DE3422577A1

DE3422577A1 - Untersetzungsanlasser

Info

Publication number: DE3422577A1
Application number: DE19843422577
Authority: DE
Inventors: Kazunori Katoh; Yasuhiro Kariya Aichi Nagao
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1983-06-20
Filing date: 1984-06-18
Publication date: 1984-12-20
Also published as: GB2142094B; US4592243A; GB8413891D0; GB2142094A; DE3422577C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Untersetzungsanlasser für eine Brennkraftmaschine, und insbesondere einen Anlasser mit Untersetzungsgetriebe, der eine Motorwelle, eine Vorgelegewelle und eine Ritzelantriebswelle aufweist, wobei die Untersetzung der Drehung in dieser Reihenfolge und in zwei Stufen erfolgt und auf der Vorgelegewelle ein Freilaufgetriebe vorgesehen ist.

Es sind zwei Arten von Untersetzungsanlassern, nämlich ein Untersetzungsanlasser, bei dem ein Frei laufgetriebe auf einer Ritzelantriebswelle vorgesehen ist, und ein Anlasser bekannt, bei dem das Freilaufgetriebe auf der Motorwelle vorgesehen ist. Bei einem Anlasser hat das Übertragungsdrehmoment, das am Getriebe liegt, einen Wert, der dadurch erhalten wird, daß das Drehmoment des Anlassermotors mit einem Untersetzungsverhältnis multipliziert wird, wobei das Trägheitsmoment des Anlassermotors einen Einfluß auf das Getriebe durch die Selbstmultiplikation^! des Untersetzungsverhältnisses hat. Bei dem zuerst genannten herkömmlichen Anlasser ist daher ein Getriebe mit großer Kapzität erforderlich, da das am Getriebe liegende Drehmoment groß ist, was den Nachteil hat, daß eine Verringerung des Gewichtes nicht möglich ist. Weiterhin ist es nachteilig, daß der Außendurchmesser des Getriebes unvermeidlich größer wird, es sei denn, daß die Baugruppe auf Kosten der mechanischen Festigkeit des Untersetzungsgetriebes verkleinert wird, wenn das Untersetzungsverhältnis für einen herkömmlichen Anlasser vergrößert werden soll, bei dem der äußere Ring des Freilauf·

getriebes als Untersetzungszahnrad dient.

Bei dem zuletzt genannten herkömmlichen Anlasser, wie .er beispielsweise in der JP-OS 58-12471 beschrieben wird und bei dem das Freilaufgetriebe direkt an der Motorwelle vorgesehen ist, um das Übertragungsdrehmoment zu vermindern, das am Freilaufgetriebe liegt und den Einfluß des Freilaufgetriebes auf das Trägheitsmoment des Anlassermotors zu verringern, ist die Drehzahl des Anlassermotors so hoch,nämlich größer als 20 000 Upm, daß ein herkömmliches Freilaufgetriebe nicht verwandt werden kann.

Durch die Erfindung soll daher ein Untersetzungsanlasser geschaffen werden, bei dem das Freilaufgetriebe auf der Vorgelegewelle vorgesehen ist, deren Drehzahl auf einen mittleren Wert verringert wird,und die Untersetzung der Drehzahl in zwei Stufen erfolgt, so daß das am Frei laufgetriebe liegende Drehmoment verringert ist, um dem Getriebe eine geringere Größe geben zu können.

Gemäß der Erfindung kann die Drehzahl des Getriebes auf einen mittleren Wert gewählt werden und können die Baugruppen des Untersetzungsgetriebes den jeweiligen Untersetzungsverhältnissen entsprechend ausgelegt werden.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig.1 eine Schnittansicht des Hauptteils eines

ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Untersetzungsanlassers,

Fig.2 eine Schnittansicht des Hauptteils eines

zweiten Ausführungsbeispiels der Erfin-

dung, und

Fig.3 eine Schnittansicht einer Abwandlungsform

des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Das in Fig.! dargestellte erste Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt einen Anlassermotor M, dessen Welle am vorderen Ende drehbar von einem Anlassergehäuse 9 gehalten ist. Auf der Motorwelle 1 ist ein Motorzahnrad 1a ausgebildet.

Ein Frei laufgetriebe 100 weist einen äußeren Ring 2, einen inneren Ring 3, mehrere Rollen 4, mehrere Rollenfedern 5, eine Unterlag.scheibe; 6 und Lager 7 auf. Eine Vorgelegewelle 8 ist am Gehäuse 9 befestigt, und das Freilaufgetriebe 100 ist auf der Vorgelegewelle 8 vorgesehen. Der äußere Ring 2 ist becherförmig und drehbar auf der Vorgelegewelle 8 gehalten, wobei ein Zahnkranz (erstes Untersetzungszahnrad)2a am Außenumfang ausgebildet ist, so daß der Zahnkranz 2a mit dem Zahnrad 1a der Motorwelle 1 kämmt. Der innere Ring 3 ist drehbar auf der Welle 8 über Lager 7 gehalten und an seinem Außenumfang mit einer Innenlauffläche 3a an einem Ende und mit einem Zahnkranz (zweites Untersetzungszahnrad) 3b am anderen Ende versehen. Die Rollen 4 und die Federn 5 sind in jeweilige Mitnehmerk'ammern eingesetzt, die vom äußeren Ring 2 und vom inneren Ring 3 gebildet sind, und in den Kammern durch die Unterlagscheibe 6 gehalten. Das Freilaufgetriebe · 100 überträgt die Drehkraft von der Motorwelle auf den inneren Ring 3, wobei die Drehzahl in Abhängigkeit vom Untersetzungsverhältnis zwischen dem Zahnrad 1a und dem Zahnkranz 2a herabgesetzt wird. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Untersetzungsverhältnis gleich 2 gewählt.

Eine Unterlagscheibe 11 ist zwischen dem inneren Ring 3 des Freilaufgetriebes und dem Gehäuse 9 angeordnet.

Eine Nutenhohlwelle 13 ist drehbar vom Gehäuse 9 und einem zentralen Lagerhalter 10 über zwei Lager 14 und 15 gehalten Ein Antriebszahnrad 12 ist am Außenumfang der Hohlwelle 13 ausgebildet und steht mit dem Zahnkranz 3b des Freilaufgetriebes 100 in Eingriff.

Eine Nutenwelle (Ritzelantriebswelle) 16 ist in die Nutenhohlwelle 13 eingesetzt und steht damit über eine nicht dargestellte schraubenförmige Feder in Eingriff, so daß die Nutenwelle 16 drehbar und gleitend verschiebbar in der Nutenhohlwelle 13 gehalten ist.

Ein Ritzel 17 ist am vorderen Ende der Nutenwelle 16 angebracht und wird in Eingriff mit einem Hohlrad 18 der Maschine gebracht, wenn der Anlasser betätigt wird.

Ein Magnetschalter 19 ist koaxial mit der Nutenwelle 16 angeordnet. Der Magnetschalter 19 enthält einen Kolben 20,der axial verschiebbar in einer Solenoidspule 20a so gehalten ist, daß der Kolben 20 in die Spule gezogen wird, wenn diese erregt wird. Eine Stange 21 steht in Arbeitsverbindung mit dem Kolben 20 und an einem Ende mit der Nutenwelle 16 über eine Kugel 22 in Eingriff, die in einer Bohrung gehalten ist, die in der Welle 16 ausgebildet ist. Wenn der Magnetschalter 19 über den nicht dargestellten Zündschloßschalter erregt wird, wird der Kolben 20 eingezogen und wird dadurch die Nutenwelle 16 nach vorne gedrückt, um das Ritzel 17 mit dem Hohlrad 18 in Eingriff zu bringen. Gleichzeitig wird ein am Kolben 20 befestigter beweglicher Kontakt 23 in Eingriff mit einem festen Kontakt 24 gebracht, so daß₍ der Anlassermotor M von einer Batterie Ba über die geschlossenen Kontakte 23 und 24 mit elektrischer Energie versorgt wird, um den Anlassermotor M in Gang zu setzen.

Wenn sich der Anlassermotor M zu drehen beginnt, wird seine

Drehkraft von der Motorwelle 1 über den Zahnkranz 2a des äußeren Ringes 2, den Zahnkranz 3b des inneren Ringes 3, das Antriebszahnrad 12 der Nutenhohlwelle 13 und die Nutenwelle 16 auf das Ritzel 17 übertragen, wobei eine erste Untersetzung der Drehzahl zwischen dem Zahnrad 1a der Motorwelle 1 und dem Zahnkranz 2a des äußeren Ringes 2 des Freilaufgetriebes erfolgt, während eine zweite Untersetzung zwischen dem Zahnkranz 3b des inneren Ringes 3 des Frei TaufSchubes und dem Antriebszahnrad 12 der Nutenhohlwelle 13 erfolgt.

Wenn die Drehzahl der Maschine die Drehzahl des Ritzels 17 nach dem Anlassen der Maschine überschreitet, wird die Drehkraft der Maschine in eine Richtung übertragen, die der Richtung beim Anlassen der Maschine entgegengesetzt ist, solange das Ritzel 17 mit dem Hohlrad 18 in Eingriff steht. Diese Drehkraft wird jedoch nicht durch das Freilaufgetriebe 100 auf den Anlassermotor M übertragen, so daß verhindert wird, daß der Anlassermotor M infolge einer überdrehung bricht.

Es sei angenommen, daß bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel das erste Untersetzungsverhältnis zwischen dem Zahnrad 1a der Motorwelle 1 und dem Zahnkranz 2a des äußeren Ringes 2 des Frei laufgetriebes 100 auf 2~ festgelegt ist, während das zweite Untersetzungsverhältnis zwischen dem Zahnkranz 3b des inneren Ringes 3 und dem Antriebszahnrad 12 auf 2,5 festgelegt ist, so daß das Gesamtuntersetzungsverhältnis gleich 5 wird. In diesem Fall sollte die mechanische Festigkeit, die für das Freilaufgetriebe benötigt wird,nicht für das Untersetzungsverhältnis von 5, sondern für das Untersetzungsverhältnis von 2 ausgelegt sein. Wenn ein Untersetzungsanlasser mit einem herkömmlichen Anlasser ohne Untersetzung und der gleichen Ausgangsleistung verglichen wird, ist das Gewicht des Untersetzungsanlassers geringer als das des herkömmlichen Anlassers, wobei die mechanische Festigkeit,

die für das Getriebe des Untersetzungsanlassers benötigt wird, im wesentlichen gleich der des herkömmlichen Anlassers ist. Andererseits liegt die Drehzahl des Getriebes des herkömmlichen Anlassers bei etwa 10 000 Upm während des Laufs ohne Last, während die Drehzahl des Anlassermotors beim Untersetzungsanlasser bei etwa 20 000 Upm liegt, was bedeutet, daß die Drehzahl des Getriebes des Untersetzungsanlassers etwa 10 000 Upm beträgt. Das Frei laufgetriebe des herkömmlichen Anlassers kann daher auch beim Untersetzungsanlasser verwandt werden, wenn das Getriebe auf der Vorgelegewelle vorgesehen wird. Das Getriebe kann nämlich gemeinsam beim Untersetzungsanlasser und beim herkömmlichen Anlasser verwandt werden, so daß das Getriebe bei dem erfindungsgemäßen Untersetzungsanlasser so klein wie beim herkömmlichen Anlasser sein kann.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Anlassers besteht darin, daß die erforderliche mechanische Festigkeit des Getriebes leicht erhalten werden kann, da die Festlegung des übersetzungs-(Untersetzungs-)Verhältnis frei ist und die Bauteile für das Getriebe oder Zahnrad auf der Motorwelle und das Antriebszahnrad auf der Ritzelantriebswelle (Nutenhohlwelle beim obigen Ausführungsbeispiel) unabhängig ausgelegt werden können, da die Untersetzung der Drehzahl in zwei Stufen erfolgt.

Wenn der Anlassermotor mit einer Leitung von 1,0 kW sich zu drehen beginnt, wird ein Kraftimpuls von etwa 10 kgm erzeugt, Die folgende Tabelle zeigt die Kraftimpulse am Ritzel und am Freilaufgetriebe in Abhängigkeit von der Lage des Freilaufgetriebes.

	Untersetzungs- verhältnis	Kraftimpuls am Ritzel	Kraftimpuls am Getriebe	Motor- drehzahl	Getriebe- drehzahl
vorliegendes Ausführungsbeispiel	5 (Motor -* 2 Getriebe -»2,5 -· Ritzel-* )	10 kg'm	4 kg m (10 1/2.5)	20000 Upm	10000 Upm
Das Getriebe _a._i(._niol . ist auf der Beispiel 1 ^_triGbesviene ausgebildet	5	10 kg m	10 kg m	20000 Upm	4000 Upm
Das Getriebe ist, ο ·_Ρη!ηι ο auf der Motor- Beispiel 2 _{weUe ausge}_ bildet	5	10 kg m	2 kg m (10 1/5)	20000 Upm	20000 upm

Wie es in der obigen Tabelle dargestellt ist, liegt ein Kraft· impuls gleich dem Kraftimpuls von 10 kg-m am Ritzel an dem Getriebe beim Beispiel 1, während beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung der Kraftimpuls von 4 kg«m durch das zweite Untersetzungsverhältnis von 2,5 geteilt an dem Getriebe liegt. Beim Beispiel 2 wird der Kraftimpuls von 2 kg.m durch das Untersetzungsverhältnis 5 geteilt an das Getriebe gelegt. Das bedeutet, daß die Größe und das Gewicht des Getriebes umso kleiner sind, je kleiner der am Getriebe liegende Kraftimpuls ist. Bei einem derartigen Getriebe ist eine Drehzahl von 13000 bis 15000 Upm der obere Grenzwert. Da die Drehzahl des Getriebes beim Beispiel 2 im Gegensatz dazu gleich der des Motors ist und bei etwa 20000 Upm liegt,kann das in üblicher Weise benutzte Getriebe nicht angewandt werden. Beim Ausführungsbeipiel der Erfindung liegt die Drehzahl bei 10000 Upm, so daß ein in üblicher Weise benutztes Getriebe verwandt werden kann. Bezüglich derArbeit des Getriebes des herkömmlichen Anlassers mit gleicher Ausgangsleistung liegt der Kraftimpuls bei 4 kg«m und liegt die Drehzahl bei 10000 Upm. Das Getriebe kann daher bei einem herkömmlichen Anlasser und bei einem Untersetzungsanlasser benutzt werden, so daß ein Getriebe mit geringen Kosten und geringem Gewicht in vorteilhafter Weise benutzt werden kann.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel kann der innere Ring 3 weggelassen werden, wenn die Vorgelegewelle 8 drehbar durch das Gehäuse 9 gehalten ist und die innere Lauffläche 3a und der Zahnkranz 3b direkt am Außenumfang der Vorgelegewelle ausgebildet sind.

In Fig.2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem mit gleichen Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Bauteile oder Konstruktionsteile wie beim ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet sind. Diese Teile werden nicht nochmals beschrieben.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Anlassermotor M koaxial mit einer Ritzelantriebswelle angeordnet. Die Ritzelantriebswelle wird von einer Nutenhohlwelle 36 bei diesem Ausführungsbeispiel gebildet, die drehbar und gleitend verschiebbar durch das Gehäuse 9 mittels eines Lagers 14 gehalten ist. Das Ritzel 17 ist am vorderen Ende der Nutenhohlwelle 36 ausgebildet. Die Nutenhohlwelle 36 wird vom Magnetschalter 19 über einen Hebel 19a angetrieben, so daß sie sich nach vorne bewegt. Eine Nutenwelle 33 ist in die Nutenhohlwelle 36 eingesetzt und steht damit über eine nicht dargestellte schraubenförmige Feder in Ein griff. Das Antriebszahnrad 12 ist an einem Ende der Nutenwelle ausgebildet.Eine Bohrung 12a ist an ihrem Ende gebildet, in die das vordere Ende der Motorwelle 1 eingesetzt ist, und die Motorwelle 1 ist drehbar durch ein Lager 32 gehalten.

Ejne Vorgelegewelle ist drehbar durch das Gehäuse 9 und einen zentralen Lagerhalter 10 mit Hilfe von zwei Lagern 31 gehalten. Die innere Lauffläche 30a und der Zahnkranz 30b des Freilaufgetriebes sind direkt auf dem Außenumfang der Vorgelegewelle 30 ausgebildet.

Fig.3 zeigt eine Abwandlungsform des zweiten Ausführungsbeispiels, bei dem die Vorgelegewelle 30 am Gehäuse 9 und am zentralen Lagerhalter 10 befestigt ist, wie es beim ersten Ausführungsbeispiel der Fall ist. Das Freilaufgetriebe 100 in Fig.3 ist daher gleich dem beim ersten Ausführungsbeispiel in Fig.1 .

Bei dem oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der gesamte Aufbau des Anlassers kleiner in seiner Größe und seinem Gewicht gemacht werden, da die Ritzelantriebswelle (Nutenhohlwelle) und die Motorwelle koaxial angeordnet sind, und die Vorgelegewelle parallel zu diesen Wellen angeordnet ist. Da darüberhinaus das Ritzel koaxial mit der

Motorwelle des Anlassermotors angeordnet ist, wird die Form des Anlassers ersichtlich ähnlich der des herkömmlichen Anlassers, so daß es möglich ist, eine Austauschbarkeit mit einem herkömmlichen Anlasser sicherzustellen.

4S

- Leerseite -

Claims

einen Anlassermotor mit einer Motorwelle,
ein Motorzahnrad, das auf der Motorwelle ausgebildet ist, eine Ritzelantriebswelle, die drehbar und gleitend verschiebbar vom Gehäuse gehalten ist,
ein Ritzel, das an einem Ende der Ritzelantriebswelle
angebracht ist,

ein Antriebszahnrad, das in Arbeitsverbindung mit der
Ritzelantriebswelle steht,

eine Vorgelegewelle, die durch das Gehäuse gehalten ist und parallel zur Motorwelle und zur Ritzelantriebswelle verläuft und

ein Freilaufgetriebe, das auf der Vorgelegewelle vorgesehen ist, wobei'das Getriebe einen äußeren Ring aufweist, der mit einem ersten Untersetzungszahnkranz aus-

gebildet ist, der mit dem Motorzahnrad in Eingriff steht, und das Getriebe einen inneren Ring aufweist, der mit einem zweiten Untersetzungszahnkranz ausgebildet ist, der mit dem Antriebszahnrad in Eingriff steht.
2. Anlasser nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Magnetschalter, der koaxial zur Ritzelantriebswelle angeordnet ist.
3. Anlasser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Motorwelle koaxial zur Ritzelantriebswelle angeordnet ist.
4. Untersetzungsanlasser, gekennzeichnet durch ein Anlassergehäuse, einen Anlassermotor mit einer Motorwelle, ein Motorzahnrad, das auf der Motorwelle ausgebildet ist,

eine Vorgelegewelle, die am Anlassergehäuse parallel zur Motorwelle befestigt ist,

ein Freilaufqetriebe, das auf der Vorgelegewelle vorgesehen ist, wobei das Getriebe einen äußeren Ring aufweist, der mit einem ersten Untersetzungszahnkranz an seinem Außenumfang versehen ist', der mit der Motorwelle in Eingriff steht,und das Getriebe einen inneren Ring aufweist, der mit einem zweiten Untersetzungszahnkranz an seinem Außenumfang versehen ist, eine Nutenhohlwelle, die drehbar durch das Anlassergehäuse gehalten ist und an Antriebszahnrad an ihrem Außenumfang aufweist, das mit dem zweiten Untersetzungszahnkranz in Eingriff steht,
einen Nutenwelle, die drehbar durch die Nutenhohlwelle

gehalten ist,und

einen Magnetschalter, der koaxial mit der Nutenwelle angeordnet ist.
5. Untersetzungsanlasser, gekennzeichnet durch ein Anlassergehäuse,

einen Anlassermotor mit einer Motorwelle, ein Motorzahnrad, das an der Motorwelle ausgebildet ist, eine Nutenhohlwelle, die drehbar und gleitend verschiebbar vom Anlassergehäuse gehalten ist, eine Nutenwelle, die drehbar von der Nutenhohlwelle gehalten ist und damit in Arbeitsverbindung steht, ein Antriebszahnrad, das am einen Ende der Nutenwelle ausgebildet ist,

eine Vorgelegewelle, die drehbar durch das Anlassergehäuse parallel zur Motorwelle und zur Nutenwelle gehalten ist,

ein Freilaufgetriebe, das auf der Vorgelegewelle vorgesehen ist, wobei das Getriebe einen äußeren Ring aufweist, der mit einem ersten Untersetzungszahnkranz an seinem Außenumfang versehen ist, der mit dem Motorzahnrad in Eingriff steht, das Getriebe einen zweiten Untersetzungszahnkranz aufweist, der am Außenumfang der Vorgelegewelle ausgebildet ist und mit dem Antrieb^zahnrad in Eingriff steht,und das Getriebe eine Rolle und eine Feder aufweist, die zwischen dem äußeren Ring und dem Außenumfang der Vorgelegewelle angeordnet sind, um die Drehkraft vom äußeren Ring auf die Vorgelegewelle zu übertragen.
6. Untersetzungsanlasser, gekennzeichnet durch ein Anlassergehäuse, einen Anlassermotor mit einer Motorwelle,

ein Motorzahnrad, das auf der Motorwelle ausgebildet ist,

eine Nutenhohiwelle, die drehbar und gleitend verschiebbar durch das Anlassergehäuse gehalten ist, eine Nutenwelle, die drehbar von der Nutenhohlwelle gehalten ist und in Arbeitsverbindung damit steht, ein Antriebszahnrad, das am einen Ende der Nutenwelle ausgebildet ist,

eine Vorgelegewelle, die am Anlassergehäuse parallel zur Motorwelle und zur Nutenwelle befestigt ist, und ein Freilaufgetriebe, das auf der Vorgelegewelle vorgesehen ist, wobei das Getriebe einen äußeren Ring aufweist, der mit einem ersten Untersetzungszahnkranz am Außenumfang versehen ist, der mit dem Motorzahnrad in Eingriff steht,und das Getriebe einen inneren Ring aufweist, der mit einem zweiten Untersetzungszahnkranz an seinem Aussenumfang versehen ist, der mit dem Antriebszahnrad in Eingriff steht.
7. Anlasser nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Motorwelle koaxial zur Nutenwelle angeordnet ist.