DE19729620A1

DE19729620A1 - Untersetzungsvorrichtung mit Freilaufkupplung

Info

Publication number: DE19729620A1
Application number: DE19729620A
Authority: DE
Inventors: Akira Kato; Takahiro Souki; Masaru Kamiya
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-07-10
Filing date: 1997-07-10
Publication date: 1998-01-15
Anticipated expiration: 2017-07-11
Also published as: JPH1028352A; US5876298A; DE19729620B4; JP3763166B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Unter setzungsvorrichtung bzw. eine Drehzahlverringerungsvorrich tung mit einer Freilaufkupplung, und insbesondere auf eine Rotationsmaschine eines Fahrzeugs, die einen Startermotor oder einen Startergenerator hat.

Ein herkömmlicher Startermotor für ein Fahrzeug hat eine Freilaufkupplung, die sich zwischen der Ritzelwelle und der Antriebswelle des Motors befindet, um ein Überholen des Startermotors zu verhindern, wenn ein Motor startet und der Startermotor durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird. Eine Untersetzungsvorrichtung wird im Startermotor bisweilen verwendet, um die Größe des Startermotors zu ver ringern und auch das Motorstartdrehmoment zu erhöhen. Zu diesem Zweck wurde eine Untersetzungsvorrichtung mit Exzen tersteuerung, die eine Antriebswelle mit einem Exzenter ring, und ein Innenzahnrad, das mit dem Exzenterrad in Ein griff steht, aufweist und ein großes Untersetzungsverhält nis ins Langsame vorsieht, vorgeschlagen.

Beim vorstehend genannten Startermotor ist jedoch eine komplizierte Struktur notwendig, damit eine Welle, Lager, der Startermotor, die Freilaufkupplung und die Unterset zungsvorrichtung kombiniert werden, wodurch sich eine volu minöse Rotationsmaschine ergibt.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine einfa che Untersetzungsvorrichtung vorzusehen, die eine Rota tionsmaschine kompakt gestaltet.

Ferner soll eine einfache Untersetzungsvorrichtung ein stückig mit einer Freilaufkupplung vorgesehen werden, die ein großes Untersetzungsverhältnis ins Langsame hat.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung weist eine Un tersetzungsvorrichtung eine Freilaufkupplung, eine An triebswelle mit einem Exzenterring und eine Innenradplatte auf, die so angeordnet ist, daß diese gegenüber dem Exzen terring drehbar ist. Um die Radplatte herum befindet sich eine Vielzahl von Zähnen; diese hat ein Eingriffsloch. Die Vorrichtung hat ferner einen Befestigungsstift, der am Ge häuse in Eingriff mit dem Eingriffsloch der Innenradplatte befestigt ist, um die Drehung der Innenradplatte zu begren zen, wodurch das Umlaufen der Radplatte gestattet wird, einen Außenring, der sich um die Innenradplatte herum be findet und mit einer getriebenen Welle verbunden ist, und ein Drehmomentübertragungselement, das mit einem der Zähne der Innenradplatte in Eingriff steht, um das Drehmoment von der Innenradplatte zum Außenring zu übertragen. Das Drehmo mentübertragungselement ist so angeordnet, daß dieses die Zähne der Innenradplatte durch Zentrifugalkraft außer Ein griff bringt, wenn sich der Außenring mit einer höheren Drehzahl als einem Schwellwert dreht.

Das Drehmomentübertragungselement ist vorzugsweise so angeordnet, daß sich dieses vollständig von der Innen radplatte durch Zentrifugalkraft trennt, wenn der Außenring mit einem höheren Wert als einem Schwellwert rotiert.

Das Drehmomentübertragungselement weist vorzugsweise einen äußeren Stift auf, der mit zumindest einem der Zähne der Innenradplatte im Ansprechen auf einen Umlaufvorgang der Innenradplatte in Eingriff steht; der Außenring hat einen Drehmomentübertragungsabschnitt, der den äußeren Stift hält, damit dieser mit einem der Zähne der Innen radplatte in Eingriff steht, und einen Drehmomentunter brechabschnitt, der den äußeren Stift hält, damit dieser von den Zähnen getrennt ist.

Die Untersetzungsvorrichtung kann zusätzlich eine Ein richtung haben, die den äußeren Stift zu einem der Zähne der Innenradplatte vorspannt. Jede der Zähne hat vorzugs weise einen Außenumfang mit Epitrochoid-Parallelkrümmung. Der Drehmomentübertragungsabschnitt des Außenrings hat vor zugsweise einen größeren Radius als der Außenradius des äußeren Stiftes; der Drehmomentunterbrechabschnitt des Außenrings hat vorzugsweise einen größeren Radius als der Außenradius des äußeren Stiftes. Die Einrichtung zum Vor spannen kann eine ringförmige Schraubenzugfeder oder eine Schraubenfeder sein. Der äußere Stift kann ein Weichmagnet element aufweisen; die Einrichtung zum Vorspannen kann eine Magnetfelderzeugungseinrichtung aufweisen.

Die Untersetzungsvorrichtung kann eine Freilaufkupp lung, ein Gehäuse, eine Antriebswelle mit einem Exzenter ring, der sich exzentrisch um dieses herum befindet, eine getriebene Welle und eine Innenradplatte aufweisen, die so angeordnet ist, daß diese bezüglich dem Exzenterring dreh bar ist. Um die Radplatte herum ist eine Vielzahl von Zäh nen vorgesehen; diese hat eine Vielzahl von Eingriffslö chern. Die Untersetzungsvorrichtung hat ferner eine Viel zahl von Befestigungsstiften, von denen jeder am Gehäuse in Eingriff mit einem der Eingriffslöcher der Innenradplatte befestigt ist, um die Drehung der Innenradplatte zu begren zen, wodurch das Umlaufen der Radplatte gestattet wird, einen Außenring, der sich um die Innenradplatte herum be findet und mit der getriebenen Welle verbunden ist, und ein Drehmomentübertragungselement, um mit den Zähnen der Innen radplatte in Eingriff zu stehen und das Drehmoment von der Innenradplatte zum Außenring zu übertragen. Das Drehmo mentübertragungselement ist so angeordnet, daß dieses die Zähne der Innenradplatte durch Zentrifugalkraft außer Ein griff bringt, wenn sich der Außenring mit einer Drehzahl dreht, die höher als ein Schwellwert ist.

Die Untersetzungsvorrichtung mit einer Freilaufkupplung kann aufweisen: ein Gehäuse, eine Antriebswelle mit einem Paar von Exzenterringen, die sich exzentrisch um diese herum axial befinden, eine getriebene Welle, die durch das Gehäuse drehbar gestützt wird, und ein Paar von Innen radplatten, die so angeordnet sind, daß diese bezüglich dem Exzenterring drehbar sind. Um jede der Innenradplatten ist eine Vielzahl von Zähnen vorgesehen; jede von diesen hat eine Vielzahl von Eingriffslöchern; jeder der Zähne von ei nem der Innenradplatten befindet sich zwischen benachbarten Zähnen der anderen Innenradplatte. Die Untersetzungsvor richtung weist ferner eine Vielzahl von Befestigungsstiften auf, die am Gehäuse mit den Eingriffslöchern der Innen radplatten jeweils in Eingriff befestigt sind, um die Dre hung der Innenradplatten zu begrenzen und das Umlaufen der Radplatten zu gestatten, einen Außenring, der sich um die Innenradplatten herum befindet und mit der getriebenen Welle verbunden ist, und ein Drehmomentübertragungselement, das sich an der Innenfläche des Außenringes befindet, um mit den Zähnen der Innenradplatten in Eingriff zu stehen, damit das Drehmoment von den Innenradplatten zum Außenring übertragen wird. Das Drehmomentübertragungselement ist so angeordnet, daß dieses die Zähne der Innenradplatten durch Zentrifugalkraft außer Eingriff bringt, wenn sich der Au ßenring mit einer höheren Drehzahl als einem Schwellwert dreht.

Weitere Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Er findung sowie die Funktion von jeweiligen Teilen der vor liegenden Erfindung werden beim Durcharbeiten der folgenden detaillierten Beschreibung der beiliegenden Ansprüche und der Zeichnungen deutlich. In den Zeichnungen ist/sind:

Fig. 1 eine schematische geschnittene Sei tenansicht, die einen Startergenera tor für ein Fahrzeug entsprechend ei nem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht, die einen Hauptabschnitt des in Fig. 1 gezeig ten Startergenerators darstellt;

Fig. 3 eine geschnittene Vorderansicht eines in Fig. 2 gezeigten Abschnitts bei Schnitt an der Linie III-III;

Fig. 4A, 4B und 4C schematische Ansichten, die jeweils den Betrieb eines äußeren Stiftes darstellen;

Fig. 5 eine perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht, die einen in Fig. 2 gezeigten Hauptabschnitt dar stellt;

Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht, die einen Hauptabschnitt eines Startergenera tors entsprechend einem zweiten Aus führungsbeispiel darstellt;

Fig. 7 eine geschnittene Vorderansicht, die einen in Fig. 6 gezeigten Abschnitt an der Linie VII-VII geschnitten dar stellt;

Fig. 8 eine perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht, die einen in Fig. 6 gezeigten Hauptabschnitt dar stellt;

Fig. 9 eine geschnittene Vorderansicht, die einen Hauptabschnitt eines Unterset zungsabschnitts entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel dar stellt;

Fig. 10 eine geschnittene Seitenansicht, die einen Starter für ein Fahrzeug ent sprechend einem vierten Ausführungs beispiel darstellt;

Fig. 11 eine geschnittene Seitenansicht, die einen Starter für ein Fahrzeug ent sprechend einem fünften Ausführungs beispiel darstellt;

Fig. 12A und 12B vergrößerte Schnittansichten, die ei nen Betrieb eines Hauptabschnitts ei nes Untersetzungsabschnitts entspre chend einem sechsten Ausführungsbei spiel darstellen;

Fig. 13 eine perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht, die einen Hauptabschnitt eines Untersetzungsab schnitts entsprechend einem siebten Ausführungsbeispiel darstellt;

Fig. 14 eine perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht, die einen Hauptabschnitt eines Untersetzungsab schnitts entsprechend einem achten Ausführungsbeispiel darstellt;

Fig. 15 eine perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht, die einen Hauptabschnitt eines Untersetzungsab schnitts entsprechend einem neunten Ausführungsbeispiel darstellt;

Fig. 16 eine perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht, die einen Hauptabschnitt eines Untersetzungsab schnitts entsprechend einem zehnten Ausführungsbeispiel darstellt;

Fig. 17 eine vergrößerte Ansicht, die einen Hauptabschnitt eines Untersetzungsab schnitts entsprechend dem zehnten Ausführungsbeispiel darstellt; und

Fig. 18 eine vergrößerte Ansicht, die einen Hauptabschnitt eines Untersetzungsab schnitts entsprechend dem elften und zwölften Ausführungsbeispiel dar stellt.

Eine Untersetzungsvorrichtung, die auf einen Starterge nerator angewendet wird, entsprechend einem ersten Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezug nahme auf die Fig. 1 bis 5 beschrieben.

Der Startergenerator weist einen Generatorabschnitt 1, einen Startermotorabschnitt 2, einen Untersetzungsabschnitt 4 mit einem Exzentersteuerungsmechanismus (auf den sich im folgenden als Exzentersteuerungsabschnitt bezogen wird) und ein Gehäuse 10 auf.

Der Generatorabschnitt 1 ist ein herkömmlicher Dreh stromgenerator bzw. Wechselstromgenerator für ein Fahrzeug; das Gehäuse 10 stützt einen Rotor 11 und eine Generator welle 12 über Lager 13 und 14. Der Rotor 11 hat einen Pol kern 110 und eine Feldspule 111, die um den mittleren Abschnitt des Polkerns 110 gewickelt ist. Der Stator 15 be findet sich um den Rotor 11 herum und weist einen Ankerkern 150, der am Innenumfang des Gehäuses 10 befestigt ist, und eine Ankerwicklung 151 auf. Ein Spannungsregler 16 und ein Drei-Phasen-Vollwellengleichrichter 17 befinden sich im Ge häuse 10; eine Schleifringeinheit 19 ist an der Generator welle 12 befestigt. Die Bürsteneinheit 18 führt der Feld spule 111 über die Schleifringeinheit 19 den Feldstrom zu. Der vordere Endabschnitt (der linke Endabschnitt in Fig. 1) der Generatorwelle 12 ist mit der Kurbelwelle eines Motors (nicht gezeigt) verbunden.

Der Startermotorabschnitt 2 ist ein herkömmlicher Gleichstrom-Startermotor und weist einen Magnetanker 21, der durch eine Starterwelle 22 getragen wird, und ein Paar von Lagern 23 und 24, über die der Magnetanker 21 durch das Gehäuse 10 gestützt wird, auf. Die Starterwelle 22 befindet sich mit der Generatorwelle 12 in Hintereinanderanordnung und in Ausrichtung mit dieser. Der Magnetanker 21 weist ei nen Ankerkern 210, der durch die Starterwelle 22 getragen wird, eine Ankerwicklung 211, die herumgewickelt ist, und einen ringförmigen Kommutator 222, der durch ein Harzele ment getragen wird, das an der Starterwelle 22 befestigt ist, auf. Ein Stator 25 weist einen Polkern 250, der am In nenumfang des Gehäuses 10 befestigt ist, und eine Feldspule 251, die um den Polkern 250 gewickelt ist, auf. Eine Bür steneinheit 223 ist am Gehäuse 10 befestigt; der Ankerwick lung 211 wird über die Bürsteneinheit 223 und den Kommuta tor 222 Strom zugeführt.

Der Exzentersteuerungsabschnitt 4 wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 beschrieben.

Ein Exzenterring 40 ist am vorderen Endabschnitt der Starterwelle 22 durch eine Feder 41a befestigt, so daß die Achse von diesem zur Achse der Welle 22 exzentrisch ver läuft; eine Innenradplatte 42 ist auf ein Lager 41 gepaßt, das auf den Außenumfang des Exzenterrings 40 koaxial mit diesem aufgepaßt ist, so daß sich die Innenradplatte 42 um den Exzenterring 40 drehen kann. Am Außenumfang der Innen radplatte 42 sind Zahnradzähne 43 ausgebildet; ein Außen ring 44 befindet sich koaxial mit der Innenradplatte 42, um diese bei einem bestimmten Abstand zu umgeben. Der Außen ring 44 ist mit dem hinteren Endabschnitt (rechten Endab schnitt in Fig. 2) der Generatorwelle 12 einstückig ausge bildet. Der Außenring 44 hat eine Vielzahl von Hohlräumen 45, die am Innenumfang von diesem mit gleichen Abständen vorgesehen sind, um eine Vielzahl von zylindrischen äußeren Stiften 46 einen nach dem anderen unterzubringen, so daß sich diese in den Hohlräumen bewegen und drehen. Zu diesem Zweck sind die Hohlräume 45 am Innenumfang des Außenrings 44 koaxial mit der Starterwelle 22 ausgebildet. Die Anzahl (z. B. 26) der Hohlräume 45 oder der äußeren Stifte 46 ist um eins niedriger als die Anzahl (z. B. 25) der Zähne 43 der Innenradplatte 42 in Fig. 3.

Das Profil der Zähne 43 der Innenradplatte 42 ist als Epitrochoid-Parallelkurve gestaltet, die eine Kurve paral lel zu einer Epitrochoidkurve ist und eine Innenumhüllende eines Kreises der Zähne bildet, wobei der Mittelpunkt davon auf der Epitrochoidkurve liegt. Das Profil der Zähne 43 kann als Evolventenkurve ausgeformt sein. Die Innen radplatte 42 hat acht Durchgangslöcher 47, die in gleichen Intervallen (in 45°-Intervallen) auf einem Umfang angeord net sind, der mit der Radplatte 42 koaxial verläuft, so daß jede der Durchgangsbohrungen 47 einen Endabschnitt von einem der Befestigungsstifte 48, der mit einer der Buchsen 49 bedeckt ist, die sich aus dem Gehäuse 10 heraus erstrec ken, beweglich aufnimmt. Der andere Endabschnitt von jedem der Befestigungsstifte 48 ist in das Gehäuse 10 preßgepaßt, so daß die Stifte 48 auf einem Umfang angeordnet sind, der mit der Achse der Starterwelle 22 koaxial verläuft, damit die exzentrische Bewegung der Innenradplatte 42 gestattet wird. Ein Außenumfang von jeder der Buchsen 49 befindet sich mit dem entsprechenden der Durchgangslöcher 47 in Be rührung. Der Außenring 44 hat eine ringförmige Nut 44a, die im Innenumfang von diesem ausgebildet ist, damit eine ring förmige Schraubenzugfeder 50 in dieser ausgebildet wird, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, wobei diese alle äußeren Stifte 46 radial nach innen vorspannt.

Die Hohlräume 45 haben einen Drehmomentübertragungsab schnitt 45a, einen Drehmomentunterbrechabschnitt 45b und einen Begrenzungsabschnitt 45c, wie es in den Fig. 4A, 4B und 4C gezeigt ist. Jeder der Drehmomentübertragungsab schnitte 45a und Drehmomentunterbrechabschnitte 45b hat eine zylindrische Fläche mit dem gleichen Innendurchmesser im Vergleich zum Außendurchmesser des äußeren Stiftes 46, damit dieser mit dem äußeren Stift 46 in engem Oberflächen kontakt steht, wie es in den Fig. 4A und 4C gezeigt ist. Der Drehmomentunterbrechabschnitt 45b ist so angeordnet, daß dieser zum Drehmomentübertragungsabschnitt 45a an der hinteren Seite in Drehrichtung (z. B. in Fig. 4A links) be nachbart und radial außerhalb des Außenringes 44 angeordnet ist. Der Begrenzungsabschnitt 45c ist zwischen dem Drehmo mentübertragungsabschnitt 45a und dem Drehmomentunter brechabschnitt 45b ausgebildet. Der Begrenzungsabschnitt 45c hat eine geeignete Höhe und eine kontinuierliche Krüm mung, damit eine gleichmäßige Bewegung des äußeren Stiftes 46 zwischen den zwei Abschnitten 45a und 45b gestattet wird. Zu diesem Zweck sind die Hohlräume 45 mit Fett ge füllt und ist eine Abdeckung 51 vorgesehen, die den Außen umfang des Außenringes 44 bedeckt, wie es in Fig. 2 gezeigt ist.

Die Zylinderflächen des Drehmomentübertragungsab schnitts 45a und des Drehmomentunterbrechabschnitts 45b können in Abhängigkeit von den Umständen größer oder klei ner als der Durchmesser des äußeren Stiftes 46 ausgebildet werden. Zum Beispiel sehen die größeren Unterbrechab schnitte 45b eine gleichmäßigere Bewegung der äußeren Stifte 46 zu den Übertragungsabschnitten 45a vor.

Der Exzentersteuerungsabschnitt 4 wird wie folgt zusam mengebaut.

Das Lager 23 und ein zylindrischer Abstandhalter 53 werden auf die Starterwelle 22 aufgepaßt; der Exzenterring 40, das Lager 41 und die Innenradplatte 42 werden aufeinan derfolgend aufgepaßt. Die Befestigungsstifte 48 mit den Buchsen 49 auf diesen werden im Anschluß auf das Gehäuse 10 preßgepaßt. Anschließend wird eine Führungsscheibe 54 auf den vorderen Endabschnitt (in Fig. 2 links) der Starter welle 22 gepaßt und durch eine Schraube 55 an dieser befe stigt, so daß der Abstandhalter 53 und die Führungsscheibe 54 die Axialbewegung des Exzenterrings 40 begrenzen. Die Innenradplatte 42 befindet sich zwischen der Führungsplatte 54 und dem Gehäuse 10 mit kleinen Zwischenräumen.

Wenn der Startermotorabschnitt 2 erregt wird und die Starterwelle 22 mit der Drehung beginnt, wird der Exzenter ring 40 gedreht, um die Innenradplatte 42 im Zusammenwirken mit den Befestigungsstiften 48 umlaufen zu lassen bzw. zu schwenken, was die Drehung des Innenrades 42 begrenzt. Wenn die Starterwelle 22 eine Drehung in Fig. 2 im Uhrzeigersinn vollzieht, läuft die Innenradplatte 42 einmal exzentrisch um, so daß die äußeren Stifte 46 durch die Zähne der Innen radplatte 42 im Uhrzeigersinn angetrieben werden. Dement sprechend dreht sich der Außenring 44 um einen Intervall zwischen den benachbarten Hohlräumen 45 im Uhrzeigersinn. In diesem Ausführungsbeispiel sieht eine Kombination der fünfundzwanzig (25) Zähne der Innenradplatte 42 und der sechsundzwanzig (26) äußeren Stifte das Untersetzungsver hältnis ins Langsamere von 1/26 vor.

Wenn ein Motor startet und die Motordrehzahl größer wird, wird der Außenring 44 im Uhrzeigersinn gedreht. Wenn die Drehzahl des Außenringes höher als die Umlaufdrehzahl der Zähne 43 des Innenrades 42 wird, wird der äußere Stift 46 mit einer Kante 45d des Drehmomentunterbrechabschnitts 45b in Berührung gebracht, wie es in Fig. 4B gezeigt ist. Dann gelangt der äußere Stift 46 auf einen der Zähne 43, hebt die ringförmige Schraubenzugfeder 50 an und gelangt tiefer in den Unterbrechabschnitt 45b, wodurch dieser mit den Zähnen 43 außer Eingriff gelangt. Als Ergebnis läuft der Außenring 44 um die Innenradplatte 42 im Leerlauf; das Drehmoment von der Starterwelle 22 wird nicht zur Genera torwelle 12 übertragen.

Wenn sich die Motordrehzahl weiter erhöht und größer als eine eingestellte Drehzahl wird, wird die Zentrifugal kraft, die auf die äußeren Stifte 46 aufgebracht wird, grö ßer als die Vorspannkraft der ringförmigen Schraubenzugfe der 50; die äußeren Stifte 46 überwinden die ringförmige Schraubenzugfeder 50 und verbleiben immer in den Drehmomen tunterbrechabschnitten 45b, wie es in Fig. 4C gezeigt ist, wodurch der Außenring 44 von der Innenradplatte 42 getrennt wird. Die eingestellte Drehzahl ist höher als die Motor startdrehzahl und niedriger als die Motorleerlaufdrehzahl. Somit werden, wenn der Motor startet, die äußeren Stifte 46 von der Innenradplatte 42 vollständig getrennt, so daß nur der Generatorabschnitt 1 als normaler Generator arbeitet.

Ein Startergenerator entsprechend einem zweiten Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezug nahme auf die Fig. 6 bis 8 beschrieben.

Der Exzentersteuerungsabschnitt 4 des ersten Ausfüh rungsbeispiels wird nur durch einen Exzentersteuerungsab schnitt 4a in diesem Ausführungsbeispiel ersetzt.

Der Exzentersteuerungsabschnitt 4a weist ein Paar von ersten und zweiten Innenradplatten 42a und 42b auf, von de nen jede so angeordnet ist, daß diese unabhängig voneinander umlaufen. Die erste Innenradplatte 42a ist über einen ersten Exzenterring 40a und ein Lager 41a auf die Starterwelle 22 gepaßt; die zweite Innenradplatte 42b ist über einen zweiten Exzenterring 40b und ein Lager 41b auf die Starterwelle 22 gepaßt. Die erste und die zweite Innen radplatte 42a und 42b haben jeweilige Durchgangslöcher 47a und 47b, die ähnlich denen des ersten Ausführungsbeispiels sind und vereint die Befestigungsstifte 48 aufnehmen, so daß die Drehung der Radplatten 42a und 42b durch die Befe stigungsstifte 48 begrenzt ist. Die erste und die zweite Innenradplatte 42a und 42b haben Zähne 43a bzw. 43b, die mit den äußeren Stiften 46 jeweils in Eingriff stehen. Die Exzenterringe 40a und 40b sind so angeordnet, daß diese in entgegengesetzte Richtungen (in 180°-Winkeln) exzentrisch sind. Als Ergebnis wird jeder der äußeren Stifte 46 durch einen beliebigen der Zähne 43a und 43b gegen den äußeren Ring 44 gedrückt, so daß die Wirkung der äußeren Stifte 46 gleichmäßiger als die im ersten Ausführungsbeispiel wird, wodurch die Drehmomentschwankung, Vibration und Geräusche verringert werden. Da die Winkelposition des Mittelpunktes des Drehmomentes, das von der ersten Innenradplatte 42a zum Außenring 44 übertragen wird, und die Winkelposition des Mittelpunktes des Drehmomentes, das von der zweiten Innen radplatte 42b zum Außenring 44 übertragen wird, so ange ordnet sind, daß diese bezüglich der Achse der Starterachse 22 entgegengesetzt zueinander liegen, wird der Außenring 44 gleichmäßig ohne Unausgeglichenheitskraft betrieben.

Ein Startergenerator entsprechend einem dritten Ausfüh rungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben.

Nur der Exzentersteuerungsabschnitt 4a des zweiten Aus führungsbeispiels wird durch einen Exzentersteuerungsab schnitt 4c in diesem Ausführungsbeispiel ersetzt.

Der Exzentersteuerungsabschnitt 4c dieses Ausführungs beispiels hat halb so viele äußere Stifte 46 und Hohlräume 45 wie der Exzentersteuerungsabschnitt des zweiten Ausfüh rungsbeispiels, wodurch der Steuerabschnitt einfacher ge staltet ist.

Ein Starter entsprechend einem vierten Ausführungsbei spiel wird unter Bezugnahme auf Fig. 10 beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Generatorabschnitt 1 des ersten Ausführungsbeispiels weggelassen. Die Welle 12 ist mit der Motorkurbelwelle über eine Drehmomentübertragungs einrichtung (z. B. Riemenscheiben und einen Riemen) verbun den.

Ein Starter mit einem Exzentersteuerungsabschnitt ent sprechend einem fünften Ausführungsbeispiel wird unter Be zugnahme auf Fig. 11 beschrieben. In diesem Ausführungsbei spiel ist der Generatorabschnitt 1 des zweiten Ausführungs beispiels weggelassen; die Welle 12 ist mit der Motorkur belwelle über eine Drehmomentübertragungseinrichtung (z. B. Riemenscheiben und einen Riemen) verbunden.

Ein Untersetzungsabschnitt 4 entsprechend einem sech sten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 12A und 12B beschrieben.

In diesem Ausführungsbeispiel ist die ringförmige Schraubenzugfeder 50 des ersten Ausführungsbeispiels durch Schraubenfedern, die sich in jedem der Hohlräume 45 befin den, ersetzt. Zu diesem Zweck ist in jedem der Drehmomen tunterbrechabschnitte 45b ein Zylinderloch ausgebildet, da mit ein Teil der Feder 5 gehalten wird. Die Schraubenfedern 5 spannen die äußeren Stifte 46 gegen die Drehmomentüber tragungsabschnitte 45b vor, wie es in Fig. 12A gezeigt ist.

Ein Untersetzungsabschnitt entsprechend einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 13 beschrieben.

Ein Plattenelement aus Dauermagnetmaterial wird für die Innenradplatte 42 in diesem Ausführungsbeispiel verwendet. Die Außenfläche der Zähne 43 werden in Axialrichtung magne tisiert, um N-Pole 7 und S-Pole 8 an diesen auszubilden. Die äußeren Stifte 46 sind aus einem Weichmagnetelement ausgebildet. Dementsprechend werden die äußeren Stifte 46 durch die Zähne 43 angezogen und in Abschnitte zwischen den Zähnen 43 eingepaßt und stehen normalerweise mit den Drehmomentübertragungsabschnitten 45a in Eingriff. Wenn der Motor startet und den Außenring dreht, werden die äußeren Stifte 46 in der gleichen Weise wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen betätigt. D.h., daß die Zentrifugal kraft, die an die äußeren Stifte 46 angelegt ist, die Ma gnetkraft der Zahnflächen überwindet und ein Eintritt in die Drehmomentunterbrechabschnitte 45b stattfindet, wenn die Motordrehzahl höher als eine eingestellte Drehzahl wird. Der Außenring 44 kann entweder magnetisch oder nicht magnetisch sein.

Diese Struktur beseitigt die mechanische Reibung der ringförmigen Schraubenzugfeder oder der Schraubenfedern.

Ein Untersetzungsabschnitt entsprechend einem achten Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf Fig. 14 be schrieben.

Der Untersetzungsabschnitt entsprechend dem achten Aus führungsbeispiel hat äußere Stifte 46, die aus Dauermagnet material gefertigt sind. Die äußeren Stifte 46 sind in Axialrichtung magnetisiert. Die Innenradplatte 42 ist aus einem Weichmagnetmaterial gefertigt; der Außenring 44 ist aus nicht magnetischem Material gefertigt. Die Wirkung der äußeren Stifte ist nahezu die gleiche wie beim siebten Aus führungsbeispiel.

Ein Untersetzungsabschnitt entsprechend einem neunten Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf Fig. 15 be schrieben.

Die Innenradplatte 42 und die äußeren Stifte 46 sind aus Dauermagnetmaterial gefertigt; die Zähne 43 sind in eine Richtung magnetisiert, die zu der der äußeren Stifte 46 entgegengesetzt ist, so daß jeder der Zähne 43 und ein entsprechender der äußeren Stifte 46 stärker als die ent sprechenden Elemente im achten Ausführungsbeispiel angezo gen werden. Der Außenring 44 ist aus nicht magnetischem Ma terial gefertigt. Die Wirkung der äußeren Stifte ist nahezu die gleiche wie beim achten Ausführungsbeispiel.

Ein Untersetzungsabschnitt entsprechend einem zehnten Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf die Fig. 16 und 17 beschrieben.

Die äußeren Stifte 46, die Innenradplatte 42 und der Außenring 44 sind aus einem Dauermagnetmaterial gefertigt und sind magnetisiert, wie es in den Fig. 16 und 17 ge zeigt ist. Der Drehmomentübertragungsabschnitt 45a ist in die Richtung magnetisiert, die zur magnetisierten Richtung der äußeren Stifte 46 entgegengesetzt ist; der Drehmomen tunterbrechabschnitt 45b ist in die Richtung magnetisiert, die die gleiche wie die Magnetisierungsrichtung der äußeren Stifte 46 ist. Daher ziehen die Drehmomentübertragungsab schnitte 45a die äußeren Stifte 46 an und stoßen die Drehmomentunterbrechabschnitte 45b die äußeren Stifte 46 ab.

Ein Untersetzungsabschnitt entsprechend einem elften Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf Fig. 18 be schrieben.

Die Innenradplatte 42 und der Außenring 44 sind aus Dauermagnetmaterial gefertigt; die äußeren Stifte sind aus Weichmagnetmaterial gefertigt. Der Außenring 44 wird in Axialrichtung magnetisiert, um an einem Ende S-Pole aus zubilden; die Innenradplatte 42 wird in Axialrichtung ma gnetisiert, um an dem gleichen Endabschnitt wie der Außen ring 44, N-Pole auszubilden, wie es in Fig. 18 gezeigt ist.

Daher überbrückt der äußere Stift 46 den S-Pol des Drehmomentübertragungsabschnitts 45a des Außenrings 44 und den N-Pol der Zahnfläche der Innenradplatte 42, so daß der äußere Stift 46 mit dem Drehmomentübertragungsabschnitt 45a sicher in Eingriff stehen kann.

Ein Untersetzungsabschnitt entsprechend einem zwölften Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf Fig. 18 be schrieben.

Die Innenradplatte 42, der Außenring 44 und der äußere Stift 46 sind aus weichem magnetischem Material gefertigt und werden durch ein äußeres magnetisches Feld magneti siert, wie z. B. einen Dauermagneten oder eine Magnetspule, um den Außenumfang der Innenradplatte zu polarisieren, so daß dieser zum S-Pol wird, und den Innenumfang des Außen ringes 44 zu polarisieren, so daß dieser zum N-Pol wird. Die Feldspule 111 und die Generatorwelle 12 können als ein Teil des äußeren Magnetfeldes verwendet werden.

Somit werden der S-Pol des Außenringes und der N-Pol der Innenradplatte durch den äußeren Stift 46 überbrückt, der mit dem Drehmomentübertragungsabschnitt 45a sicher in Eingriff stehen kann.

In der vorstehenden Beschreibung der vorliegenden Er findung wurde die Erfindung unter Bezugnahme auf spezifi sche Ausführungsbeispiele offenbart. Es ist jedoch offen sichtlich, daß zahlreiche Abwandlungen und Änderungen bei den spezifischen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Er findung vorgenommen werden können, ohne daß vom breiteren Geltungsbereich und Schutzbereich der Erfindung, wie dieser in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist, abgewichen wird. Dementsprechend ist die Beschreibung der vorliegenden Erfindung in diesem Dokument als erläuternd anstelle von beschränkend aufzufassen.

Eine Untersetzungsvorrichtung mit einer Freilaufkupp lung weist somit eine Antriebswelle mit einem Exzenterring, der an dieser ausgebildet ist, und eine Innenradplatte, die so angeordnet ist, daß diese bezüglich dem Exzenterring drehbar ist, auf. Um die Radplatte befindet sich eine Viel zahl von Zähnen; diese hat Eingriffslöcher. Die Vorrichtung hat ferner Befestigungsstifte, die am Gehäuse in Eingriff mit den Eingriffslöchern der Innenradplatte befestigt sind, um die Drehung der Innenradplatte zu begrenzen, wodurch das Umlaufen der Radplatte gestattet wird, einen Außenring, der sich um die Innenradplatte herum befindet und mit einer ge triebenen Welle verbunden ist, und ein Drehmomentübertra gungselement, das mit den Zähnen der Innenradplatte in Ein griff gelangt, um das Drehmoment von der Innenradplatte zum Außenring zu übertragen. Das Drehmomentübertragungselement ist so angeordnet, daß es mit dem Zähnen der innenradplatte durch Zentrifugalkraft außer Eingriff steht, wenn sich der Außenring mit einer Drehzahl dreht, die höher als ein Schwellwert ist.

Claims

1. Untersetzungsvorrichtung mit einer Freilaufkupplung, die aufweist:
ein Gehäuse (10);
eine Antriebswelle (22), die durch das Gehäuse (10) drehbar gelagert ist, wobei die Antriebswelle (22) einen Exzenterring (40) aufweist, der sich um diese herum exzentrisch befindet;
eine getriebene Welle (12), die durch das Gehäuse (10) drehbar gelagert ist;
eine Innenradplatte (42), die so angeordnet ist, daß diese bezüglich dem Exzenterring (40) drehbar ist, wobei um die Radplatte herum eine Vielzahl von Zähnen (43) vorgesehen ist und diese ein Eingriffsloch (47) hat;
einen Befestigungsstift (48), der am Gehäuse (10) in Eingriff mit dem Eingriffsloch der Innenradplatte (42) befestigt ist, um die Drehung der Innenradplatte (42) zu begrenzen, wodurch das Umlaufen der Radplatte gestattet wird;
einen Außenring (44), der sich um die Innenradplatte (42) herum befindet und mit der getriebenen Welle verbunden ist, wobei der Außenring (44) einen Hohl raum (45) hat; und
ein Drehmomentübertragungselement (46), das sich am Hohlraum (45) befindet, um mit einem der Zähne (43) der Innenradplatte (42) in Eingriff zu stehen, und das Drehmoment von der Innenradplatte (42) zum Außen ring (44) überträgt, wobei
das Drehmomentübertragungselement (46) mit den Zähnen (43) der Innenradplatte (42) durch Zentrifugalkraft außer Eingriff steht, wenn sich der Außenring (44) mit einer Drehzahl, die höher als ein Schwellwert ist, dreht.

2. Untersetzungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Drehmomentübertragungselement (46) durch Zentrifugal kraft zurückgezogen ist, damit es von der Innen radplatte (42) vollständig getrennt ist, wenn sich der Außenring (44) mit einer höheren Drehzahl als ei nem Schwellwert dreht.

3. Untersetzungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Drehmomentübertragungselement (46) einen äußeren Stift (46) aufweist, der mit den Zähnen (43) der In nenradplatte (42) im Ansprechen auf einen Umlaufvor gang von dieser in Eingriff steht,
wobei der Außenring (44) einen Drehmomentübertra gungsabschnitt (45a) hat, der das Drehmomentübertra gungselement (46) hält, damit dieses mit einem der Zähne (43) der Innenradplatte (42) in Eingriff steht, und einen Drehmomentunterbrechabschnitt (45b) hat, der das Drehmomentübertragungselement (46) hält, da mit dieses von den Zähnen (43) der Innenradplatte (42) getrennt ist.

4. Untersetzungsvorrichtung nach Anspruch 3, die ferner eine Einrichtung (50) zum Vorspannen des äußeren Stiftes (46) zu einem der Zähne (43) der Innen radplatte (42) aufweist.

5. Untersetzungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Zähne (43) einen Außenumfang mit Epitrochoid-Paral lelkrümmung haben.

6. Untersetzungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Drehmomentübertragungsabschnitt (45a) des Außenrings (44) einen größeren Radius im Vergleich zum äußeren Radius des äußeren Stiftes (46) hat.

7. Untersetzungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Drehmomentunterbrechabschnitt (45b) des Außenringes (44) einen größeren Radius im Vergleich zum äußeren Radius des äußeren Stiftes (46) hat.

8. Untersetzungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Außenring (44) ferner einen Begrenzungsabschnitt (45c) hat, der sich zwischen dem Drehmomentübertra gungsabschnitt (45a) und dem Drehmomentunterbrechab schnitt (45b) befindet.

9. Untersetzungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Begrenzungsabschnitt eine Abschrägung mit einem Ra dius hat, der größer als ein vorgegebener Wert ist.

10. Untersetzungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Einrichtung (50) zum Vorspannen eine ringförmige Schraubenzugfeder (50) aufweist.

11. Untersetzungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Einrichtung (50) zum Vorspannen eine Schraubenfeder (5) aufweist.

12. Untersetzungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Einrichtung (50) zum Vorspannen ein Magnetelement (8) aufweist, das den äußeren Stift (46) radial nach in nen magnetisch vorspannt.

13. Untersetzungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei
der äußere Stift (46) ein Weichmagnetelement auf weist, und
die Einrichtung (50) zum Vorspannen eine Magnetfeld erzeugungseinrichtung (111) aufweist.

14. Untersetzungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei
der äußere Stift (46) ein Magnetelement aufweist, und
die Einrichtung (50) zum Vorspannen ein Polelement (Fig. 15 und Fig. 16) aufweist, das sich am Außenum fang der Innenradplatte (42) befindet.

15. Untersetzungsvorrichtung nach Anspruch 3, die ferner eine Abdeckung (51) aufweist, die am Außenring (44) befestigt ist und den äußeren Stift (46) bedeckt.

16. Untersetzungsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner einen Startermotor (2) zum Starten eines Motors auf weist, der sich im Gehäuse (10) befindet, wobei die Antriebswelle mit dem Startermotor verbunden ist.

17. Untersetzungsvorrichtung nach Anspruch 16, die ferner einen Generator (1) aufweist, der sich im Gehäuse (10) befindet, wobei die getriebene Welle mit dem Ge nerator verbunden ist.

18. Untersetzungsvorrichtung nach Anspruch 16, wobei der äußere Stift (46) mit dem Drehmomentübertragungsab schnitt (45a) außer Eingriff steht, wenn die Drehzahl des Außenringes (44) höher als die Drehzahl von die sem beim Starten des Motors und niedriger als die Drehzahl von diesem beim Leerlauf des Motors ist.

19. Untersetzungsvorrichtung nach Anspruch 18, wobei der äußere Stift (46) vollständig von der Innenradplatte (42) getrennt ist, wenn die Drehzahl des Außenringes (44) höher als eine vorgegebene Drehzahl zwischen der Drehzahl des Außenringes (44) beim Starten des Motors und der Drehzahl von diesem beim Leerlauf des Motors ist.

20. Untersetzungsvorrichtung mit einer Freilaufkupplung, die aufweist:
ein Gehäuse (10);
eine Antriebswelle (22), die durch das Gehäuse (10) drehbar gelagert ist, wobei die Antriebswelle (22) einen Exzenterring (40) hat, der sich exzentrisch um diese herum befindet;
eine getriebene Welle (12), die durch das Gehäuse (10) drehbar gelagert ist;
eine Innenradplatte (42), die so angeordnet ist, daß sie bezüglich dem Exzenterring (40) drehbar ist, wo bei um die Radplatte eine Vielzahl von Zähnen (43) angeordnet ist und diese eine Vielzahl von Eingriffs löchern hat;
eine Vielzahl von Befestigungsstiften (48), von denen jeder am Gehäuse (10) in Eingriff mit einem der Ein griffslöcher der Innenradplatte (42) befestigt ist, um die Drehung der Innenradplatte (42) zu begrenzen, wodurch das Umlaufen der Radplatte (42) gestattet wird;
einen Außenring (44), der sich um die Innenradplatte (42) herum befindet und mit der getriebenen Welle verbunden ist, wobei der Außenring (44) einen Hohl raum (45) hat; und
ein Drehmomentübertragungselement (46), das sich am Hohlraum (45) befindet, um mit den Zähnen (43) der Innenradplatte (42) in Eingriff zu stehen, und das das Drehmoment von der Innenradplatte (42) zum Außen ring (44) überträgt, wobei
das Drehmomentübertragungselement (46) mit den Zähnen (43) der Innenradplatte (42) durch Zentrifugalkraft außer Eingriff steht, wenn sich der Außenring (44) mit einer höheren Drehzahl als einem Schwellwert dreht.

21. Untersetzungsvorrichtung mit einer Freilaufkupplung, die aufweist:
ein Gehäuse (10);
eine Antriebswelle (22), die durch das Gehäuse (10) drehbar gelagert ist, wobei die Antriebswelle (22) ein Paar von Exzenterringen (40a, 40b) hat, die sich axial exzentrisch um diese herum befinden;
eine getriebene Welle (12), die durch das Gehäuse (10) drehbar gelagert ist;
ein Paar von Innenradplatten (42a, 42b), die jeweils so angeordnet sind, daß diese bezüglich dem Exzenter ring (40) drehbar sind, wobei um jede der Innen radplatten (42a, 42b) eine Vielzahl von Zähnen (43) vorgesehen ist und diese eine Vielzahl von Eingriffs löchern hat, wobei jeder der Zähne (43) von einer der Innenradplatten (42a, 42b) zwischen benachbarten Zäh nen (43) der anderen Innenradplatte (42) angeordnet ist;
eine Vielzahl von Befestigungsstiften (48), die am Gehäuse (10) in Eingriff mit den Eingriffslöchern der Innenradplatten (42a, 42b) befestigt sind, um die Drehung der Innenradplatten (42a, 42b) zu begrenzen, wodurch das Umlaufen der Innenradplatten (42) gestat tet wird;
einen Außenring (44), der sich um die Innenradplatten (42a, 42b) herum befindet und mit der getriebenen Welle verbunden ist, wobei der Außenring (44) einen Hohlraum (45) hat; und
ein Drehmomentübertragungselement (46), das sich am Hohlraum (45) des Außenringes (44) befindet, um mit den Zähnen (43) der Innenradplatten (42a, 42b) in Eingriff zu stehen, damit das Drehmoment von den In nenradplatten (42a, 42b) zum Außenring (44) übertra gen wird, wobei
das Drehmomentübertragungselement (46) mit den Zähnen (43) der Innenradplatten (42a, 42b) durch Zentrifu galkraft außer Eingriff steht, wenn sich der Außen ring (44) mit einer Drehzahl dreht, die höher als ein Schwellwert ist.