DE102018205988A1

DE102018205988A1 - Elektromagnetische anlasser-schaltervorrichtung und anlasser

Info

Publication number: DE102018205988A1
Application number: DE102018205988.8A
Authority: DE
Inventors: Takuma Ono; Koichiro Kamei
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-10-03
Filing date: 2018-04-19
Publication date: 2019-04-04
Anticipated expiration: 2038-04-20
Also published as: JP6385544B1; CN109599299B; JP2019065792A; DE102018205988B4; CN109599299A

Abstract

Vorgesehen ist eine elektromagnetische Anlasser-Schaltervorrichtung (4), welche die Unterdrückung bzw. Vermeidung von Schäden an der Stirnfläche des Zahnkranzes (9) ermöglicht. Die elektromagnetische Startschaltervorrichtung (4) aufweist: einen elektrischen Hauptkontakt (12), der in einer elektrischen Hauptschaltung (10) vorgesehen ist; einen elektrischen Anlasskontakt (13), der in einer elektrischen Anlassschaltung (11) vorgesehen ist; einen beweglichen Kontakt (17), der mit dem elektrischen Hauptkontakt (12) oder dem elektrischen Anlasskontakt (13) kontaktierbar und von diesem trennbar ist, wodurch die elektrische Hauptschaltung (10) oder die elektrische Anlassschaltung (11) geöffnet/geschlossen werden kann; eine anziehende Haltespule (15), die von der elektrischen Anlassschaltung (11) abzweigt; einen festen Kern (23) und einen Kolben (14), die voneinander getrennt und einander gegenüberliegend sind; eine Stange (18) mit einem von einer Stirnfläche des festen Kerns (23) in Richtung des Kolbens (14) vorstehenden Ende, und einem anderen Ende, das an dem beweglichen Kontakt (17) angebracht ist; und einen Verschiebungsregelmechanismusabschnitt, der dazu konfiguriert ist, eine Verschiebung des Kolbens (14) auf solch eine Position zu regulieren, wo der bewegliche Kontakt (17) den elektrischen Hauptkontakt (12) und den elektrischen Anlasskontakt (13) öffnet, wenn ein mit dem Kolben (14) verbundenes Ritzel (6) über einen Hebel (7) an einer Stirnfläche eines Zahnkranzes (9), der an einem Motor vorgesehen ist, anliegt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische Anlasser-Schaltervorrichtung zum Starten bzw. Anlassen eines Motors bzw. einer Verbrennungsmaschine und einen Anlasser mit einer elektromagnetischen Anlasser-Schaltervorrichtung.
Beschreibung des Standes der Technik
Eine herkömmliche elektromagnetische Anlasser-Schaltvorrichtung ist bekannt, bei der ein Motor durch die folgenden Operationen bzw. Schritte (siehe zum Beispiel Patentdokument 1) gestartet wird.

(1) Wenn von einer Batterie Strom durch eine elektrische Anlassschaltung fließt, wird ein Kolben unter Verwendung einer magnetomotorischen Kraft, die in einer anziehenden Haltespule erzeugt wird, verschoben.
(2) Ein Ritzel nähert sich in Verbindung mit der Verschiebung des Kolbens über einen Hebel, der mit dem Kolben verbunden ist, einem Zahnkranz.
(3) Zur gleichen Zeit wird über die Anlassschaltung zu einem Motor Strom zugeführt, so dass sich das Ritzel dreht.
(4) Das Ritzel wird leicht bzw. sanft bis zu einer Position gedreht, in der ein Zahn des Ritzels zwischen Zähnen des Zahnkranzes bzw. des Hohlrades einrasten bzw. eindringen (engl.: „enter“) kann und damit Zähne des Ritzels und Zähne des Zahnkranzes miteinander verzahnt sind bzw. miteinander im Eingriff stehen.
(5) Nachdem Zähne des Ritzels und Zähne des Zahnkranzes vollständig miteinander in Eingriff sind, wird der elektrische Kontakt von einer elektrischen Anlassschaltung zu einer elektrischen Hauptschaltung, in Verbindung mit der Verschiebung des Kolbens, umgeschaltet.
(6) Der Strom wird von der Batterie über die elektrische Hauptschaltung an den Motor geliefert. Indem die elektrische Schaltung in die elektrische Hauptschaltung umgeschaltet ist, wird der Motor voll gedreht bzw. angetrieben, und der Motor bzw. die Verbrennungsmaschine (engl.:„engine“) wird durch die Rotation des Zahnkranzes gestartet.

Patentdokument 1: Japanische Übersetzung der internationalen PCT-Anmeldungsnummer 2001-508855
Jedoch, in dem Fall, in dem die Stirnfläche des Zahnkranzes beschädigt ist, ist es nicht möglich, das Ritzel mit dem Zahnkranz in Eingriff zu bringen, auch wenn das Ritzel und der Zahnkranz dazu gebracht werden, sich einander zu nähern und miteinander in Kontakt zu gelangen, während das Ritzel leicht gedreht bzw. angetrieben wird. In diesem Fall wird durch Biegen einer Hebelfeder, die in dem Kolben vorgesehen ist, der bewegliche Kern verschoben, um ein Schalten in die elektrische Hauptschaltung durchzuführen, während Zähne des Ritzels und Zähne des Zahnkranzes noch nicht miteinander in Eingriff stehen. Durch Umschalten auf den Hauptstromkreis wird der Motor voll gedreht bzw. angetrieben. Durch die volle Drehung des Motors, werden die Zähne des Ritzels und des Zahnkranzes gewaltsam miteinander in Eingriff gebracht. Dieses Umschalten wird als elektromagnetischer Push-In-Modus bezeichnet.
In dem elektromagnetischen Push-In-Modus, da der Motor voll gedreht wird, während die Zähne des Ritzels und die Zähne des Zahnkranzes nicht miteinander in Eingriff stehen, kann ein Versagen des Kämmens (Kämmfehler) bzw. des miteinander in Eingriff stehen, wobei das Ritzel sich dreht während es an der Stirnfläche des Zahnkranzes gleitet bzw. schleift (engl.: „slippirtg“), auftreten. Zu diesem Zeitpunkt besteht auch die Möglichkeit, dass die Stirnfläche des Zahnkranzes stark beschädigt wird. Wenn die Stirnfläche des Zahnkranzes stark beschädigt ist, steigt die Häufigkeit des Auftretens des elektromagnetischen Push-In-Modus weiter an, so dass die Häufigkeit des Auftretens von Kämmfehlern sich mit einer beschleunigten Rate erhöhen kann. Als Folge der Zunahme von Kämmfehlern, wird der Schaden an der Stirnfläche des Zahnkranzes größer, wodurch das Problem verursacht wird, dass die Lebensdauer des Zahnkranzes verkürzt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das obige Problem zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektromagnetische Anlasser-Schaltvorrichtung zu schaffen, die ohne die Verwendung des elektromagnetischen Push-In-Modus, welcher eine Erhöhung von Kämmfehlern verursachen kann, die Unterdrückung von Beschädigungen an der Stirnfläche des Zahnkranzes ermöglicht.
Eine elektromagnetische Anlasser-Schaltervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: einen elektrischen Hauptkontakt, der in einer elektrischen Hauptschaltung vorgesehen ist, die eine Batterie und einen Motor verbindet; einen elektrischen Anlasskontakt, der in einer elektrischen Anlassschaltung, welche die Batterie und den Motor über einen Anlasswiderstand verbindet, vorgesehen ist; einen beweglichen Kontakt, der mit dem elektrischen Hauptkontakt oder dem elektrischen Anlasskontakt kontaktierbar und von diesem trennbar ist, wodurch die elektrische Hauptschaltung oder die elektrische Anlassschaltung geöffnet/geschlossen werden kann; eine anziehende Haltespule, die von der elektrischen Anlassschaltung abzweigt; einen festen Kern und einen Kolben, die voneinander getrennt und einander innerhalb der anziehenden Haltespule gegenüberliegen; eine Stange mit einem durch den festen Kern hindurchstehenden Ende und von einer Stirnfläche des festen Kerns in Richtung des Kolbens vorsteht, und einem anderen Ende, das an dem beweglichen Kontakt angebracht ist; und einen Verschiebungsregelmechanismusabschnitt, der dazu konfiguriert ist, eine Verschiebung des Kolbens auf solch eine Position zu regulieren bzw. zu regeln, an welcher der bewegliche Kontakt den elektrischen Hauptkontakt und den elektrischen Anlasskontakt öffnet, wenn ein mit dem Kolben verbundenes Ritzel über einen Hebel an einer Stirnfläche eines Zahnkranzes, der an einem Motor bzw. einer Verbrennungsmaschine vorgesehen ist, anliegt.
Die elektromagnetische Anlasser-Schaltervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verhindert einen Kämmfehler bzw. Eingriffsfehler, bei dem sich das Ritzel dreht, während es an der Stirnfläche des Zahnkranzes rutscht, und ermöglicht die Unterdrückung bzw. Vermeidung von Schäden an der Stirnfläche des Zahnkranzes.
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, wenn in Verbindung mit den beigefügten Figuren gelesen, deutlicher.
Figurenliste

1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das schematisch eine Schaltung eines Anlassers gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Schnittansicht, die eine schematische Struktur eines Kolbens gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist eine Teilschnittansicht des Anlassers gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn ein Ritzel sich an einer getrennten Position befindet;
4 ist eine Teilschnittansicht des Anlassers gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn das Ritzel sich in einer Kontaktposition befindet;
5 ist eine Teilschnittansicht des Anlassers gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn das Ritzel sich in einer kämmenden Position befindet;
6 ist eine Teilschnittansicht des Anlassers gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn das Ritzel sich an der Kontaktposition in einem anormalen Fall befindet;
7 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht des Anlassers gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn sich das Ritzel an der Kontaktposition befindet und der bewegliche Kern noch nicht verschoben wurde;
8 ist eine Schnittansicht, die eine schematische Struktur eines anderen Kolbens gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 ist eine Teilschnittansicht eines Anlassers gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn sich ein Ritzel an einer Kontaktposition befindet; und
10 ist eine Teilschnittansicht eines Anlassers gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn sich ein Ritzel an einer Kontaktposition befindet.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Erste Ausführungsform
1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das schematisch eine Schaltung eines Anlassers gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in 1 gezeigt ist, besteht der Anlasser 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus einer Batterie 2, einem Hilfsrelais 3, einer elektromagnetischen Anlasser-Schaltvorrichtung 4, einem Motor 5, einem Ritzel 6 und einem Hebel 7. Der Anlasser 1 ist eine Vorrichtung zum Starten eines Motors bzw. einer Verbrennungsmaschine 8. Die Batterie 2 liefert Strom an den Motor 5. Wenn der Strom zu dem Motor 5 zugeführt wird, dreht sich der Motor 5 und das mit dem Motor 5 verbundene Ritzel 6 dreht sich ebenfalls. Das Ritzel 6 wird durch Verschiebung des Hebels 7 bewegt, um mit dem Zahnkranz 9, der mit dem Motor 8 verbunden ist, in Eingriff zu gelangen, wodurch der Motor 8 gestartet wird.
Die Batterie 2 ist eine Gleichstromversorgung. Die Batterie 2 ist elektrisch mit der elektromagnetischen Anlasser-Schaltvorrichtung 4 über das Hilfsrelais 3 verbunden und liefert Strom an die elektromagnetische Anlasser-Schaltvorrichtung 4. Zusätzlich liefert die Batterie 2 über das Hilfsrelais 3 Strom an den Motor 5 oder liefert keinen Strom über das Hilfsrelais 3.
Das Hilfsrelais 3, das durch eine Zwei-Punkt-gestrichelte Linie umschlossen ist, schaltet einen EIN/AUS-Betrieb der elektromagnetischen Anlasser-Schaltvorrichtung 4. Das Hilfsrelais 3 wird durch den Empfang eines Startsignals, basierend auf der Verwendung eines Fahrerschlüssels oder durch eine Tastenbetätigung, von einer Steuereinheit geschlossen (nicht gezeigt). Wenn das Hilfsrelais 3 geschlossen ist, wird Strom von der Batterie 2 an die elektromagnetische Anlasser-Schaltervorrichtung 4 über das Hilfsrelais 3 geliefert. Andererseits, wenn das Hilfsrelais 3 geöffnet wird, wird die Versorgung von Strom an die elektromagnetische Anlasser-Schaltvorrichtung 4 beendet.
Die elektromagnetische Anlasser-Schaltervorrichtung 4 weist hauptsächlich zwei Funktionen auf. Die erste Funktion ist eine Funktion des Verschiebens des Hebels 7, um das mit dem Hebel 7 verbundene Ritzel 6 zu verschieben. Die zweite Funktion ist eine Funktion, zum Schalten einer elektrischen Schaltung, zwischen einer elektrischen Hauptschaltung 10, die von einer gestrichelten Linie umschlossen ist, und einer Anlassschaltung 11, die durch eine strichpunktierte Linie umschlossen ist, um Strom an den Motor 5 zu liefern. Die zwei Funktionen werden in Verbindung miteinander ausgeführt.
In 1 ist die elektromagnetische Anlasser-Schaltvorrichtung 4, welche durch eine gestrichelte Linie umschlossen ist, aus einem elektrischen Hauptkontakt 12, einem elektrischen Anlasskontakt 13, einem Kolben 14, einer anziehenden Haltespule (engl. „attracting holding coil“) 15, einem Anlasswiderstand 16, einem beweglichen Kontakt 17, einer Stange 18 und einem festen Kern 23 ausgebildet. Der Kolben 14 zum Verschieben des Hebels 7, der bewegliche Kontakt 17 zum Umschalten zwischen dem elektrischen Hauptkontakt 12 und dem elektrischen Anlasskontakt 13 und die Stange 18 zum Verschieben des beweglichen Kontakts 17 sind in der elektromagnetischen Anlasser-Schaltervorrichtung 4 verlagerbare Teile bzw. Elemente.
Der elektrische Hauptkontakt 12 und der elektrische Anlasskontakt 13 sind elektrische Kontakte, die durch den beweglichen Kontakt 17 zwischen EIN und AUS geschaltet werden. Die elektrische Hauptschaltung 10, welche die Batterie 2 und den Motor 5 miteinander verbindet, wird durch den elektrischen Hauptkontakt 12 geöffnet oder geschlossen. Im Normalbetrieb des Motor 5 fließt Strom durch die elektrische Hauptschaltung 10 von der Batterie 2 zu dem Motor 5. Die elektrische Anlassschaltung 11, welche die Batterie 2 und den Motor 5 über den Anlasswiderstand 16 verbindet, wird durch den elektrischen Anlasskontakt 13 geöffnet oder geschlossen. Zum Zeitpunkt des Anlassens bzw. des Anlassbetriebs des Motors 5, fließt Strom von der Batterie 2 zu dem Motor 5 durch die elektrische Anlassschaltung 11. Der elektrische Anlasskontakt 13 ist geschlossen, wenn der Anlasser bzw. Anlasser 1 nicht aktiviert ist, und zum Zeitpunkt des Anlassbetriebs des Motors 5. Die elektrische Anlassschaltung 11 der elektromagnetischen Anlasser-Schaltvorrichtung 4 ist aus anderen Teilen bzw. Elementen als der Batterie 2, dem Hilfsrelais 3 und dem Motor 5 zusammengesetzt, aber kann das Hilfsrelais 3 aufweisen.
Die anziehende Haltespule 15 ist von der Anlassschaltung 11 abzweigend vorgesehen. Wenn Strom durch die anziehende Haltespule 15 fließt, wird eine magnetomotorische Kraft in der anziehenden Haltespule 15 erzeugt.
Der Kolben 14 und der feste (engl. „fixed“) Kern 23 sind einander gegenüberliegend vorgesehen. Der Kolben 14 wird durch die in der Haltespule 15 erzeugte magnetomotorische Kraft in Richtung zu dem festen Kern 23 angezogen. Der feste Kern 23 besteht aus Eisen, das ein ferromagnetisches Material ist. Der feste Kern 23 ist in der elektromagnetischen Anlasser-Schaltvorrichtung 4 befestigt, wobei die Stange 18 durch den festen Kern 23 hindurchgeht. Das Gehäuse, das den Kolben 14 mit einer Oberfläche, die dem festen Kern 23 gegenüberliegt, bildet, ist auch aus Eisen hergestellt, das ein ferromagnetisches Material ist. In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt nur die anziehende Haltespule 15 eine magnetomotorische Kraft. Jedoch ohne Beschränkung darauf, der Anlasswiderstand 16 kann in einer Spulenform koaxial mit der anziehenden Haltespule 15 gewickelt sein, und der Kolben 14 kann durch eine magnetomotorische Kraft, die zusätzlich zu der anziehenden Haltespule 15 ebenfalls durch den Anlasswiderstand 16 erzeugt wird, angezogen werden.
Die Stange 18 ist ein stabförmiger starrer Körper, dessen ein Ende der Stirnfläche des Kolbens 14 gegenüberliegt und an dessen anderen Ende der bewegliche Kontakt 17 angebracht ist. Die Stange 18 ist beispielsweise eine Metallstange. Das eine Ende der Stange 18 dringt durch den festen Kern 23 hindurch und ragt von der Stirnfläche des festen Kerns 23 in Richtung zu dem Kolben 14 vor. Das vorstehende Ende der Stange 18 kommt mit der Stirnfläche des Kolbens 14, der angezogen ist, in Kontakt. Nach dem Berühren werden die Stange 18 und der bewegliche Kontakt 17 in Verbindung mit der Verschiebung des Kolbens 14 verschoben.
Der Motor 5 dreht sich durch von der Batterie 2 gelieferten Strom, um zum Starten des Motors eine Rotationskraft zu erzeugen. Die Rotationskraft wird mit dem mit dem Motor 5 verbundenen Ritzel 6 an den Zahnkranz 9 des Motors bzw. der Verbrennungsmaschine 8 übertragen. Wenn Strom über die Anlassschaltung 11 zugeführt wird, dreht sich der Motor 5 leicht. Wenn Strom über die elektrische Hauptschaltung 10 zugeführt wird, dreht sich der Motor 5 voll.
Das Ritzel 6 dreht sich in Übereinstimmung mit der Drehung des Motors 5 und überträgt die Rotationskraft auf den Zahnkranz 9, indem es mit dem Zahnkranz 9 kämmt. Das Ritzel 6 ist an einer Ritzelwelle 6a vorgesehen. Das Ritzel 6 und der Zahnkranz 9 weisen Zahnradformen auf, die Zähne aufweisen, die miteinander in Eingriff bringbar sind. Das Ritzel 6 ist zwischen einer getrennten Position, in der das Ritzel 6 vom Zahnkranz 9 getrennt ist, einer Kontaktposition, in der das Ritzel 6 mit der Stirnfläche des Zahnkranzes 9 in Kontakt ist und einer kämmenden Position, in der das Ritzel 6 mit dem Zahnkranz 9 in Eingriff steht, verschiebbar.
Der Hebel 7 ist ein Mechanismusabschnitt, der im Wesentlichen in dessen Zentrum drehbar gelagert ist. Der getragene Teil dient als Drehpunkt, und der Hebel 7 ist mit dem Drehpunkt als Drehpunkt beweglich. Ein Ende des Hebels 7 ist mit dem Kolben 14 verbunden. Das andere Ende ist mit der Ritzelwelle 6, an der das Ritzel 6 vorgesehen ist, verbunden. Aufgrund dieser Anordnung wird das Ritzel 6 in Verbindung mit der Verschiebung des Kolbens 14 verschoben.
Die Struktur des Kolbens 14, welche einen Verschiebungsregelmechanismusabschnitt relevant für den Betrieb des Anlassers 1 in einem anormalen Fall aufweist, wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. 2 ist eine Schnittansicht, die eine schematische Struktur des Kolbens 14 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Der Kolben 14 besteht aus einem beweglichen Kern 19, einer Hebelfeder 20, einem Haken 21 und einer Hülse 22. Der bewegliche Kern 19 ist aus Eisen hergestellt, welches ein ferromagnetisches Material ist, und ist ein zylindrischer beweglicher Körper, der innen hohl ist. Der Haken (engl.: „hook“) 21 besteht aus einem Hakenkörperabschnitt 21a und einem Hakenendabschnitt 21b und der Hakenkörperabschnitt 21a weist einen Stufenabschnitt 21c und einen Verbindungsabschnitt 21d auf. Der Verbindungsabschnitt 21d des Hakenkörperabschnitts 21a steht außerhalb des beweglichen Kerns 19 vor. Der zylindrische Hakenkörperabschnitt 21 weist unterschiedliche Außendurchmesser zur Formung des Stufenabschnitts 21c auf. Der Endabschnitt des Hakenkörperabschnitts 21a ist der Verbindungsabschnitt 21d und der Hakenendabschnitt 21b ist mit dem Verbindungsabschnitt 21d verbunden. Der Hebel 7 ist mit dem Hakenendabschnitt 21b verbunden. Die Hebelfeder 20 ist eine wendelförmige Feder und der Hakenkörperabschnitt 21a ist innerhalb der Spule untergebracht. Die Hebelfeder 20 weist ein Ende in Kontakt mit dem Hakenkörperabschnitt 21a und ein anderes Ende in Kontakt mit der Hülse 22 auf. Die Hülse 22 ist ein Deckel zum Aufbewahren der Hebelfeder 20 und des Hakens 21 innerhalb des beweglichen Kerns 19. Die Hülse 22 ist fest bzw. fixiert indem sie an ein Ende des beweglichen Kerns 19 pressgepasst ist. Eine Anlagefläche 22a der Hülse 22, die an der Innenseite des beweglichen Kerns 19 ist, liegt dem Stufenabschnitt 21c des Hakenkörperabschnitts 21a gegenüber, und kann an diesem anliegen. Der Haken 21 ist mit dem Biegen der Hebelfeder 20 verschiebbar, und diese Verschiebung wird durch das Anliegen zwischen dem Stufenabschnitt 21c und der Anlagefläche 22 reguliert. Der für diese Regulierung relevante Mechanismus entspricht dem Verschiebungsregelmechanismusabschnitt der ersten Ausführungsform.
Der Kolben 14 wird durch das folgende Verfahren zusammengebaut. Der Hakenkörperabschnitt 21a und die Hebelfeder 20 sind in dem beweglichen Kern 19 gespeichert bzw. aufgenommen und die Hülse 22 ist fixiert, indem sie an dem Ende des beweglichen Kerns mit Presssitz befestigt ist. Der Hakenendabschnitt 21b ist an dem Verbindungsabschnitt 21d, der außerhalb des beweglichen Kerns 19 hervorsteht, durch Schrauben oder dergleichen angebracht, womit der Kolben 14 vervollständigt ist.
Da der Haken 21 des Anlassers 1 nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den Stufenabschnitt 21c aufweist, ist der Außendurchmesser des Hakenkörperabschnitts 21a, der von dem beweglichen Kern 19 vorsteht, kleiner als der des herkömmlichen Hakens. Daher kann der herkömmliche Hebel 7 nicht direkt mit der ursprünglichen Form des Hakenkörperabschnitts 21a verbunden werden. Der Haken 21 ist in zwei Teile des Hakenkörperabschnitts 21a und des Hakenendabschnitts 21b geteilt und der Hakenendabschnitt 21b ist mit dem Verbindungsabschnitt 21d verbunden, wodurch eine Verbindung des Hebels 7 wie im herkömmlichen Fall möglich ist.
Als nächstes wird der Betrieb des Anlassers 1 beschrieben. Der Anlasser 1 weist zwei Betriebe bzw. Operationen auf: Betrieb im Normalfall, wenn der Motor 8 gestartet wird; und Betrieb in einem abnormalen Fall, wenn der Motor 8 nicht gestartet werden kann. Zuerst wird der Betrieb im Normalfall unter Bezugnahme auf 3 bis 5 beschrieben. 3 ist eine Teilschnittansicht des Anlassers gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn das Ritzel 6 in der getrennten Position vorhanden ist. 4 ist eine Teilschnittansicht des Anlassers 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn das Ritzel 6 an der Kontaktposition vorhanden ist. 5 ist eine Teilschnittansicht des Anlassers 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn das Ritzel 6 in der kämmenden Position, d.h. in der in Eingriff stehenden Position, vorhanden ist.
Der Betrieb im Normalfall ist unterteilt in eine erste Betriebsstufe und eine zweite Betriebsstufe. Die erste Betriebsstufe ist von einer Verschiebung des Ritzels 6 aus der getrennten bzw. gelösten Position in die Kontaktposition bis sich das Ritzel 6 in eine solche Position dreht, die es ermöglicht, dass ein Zahn des Ritzels 6 zwischen den Zähnen des Zahnkranzes 9 eindringt bzw. einrastet. Das heißt, der Betrieb von 3 bis 4 entspricht der ersten Betriebsstufe.
Die zweite Betriebsstufe ist von einer Verschiebung des Ritzels 6 aus der Kontaktposition bis zu der kämmenden Position, bis die elektrische Hauptschaltung 10 geschlossen ist und eine Rotationskraft zum Starten des Motors bzw. Verbrennungsmaschine 8 an den Zahnkranz 9 übertragen wird. Das heißt, der Betrieb von 4 bis 5 entspricht der zweiten Betriebsstufe.
Zuerst wird die erste Betriebsstufe beschrieben.
Wenn das Hilfsrelais 3 durch Empfangen eines Startsignals geschlossen ist, wird Strom von der Batterie 2 zu der anziehenden Haltespule 15 zugeführt. Durch den durch die anziehende Haltespule 15 fließenden Strom, wird eine magnetomotorische Kraft in der anziehenden Haltespule 15 erzeugt, wodurch der Kolben 14 in Richtung zu dem festen Kern 23 angezogen wird. Innerhalb der anziehenden Haltespule 15 sind der Kolben 14 und der feste Kern 23 so vorgesehen, dass sie einander gegenüberliegen. Zusammen mit der Verschiebung des Kolbens 14 mittels des Hebels 7 wird das Ritzel 6 in Richtung zu der Stirnfläche des Zahnkranzes 9 von der getrennten Position zu der Kontaktposition verschoben.
Wenn das Ritzel 6 die Stirnfläche des Zahnkranzes 9 berührt, so dass die Zähne des Ritzels 6 und des Zahnkranzes 9 nicht miteinander verzahnt werden können, kann das Ritzel 6 nicht aus der Kontaktposition in die kämmende Position verschoben werden. Da der elektrische Anlasskontakt 13 durch den beweglichen Kontakt 17 geschlossen ist, wird Strom von der Batterie 2 über die Anlassschaltung 11 an den Motor 5 geliefert, so dass sich der Motor 5 dreht. Da die Anlassschaltung 11 durch den Anlasswiderstand 16 hindurchläuft, dreht sich das Ritzel 6 leicht bzw. sanft. Wenn sich der Motor 5 dreht, dreht sich das Ritzel 6 in eine solche Position, die ein eindringen bzw. einrasten eines Zahns des Ritzels 6 zwischen den Zähnen des Zahnkranzes 9 ermöglicht. Der bisher beschriebene Betrieb entspricht der ersten Betriebsstufe.
Die zweite Betriebsstufe wird beschrieben.
In der ersten Betriebsstufe wurde das Ritzel 6 in eine solche Position gedreht, die es ermöglicht, dass ein Zahn des Ritzels 6 zwischen Zähnen des Zahnkranzes 9 eindringen bzw. einrasten kann. Daher soll das Ritzel 6 aus der Kontaktposition in die kämmende Position verschoben werden. Da die magnetomotorische Kraft kontinuierlich erzeugt wird, fährt der Kolben 14 fort, in Richtung des festen Kerns 23 verschoben zu werden. Somit wird das Ritzel 6 in die Eingriffsposition verschoben.
Wenn der Kolben 14 in Richtung des feststehenden Kerns 23 verschoben wird, kommt die Stirnfläche des Kolbens 14 in Kontakt mit dem einem Ende der Stange 18. Nach der Kontaktierung beginnt die Stange 18 auch zusammen mit dem Kolben 14 verschoben zu werden. Zur gleichen Zeit wird auch der bewegliche Kontakt 17, der an dem anderen Ende der Stange 18 angebracht ist, verschoben. Der bewegliche Kontakt 17 wird von dem elektrischen Anlasskontakt 13 getrennt, so dass die elektrische Anlassschaltung 11 geöffnet ist. Danach kommt der bewegliche Kontakt 17 mit dem elektrischen Hauptkontakt 12 in Kontakt, um die elektrische Hauptschaltung 10 zu schließen. Als Ergebnis des Schließens wird Strom von der Batterie 2 an den Motor 5 über die elektrische Hauptschaltung 10 zugeführt, so dass sich der Motor 5 voll dreht. Der Motor 5 erzeugt eine Rotationskraft zum Starten des Motors 8.
Wenn der Motor bzw. die Verbrennungsmaschine 8 einmal gestartet ist, wird der Betrieb des Anlassers 1 nicht mehr benötigt, und somit das Hilfsrelais 3 geöffnet und der Betrieb des Anlassers 1 wird gestoppt. Der obig beschriebene Betrieb ist der Betrieb des Anlassers 1 im Normalfall.
Als nächstes wird der Betrieb im anormalen Fall, wenn der Anlasser 1 den Motor 8 nicht starten kann, beschrieben. Hier ist der Grund, warum der Motor 8 nicht gestartet werden kann, dass das Ritzel 6 an der Stirnfläche des Zahnkranzes 9 anliegt, ohne mit dem Zahnkranz 9 zu kämmen. 6 ist eine Teilschnittansicht des Anlassers 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn das Ritzel 6 an der Kontaktposition im abnormalen Fall vorhanden ist. 4, die den Betrieb im Normalfall zeigt, und 6 unterscheiden sich in der Position des beweglichen Kerns 19, der den Kolben 14 bildet.
Im Normalfall, dreht sich das Ritzel in der ersten Betriebsstufe in eine solche Position, dass ein Zahn des Ritzels 6 zwischen die Zähne des Zahnkranzes 9 eindringen bzw. einrasten kann. Jedoch in einem Fall, in dem der Zahnkranz 9 einen großen Schaden an einem Teil, der mit dem Ritzel 6 kontaktieren soll, aufweist, wird eine Drehung des Ritzels 6 verhindert und daher kann sich das Ritzel 6 nicht in eine solche Position drehen, in der ein Zahn des Ritzels 6 zwischen die Zähne des Zahnkranzes 9 eindringen bzw. einrasten kann.
Da kein Zahn des Ritzels 6 zwischen Zähnen des Zahnkranzes 9 eindringen bzw. einrasten kann, kann das Ritzel nicht aus der Kontaktposition in die kämmende Position verschoben werden. Da sich das Ritzel 6 in einem anliegenden Zustand an der Kontaktposition befindet und somit nicht verschoben werden kann, wird ebenfalls eine Verschiebung der Position des Hakens 21 des Kolbens 14 mittels des Hebels 7 verhindert.
Jedoch wird die magnetomotorische Kraft der anziehenden Haltespule 15 weiterhin erzeugt, und der Kolben 14 wird weiterhin in Richtung des festen Kerns 23 angezogen. Da der Haken 21 des Kolbens 14 nicht verschoben werden kann, kann nur der bewegliche Kern 19 des Kolbens 14 in Richtung des festen Kerns 23 verschoben werden, während die Hebelfeder 20 gebogen wird.
Indem der bewegliche Kern 19 verschoben wird, kommt die Stirnfläche des beweglichen Kerns 19 mit dem einen Ende der Stange 18 in Kontakt. Nach der Kontaktierung, beginnt der Stab 18 auch zusammen mit dem beweglichen Kern 19 verschoben zu werden. Zur gleichen Zeit wird der bewegliche Kontakt 17, der an dem anderen Ende der Stange 18 angebracht ist, auch verschoben. Der bewegliche Kontakt 17 wird von dem elektrischen Anlasskontakt 13 getrennt, so dass die Anlassschaltung 11 geöffnet ist. Aufgrund des Öffnens wird die Drehung des Motors 5 gestoppt und die Zufuhr von Strom zu dem Anlasswiderstand 16 wird ebenfalls gestoppt. Da die Stromzufuhr zu dem Anlasswiderstand 16, welche eine große Wärmeerzeugung aufweist, gestoppt wird, kann eine Beschädigung der Schaltung der elektromagnetischen Anlasser-Schaltvorrichtung 4 vermieden werden.
Danach wird durch den Betrieb des Verschiebungsregelmechanismusabschnitt, in dem die Anlagefläche 22a der Hülse 22 und der Stufenabschnitt 21c des Hakens 21 in Kontakt miteinander kommen, die Verschiebung des beweglichen Kerns 19 geregelt und somit der bewegliche Kern 19 gestoppt. Indem der bewegliche Kern 19 gestoppt wird, werden die Stange 18 und der bewegliche Kontakt 17 ebenfalls gestoppt.
Da der bewegliche Kontakt 17 an einer solchen Position gestoppt wird, die sich nicht in Kontakt mit dem elektrischen Hauptkontakt 12 befindet, befindet sich die elektrische Hauptschaltung 10 in einem geöffneten Zustand und daher wird kein Strom von der Batterie 2 an den Motor 5 geliefert. Da der Motor 5 sich nicht dreht, dreht sich das Ritzel 6 nicht an der Stirnfläche des Zahnkranzes 9, so dass die Stirnfläche des Zahnkranzes 9 nicht beschädigt wird. Das heißt, ein Kämmfehler bzw. ein Nicht-Eingreifen in dem sich das Ritzel 6 dreht, während es an der Stirnfläche des Zahnkrantes 9 gleitet, tritt nicht auf.
Da die Verschiebung des beweglichen Kontakts 17 gestoppt ist und der Motor sich nicht dreht, erkennt ein Fahrer die Abnormalität und annulliert den Startvorgang, wobei das Hilfsrelais 3 geöffnet wird. Die Erzeugung der magnetomotorischen Kraft wird in der anziehenden Haltespule 15 gestoppt, so dass der Kolben 14 in die Anfangsposition zurückkehrt. In Verbindung mit der Verschiebung des Kolbens 14, kehrt das Ritzel 6 von der Kontaktposition in die getrennte bzw. beabstandete Position zurück. Der Betrieb im abnormalen Fall ist hier beendet.
Wenn der Betrieb in einem abnormalen Fall beendet ist, hat sich die Zahn-zu-Zahn-Positionsbeziehung zwischen dem Ritzel 6 und dem Zahnkranz 9 geändert. Auch hier wird der Anlasser 1 betrieben um das Hilfsrelais 3 zu schließen, wobei das Ritzel 6 zu solch einer Position gedreht werden kann, die es ermöglicht, dass ein Zahn des Ritzels 6 zwischen den Zähnen des Zahnkranzes 9 eindringt bzw. einrastet. Durch diese erste Betriebsstufe und dann durch die zweite Betriebsstufe kann der Anlasser 1 den Motor 8 starten.
Die Dimensionsbeziehung zwischen verschiedenen Teilen zum Stoppen des beweglichen Kontakts 17 an einer vorbestimmten Position, so dass kein Strom zu dem Motor 5 in einem anormalen Fall zugeführt wird, wenn der Anlasser 1 versagt den Motor 8 zu starten, wird beschrieben. 7 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht des Anlassers 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn das Ritzel 6 an der Kontaktposition und der bewegliche Kern 19 noch nicht verschoben wurde. Das Maß zwischen dem Stufenabschnitt 21c des Hakenkörperabschnitts 21a und der Anlagefläche 22a der Hülse 22 ist als Maß A definiert. Das Maß A ist ein Abstand, um das der bewegliche Kern 19 in Richtung zu dem festen bzw. feststehenden Kern verschoben werden kann. Das Maß zwischen dem einem Ende der Stange 18 und der Stirnfläche des beweglichen Kerns 19, die dem festen Kern 23 gegenüberliegt, ist als Maß B definiert. Das Maß zwischen dem elektrischen Hauptkontakt 12 und dem beweglichen Kontakt 17 ist als Abstand C definiert. Wenn die Beziehung zwischen diesen Maßen Maß B < Maß A < (Maß B + Maß C) erfüllt ist, wird der bewegliche Kontakt 17 an der vorbestimmten Position stoppen.
Ein weiteres Strukturbeispiel des Kolbens 14 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. 8 ist eine Schnittansicht, die eine schematische Struktur eines anderen Kolbens 14 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In dem obigen Beispiel, das in 6 gezeigt ist, wird die Verschiebung des Kolbens 14 durch den Kontakt zwischen dem Stufenabschnitt 21c des Hakenkörperabschnittes 21a und der Anlagefläche 22a der Hülse 22 reguliert. In dem anderen Beispiel, das in 8 gezeigt ist, ist kein Stufenabschnitt 21c vorgesehen, und die Verschiebung des Kolbens 14 wird durch Kontakt zwischen einer Anlagefläche 22b der erweiterten Hülse 22 und einer Hebelfederplatzierungsfläche 21e des Hakenkörperabschnitts 21a reguliert. Die Hebelfederplatzierungsfläche 21e ist eine Platzierungsfläche für die Hebelfeder 20, bei der die Hebelfeder 20 und der Hakenkörperabschnitt 21a miteinander in Kontakt sind und welches am Ende des Hakenkörperabschnitts 21a vorgesehen ist. Arbeit für den Stufenabschnitt 21c ist nicht erforderlich, womit die Arbeit bzw. der Aufwand für den Hakenkörperabschnitt 21a vereinfacht bzw. reduziert wird.
Wie oben beschrieben ist, tritt bei dem Anlasser 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn der Anlasser 1 versagt den Motor bzw. Verbrennungsmotor 8 zu starten, kein Kämmfehler, in dem das Ritzel 6 dreht, während es an der Stirnfläche des Zahnkranzes 9 entlanggleitet bzw. rutscht, auf, und eine Beschädigung an der Stirnfläche der Zahnkranzes 9 kann unterdrückt bzw. vermieden werden. Darüber hinaus, da die Versorgung des Motors 5 des Anlassers 1 mit Strom gestoppt ist, kann auch eine Beschädigung an der Schaltung der elektromagnetischen Anlasser-Schaltvorrichtung 4 verhindert werden.
Zweite Ausführungsform
9 ist eine Teilschnittansicht des Anlassers 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn das Ritzel 6 an der Kontaktposition ist. In de ersten Ausführungsform des Verschiebungsregelmechanismusabschnitt zur Regulierung der Verschiebung des Kolbens 14 wurde der Fall, wo die Hebelfeder 20 in dem Kolben 14 vorgesehen ist, beschrieben. Der Verschiebungsregelmechanismusabschnitt ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern kann an einem anderen Teil des Kraftübertragungsweges von dem Kolben 14 über den Hebel 7 zu dem Ritzel 6 zur Verfügung gestellt werden. Bei dem Anlasser 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wird ein Beispiel, bei dem der Verschiebungsregelmechanismusabschnitt 14 für die Regulierung der Verschiebung des Kolbens benachbart bzw. in der Nähe zum Drehpunkt des Hebels 7 vorgesehen ist, gezeigt. Es ist anzumerken, dass die anderen Komponenten die gleichen sind wie in der ersten Ausführungsform, und daher werden die gleichen Bezugszeichen zugewiesen und die Beschreibung davon wird ausgelassen.
Der Anlasser 1 gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst als den Verschiebungsregelmechanismusabschnitt eine Hebelfeder 31, einen Hebeldrehpunktanlageabschnitt 32 und einen Hebelfederhalter 33. Die Hebelfeder 31 ist eine wendelförmige Feder, und weist ein Ende in Kontakt mit dem Hebeldrehpunktanlageabschnitt 32 und ein anderes Ende in Kontakt mit dem Hebelfederhalter 33 auf. Der Hebeldrehpunktanlageabschnitt 32 ist in Kontakt mit einem Drehpunkt 34 des Hebels 7 vorgesehen und ist ein verschiebbares Teil. Der Hebelfederhalter 33 ist an einem Gehäuse 35 des Anlassers 1 befestigt, das die Ritzelwelle 6 umschließt. Eine Hebeldrehpunktanlagefläche 32a des Hebeldrehpunktanlageabschnitts 32 und eine Hebelfederhalteranlagefläche 33a des Hebelfederhalters 33 sind so vorgesehen, dass sie einander gegenüberliegen, wobei die Hebelfeder 31 dazwischen liegt.
Der Betrieb im abnormalen Fall, wenn der Anlasser 1 den Motor 8 nicht starten kann, wird nachfolgend beschrieben.
Wie in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, greift bzw. rastet in einem anormalen Fall kein Zahn des Ritzels 6 zwischen den Zähnen des Zahnkranzes 9 ein, so dass das Ritzel 6 nicht aus der Kontaktposition in die kämmende Position verschoben werden kann.
Jedoch wird weiterhin die magnetomotorische Kraft der anziehenden Haltespule 15 erzeugt, und der Kolben 14 wird weiterhin in Richtung zu dem festen Kern angezogen. Der Kolben 14 ist in Richtung zu dem festen Kern 23 verschoben, während die Hebelfeder 31 gebogen ist. Der Hebeldrehpunktanlageabschnitt 32 ist in Richtung des Hebelfederhalters 33 verschoben.
Dadurch, dass der Kolben 14 verschoben ist, kommt die Stirnfläche des Kolbens 14 in Kontakt mit dem einem Ende von der Stange 18. Nach der Kontaktierung beginnt die Stange 18 ebenfalls mit dem Kolben 14 zusammen verschoben zu werden. Gleichzeitig wird hierbei der bewegliche Kontakt 17, der an dem anderen Ende der Stange 18 angebracht ist, ebenfalls verschoben. Der bewegliche Kontakt 17 wird von dem elektrischen Anlasskontakt 13 getrennt, so dass die elektrische Anlassschaltung 11 geöffnet wird. Aufgrund des Öffnens wird ein Drehen bzw. Antreiben des Motors 5 gestoppt, und die Stromzufuhr zu dem Anlasswiderstand 16 ebenfalls gestoppt.
Danach wird durch den Betrieb des Verschiebungsregelmechanismusabschnitts, in welchem die Hebeldrehpunktanlagefläche 32a und die Hebelfederhalteranlagefläche 33a in Kontakt miteinander kommen, die Verschiebung des Kolbens 14 reguliert bzw. geregelt und somit der Kolben 14 gestoppt. Durch Stoppen des Kolbens 14 werden die Stange 18 und der bewegliche Kontakt 17 ebenfalls gestoppt.
Da der bewegliche Kontakt 17 an solch einer Position gestoppt wird, dass er nicht in Kontakt mit dem elektrischen Hauptkontakt 12 ist, befindet sich die elektrische Hauptschaltung 10 in einem geöffneten Zustand und somit kann kein Strom von der Batterie 2 an den Motor 5 zugeführt werden. Da der Motor 5 sich nicht dreht, dreht sich das Ritzel 6 nicht an der Stirnfläche des Zahnkranzes 9, so dass die Stirnfläche des Zahnkranzes 9 nicht beschädigt wird. Das heißt, ein Kämmfehler, bei dem sich das Ritzel 6 dreht, während ein Rutschen bzw. Gleiten auf der Stirnfläche des Zahnkranzes 9 erfolgt, tritt nicht auf.
Da die Verschiebung des beweglichen Kontakts 17 gestoppt wird und der Motor sich nicht dreht, nimmt ein Fahrer die Abnormität war und annulliert den Startvorgang, wobei das Hilfsrelais 3 geöffnet wird. Die Erzeugung der magnetomotorischen Kraft in der anziehenden Haltespule 15 wird gestoppt, so dass der Kolben 14 in die Anfangsposition zurückkehrt. In Verbindung mit der Verschiebung des Kolbens 14, kehrt das Ritzel 6 von der Kontaktposition in die getrennte Position zurück. Der Betrieb im abnormalen Fall ist hier beendet.
Die Abmessungsbeziehung zwischen verschiedenen Teilen zum Stoppen des beweglichen Kontakts 17 an einer vorbestimmten Position, so dass im abnormalen Fall, wenn der Anlasser 1 den Motor bzw. die Verbrennungsmaschine 8 nicht startet, kein Strom an den Motor 5 geliefert wird, wird nachfolgend beschrieben. In 9, ist das Maß zwischen der Hebeldrehpunktanlagefläche 32a und der Hebelfederhalteranlagefläche 33a als Maß A' definiert. Das Maß zwischen dem einem Ende der Stange 18 und der Stirnfläche des Kolbens 14, die dem festen Kern 23 gegenüberliegt, ist als Maß B definiert. Das Maß zwischen dem elektrischen Hauptkontakt 12 und dem beweglichen Kontakt 17 ist als Maß C definiert. In dem Hebel 7, wenn der Abstand von dem Verbindungsabschnitt mit dem Kolben 14 zu dem Drehpunkt 34 L1 ist und der Abstand von dem Verbindungsabschnitt mit der Ritzelwelle 6 zu dem Drehpunkt 34 L2 ist, ist das Hebelverhältnis durch (L1 + L2) / L2 repräsentiert. Wenn ein Maß der Verschiebung des Kolbens 14, nach dem das Ritzel 6 an der Stirnfläche des Zahnkranzes 9 anliegt, als D definiert ist, ist D ein Wert, der durch Multiplizieren von A' mit dem Hebelverhältnis erhalten wird. Das Maß D ist ein Abstand, um den der Kolben 14 in Richtung zu dem festen Kern verschoben werden kann und ist daher äquivalent zu dem Maß A in der ersten Ausführungsform. Wenn die Beziehung zwischen diesen Dimensionen Maß B < Maß D < (Maß B + Maß C) erfüllt, wird der bewegliche Kontakt 17 an der vorbestimmten Position gestoppt.
Wie oben beschrieben, tritt in dem Anlasser 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn der Anlasser 1 versagt den Motor bzw. die Verbrennungsmaschine 8 zu starten, kein Kämmfehler, in dem das Ritzel 6 dreht, während ein Rutschen bzw. Gleiten an der Stirnfläche des Zahnkranzes 9 erfolgt, auf, und eine Beschädigung an der Stirnfläche des Zahnkranzes 9 kann unterdrückt werden. Dies kann leicht ohne Änderung der Struktur des Kolbens 14 erreicht werden.
Dritte Ausführungsform
10 ist eine Teilschnittansicht des Anlassers 1 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn sich das Ritzel 6 an der Kontaktposition befindet. In dem Anlasser 1 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Beispiel, bei dem der Verschiebungsregelmechanismusabschnitt zum Regulieren bzw. Regeln der Verschiebung des Kolbens 14 an der Ritzelwelle 6a vorgesehen ist, gezeigt. Es ist anzumerken, dass die anderen Komponenten die gleichen wie diejenigen in der ersten Ausführungsform sind, und daher werden ihnen die gleichen Bezugszeichen zugewiesen und die Beschreibung davon ausgelassen.
Der Anlasser 1 gemäß der dritten Ausführungsform weist als den Verschiebungsregelmechanismusabschnitt eine Hebelfeder 41, einen vorderen Halter 42 und einen hinteren Halter 43 auf. Die Hebelfeder 41 ist eine spulenförmige Feder und weist ein Ende in Kontakt mit dem vorderen Halter 42 und ein anderes Ende in Kontakt mit dem hinteren Halter 43 auf. Der vordere Halter 42 ist an der Ritzelwelle 6 vorgesehen und ist ein verschiebbares Teil. Der hintere Halter 43 ist an der Ritzelwelle 6 befestigt. Eine vordere Halter-Anlagefläche 42a des vorderen Halters 42 und eine hintere Halter-Anlagefläche 43 des hinteren Halters 43 sind so vorgesehen, dass sie einander gegenüberliegen, wobei die Hebelfeder 41 dazwischen angeordnet ist.
Der Betrieb im abnormalen Fall, wenn der Anlasser 1 versagt den Motor bzw. die Verbrennungsmaschine 8 zu starten, wird beschrieben. Wie in der ersten Ausführungsform dringt bzw. rastet im anormalen Fall kein Zahn des Ritzels 6 zwischen den Zähnen des Zahnkranzes 9 ein, so dass das Ritzel 6 nicht aus der Kontaktposition in die kämmende Position bzw. in die eingreifende Position verschoben werden kann.
Jedoch wird die magnetomotorische Kraft von der anziehenden Haltespule 15 weiterhin erzeugt, und der Kolben 14 wird weiterhin in Richtung zu dem festen Kern 23 angezogen. Der Kolben 14 wird in Richtung zu dem festen Kern 23 verschoben, während die Hebelfeder 41 gebogen wird. Der vordere Halter 42 wird in Richtung zu dem hinteren Halter 43 verschoben.
Dadurch, dass der Kolben 14 verschoben ist, kommt die Stirnfläche des Kolbens 14 in Kontakt mit dem einen Ende der Stange 18. Nach der Kontaktierung beginnt die Stange 18 ebenfalls zusammen mit dem Kolben 14 verschoben zu werden. Gleichzeitig wird der bewegliche Kontakt 17, der an dem anderen Ende der Stange 18 angebracht ist, ebenfalls verschoben. Der bewegliche Kontakt 17 ist von dem elektrischen Anlasskontakt 13 getrennt, so dass die elektrische Anlassschaltung 11 geöffnet ist. Aufgrund des Öffnens wird ein Drehen bzw. das Antreiben des Motors 5 gestoppt, und die Stromzufuhr zu dem Anlasswiderstand 16 wird ebenfalls gestoppt.
Danach wird durch den Betrieb des Verschiebungsregelmechanismusabschnitts, in dem die vordere Halter-Anlagefläche 42a und die hintere Halter-Anlagefläche 43a in Kontakt miteinander kommen, die Verschiebung des Kolbens 14 reguliert bzw. geregelt und somit der Kolben 14 gestoppt. Durch Stoppen des Kolbens 14 werden die Stange 18 und der bewegliche Kontakt 17 ebenfalls gestoppt.
Da der bewegliche Kontakt 17 an einer solchen Position gestoppt wird, in welcher er nicht in Kontakt mit dem elektrischen Hauptschalter 12 ist, ist die elektrische Hauptschaltung 10 in einem geöffneten Zustand und somit wird kein Strom von der Batterie 2 an den Motor 5 zugeführt. Da der Motor 5 nicht dreht, dreht sich das Ritzel 6 nicht an der Stirnfläche des Zahnkranzes 9, so dass die Stirnfläche des Zahnkranzes 9 nicht beschädigt wird. Das heißt, ein Kämmfehler, bei dem sich ein Ritzel 6 dreht, während es an der Stirnfläche des Zahnkranzes 9 entlang gleitet bzw. schleift, tritt nicht auf.
Da die Verschiebung des beweglichen Kontakts 17 gestoppt ist und der Motor sich nicht dreht, erkennt ein Fahrer die Abnormität und annulliert den Startvorgang, wobei das Hilfsrelais 3 geöffnet wird. Die Erzeugung der magnetomotorischen Kraft in der anziehenden Haltespule 15 wird gestoppt, so dass der Kolben 14 in die Anfangsposition zurückkehrt. In Verbindung mit der Verschiebung des Kolbens 14, kehrt auch das Ritzel 6 von der Kontaktposition in die getrennte Position zurück. Der Betrieb im abnormalen Fall ist hiermit beendet.
Die Abmessungsbeziehung zwischen verschiedenen Teilen zum Stoppen des beweglichen Kontakts 17 an einer vorbestimmten Position, so dass im anormalen Fall kein Strom an den Motor 5 geliefert wird, wenn der Anlasser 1 versagt, den Motor bzw. die Verbrennungsmaschine 8 zu startet, wird beschrieben. In 10, das Maß zwischen der vorderen Halter-Anlagefläche 42a und der hinteren Halter-Anlagefläche 43a ist als Maß A" definiert. Das Maß zwischen dem einem Ende der Stange 18 und der Stirnfläche des Kolbens 14, die dem festen Kern 23 gegenüberliegt, ist als Maß B definiert. Das Maß zwischen dem elektrischen Hauptkontakt 12 und dem beweglichen Kontakt 17 ist als Maß C definiert. In dem Hebel 7 ist der Abstand von dem Verbindungsabschnitt mit dem Kolben 14 zu dem Drehpunkt 34 L1 und der Abstand von dem Verbindungsabschnitt mit der Ritzelwelle 6 zu dem Drehpunkt 34 ist L2. Das Hebelverhältnis wird durch L1 / L2 repräsentiert. Wenn eine Dimension der Verschiebung des Kolbens, nach dem das Ritzel 6 an der Stirnfläche des Zahnkranzes 9 anliegt, als E definiert ist, ist E ein Wert, der durch Multiplikation von A" mit dem Hebelverhältnis erhalten wird. Das Maß E ist ein Abstand, um den der Kolben 14 in Richtung zu dem festen Kern verschoben werden kann und ist daher äquivalent zu dem Maß A in der ersten Ausführungsform oder dem Maß D in der zweiten Ausführungsform. Wenn die Beziehung zwischen diesen Dimensionen Abstand B < Abstand E < (Abstand B + Abstand C) erfüllt ist, stoppt der bewegliche Kontakt 17 an der vorbestimmten Position.
Wie oben beschrieben, wenn bei dem Anlasser 1 gemäß der dritten Ausführungsform der Anlasser 1 versagt den Motor bzw. die Verbrennungsmaschine 8 zu starten, tritt kein Kämmfehler, bei dem das Ritzel 6 sich dreht, während es an der Stirnfläche des Zahnkranzes 9 gleitet bzw. schleift, auf, und Schäden können an der Stirnfläche des Zahnkranzes 9 vermieden werden. Dies ist leicht ohne Änderung der Struktur des Kolbens 14 erzielbar.
Die in den obigen ersten bis dritten Ausführungsformen beschriebenen Konfigurationen sind lediglich Beispiele für die Konfiguration der vorliegenden Erfindung und selbstverständlich können jegliche Modifikationen, wie das teilweise Weglassungen, ohne von dem Umfang der der vorliegenden Erfindung abzuweichen, gemacht werden.
Verschiedene Modifikationen und Änderungen dieser Erfindung werden dem Fachmann offensichtlich sein, ohne von dem Umfang und dem Gedanken dieser Erfindung abzuweichen, und es soll verstanden werden, dass diese nicht auf die hierin dargestellten Ausführungsformen eingeschränkt sein soll.
Bezugszeichenliste

1: Anlasser
2: Batterie
3: Hilfsrelais
4: elektromagnetische Anlasser-Schaltvorrichtung
5: Motor
6: Ritzel
6a: Ritzelwelle
7: Hebel
8: Motor bzw. Verbrennungsmaschine
9: Zahnkranz
10: elektrische Hauptschaltung
11: elektrische Anlassschaltung
12: elektrischer Hauptkontakt
13: elektrischer Anlasskontakt
14: Kolben
15: anziehende Haltespule
16: Anlasswiderstand
17: beweglicher Kontakt
18: Stange
19: beweglicher Kern
20: Hebelfeder
21: Haken
21a: Hakenkörperabschnitt
21b: Hakenendabschnitt
21c: Stufenabschnitt
21d: Verbindungsabschnitt
21e: Hebelfederplatzierungsfläche
22: Hülse
22a: Anlagefläche
22b: Anlagefläche
23: fester Kern
31: Hebelfeder
32: Hebeldrehpunktanschlagabschnitt
32a: Hebeldrehpunktanschlagfläche
33: Hebelfederhalter
33a: Hebelfederhalteranschlagfläche
34: Drehpunkt
35: Gehäuse
41: Hebelfeder
42: vorderer Halter
42a: vordere Halter-Anlagefläche
43: hinterer Halter
43a: hintere Halter-Anlagefläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2001508855 [0003]

Claims

Elektromagnetische Anlasser-Schaltvorrichtung (4), umfassend: einen elektrischen Hauptkontakt (12), der in einer elektrischen Hauptschaltung (10) vorgesehen ist, die eine Batterie (2) und einen Motor (5) verbindet; einen elektrischen Anlasskontakt (13), der in einer elektrischen Anlassschaltung (11), welche die Batterie (2) und den Motor (5) über einen Anlasswiderstand (16) verbindet, vorgesehen ist; einen beweglichen Kontakt (17), der mit dem elektrischen Hauptkontakt (12) oder dem elektrischen Anlasskontakt (13) kontaktierbar und von diesem trennbar ist, wodurch die elektrische Hauptschaltung (10) oder die elektrische Anlassschaltung (11) geöffnet/geschlossen werden kann; eine anziehende Haltespule (15), die von der elektrischen Anlassschaltung (11) abzweigt; einen festen Kern (23) und einen Kolben (14), die voneinander getrennt und einander innerhalb der anziehenden Haltespule (15) gegenüberliegen; eine Stange (18) mit einem durch den festen Kern (23) hindurchstehenden Ende und von einer Stirnfläche des festen Kerns (23) in Richtung des Kolbens (14) vorsteht, und einem anderen Ende, das an dem beweglichen Kontakt (17) angebracht ist; und einen Verschiebungsregelmechanismusabschnitt, der dazu konfiguriert ist, eine Verschiebung des Kolbens (14) auf solch eine Position zu regulieren, wo der bewegliche Kontakt (17) den elektrischen Hauptkontakt (12) und den elektrischen Anlasskontakt (13) öffnet, wenn ein mit dem Kolben (14) verbundenes Ritzel (6) über einen Hebel (7) an einer Stirnfläche eines Zahnkranzes (9), der an einem Motor vorgesehen ist, anliegt.
Elektromagnetische Anlasser-Schaltvorrichtung (4) nach Anspruch 1, wobei der Verschiebungsregelmechanismusabschnitt eine Hebelfeder (20), einen Haken (21) und eine Hülse (22) im Innern eines beweglichen Kerns (19) des Kolbens (14) aufweist, die Hebelfeder (20) mit einem Ende in Kontakt mit dem Haken (21) ist und ein anderes Ende in Kontakt mit der Hülse (22) ist und die Hülse (22) an einem Ende des beweglichen Kerns (19) befestigt ist, und eine Verschiebung des Kolbens (14) dadurch reguliert wird, dass sicher der Haken (21) in einer Richtung zu der Hülse (22) bewegt, um mit der Hülse (22) in Kontakt zu gelangen.
Elektromagnetische Anlasser-Schaltvorrichtung (4) nach Anspruch 2, wobei der Haken (21) einen Stufenabschnitt (21c) aufweist, um unterschiedliche Außendurchmesser aufzuweisen, und eine Anlagefläche (22a) der Hülse (22), die dem Stufenabschnitt (21c) gegenüberliegt, mit dem Stufenabschnitt (21c) in Kontakt bringbar ist.
Elektromagnetische Anlasser-Schaltvorrichtung (4) nach Anspruch 3, wobei wenn das Ritzel (6) gegen die Stirnfläche des Zahnkranzes (9) anliegt, ein Maß A zwischen dem Stufenabschnitt (21c) des Haken (21) und der Anlagefläche (22a), ein Maß B zwischen einer Stirnfläche des Kolben (14), die dem festen Kern (23) gegenüberliegt, und einer Stirnfläche an dem einen Ende der Stange (18) und ein Maß C zwischen dem elektrischen Hauptkontakt (12) und dem beweglichen Kontakt (17) die folgende Beziehung erfüllen: $Maß B < Maß A < (Maß B + Maß C) .$
Elektromagnetische Anlasser-Schaltvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Haken (21) aus einem Hakenkörperabschnitt (21a) und einem Hakenendabschnitt (21b) ausgebildet ist, und der Hakenendabschnitt (21b) mit einem Verbindungsabschnitt (21d) des Hakenkörperabschnitts (21a) verbunden ist, der von einer Stirnfläche der Hülse (22) vorsteht.
Elektromagnetische Anlasser-Schaltvorrichtung (4) nach Anspruch 1, wobei der Verschiebungsregelmechanismusabschnitt eine Hebelfeder (31), einen Hebeldrehpunktanschlagabschnitt (32) und einen Hebelfederhalter (33) aufweist, die Hebelfeder (31) ein Ende in Kontakt mit dem Hebeldrehpunktanschlagabschnitt (32) und ein anderes Ende in Kontakt mit dem Hebelfederhalter (33) aufweist, und eine Verschiebung des Kolbens (14) dadurch reguliert wird, dass sich der Hebeldrehpunktanschlagabschnitt (32) in einer Richtung zu dem Hebelfederhalter (33) bewegt, um mit dem Hebelfederhalter (33) in Kontakt zu gelangen.
Elektromagnetische Anlasser-Schaltvorrichtung (4) nach Anspruch 1, wobei der Verschiebungsregelmechanismusabschnitt eine Hebelfeder (41), einen vorderen Halter (42) und einen hinteren Halter (43) aufweist, die Hebelfeder (41) ein Ende in Kontakt mit dem vorderen Halter (42) und ein anderes Ende in Kontakt mit dem hinteren Halter (43) aufweist, der hintere Halter (43) zu einer Ritzelwelle (6a), an der das Ritzel (6) vorgesehen ist, vorgesehen ist, wobei der hintere Halter (43) in Kontakt mit dem Hebel (7) ist, und eine Verschiebung des Kolbens (14) dadurch reguliert wird, dass sich der hintere Halter (43) in einer Richtung zu dem vorderen Halter (42) bewegt, um mit dem vorderen Halter (42) in Kontakt zu gelangen.
Anlasser (1), umfassend: die elektromagnetische Anlasser-Schaltvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 7; den Motor (5), der mit der elektromagnetischen Anlasser-Schaltervorrichtung (4) verbunden ist; das Ritzel (6), das mit dem Motor (5) verbunden ist; und den Hebel (7), der das Ritzel (6) und den Stößel (14), der in der elektromagnetischen Anlasser-Schaltervorrichtung (4) vorgesehen ist, verbindet.