DE3876738T2

DE3876738T2 - Koaxialer anlasser.

Info

Publication number: DE3876738T2
Application number: DE8888116170T
Authority: DE
Inventors: Shuzoo Isozumi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-10-01
Filing date: 1988-09-30
Publication date: 1993-05-13
Anticipated expiration: 2008-10-01
Also published as: US4907464A; EP0310107B1; KR920000337B1; DE3876738D1; EP0310107A1; KR890006973A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Koaxialstarter mit: einem Motor, beinhaltend eine röhrenförmige rotierende Ankerwelle, an die ein Anker mit einem Ankerkern befestigt ist; eine rotierende Ausgangswelie, von der ein Ende an einem Ende des Motors in einer axialen Richtung davon vorgesehen ist, auf die die Rotation des Motors durch eine eindimensionale Kupplungsvorrichtung übertragbar ist; wobei das andere Ende der rotierenden Ausgangswelle in der axialen Richtung davon gleitfähig ist innerhalb der röhrenförmigen Ankerwelle; einem Lager, das so angeordnet ist, daß es eine vordere Oberfläche der Ankerwelle weg von einer hintere Oberfläche eines Abschnittes mit großem Durchmesser der Ausgangswelle hält; einem Ritzel, das vorgesehen ist an dem einen Ende der rotierenden Ausgangswelle; einer elektromagnetischen Schaltvorrichtung, die an dem anderen Ende des Motors in der axialen Richtung davon vorgesehen ist, wobei die elektromagnetische Schaltvorrichtung eine Stange hat, die sich in einen inneren, in der rotierenden Ankerwelle ausgebildeten, Durchgang erstreckt, zum Zulassen, daß eine Schubkraft auf die rotierende Ausgangswelle angewandt wird, wobei ein beweglicher Kontakt an der Stange über einen Isolator befestigt ist; einem Kommutator, der an der rotierenden Ankerwelle befestigt ist; und einem Paar fixierter Kontakte, die jeweils mit dem Kommutator und einem Anschlußbolzen verbunden sind, wobei der bewegliche Kontakt mit den fixierten Kontakten in Kontakt bringbar ist, um eine elektrische Verbindung zwischen dem Anschlußbolzen und dem Kommutator zu bewirken.
Solch ein Starter ist bekannt aus der GB-A-994 887.
Ein weiterer bekannter Koaxialstarter zur Benutzung im Motor eines Fahrzeuges ist gezeigt in Fig. 5.
Der herkömmliche Starter 1, wie gezeigt in Fig. 5, besteht hauptsächlich aus einem Gleichstrommotor 2, einer Freilaufkupplung 4, die gleitfähig auf eine Ausgangswelle 3 montiert ist, einem Getriebezug 5 zum Reduzieren der Rotationskraft einer Ankerwelle 2a des Gleichstrommotors 2 zum Übertragen auf ein Kupplungsaußenteil 4a der Freilaufkupplung 4 über die Ausgangswelle 3, und einen Schiebehebel 8, dessen eines Ende in Eingriff steht mit einer Tauchstange einer elektromagnetischen Schalteinheit 6, die auf einer Seite des Gleichstrommotors 2 angeordnet ist, steht und dessen anderes Ende in Eingriff steht mit einem ringförmigen Element 7, das an der Freilaufkupplung 4 befestigt ist, um die Freilaufkupplung 4 auf der Ausgangswelle 3 zu verschieben.
Jedoch ist, da der herkömmliche Starter 1 eine sogenannte biaxiale Struktur hat, bei der die elektromagnetische Schalteinheit 6 zum Anschalten der Stromversorgung für den Gleichstrommotor 2 auf einer Seite des Gleichstrommotors 2 angeordnet ist, der Entwurf des Motors sehr beschränkt, wenn ein Fahrzeug geplant wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Koaxialstarter zu schaffen, bei dem die Gesamtlänge in longitudinaler Richtung nicht übermäßig ist, sogar wenn die elektromagnetische Schalteinheit an dem hinteren Ende des Motors angeordnet wird.
Erfindungsgemäß wird die obige Aufgabe gelöst durch den anfangs definierten Koaxialstarter, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußbolzen und ein weiterer motorverbundener Anschlußbolzen an einem Rahmen für den Motor befestigt sind, zwischen einer Vielzahl von Bürstenvorrichtungen, angeordnet um den Kommutator, der an dem anderen Ende des Motors in der axialen Richtung liegt.
Zum besseren Verständnis der Erfindung und um zu zeigen, wie dieselbe benutzt werden kann, wird jetzt beispielshalber Bezug genommen auf die begleitende Zeichnung. Die Figuren zeigen im einzelnen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht, die einen Koaxialstarter nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 2 eine Querschnittsansicht, die das Hinterende eines Gleichstrommotors, der in dem Koaxialstarter von Fig. 1 benutzt wird, unter der Bedingung, daß die Hinterausleger entfernt worden ist;
Fig. 3 eine fragmentarische Querschnittsansicht, die ein Lager, das auf der Vorderseite der Ankerwelle vorgesehen ist, nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 4 eine fragmentarische Querschnittsansicht, die das Lager nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5 eine Querschnittsansicht, die einen herkömmlichen Biaxialstarter zeigt; und
Fig. 6 eine Querschnittsansicht, die den von den Erfindern vorgeschlagenen Koaxialstarter zeigt, bevor die vorliegende Erfindung geschaffen wurde.
Um den vorher erwähnten Nachteil mit dem herkömmlichen Biaxialstarter zu vermeiden, wurde von den Erfindern vorgeschlagen, daß die elektromagnetische Schalteinheit an einem axialen Ende des Gleichstrommotors angeordnet ist, um dadurch die Form des Starters auf einen schlanken zylindrischen Gegenstand zu vereinfachen, wie in Fig. 6 gezeigt. Die grundlegende Konstruktion nach dem Vorschlag ist folgende. Eine Ankerwelle 102 eines Gleichstrommotors 100 wird hohl gemacht, so daß eine Kraftstange 104 einer elektromagnetischen Schalteinheit 103, welche herkömmlicherweise zum Betreiben des Schiebehebels benutzt wird, sich bis zur Ausgangswelle 105 durch einen inneren Weg 102a der Ankerwelle 102 erstrecken kann. Da die Ankerwelle 102 des Gleichstrommotors 100 und die Kraftstange 104 der elektromagnetischen Schalteinheit 103 koaxial angeordnet sind, wird der Starter nach dem Vorschlag ein "Koaxialstarter" genannt.
Wenn der spezielle Aufbau des Koaxialstarters detaillierter beschrieben wird, hat die Ausgangswelle 105 ein Vorderende (rechts in Fig. 6), versehen mit einem Ritzel 106, das in Eingriff steht mit einem Ringgetriebe des Motors und ein Hinterende, das eingesetzt ist in einen Innenweg 102a der Ankerwelle 102. Die Ausgangswelle 105 ist versehen mit einem Einfügewellenabschnitt 105a, der unterstützt wird durch ein einfaches Gleitlager 107, das fest eingepaßt ist in einen inneren Umfangsabschnitt des Innenweges 102a, um der Ausgangswelle 105 zu ermöglichen, in der axialen Richtung zu gleiten. Eine Antriebsleistungs-Ubertragungsvorrichtung 109, beinhaltend eine Freilaufkupplung (Einwegkupplung 108), dient als Mittel zum Übertragen von Antriebsleistung von der Ankerwelle 102 des Gleichstrommotors 100 auf die Ausgangswelle 105, die in der axialen Richtung gleitfähig ist.
Die Antriebsleistungs-Übertragungsvorrichtung 109 besteht aus einem planetenförmigen Reduktionsgetriebezug 110, vorgesehen um das Vorderende der Ankerwelle 102 herum und beinhaltend ein Sonnen- 110a und Planetengetriebe 110b, und die Einwegkupplung 108 mit einem Kupplungsaußenteil 108a, an der eine zentrale Unterstützungswelle 111 des Planetengetriebes 110b fixiert ist und ein Kupplungsinnenteil 108b, welches in Eingriff mit einem schräg verzahnten Ritzel 105c, gebildet auf dem äußeren Umfang eines Abschnitts 105b mit großem Durchmesser der Ausgangswelle 105, steht.
Bei dem vorgeschlagenen Koaxialstarter wird die hintere Oberfläche an dem Abschnitt mit großem Durchmesser 105b der Ausgangswelle 105 in direkten Kontakt mit der vordere Oberfläche des Gleichstrornotors 100 gebracht, wenn die Ausgangswelle 105, die vorwärtgeschoben wurde durch die Kraftstange 104 der elektromagnetischen Schalteinheit 103, in ihre Ausgangsposition zurückkehrt. Da die Rotationskraft der Ausgangswelle 105 in dem Koaxialstarter übertragen wird auf das Motorenringgetriebe (nicht gezeigt) über das Ritzel 106, wird die Ausgangswelle 105 in umgekehrter Richtung durch den Motor zur Zeit des Motorenstarts angetrieben, so daß die Ausgangswelle 105 mit hoher Geschwindigkeit rotiert, bis das Ritzel 106 von dem Ringgetriebe getrennt ist. Jedoch ist die umgekehrte Übertragung abgeschnitten durch die Einwegkupplung 108 zum Zweck des Schützens des Gleichstrommotors, so daß die Umdrehung mit hoher Geschwindigkeit der Ausgangswelle 105, angetrieben durch den Motor, keinen Einfluß auf die Ankerwelle 102 hat. Demensprechend entsteht ein großer Rotationsunterschied zwischen der Ankerwelle 102 und der Ausgangswelle 105, welche mit hoher Geschwindigkeit durch die Trägheit rotiert. Aus diesem Grund besteht die Möglichkeit des Auftretens starken Abriebs in dem vorher erwähnten Kontaktbereich.
Ebenfalls ist ein beweglicher Kontakt 113 so angeordnet, daß er einen fixierten Kontakt 112, vorgesehen an dem Hinterabschnitt der elektromagetischen Schalter 103 so berührt, daß elektrische Leistung dem Gleichstrommotor 100 zugeführt wird, und eine Abdeckung 114 ist so eingerichtet, daß sie den fixierten Kontakt 112 und den beweglichen Kontakt 113 bedeckt. Daraus resultierend steigt die Gesamtlänge in longitudinaler Richtung stark an, was mit einem Teil des Motors interferiert.
Der Koaxialstarter nach der vorliegenden Erfindung wird detailliert beschrieben werden mit Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform, welche in der begleitenden Zeichnung illustriert ist.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des Koaxialstarters nach der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform beinhaltet der Koaxialstarter 20 einen Gleichstrommotor 25, der Permanentmagneten 22 umfaßt, welche in Intervallen auf der inneren Umfangsoberfläche eines Jochs 21a angeordnet sind, welches einen magnetischen Kreis und eine äußere Wand bildet, einen Anker 23, der drehbar angeordnet ist in dem zentralen Abschnitt des Jochs 21a, und einen Kommutator 24 herkömmlichen Typs, vorgesehen auf der einen Endseite des Ankers 23.
Der Anker 23 in dem Gleichstrommotor 25 besteht aus einer hohlen Ankerwelle 26 und einem Ankerkern 27, befestigt an dem äußeren Umfang der Welle 26. Eine Ausgangswelle 28 ist angeordnet an der axialen einen Endseite des Gleichstrommotors 25, d.h. an der Vorderseite (rechte Seite in Fig. 1) davon, so daß die Rotationskraft auf die Ausgangswelle 28 durch eine Antriebsleistungs-Übertragungsvorrichtung 29 übertragen wird. Die Antriebsleistungs-Übertragungsvorrichtung 29 besteht aus einem planetenförmigen Reduktionsgetriebezug 30, einer Freilaufkupplung 31 und einem schrägverzahnten Ritzel 28b, gebildet auf der Ausgangswelle 28, in Eingriff bringbar mit einem Kupplungsinnenteil 31a der Freilaufkupplung 31. Die Ausgangswelle 28 ist koaxial angeordnet bezüglich der Ankerwelle 26 des Gleichstrommotors 25. Ein Ende der Ausgangswelle 28 ist eingesetzt in einen Innenweg 26a der Ankerwelle 26, so daß die Ausgangswelle 28 axial gleitfähig unterstützt ist, durch ein Lager (Gleitlager) 32, angeordnet zwischen der Ausgangswelle 28 und dem inneren Umfang der Ankerwelle 26.
Die Rotationskraft der Ankerwelle 26 wird übertragen auf die Ausgangswelle 28 durch den planetenförmigen Reduktionsgetriebezug 30 und die Freilaufkupplung 31. Der planetenförmige Reduktionsgetriebezug 30 besteht aus einem Sonnengetriebe 30a, einheitlich gebildet auf dem äußeren Umfang an einem Ende der Ankerwelle 26, einem internen Getriebe 30b, gebildet auf der inneren Oberfläche des Jochs 21a des Motors bezüglich dem Zentrum des Sonnengetriebes 30a und einer Vielzahl von Planetengetrieben 30b in Eingriff mit dem Sonnengetriebe 30a und dem internen Getriebe 30b und drehbar unterstützt durch eine zentrale Unterstützungswelle 30c, welche an einem Kupplungsaußenteil 31b der Freilaufkupplung 31 befestigt ist. Das Kupplungsinnenteil 31a der Freilaufkupplung 31 steht in Eingriff mit dem schräg verzahnten Ritzel 28b, gebildet auf dem äußeren Umfang eines radial nach außen vorstehenden Abschnitts 28a der Ausgangswelle 28, so daß die Ausgangswelle 28 axial verschoben wird, während die Rotationskraft von dem Kupplungsinnenteil 31a empfangen wird. Dementsprechend wird ein Ritzel 33 befestigt mit dem Vorderende der Ausgangswelle 28 von einem Vorderausleger 21b durch das Gleiten der Ausgangswelle 28 nach vorn geschoben, so daß das Ritzel 33 in Eingriff gebracht wird mit einem Ringgetriebe (nicht gezeigt) des Motors, um es anzudrehen.
Auf einer Hinterseite eines Hinterauslegers 21c angepaßt befestigt mit dem Minterende des Gleichstrommotors 25, ist eine elektromagnetische Schalteinheit 34 vorgesehen, um die Ausgangswelle 28 zu verschieben und um die elektrische Versorgung für eine Batterie an den Gleichstrommotor 25 möglich zu machen durch das Schließen eines Schlüsselschalters (nicht gezeigt) des Fahrzeugs. Die elektromagnetische Schalteinheit 34 beinhaltet eine Erregerspule 37, aufgewunden auf einen Plastikspulenkörper, unterstützt durch Vorder- und Rückseitenkerne 36a und 36b, welche einen magnetischen Weg zusammen mit einem Gehäuse 35, einem Tauchkolben 38, der gleitfähig angeordnet ist an einem zentralen Öffnugnsabschnitt des Spulenkörpers, bilden, einer röhrenförmigen Stange 39, deren eines Ende mit dem Tauchkolben 38 befestigt ist und dessen anderes Ende sich in den Innenweg 26a von dem Hinterende der Ankerwelle 26 erstreckt, und einem beweglichen Kontakt 41, der auf der Stange 39 über einen Isolator 40 befestigt ist. Eine Kraftstange 42 ist gleitfähig eingesetzt in das Innere der röhrenförmige Stange 39. Die Kraftstange 42 erstreckt sich nach vorne von dem Vorderenden-Öffnungsabschnitt der röhrenfömrigen Stange 39, so daß das Vorderende der Kraftstange 42 durch einen Stahlball 43 die innerste Wand eines Hohlraums, gebildet auf der Endoberfläche der Ausgangswelle 28, berührt.
Das Hinterende der röhrenförmigen Stange 39 ist geschlossen, um einen Blockabschnitt 39a zu bilden. Eine Wendelfeder 44 ist innerhalb der Stange 39 angeordnet, so daß die Enden der Wendelfeder 44 bezüglich einer Endoberfläche des Blockabschnitts 39a und einer Endoberfläche der Kraftstange 42 fixiert sind. Wenn sich die röhrenförmige Stange 39 bewegt, übt die Wendelfeder 44 eine Druckkraft auf die Kraftstange 42 aus, so daß die Wendelfeder 35 eine Zwangskraft auf die Ausgangswelle 28 ausübt. Da die Gesamtlänge in longitudinaler Richtung der Feder 44 relativ lang eingerichtet werden kann durch Anordnen der Wendelfeder 44 innerhalb der röhrenförmigen Stange 39, kann eine geeignete Last erhalten werden durch eine geeignete Federspannung. Eine Wendelfeder 48 ist angeordnet, um die röhrenförmige Stange 39 in ihre Ausgangsposition zurückzubringen. Eine Wendelfeder 45 ist ebenfalls angeordnet, um den Stahlball 43 in einer vorbestimmten Position zu halten.
Wie in Fig. 1 gezeigt, besteht das Lager (wie z.B. ein Gleitlager) 32, welches fest angebracht ist an dem inneren Umfang in dem Innenweg 26a der Ankerwelle 26, um die Ausgangswelle 48 gleitfähig bezüglich der Ankerwelle 26 zu unterstützen, aus einem röhrenförmigen Lagerabschnitt 32a, um eine radiale Belastung der Ausgangswelle 28 zu empfangen, und einem flanschförmigen Lagerabschnitt 32b, der sich radial nach außen erstreckt an dem Vorderabschnitt des röhrenförmigen Lagerabschnitts 32a und zwischen der vordere Oberfläche der Ankerwelle 26 und der Endoberfläche des Abschnitts mit großem Durchmesser der Ausgangswelle liegt, um hauptsächlich eine Schubbelastung durch den Abschnitt 28b mit großem Durchmesser der Ausgangswelle zu empfangen. Das Hinterende des röhrenförmigen Lagerabschnitts 32a in dem Lager 32 endet vor einer Position, wo die Ankerwelle 26 in dem Motor mit dem Ankerkern 27 verbunden ist. Das soll die folgenden Probleme verhindern. Wenn das Lager sich erstreckt zu der Montageposition des Ankerkerns, wird der Wellenabschnitt oft verzerrt, wenn Kurdeln auftritt an dem zentralen Abschnitt der Ankerwelle 26 zum Befestigen des Ankerkerns damit. Es treten Probleme in der Art auf, daß die druckempfangende Fläche des Lagers reduziert wird und darin, daß die Kraftaufnahme des Lagers nicht hinreichend groß gemacht werden kann.
Es ist wohl bekannt, daß vier Bürsteneinheiten 49 zu gleiche Intervallen um den Kommutator 24 des Gleichstrommotors 25, wie gezeigt in Fig. 2, angeordnet sind. Weiterhin sind nach der vorliegenden Erfindung zwei Anschlußbolzen 46 und 47 zwischen den Bürsteneinheiten 49 angeordnet. Die Anschlußbolzen 46 und 47 sind befestigt mit Harzklammern 50 und 51 durch Einformen und positioniert durch Befestigen der Harzklammern 50 und 51 in jeweiligen Einschnitten, die ausgebildet sind an der Umfangsoberfläche ded Minterauslegers 21c. Innere Enden 46a und 47a der Anschlußbolzen 46 und 47, jeweils gehalten von den Harzklammern 50 und 51, erstrecken sich durch die Endoberfläche des Hinterauslegers 21c zu einem Raum, wo der bewegliche Kontakt der elektromagnetischen Schalteinheit 34 sich hinbewegt, wodurch sie fixierte Kontakte bilden, die den beweglichen Kontakt 41 berühren können, wenn der bewegliche Kontakt 41 in eine vorbestimmte Position kommt. Ein Paar Abdeckscheiben 53, mit jeder von beiden ein Draht 52 verbunden ist, sind an dem Kopf eines Terminalbolzens 46 durch eine Schraubenmutter befestigt. Die Drähte 52 sind jeweils verbunden mit den Bürsten 49a eines Paars von Bürsteneinheiten 49, welche einander gegenüberliegen. Bürsten 49a eines weiteren Paars von Bürsteneinheiten 49 sind mit Masse an den jeweiligen Basisplatten verbunden. Eine Abdeckscheibe 55, mit der ein Draht 54 verbunden ist, ist befestigt mit dem Kopf des anderen Anschlußbolzens 47 durch eine Schraubenmutter. Der Draht 54 ist verbunden mit dem positiven Anschluß der Batterie (nicht gezeigt).
Im folgenden wird der Betrieb des Starters 20 kurz beschrieben werden.
Wenn ein Starterschalter eines Fahrzeuges geschlossen wird, wird die elektromagnetische Schalteinheit 34 mit Energie versorgt, um den Tauchkolben 38 vorwärts zu bewegen, um dadurch die röhrenförmige Stange 39 zu bewegen. Dann wird die Wendelfeder 44 in ihrem Innern zusammengedrückt, um eine Druckkraft auf die Kraftstange 42 auszuüben, so daß die Ausgangswelle 28 vorwärts bewegt wird. Dementsprechend wird das Ritzel 33 in Eingriff gebracht mit dem Ringgetriebe des Motors und zur gleichen Zeit berührt der bewegliche Kontakt 41 auf der röhrenförmigen Stange 29 die fixierten Kontakte 46a und 47a. Somit kann der Gleichtstrommotor 25 eingeschaltet werden. Daraus resultierend wird die Rotationskraft der Ankerwelle 26 in dem Gleichstrommotor 25 an die Ausgangswelle 28 über den planetenförmigen Reduktionsgetriebezug 30 und die Freilaufkupplung 31 übertragen, so daß der Motor durch die Rotation des Ritzels 32 angetrieben wird.
Wenn der Motor startet, wird die elektrische Versorgung für die elektromagnetische Schalteinheit 34 abgeschnitten. Dann wird die Ausgangswelle 28 in ihre Originalposition zurückgebracht durch die Rückholfeder, die an einer geeigneten Stelle angebracht ist, so daß das Ritzel 33 von dem Motorenringgetriebe gelöst wird. Jedoch kann die Rotationskraft umgekehrt übertragen werden von dem Motor während der kurzen Zeit, die erforderlich ist zum Lösen des Ritzels 33 von dem Ringgetriebe nach dem Start des Motors, so daß die Ausgangswelle 28 mit hoher Geschwindigkeit gedreht werden kann. Die Freilaufkupplung 31 verhindert die Hochgeschwindigkeitsumdrehung der Ausgangswelle 28 aufgrund der Tatsache, daß die umgekehrte Übertragung von dem Motor an den Gleichstrommotor 25 verhindert wird. Jedoch wird, wenn die Ausgangswelle 28 in ihre Ausgangsposition zurückkehrt, die hintere Oberfläche des Abschnitts 28b mit großem Durchmesser in Kontakt gebracht mit der Endoberfläche des flanschartigen Lagerabschnittes 32b des Lagers 32, während die Ausgangswelle mit hoher Geschwindigkeit rotiert. Somit berührt die hintere Oberfläche des Abschnitts mit großem Durchmesser 28b der Ausgangswelle 28 nicht die vordere Oberfläche der Ankerwelle 26 direkt, da die hintere Oberfläche in Kontakt gebracht wird mit dem Schublagerabschnitt 32b. Dementsprechend kann ein Abrieb der Ankerwelle 26 und der Ausgangswelle 28 verhindert werden. Wenn die Ausgangswelle 28 zurückkornt, kommt die röhrenförmige Stange 39 auch zurück. Daraus resultierend wird der bewegliche Kontakt 41 von dem fixierten Kontakt 46 gelöst, wodurch die elektrische Versorgung für den Gleichstrommotor 25 abgeschnitten wird.
Obwohl die obige Ausführungsform den Fall gezeigt hat, wo das Lager 32 aus dem röhrenförmigen Lagerabschnitt 32a zum Empfangen einer radialen Belastung und dem flanschförmigen Lagerabschnitt 32b, der angeordnet ist in dem vorderendenseitigen äußeren Umfangsbereich des röhrenförmigen Lagerabschnitts 32a, um eine Schiebebelastung zu empfangen, ist es selbstverständlich, daß der gleiche Effekt erhalten werden kann durch eine andere Ausführungsform, wie gezeigt in Fig. 3, der eine Aussparung 26b mit großem Durchmesser relativ lang in der axialen Richtung gebildet wird auf der Vorderseite der Ankerwelle 26, so daß ein röhrenförmiges Lager 56 länger in der Axialrichtung als die Aussparung 26b mit großem Durchmesser fest eingepaßt wird in die Aussparung 26b mit großem Durchmesser. Da das Vorderende des Lagers 56, das die hintere Oberfläche des Abschnittes mit großem Durchmesser 28b der Ausgangswelle 28 berührt und sein Rückseitenende die innere Endoberfläche (Oberfläche senkrecht zur axialen Linie) 26c der Aussparung 26b mit großem Durchmesser berührt, kann das Lager 56 sowohl eine radiale Belastung als auch eine Schubbelastung empfangen.
Derselbe Effekt kann erhalten werden durch eine weitere Ausführungsform, wie gezeigt in Fig. 4, bei der eine Aussparung 26b mit großem Durchmesser mit geringer Länge in axialer Richtung gebildet wird auf dem inneren Umfang in dem Vorderabschnitt der Ankerwelle 26, um ein ringförmiges Lager 57 zwischen die vordere Oberfläche der Ankerwelle 26 und die hintere Oberfläche des Abschnitts mit großem Durchmesser der Ausgangswelle 48 dazwischenzusetzen, um nur eine Schiebebelastung zu empfangen, so daß das ringförmige Lager 57 fest eingepaßt ist in die Aussparung 26b mit großem Durchmesser. Jedoch in diesem Fall entsteht das Problem, daß zwei Teile erforderlich sind, da ein weiteres Lager 58 vorgesehen werden muß, um eine radiale Belastung zu empfangen. Obwohl die Ausführungsform den Fall gezeigt hat, wo ein herkömmlicher Kommutator benutzt wird, kann selbstverständlich der gleiche Effekt erhalten werden, in dem Fall, wo ein frontartiger (oder face-type) Kommutator bentutzt wird. Die Harzklammern 50, 51, an denen die Anschlubolzen 46 und 47 durch Einformen fixiert sind, können miteinander verbunden sein, um einen plattenähnlichen Körper zu bilden.
Wie oben beschrieben, können nach dem Koaxialstarter der vorliegenden Erfindung, wenn ein Teil der Ausgangswelle, die koaxial angeordnet ist bezüglich der Ankerwelle, die röhrenförmig in dem Motor vorgesehen ist, eingeführt wird in den Innenweg der Ankerwelle und unterstützt wird, um gleitfähig in axialer Richtung zu sein, die vordere Oberfläche der Ankerwelle und die hintere Oberfläche des Abschnitts mit großem Durchmesser der Ausgangswelle daran gehindert werden, einander direkt zu berühren durch das dazwischengesetzte Lager. Dementsprechend kann ein Abrieb aufgrund des Kontaktes dazwischen, verursacht durch die Rotationsdifferenz, vermieden werden. Demzufolge kann die Erfindung einen Koaxialstarter schaffen, der exzellent in seiner Beständigkeit und Zuverlässigkeit ist.
Ebenfalls wird nach dem Koaxialstarter der vorliegenden Erfindung ein Raum zwischen den Bürsteneinheiten, die angeordnet sind in der Umgebung des Kommutators im Gleichstrommotor, benutzt zur Anordnung der Anschlußbolzen mit den fixierten Kontakten als Bestandteil der elektromagnetischen Schalteinheit, woraus resultierend die Gesamtlänge in longitudinaler Richtung des Starters reduziert wird.
Weiterhin wird nach dem Koaxialstarter der vorliegenden Erfindung eine Stange, die befestigt ist mit dem Tauchkolben der elektromagnetischen Schalteinheit, wie eine Röhre gestaltet, eine Kraftstange eingesetzt in die röhrenförmige Stange und eine Wendelfeder angeordnet innerhalb der röhrenförmigen Stange, um so eine Schubkraft auf die Kraftstange auszuüben, so daß die Kraftstange, die die Schubkraft empfängt, eine zwangskraft auf die Ausgangswelle ausübt. Daraus resultierend kann eine relativ lange wendelfeder benutzt werden zum Schieben der Kraftstange, ohne Erhöhen der Gesamtlänge in longitudinaler Richtung des Starters. Dementsprechend kann eine angemessene Belastung erhalten werden druch eine angemessene Federspannung, so daß der exzellente Koaxialstarter erhalten wird.
Wie oben beschrieben, wird wenn die elektromagnetische Schalteinheit energieversorgt wird, der Tauchkolben bewegt. Wenn sich der Tauchkolben bewegt, wird die röhrenförmige Stange bewegt, um die Wendelfeder zusammenzupressen, die innerhalb des Inneren davon angeordnet ist, um dadurch eine Schubkraft auf die Kraftstange auszuüben. Daraus resultierend, wird die Ausgangswelle in axialer Richtung durch den Druck der Kraftstange bewegt, so daß das Ritzel in Eingriff gebracht wird mit dem Ringgetriebe des Motors und so daß der bewegliche Kontakt, vorgesehen in der röhrenförmige Stange, den fixierten Kontakt berührt. Somit wird der Motor eingeschaltet. Daraus resultierend wird die Rotationskraft der Ankerwelle übertragen auf das Ritzel über die Einwegkupplung, um den Motor anzutreiben. Nachdem der Motor startet, wird die Stromversorgung für die elektromagnetische Schalteinheit abgeschnitten, so daß die röhrenförmige Stange sowie der Tauchkolben in ihre Ausgangsposition zurückkehren. Ebenfalls kehrt die Ausgangswelle in ihre Ausgangsposition zurück. Zu dieser Zeit wird die Endoberfläche des Abschnitts mit großem Durchmesser der Ausgangswelle in Kontakt gebracht mit der Endoberfläche der Ankerwelle über das Lager. Die elektrische Versorgung für den Motor wird auch abgeschnitten, während das Ritzel gelöst wird von dem Ringgetriebe des Motors durch das Rückkehren der Ausgangswelle.

Claims

1. Koaxialstarter mit:

einem Motor (25), der eine rohrförmige rotierende Ankerwelle (26) beinhaltet, an der ein Anker (23) mit einem Ankerkern (27) befestigt ist;

einer rotierenden Ausgangswelle (28), deren eines Ende vorgesehen ist an einem Ende des Motors in einer axialen Richtung davon, auf die die Rotation des Motors (25) übertragbar ist durch eine eindimensionale Kupplungsvorrichtung (31), wobei das andere Ende der rotierenden Ausgangswelle (28) in der axialen Richtung davon gleitfähig innerhalb der rohrförmigen Ankerwelle (26) ist;

einem Lager (32), das so angeordnet ist, daß es eine vordere Endf läche der Ankerwelle (26) weghält von einer hintere Oberfläche eines Abschnittes mit großem Durchmesser der Ausgangswelle (28);

einem Ritzel (33), das auf dem einen Ende der rotierenden Ausgangswelle (28) vorgesehen ist;

einer elektromagnetischen Schaltvorrichtung (34), die an dem anderen Ende des Motors (25) in der axialen Richtung davon vorgesehen ist, wobei die elektromagnetische Schaltvorrichtung (34) eine Stange (39) hat, die sich in einen inneren Durchgang, gebildet in der rotierenden Ankerwelle (26), erstreckt, zum Ermdglichen eines Anwendens einer Schubkraft auf die rotierende Ausgangswelle (28),

wobei ein beweglicher Kontakt (41) an der Stange (39) über einen Isolator (40) befestigt ist;

einem Kommutator (24), der an der rotierenden Ankerwelle befestigt ist; und

einem Paar fixierter Kontakte (46a, 47a), die jeweils mit dem Kommutator (24) und einem Anschlußbolzen (47) verbunden sind, wobei der bewegliche Kontakt (41) in Kontakt bringbar ist mit den fixierten Kontakten (46a, 47a), um eine elektrische Verbindung zwischen dem Anschlußbolzen (47) und dem Kommutator (24) zu bewirken,

dadurch gekennzeichnet, daß

der Anschlußbolzen (47) und ein weiterer motorverbundener Anschlußbolzen (46) mit einem Rahmen für den Motor (25) verbunden sind zwischen einer Vielzahl von Bürstenvorrichtungen (49), angeordnet um den Kornutator (24), der an dem anderen Ende des Motors (25) in der axialen Richtung liegt.

2. Koaxialstarter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

der Anker (23) befestigt ist an der rohrförmigen Ankerwelle (26), wobei die röhrenförmige Ankerwelle (26) mit einem inneren Durchgang versehen ist und eine vorderen Endfläche davon senkrecht zur axialen Richtung davon ist;

das Ritzel (33) löslich in Eingriff bringbar ist mit einem Ringgetriebe eines Motors und das andere Ende von der Ausgangswelle in den inneren Durchgang der rohrförmigen Ankerwelle (26) einbringbar ist, um axial gleitfähig zu sein; und

ein Lager (32) vorgesehen ist zwischen der vorderen Endfläche der Ankerwelle (26) und einer hinteren Endfläche des Abschnitts mit großem Durchmesser der Ausgangswelle (28).

3. Koaxialstarter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Ankerwelle (26) versehen ist mit einer Aussparung großen Durchmessers, die ausgebildet auf einem inneren Umfangsabschnitt auf der vorderen Endseite der Ankerwelle (26) ist, und das Lager gebildet ist durch ein röhrenförmiges Element (32), welches in die Aussparung mit großem Durchmesser eingesetzt ist und länger in der axialen Richtung als die Aussparung mit großem Durchmesser ist, um so von der vorderen Endfläche der rohrförmigen Ankerwelle vorzuspringen.

4. Koaxialstarter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager einen ersten Lagerabschnitt (32a) rohrförmiger Gestalt zum Empfangen einer radialen Belastung umfaßt, welcher zwischengesetzt ist zwischen die innere Umfangsoberfläche der Ankerwelle (26) und die äußeren Umfangsoberfläche der Ausgangswelle (28), und einen zweiten Lagerabschnitt (32b) flanschartiger Gestalt zum Empfangen einer Schiebebelastung, welcher sich radial nach außen auf einer vorderen Endseite des ersten Lagerabschnitts erstreckt und zwischengesetzt ist zwischen die vordere Endfläche der Ankerwelle (26) und der hinteren Endfläche des Abschnittes mit großem Durchmesser der Ausgangswelle (28).

5. Koaxialstarter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Ende des Lagers aufhört vor einer Position, wo der Ankerkern (27) des Motors (25) an der Ankerwelle (26) befestigt ist.

6. Koaxialstarter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Ende des ersten Lagerabschnitts (32a) endet vor einer Position, an der Ankerkern (27) des Motors an der Ankerwelle (26)befestigt ist .

7. Koxialstarter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Schaltvorrichtung (34) mit einem Tauchkolben (38) versehen ist, der in axialer Richtung der Ankerwelle bewegt wird, wenn die elektromagnetische Schalteinheit erregt wird, wobei ein Ende der Stange mit dem Tauchkolben (38) verbunden ist und das andere Ende davon sich durch den Innenweg der Ankerwelle (26) erstreckt, um so in Kontakt mit einer Endfläche der Ausgangswelle zu sein, und eine Wendelfeder (44) innerhalb der Stange (39) angeordnet ist, um auf die Kraftstange (42) in axialer Richtung zu drücken.

8. Koaxialstarter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (39) aus nichtmagnetischem rostfreiem Stahl hergestellt ist.