die äußeren Stifte 46 in der
gleichen Weise wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen betätigt. D.h.,
daß die
Zentrifugalkraft, die an die äußeren Stifte 46 angelegt
ist, die Magnetkraft der Zahnflächen überwindet
und ein Eintritt in die Drehmomentunterbrechabschnitte 45b stattfindet,
wenn die Motordrehzahl höher
als eine eingestellte Drehzahl wird. Der Außenring 44 kann entweder
magnetisch oder nicht magnetisch sein.
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Diese
Struktur beseitigt die mechanische Reibung der ringförmigen Schraubenzugfeder
oder der Schraubenfedern.
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Ein
Untersetzungsabschnitt entsprechend einem achten Ausführungsbeispiel
wird unter Bezugnahme auf 14 beschrieben.
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Der
Untersetzungsabschnitt entsprechend dem achten Ausführungsbeispiel
hat äußere Stifte 46,
die aus Dauermagnetmaterial gefertigt sind. Die äußeren Stifte 46 sind
in Axialrichtung magnetisiert. Die Innenradplatte 42 ist
aus einem Weichmagnetmaterial gefertigt; der Außenring 44 ist aus
nicht magnetischem Material gefertigt. Die Wirkung der äußeren Stifte
ist nahezu die gleiche wie beim siebten Ausführungsbeispiel.
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Ein
Untersetzungsabschnitt entsprechend einem neunten Ausführungsbeispiel
wird unter Bezugnahme auf 15 beschrieben.
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Die
Innenradplatte 42 und die äußeren Stifte 46 sind
aus Dauermagnetmaterial gefertigt; die Zähne 43 sind in eine
Richtung magnetisiert, die zu der der äußeren Stifte 46 entgegengesetzt
ist, so daß jeder
der Zähne 43 und
ein entsprechender der äußeren Stifte 46 stärker als
die entsprechenden Elemente im achten Ausführungsbeispiel angezogen werden.
Der Außenring 44 ist
aus nicht magnetischem Material gefertigt. Die Wirkung der äußeren Stifte
ist nahezu die gleiche wie beim achten Ausführungsbeispiel.
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Ein
Untersetzungsabschnitt entsprechend einem zehnten Ausführungsbeispiel
wird unter Bezugnahme auf die 16 und 17 beschrieben.
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Die äußeren Stifte 46,
die Innenradplatte 42 und der Außenring 44 sind aus
einem Dauermagnetmaterial gefertigt und sind magnetisiert, wie es
in den 16 und 17 gezeigt
ist. Der Drehmomentübertragungsabschnitt 45a ist
in die Richtung magnetisiert, die zur magnetisierten Richtung der äußeren Stifte 46 entgegengesetzt
ist; der Drehmomentunterbrechabschnitt 45b ist in die Richtung
magnetisiert, die die gleiche wie die Magnetisierungsrichtung der äußeren Stifte 46 ist.
Daher ziehen die Drehmomentübertragungsabschnitte 45a die äußeren Stifte 46 an und
stoßen
die Drehmomentunterbrechabschnitte 45b die äußeren Stifte 46 ab.
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Ein
Untersetzungsabschnitt entsprechend einem elften Ausführungsbeispiel
wird unter Bezugnahme auf 18 beschrieben.
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Die
Innenradplatte 42 und der Außenring 44 sind aus
Dauermagnetmaterial gefertigt; die äußeren Stifte sind aus Weichmagnetmaterial
gefertigt. Der Außenring 44 wird
in Axialrichtung magnetisiert, um an einem Ende S-Pole auszubilden;
die Innenradplatte 42 wird in Axialrichtung magnetisiert,
um an dem gleichen Endabschnitt wie der Außenring 44, N-Pole
auszubilden, wie es in 18 gezeigt ist.
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Daher überbrückt der äußere Stift 46 den S-Pol
des Drehmomentübertragungsabschnitts 45a des
Außenrings 44 und
den N-Pol der Zahnfläche
der Innenradplatte 42, so daß der äußere Stift 46 mit
dem Drehmomentübertragungsabschnitt 45a sicher
in Eingriff stehen kann.
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Ein
Untersetzungsabschnitt entsprechend einem zwölften Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme
auf 18 beschrieben.
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Die
Innenradplatte 42, der Außenring 44 und der äußere Stift 46 sind
aus weichem magnetischem Material gefertigt und werden durch ein äußeres magnetisches
Feld magnetisiert, wie z.B. einen Dauermagneten oder eine Magnetspule,
um den Außenumfang
der Innenradplatte zu polarisieren, so daß dieser zum S-Pol wird, und
den Innenumfang des Außenringes 44 zu
polarisieren, so daß dieser
zum N-Pol wird. Die Feldspule 111 und die Generatorwelle 12 können als
ein Teil des äußeren Magnetfeldes
verwendet werden.
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Somit
werden der S-Pol des Außenringes und
der N-Pol der Innenradplatte durch den äußeren Stift 46 überbrückt, der
mit dem Drehmomentübertragungsabschnitt 45a sicher
in Eingriff stehen kann.
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In
der vorstehenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung wurde die
Erfindung unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsbeispiele offenbart.
Es ist jedoch offensichtlich, daß zahlreiche Abwandlungen und Änderungen
bei den spezifischen Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne daß vom breiteren Geltungsbereich
und Schutzbereich der Erfindung, wie dieser in den beiliegenden
Ansprüchen definiert
ist, abgewichen wird. Dementsprechend ist die Beschreibung der vorliegenden
Erfindung in diesem Dokument als erläuternd anstelle von beschränkend aufzufassen.
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Eine
Untersetzungsvorrichtung mit einer Freilaufkupplung weist somit
eine Antriebswelle mit einem Exzenterring, der an dieser ausgebildet
ist, und eine Innenradplatte, die so angeordnet ist, daß diese
bezüglich
dem Exzenterring drehbar ist, auf. Um die Radplatte befindet sich
eine Vielzahl von Zähnen;
diese hat Eingriffslöcher.
Die Vorrichtung hat ferner Befestigungsstifte, die am Gehäuse in Eingriff
mit den Eingriffslöchern
der Innenradplatte befestigt sind, um die Drehung der Innenradplatte
zu begrenzen, wodurch das Umlaufen der Radplatte gestattet wird,
einen Außenring,
der sich um die Innenradplatte herum befindet und mit einer getriebenen
Welle verbunden ist, und ein Drehmomentübertragungselement, das mit
den Zähnen
der Innenradplatte in Eingriff gelangt, um das Drehmoment von der
Innenradplatte zum Außenring
zu übertragen.
Das Drehmomentübertragungselement
ist so angeordnet, daß es mit
dem Zähnen
der Innenradplatte durch Zentrifugalkraft außer Eingriff steht, wenn sich
der Außenring mit
einer Drehzahl dreht, die höher
als ein Schwellwert ist.