HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft einen koaxialen Anlasser, bei dem
eine drehbare Ankerwelle eines Motors, eine Stange eines
Magnetschalters und eine drehbare Abtriebswelle auf einer
geineinsainen Achse angeordnet sind, und insbesondere einen
koaxialen Anlasser mit einer Kern- und
Kontaktanschlußanordnung, bei der ein Eisenkern eines Magnetschalters und
Kontaktanschlüsse in einer Einheit angeordnet sind.
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Fig. 1 ist ein Schnitt, der den Aufbau eines herkömmlichen
koaxialen Anlassers zeigt. In dieser Figur bezeichnet 1
einen Gleichstrommotor, 2 ist dessen Anker, der mit einer
hohlen drehbaren Ankerwelle 3 integral ausgebildet ist. Ein
Einsetzwellenbereich 4a einer drehbaren Abtriebswelle 4 ist
in einen inneren Durchgang 3a der drehbaren Ankerwelle 3
eingesetzt und von einer Lagerbuchse 5 axial verschiebbar
abgestützt, die in den Innenumfangsbereich des inneren
Durchgangs 3a fest eingefügt ist. Ein
Antriebskraft-Übertragungsmechanismus 6, der ein Planetenuntersetzungsgetriebe 7
und einen Freilaufkupplungsmechanismus 8 aufweist, ist
angeordnet, uin eine Antriebskraft von der drehbaren Ankerwelle 3
auf die drehbare Abtriebswelle 4 zu übertragen.
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Das Planetenuntersetzungsgetriebe 7 weist folgendes auf: ein
Sonnenrad 7a, das am Außenumfang des Vorderendes der
drehbaren Ankerwelle 3 gebildet ist; Planetenräder 7b, die mit dem
Sonnenrad 3 in Eingriff sind; ein Kupplungsaußenelement 8a,
an dem zentrale Gelenkzapfen 7c befestigt sind und einen
Planetenradarin 7b bilden; und ein Innenrad 7d, das in dem
Innenumfangsbereich eines vorderen Halteelements 9 geformt
und mit den Planetenrädern 7b in Eingriff ist. Ferner weist
der Freilaufkupplungsmechanismus 8 das äußere
Kupplungselement
8a, ein inneres Kupplungselement 8b und dazwischen
befindliche Rollen 8c auf, und das innere Kupplungselement 8b
ist mit schraubenförinigen Keilwellennuten 4c, die auf dem
durchmessergroßen Bereich 4b der drehbaren Abtriebswelle 4
gebildet sind, in Keilnuteingriff. Der vordere Endbereich
der drehbaren Abtriebswelle 4 weist ein Ritzel 10 auf, das
init dem Zahnkranz der Brennkraftmaschine in Eingriff
gelangt, wenn es vorwärtsbewegt wird.
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Mit 11 ist ferner ein Magnetschalter bezeichnet, der hinter
dem Gleichstrommotor 1 angeordnet ist, und 11a ist sein
Festkontakt, 11b ist ein beweglicher Kontakt, 11c ist eine
Kolbenstange, und 12 bezeichnet eine Abdeckung zum Abdecken
des Hinterendes.
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Bei dem so aufgebauten koaxialen Anlasser wirkt der
Magnetschalter 11 so, daß er den Gleichstrommotor 1 aktiviert, um
eine Drehbewegung zu erzeugen, die auf das Ritzel 10 über
das Planetenuntersetzungsgetriebe 7 und die Freilaufkupplung
8 übertragen wird. Durch die Vorwärtsbewegung der
Kolbenstange 11c des Magnetschalterse 11 wird ferner die drehbare
Abtriebswelle 4 vorwärtsgetrieben, um das Ritzel 10 mit dein
Zahnkranz der Brennkraftmaschine in Eingriff zu bringen.
Dadurch wird die Brennkraftmaschine angelassen, und nach dem
Anlassen wirkt der Freilaufkupplungsinechanisinus 8, um ein
Leerdrehen auf der Seite des Ritzels 10 zuzulassen, so daß
ein umgekehrter Antrieb des Gleichstrominotors 1 von der
Seite der Brennkraftmaschine verhindert wird.
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Bei dem oben beschriebenen herkömmlichen koaxialen Anlasser
ist jedoch der Festkontakt 11a hinter dem
Magnetschaltermechanismus 11 angeordnet, und außerdem sind sowohl der
bewegliche Kontakt 11b, der mit dem Festkontakt 11a in Kontakt
gelangt, als auch die Abdeckung 12 vorgesehen, so daß das
Problem auftritt, daß die Gesamtlänge sehr groß wird und der
Brennkraftmaschine Platz wegnimmt.
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Zur Lösung der genannten Probleme wurde von der Anmelderin
bereits ein koaxialer Anlasser vorgeschlagen, der in den
Fig. 2 und 3 gezeigt ist. In diesen Figuren ist Fig. 2 eine
Vorderansicht des koaxialen Anlassers, wobei der
geschnittene Teil im wesentlichen den Bereich des Magnetschalters
zeigt, und Fig. 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht
der Bürstenanordnung. In Fig. 2 weist der koaxiale Anlasser
20 folgendes auf: einen Gleichstrommotor 26, der im
wesentlichen aus einem Permanentmagneten 22, der an der
Innenumfangsfläche eines Jochs 21 fest angebracht ist, das eine
Magnetbahn definiert, und aus einer äußeren Wand in
vorbestimmten umfangsmäßigen Abständen besteht, einen Anker 23,
der an dem zentralen Bereich des Jochs 21 drehbar angeordnet
ist, und einen Kommutator 24, der an der rückwärtigen Seite
des Ankers 23 angeordnet und an dessen Umfang die Bürste 25
angebracht ist, sowie einen
Antriebskraft-Übertragungsmechanismus und einen Freilaufkupplungsmechanismus, die in der
Schnittdarstellung nicht gezeigt sind. Der Anker 23 des
Gleichstrommotors 26 besteht aus einer hohlen drehbaren
Ankerwelle 27, einem Ankerkern 28, der an dem Außenumfang der
drehbaren Ankerwelle 27 integral angebracht ist, und einer
Ankerspule 29, die in den Ankerkern 28 eingesetzt und an
ihrem hinteren Ende mit dem Kommutator 24 verbunden ist.
Eine drehbare Abtriebswelle 30 ist an der inneren
Vorderseite der hohlen drehbaren Ankerwelle 27 angeordnet, und ein
Ritzel 31 ist auf dem vorderen Endbereich der drehbaren
Abtriebswelle 30 angebracht.
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Da die Komponenten, die in Fig. 2 nicht im Schnitt gezeigt
sind, denjenigen der Konstruktion des koaxialen Anlassers
von Fig. 1 gleichen, werden sie hier nicht beschrieben. Die
Bürste 25 ist in einem Bürstenhalterbereich 32a eines
Bürstenhalters 32 aus Kunststoff untergebracht, und in dem
Bürstenhalter 32 sind ein äußerer Anschlußgewindebereich 33a,
um ein Kabel (nicht gezeigt) von der Stromversorgung damit
zu verbinden, ein versorgungsseitiger Festkontakt 33, der
mit dem äußeren Anschlußgewindebereich 33a verbunden ist,
und ein bürstenseitiger Festkontakt 34, der mit der Bürste
25 verbunden ist, integral geformt. 35 ist ein im
wesentlichen becherförmiges Gehäuse, an dessen Innenumfangsfläche
ein Lager 36 angesetzt ist, um das Hinterende der drehbaren
Ankerwelle 27 abzustützen, und das eine Außenwand hat, die
den Bürstenhalter 32 abdeckt und an dem rückwärtigen Bereich
des Jochs 21 fest angebracht ist, dessen Hinterende an
seiner vorspringenden Fläche T mit einem Kern 40 in Kontakt
ist, der noch beschrieben wird. Eine Schraube 37 ist
angeordnet, um den Bürstenhalter 32 und das Gehäuse 35
miteinander zu verbinden.
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Die oben beschriebenen Festkontakte 33 und 34 springen nach
hinten aus der Durchgangsöffnung 35a vor, die in dem Gehäuse
35 gebildet ist, dessen Aufbau unter Bezugnahme auf Fig. 3
erläutert wird. In Fig. 3 ist 34 der Festkontakt, der mit
der Bürste 25 verbunden und durch Zweistufen-Spritzgießen in
dem Bürstenhalter 32 geformt und mit der Bürste 25 über
einen nicht gezeigten Zuleitungsdraht verbunden ist. 33 ist
der versorgungsseitige Festkontakt, der mit dem äußeren
Anschlußgewindebereich 33a verbunden und ebenfalls durch
Zweistufen-Spritzgießen geformt ist. Die Formfläche M ist in
Anlage an dem Kern 40, der noch beschrieben wird, bündig mit
der vorspringenden Fläche T des Gehäuses 35. Die
Festkontakte 33 und 34 sind in die Durchgangsöffnung 35a des
Gehäuses 35 eingesetzt und so angeordnet, daß die Kontaktflächen
hinter der Endfläche des Gehäuses 35 und entgegengesetzt zu
dem beweglichen Kontakt 46 des Magnetschalters 38 liegen.
Ferner bezeichnen Pfeile in Fig. 3 die Reihenfolge des
Zusammenbaus, woraus ersichtlich ist, daß der Bürstenhalter 32
auf den Kommutator 24 aufgesetzt wird, wonach das Gehäuse 35
angebracht wird, um den Bürstenhalter 32 abzudecken, wobei
die Festkontakte 33 und 34 nach hinten vorspringen.
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In dem Magnetschalter 38 bezeichnet 40 einen
Eisenkernbereich, der gemeinsam mit dein Gehäuse 39 einen Magnetpfad
bildet, wobei der Eisenkernbereich 40 eine Erregerspule 42
haltert, die auf einen Kunststoff-Spulenkörper 41 gewickelt
ist. In dem Innenumfang des Spulenkörpers 41 ist ein Kolben
43 verschiebbar entlang der Innenumfangsfläche angebracht,
wobei an dein Kolben 43 ein Ende einer rohrförmigen Stange 44
befestigt ist, die aus nichtmagnetischein rostfreiem Stahl
besteht. Das andere Ende der Stange 44 ist in dem inneren
Durchgang der drehbaren Ankerwelle 27 positioniert, und an
der Stange 44 ist der bewegliche Kontakt 46 über ein
Isoliermaterial 45 gehalten, so daß der bewegliche Kontakt 46
mit den Festkontakten 33 und 34 in Kontakt gelangt, wenn der
Kolben 43 bewegt wird.
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Außerdem ist eine Schiebestange 47 gleitend in das Innere
der Stange 44 eingesetzt und von einer Schraubenfeder 48 in
Vorwärtsrichtung vorgespannt. Die Schiebestange 47 ist in
der drehbaren Ankerwelle 27 angeordnet, und ihr Vorderende
ist über eine Stahlkugel 49 mit der Bodenwand der
Ausnehmung, die in dem rückwärtigen Endbereich der drehbaren
Abtriebswelle 30 gebildet ist, in Anlage. Eine Schraubenfeder
50 ist auf der Außenseite der Schiebestange 47 angeordnet,
um die Stahlkugel 49 in eine vorbestimmte Position zu
drängen. Ferner bezeichnet 51 eine Platte aus einem
nichtmagnetischen Material, die das rückwärtige Ende des
Magnetschalters 38 abdeckt, 52 ist ein Durchgangsbolzen zum Befestigen
der obigen Mechanismen und Komponenten, 53 ist ein
Dichtelement, und 54 bezeichnet einen Innenraum (eine Kontaktkammer)
des Magnetschalters 38.
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Nachstehend wird der Betrieb des so aufgebauten koaxialen
Anlassers beschrieben. Wenn der nicht gezeigte
Anlasserschalter eines Fahrzeugs geschlossen wird, wird der
Magnetschalter 38 erregt. Dadurch wird der Kolben 43 veranlaßt,
sich gemeinsam mit der rohrförmigen Stange 44
vorwärtszubewegen, um die innere Schraubenfeder 48 zusammenzudrücken, so
daß auf die Schiebestange 47 eine Druckkraft aufgebracht
wird, um die drehbare Abtriebswelle 30 in Vorwärtsrichtung
zu treiben. Außerdem gelangt der bewegliche Kontakt 46 des
Magnetschalters 38 in Anlage an die Festkontakte 33 und 34,
um den Gleichstrommotor 26 mit der Stromversorgung zu
verbinden, so daß der Gleichstrommotor 26 die Drehkraft
erzeugt.
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Diese Drehantriebskraft wird durch den
Antriebskraft-Übertragungsmechanismus, der in der Zeichnung nicht gezeigt ist,
auf die drehbare Abtriebswelle übertragen, und das Ritzel
31, das durch die Vorwärtsbewegung der drehbaren
Abtriebswelle 30 mit dem Zahnkranz kämmt, wird gedreht, um die
Brennkraftmaschine anzulassen. Wenn die Stromversorgung zu
dem Magnetschalter 38 nach dem Anlassen der
Brennkraftmaschine unterbrochen wird, wird die drehbare Abtriebswelle 30
durch zweckmäßig vorgesehene Rückholfedern in ihre
Ausgangsstellung zurückgebracht, wobei das Ritzel 31 aus dem
Zahnkranz ausgerückt wird.
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Der so aufgebaute koaxiale Anlasser ist insofern
vorteilhaft, als die Länge des Anlassers in Axialrichtung erheblich
verkürzt und die Zahl von Teilen verringert ist, aber er
benötigt das Gehäuse 35 und den Bürstenhalter 32, die
kompliziert geformt sind, und es besteht die Forderung, daß die
Zahl der Teile weiter verringert wird.
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Da außerdem die Durchgangsöffnung 35a in dem Gehäuse
gebildet ist, das den Lagerabstützbereich der drehbaren
Ankerwelle 27 aufweist, ist die Tragfähigkeit gering, und das
Gehäuse kann nicht mit geringem Gewicht gebaut werden, so daß
kein leichter Anlasser erhalten werden kann.
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Außerdem besteht immer noch das Problem, daß die aufgrund
des Schleifkontakts zwischen der Bürste 25 und dem
Kommutator 24 erzeugten Bürstenteilchen leicht in den Raum gelangen
können, in dem sich die Gleitflächen des beweglichen
Kontakts 46 und des Kolbens 43 befinden (Kontaktkammer 54). Da
also der oben beschriebene koaxiale Anlasser eine
Konstruktion hat, bei der das Gehäuse 35 hinter dem Bürstenhalter 32
angeordnet ist, wird ein gewisser Raum in der Dimension der
Durchgangsöffnung 35a benötigt, durch die sich die
Festkontakte 33 und 34 erstrecken.
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Bei der Bewegung oder dergleichen des Kolbens 43 treten
daher die Bürstenpartikel aus der zentralen Öffnung des
Bürstenhalters 32 in die Kontaktkammer 54 durch den
Zwischenraum ein, der zwischen der Durchgangsöffnung 35a und den
Festkontakten 33 und 34 gebildet ist, und es stellen sich
somit die Probleme ein, daß die so eingedrungenen
Bürstenpartikel an der Gleitfläche des Kolbens 43 im Innenumfang
des Spulenkörpers 41 haften und sich dort sammeln, was eine
erwünschte Gleitbewegung behindert, und daß die so
eingedrungenen Bürstenpartikel an den Kontaktflächen des
beweglichen Kontakts 46 sowie der Festkontakte 33 und 34 haften,
was zu schlechtem Kontakt zwischen diesen führt.
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Die EP-A-277 566 zeigt einen ähnlichen koaxialen Anlasser,
der ähnliche Probleme aufweist.
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Fig. 4 zeigt einen weiteren herkömmlichen koaxialen
Anlasser, der so aufgebaut ist, daß eine drehbare Ankerwelle 102
eines Gleichstrommotors 101 hohl ist, und eine Schiebestange
104, die von einer Kolbenstange 103a eines Magnetschalters
103 abgestützt ist, der am hinteren Ende des
Gleichstrommotors 101 angeordnet ist, ist in einen inneren Durchgang 102a
der drehbaren Ankerwelle 102 so eingesetzt, daß sie an einer
Endfläche das hinteren Endbereichs einer drehbaren
Abtriebswelle 105 anliegt, die am vorderen Ende der drehbaren
Ankerwelle 102 koaxial angeordnet ist, so daß die drehbare
Abtriebswelle 105 in Vorwärtsrichtung herausgeschoben werden
kann.
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Bei dem so aufgebauten koaxialen Anlasser ist ein Kommutator
106 an dem hinteren Bereich der drehbaren Ankerwelle 102a
angebracht, und Bürsten 109, die von Haltern 108 gehalten
sind, die an einer Befestigungsplatte 107 angeordnet sind,
sind angeordnet, um um den Kommutator 106 herum einen
Gleitkontakt herzustellen. Hinter einer Kommutatoranordnung, die
den Kominutator 106, die Bürsten 109 und die Halter 108
aufweist, sowie zwischen der Anordnung und dein Magnetschalter
103 ist eine Anschlußanordnung 112, in der zwei
Anschlußbolzen 110 und 111 aus Kunststoff geformt sind, in Kerben
angebracht, die in der Umfangsfläche eines rückwärtigen
Haltearms 101b geformt sind, wie Fig. 4 zeigt, und an einer
Seitenfläche dieser Anschlußanordnung 112 sind zwei
Festkontakte 114 und 115, die miteinander durch einen beweglichen
Kontakt 113 des Magnetschalters 103 verbindbar sind, so
angebracht, daß sie davon vorspringen. Jeder Festkontakt 114
und 115 ist mit dem Anschlußbolzen 110 oder 111 integral
geformt und daher mit dem Anschlußbolzen 110 oder 111
elektrisch verbunden.
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Von zwei Anschlußbolzen 110 und 111 ist einer mit einer
Batterie B die an einem Fahrzeug angebracht ist, über eine
Leitung 116 verbunden, und der andere ist mit der Bürste 109
der positiven Seite über eine Leitung 117 sowie mit einem
Einführungsbereich einer Spule 118 des Magnetschalters
verbunden.
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In Fig. 4 bezeichnet 119 ein Ritzel, das an dem vorderen
Endbereich der drehbaren Abtriebswelle 105 angebracht und
fähig ist, mit einem Zahnkranz (nicht gezeigt) einer
Brennkraftmaschine durch die Hin- und Herbewegung der drehbaren
Abtriebswelle 105 in und außer Eingriff zu gelangen, 120 ist
ein Planetenuntersetzungsgetriebe, um die
Drehgeschwindigkeit der drehbaren Ankerwelle 102 zu reduzieren, und 121 ist
eine Freilaufkupplung, um die von dem
Planetenuntersetzungsgetriebe 120 reduzierte Drehgeschwindigkeit auf die drehbare
Abtriebswelle 105 zu übertragen und die umgekehrte
Übertragung der Drehung der drehbaren Abtriebswelle 105 auf den
Gleichstrommotor 101 zu verhindern, wenn diese von der
Brennkraftmaschine mit hoher Geschwindigkeit angetrieben
wird.
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Bei dem vorstehend beschriebenen koaxialen Anlasser sind
jedoch die Anschlußanordnung 112 und der Eisenkern 122, die
eine Komponente des Magnetschalters 103 sind, als getrennte
Teile geformt, so daß durch die erhöhte Anzahl von
Komponenten die Kosten höher sind, und die Zuverlässigkeit des
Produkts ist gering, weil die Anschlußanordnung nur in der
Kerbe des rückwärtigen Haltearms 101b angebracht und die
Abstützung nicht stark genug ist. Da außerdem die Festkontakte
114 und 115 dem Kern 112 benachbart sind, obwohl sie entlang
einer Axialrichtung angeordnet sind, ist die Gesamtlänge des
Anlassers groß.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
koaxialen Anlasser anzugeben, der die oben erörterten
Probleme des herkömmlichen koaxialen Anlassers nicht aufweist.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der
Bereitstellung eines koaxialen Anlassers, der einfach aufgebaut
ist und geringes Gewicht hat.
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Weiterhin ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen koaxialen
Anlasser anzugeben, bei dem das Eindringen von
Bürstenpartikeln in die Kontaktkammer des Magnetschalters verhindert
werden kann.
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Außerdem ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Kern- und
Kontaktanschlußanordnung anzugeben, in der der Kern des
Magnetschalters und die Kontakte zu einer einzigen Einheit
vereinigt sind.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung
einer Kern- und Kontaktanschlußanordnung, bei der die Zahl
von Komponenten verringert ist, die eine ausreichende
Stützfestigkeit
aufweist und die axiale Dimension des koaxialen
Anlassers verringert.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein koaxialer Anlasser
gemäß den beigefügten Patentansprüchen 1 und 2 angegeben.
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Bei dem koaxialen Anlasser gemäß der Erfindung nimmt ein
Eisenkernbereich eines Magnetschalters eine Ankerwelle
drehbar gelagert auf, und ein Motor und der Magnetschalter sind
durch den Eisenkernbereich getrennt, und an dem
Eisenkernbereich ist über ein Isoliermaterial der Festkontakt
angebracht. Daher wird kein zusätzliches Element zum Halten des
Festkontakts getrennt von dem Eisenkernbereich benötigt, so
daß die Konstruktion vereinfacht werden kann. Da außerdem
keine große Öffnung vorhanden ist und der Bereich aus Eisen
besteht, kann die Festigkeit des Lagers erhöht werden.
Außerdem können die Bürstenpartikel von dem Eisenkern daran
gehindert werden, in die Kontaktkammer des Magnetschalters
einzudringen.
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Außerdem ist bei der Kern- und Kontaktanschlußanordnung
geinäß der Erfindung ein Bereich eines scheibenförinigen Kerns,
der an dem axialen Endbereich eines Gehäuses eines
Magnetschalters angeordnet ist, ausgespart, um Fenster zu bilden,
und Hauptkörperbereiche von Festkontakten sind in dem
ausgesparten Bereich angeordnet, und die Hauptkörperbereiche der
Festkontakte sind gemeinsam mit einem Bereich des Kerns
durch Einbetten in ein Harzmaterial befestigt. Daher sind
die Hauptkörperbereiche der Festkontakte, mit denen der
bewegliche Kontakt des Magnetschalters in Kontakt gebracht
wird, in in dem Kern geformten Fenstern angeordnet, um den
Kern und die Festkontakte im wesentlichen in der gleichen
Ebene zu positionieren. Die Hauptkörperbereiche der
Festkontakte sind in das Harzmaterial gemeinsam mit einem Bereich
des Kerns eingebettet, um sie aneinander zu befestigen. Die
so erhaltene Kern- und Kontaktanschlußanordnung ist als
Einzelkomponente
an einem axialen Endbereich des Gehäuses des
Magnetschalters angeordnet und montiert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus der folgenden
Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung
mit den beigefügten Zeichnungen; die Zeichnungen zeigen in:
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Fig. 1 einen Schnitt eines herkömmlichen koaxialen
Anlassers;
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Fig. 2 einen Teilschnitt des bereits vorgeschlagenen
koaxialen Anlassers;
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Fig. 3 eine perspektivische Explosionsansicht der
Bürstenanordnung;
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Fig. 4 einen Schnitt durch einen weiteren herkömmlichen
koaxialen Anlasser;
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Fig. 5 einen Schnitt durch den herkömmlichen koaxialen
Anlasser entlang der Linie V-V von Fig. 4;
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Fig. 6 ein elektrisches Schaltschema des typischen
Anlassers;
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Fig. 7 ein Schnitt durch den Hauptbereich des koaxialen
Anlassers einer Ausführungsform der Erfindung;
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Fig. 8 eine Perspektivansicht des Eisenkernbereichs des
obigen koaxialen Anlassermotors;
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Fig. 9 einen Schnitt durch den Hauptbereich des koaxialen
Anlassers einer weiteren Ausführungsform der
Erfindung;
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Fig. 10 eine Vorderansicht, die die Kern- und
Kontaktanschlußanordnung einer Ausführungsform der
Erfindung zeigt;
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Fig. 11 einen Schnitt durch die Kern- und
Kontaktanschlußanordnung entlang der Linie XI-XI von Fig. 10;
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Fig. 12 einen Schnitt durch die Kern- und
Kontaktanschlußanordnung entlang der Linie XII-XII von Fig. 10;
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Fig. 13 eine Vorderansicht, die den Kern der Kern- und
Kontaktanschlußanordnung der Ausführungsform nach
Fig. 10 zeigt;
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Fig. 14 einen Schnitt durch den Kern entlang der Linie
XIV-XIV von Fig. 13;
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Fig. 15 einen teilweisen Schnitt, der den koaxialen
Anlasser zeigt, der die Kern- und
Kontaktanschlußanordnung der Ausführungsform von Fig. 10 verwendet;
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Fig. 16 eine Vorderansicht, die das Anschlußkontaktbett
zeigt, das bei dem koaxialen Anlasser von Fig. 15
verwendet wird; und
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Fig. 17 eine vergrößerte teilweise Unteransicht, die den
Verbinderanschlußbereich des Anschlußkontaktbetts
von Fig. 16 zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Fig. 7 ist ein Schnitt des Hauptbereichs des koaxialen
Anlassers einer Ausführungsform der Erfindung, und Fig. 8 ist
eine Perspektivansicht des Eisenkernbereichs des koaxialen
Anlassers, gesehen von der Seite des Gleichstrommotors.
Dabei bezeichnet 55 einen Eisenkernbereich, der einen
Magnetpfad
für den Magnetschalter 38 bildet und in dem integral
folgende Teile geformt sind: ein Grundplattenbereich 55a,
ein vorspringender Bereich 55b, der von dem
Grundplattenbereich 55a nach vorn ragt, und ein Abstützbereich 55c, der
von dem zentralen Bereich des vorspringenden Bereichs 55b
weiter vorspringt, um die drehbare Ankerwelle 27
abzustützen. An dem Eisenkernbereich 55 sind ferner durch damit
integrales Anformen angebracht: ein äußerer
Anschlußgewindebereich 33a, ein Festkontakt 33, der mit dem
Anschlußgewindebereich 33a elektrisch verbunden ist, sowie ein
Festkontakt 34 und ein Verbindungselement 34a, das mit der Bürste
25 in einem elektrisch isolierenden Kunstharzmaterial 56 so
elektrisch verbunden ist, daß diese Komponenten gegenüber
dem Eisenkernbereich 55 elektrisch isoliert sind.
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Außerdem ist an der Rückseite des Grundplattenbereichs ein
rohrförmiges Element 57, dessen Durchmesser geringfügig
kleiner als der Innendurchmesser eines Umfangswandbereichs
43a des Kolbens 43 ist, integral angeformt, um von dem
hinteren Ende des Kunstharzmaterials 56 zu einer Stelle nahe
dem Vorderende des Umfangswandbereichs 43a zu verlaufen. 58
bezeichnet eine Abdeckung, die an der Vorderseite des
Kolbens 43 integral angebracht ist und U-Querschnitt hat, wobei
die Abdeckung einen Durchmesser hat, der geringfügig kleiner
als der des rohrförmigen Elements 57 ist, und ihr Vorderende
sich so weit erstreckt, bis es das hintere Ende des
rohrförmigen Elements 57 geringfügig überlappt.
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In den Innenumfang des Abstützbereichs 55c des
Eisenkernbereichs 55 ist ferner ein Lager 36 eingesetzt, um das hintere
Ende der drehbaren Ankerwelle 27 abzustützen, und der
Bürstenhaltebereich 59, in dem die Bürste 25 angeordnet ist,
ist an dem Joch 21 des Gleichstrommotors 26 durch die
Befestigungsschraube 60 angebracht.
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Die Konstruktion von weiteren Komponenten sowie der
Anlaßbetrieb als Anlasser für die Brennkraftmaschine sind im
übrigen
identisch mit dem koaxialen Anlasser von Fig. 2, so daß
ihre Beschreibung entfällt und entsprechenden Komponenten
gleiche Bezugszeichen zugeordnet sind.
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Bei dem so aufgebauten koaxialen Anlasser stützt der
Eisenkernbereich 55 die drehbare Ankerwelle 27 sowie die
Festkontakte 33 und 34 ab, so daß das herkömmliche Gehäuse und der
herkömmliche Bürstenhalter nicht notwendig sind, was es der
Konstruktion ermöglicht, einfach zu sein, und die
Herstellung und die Montage leicht macht. Ferner gibt es keine
große Öffnung, wie etwa die Durchgangsöffnung des
herkömmlichen Gehäuses, und das verwendete Material ist Eisen, so daß
eine hohe Festigkeit erzielt wird und das Gewicht verringert
werden kann.
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Da außerdem der Raum, in dem die Bürstenpartikel erzeugt
werden, und die Kontaktkammer 54 durch den Eisenkernbereich
55 getrennt sind, kann das Eindringen der Bürstenpartikel in
die Kontaktkammer 54 verhindert werden.
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Der Raum innerhalb der Kontaktkammer 54, in dem sich der
bewegliche Kontakt 46 befindet, sowie die Festkontakte 33 und
34 sind von dem rohrförmigen Element 57 und der Abdeckung 58
eingefaßt, und eine Labyrinthkonstruktion ist durch die
Abdeckung 58, das rohrförmige Element 57 und die
Außenumfangswand 43a des Kolbens 43 zwischen dem Raum und der
Gleitfläche des Kolbens 43 definiert, so daß das Anhaften der
Verschleißpartikel des Kontakts, die durch die Anlage des
beweglichen Kontakts 46 an den Festkontakten 33 und 34 erzeugt
werden, sowie der Verschleißpartikel, die zwischen dem
beweglichen Kontakt 46 und dem Isoliermaterial 45 erzeugt
werden, an der Gleitfläche des Kolbens 43 verhindert werden
kann.
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Der Bürstenhaltebereich 59 der obigen Ausführungsform ist
zwar an dem Joch 21 des Gleichstrommotors 26 befestigt, er
kann aber auch an einem rückwärtigen Haltearm 61 befestigt
sein, der zwischen dem Joch 21 und dem Gehäuse 39 des
Magnetschalters 38 angeordnet ist; das ist in Fig. 9 als
alternative Ausführungsform gezeigt. Dabei ist der rückwärtige
Haltearm 61 zwischen dem Joch 21 und dem Gehäuse 39
angeordnet und weist einen ringförmigen Bereich 61a auf, der von
dein Innenumfang nach radial innen verläuft und an dem der
Bürstenhaltebereich 59 mit der Befestigungsschraube 62
angebracht ist. Dadurch kann die Anbringung des
Bürstenhaltebereichs 59 leicht gemacht werden.
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Außerdem sind bei den obigen Ausführungsformen die
Festkontakte 33 und 34 gemeinsam mit dem Eisenkernbereich 55 durch
das Kunstharzmaterial 56 integral geformt, aber
Befestigungsschrauben können gleichermaßen verwendet werden, um die
Komponenten wie etwa die Festkontakte 33 und 34 oder
dergleichen an dem Eisenkernbereich 55 durch ein
Isoliermaterial zu befestigen.
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Ferner ist zwar der Eisenkernbereich 55 vorstehend als in
bezug auf das Gehäuse 39 des Magnetschalters 38 separat
geformt beschrieben, aber das Gehäuse 39 und der
Eisenkernbereich 55 können integral miteinander geformt sein.
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Ferner sind die Vorsprungslängen des hinteren Endes des
rohrförmigen Elements und der Vorderenden der Abdeckung 58
und der Umfangswand des Kolbens 43 bei den oben
beschriebenen Ausführungsformen zwar so gewählt, daß sie in im
wesentlichen der gleichen axialen Position enden, aber diese
Vorsprungslänge kann auch vergrößert werden, sofern der Betrieb
des Kolbens 43 nicht behindert wird, und es ist insbesondere
bevorzugt, daß das hintere Ende des rohrförmigen Elements 57
nach innen über das Vorderende des Umfangswandbereichs 43a
des Kolbens 43 hinaus verläuft. Das Anhaften der
Kontaktpartikel oder dergleichen an der Gleitfläche 43a des Kolbens 43
kann zwar durch das Vorsehen der Abdeckung 58 wirksamer
verhindert werden, aber es wird auch eine Anordnung verwendet,
bei der sie entfällt und nur das rohrförmige Element 57
allein verwendet wird.
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Wie beschrieben wurde, sind gemäß der Erfindung der
Innenraum des Motors und des Magnetschalters durch den
Eisenkernbereich voneinander getrennt, und die Festkontakte sind an
dem Eisenkernbereich angebracht, so daß die Konstruktion
einfach und leicht gemacht werden kann, indem die drehbare
Ankerwelle als Lager eine höhere Festigkeit erhält, und das
Eindringen der Bürstenpartikel in den Innenraum des
Magnetschalters wird verhindert, so daß die Möglichkeit einer
fehlerhaften Gleitbewegung des Kolbens und eines schlechten
Kontakts zwischen den Kontakten beseitigt werden kann.
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Die Fig. 10 bis 12 zeigen eine Kern- und
Kontaktanschlußanordnung 130 gemäß der Erfindung, und Fig. 15 zeigt einen
koaxialen Anlasser 140, der unter Verwendung der Kern- und
Kontaktanschlußanordnung 130 gemäß Fig. 10 aufgebaut ist,
wobei der Hauptbereich im Schnitt gezeigt ist. Insbesondere
in Fig. 15, in der der koaxiale Anlasser 140 gezeigt ist,
sind Komponenten, die denen des herkömmlichen koaxialen
Anlassers von Fig. 4 entsprechen oder damit identisch sind,
mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht
erläutert.
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Die Kern- und Kontaktanschlußanordnung 130 dieser
Ausführungsform weist einen im allgemeinen scheibenförmigen
Eisenkern 131 gemäß den Fig. 13 und 14 auf, wobei der zentrale
Bereich des Kerns 131 auf einer Seite erweitert ist, wie
Fig. 14 zeigt, so daß ein kreisrunder ausgenommener Bereich
131a auf der anderen Seite des Kerns 131 gebildet ist,
dessen Außenrandbereich geringfügig vorspringt, um einen eine
Saugkraft erzeugenden Bereich 131b zu definieren. In dem
zentralen Bereich dieses erweiterten Bereichs 131c ist eine
Öffnung 131d gebildet, und ein von einer Seite des Kerns 131
ausgehender rohrförmiger Bereich 131e ist an dem Außenrand
der Öffnung 131d integral geformt. Dieser rohrförmige
Bereich 131e sitzt über dem hinteren Ende der Ankerwelle 102
und stützt sie ab, wenn die Kern- und
Kontaktanschlußanordnung 130 in den koaxialen Anlasser 130 eingebaut ist.
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In diesem Kern 131 ist außerdem ein viereckiger Bereich oder
ein Fenster 132 ausgespart, das von einer Zone nahe dem
Außenumfangsbereich radial zu dem erweiterten Bereich 131c
gemäß Fig. 13 verläuft, und ein weiteres Fenster, das dem
Fenster 132 gleicht, ist außerdem in symmetrischer Beziehung
relativ zu einer diametral kreuzenden gedachten Linie 133,
die durch die Mitte des Kerns 131 geht, gebildet, wobei
dieses Fenster mit 134 bezeichnet ist. In diesen Fenstern 132
und 134 sind Festkontakte 135 bzw. 136 angebracht, wie in
den Fig. 11 oder 14 zu sehen ist. Diese Festkontakte 135 und
136 haben Hauptkörperbereiche 135a und 136a einer
Konfiguration, die im wesentlichen in der gleichen Ebene wie der Kern
131 angeordnet werden kann, und Kontaktbereiche 135b und
136b, die Enden der jeweiligen Hauptkörperbereiche 135a und
136a sind, verlaufen in einer Richtung radial nach innen, um
in dem ausgesparten Bereich 131a zu enden. Außerdem sind an
den anderen Enden der jeweiligen Hauptkörperbereiche 135a
und 136a Verbindungsanschlußbereiche 135c und 136c integral
geformt, die im wesentlichen in Axialrichtung und im
wesentlichen senkrecht zu den Hauptkörperbereichen verlaufen, und
an jedem Verbindungsanschlußbereich 135c und 136c ist eine
Gewindeöffnung 135d oder eine Durchgangsöffnung 136d
geformt, durch die die Schraube verläuft.
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Wenn, wie Fig. 14 zeigt, die Festkontakte 135 und 136 in den
Fenstern 132 und 134 des Kerns 131 angeordnet sind, wird ein
Harzmaterial 137 in den Fenstern 132 und 134 angebracht, um
die Festkontakte 135 und 136 an dem Kern 131 festzulegen und
eine elektrische Verbindung dazwischen herzustellen, um die
Hauptkörperbereiche 135a und 136a mit Ausnahme der
Kontaktbereiche 135b und 136b und Bereiche der Spitzen der
Verbindungsanschlußbereiche 135c und 136c mit Ausnahme von deren
Spitzen in Harz einzuformen (Einbettung), wie Fig. 11 zeigt.
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Dieser Harzbereich 137 ist im wesentlichen mit den Fenstern
132 und 134 ausgefluchtet, aber der Umfangsrand der Fenster
132 und 134 wird ebenfalls eingeformt, und das Material
tritt außerdem teilweise in den ausgesparten Bereich 131a
ein, wie Fig. 10 zeigt, um als Haftmittel für den Kern 131
zu dienen. Ferner ist auf der anderen Seite des Kerns 131 an
dein Harzbereich 137 ein rohrförmiger Bereich 137a integral
angeformt, der in axialer Richtung verläuft.
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Unter Bezugnahme auf Fig. 15 wird nun der Fall beschrieben,
in dem die wie oben beschrieben aufgebaute Kern- und
Kontaktanschlußanordnung 130 in einen koaxialen Anlasser 140
eingebaut ist. Die Kern- und Kontaktanschlußanordnung 130
ist in einer ankerseitigen Vorderseite (der rechten Seite in
Fig. 15) des Gehäuses 103b des Magnetschalters 103
angebracht, wobei der Außenumfangsbereich des Kerns 131 dort
eingesetzt ist, um den Magnetschalter 103 gemeinsam mit dem
Gehäuse 103b, dem Kolben 123, dem beweglichen Kontakt 113,
der Kontaktwelle 103a, der Wicklung 118, der Buchse 103c und
dergleichen zu bilden.
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Eine als ein Anschlußbett 141 bezeichnete Komponente ist an
der Position angeordnet, an der der Kommutator 106 sich
befindet, der auf der drehbaren Ankerwelle 102 des
Gleichstrommotors 101 angebracht ist. Dieses Anschlußbett 141
weist eine Platte 143 aus einem Harz mit einer zentralen
Öffnung 142 auf, um den Durchtritt des Kommutators 106
zuzulassen, wie die Fig. 16 und 17 zeigen. An einer seitenfläche
der Platte 143 sind vier Bürsten 144 beweglich in
Radialrichtung der Öffnung 142 gehalten. Am unteren Ende der
Platte 143 ist ein Verbinderanschlußbereich 145 durch
Einbetten in Harz befestigt, und in dem
Verbinderanschlußbereich 145 sind zwei Gewindelöcher gebildet, von denen eines
zum Gewindeeingriff mit einer Schraube 148 dient, um ein U-
förmiges Verbinderanschlußelement 147 anzubringen, mit dem
eine Zuleitung 146, die von einer positiven Bürste 144
ausgeht, verbunden ist.
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An dem Verbinderanschlußbereich 145 des Anschlußbetts 141
wird der Verbindungsanschlußbereich 136c eines der
Festkontakte 136 der Kern- und Kontaktanschlußanordnung 130 mit
einer Schraube 149 angebracht. Zu diesem Zeitpunkt wird ein
Durchführungsdraht 150, der von der Stromwicklung 118 des
Magnetschalters 103 ausgeht, mit dem
Verbindungsanschlußbereich 136c durch Löten oder dergleichen verbunden.
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Ferner wird der Verbindungsanschlußbereich 135c des anderen
Festkontakts 135 mit dem Anschlußbolzen 151 elektrisch
verbunden durch Einschrauben des unteren Endes des
Bolzenbereichs 151a des Anschlußbolzens 151 in die Gewindeöffnung
135d des Verbindungsanschlußbereichs 135c.
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Der rohrförmige Bereich 137a, der mit dem Harzbereich 137
der Kern- und Kontaktanschlußanordnung 130 integral
ausgebildet ist, umgibt ferner den beweglichen Kontakt 113 und
schirmt ihn über seinen gesamten Bewegungsbereich ab, so daß
Kontaktabriebteilchen oder die Verschleißpartikel, die bei
Kontakt zwischen den Kontaktbereichen 135b und 136b des
beweglichen Kontakts 113 und den Festkontakten 135 und 136
gebildet werden, nicht an der Innenumfangsfläche der Hülse
103c haften, an der die Außenumfangsfläche des Kolbens 123
entlanggleitet.
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Bei der so aufgebauten Kern- und Kontaktanschlußanordnung
130 sind der Kern, die Festkontakte, das
Ankerwellen-Abstützelement usw., die bei der herkömmlichen Konstruktion
separate Komponenten sind, zu einer einzigen Einheit
zusammengefaßt, so daß sie nicht nur kostengünstig ist und hohe
Tragfestigkeit für die Festkontakte oder dergleichen hat;
auch die meisten Drähte außerhalb des Motorgehäuses können
innerhalb des Maschinengehäuses verlegt werden (die
Zuleitungsdrähte von der Bürste der positiven Seite und die
Zuleitungsdrähte der Stromwicklung werden gemeinsam in dem
Verbinderanschlußbereich angeschlossen), so daß der
Freiheitsgrad
bei dem Layout der Maschine relativ zu der
Brennkraftinaschine verbessert wird.
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Der Verbindungsanschlußbereich 135c des anderen Festkontakts
135 und der Anschlußbolzen 151 der Kern- und
Kontaktanschlußanordnung 130 der vorstehend beschriebenen
Ausführungsform sind zwar separate Elemente, sie können aber auch
integral geformt sein.
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Wie beschrieben wurde, kann bei der Kern- und
Kontaktanschlußanordnung gemäß der Erfindung, da der Kern und die
Festkontakte integral geformt und befestigt sind, die
Anordnung mit hoher Tragfestigkeit und kostengünstig hergestellt
werden, und die axiale Dimension kann kurz gemacht werden,
weil die Hauptkörperbereiche der Festkontakte in der
gleichen Ebene wie der Kern angeordnet sind.