DE69525940T2 - Anlasser mit planetenuntersetzungsgetriebe - Google Patents

Description

TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Starter mit einem Planetengetriebe-Untersetzungsmechanismus zum Starten einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung.
STAND DER TECHNIK
• Bei einem herkömmlichen Starter mit einem Planetengetriebe-Untersetzungsmechanismus ist, wie aus Fig. 38 ersichtlich, eine Abtriebs- bzw. Ausgangswelle 220 an einer Stirnseite mit einem Flanschvorsprung 361 versehen, der einen im Vergleich zum Aussendurchmesser der Ausgangswelle 220 größeren Durchmesser hat und an seinem Außenumfang eine Aussparung 220a aufweist, in der eine Ringscheibe 10 sitzt. Der Flanschvorsprung 361 weist eine Vielzahl von Aussparungen auf, in denen Bolzen 332 eingepresst sind. Auf diesen Bolzen 332 sind jeweils über ein Metalllager 333 ein Planetenrad 320 drehbar gelagert. Das Planetenrad 320 steht in Eingriff sowohl mit einem am Innenumfang eines Zentralträgers 360 ausgebildeten Hohlrad 360a als auch mit einem an einer Antriebswelle 510 ausgebildeten Sonnenrad 310.
• Weiter wird eine axiale Rückwärtsbewegung der Ausgangswelle 220 begrenzt, wenn die in der Aussparung 220a der Ausgangswelle 220 sitzende Ringscheibe 10 gegen die vordere Stirnfläche eines an der vorderen Stirnseite eines Zentralträgers 360 angeordneten Zylinderabschnitts 365 mit einem kleinen Durchmesser und die hintere Stirnfläche 360b eines Zylinderabschnitts 366 mit einem großen Durchmesser des Zentralträgers 360 gegen eine Motorabtrennung 800 stößt.
• Jedoch erfährt bei dem Starter mit dem vorgenannten Planetengetriebe-Untersetzungsmechanismus der Zentralträger, der zwischen der in der Aussparung der Ausgangswelle sitzenden Ringscheibe und der Motorabtrennung angeordnet ist und einen Aussendurchmesser hat, der größer ist als derjenige der Ausgangswelle, in dem Fall, in dem die Ausgangswelle durch den Zahnkranz der Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung über ein Ritzel eine allzu hohe axial rückwärts gerichtete Last aufnimmt, durch die Ringscheibe und die Motorabtrennung von beiden axialen Seiten her einen Druck. Da der Zylinderabschnitt mit dem kleinen Durchmesser, an dem die Ringscheibe auf der Ausgangswelle anliegt, und der Zylinderabschnitt mit dem großen Durchmesser, der an der Motorabtrennungswand anliegt, am Zentralträger in Radialrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind, erleidet der Wandabschnitt, der die beiden zylindrischen Abschnitte verbindet, durch die Aufnahme axial entgegengerichteter Lasten über das radial äußerste Ende und das radial innerste Ende eine Verformung. Im Ergebnis erfährt das am Innenumfang des Zentralträgers ausgebildete Hohlrad eine Biegung mit dem Nachteil, dass ein zufriedenstellender Eingriff mit dem Planetenrad nicht gewährleistet werden kann.
• Aus der GB 964,675 A ist ein Starter mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt.
• Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, einen Starter mit einem Planetengetriebe-Untersetzungsmechanismus zur Verfügung zu stellen, bei dem sich eine axiale Rückwärtsbewegung einer Ausgangswelle zuverlässig regeln bzw. begrenzen lässt.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG·
• Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung einen Starter mit einem Planetengetriebe- Untersetzungsmechanismus vor, der aufweist: eine Ankerwelle, die dafür ausgelegt ist, durch die Drehung des Ankers eines Motors des Starters in Drehung gesetzt zu werden, eine Ausgangswelle mit einem Ritzel zum Einspuren in den Zahnkranz einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, einen Planetengetriebe-Untersetzungsmechanismus zum Reduzieren der Drehzahl und Übertragen der Drehung der Ankerwelle auf die Ausgangswelle, und ein Gehäuse, in dem ein Ende der Ausgangswelle über ein Lager drehbar gelagert ist, wobei auf der Ausgangswelle ein erstes und ein zweites Ausgangswellenrückhalteteil derart vorgesehen sind, dass eine vordere und hintere Stirnfläche eines Gehäuselagerträgerabschnitts, der die Ausgangswelle axial stützt, axial dazwischen liegen, und der Gehäuselagerträgerabschnitt an seiner vorderen und hinteren Stirnfläche über das erste und zweite Ausgangswellenrückhalteteil vorwärts bzw. rückwärts gerichtete axiale Drucklasten der Ausgangswelle aufnimmt.
• Gemäß dieser Konstruktion wird eine axiale Rückwärtsbewegung der Ausgangswelle nicht durch die hintere Stirnfläche des Zylinderabschnitts mit dem großen Durchmesser des Zentralträgers und die Motorabtrennung sondern durch die Ausgangswellenrückhalteteile und das konstruktiv stabile Gehäuse geregelt. Durch die Regelung bzw. Begrenzung der axialen Rückwärtsbewegung der Ausgangswelle wird somit auf den Zentralträger keine axiale Last übertragen und dadurch eine Verformung desselben verhindert.
• Darüber hinaus weist zumindest eines des ersten und zweiten Ausgangswellenrückhalteteils eine Scheibenform mit einem durchgehenden Innenumfang auf, am Außenumfang der Ausgangswelle sind an Stellen, zwischen welchen die vordere und hintere Stirnfläche des Gehäuselagerträgerabschnitts liegen, Aussparungen vorgesehen, und die Ausgangswellenrückhalteteile sind in den Aussparungen drehbar aufgenommen.
• Gemäß dieser Konstruktion geraten die Ausgangswellenrückhalteteile, da sie durchgehend ringförmig ausgebildet sind, infolge einer zentrifugalkraftbedingten Aufweitung selbst dann nicht außer Eingriff mit der Ausgangswelle, wenn das Ritzel durch die Brennkraftmaschine überholt wird und die Ausgangswelle mit einer hohen Geschwindigkeit in Drehung gesetzt wird.
• Weiter ist das Gehäuse aus Metall gefertigt, wobei an dessen einem Ende ein radial überstehender Flanschabschnitt ausgebildet ist, der Flanschabschnitt ragt aus dem Gehäuse, und zumindest eines des ersten und zweiten Ausgangswellenrückhalteteile liegt an dem Flanschabschnitt an.
• Gemäß dieser Konstruktion weist das Gehäuselager aus Metall einen radial überstehenden Flanschabschnitt auf, der aus dem Gehäuse ragt. Durch eine Vergrößerung des Aussendurchmessers des Ausgangswellerückhalteteils im Vergleich zum Innendurchmesser des Gehäuselagerträgerabschnitts oder durch eine Verkleinerung der Stirnfläche des Gehäuses, die die Stirnfläche des Metalllagers abdeckt, im Durchmesser, erübrigen sich Maßnahmen zum verhindern, dass die Last, die die Ausgangswelle tendentiell axial rückwärts schiebt, direkt auf das Metalllager einwirkt. Somit ist es wenig wahrscheinlich, dass sich das Metalllager axial bewegt. Weiter fungiert das Metalllager während der Drehung der Ausgangswelle als ein Axiallager, das sowohl eine axiale Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Ausgangswelle begrenzt als auch Anti-Verschleißeigenschaften gewährleistet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Fig. 1 ist eine Seitenansicht im Schnitt, die die erste Ausführungsform eines Starters der vorliegenden Erfindung zeigt.
• Fig. 2 ist eine Perspektivansicht eines Ritzeldrehungsregelungsteils.
• Die Fig. 3A und 38 sind eine Vorderansicht bzw. eine Seitenansicht im Teilschnitt, nachdem das Ritzeldrehungsregelungsteil an einen Ritzelabschnitt montiert ist.
• Fig. 4 ist eine Vorderansicht, die den Zustand zeigt, in dem der Rückhaltering auf eine Welle montiert ist.
• Fig. 5 ist eine Schnittansicht, die einen wesentlichen Abschnitt einer Freilaufkupplung zeigt.
• Fig. 6 ist eine Rückansicht eines Zentralträgers.
• Fig. 7 ist eine Seitenansicht des Zentralträgers im Schnitt.
• Fig. 8 ist eine Vorderansicht des Zentralträgers.
• Fig. 9 ist eine Seitenansicht eines Gehäuses im Schnitt.
• Fig. 10 ist eine Vorderansicht des Gehäuses. Fig. 11 ist eine Vorderansicht, die den Zustand zeigt, in dem ein Verschluss an das Gehäuse montiert ist.
• Fig. 12 ist eine Seitenansicht, die den Zustand zeigt, in dem der Verschluss an das Gehäuse montiert ist.
• Fig. 13 ist eine auseinandergezogene Perspektivansicht, die den Verschluss zeigt.
• Fig. 14 ist eine Schnittansicht, die einen wesentlichen Abschnitt des Ritzels im Betrieb zeigt.
• Fig. 15 ist eine Seitenansicht eines Ankers im Schnitt.
• Fig. 16 ist eine Draufsicht eines Kernblechs.
• Fig. 17 ist eine Seitenansicht eines oberen Wicklungselements.
• Fig. 18 ist eine Vorderansicht, die das obere Wicklungselement zeigt.
• Fig. 19 ist eine schematische Perspektivansicht, die den Anordnungszustand des oberen Wicklungselements und des unteren Wicklungselements zeigt.
• Fig. 20 ist eine Schnittansicht eines oberen Wicklungselements und eines unteren Wicklungselements, die in Schlitze eingesetzt sind.
• Fig. 21 ist eine Vorderansicht einer Stirnseite der oberen Wicklung, die an den Kern eines Ankers montiert ist.
• Fig. 22 ist eine Vorderansicht einer Isolierzwischenlage.
• Fig. 23 ist eine Seitenansicht eines Befestigungselements im Schnitt.
• Fig. 24 ist eine Vorderansicht einer Isolierabdeckung.
• Fig. 25 ist eine Vorderansicht eines Polgehäuses.
• Fig. 26 ist eine Seitenansicht des Polgehäuses im Schnitt.
• Fig. 27 ist eine auseinadergezogene Perspektivansicht eines Kolbens und eines stationären Kontakts eines Magnetschalters.
• Fig. 28 ist eine Perspektivansicht, die den Kolben des Magnetschalters zeigt.
• Fig. 29 ist eine Schnittansicht, die ein Lagerschild und eine Bürstenfeder zeigt.
• Fig. 30 ist eine Schnittansicht, die einen Abschnitt des Lagerschilds und einen Abschnitt der Bürstenfeder und einer Bürste zeigt.
• Fig. 31 ist eine Vorderansicht, die einen Bürstenhalter zeigt.
• Fig. 32 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A- A in Fig. 22.
• Fig. 33 ist eine Schnittansicht entlang der Linie B- B in Fig. 32.
• Die Fig. 34A, 34B und 34C sind elektrische Schaltkreisdiagramme, die die Betriebszustände des Ritzels zeigen.
• Fig. 35 ist eine Schnittansicht eines Starterabschnitts, die den Zustand vor der Montage eines Ausgangswellenrückhalteteils gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
• Fig. 36 ist eine Schnittansicht eines Abschnitts des Starters, die das Ausgangswellenrückhalteteil gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
• Fig. 37 ist eine Schnittansicht eines Abschnitts des Starters, die das Ausgangswellenrückhalteteil gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
• Fig. 38 ist eine Schnittansicht eines Abschnitts des Planetengetriebe-Untersetzungsmechanismus eines herkömmlichen Starters.
BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
• In Verbindung mit einer Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 35 nun der erfindungsgemäße Starter beschrieben.
• Der Starter lässt sich allgemein unterteilen in: ein Gehäuse 400, das ein Ritzel 200 zum Eingreifen in einen Zahnkranz 100 einer Brennkraftmaschine aufnimmt und eine Ausgangswelle 200 drehbar lagert; einen Motor 500; und einen Lagerschild 700, der einen Magnetschalter 600 aufnimmt. Weiter sind im Starter das Gehäuse 400 und der Motor 500 durch eine Motorabtrennung 800 und der Motor 500 und der Lagerschild 700 durch ein Bürstenhalteteil 900 voneinander getrennt.
• Das Gehäuse 400, ein Polgehäuse 501 des Motors 500 und der Lagerschild 700 sind darüber hinaus über die Motorabtrennung 800 und ein Bürstenhalteteil 900 mittels nicht gezeigten Durchgangsschrauben aneinander befestigt, die von der Rückseite her in eine Vielzahl von (z. B. vier in der vorliegenden Ausführungsform) nicht gezeigten Schraubenlöcher, die um den Lagerschild 700 herum ausgebildet sind, in eine Vielzahl von (in Fig. 31 gezeigten) Schraubenlöcher 990, die um das Bürstenhalteteil 900 herum ausgebildet sind, und in eine Vielzahl von nicht gezeigten Schraubenlöcher, die an der Außenseite einer Vielzahl von um den Motor 500 herum ausgesparten (in Fig. 25 gezeigten) Aussparungen 502 und um die Motorabtrennung 800 herum ausgebildet sind, eingeführt und in nicht gezeigten Gewindelöchern gesichert sind, die im hinteren Ende des Gehäuses 400 ausgebildet sind.
[Beschreibung des Ritzels 200]
• Wie es in Fig. 1 oder 3 gezeigt ist, ist am Ritzel 200 ein Ritzelrad 210 ausgebildet, das in einen Zahnkranz 100 einer Brennkraftmaschine einspurt.
• Am Umfang des Ritzelrads 210 ist eine Ritzelschraubverzahnung 211 ausgebildet, die auf eine an einer Ausgangswelle 220 ausgebildete Schraubverzahnung 221 zu montieren ist. An der dem Zahnkranz 100 abgewandten Seite des Ritzelrads 210 ist ein Ringflansch 213 ausgebildet, der einen größeren Durchmesser hat als der Aussendurchmesser des Ritzelrads 210. Am gesamten Außenumfang dieses Flansches 213 sind Zähne 214 ausgebildet, deren Anzahl größer ist als diejenige der Außenzähne des Ritzelrads 210. Diese Zähne 214 sind zur Aufnahme einer Regelungsklinke 231 eines nachstehend beschriebenen Ritzeldrehungsregelungsteils 230 vorgesehen. An der Rückseite des Flansches 213 ist eine Ringscheibe 215 drehbar vorgesehen; dadurch, dass ein am hinteren Ende des Ritzelrads 210 vorgesehener Ringabschnitt 216 in Richtung Außenumfang gebogen ist, wird aber verhindert, dass sich die Ringscheibe 215 axial löst.
• Da der Flansch 213 des Ritzelrads 210 an seiner Rückseite mit der drehbaren Ringscheibe 215 ausgestattet ist, gerät das vordere Ende der Regelungsklinke 231 des nachstehend beschriebenen Ritzeldrehungsregelungsteils 230 in Anlage mit der Ringscheibe 215, wenn diese hinter die Rückseite des Ritzelrads 210 fällt.
• Andererseits erfährt das Ritzelrad 210 durch eine aus einer Druckschraubenfeder gebildete Rückstellfeder 240 eine ständige Druckbeaufschlagung in Rückwärtsrichtung der der Ausgangswelle 220.
• Die Rückstellfeder 240 übt auf das Ritzelrad 210 einen Druck zwar nicht direkt, aber in der vorliegenden Ausführungsform durch ein Ringteil 421 eines nachstehend beschriebenen Verschlusses 420 zum Öffnen und Schließen der Öffnung 410 des Gehäuses 400 indirekt aus.
[Beschreibung des Ritzeldrehungsregelungsteils 230]
• Das Ritzeldrehungsregelungsteil 230 ist, wie es in Fig. 2 und in den Fig. 3A und 3B gezeigt ist, ein Blattfederteil mit etwa drei halben Windungen, wovon etwa dreiviertel einen Drehungsregelungsabschnitt 232 bilden, der eine größere axiale Länge aufweist, um eine höhere Federkonstante zu erhalten, wohingegen die restlichen etwa dreiviertel einen Rückstellfederabschnitt 233 mit einer kleineren axiale Länge bilden, um eine Vorspanneinrichtung mit einer niedrigeren Federkonstante zu bilden.
• An dem einen Ende des Drehungsregelungsabschnitts 232 ist die Regelungsklinke 231 ausgebildet, die einen axial verlängerten Regelabschnitt bildet, der in Eingriff mit den am Flansch 213 des Ritzelrads 210 ausgebildeten zahlreichen Zähne 214 zu bringen ist. Diese Regelungsklinke 231 ist nicht lediglich in Eingriff mit den Zähnen 214 des Ritzelrads 210 zu bringen, sondern ist darüber hinaus axial verlängert und radial nach innen in eine Form mit einem L-förmigen Querschnitt (d. h. zu einer Stangenform) gebogen, um dadurch die Steifigkeit der Regelungsklinke 231 zu erhöhen. Am Drehungsregelungsabschnitt 232 ist ein vertikal verlaufender gerader Abschnitt 235 ausgebildet. Dieser gerade Abschnitt 235 ist durch zwei Lagerarme 361, die von der Vorderseite eines Zentralträgers 360 aus vorragen, vertikal verschiebbar gelagert. Kurz gesagt wird der Drehungsregelungsabschnitt 232 bei einer Vertikalverschiebung des geraden Abschnitts 235 vertikal verschoben.
• Andererseits ist an dem Ende des Drehungsregelungsabschnitts 232, das der Regelungsklinke 231 um 180º gegenüberliegt, eine Kugel 601 des vorderen Endes eines nachstehend beschriebenen seilförmigen Elements (z. B. eines Drahts) 680 zum Übertragen der Aktion des nachstehend beschriebenen Magnetschalters 600 festgehalten.
• Der Endabschnitt des Rückstellfederabschnitts 233 weist eine derart starke Krümmung auf, dass er auf der Oberfläche einer von der Vorderseite eines tieferliegenden Abschnitts des Zentralträgers 360 hervorragenden Regelungsteilauflage 362 zum Liegen kommt.
• Nun wird die Wirkungsweise des Ritzeldrehungsregelungsteils 230 beschrieben. Das Seilelement 680 ist ein Übertragungsmittel zum Übertragen der Aktion des Magnetschalters 600 auf die Regelungsklirike 231. Das Seilelement 680 wird durch den Betrieb des Magnetschalters 600 dazu veranlasst, den Drehungsregelungsabschnitt 232 nach unten zu ziehen, wodurch ein Eingriff der Regelungsklinke 231 in die Zähne 214 des Flansches 213 des Ritzelrads 210 erreicht wird. Dabei liegt der eine Endabschnitt 236 des Rückstellfederabschnitts 233 auf der Positionsregelungsteilauflage 362, wodurch der Rückstellfederabschnitt 233 eine Biegung erfährt. Da die Regelungsklinke 231 in die Zähne 214 des Ritzelrads 210 eingreift, wandert das Ritzelrad 210 entlang der Schraubverzahnung 221 der Ausgangswelle 220 nach vorne, wenn es durch eine Ankerwelle 510 des Motors 500 und den Planetengetriebe-Untersetzungsmechanismus 300 in Drehung gesetzt wird. Wenn das Ritzelrad 210 auf den Zahnkranz 100 trifft, wodurch seine weitere Vorwärtsbewegung blockiert ist, wird das Ritzeldrehungsregelungsteil 230 durch die weitere Drehkraft der Ausgangswelle 210 in der Weise gebogen, dass sich das Ritzelrad 210 geringfügig dreht und schließlich in den Zahnkranz 100 einspurt. Wenn das Ritzelrad 210 nach vorne wandert, gerät die Regelungsklinke 231 außer Eingriff mit den Zähnen 214, so dass die Regelungsklinke 231 hinter den Flansch 213 des Ritzelrads 210 fällt und ihr vorderes Ende gegen die Rückseite der Ringscheibe 215 stößt; dadurch wird verhindert dass das Ritzelrad 210 durch die Drehung des Zahnkranz 100 der Brennkraftmaschine wieder ausspurt. Mit einer Unterbrechung des Betriebs des Magnetschalters 600, wodurch der Zug des Drehungsregelungsabschnitts 232 durch das Seilelement 680 nach unten beendet wird, kehrt der Drehungsregelungsabschnitt 232 durch die Aktion des Rückstellfederabschnitts 233 zugleich wieder in seine Ausgangsposition zurück.
• Darüber hinaus liegt das Ritzeldrehungsregelungsteil 230 am Ritzelrad 210 an, so dass es, wenn das Ritzelrad 210 zum Anliegen am Zahnkranz 100 kommt, durch die Drehung der Ausgangswelle 220 eine Biegung erfährt, wodurch das Ritzelrad 210 geringfügig in einen kämmenden Eingriff mit dem Zahnkranz 100 gedreht wird.
[Beschreibung des Rückhalterings 250]
• Der Rückhaltering 250 bildet ein erstes Ausgangswellenrückhalteteil und sitzt, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, in einer ringförmigen Aussparung, die um die Ausgangswelle 220 herum in der Weise ausgebildet ist, dass sie einen quadratischen bzw. rechteckigen Querschnitt hat. Der Rückhaltering 250 hat die Form eines kreisförmigen Rings (einer kreisförmigen Scheibe) mit einem durchgehenden Innenumfang ohne Schnitt. Vor der Montage wird er in der Weise in eine bei seitlicher Betrachtung konische Form gebracht, dass der Innendurchmesser geringfügig größer ist als der Aussendurchmesser der Ausgangswelle, auf die er zu montieren ist. Der Rückhaltering 250 wird in die Aussparung der Ausgangswelle 220 mit einem Presssitz eingesetzt und anschließend in seine ursprüngliche Scheibenform zurückgebracht, wodurch sich der Innendurchmesser wieder verringert, so dass der Rückhaltering 250 vollständig in der Aussparung aufgenommen werden kann. Der so montierte Rückhaltering 250 begrenzt an seiner rechten Stirnfläche eine Vorwärtsbewegung des Ritzels 200 und regelt, wenn die Ausgangswelle 220 mit dem Ritzel 200 in der Figur nach links wandert, des weiteren die Bewegung der Ausgangswelle 220 dadurch, dass seine linke Stirnfläche gegen die Stirnfläche des Gehäuses 400 stößt.
[Beschreibung des Planetengetriebe-Untersetzungsmechanismus 300]
• Der Planetengetriebe-Untersetzungsmechanismus 300 ist eine Reduktionseinrichtung zum Reduzieren der Anzahl der Umdrehungen gegenüber dem nachstehend beschriebenen Motor 500, wodurch das Ausgangsmoment des Motor 500 erhöht wird, wie es aus Fig. 1 ersichtlich ist. Der Planptengetriebe-Untersetzungsmechanismus 300 besteht aus: einem Sonnenrad 310, das am Außenumfang der Vorderseite der (nachstehend beschriebenen) Ankerwelle 510 des Motors 500 ausgebildet ist; drei Planetenradpaaren 320, die um das Sonnenrad 310 drehbar ausgeführt sind; einem einstückig mit der Ausgangswelle 220 ausgebildeten Planetenradträger 330, der die Planetenräder 320 um das Sonnenrad 310 drehbar trägt; und einem Hohlrad 340 aus Kunstharz in zylindrischer Form, das mit den Außenumfang der Planetenräder 320 kämmt.
[Beschreibung der Freilaufkupplung 350]
• Wie es in Fig. 5 gezeigt ist, ist die Freilaufkupplung 350 in der Weise abgestützt, dass sich das Hohlrad 340 (im Ansprechen auf einen Drehbetrieb der Brennkraftmaschine) nur in die eine Richtung dreht. Fig. 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Freilaufkupplung 350. Die Freilaufkupplung 350 besteht aus einem Kupplungsaußenteil 351, das einstückig mit der Vorderseite des Hohlrads 340 ausgebildet ist, wodurch es einen ersten zylindrischen Teil vorsieht, einem ringförmigen Kupplungsinnenteil 352, das an der Rückfläche eines Zentralträgers 360 ausgebildet ist, wodurch es eine die Vorderseite des Planetengetriebe-Untersetzungsmechanismus 300 abschirmende stationäre Seite und einen dem Innenumfang des Kupplungsaußenteils 351 gegenüberliegenden zweiten zylindrischen Teil vorsieht, und Rollen 353 in einer Rollenkurve 351a, die mit einer Neigung am Innenumfang des Kupplungsaußenteils 351 ausgebildet ist. Die Rollenkurve 351a ist in Bezug auf die Umfangsrichtung geneigt und sieht eine Rollenanlagefläche 351b für eine Anlage der Rolle 353 während eines Antriebszustands des Starters auf.
• Am Außenumfang des Kupplungsinnenteils 352 sind eine Vielzahl von Umfangsrollenkurven 355 ausgebildet. In jedem dieser Rollenkurven 355 ist eine Rollenanlagefläche 352b für eine Anlage der Rolle 353 während eines Antriebszustands des Starters und eine Rollengleitfläche 352c ausgebildet, auf der die Rolle 353 zur Rollenanlagefläche 352b gleitet. Andererseits ist an der der Rollenanlagefläche 351b gegenüberliegenden Fläche der Rollenkurve 351a ein Rollenaufnahmegleitabschnitt 351d ausgebildet, der die Rolle 353 während eines Überholzustands des Starters in die Rollenkurve 351a schaufelt.
• Die Rollenanlagefläche 351b des Kupplungsaußenteils 351 und die Rollenanlagefläche 352b des Kupplungsinnenteils 352 sind relativ zueinander so positioniert, dass die Rolle 353 während eines Antriebszustands des Starters in Drehmomentübertragungsrichtung dazwischengeklemmt ist.
• Darüber hinaus ist die Rollenkurve 351a des Kupplungsaußenteils 351 so vorgegeben, dass der kleinste Innendurchmesser der Rolle 353 geringfügig größer ist als der größte Außendurchmesser des Kupplungsinnenteils 352, wenn die Rolle 353 während eines Überholzustands des Starters in der Rollenkurve 351a aufgenommen ist.
[Beschreibung des Zentralträgers 360]
• Der Zentralträger 360 ist an der Rückseite des Gehäuses 400 angeordnet, wie es aus den Fig. 6 bis 8 ersichtlich ist. Das Gehäuse 400 und der Zentralträger 360 sind über eine Ringfeder 390 miteinander verbunden, deren eines Ende durch das Gehäuse 400 und deren anderes Ende durch den Zentralträger 360 zurückgehalten wird, so dass die vom Kupplungsinnenteil 352 als T·eil der Freilaufkupplung 350 aufzunehmende Drehreaktionskraft von der Ringfeder 390 aufgenommen und verhindert werden kann, dass die Drehreaktionskraft unmittelbar auf das Gehäuse 409 übertragen wird.
• Darüber hinaus sind an der Vorderfläche des Zentralträgers 360 ausgebildet: die beiden Lagerarme 361, die das Ritzeldrehungsregelungsteil 230 halten; und die Regelungsteilauflage 362, auf der das untere Ende des Ritzeldrehungsregelungsteils 230 sitzt. Weiter sind am Umfang des Zentralträgers 360 eine Vielzahl von Einkerbungen 363 ausgebildet, die in nicht gezeigte Innenstege des Gehäuse 400 einzusetzen sind. Die oberen Einkerbungen 363 dienen im übrigen als ein Luftkanal (der ausführlich als Kühlluftkanal beschrieben wird) zum Einführen von Luft aus dem Inneren des Gehäuses 400 in das Polgehäuse 501. Andererseits ist am unteren Ende des Zentralträgers 360 eine Aussparung 364 zum Durchführen des nachstehend beschriebenen seilförmigen Elements 680 in Axialrichtung ausgebildet.
• Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, ist der Planetenradträger 330 an seinem hinteren Ende mit einem sich radial erstreckenden Flanschvorsprung 331 zum Tragen der Planetenräder 320 ausgestattet. An diesem Flanschvorsprung 331 ist ein sich nach hinten erstreckender Bolzen 332 zum drehbaren Lagern des Planetenrads 320 durch ein Metalllager 333 befestigt.
• Darüber hinaus ist der Planetenradträger 330 durch ein Gehäuselager 440, dessen vorderer Endabschnitt im vorderen Ende des Gehäuses 400 befestigt ist, und ein Zentralträgerlager 370, das an einem zylindrischen Innenabschnitt 365 des Innenumfangs des Zentralträgers 360 sitzt, drehbar gelagert.
• Am hinteren Ende des Zentralträgerlagers 370, das die Rückseite des Planetenradträgers 330 stützt, ist ein zwischen das hintere Ende des zylindrischen Innenabschnitts 365 und den Flanschvorsprung 331 zu schiebender Flanschabschnitt 371 ausgebildet, wodurch der Planetenradträger 330 eine Begrenzung in seiner Vorwärtsbewegung erfährt, wenn der Flanschvorsprung 331 durch einen Flanschabschnitt 381 gegen das hintere Ende des zylindrischen Innenabschnitts 365 stößt.
• An der Rückfläche des Planetenradträgers 330 ist im übrigen eine sich axial erstreckende Aussparung 337 ausgebildet. Das vordere Ende einer Welle 520 ist durch ein in dieser Aussparung 337 angeordnetes Planetenradträgerlager 380 drehbar gelagert.
[Beschreibung des Gehäuses 400]
• Wie es in Fig. 9 oder 10 gezeigt ist, trägt das Gehäuse 400 die Ausgangswelle 220 im Gehäuselager 440, das am vorderen Ende des Gehäuses 400 befestigt ist, und ist ausgestattet mit einer bWasserabschirmwand (die in Fig. 1 oder 9 gezeigt ist), die den Spalt zwischen dem Gehäuse 400 und dem Aussendurchmesser des Ritzelrads 210 unterhalb der Öffnung 410 verkleinert, um dadurch die Möglichkeit des Eintretens von Regentropfen oder dergleichen über die Öffnung 410 minimal zu halten.
• Darüber hinaus ragt der vordere Endeabschnitt der Ausgangswelle 220 über das vorgenannte Gehäuselager 440 hinaus, um am Außenumfang seines Vorsprungs 220b eine Aussparung 220a zur Aufnahme eines Rückhalteteils 10 ausbilden zu können. Zwischen der vorderen Stirnfläche 400a des Gehäuses 400 und dem Rückhalteteil 10 ist eine Ringscheibe 20 angeordnet, die in diesem Fall zusammen mit dem Rückhalteteil 10 ein zweites Ausgangswellenrückhalteteil bildet. Eine axiale Rückwärtwsbewegung der Ausgangswelle 220 wird dadurch geregelt, dass die vordere, Stirnfläche 400a des Gehäuses 400 und das Ausgangswellenrückhalteteil gegeneinander stoßen, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Somit arbeitet das zweite Ausgangswellenrückhalteteil mit dem vorgenannten ersten Ausgangswellenrückhalteteil in der Weise zusammen, dass sie die Ausgangswelle 220 in beiden Axialrichtungen sichern.
• Die Montage des Rückhalteteils 10 erfolgt, wie es in Fig. 35 gezeigt ist, indem die Ausgangswelle 220 in das Gehäuselager 440 des Gehäuses 400 eingesetzt wird, die Ringscheibe 20 auf den Vorsprung 220b der Ausgangswelle 220 montiert wird, das scheibenförmige Rückhalteteil 10 in eine konische Form (Schirmform) gebogen und in die Aussparung 220a der Ausgangswelle 220 eingesetzt wird, und dem Rückhalteteil 10 gestattet wird, wieder seine ursprüngliche Scheibenform anzunehmen, womit die Montage beendet wird.
• Der vordere Endabschnitt der Ausgangswelle 220 ragt somit aus dem Gehäuselager 440 des Gehäuses 400; an diesem Vorsprung 220b ist das zweite Ausgangswellenrückhalteteil angeordnet, das einen im Vergleich zum Innendurchmesser des Gehäuselagers 440 größeren Aussendurchmesser hat. Im Ergebnis muß die axiale Rückwärtsbewegung der Ausgangswelle 220 nicht durch die hintere Stirnfläche des Zylinderabschnitts mit dem großen Durchmesser des Zentralträgers 360 und die Motorabtrennung 800 geregelt werden. Vielmehr wird sie durch das zweite Ausgangswellenrückhalteteil und das Gehäuse 400 geregelt. Damit lässt sich nicht nur eine axiale Rückwärtsbewegung der Ausgangswelle 220 regeln, sondern auch eine Verformung des Zentralträgers 360 unterbinden. Auf diese Weiset kann ein korrekter Eingriff zwischen dem Hohlrad 340 und dem Planetenrad 320 im Planetengetriebe-Untersetzungsmechanismus 300 gewährleistet werden.
• Darüber hinaus lässt sich die Montage der Reguliereinrichtung, die die axiale Rückwärtsbewegung der Ausgangswelle 220 regelt, durch eine Verformung des Rückhalteteils 10 aus dessen konischer Form in die Scheibenform einfach realisieren, nachdem das Rückhalteteil 10 in der Aussparung 220a der Ausgangswelle 220 eingesetzt ist. Da das zweite Ausgangswellenrückhalteteil die Form eines geschlossenen Rings aufweist, gerät das zweite Ausgangswellenrückhalteteil des weiteren aufgrund einer zentrifugalkraftbedingten Vergrößerung des Innendurchmessers selbst dann nicht außer Eingriff mit der Ausgangswelle, wenn das Ritzel von der Brennkraftmaschine überholt und die Ausgangswelle mit einer hohen Geschwindigkeit gedreht wird.
• Durch die Ringscheibe 20 und das Rückhalteteil 10 kann ferner verhindert werden, dass Fremdstoffe in das Gehäuselager 440 eindringen.
• Im übrigen kann die Ringscheibe 20 auch weggelassen werden, wodurch nur das Rückhalteteil 10 das zweite Ausgangswellenrückhalteteil gebildet wird.
• Am unteren Abschnitt des vorderen Endes des Gehäuses 400 sind zwei axial verlaufende Schiebeaussparungen 450 ausgebildet, in denen der nachstehend beschriebenene Verschluss 420 angeordnet ist.
[Beschreibung des Verschlusses 420]
• Der Verschluss 420 ist aus einem Harzmaterial (z. B. Nylon) gefertigt und in der Weise um die Ausgangswelle 220 montiert, wie es in den Fig. 11 bis 14 gezeigt ist. Der Verschluss 420 besteht aus einem zwischen die Rückstellfeder 240 und das Ritzelrad 210 geklemmten Ringteil 421 und einer wasserabschirmung 422 zum Öffnen/Verschließen der Öffnung 410 des Gehäuses 400. Die Wasserabschirmung 422 ist so gebogen, wie es in Fig. 10 gezeigt ist, um beidseitig in die beiden Schiebeaussparungen 450 eingesetzt zu werden, die am unteren Abschnitt des vorderen Endes des Gehäuse 400 in der Weise ausgebildet sind, dass sie sich in Axialrichtung erstrecken. Im Ergebnis kann die wasserabschirmung 422 zusammen mit dem Ringteil 421 gegenüber dem Gehäuse 400 axial verschoben werden. Im übrigen ist zwischen dem Verschluss 420 und dem Ritzelrad 210 eine Ringscheibe 480 angeordnet.
• Der Verschluss 420 arbeitet in der folgenden Weise. Wenn der Starter in Betrieb genommen wird, um das Ritzelrad 210 entlang der Ausgangswelle 220 vorwärts zu schieben, wird das Ringteil 421 zusammen mit dem Ritzelrad 210 vorwärts geschoben. Zusammen mit dem Ringteil 421 wird dann die Wasserabschirmung 422 vorwärts geschoben, wodurch die Öffnung 410 des Gehäuses 400 geöffnet wird (wie es in Fig. 14 gezeigt ist). Wenn der Starter angehalten wird, wodurch das Ritzelrad 210 entlang der Ausgangswelle 220 zurück geschoben wird, wird der Zahnkranz 421 zusammen mit dem Ritzelrad 210 zurück geschoben. Zusammen mit dem Ringteil 421 wird die Wasserabschirmung 422 dann auch wieder zurück geschoben, wodurch die Öffnung 410 des Gehäuses 400 verschlossen wird. Im Ergebnis verhindert der als Öffnungs-/Verschlussmittel fungierende Verschluss 420 mit der Wasserabschirmung 422, dass Regentropfen, die durch die Zentrifugalkraft des Zahnkranz 100 hochgeschleudert werden, in das Gehäuse 400 eindringen, so lange der Starter nicht in Betrieb ist.
• An der Rückseite der Ausgangswelle 220 ist im übrigen ein Konusabschnitt 222 ausgebildet. Wenn die Ritzelschraubverzahnung 211 gegen den Konusabschnitt 222 stößt, wird eine Rückwärtsbewegung des Ritzelrads 210 über den Konusabschnitt 222 hinaus verhindert. Andererseits sitzt an der Vorderseite der Ausgangswelle 220 der Rückhaltering 250, wodurch verhindert wird, dass sich das Ritzelrad 210 über den Rückhaltering 250 vorwärts bewegt. Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, ragt, wenn der Starter nicht in Betrieb ist, die vordere Stirnfläche 210a des Ritzelrads 210 von der vorderen Stirnfläche 460a einer Wasserabschirmwand 460 des Gehäuses 400 nicht auf die Seite des Zahnkranzes 100 hinaus. Wie es in Fig. 14 gezeigt ist, stößt im Betrieb des Starters der Flansch 213 des Ritzelrads 210 nicht gegen die hintere Stirnfläche 460b der Wasserabschirmwands 460, das Ritzelrad 210, jedoch kämmt er mit dem Zahnkranz 100. Somit kann durch die Wasserabschirmung 422 verhindert werden, dass Regentropfen oder dergleichen, die durch die Zentrifugalkraft oder dergleichen des Zahnkranzes 100 hochgeschleudert werden, in das Gehäuse 400 eindringen.
[Beschreibung des Motors 500]
• Der Motor 500 ist von dem Polgehäuse 501, der Motorabtrennung 800 und dem nachstehend beschriebenen Bürstenhalteteil 900 eingeschlossen. Die Motorabtrennung 800 nimmt im übrigen zusammen mit dem Zentralträger 360 den Planetengetriebe-Untersetzungsmechanismus 300 auf und soll verhindern, dass Schmieröl im Planetengetriebe-Untersetzungsmechanismus 300 in den Motor 500 eindringt.
• Der Motor 500 ist, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, gebildet aus: dem Anker 540, der aus der Ankerwelle 510 und dem Ankerkern 520 und einer Ankerwicklung 530, die auf der Ankerwelle 510 befestigt sind, zusammengesetzt und drehbar ausgeführt ist; und stationären Magnetpolen 550 zum Drehen des Ankers 540. Die stationären Magnetpole 550 sind am Innenumfang des Polgehäuses 501 befestigt.
[Beschreibung der Ankerwelle 510]
• Die Ankerwelle 510 ist durch das Planetenradträgerlager 380 im hinteren Abschnitt des Planetenradträgers 330 und ein am Innenumfang des Bürstenhalteteils 900 befestigtes Bürstenhalteteillager 564 drehbar gelagert. Das vordere Ende der Ankerwelle 510 ist im Planetengetriebe- Untersetzungsmechanismus 300 eingesetzt; an seinem Außenumfang ist das Sonnenrad 310 des Planetengetriebe-Untersetzungsmechanismus 300 ausgebildet.
[Beschreibung des Ankerkerns 520]
• Der Ankerkern 520 wird hergestellt, indem eine Zahl von Kernblechen 521 schichtweise angeordnet werden, wie es in den Fig. 15 und 16 gezeigt ist, und die Ankerwelle 510 unter Druck in die in der Mitte der Bleche ausgebildete Öffnung 522 eingesetzt wird. Die Kernbleche 521 werden durch Pressen dünner Stahlbleche hergestellt. An der radial innenliegenden Seite (oder um die Öffnung 522) des Kernblechs 521 sind eine Vielzahl von gestanzten Öffnungen 523 zum Zweck der Reduzierung des Gewichts des Kernblechs 521 ausgebildet. Am Außenumfang des Kernblechs 521 sind eine Vielzahl von (z. B. fünfundzwanzig) Schlitzen 524 zur Aufnahme der Ankerwicklung 530 ausgebildet. Darüber hinaus sind am Außenumfangsende des Kernblechs 521 zwischen den einzelnene Schlitzen 524 Befestigungsklauen 525 zum Befestigen der Ankerwicklung 530 in den Schlitzen 524 ausgebildet. Die Befestigungsklauen 525 werden im Zuge der Beschreibung einer Einrichtung zum Besfestigen der nachfolgend erläuterten Ankerwicklung 530 beschrieben.
[Beschreibung der Ankerwicklung 530]
• Die in der vorliegenden Ausführungsform verwendete Ankerwicklung 530 ist eine Zweischicht-Wicklung, die durch ein radiales Schichten einer Vielzahl von (z. B. fünfundzwanzig) Oberschichtwicklungssträngen 531 und Unterschichtwicklungssträngen 532 derselben Anzahl wie die Oberschichtwicklungsstränge 531 hergestellt wird. Darüber hinaus sind die einzelnen Oberschichtwicklungsstränge 531 und Unterschichtwicklungsstränge 532 so miteinander verbunden, dass deren Endabschnitte zur Bildung einer ringförmigen Spule elektrisch miteinander in Verbindung stehen.
[Beschreibung des Oberschichtwicklungsstrangs 531]
• Der Oberschichtwicklungsstrang 531 besteht aus einem Material mit einer hervorragenden Leitfähigkeit (z. B. Kupfer) und ist gebildet aus: einem Oberschichtwicklungsteil 533, das sich parallel zu den stationären Magnetpolen 550 erstreckt und an der Außenumfangsseite der Schlitze 524 liegt, und zwei Oberschichtwicklungsenden 534, die von den beiden Enden des Oberschichtwicklungsteils 533 aus nach innen gebogen sind und sich senkrecht zur Axialrichtung der Ankerwelle 510 erstrecken. Im übrigen kann das Oberschichtwicklungsteil 533 und die beiden Oberschichtwicklungsenden 534: einstückig durch Kaltgießen, durch Pressen in die C-Biegeform oder im Nahtschweißverfahren durch Verschweißen des Oberschichtwicklungsteils 533 und der beiden separat hergestellten Oberschichtwicklungsenden 534 gefertigt werden.
• Das Oberschichtwicklungsteil 533 ist eine geradlinige Schiene mit einem rechteckigen Querschnitt, wie es in den Fig. 17 bis 20 gezeigt ist, und ist in der Weise zusammen mit einem nachstehend beschriebenen Unterschichtwicklungsteil 536 in die Schlitze 524 gepresst, wobei es mit einer Oberschichtisolierfolie bzw. einem Oberschichtisolierfilm 125 (z. B. einem dünnen Film aus Harz, wie z. B. Nylon, oder Papier) überzogen ist, wie es in Fig. 20 gezeigt ist.
• Von den beiden Oberschichtwicklungsenden 534 ist, wie es in Fig. 19 gezeigt ist, das eine Oberschichtwicklungsende 534 in Bezug auf die Drehrichtung vorwärts geneigt, wohingegen das andere Oberschichtwicklungsende 534 in Bezug auf die Drehrichtung rückwärts geneigt ist. Die beiden Oberschichtwicklungsenden 534 sind in Bezug auf das Oberschichtwicklungsteil 533 radial unter demselben Winkel geneigt und identisch ausgebildet. Im Ergebnis behält der Oberschichtwicklungsstrang 531 seine identische Form selbst nach einer Drehung um 180º des Oberschichtwicklungsstrangs 531 bei.
• Von den beiden Oberschichtwicklungsenden 534 steht das auf Seiten des Magnetschalters 600 gelegene Oberschichtwicklungsende 534 in direktem Kontakt mit den nachstehend beschriebenen Bürsten 910, die die Ankerwicklung 530 mit elektrischem Strom versorgen. Zu diesem Zweck ist zumindest die Oberfläche der Oberschichtwicklungsenden 534, mit der die Bürsten 910 in Kontakt kommen, geglättet.
• Die Oberschichtwicklungsenden 534 sind, wie es in Fig. 21 gezeigt ist, so geformt, dass sie radial divergieren und vom Innen- zum Außenumfang jeweils im wesentlichen dieselbe Umfangslänge aufweisen.
• Im übrigen zeigt Fig. 21 die Form der Oberschichtwicklungsenden 534 schematisch; deren Anzahl ist nicht gleich derjenigen der Schlitze 524 aus Fig. 16.
• Darüber hinaus sind die Aussparungen 535, die zwischen den einzelnen, mit den Bürsten 910 in Kontakt stehenden Oberschichtwicklungsenden 534 gebildet, sind, in der Weise spiralförmig ausgebildet, dass sie in Drehrichtung stärker rückwärts fallen als sie radial auswärts laufen, wie es in Fig. 21 gezeigt ist.
• An den gegenüberliegenden Außenumfängen der beiden Oberschichtwicklungsenden 534 sind axial vorstehende Vorsprünge 534a ausgebildet, die einen kleineren Durchmesser aufweisen. Diese Vorsprünge 534a sind zwischen den Oberschichtwicklungsenden 534 und den nachstehend beschriebenen Unterschichtwicklungsenden 537 in der Weise angeordnet, dass sie in Öffnungen 561 eingesetzt sind, die in einer Isolierzwischenlage 560 zum Isolieren der Oberschichtwicklungsenden 534 und der Unterschichtwicklungsenden 537 ausgebildet sind (wie es in Fig. 22 gezeigt ist).
[Beschreibung des Unterschichtwicklungsstrangs 532]
• Der Unterschichtwicklungsstrang 532 besteht wie der Oberschichtwicklungsstrang 531 aus einem Material mit einer hervorragenden Leitfähigkeit (z. B. Kuper) und ist gebildet aus: dem Unterschichtwicklungsteil 536, das sich parallel zu den stationären Magnetpolen 550 erstreckt und an der Innenseite der Schlitze 524 liegt, und zwei Unterschichtwicklungsenden 537, die von den beiden Enden des Unterschichtwicklungsteils 536 aus nach innen gebogen sind und senkrecht zur Axialrichtung der Welle 510 verlaufen, um einen ersten Verbindungsabschnitt zu bilden. Im übrigen können das Unterschichtwicklungsteil 536 und die beiden Unterschichtwicklungsenden 537 wie im Fall des Oberschichtwicklungsstrangs 531: einstückig durch Kaltgießen; durch Pressen in die C-Biegeform oder im Nahtschweißverfahren durch Verschweißen des Unterschichtwicklungsteils 536 mit den beiden die separat ausgebildeten Unterschichtwicklungsenden 537 angefertigt werden.
• Die Isolierungen zwischen den einzelnen Oberschichtwicklungsenden 534 und den einzelnen Unterschichtwicklungsenden 537 sind im übrigen durch die Isolierzwischenlage 560, und die Isolierungen zwischen den einzelnen Unterschichtwicklungsenden 537 und dem Ankerkern 520 durch einen Isolierring 590 aus Harz (z. B. Nylon oder Phenolharz) realisiert.
• Das Unterschichtwicklungsteil 536 ist wie das in den Fig. 17 und 20 gezeigte Oberschichtwicklungsteil 533 eine geradlinige Schiene mit einem rechteckigen Querschnitt und ist zusammen mit dem Oberschichtwicklungsteil 533 mit einem Presssitz in den Schlitzen 524 aufgenommen, wie es in Fig. 15 gezeigt ist. Im übrigen ist das Unterschichtwicklungsteil 536 zusammen mit dem Oberschichtwicklungsteil 533, das von dem Oberschichtisolierfilm 125 überzogen ist, so in den Schlitzen 524 eingesetzt, wobei es von einer Unterschichtisolierfilm bzw. einem Unterschichtisolierfilm 105 (aus Nylon oder Papier) überzogen ist.
• Von den beiden Unterschichtwicklungsenden 537 ist das eine Unterschichtwicklungsende 537, das auf der Vorderseite des Starters liegt, in eine Richtung entgegengesetzt zu derjenigen des Oberschichtwicklungsendes 534 geneigt; auch das andere Unterschichtwicklungsende 537 an der Rückseite ist in eine Richtung entgegengesetzt zu derjenigen des Oberschichtwicklungsendes 534 geneigt. Die beiden Unterschichtwicklungsenden 537 sind in Bezug auf das Unterschichtwicklungsteil 537 radial unter demselben Winkel geneigt und identisch geformt. Im Ergebnis hat der Unterschichtwicklungsstrang 531 wie der Oberschichtwicklungsstrang 531 selbst nach einer Drehung um 180º des Unterschichtwicklungsstrangs 532 dieselbe Form.
• An den Innenumfangsendabschnitten der beiden Unterschichtwicklungsenden 537 sind Unterschichtinnenerstreckungen 539 ausgebildet, die sich in Axialrichtung erstrecken. Die Außenumfänge der Unterschichtinnenerstreckungen 539 sind in den Aussparungen 561 eingesetzt, die am Innenumfang der Isolierzwischenlage 560 ausgebildet sind, auf den Außenumfängen der Unterschichtinnenerstreckungen 539 liegen die Innenumfänge der Oberschichtinnenerstreckungen 538 an den Endabschnitten der Oberschichtwicklungsenden 534; die Unterschichtinnenerstreckungen 539 sind durch Verschweißen elektrisch und mechanisch mit den Oberschichtinnenerstreckungen 538 verbunden. Im übrigen sind die Unterschichtinnenerstreckungen 539 an ihren Innenumfängen von der Ankerwelle 510 isoliert und beabstandet angeordnet.
• Andererseits sind an den Innenumfangsendabschnitten der beiden Oberschichtwicklungsenden 534 die Oberschichtinnenerstreckungen 538 ausgebildet, die sich Axialrichtung erstrecken. Die Innenumfänge der Oberschichtinnenerstreckungen 538 liegen auf den Außenumfängen der Unterschichtinnenerstreckungen 539, die an den Innenenden des nachstehend beschriebenen Unterschichtwicklungsstrangs 532 ausgebildet sind, und die Innenumfänge der Oberschichtinnenerstreckungen 538 sind mit den Außenumfängen der Unterschichtinnenerstreckungen 539 elektrisch und mechanisch verschweißt. Darüber hinaus liegen die Außenumfänge der Oberschichtinnenerstreckungen 538 durch Isolierabdeckungen 580 an den Innenflächen von Außenumfangsringabschnitten 571 stationärer Teile 570 an, die auf die Ankerwelle 510 gepresst sind (wie es in den Fig. 23 und 24 gezeigt ist).
[Beschreibung der Isolierzwischenlage 560]
• Die Isolierzwischenlage 560 ist eine dünne Ringscheibe aus Harz (z. B. Epoxidharz, Phenolharz oder Nylon); an ihrer Außenumfangsseite sind, wie es in Fig. 22, gezeigt ist, die Vielzahl von Öffnungen 561 ausgebildet, in denen die Vorsprünge 534a der einzelnen Oberschichtwicklungsenden 534 eingesetzt sind. Andererseits sind am Innenumfang der Isolierzwischenlage 560 Aussparungen 562 ausgebildet, in denen die Unterschichtinnenerstreckungen 539 der Unterschichtwicklungsenden 537 eingesetzt sind. Diese Öffnungen 561 und Aussparungen 562 der Isolierzwischenlage 560 dienen zur Positionierung und Befestigung der Ankerwicklung 530, wie es nachstehend beschrieben wird.
[Beschreibung des Befestigungselements 570]
• Das Befestigungselement 570 ist ein ringförmiges Eisenteil, das, wie es in Fig. 23 gezeigt ist, gebildet ist aus: einem auf die Ankerwelle 510 zu pressenden Innenumfangringabschnitt 572, einem sich senkrecht zur Axialrichtung erstreckenden Stellring 573 zur Begrenzung der axialen Erstreckung der Oberschichtwicklungsenden 534 und Unterschichtwicklungsenden 537, und dem die Oberschichtinnenerstreckungen 538 der Oberschichtwicklungsenden 534 einschließenden Außenumfangsabschnitt 571 zum Verhindern einer zentrifugalkraftbedingten Aufweitung des Innendurchmessers der Ankerwicklung 530. Im übrigen weist das Befestigungselement 570 die zwischen die Oberschichtwicklungsenden 534 und die Unterschichtwicklungsenden 537 angeordnete scheibenförmige Isolierabdeckung 580 aus Harz (z. B. Nylon) auf, die in Fig. 24 gezeigt ist, um die Isolierung zwischen den Oberschichtwicklungsenden 534 und den Unterschichtwicklungsenden 537 sicherzustellen.
• Das an der Vorderseite des Starters angeordnete Befestigungselement 570 tritt in Kontakt mit der Rückfläche der an die Vorderseite des Befestigungselements 570 angrenzenden Motorabtrennung 800, wodurch es als ein Druckaufnahmeabschnitt zum Regulieren der Vorwärtsbewegung des Ankers 540 fungiert. Andererseits tritt das an der Rückseite des Starters angeordnete Befestigungselement in Kontakt mit der Vordersetie des an die Rückseite des Befestigungselements 570 angrenzenden Bürstenhalteteils 900, wodurch es als ein Druckaufnahmeabschnitt zum Einstellen der Rückwärtsbewegung des Ankers 540 fungiert.
[Beschreibung der Einrichtung zum Befestigen der Ankerwicklung 530]
• Die Einrichtung zum Positionieren und Befestigen der Oberschichtwicklungsstränge 531 und der Unterschichtwicklungsstränge 532 der Ankerwicklung 530 auf dem Ankerkern 520 besteht aus: den Schlitzen 524 und den Befestigungsklauen 525 des Ankerkerns 520, den Öffnungen 561 und den Aussparungen 562 der Isolierzwischenlage 560, und dem auf die Ankerwelle 510 zu pressenden Befestigungselement 570.
• Die Schlitze 524 des Ankerkerns 520 nehmen die Oberschichtwicklungsteile 533 und die Unterschichtwicklungsteile 536 auf; die Befestigungsklauen 525 sind radial nach innen geklappt, wie es in Fig. 20 mit Pfeilen angedeutet ist, so dass die Oberschichtwicklungsteile 533 und die Unterschichtwicklungsteile 536 fest in den einzelnen Schlitzen 524 sitzen und nicht zentrifugalkraftbedingt aus den Schlitzen 524 radial nach außen wandern können. Im übrigen sind die Außenumfangsflächen der Oberschichtwicklungsteils 533 durch die beiden Lagen des Unterschichtisolierfilms 125 und des Oberschichtisolierfilms 105 derart isoliert, dass ein ausreichender Schutz vor Beschädigung selbst dann sichergestellt ist, wenn die Befestigungsklauen 525 kräftig nach innen geklappt werden.
• Die Aussparungen 562 am Innenumfang der Isolierzwischenlage 560 liegen auf den Unterschichtinnenerstreckungen 539 der Unterschichtwicklungsenden 537, um die Unterschichtwicklungsenden 537 zu positionieren und die auf die Unterschichtwicklungsenden 537 übertragene Zentrifugalkraft aufzunehmen, wodurch verhindert wird, dass die Unterschichtwicklungsenden 537 radial nach außen wandern.
• Die Öffnungen 561 an der Außenumfangsseite der Isolierzwischenlage 560 sitzen auf den Vorsprüngen 534a der Oberschichtwicklungsenden 534, um die Oberschichtwicklungsenden 534 zu positionieren und die auf die Oberschichtwicklungsenden 534 übertragene Zentrifugalkraft aufzunehmen, um dadurch zu verhindern, dass die Oberschichtwicklungsenden 534 radail nach außen wandern.
• Das Befestigungselement 570 schützt die Oberschichtinnenerstreckungen 538 und die Unterschichtinnenerstreckungen 539 vor der Umgebung, um zu verhindern, dass der radial innere Abschnitt der Ankerwicklung 530 durch die Zentrifugalkraft radial nach außen wandert.
• Darüber hinaus regelt das Befestigungselement 570 die Bewegungen der axialen Endabschnitte der Oberschichtinnenerstreckungen 538 und der Unterschichtinnenerstreckungen 539, wodurch eine Zunahme der axialen Länge der Ankerwicklung 530 verhindert wird.
[Beschreibung des Polgehäuses 501]
• Das Polgehäuse 501 ist ein durch Rundbearbeitung eines Stahlblechs hergestellter Zylinder, wie es in den Fig. 25 und 26 gezeigt ist, wobei an seinem Umfang eine Vielzahl von Aussparungen 502 ausgebildet sind, die axial verlaufen und radial nach innen ausgespart sind. Die Aussparungen 502 dienen zur Anordnung von Durchgangsschrauben und zur Positionierung der stationären Magnetpole 550 am Innenumfang des Polgehäuses 501.
[Beschreibung der stationären Magnetpole 550]
• Die stationären Magnetpole 550 sind in der vorliegenden Ausführungsform realisiert durch Permanentmagnete und sind zusammengesetzt aus einer Vielzahl von (z. B. sechs) Hauptmagnetpolen 551 und Zwischenpolmagnetpolen 552, die zwischen den Hauptmagnetpolen 551 angeordnet sind, wie es in Fig. 25 gezeigt ist. Im übrigen könnten die Permanentmagneten der stationären Magnetpole 550 durch Feldspulen ersetzt werden, die Magnetkräfte erzeugen, wenn sie mit elektrischem Strom versorgt werden.
• Die Position der Hauptmagnetpole 551 ist durch die beiden Enden der Innenwände der Aussparungen 502 des vorgenannten Polgehäuses 501 vorgegeben; die Hauptpolmagnete 551 sind mit den dazwischenliegenden Zwischenpolmagnetpolen 552 im Polgehäuse 501 über eine am Innenumfang der stationären Magnetpole 550 angeordneten Befestigungshülse 553 befestigt.
• Die Befestigungshülse 553 wird durch eine Walzbearbeitung eines dünnen Blechs aus einem nicht-magnetischen Material (z. B. Aluminum) hergestellt; die beiden axialen Enden 554 der Befestigungshülse 553 sind radial nach außen gebogen, um einen Versatz der stationären Magnetpole 550 in Axialrichtung des Polgehäuses 501 zu verhindern. Darüber hinaus sind die beiden Endseiten 555 und 556 (d. h. erste und zweite Endabschnitte) der Befestigungshülse 553, wie es in Fig. 26 gezeigt ist, so ausgebildet, dass sie an der Innenseite des stationären Magnetpols 550 aufeinandertreffen. Die eine Endseite 555 ist in Bezug auf die Axialrichtung linear geneigt, wohingegen die andere Endseite 556 in Bezug auf die Axialrichtung leicht gekrümmt und geneigt ist. Da die eine Endseite 555 somit geradlinig ausgebildet ist, während die andere Endseite gekrümmt ausgebildet ist, wird ein gegebenenfalls mehr oder weniger vorhandener Fehler im Innendurchmesser des stationären Magnetpols 550 durch eine axiale Verschiebung der Fügestelle zwischen den beiden Endseiten 555 und 556, wodurch die stationäre Hülse 553 radial nach außen aufgeweitet wird, ausgeglichen. Im Ergebnis wird die radiale Erstreckung der Befestigungshülse 553 festgelegt, wodurch der stationäre Magnetpol 550 zuverlässig zwischen der Befestigungshülse 553 und dem Polgehäuse 501 gesichert ist.
[Beschreibung des Magnetschalters 600]
• Wie es in den Fig. 1, 27 und 28 gezeigt ist, wird der Magnetschalter 600 von dem das nachstehend beschriebenen Bürstenhalteteil 900 gehalten und ist in dem nachstehend beschriebenen Lagerschild 700 in der Weise angeordnet, dass er im allgemeinen senkrecht zur Ankerwelle 510 befestigt ist.
• Der Magnetschalter 600 zieht bei Stromversorgung einen Kolben 610 nach oben, wodurch zwei Kontakte (d. h. ein unterer beweglicher Kontakt 611 und ein oberer beweglicher Kontakt 612) nacheinander mit dem Kopf 621 einer Anschlussschraube 620 bzw. dem Stoßabschnitt 631 eines stationären Kontakts 630 in Kontakt gebracht werden. Im übrigen ist die Anschlussschraube 620 an das nicht gezeigte Batteriekabel angeschlossen.
• Der Magnetschalter 600 ist in einer mit einem Boden versehenen zylindrischen Magnetschalterummantelung 640 aus einem magnetischen Material (z. B. Eisen) angeordnet. Die Magnetschalterummantelung 640 wird durch eine Pressbearbeitung eines weichen Stahlblechs; z. B. in die Form eines Topfes mit einem Loch 641 in Bodenmitte gefertigt, in dem Kolben 610 vertikal beweglich aufgenommen ist. Darüber hinaus ist die obere Öffnung der Magnetschalterummantelung 640 von einem stationären Kern 642 aus einem magnetischen Material (z. B. Eisen) verschlossen.
• Der stationäre Kern 642 besteht aus einem oberen Abschnitt 643 mit einem größeren Durchmesser, einem unteren Abschnitt 644 mit einem mittleren Durchmesser und einem unteren Abschnitt 645 mit einem kleineren Durchmesser und ist in der oberen Öffnung der Magnetschalterummantelung 640 durch Verstemmen deren oberen Endes mit dem Außenumfang des Abschnitts 643 mit dem größeren Durchmesser nach innen befestigt. Ein oberes Ende einer Erregerspule 650 ist um den Abschnitt 644 mit dem mittleren Durchmesser montiert. Am Außenumfang des Abschnitts 645 mit dem kleineren Durchmesser des stationären Kerns 642 ist das obere Ende einer Druckschraubenfeder 660 montiert, um den Kolbens 610 nach oben vorzuspannen.
• Die Erregerspule 650 ist eine Erregereinrichtung zum Anziehen des Kolbens 610 durch Erzeugen einer Magnetkraft bei Stromversorgung. Die Erregerspule 650 ist ausgestattet mit einer Hülse 651, dessen oberes Ende an den Abschnitt mit dem mittleren Durchmesser 644 des stationären Kerns 642 montiert ist und die den Kolben 610 vertikal verschiebbar abdeckt. Die Hülse 651 wird gefertigt durch Walzen eines dünnen Blechs aus einem unmagnetischen Material (z. B. Kupfer, Messing oder Edelstahl) und ist ausgestattet an ihrem oberen und unteren Ende mit isolierenden Ringscheiben 652 aus Harz. Die Hülse 651 ist mit einer (nicht gezeigten) Isolierfolie bzw. mit einem (nicht gezeigten) Isolierfilm aus dünnem Harz (z. B. einer Zellglas- oder Nylonfolie) oder aus Papier zwischen die beiden isolierenden Ringscheiben 652 gepackt, wobei auf den Isolierfilm weiter eine vorgegebene Anzahl von dünnen Lackwickeldrähten gewickelt sind, um die Erregerspule 650 zu bilden.
• Der Kolben 610 besteht aus einem magnetischen Metall (z. B. Eisen) und ist im allgemeinen in die Form eines Zylinders mit einem oberen Abschnitt 613 mit einem kleineren Durchmesser und einem unteren Abschnitt 614 mit einem größeren Durchmesser. Auf den Abschnitt 613 mit dem kleineren Durchmesser ist das untere Ende der Druckschraubenfeder 660 montiert, und der Abschnitt 614 mit dem größeren Durchmesser ist relativ verlängert in Axialrichtung und in der Hülse 651 vertikal beweglich aufgenommen.
• An der Oberseite des Kolbens 610 ist eine sich vom Kolben 610 aus nach oben erstreckende Kolbenwelle 615 befestigt. Die Kolbenwelle 615 ragt aus dem in der Mitte des stationären Kerns 642 ausgebildeten Durchgangsloch nach oben. Der obere bewegliche Kontakt 612 wird von der Kolbenwelle 615 über dem stationären Kern 642 in der Weise getragen, dass er vertikal entlang der Kolbenwelle 615 gleitet. Die Aufwärtsbewegung des oberen beweglichen Kontakts 612 vom oberen Ende der Kolbenwelle 615 aus wird, wie es in Fig. 27 gezeigt ist, durch einen am oberen Ende der Kolbenwelle 615 angebrachten Federring 616 begrenzt. Im Ergebnis ist der obere bewegliche Kontakt 612 vertikal verschiebbar entlang der Kolbenwelle 615 zwischen dem Federring 616 und dem stationären Kern 642. Im übrigen ist der obere bewegliche Kontakt 612 ständig durch eine Kontaktdruckfeder 670, die aus einer an der Kolbenwelle 615 angebrachten Blattfeder gebildet ist, nach oben vorgespannt.
• Der obere bewegliche Kontakt 612 besteht aus einem Metall mit einer hervorragenden Leitfähigkeit, wie z. B. Kupfer, wobei seine beiden Ende bei einer Aufwärtsbewegung in Kontakt mit den beiden Stoßabschnitten 631 des stationären Kontakts 630 kommen. Am oberen beweglichen Kontakt 612 sind darüber hinaus, die einzelnen Zuleitungsdrähte 910a des Bürstenpaars 910 elektrisch und mechanisch durch Verstemmen oder Schweißen befestigt. In der Aussparung des oberen beweglichen Kontakts 612 ist darüber hinaus elektrisch und mechanisch der Endabschnitt eines Widerstands 617 eingesetzt und befestigt, der eine Vielzahl von (z. B. zwei in der vorliegenden Ausführungsform) Widerstandseinrichtungen vorsieht.
• Im übrigen sind die einzelnen Zuleitungsdrähte 911 der Bürsten 910 durch Verstemmen oder Schweißen elektrisch und mechanisch am oberen beweglichen Kontakt 612 befestigt. Jedoch könnten der obere bewegliche Kontakt 612 und die einzelnen Zuleitungsdrähte 910a der Bürsten 910 einstückig ausgebildet sein.
• Der Widerstand 617 ist aus einer Vielzahl von Windungen eines Metaldrahts mit einem Widerstand, der ermöglicht, dass der Motor 500 in einem Anfangsstadium des Starters mit einer niedrigen Drehzahl dreht, gebildet. Am anderen Ende des Widerstands 617 ist durch Verstemmen oder dergleichen der untere bewegliche Kontakt 611 befestigt, der unterhalb des Kopfs 621 der Anschlussschraube 620 liegt.
• Der untere bewegliche Kontakt 611 besteht aus einem Metall mit einer hervorragenden Leitfähigkeit, wie z. B. Kupfer, und steht in Kontakt mit der oberen Fläche des stationären Kerns 642, wenn der Magnetschalter 600 ausgeschaltet ist, so dass der Kolben 610 seine untere Position einnimmt, und kommt in Kontakt mit dem Kopf 621 der Anschlussschraube 620, bevor der obere bewegliche Kontakt 612 mit dem Stoßabschnitt 631 des stationären Kontakts 630 in Kontat tritt, wenn der Widerstand 617 durch die Kolbenwelle 615 nach oben mitgenommen wird.
• An der unteren Fläche des Kolbens 610 eine Aussparung 682 zur Aufnahme eines Kugelteils 681 ausgebildet, das am hinteren Ende des Seilelements 680 (z. B. Drahts) befestigt ist. Die Innenumfangswand der Aussparung 682 ist mit einem Gewinde versehen, das mit 683 bezeichnet ist. In dieses Innengewinde 683 ist eine Feststellschraube 684 zum Befestigen des Kugelteils 681 in der Aussparung 682 geschraubt. Die Länge des Seilelements 680 wird durch Einschrauben der Feststellschraube 684 in das Innengewinde 683 eingestellt. Im übrigen ist die Länge des Seilelements 680 so eingestellt, dass die Regelungsklinke 231 des Ritzeldrehungsregelungsteils 230 in den Zähnen 214 des Außenumfangs des Ritzelrads 210 sitzt, wenn der untere bewegliche Kontakt 611 mit der Anschlussschraube 620 in Kontakt steht. Im übrigen bilden das Innengewinde 683 und die Feststellschraube 684 einen Einstellmechanismus.
[Beschreibung des Lagerschilds 700]
• Der Lagerschild 700 ist eine Magnetschalterabdeckung aus Harz (z. B. Phenolharz), in der der Magnetschalter 600 untergebracht ist, wie es in den Fig. 29 und 30 gezeigt ist.
• An der hinteren Fläche des Lagerschilds 700 sind Federhaltestützen 710, die entsprechend den Positionen der Bürsten 910 nach vorne ragen, ausgebildet, um die Druckschraubenfedern 914, die die Bürsten 910 nach vorne vorspannen, zu stützen. Im übrigen hat die Druckschraubenfeder 914, wie es in Fig. 30 gezeigt ist, eine Kegelform (d. h. die Form eines Kreiskegelstumpfs) derart, dass ihre in die Federhaltestütze 710 einzusetzende Seite radial vergrößert ist, wodurch sie in der Federhaltestütze 710 zuverlässig gehalten wird. Alternativ dazu kann die Federhaltestütze 710 in der Weise verjüngt sein, dass die Seite zur Aufnahme der Druckschraubenfeder 914, größer ausgebildet ist. Alternativ dazu kann die Federhaltestütze 710 einen Innendurchmesser aufweisen, der von der einen Stirnseite der Druckschraubenfeder 914, die gegen den Innenumfang der Federhaltestütze 710 stößt, zu der anderen Stirnseite für die Bürste 910, die gegen das Oberschichtwicklungsende 534 stößt, größer wird und der an der einen Stirnseite gleich oder kleiner ist als der Aussendurchmesser der Druckschraubenfeder 914.
• Im übrigen kann die Federhaltestütze 710 einstückig mit oder separat vom Lagerschild 700 ausgebildet sein.
• Im übrigen kann die Druckschraubenfeder 914 aus einer Spiralfeder gebildet sein.
• Darüber hinaus sind die Druckschraubenfedern 914, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, in Bezug auf die Axialrichtung des Kolbens 610 des Magnetschalters 600 an der Außenumfangsseite angeordnet.
• Die Anschlussschraube 620 ist eine Schraube aus Eisen, die von der Innenseite des Lagerschilds 700 her eingesetzt ist und in Rückwärtsrichtung des Lagerschilds 700 ragt und an deren Vorderseite der Kopf 621 so ausgebildet ist, dass er an der Innenfläche des Lagerschilds 700 anliegt. Darüber hinaus ist die Anschlussschraube 620 am Lagerschild 700 durch Befestigen einer Stemmringscheibe 622 auf der vom Lagerschild 700 aus nach hinten ragenden Anschlussschraube 620 befestigt. Der stationäre Kontakt 630 aus Kupfer ist durch Verstemmen am vorderen Ende der Anschlussschraube 620 befestigt. Am stationären Kontakt 630 sind ein oder mehrere (d. h. zwei in der vorliegenden Ausführungsform) am oberen Ende der Innenseite des Lagerschilds 700 angeordnete Stoßabschnitte 631 ausgebildet, wobei sich der im Betrieb des Magnetschalters 600 vertikal bewegte obere bewegliche Kontakt 612 an seiner, oberen Fläche in Anlage an der unteren Fläche des Stoßabschnitts 631 bringen lässt.
[Beschreibung des Bürstenhalteteils 900]
• Das Bürstenhalteteil 900 fungiert nicht nur als die Abtrennung der Innenseite des Polgehäuses 501 von der Innenseite des Lagerschilds 700 und der durch das Bürstenhalteteillager 564 drehbaren Abstützung des hinteren Endes der Ankerwelle 510, sondern auch als Bürstenhalter zum Halten des Magnetschalters 600 und als Rolle 690 zum Führen des Seilelements 680. Im übrigen ist am Bürstenhalter 900 die nicht gezeigte Aussparung zu Führen des seilförmigen Elements 680 ausgebildet.
• Der Bürstenhalter 900 ist eine durch Gießen eines Metalls, wie z. B. Aluminium, geformte Abtrennung und weist, wie es in den Fig. 31 bis 33 gezeigt ist, eine Vielzahl von (z. B. zwei an der oberen und unteren Seite in der vorliegenden Ausführungsform) Bürsteaufnahmeaussparungen 911 und 912 zur axialen Aufnahme der Bürsten 910 auf. Die oberen Bürsteaufnahmeaussparungen 911 sind Aussparungen zum Halten der Bürste 910 zum Anlegen der Plusspannung und nehmen die Bürste 910 (wie es aus Fig. 32, die einen Schnitt entlang der Linie A-A von Fig. 31 zeigt, und in Fig. 33, die einen Schnitt entlang der Linie B-B von Fig. 31 zeigt, ersichtlich ist) durch einen Isolierzylinder 913 aus Harz (z. B. Nylon oder Phenolharz) auf. Andererseits sind die unteren Bürsteaufnahmeaussparungen 912 die Aussparungen zum Halten der an die Masse anzulegenden Bürste 910 und nehmen die Bürste 910 unmittelbar auf.
• Die Bürste 910 ist in herkömmlicher Weise durch Formen und anschließendes Sintern eines Graphitpulveps oder Metalpulvers aus Kupferpulver und eines Bindeharzes in der Weise gefertigt, dass sie einen im allgemeinen reckteckigen Querschnitt aufweist; die Zuleitungsdrähte 910a sind durch Schweißen oder dergleichen an die Seitenfläche des hinteren Endes der Bürste 910 angefügt.
• Darüber hinaus sind die Bürsten 910 durch die Druckschraubenfedern 914 beaufschlagt, so dass ihre vorderen Stirnflächen an den Rückflächen der Oberschichtwicklungsenden 534 an der Rückseite der Ankerwicklung 530 anliegen.
• Im übrigen sind die Zuleitungsdrähte 910a der oberen Bürste 910 elektrisch und mechanisch durch ein Fügeverfahren wie z. B. Schweißen oder Verstemmen mit den durch den Magnetschalter 600 zu bewegenden oberen beweglichen Kontakten 612 verbunden. Andererseits sind die Zuleitungsdrähte 910a der unteren Bürste 910 elektrisch und mechanisch durch Verstemmen mit einer in der Rückfläche des Bürstenhalteteils 900 ausgebildeten Aussparung 920 verbunden. Im übrigen ist die vorliegende Ausführungsform mit einem Paar unterer Bürsten 910 versehen, die mit einem Zuleitungsdraht 910a verbunden sind, deren Mitte in der Aussparung 920 der Rückfläche des Bürstenhalteteils 900 verstemmt ist.
• An der Rückfläche des Bürstenhalteteils 900 sind zwei Lagerböcke 930 zur Aufnahme der Vorderfläche des Magnetschalters 600 und zwei stationäre Stützen 940 zum Umfassen des Magnetschalters 600 ausgebildet.
• Die Lagerböcke 930 sind in Bezug auf die Kontur dem Magnetschalter 600, der eine zylindrische Form aufweist, angepasst, so dass sie eng am Magnetschalter 600 anliegen. Andererseits stützen die beiden stationären Stützen 940 den Magnetschalter 600 dadurch, dass ihre jeweiligen hinteren Enden verstemmt sind, wobei der Magnetschalter 600 an den Lagerböcke 930 anliegt.
• An der unteren Seite der Rückfläche des Bürstenhalteteils 900 ist ein Rollenstützabschnitt 950 zum Stützen der Rolle 690, die die Bewegungsrichtung des Seilelements 680 aus der Vertikalrichtung in die Axialrichtung des Magnetschalters 600 ändert, ausgebildet.
• An der Rückfläche des Bürstenhalteteils 900 ist ein Stützabschnitt 960 zum Stützen eines nicht gezeigten Temperaturschalters zum Schutz vor Überhitzung ausgebildet. Der Stützabschnitt 960 trägt den Temperaturschalter zwischen den oberen Bürsteaufnahmeaussparungen 910a und den unteren Bürsteaufnahmeaussparungen 912 und in der Nähe des Magnetschalters 600. Im übrigen schaltet der Temperaturschalter den Magnetschalter 600 aus, wenn eine vorgegebene Temperatur erreicht ist, um die Stromversorgung zum Startermotor zu unterbrechen und dadurch den Starter zu schützen.
[Funktionsweise der Ausführungsform]
• Anschließend wird die Funktionsweise des vorgenannten Starters unter Bezugnahme auf die elektrischen Schaltkreisdiagramme der Fig. 34A bis 34C beschrieben.
• Wenn ein Zündschalter 10 vom Fahrer in die Startposition gebracht wird, wird der Erregerspule 650 des Magnetschalters 600 elektrischer Strom aus einer Batterie 20 zugeführt. Mit elektrischer Erregung der Erregerspule 650 wird der Kolben 610 durch die von der Erregerspule 650 erzeugte Magnetkraft angezogen, wodurch er aus seiner unteren Position angehoben wird.
• Mit Beginn des Anstiegs des Kolbens 610 werden durch das Anheben der Kolbenwelle 615 der bewegliche Kontakt 612 und der untere bewegliche Kontakt 611 und weiter das hintere Ende des Seilelements 680 angehoben. Wenn das hintere Ende des Seilelements 680 ansteigt, wird das vordere Ende desselben nach unten gezogen, so dass das Ritzeldrehungsregelungsteil 230 nach unten verschoben wird. Der untere bewegliche Kontakt 611 stößt gegen den Kopf 621 der Anschlussschraube 620 (wie es in Fig. 34A gezeigt ist) durch die Abwärtsbewegung des Ritzeldrehungsregelungsteils 230, wenn die Regelungsklinke 231 in die Zähne 214 am Außenumfang des Ritzelrads 210 eingreift. Die Anschlussschraube 620 wird mit der Spannung der Batterie 20 versorgt, so dass an die obere Bürste 910 über den unteren beweglichen Kontakt 611, den Widerstand 617, den oberen beweglichen Kontakt 612 und den Zuleitungsdraht 910 Spannung angelegt wird. Kurz gesagt wird durch den Widerstand 617 über die obere Bürste 910 eine niedrige Spannung an die Ankerwicklung 530 angelegt. Da darüber hinaus die untere Bürste 910 durch das Bürstenhalteteil 900 ständig an der Masse anliegt, liegt die niedrige Spannung an der durch die Verbindung der einzelnen Oberschichtwicklungsstränge 531 und der einzelnen Unterschichtwicklungsstränge 532 spulenförmig ausgebildete Ankerwicklung 530 an. Dann erzeugt die Ankerwicklung 530 eine relativ schwache Magnetkraft, die auf die Magnetkraft des stationären Magnetpols 550 in der Weise einwirkt (d. h. diesen anzieht oder abstößt), dass der Anker 540 mit einer niedrigen Drehzahl in Drehung gesetzt wird.
• Wenn sich die Ankerwelle 510 dreht, wird das Planetenrad 320 des Planetengetriebe-Untersetzungsmechanismus 300 durch das Sonnenrad 310 am vorderen Ende der Ankerwelle 510 in Drehung gesetzt. Für den Fall, dass das Drehmoment des Planetenrads 320 zum Drehantrieb des Zahnkranzes 100 durch den Planetenradträger 330 auf das Hohlrad 340 zu übertragen ist, regelt sich die Drehung des Hohlrad 340 durch die Funktion der Freilaufkupplung 350. Kurz gesagt dreht sich das Hohlrad 340 nicht; der Planetenradträger 330 wird durch die Drehung des Planetenrads 320 verzögert. Wenn sich der Planetenradträger 330 dreht, dreht sich das Ritzelrad 210 zwar, jedoch wird dessen Drehung durch das Ritzeldrehungsregelungsteil 230 in der Weise geregelt, dass es entlang der Schraubverzahnung 221 der Ausgangswelle 220 nach vorne wandert.
• Wenn das Ritzels 210 nach vorne wandert, bewegt sich auch der Verschluss 420 nach vorne, wodurch die Öffnung 410 des Gehäuses 400 geöffnet wird. Im Ergebnis dieser Vorwärtsbewegung spurt das Ritzelrad 210 vollständig in den Zahnkranz 100 der Brennkraftmaschine ein, bis es gegen den Rückhaltering 250 stößt. Wenn das Ritzel 210 vorwandert, gerät darüber hinaus die Regelungsklinke 231 außer Eingriff mit den Zähnen 214 des Ritzelrads 210, bis deren vorderes Ende hinter die Rückseite der Ringscheibe 215 fällt, die an der Rückfläche des Ritzelrads 210 angeordnet ist.
• Während sich das Ritzelrad 210 in der Vorwärtsposition befindet, kommt andererseits der obere bewegliche Kontakt 612 in Anlage an dem Stoßabschnitt 631 des stationären Kontakts 630. Dann wird die Batteriespannung der Anschlussschraube 620 über den oberen beweglichen Kontakt 612 und den Zuleitungsdraht 910a unmittelbar an die Bürsten 910 angelegt. Kurz gesagt wird die Ankerwicklung 530 bestehend aus den einzelnen Oberschichtwicklungssträngen 531 und den einzelnen Unterschichtwicklungsstränge 532 mit einem hohen Strom versorgt, wodurch eine erhöhte Magnetkraft erzeugt und dadurch den Anker 540 mit einer hohen Drehzahl in Drehung gesetzt wird.
• Die Drehung der Ankerwelle 510 wird durch den Planetengetriebe-Untersetzungsmechanismus 300 reduziert, so dass der Planetenradträger 330 durch eine erhöhtes Drehmoment drehangetrieben wird. Dabei stößt das vordere Ende des Ritzelrads 210 gegen den Rückhaltering 250, so dass es sich mit dem Planetenradträger 330 dreht. Da darüber hinaus das Ritzelrad 210 mit dem Zahnkranz 100 der Brennkraftmaschine in Eingriff steht, treibt es den Zahnkranz 100, d. h. die Ausgangswelle der Brennkraftmaschine, an.
• Nach dem Start der Brennkraftmaschine, wodurch sich der Zahnkranz 100 schneller dreht als das Ritzelrad 210, erfährt das Ritzelrad 210 durch die Wirkung der Schraubverzahnung eine Rückstellkraft. Da eine Rückwärtsbewegung des Ritzelrads 210 durch die Regelungsklinke 231, die hinter die Rückfläche des Ritzelrads 210 gefallen ist, verhindert wird, kann die Brennkraftmaschine zuverlässig gestartet werden, indem ein verfrühtes Außereingriffgeraten des Ritzelrads 210 ausgeschlossen ist (wie es in Fig. 34B gezeigt ist).
• Wenn sich der zahnkranz 100 der gestarteten Brennkraftmaschine schneller dreht als das Ritzelrad 210, erfährt das Ritzelrad 210 durch den Zahnkranz 100 einen Drehantrieb. Dann wird das vom Zahnkranz 100 auf das Ritzelrad 210 übertragene Drehmoment weiter über den Planetenradträger 330 auf den das Planetenrad 320 stützenden Bolzen 332 übertragen. Anders ausgedrückt wird das Planetenrad 320 durch den Planetenradträger 330 angetrieben. Daraufhin wird ein Moment, das demjenigen während des Startens der Brennkraftmaschine entgegengericht ist auf das Hohlrad 340 übertragen, wodurch die Freilaufkupplung 350 eine Drehung des Zahnkranzes 100 gestattet. Genauer gesagt kommt, wenn das Moment, das demjenigen während des Startens der Brennkraftmaschine entgegengericht ist, auf das Hohlrad 340 übertragen wird, die Rolle 353 der Freilaufkupplung 350 aus der Aussparung 355 des Kupplungsinnenteils 352 heraus, wodurch eine Drehung des Hohlrads 340 ermöglicht ist.
• Kurz gesagt wird die Relativdrehung des Zahnkranzes 100 der gestarteten Brennkraftmaschine, die das Ritzelrad 210 antreibt, durch die Freilaufkupplung 350 abgefangen, so dass der Anker 540 durch die Brennkraftmaschine keinen Drehantrieb erfährt.
• Nach dem Start der Brennkraftmaschine bewegt der Fahrer den Zündschalter 10 aus der Startposition heraus, wodurch die Stromversorgung der Erregerspule 650 des Magnetschalters 600 unterbrochen wird. Wenn die Stromversorgung der Erregerspule 650 unterbrochen wird, wird der Kolben 610 durch die Wirkung der Druckschraubenfeder 660 wieder nach unten zurückgestellt. Dann verlässt der obere bewegliche Kontakt 612 den Stoßabschnitt 631 des stationären Kontakts 630 und anschließend der untere beweglichen Kontakt 611 den Kopf 621 der Anschlussschraube 620, wodurch die Stormversorgung der oberen Bürste 910 unterbrochen wird.
• Sobald der Kolben 610 nach unten zurückgekehrt ist, kehrt auch das Ritzeldrehungsregelungsteil 230 durch die Wirkung des Rückstellfederabschnitt 236 wieder nach oben zurück, so dass die Regelungsklinke 231 die Rückseite des Ritzelrads 210 verlässt. Dann wandert das Ritzelrad 210 durch die Wirkung der Rückstellfeder 240 wieder zurück, wodurch es aus dem Zahnkranz 100 der Brennkraftmaschine ausspurt und dessen hinteres Ende in Anlage mit dem flanschförmigen Vorsprung 222 der Ausgangswelle 220 gerät. Kurz gesagt kehrt das Ritzelrad 210 wieder in das Stadium vor der Inbetriebnahme des Starters zurück (wie es in Fig. 34C gezeigt ist.
• Da der Kolben 610 wieder nach unten zurückkehrt, stößt darüber hinaus der untere bewegliche Kontakt 611 schließlich gegen die obere Fläche des stationären Kerns 642 des Magnetschalters 600, so dass der Zuleitungsdraht 910a der oberen Bürste 910 über den oberen beweglichen Kontakt 612, den Widerstand 617, den unteren beweglichen Kontakt 611, den stationären Kern 642, die Magnetschalterummantelung 640 und das Bürstenhalteteil 900 leitend wird. Kurz gesagt werden die obere Bürste 910 und die untere Bürste 910 durch das Bürstenhalteteil 900 kurzgeschlossen. Dabei wird in der Ankerwicklung 530 durch die Inertialdrehung des Ankers 540 eine elektromotorische Kraft erzeugt. Die elektromotorische Kraft wird weiter durch die obere Bürste 910, das Bürstenhalteteil 900 und die untere Bürste 910 kurzgeschlossen, so dass der Inertialdrehung des Ankers 540 eine Bremskraft entgegenwirkt. Im Ergebnis kommt der Anker 540 unmittelbar zum Stillstand.
• Nun wird unter Bezugnahme auf die Fig. 36 und 37 eine weitere Ausführungsform beschrieben.
• Wie es in Fig. 36 gezeigt ist, kann das im Gehäuse 400 anzuordnende Gehäuselager 440 ein Lager 440 sein, das einen Flanschabschnitt 440a aufweist, dessen eines Ende radial hervorragt. Gemäß dieser Anordnung kann, ohne den Aussendurchmesser des Rückhalteteil 10 im Vergleich zum Innendurchmesser des Lagerträgerabschnitts zu vergrößern, durch die Stirnfläche des Gehäuses 400 über den Flanschabschnitt 440a eine axiale Rückwärtsbewegung der Ausgangswelle 220 begrenzt werden.
• Wie es in Fig. 37 gezeigt ist, kann das vordere Ende der Ausgangswelle 220 in Axialrichtung mit einem Gewinde zur Aufnahme einer Schraube 30 versehen sein, um dadurch das als das zweite Ausgangswellenrückhalteteil fungierende Rückhalteteil 10 festzustellen.
• Alternativ dazu kann das Rückhalteteil 10 weggelassen und der Flanschabschnitt der Schraube 30 als das zweite Ausgangswellenrückhalteteil verwendet werden.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
• Wie es vorstehend beschrieben wurde, kann der Starter gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Starter mit einem Planetengetriebe-Untersetzungsmechanismus verwendet werden, um zuverlässig die Axialbewegung im Starter zu begrenzen.

Claims (3)

1. Starter mit einem Planetengetriebe-Untersetzungsmechanismus (300), der aufweist:

eine Ankerwelle (510), welche dafür ausgelegt ist, durch die Drehung des Ankers (540) eines Startermotors (500) in Drehung gesetzt zu werden,

eine Ausgangswelle (220) mit einem Ritzel (210) zum Einspuren in den Zahnkranz (100) einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung,

einen Planetengetriebe-Untersetzungsmechanismus (300) zum Reduzieren der Drehzahl und Übertragen der Drehung der Ankerwelle (510) auf die Ausgangswelle (220), und ein Gehäuse (400), das ein Ende der Ausgangswelle (220) über ein Gehäuselager (440) drehbar lagert, gekennzeichnet durch

ein erstes (10, 20; 10; 30) und ein zweites (250) Ausgangswellenrückhalteteil, die auf der Ausgangswelle sitzen und die vordere und hintere Stirnfläche eines die Ausgangswelle (220) stützenden Gehäuselagerträgerabschnitts axial dazwischenschieben,

wobei der Gehäuselagerträgerabschnitt zur Aufnahme einer Axiallast an seiner vorderen und hinteren Stirnfläche in Vor- bzw. Rückwärtsrichtung der Ausgangswelle (220) ausgelegt ist.

2. Starter mit einem Planetengetriebe-Untersetzungsmechanismus (300) nach Anspruch 1, wobei:

wenigstens eines der ersten (10, 20; 10; 30) und zweiten (250) Ausgangswellenrückhalteteile in Form einer Scheibe mit einem geschlossenen Innenumfang und einem Innendurchmesser, der kleiner ist als der Außendurchmesser der Ausgangswelle (220), ausgebildet ist, und

am Außenumfang der Ausgangswelle (220) an einer Stelle zum Dazwischenanordnen der vorderen und hinteren Stirnfläche des Gehäuselagerträgerabschnitts wenigstens eine Aussparung (220a) ausgebildet ist, wobei das wenigstens eine Ausgangswellenrückhalteteil (10) in der wenigstens einen Aussparung (220a) drehbar aufgenommen ist.

3. Starter mit einem Planetengetriebe-Untersetzungsmechanismus (300) nach Anspruch 1, wobei:

das Gehäuselager (440) ein Metall mit einem Flanschabschnitt (440a) aufweist, dessen eines Ende radial übersteht,

der Flanschabschnitt (440a) aus dem Gehäuse (400) ragt, und

wenigstens eines (10) der ersten (10, 20; 10; 30) und zweiten (250) Ausgangswellenrückhalteteile zur Anlage an den Flanschabschnitt (440a) ausgelegt ist.