TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung bei
einem Anlasser, der ein Planetenraduntersetzungsgetriebe als
Untersetzungsgetriebe verwendet.
STAND DER TECHNIK
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Ein herkömmlicher Anlasser mit einem Untersetzungsgetriebe
vom oben beschriebenen Typ ist in Fig. 1 gezeigt.
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In der Zeichnung setzt sich ein Gleichstrommotor 1 aus einer
Drehwelle 2, einem an der Drehwelle 2 befestigten Rotor 3,
einem über einem Zwischenraum gegenüber des Rotors 3
angeordneten Permanentmagnenten 4, sowie einem Joch 5 zum
Lagern des Permanentmagneten 4 zusammen. Ein Zahnkranz 6 ist
an der Drehwelle 2 des Gleichstrommotors 1 angeformt, ein
Planetenrad 7 steht mit dem Zahnkranz 6 in Eingriff, und ein
Lagerstift 8 zum Lagern des Planetenrads 7 ist an einem
Flansch 9 befestigt, der einstückig an einer
Ausgangsdrehwelle 10 befestigt ist. Ein ringartiges
Innenzahnrad 11 aus Kunststoff wie z.B. Nylon o.ä. ist am
Außenumfang des Planetenrades 7 derart angeordnet, daß es das
Planetenrad 7 führt. Das Innenzahnrad 11 bildet zusammen mit
dem Zahnkranz 6 und dem Planetenrad 7 ein
Planetenraduntersetzungsgetriebe. Ein vorderer Träger 12 ist
an dem Joch 5 des Gleichstrommotors 1 zapfenartig angebracht.
Ein Zwischenlager 13 hat einen Außenumfangsabschnitt, der mit
einem Zapfenabschnitt 12a des vorderen Trägers 12 in Eingriff
steht sowie einen inneren Umfangsabschnitt, der die
Ausgangsdrehwelle 10 über ein Gleitlager 14 lagert. Ein
Gummiring 15 ist an dem Zapfenabschnitt 12a des vorderen
Trägers 12 zusammen mit dem Innenzahnrad 11 und dem
Zwischenträger 13 derart montiert, daß der Gummiring 15, das
Innenzahnrad 11 und der Zwischenträger 13 in Axialrichtung in
engem Kontakt mit dem Zapfenabschnitt 12a des vorderen
Trägers 12 stehen sowie in engem Kontakt miteinander in
radialer Richtung. Eine Druckscheibe 16 ist zwischen dem Joch
5 und der Drehwelle 2 vorgesehen. Ein Gleitlager 17 ist
zwischen der Drehwelle 2 und der Ausgangsdrehwelle 10
vorgesehen, und ein weiteres Gleitlager 18 ist zwischen dem
Planetenrad 7 und dem Lagerstift 8 vorgesehen. Zwischen der
Rotordrehwelle 2 und der Ausgangsdrehwelle 10 sind an deren
jeweiligen Endabschnitten Stahlkugeln 19 derart vorgesehen,
daß eine Schublast aufeinander übertragen wird.
Schraubenkeile 20 sind an der äußeren Umfangsfläche an der
Ausgangsdrehwelle 10 ausgebildet und eine nicht dargestellte
Überlaufkupplung (einschließlich eines Ritzels) ist axial
verschiebbar keilverzahnt.
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Nachfolgend wird der Betrieb der oben beschriebenen
Vorrichtung beschrieben. Wenn der Rotor 3 mit Energie
versorgt wird, um eine Drehkraft zu erzeugen, so wird die
Drehkraft auf die Rotordrehwelle 2 übertragen und weiter zum
Flansch 9 über den Zahnkranz 6, das Planetenrad 7 und den
Lagerstift 8 übertragen, so daß die Drehgeschwindigkeit des
Rotors 3 durch das Planetenzahnradgetriebe reduziert und zur
Ausgangsdrehwelle 10 übertragen wird.
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Da das Innenzahnrad 11 bei dem so konstruierten herkömmlichen
Anlasser mit Planetenzahnradgetriebe aus Kunststoff wie z.B.
Nylon o.ä. besteht, würde das Innenzahnrad 11 für sich
alleine durchgebogen, wenn beim Starten des Motors eine
Stoßkraft erzeugt wird, um dadurch den Stoß zu absorbieren.
Jedoch ist das Innenzahnrad 11 in engem Kontakt auf dem
vorderen Träger 12 sowie radial als auch axial montiert, so
daß das Maß der Durchbiegung des Innenzahnrads 11 so gering
ist, daß die normale Stoßkraft nicht absorbiert werden kann,
auch wenn eine Stoßkraft aufgrund eines normalen
Drehmomentunterschiedes in dem Motor auf das Innenzahnrad 11
ausgeübt wird.
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Wenn der radiale Zwischenraum zwischen dem Innenzahnrad 11
und dem vorderen Träger 12 groß gemacht wird, so hat sich das
Problem ergeben, daß der Motor plötzlich beim Anlassen des
Motors stoppte, und wenn ein Ritzel des Anlassers und ein
Zahnkranz des Motors nicht ausreichend miteinander in
Eingriff stehen, so daß die jeweiligen Oberflächen der
Zahnenden des ersteren und des letzteren miteinander
kollidieren, so wird auf das Innenzahnrad 11 eine große
Stoßkraft ausgeübt, die das Innenzahnrad 11 in Radialrichtung
zu stark verändert, wodurch das Innenzahnrad 11 bricht.
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Ein relevanter Stand der Technik ist die JP-A-60-261 977, die
einen Anlasser mit einem Planetenradgetriebe betrifft, bei
dem das zu lösende Problem ist, daß vermieden werden soll,
daß Schmiermittel aus dem Planetenrad austritt. Um dies zu
erreichen, ist eine gegossene ringförmige Getriebeabdeckung
aus elastischem Gummi vorgesehen, die dieses umgibt, und die
mit der äußeren Ringfläche eines innenverzahnten Zahnkranzes
in Kontakt steht, wobei die gegossene ringförmige
Getriebeabdeckung so geformt ist, daß sie ebenfalls die
beiden Seitenflächen des Zahnkranzes berührt. Der Zahnkranz
ist in einem Gehäuse montiert, das zwei Seitenflächen umfaßt,
die jeweils auf der Seite des Zahnkranzes liegen, wobei die
gegossene ringförmige Getriebeabdeckung zwischen den beiden
Seitenflächen und dem Zahnkranz eingebettet ist. Mehrere
Bolzen sind parallel zur Drehachse des Zahnkranzes zwischen
dem Gehäuse und der ringförmigen Getriebeabdeckung
angeordnet. Diese Bolzen dienen dazu, die Bauteile des
Anlassers mit Planetengetriebe zusammenzuhalten und sie
stehen mit der äußeren Umfangsfläche der ringförmigen
Getriebeabdeckung in Berührung. Dieser Stand der Technik löst
somit die oben erwähnten Probleme nicht, auch deswegen, da
die Bolzen dazu dienen, die ringförmige Getriebeabdeckung
gegen eine Bewegung zu sichern.
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Ein weiterer relevanter Stand der Technik ist in der
JP-U-60-158 054 offenbart. Diese beschreibt einen Anlasser
mit Planetenradgetriebe, der sehr ähnlich dem oben unter
Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen ist, mit der Ausnahme,
daß zwischen dem ringartigen Innenzahnrad 11 und dem vorderen
Träger 12 ein Gummiring durch Anbacken sowohl an dem vorderen
Träger 12 wie auch an dem Innenzahnrad 11 angeschweißt ist.
Darüber hinaus ist der mittlere Träger 13 einstückig mit dem
vorderen Träger 12 ausgebildet. Der Gummiring dient dazu,
Stoßkräfte zu absorbieren, die sich in dem Zahnkranz 11
aufbauen. In Fig. 2 dieses Standes der Technik ist der
Gummiring mit einem L-förmigen Querschnitt gezeigt, wobei der
kleine Schenkel des L sich zwischen dem mittleren Träger 13
und dem Innenzahnrad 11 erstreckt.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Anlasser mit Planetenradgetriebe zu schaffen, bei dem bei
Auftreten einer normalen Stoßkraft auf ein Innenzahnrad, das
Innenzahnrad und ein elastischer Körper wirksam durchgebogen
werden, um den Stoß zu absorbieren, während bei Ausüben einer
anomal größeren Stoßkraft auf das Innenzahnrad eine anomale
Veränderung des Innenzahnrades verhindert wird, um dadurch zu
vermeiden, daß das Innenzahnrad bricht.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfindung ist durch den beigefügten Patentanspruch 1
festgelegt. Der Patentanspruch wurde als zweiteiliger
Anspruch formuliert, wobei angenommen wurde, daß die
JP-A-60-261 977 der nahekommendste Stand der Technik für ein
Gehäuse mit einem Zwischenraum ist, bei dem die radiale
Erstreckung des Zwischenraumes so dimensioniert ist, daß der
Betrag um den der ringförmige elastische Körper und das
Innenzahnrad durch auf das Innenzahnrad ausgeübte Stoßkräfte
elastisch durchgebogen werden können, durch den Zwischenraum
festgelegt ist, um eine vorbestimmte Stoßlast zu absorbieren.
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Wenn bei dem erfindungsgemäßen Anlasser mit
Planetenradgetriebe eine normale Stoßkraft auf das
Innenzahnrad ausgeübt wird, so werden das Innenzahnrad und
der elastische Körper effektiv innerhalb des radialen
Zwischenraumes durchgebogen, um dadurch den Stoß zu
absorbieren, während bei Ausüben einer anomalen Stoßkraft auf
das Innenzahnrad, die größer ist als die normale, der
elastische Körper verändert wird, um dadurch den Stoß zu
absorbieren, und ferner kann eine anomale Veränderung des
Innenzahnrades durch die innere Umfangsfläche des Gehäuses
verhindert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Fig. 1 ist ein Querschnitt, der einen herkömmlichen
Anlasser mit Planetenradgetriebe zeigt;
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Fig. 2 ist ein Querschnitt, der eine Ausführungsform des
Anlassers mit Planetenradgetriebe gemäß der
Erfindung zeigt; und
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Fig. 3 ist ein Querschnitt, der eine weitere
Ausführungsform des Anlassers mit
Planetenradgetriebe gemäß der Erfindung zeigt.
BESTES VERFAHREN ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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Unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren werden
Ausführungsformen der Erfindung nachfolgend im Detail
beschrieben.
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Fig. 2 zeigt einen Querschnitt einer Ausführungsform eines
Anlassers mit Planetenradgetriebe gemäß der vorliegenden
Erfindung. In der Figur bildet ein vorderer Träger 21 ein
Gehäuse, an dem ein Zapfenabschnitt 21a an einer Position
ausgebildet ist, an der ein Joch 5 eines Gleichstrommotors 1
an den vorderen Träger 21 gepaßt ist, und eine ringförmige
Nut 21b ist in dem Zapfenabschnitt 21a ausgebildet. Ein
Gummiring 22, der aus einem elastischen Körper besteht, ist
an der Außenumfangsfläche eines Innenzahnrades 11 derart
montiert, daß er gegenüber der inneren Umfangsfläche der Nut
21b des vorderen Trägers 21 durch einen radialen Abstand 23
getrennt liegt. Das Innenzahnrad 11 und der Gummiring 22
berühren sich in engem Kontakt miteinander. Die übrige
Anordnung ist im wesentlichen die gleiche wie bei Fig. 1, so
daß deren Beschreibung weggelassen ist.
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Diese Ausführungsform wird derart zusammengebaut, daß der
Gummiring 22 an den Außenumfang des Innenzahnrades 11 durch
Druckpassung oder durch eine andere geeignete Maßnahme
montiert wird, daß das Innenzahnrad 11, der mittlere Träger
13 und der Gummiring 15 sich zwischen dem vorderen Träger 21
und dem Joch 5 befinden, und daß der vordere Träger 21 und
das Joch 5 aneinander durch nicht gezeigte Durchgangsbolzen
befestigt werden.
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Da bei einer solchen in Fig. 2 gezeigten Anordnung der
radiale Zwischenraum 23 zwischen dem Gummiring 22 und dem
vorderen Träger 21 ausgebildet ist, werden bei Ausüben einer
normalen Stoßkraft auf das Innenzahnrad 11 das Innenzahnrad
11 und der Gummiring 22 durch ihre eigene Flexibilität
durchgebogen, um dadurch den Stoß zu absorbieren, während bei
Ausüben einer Stoßkraft auf das Innenzahnrad 11, die größer
ist als die normale, das Innenzahnrad 11 radial durch seine
eigene Flexibilität durchgebogen wird und der Gummiring 22
wird ebenfalls radial durchgebogen, um dadurch den Stoß zu
absorbieren. Die maximale radiale Durchbiegung des
Innenzahnrades 11 ist genauso groß wie der Abstand des
radialen Zwischenraumes 23, und eine Durchbiegung, die größer
ist als die maximale Durchbiegung, ist durch die innere
Umfangsfläche der Nut 21b des vorderen Trägers 21 begrenzt.
Demzufolge wird der radiale Zwischenraum 23 auf einen
vorbestimmten optimalen Wert eingestellt, so daß die auf den
Anlasser ausgeübte große Stoßkraft absorbiert werden kann,
und verhindert ist, daß das Innenzahnrad 11 durch seine
anomale Veränderung bricht.
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Auch wenn bei dem obigen Ausführungsbeispiel ein Fall
dargestellt ist, bei dem das Innenzahnrad 11 und der mittlere
Träger 13 getrennt voneinander ausgebildet sind, so ist die
folgende Erfindung auch bei einem in Fig. 3 gezeigten Fall
anwendbar, bei dem das Innenzahnrad 11 und der mittlere
Träger 13 einstückig miteinander ausgebildet sind.
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In Fig. 3 ist ein mittlerer Träger 30 aus Kunststoff wie z.B.
Nylon vorgesehen. Der mittlere Träger 30 hat einen axial
vorstehenden zylindrischen Abschnitt, der einstückig an der
Außenumfangsseite angeformt ist. Ein Zahnrad ist an der
Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnittes ausgebildet,
so daß ein Innenzahnrad 30a gebildet ist. Ein Gummiring 31
mit einem elastischen Körper, der einen L-förmigen
Querschnitt hat, ist am Außenumfang des Innenzahnrads 30a
montiert, so daß ein radialer Zwischenraum 32 und ein axialer
Zwischenraum 33 zwischen dem Gummiring 31 und der inneren
Umfangsfläche des vorderen Trägers 21 vorgesehen sind.
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Bei dem so ausgebildeten Ausführungsbeispiel wird das
Innenzahnrad 30a durch seine eigene Flexibilität
durchgebogen, wenn auf das Innenzahnrad 30a eine normale
Stoßkraft ausgeübt wird, um dadurch den Stoß zu absorbieren,
während bei Ausüben einer anomalen Stoßkraft auf das
Innenzahnrad 30a, die größer als die normale ist, das
Innenzahnrad 30a und der Gummiring 31 durch ihre eigene
Flexibilität radial und axial verändert werden, wenn die
axiale Veränderung durch die radiale Innenumfangsfläche des
Innenzahnrades 30a begrenzt wird, so daß das Innenzahnrad 30a
und der Gummiring 31 radial und axial innerhalb des radialen
Zwischenraums 32 und des axialen Zwischenraums 33
durchgebogen werden, um dadurch den Stoß zu absorbieren. In
diesem Fall hängt die maximale Durchbiegung des
Innenzahnrades 30a von dem radialen Zwischenraum 32 und dem
axialen Zwischenraum 33 ab, und die weitere Durchbiegung ist
durch die innere Umfangsfläche des vorderen Trägers 21
begrenzt. Demzufolge werden der radiale Abstand 32 und der
axiale Abstand 33 jeweils so auf vorbestimmte optimale Werte
eingestellt, daß eine große auf den Anlasser ausgeübte
Stoßkraft absorbiert werden kann, und daß vermieden werden
kann, daß das Innenzahnrad 30a durch seine anomale
Veränderung bricht. Auch wenn das Ausführungsbeispiel so
beschrieben worden ist, daß ein radialer Zwischenraum 32 und
ein axialer Zwischenraum 33 zwischen den äußeren
Umfangsabschnitten und einem Ende des Gummirings 31 bezogen
auf die Innenumfangsabschnitte des vorderen Trägers 21
vorgesehen sind, so kann auch nur ein Umfangszwischenraum
zwischen dem äußeren Umfangsabschnitt des Gummirings 31 und
dem inneren Umfangsabschnitt des vorderen Trägers 21
vorgesehen sein, um eine vorbestimmte Stoßkraft zu
absorbieren. Auch wenn ferner die obigen Ausführungsbeispiele
so beschrieben worden sind, daß das Innenzahnrad 11/30a an
dem Innenumfang des vorderen Trägers 21 montiert ist, so ist
die vorliegende Erfindung auch für einen Fall anwendbar, bei
dem das Innenzahnrad an dem Joch 5 montiert ist, welches das
Gehäuse bildet, oder sowohl an dem vorderen Träger 21 wie
auch am Joch 5 montiert ist.
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Wie oben beschrieben, ist erfindungsgemäß ein ringförmiger
elastischer Körper an dem Außenumfang eines Innenzahnrades
aus Kunststoff montiert, und der elastische Körper ist mit
einem Zwischenraum gegenüber einem Gehäuse angeordnet, so daß
dieser eine vorbestimmte Stoßkraft absorbieren kann. Wenn
demzufolge eine normale Stoßkraft auf das Innenzahnrad
ausgeübt wird, so werden der elastische Körper und das
Innenzahnrad effektiv durchgebogen, um dadurch den Stoß zu
absorbieren, während bei Ausüben einer anomalen Stoßkraft,
größer als die normale, eine anomale Veränderung des
Innenzahnrades vermieden werden kann, um dadurch zu
vermeiden, daß das Innenzahnrad bricht. Somit kann der
Nachteil des Standes der Technik, nämlich das Brechen des
Innenzahnrades vermieden werden. Demzufolge ist ein Anlasser
mit einem Planetenradgetriebe mit hoher Zuverlässigkeit
geschaffen.