DE69704094T2

DE69704094T2 - Anlasser mit einer verbesserten Antriebs- und Rückstellvorrichtung des Ritzels

Info

Publication number: DE69704094T2
Application number: DE1997604094
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Hayashi; Sadayoshi Kajino; Masahiro Soh
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-07-16
Filing date: 1997-05-23
Publication date: 2001-09-27
Anticipated expiration: 2017-05-24
Also published as: EP0819847A1; EP0819847B1; JP3603486B2; DE69704094D1; JPH1030533A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Anlasser, der einen Motor startet, und ganz besonders einen Anlasser, der getrennt eine Ritzelantriebsvorrichtung und eine Ritzelrückstellungsbegrenzungsvorrichtung zum Sicherstellen eines Eingriffs eines Ritzels in einem Hohlrad des Planetengetriebes aufweist.
Ein Anlasser ist bekannt, wie in dem JP-U-5152647 offenbart ist. Dieser Anlasser ist mit einem Rohr, das an dem Außenumfang einer Ankerdrehwelle durch einen Schraubenkeil befestigt ist, und einem Antriebsring, der über dem Außenumfang dieses Rohres verschiebbar montiert ist, versehen. Wenn ein Ritzel mit einem Hohlrad des Planetengetriebes in Eingriff steht, greift eine in dem Rohr aufgenommene Kugel in eine in einer Ausgangswelle gebildete Ausnehmung ein. Der Antriebsring steuert den Außenumfang dieser Kugel und hält dabei die Kugel vom Zurückziehen aus der Ausnehmung ab, womit es möglich ist, die Rückstellung des Ritzels zu begrenzen. Andererseits bewegt sich der Antriebsring, nachdem der Motor gestartet wird, auf und längs dem Außenumfang des Rohres und hört im Ergebnis auf, die Kugel zu steuern, mit dem Ergebnis, dass die Kugel, die gesteuert worden ist, aufgrund der Zentrifugalkraft aus der Ausnehmung herausgeführt wird, um dabei die Rückstellung des Ritzels zu ermöglichen.
Da eine Einwegkupplung zwischen dem Rohr, welches die Kugel darin aufnimmt, und dem Ritzel zwischengeordnet ist, wird bei diesem Anlasser allerdings, selbst wenn das Ritzel mit hohen Geschwindigkeiten durch das Hohlrad des Planetengetriebes nach dem Start des Motors gedreht wird, die Drehung des Ritzels nicht auf das Rohr übertragen und das Rohr synchron zu der Drehwelle gedreht. Das heißt, da die Drehung des Rohres verglichen mit der Drehung des Ritzels klein ist, ist die Zentrifugalkraft, die auf die Kugel einwirkt, ebenso klein mit dem Ergebnis, dass die Kugel nicht dazu neigt, aus der Ausnehmung zu gelangen, wobei eine ungenügende Rückkehr des Ritzels auftritt.
Ein anderer herkömmlicher Anlasser ist bekannt, wie in der JP-A-58178865 offenbart ist. Bei diesem Anlasser sind ein Ritzel und eine Einwegkupplung getrennt, so dass sich nur das Ritzel längs der Ausgangswelle bewegen kann. Dieser Anlasser ist so konstruiert, dass, nachdem das Ritzel zu dem Ende eines Hohlrades des Planetengetriebes durch die Betriebskraft (Anziehungskraft) eines Elektromagnetschalters bewegt wird, das Ritzel mit dem Hohlrad des Planetengetriebes durch die Reaktionskraft, welche in einer Eingriffsspannfederkraft gespeichert ist, in Eingriff kommt. Diese Bauweise vermindert wesentlich ein Massengewicht eines Bewegungselementes, das durch den Elektromagnetschalter und die Eingriffsspannfeder bewegt wird, im Vergleich mit einem Anlasser, der eine Bauweise aufweist, bei welcher ein Ritzel und eine Einwegkupplung zusammen bewegt werden. Im Ergebnis kann die Belastung auf die Eingriffsspannfeder und die Anziehungskraft des Elektromagnetschalters vermindert werden, folglich in vorteilhafter Weise der Elektromagnetschalter in der Größe vermindert wird. Insbesondere bei einem Anlasser vom Reduktionstyp, bei welchem die Drehung eines Elektromotors geschwindigkeitsreduziert ist, um auf eine Ausgangswelle übertragen zu werden, kann die Belastung auf eine Eingriffsspannfeder ganz wesentlich vermindert werden, da das Ritzel beginnt, sich langsam zu drehen.
Bei dem Anlasser, der so ausgestaltet ist, dass das Ritzel und die Einwegkupplung getrennt sind, um nur das Ritzel längs der Ausgangswelle zu bewegen, wird allerdings eine Ritzelrückstellkraft auf die Zähne von Schraubenkeilen, die jeweils auf dem Innenumfang des Ritzels und dem Außenumfang der Ausgangswelle angeformt sind, aufgebracht, wenn die Hohlraddrehzahl des Planetengetriebes die Ritzeldrehzahl aufgrund von Drehzahlsänderungen, welche zu der Antriebszeit des Motors hervorgerufen sind, übersteigt. Die Belastung auf die Eingriffsspannfeder schränkt die Rückstellung des Ritzels ein. Mit der Belastung der Eingriffsspannfeder, die kleiner ist als die auf das Ritzel ausgeübte Rückstellkraft, wird der Eingriff des Ritzels in dem Hohlrad des Planetengetriebes des Motors daher freigegeben, bevor der Motor mit einer Verbrennung beginnt, folglich Fehlzündungen verursacht werden.
Obschon selbst die Belastung auf die Eingriffsspannfeder vermindert werden kann, um den Elektromagnetschalter in der Größe zu vermindern, ist die Verminderung der Belastung auf die Eingriffsspannfeder aufgrund der Notwendigkeit zur Beschränkung der Rückstellung des Ritzels begrenzt. Daher kann ein großer. Vorteil in der Verminderung in der Größe des Elektromagnetschalters nicht vorgesehen sein.
Ein anderer herkömmlicher Anlasser, von welchem die vorliegende Erfindung ausgeht, ist bekannt, wie in Patent Abstracts of Japan, Bd. 8, Nr. 20, (M-271) entsprechend der JP-A-58178867 offenbart ist. Bei diesem bekannten Anlasser besteht ein Ritzel aus einer ringförmigen Ausnehmung, die in der Außenumfangsrichtung geöffnet ist, Radialbohrungen, die von der Ausnehmung hin zu dem Mittelpunkt geöffnet sind, einer inneren Kupplung und einem Paar von Buchsen, die in einer Bohrung des Ritzels mit Presspassung befestigt sind. Das Ritzel wird auf einer Motorwelle zum Eingriff mit und Außereingriff von einem Hohlrad des Planetengetriebes verschoben. Die ringförmige Ausnehmung ist an einer Verlängerung der inneren Kupplung angeformt und weist darin Kugeln und eine Blattfeder auf. Eine Blockier- und Entblockiereinrichtung für das Ritzel ist derart eingestellt, dass die Blattfeder durch die Zentrifugalkraft der Trägheit der Kugeln und Gewichte nach außen beaufschlagt wird, wenn das Ritzel durch das Hohlrad des Planetengetriebes mit einer Geschwindigkeit nach außen beaufschlagt wird, bei welcher eine vollständige Zündung eines Motors hervorgerufen wird, die Kugeln aus der Ausnehmung gelangen und der gesamte Körper einer Kupplung zurückverbracht wird. In dem Fall dieses bekannten Anlassers sind das Ritzel und die Kupplung ein einheitliches Element. Diese Einheitskonstruktion von Ritzel und Kupplung führt zu dem Nachteil, dass die zu bewegende Masse und daher die Trägheit des Ritzels auf eine unvorteilhafte Weise erhöht wird. Eine große Masse und Trägheit benötigt eine größere Kraft zum Bewegen des Ritzels hin in eine Eingriffsstellung mit dem Hohlrad des Planetengetriebes und führt daher zu der Notwendigkeit eines stärkeren und dementsprechend großvolumigeren Elektromagneten.
Die vorliegende Erfindung weist eine Aufgabe auf, einen Anlasser bereitzustellen, der die vorhergehenden Nachteile des herkömmlichen Anlassers vermeidet.
Eine Lösung dieser Aufgabe wird durch das erreicht, was in Anspruch 1 beansprucht wird.
Die vorliegende Erfindung stellt einen Anlasser zur Verfügung, der eine Vorrichtung zum Begrenzen der nicht ausreichenden Rückstellung eines Ritzels nach einem Motorstart aufweist.
Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin einen Anlasser zur Verfügung, bei welchem eine Belastung auf eine Feder zum Erzeugen einer Spannkraft, um ein Ritzel mit einem Hohlrad des Planetengetriebes in Eingriff zu bringen, reduziert werden kann, derart, dass ein Elektromagnetschalter in der Größe reduziert werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Anlasser vorgesehen, der umfasst: Einen elektrischen Anlassermotor, eine Ausgangswelle, die mittels des Anlassermotors durch eine Einwegkupplung angetrieben ist, welche zur Übertragung einer Drehung in nur einer Richtung vorgesehen ist, ein Ritzelbewegungselement, das an der Ausgangswelle bewegbar befestigt ist und mit einem Hohlrad des Planetengetriebes des Motors in Eingriff bringbar ist, einen Elektromagnetschalter, und eine Ritzeldruckeinrichtung, die einen Hebel, welcher mit dem Elektromagnetschalter an einem Ende davon zusammenwirkt, aufweist. Dieser bekannte Anlasser ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass das Ritzelbewegungselement in einer axialen Richtung relativ zu der Einwegkupplung bewegbar ist und dass ein Kugellager angeordnet ist, um mittels Elektromagnetschalter durch den Hebel zum Vorwärtsbewegen und Zurückbewegen des Ritzelbewegungselementes axial hin zu und von dem Hohlrad des Planetengetriebes angetrieben zu werden, wobei das Kugellager einen Innenring, der mit dem Ritzelbewegungselement in Eingriff steht, einen Außenring, der mit dem Hebel in Eingriff steht, und eine Lagerkugel, die zwischen den Ringen angeordnet ist, um nur den Innenring zu veranlassen, sich mit dem Ritzelbewegungselement zu drehen, aufweist.
Vorzugsweise ist der Anlasser derart ausgebildet, dass, wenn ein hohlzylindrisches Element eines Ritzelbewegungselementes um einen vorbeschriebenen Abstand bewegt wird und im Ergebnis ein Ritzel mit einem Motorhohlrad des Planetengetriebes bzw. Motortellerrades in Eingriff kommt, ein Eingriffselement, das mit einem Rückhalteabschnitt, welcher an einer Ausgangswelle angeformt ist, in Eingriff steht, durch das hohlzylindrische Element, das integral mit dem Ritzel dreht, zurückgehalten wird. Wenn das Ritzel mit hohen Geschwindigkeiten durch das Hohlrad des Planetengetriebes gedreht wird, nachdem der Motor gestartet wird, dreht ebenso das hohlzylindrische Element mit hohen Geschwindigkeiten integral mit dem Ritzel. Wenn die Steuerung des Eingriffselementes durch ein Steuerungselement freigegeben wird, wirkt daher die Zentrifugalkraft, welche aufgrund der hohen Drehzahl des hohlzylindrischen Elementes auftritt, auf das Eingriffselement mit dem Ergebnis ein, dass das Eingriffselement zuverlässig von einem Rückhalteabschnitt außer Eingriff kommt. Im Ergebnis dessen kann das Ritzel nach dem Start des Motors an bzw. auf der Ausgangswelle längs eines Schraubenkeils zurückgezogen werden und in dessen Ruhestellung zurückkehren.
Vorzugsweise erstreckt sich ein abgestufter Abschnitt von einem Abschnitt mit großem Durchmesser an der Ausgangswelle hin zu einem Abschnitt mit kleinem Durchmesser daran. Die Notwendigkeit zum (Aus-)Bilden einer Ausnehmung in der Ausgangswelle, in welcher das Eingriffselement wie in dem Stand der Technik eingreift, ist daher beseitigt.
Vorzugsweise ist das Ritzelbewegungselement baumäßig angeordnet, um sich durch ein Kugellager zu bewegen, wobei Relativdrehungen zwischen einem Innenring und einem Außenring auftreten, wenn sich das hohlzylindrische Element gemeinsam mit dem Ritzel dreht. Das heißt, selbst wenn der Innenring, der über den Außenumfang des hohlzylindrischen Elementes befestigt ist, mit hohen Geschwindigkeiten dreht, nachdem der Motor gestartet wird, kann der Außenring im Stillstand verbleiben, mit dem Ergebnis, dass keine Gleitreibung zwischen dem Außenring und einem Ritzelantriebshebel auftritt. Der Hebel wird daher allein benötigt, lediglich eine ausreichend hohe Steifigkeit aufzuweisen, um das Ritzel durch das Kugellager vorwärts zu bewegen und zurückzuziehen bzw. rückwärts zu bewegen.
Des weiteren ist bei dem Anlasser, bei welchem eine in einer Feder gespeicherte Reaktion auf ein Ritzeldruckelement übertragen wird, um ein Ritzel mit einem Hohlrad des Planetengetriebes bzw. Tellerrades in Eingriff zu bringen, wenn eine Drehkraft eines elektrischen Anlassermotors auf eine Ausgangswelle übertragen wird und das Ritzel in eine Stellung dreht, in welcher das Ritzel mit dem Hohlrad des Planetengetriebes bzw. Tellerrades in Eingriff kommt, ein Ritzelrückstellungsbegrenzungselement zum Begrenzen in Zusammenwirkung mit einem Plunger(-kolben) des Ritzels vom Rückstellen nach dem Einrückeingriff bzw. Einkupplungseingriff des Ritzels in das Hohlrad des Planetengetriebes bzw. Tellerad vorgesehen ist. Selbst wenn eine Rückstellkraft aufgrund von zu der Antriebszeit eines Motors hervorgerufenen Drehzahländerungen auf das Ritzel aufgebracht werden, kann das Ritzel vom Rückstellen durch das Ritzelrückstellungsbegrenzungselement begrenzt werden. Das heißt, da das Ritzeldruckelement, auf welches die Reaktionskraft der Feder (ein-)wirkt, nicht notwendig ist, die Rückstellung des Ritzels zu begrenzen, kann die Federbelastung wesentlich vermindert werden und kann der Elektromagnetschalter im Vergleich zu einem herkömmlichen Anlasser, bei welchem eine Rückstellung eines Ritzels durch eine Belastung auf eine Eingriffsspannfeder begrenzt ist, in der Größe vermindert werden.
Vorzugsweise ist der Anlasser weiterhin mit einem Geschwindigkeitsverminderungsmechanismus zum Vermindern einer Drehung des elektrischen Anlassermotors versehen, um dieselbe auf die Ausgangswelle zu übertragen. Im Vergleich zu einem Anlasser, der keinen Verminderungsmechanismus aufweist, beginnt das Ritzel daher, langsam zu drehen, und kann die Belastung der Feder weiter reduziert werden.
Weitere vorteilhafte Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen weiter verdeutlicht, in welchen:
Fig. 1 eine Seitenansicht ist, die teilweise im Querschnitt einen Anlasser gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt,
Fig. 2 eine teilweise Schnittansicht ist, die einen Ritzelaußereingriffsbegrenzungsmechanismus, welcher bei dem in der Fig. 1 gezeigten Anlasser verwendet ist, darstellt,
Fig. 3 eine Vorderansicht ist, die einen Hebel und ein Kugellager, welche verwendet sind, um ein Ritzel bei dem in der Fig. 1 gezeigten Anlasser anzutreiben, darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON GEGENWÄRTIG BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Ein Anlasser 1 besteht, wie in der Fig. 1 gezeigt ist, aus einem elektrischen Anlassermotor 2, der eine Drehkraft nach Erhalt von elektrischem Strom erzeugt, einer Ausgangswelle 3, die sich nach Aufnahme der Drehkraft des Motors 2 dreht, einem Ritzelbewegungselement 4, das an dem Außenumfang der Ausgangswelle 3 durch einen Schraubenkeil 3b befestigt ist, einen Planetengetriebeverminderungsmechanismus (nachfolgend beschrieben) zum Vermindern der Drehzahl des Motors 2, um eine Erhöhung des Drehmomentes hervorzurufen, einer Einwegkupplung (nachfolgend beschrieben) zum Übertragen der Drehkraft des Motors 2, die durch den Planetengetriebeverminderungsmechanismus auf diesen übertragen worden ist, auf das Ritzel 3, einem Ritzelantriebselement (nachfolgend beschrieben) zum Bewegen des Ritzelantriebselementes 4 hin zu einem Hohlrad 8 des Planetengetriebes bzw. Tellerrad des Motors etc.
Der Motor 2 besteht aus einem Anker 16, der integral mit einer Ankerdrehwelle 19 dreht, feststehenden Magnetpolen (d. h. Permanentmagneten) 15, die um diesen Anker 16 angeordnet sind, einem zylindrischen Magnetjoch 12, das die feststehenden Magnetpole 15 an einer Innenumfangsfläche davon befestigt etc. Die Drehwelle 19 ist an einem vorderen Ende des Ankers 16 mittels eines Abstützelementes 80 durch ein Kugellager 19a drehbar abgestützt und ist an einem hinteren Ende des Ankers 16 mittels eines hinteren Gehäuses 14 durch ein nicht dargestelltes Lager drehbar abgestützt. Es ist zu bemerken, dass das Abstützelement 80 als eine Trennwand zur Vornahme einer Trennung zwischen dem Motor 2 und dem Planetengetriebeverminderungsmechanismus vorgesehen ist und ein sich zylindrisch erstreckender Wandabschnitt 80a, der an dem Außenumfang davon angeformt ist, durch Innenumfangsflächen eines vorderen Gehäuses 10 und des Magnetjoches 12 abgestützt ist.
Die Ausgangswelle 3 ist auf derselben Achse wie diejenige der Drehwelle 19 angeordnet und ein vorderer Endabschnitt davon ist mittels des vorderen Gehäuses 10 durch ein Lager 33 abgestützt, während ein hinterer Endabschnitt davon andererseits durch ein Lager 28 ein vorderes Ende der Drehwelle 19 in einer Ausnehmung, die in einem zentralen Bereich der Endfläche davon ausgebildet ist, drehbar abstützt. Diese Ausgangswelle 3 ist derart ausgebildet, dass ein vorderes Ende davon, wie in der axialen Richtung davon gesehen ist, an welchem der Schraubenkeil 3b ausgebildet ist, im Durchmesser kleiner ist als ein hinteres Ende davon und dabei eine kegelförmig abgestufte Wandfläche 3c, die sich von einem Ende des Schraubenkeils 3b zu der Außenumfangsfläche des hinteren Endes davon erstreckt, aufweist.
Das Ritzelbewegungselement 4 weist ein an dem hinteren Ende davon integral vorgesehenes, hohlzylindrisches Element 70 auf, das über die Außenumfangsfläche des hinteren Endes der Ausgangswelle 3 befestigt ist und so vorgesehen ist, längs des hohlzylindrischen Elementes 70 an det Ausgangswelle 3 entlang des Schraubenkeils 3b der Ausgangswelle 3 axial bewegbar zu sein. Allerdings wird der Vortrieb oder die Vorwärtsbewegung des Ritzelbewegungselementes 4 gesteuert bzw. geregelt bzw. reguliert, indem es gegen einen Anschlagring 71, der durch einen Sprengring 61 an dem Außenumfang des vorderen Endes der Ausgangswelle 3 befestigt ist, (an-)stößt. Ebenso ist die Rückstellbewegung bzw. Rückwärtsbewegung des Ritzelbewegungselementes 4 durch einen konisch abgestuften Abschnitt 3c zwischen einer Innenumfangsfläche des Ritzelbewegungselementes 4 und einer Innenumfangsfläche des hohlzylindrischen Elementes 40 gesteuert bzw. geregelt bzw. reguliert, indem es gegen die abgestufte Wandfläche 3c der Ausgangswelle 3 (ein Zustand, der in der Fig. 1 dargestellt ist) (an-)stößt.
Das hohlzylindrische Element 70 weist Öffnungen (diese können eins in der Zahl sein) 70a, die an einer Vielzahl von Umfangspositionen davon derart angeformt sind, dass diese Öffnungen durch eine Wandfläche davon hindurchgehen, auf, wobei eine Kugel 81 in jeder der Öffnungen 70a aufgenommen ist. Die Kugel 81 weist einen Durchmesser auf, der größer ist als die Dicke der Wandfläche des hohlzylindrischen Elementes 70, und wird in der Öffnung 70a in einem Zustand einer radialen Bewegbarkeit des Hohlzylindrischen Elementes 70 aufgenommen. Es ist zu bemerken, dass die Öffnung 70a, welche die Kugel 81 darin aufnimmt, in einer Position (nachfolgend bezeichnet als "der Endabschnitt des Schraubenkeils 3b") ausgebildet ist, in welcher, wenn sich das Ritzelbewegungselement 4 nach vorne bewegt und gegen den Anschlagring 71 (an-)stößt, d. h. wenn das Ritzelbewegungselement 4 in das Hohlrad 8 des Planetengetriebes eingegriffen hat, die Kugel 81 aus der Außenumfangsfläche des hinteren Endes der Ausgangswelle 3 in die Außenumfangsfläche des vorderen Endes der Ausgangswelle 3 fällt und dabei gegen die abgestufte Wandfläche 3c der Ausgangswelle 3 (an-)stößt. Auch ist die Bereitstellung der Öffnung 70a vorgenommen, derart, dass, d. h. wenn die Kugel 81 in den Endabschnitt des Schraubenkeils 3b gefallen ist, die Kugel 81 davon abgehalten werden kann, aus der Außenumfangsfläche des hohlzylindrischen Elementes 70 herausgezogen zu werden, und derart, dass ein Kugellager 91, wie nachfolgend beschrieben wird, an der Außenumfangsfläche des hohlzylindrischen Elementes 70 verschoben werden kann. Der Planetengetriebeverminderungsmechanismus ist aus einem Sonnenrad 26 des Umlaufgetriebes, das an dem Außenumfang eines vorderen Endes der Drehwelle 19 ausgebildet ist, einer Vielzahl von Planetengetrieben 28 (z. B. drei Stück), die mit diesem Sonnenrad 26 in Eingriff stehen, und einem Innenrad 27, das mit jedem der Planetengetriebe 28 in Eingriff steht, zusammengesetzt.
Das Sonnenrad 26 dreht integral mit der Drehwelle 19, um dabei deren Drehung auf jedes Planetengetriebe 28 zu übertragen. Jedes Planetengetriebe 28 ist mittels eines korrespondierenden Bolzens 31 durch ein Lager 32 drehbar abgestützt und dreht um den Außenumfang des Sonnenrades 26, während es mit dem Sonnenrad 26 und dem Innenrad 27 jeweils in Eingriff steht. Das Innenrad 27 ist zum Beispiel durch eine Presspassung an der Innenumfangsfläche eines vorstehenden Wandabschnitts 80a, der an dem Außenumfang des Abstützelementes 80 vorgesehen ist, um dabei die Drehung jedes Planetengetriebes 28 zu ermöglichen, befestigt.
Die Einwegkupplung besteht aus einem äußeren Kupplungselement 63, einem inneren Kupplungselement 62, Kupplungsrollen 30, einer Kupplungsabdeckung 82 etc. Das äußere Kupplungselement 63 ist mit den Bolzen 31 integral versehen und dreht, wenn die Drehkraft von jedem Planetengetriebe 28 darauf durch die Bolzen 31 übertragen worden ist, gemeinsam mit jedem Planetengetriebe 28. Das innere Kupplungselement 62 ist eines, das durch den hinteren Endabschnitt der radial vergrößerten Ausgangswelle 3 vorgesehen worden ist, und wird veranlasst, durch die Drehkraft des äußeren Kupplungselementes 63, die darauf durch die Kupplungsrollen 30 zu der Zeit der Drehmomentenübertragung übertragen wird, zu drehen. Es ist zu bemerken, dass das äußere Kupplungselement 63 und die Bolzen 31 getrennt voneinander vorgesehen sein können, nachdem der Bolzen 31 zwangsweise in das äußere Kupplungselement 63 eingefügt und an diesem befestigt ist, oder die zwei Elemente miteinander verbunden sind.
Bei dieser Einwegkupplung verbinden die Kupplungsrollen 33, wenn die Drehkraft von jedem Planetengetriebe 28 auf das äußere Kupplungselement 63 durch die Bolzen 31 übertragen wird, das äußere Kupplungselement 63 und das innere Kupplungselement 62, wobei die Drehkraft des äußeren Kupplungselementes 63 auf das innere Kupplungselement 62 übertragen wird. Dies ermöglicht die Übertragung der Drehkraft des Motors 2 an bzw. auf die Ausgangswelle 3. Wenn das Ritzelbewegungselement 4 mit hohen Geschwindigkeiten dreht, indem die Drehkraft des Motors durch das Hohlrad 8 des Planetengetriebes nach dem Start des Motors aufgenommen wird, wird die Drehzahl des inneren Kupplungselementes 62 andererseits größer als die Drehzahl des äußeren Kupplungselementes 63, mit dem Ergebnis, dass sich die Kupplungsrollen 30 von dem äußeren Kupplungselement 63 und dem inneren Kupplungselement 62 trennen. Im Ergebnis wird die Drehung des inneren Kupplungselementes 62 von einem Übertragenwerden auf das äußere Kupplungselement 63 begrenzt. Dies ermöglicht die Begrenzung der Überdrehung des Ankers 16.
Der Ritzelantriebsmechanismus ist aus einem Elektromagnetschalter 5, einem Hebel 90 und dem Kugellager 91 zusammengesetzt.
Der Elektromagnetschalter 5 ist mit einer Anziehungsspule (nicht dargestellt), die eine Magnetkraft nach Erhalt von elektrischem Strom erzeugt, und einem Plunger(-kolben) 40, der in dem inneren Hohlraum der Spule angeordnet ist, versehen. Wenn ein nicht dargestellter Anlasserschalter gedreht wird, infolge dessen der elektrische Strom der Spule zugeführt wird, zieht der Elektromagnetschalter 5 den Plunger(-kolben) 40 durch die Magnetkraft, die in der Spule erzeugt wird, an. Im Ergebnis erzeugt der Elektromagnetschalter 5 mittels des Schwingungsvorgangs des Hebels 90 durch eine Verbindung 40a, die an einem vorderen Ende des Plunger(-kolben)s vorgesehen ist, eine Kraft zum Drücken bzw. Bewegen des Ritzelbewegungselementes 4 nach vorne. Selbst wenn das Ritzelbewegungselement 4, das nach vorne gedrückt worden ist, an dem Hohlrad 8 des Planetengetriebes (an-)stößt und dessen Vorwärtsbewegung dabei begrenzt wird, ist der Hebel 90 selbst weiterhin gebogen bzw. angespannt, mit dem Ergebnis, dass der Plunger(-kolben) 40 angezogen wird, wobei es möglich ist, Motorkontakte (nicht dargestellt), die in dem Schalter 5 vorgesehen sind, zu schließen. Es ist zu bemerken, dass, da die Magnetkraft der Spule, die den Plunger(-kolben) 40 anzieht, verschwindet, wenn eine Zufuhr von elektrischem Strom zu der Spule unterbrochen wird, der Plunger(-kolben) 40, der angezogen worden ist, durch eine nicht dargestellte Rückstellfeder in seine Anfangsstellung (die in der Fig. 1 dargestellte Stellung) zurückverbracht wird.
Der Hebel 90 weist ein Ende, das mit der Verbindung 40a verbunden ist, und das andere Ende, das mit einem Außenring 91a von der rechten Seite und der linken Seite des Kugellagers 91 (Fig. 2 und 3) in Eingriff steht, auf, wobei der Hebel 90 vorgesehen ist, um so um einen Bolzen 93 als einen Hebeldrehpunkt, der durch das vordere Gehäuse 10 abgestützt ist, drehbar zu sein.
Durch dessen Innenring 91b, der über die Außenumfangsfläche des hohlzylindrischen Elementes 70 befestigt ist, ist das Kugellager 91 vorgesehen, um (zwischen der Stellung, in welcher eine vordere Endfläche des Kugellagers 91 an einer hinteren Endfläche des Ritzelbewegungselementes 4 (an-)stößt, und der Stellung, in welcher eine hintere Endfläche des Kugellagers 91 an einem Sprengring 94, der an dem hinteren Endabschnitt des hohlzylindrischen Elementes 70 montiert ist, (an-)stößt) an bzw. auf und entlang der Außenumfangsfläche des hohlzylindrischen Elementes 70 in dessen Axialrichtung verschiebbar zu sein. In der Innenumfangsfläche des Innenrings 91b des Kugellagers 91 ist von der Endfläche des Ritzelbewegungselementes 4 zu einer Zwischenposition davon, wie in der Axialrichtung davon gezeigt ist, eine Ausnehmung 91c ausgebildet, die dazu bestimmt ist, wenn das Ritzelbewegungselement 4 in dessen Ruhestellung (Fig. 1) angeordnet ist, den Außenumfangsabschnitt der Kugel 81, die von der Außenumfangsfläche des hohlzylindrischen Elementes 70 vorsteht, aufzunehmen. Auch ist in der Außenumfangsfläche des Außenrings 91a eine Nut 91d über einen gesamten Umfang davon ausgebildet, mit welcher das andere Ende des Hebels 90 in Eingriff steht. Es ist zu bemerken, dass das Kugellager 91 nicht nur einen Teil des Ritzelantriebsmechanismus bildet, sondern ebenso einen Teil des Ritzelaußereingriffsbegrenzungsmechanismus oder Ritzelrückstellungsbegrenzungsmechanismus zusammen mit dem hohlzylindrischen Element 70, der Kugel 81 und der abgestuften Wandfläche 3c der Ausgangswelle 3 bildet.
Die Ausführungsform arbeitet wie folgt.
Wenn der Anlasserschalter gedreht wird, aufgrund dessen elektrischer Strom der Spule des Elektromagnetschalters 5 zugeführt wird, wird der Plunger(-kolben) 40 durch die Magnetkraft der Spule angezogen (nach rechts in der Fig. 1 bewegt). Wenn diese Plunger(-kolben-)anziehungskraft auf das Kugellager 91 durch den Hebel 90 übertragen wird, wird sie auf das hohlzylindrische Element 70 als die Ritzelvorwärtsdruckkraft durch die Kugel 81, die durch die Ausnehmung 91c des Kugellagers 91 (Innenring 91b) und die Öffnung 70a des hohlzylindrischen Elementes 70 zurückgehalten wird, übertragen. Im Ergebnis wird das Ritzelbewegungselement 4, das mit dem hohlzylindrischen Element 70 integral ausgebildet ist, veranlasst, sich an bzw. auf der Ausgangswelle 3 längs des Schraubenkeils 3b zusammen mit dem hohlzylindrischen Element 70 vorwärts zu bewegen.
Wenn das Ritzelbewegungselement 4, das sich an bzw. auf der Ausgangswelle 3 nach vorne bewegt hat, an dem Hohlrad 8 des Planetengetriebes bzw. Tellerrad (an-)stößt, werden die Motorkontakte in dem Elektromagnetschalter 5 geschlossen, wobei elektrischer Strom dem Anker 16 zugeführt wird, mit dem Ergebnis, dass die Drehkraft in dem Anker 16 erzeugt wird. Durch die Drehkraft dieses Ankers 16, die an bzw. auf die Ausgangswelle 3 durch den Planetengetriebeverminderungsmechanismus und die Einwegkupplung übertragen wird, dreht sich die Ausgangswelle 3. Im Ergebnis dreht das Ritzelbewegungselement 4, das mit dem Hohlrad 8 des Planetengetriebes bzw. Tellerrad zur Anlage gelangt, und greift in der Hohlrad 8 des Planetengetriebes durch dessen Verzahnungsspuren, die mit den Verzahnungsspuren davon zusammenfallen, ein.
Die Kugel 81 fällt auf den Endabschnitt des Schraubenkeils 3b synchron mit diesem Einrückeingriff bzw. Einkupplungseingriff des Ritzelbewegungselementes 4 in das Hohlrad 8 des Planetengetriebes bzw. Tellerrad. Da der Eingriff zwischen der Kugel 81 und der Ausnehmung 91c, die in dem Innenring 91b des Kugellagers 91 ausgebildet ist, freigegeben wird, bewegt sich das Kugellager 91, das zum Aufnehmen der Ritzelvorwärtsdruckkraft gehalten wird, weiterhin an bzw. auf und entlang der Außenumfangsfläche der hohlzylindrischen Oberfläche, bis es an der hinteren Endfläche des Ritzels 7 (an-)stößt und stehen bleibt. Zu diesem Zeitpunkt wird, wie in der Fig. 2 dargestellt ist, die offene Oberfläche der Öffnung 70a, die in dem hohlzylindrischen Element 70 gebildet ist, durch die Innenumfangsfläche des Innenrings 91b geschlossen bzw. verschlossen. Daher ist es möglich, die Kugel 81, der gestattet ist, auf den Endabschnitt des Schraubenkeils 3b zu fallen, vom Herausholen aus der Öffnung 70a zu begrenzen bzw. zu verhindern. Im Ergebnis wird die Rückstellung des Ritzelbewegungselementes 4, wenn die Rückstellkraft des Ritzelbewegungselementes 4 darauf durch das Hohlrad 8 des Planetengetriebes nach dem Start des Motors einwirkt, da die Rückstellbewegung des hohlzylindrischen Elementes 70 mittels der abgestuften Wand 3c der Ausgangswelle 3 durch die Kugel 81 gesteuert bzw. geregelt bzw. reguliert wird, danach beschränkt.
Wenn der elektrische Strom aufhört, dem Elektromagnetschalter 5 nach dem Start des Motors zugeführt zu werden, verschwindet die Magnetkraft der Spule mit dem Ergebnis, dass die Plunger(-kolben-)anziehungskraft ebenso verschwindet. Im Ergebnis wird das Kugellager 91, das nach vorne gedrückt worden ist, durch den Hebel 90 zurückverschoben. Wenn die Ausnehmung 91c, die in dem Innenring 91b gebildet ist, in die Stellung, welche mit der offenen Oberfläche der Öffnung 70a zusammenfällt, zurückverbracht wird, wird die Kugel 81 hier aufgrund der Zentrifugalkraft der hohlzylindrischen Kraft, welche mit hohen Geschwindigkeiten dreht, aus dem Endabschnitt des Schraubenkeils 3b herausgezogen und dabei in der Öffnung 70a und der Ausnehmung 91c aufgenommen. Da im Ergebnis dessen der Eingriff der Kugel 81 in der abgestuften Wandfläche 3c aufgehoben wird, wird die Rückstellbewegung des Ritzelbewegungselementes 4 möglich, mit dem Ergebnis, dass das Ritzelbewegungselement 4 in die Ruhestellung, die in der Fig. 1 dargestellt ist, zurückverbracht werden kann.
Wie oben beschrieben ist, ist der Anlasser 1 dieser Ausführungsform mit einer Ritzelaußereingriffsbegrenzungseinrichtung an bzw. auf der Ritzelbewegungselementenseite von der Einwegkupplung vorgesehen. Das heißt, die Kugel 81 wird in der Öffnung 70a des hohlzylindrischen Elementes 70, das mit dem Ritzelbewegungselement 4 integral versehen ist, aufgenommen. Da das hohlzylindrische Element 70 nach dem Start des Motors ebenso mit hohen Geschwindigkeiten integral mit dem Ritzelbewegungselement 4, das durch das Hohlrad 8 des Planetengetriebes gedreht wird, dreht, wenn das Kugellager 91 bewegt wird, wobei die Kugel 81 herausfallen kann, wirkt die Zentrifugalkraft, die aus der Hochgeschwindigkeitsdrehung des hohlzylindrischen Elementes 70 resultiert, zu diesem Zweck auf die Kugel 81 (ein), mit dem Ergebnis, dass die Kugel 81 von dem Endabschnitt des Schraubenkeils 3b zuverlässig freigegeben werden kann. Als ein Ergebnis dessen kann sich das Ritzelbewegungselement 4, nachdem der Motor angelassen wird, an bzw. auf der Ausgangswelle 3 längs des Schraubenkeils 3b zurückstellen und kann daher in dessen Ruhestellung zurückverbracht werden.
Da es baumäßig vorgesehen ist, das Ritzelbewegungselement 4 durch das Kugellager 91 zu bewegen, wenn sich das hohlzylindrische Element 70 gemeinsam mit dem Ritzelbewegungselement 4 gedreht hat, drehen sich auch der Innenring 91b und der Außenring 91a des Kugellagers 91 relativ zueinander. Das heißt, nachdem der Motor angelassen ist, wenn selbst der Innenring 91b, der über den Außenumfang des hohlzylindrischen Elementes 70 befestigt ist, mit hohen Geschwindigkeiten dreht, kann der Außenring 91a von einer Drehung freigehalten werden. Daher tritt keine Gleitreibung zwischen dem Außenring 91a und dem Hebel 90 auf. Da es für den Hebel 90 völlig ausreichend ist, nur eine ausreichend hohe Steifigkeit zu besitzen, um das Ritzelbewegungselement 4 durch das Kugellager 91 vorwärts zu bewegen und zurückzustellen bzw. rückwärts zu bewegen, kann ein kostengünstiger Hebel, wie Drahtmaterial, als Hebel 90 verwendet werden.
Da die Rückstellkraft, die auf das Ritzelbewegungselement 4 (ein-)wirkt, mittels der abgestuften Wandfläche 3c der Ausgangswelle 3 durch die Kugel 81 aufgenommen werden kann, wird die Notwendigkeit einer Bildung einer Befestigungsbohrung, in welcher die Kugel 81 in der Ausgangswelle 3 entsprechend dem Stand der Technik befestigt wird, weiterhin beseitigt.

(Modifikationen der ersten Ausführungsform)

Obschon bei der vorliegenden Ausführungsform für die Kugel 81 vorgesehen worden ist, auf den Endabschnitt des Schraubenkeils 3b, d. h. die abgestufte Wandfläche 3c, zu fallen, wenn das Ritzelbewegungselement 4 mit dem Hohlrad 8 des Planetengetriebes in Eingriff gebracht worden ist, kann es vorgesehen sein, in der Ausgangswelle 3 die Befestigungsöffnung, in welcher die Kugel 81 befestigt wird, (aus-)zubilden.

Claims

1. Anlasser, umfassend:

einen elektrischen Anlassermotor (2),

eine Ausgangswelle (3), die mittels des Anlassermotors durch eine Einwegkupplung (30, 62, 63) angetrieben ist, welche zur Übertragung einer Drehung in nur einer Richtung vorgesehen ist,

ein Ritzelbewegungselement (4), das an der Ausgangswellebewegbar befestigt ist und mit einem Hohlrad (8) des Planetengetriebes des Motors in Eingriff bringbar ist,

einen Elektromagnetschalter (5), und

eine Ritzeldruckeinrichtung (90, 91), die einen Hebel (90), welcher mit dem Elektromagnetschalter an einem Ende davon zusammenwirkt, aufweist,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Ritzelbewegungselement (4) in einer axialen Richtung relativ zu der Einwegkupplung (30, 62, 63) bewegbar ist und dass

ein Kugellager (91) angeordnet ist, um mittels Elektromagnetschalter durch den Hebel zum Vorwärtsbewegen und Zurückbewegen des Ritzelbewegungselementes (4) axial hin zu und von dem Hohlrad (8) des Planetengetriebes angetrieben zu werden, wobei das Kugellager einen Innenring (91b), der mit dem Ritzelbewegungselement in Eingriff steht, einen Außenring (91a), der mit dem Hebel (90) in Eingriff steht, und eine Lagerkugel, die zwischen den Ringen angeordnet ist, um nur den Innenring zu veranlassen, sich mit dem Ritzelbewegungselement (4) zu drehen, aufweist.

2. Anlasser nach Anspruch 1, bei welchem der Elektromagnetschalter (5) einen Plunger (40) aufweist und ausgebildet ist, eine Stromzufuhr zu dem elektrischen Motor in Antwort auf die Bewegung des Plungers zu steuern.

3. Anlasser nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem das Ritzelbewegungselement (4) ein Ritzel (7) an dessen Außenumfang abstützt und an einem Außenumfang der Ausgangswelle durch einen Schraubenkeil (3b) befestigt ist, um mit dem Hohlrad (8) des Planetengetriebes des Motors in Eingriff zu gelangen und die Drehkraft des elektrischen Motors auf das Hohlrad des Planetengetriebes zu übertragen.

4. Anlasser nach Anspruch 3, bei welchem eine Ritzelrückstellungsbegrenzungseinrichtung (3c, 81) von der Ritzeldruckeinrichtung zum Begrenzen des Ritzels (7) beim Rückstellen nach dem Einrückeingriff des Ritzels mit dem Hohlrad (8) des Planetengetriebes getrennt versehen ist.

5. Anlasser nach Anspruch 4, bei welchem die Ritzelrückstellungsbegrenzungseinrichtung (3c, 81) hin zu einem hinteren Ende des Ritzels (7) bewegbar angeordnet ist, wobei das hintere Ende axial gegenüberliegend zu dem Rohlrad (8) des Planetengetriebes ist.

6. Anlasser nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei welchem die Ritzeldruckeinrichtung (90, 91) und die Ritzelrückstellungsbegrenzungseinrichtung (3c, 81) ausgestaltet sind, auf die Bewegung des Plungers (40) zu antworten.

7. Anlasser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem die Ritzeldruckeinrichtung (90, 91) angeordnet ist, weiter bewegt zu werden, nachdem die Ritzelrückstellungsbegrenzungseinrichtung (3c, 81) in eine Stellung zum Begrenzen des Ritzels (7) beim Zurückstellen bewegt ist.

8. Anlasser nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem die Ritzeldruckeinrichtung (90, 91) den elastischen Hebel (90), der um einen vorbestimmten Hebeldrehpunkt (93) drehbar angeordnet ist und ein Ende, welches mit dem Plunger (40) verbunden ist, sowie ein anderes Ende, welches wirksam mit dem Ritzel (7) verbunden ist, so dass das andere Ende axial vorwärts über eine Stellung bewegbar ist, in welcher die Ritzelrückstellungsbegrenzungseinrichtung (3c, 81) die Rückstellung des Ritzels (7) begrenzt, umfasst.

9. Anlasser nach einem der Ansprüche 4 bis 8, bei welchem die Ritzelrückstellungsbegrenzungseinrichtung (3c, 81) eine abgestufte Wand (3c), die an der Ausgangswelle (3) angeformt ist, und eine Kugel (81), die an der Ausgangswelle in Antwort auf eine Bewegung des anderen Endes des Hebels (90) axial bewegbar angeordnet ist, so dass die Kugel das Ritzel (7) beim Zurückziehen begrenzt, wenn es sich zu der abgestuften Wand bewegt und mit dieser in Eingriff gebracht wird, umfasst.

10. Anlasser nach Anspruch 8 oder 9, bei welchem das Kugellager (91) mit dem anderen Ende des Hebels in Eingriff gebracht ist, so dass der Hebel relativ zu der Ausgangswelle (3) drehfest gehalten ist.

11. Anlasser nach einem der Ansprüche 4 bis 10, bei welchem die Ritzelrückstellungsbegrenzungseinrichtung weiterhin ein hohlzylindrisches Element (70), das an dem Außenumfang der Ausgangswelle vorgesehen ist und integral mit dem Ritzel (7) axial bewegbar sowie drehbar ist, wobei die Kugel (81) durch das hohlzylindrische Element zurückgehalten ist, die abgestufte Wand (3c) mit der Kugel in Eingriff bringbar ist, wenn sich das hohlzylindrische Element um einen vorbestimmten Abstand bewegt, um dabei die Rückstellung des hohlzylindrischen Elementes anzuhalten, und das Kugellager (91) die Radialbewegung der Kugel beeinflusst, wenn dieselbe mit der abgestuften Wand in Eingriff steht und dabei die Kugel begrenzt, von der abgestuften Wand außer Eingriff zu sein, umfasst.

12. Anlasser nach Anspruch 11, bei welchem die Ausgangswelle (3) einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser, der im Durchmesser kleiner ist als ein Abschnitt mit großem Durchmesser, über welchen das hohlzylindrische Element (70) normalerweise befestigt ist, aufweist, wobei sich die abgestufte Wand (3c) von dem Abschnitt mit großem Durchmesser zu dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser erstreckt.

13. Anlasser nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei welchem das Kugellager (91) über eine Außenumfangsfläche des hohlzylindrischen Elementes (70) befestigt ist und vorgesehen ist, um auf und entlang der Außenumfangsfläche des hohlzylindrischen Elementes axial verschiebbar zu sein, und die Ritzeldruckeinrichtung (90, 91) geeignet ist, das Ritzelbewegungselement (4) durch das Kugellager zu bewegen.

14. Anlasser nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei welchem ein Geschwindigkeitsverminderungsmechanismus (26, 27, 28) zum Vermindern einer Drehung des elektrischen Motors, um dieselbe auf die Ausgangswelle (3) zu übertragen, versehen ist.

15. Anlasser nach Anspruch 11, bei welchem das hohlzylindrische Element (70) eine Öffnung (70a) zur Aufnahme der radial bewegbaren Kugel (81) darin aufweist und die Ritzeldruckeinrichtung (90, 91) eine Ausnehmung (91c) an einer radial inneren Seite davon, welche dem zylindrischen Element (70) zugewandt ist, zum Berühren der Kugel, um das Ritzelbewegungselement (4) axial zu bewegen, aufweist.