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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Schalter,
der für
einen Anlasser zum Anlassen eines Verbrennungsmotors verwendet wird.
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In
der
US 193,382 A1 ist
ein Magnetschalter offenbart (entspricht
JP-A-2002-110296 ). Dieser Magnetschalter
enthält
keine Stange, welche mit einem Kurzschlußkolben bzw. Plungerkolben
verbunden ist und einen beweglichen Kontakt hält. Anstatt der Stange weist
dieser Magnetschalter ein Kontakthalteglied zum Halten des beweglichen
Kontakts auf. Das Kontakthalteglied ist außerhalb eines Schaltergehäuses, in
welchem eine Erregerspule untergebracht ist angeordnet, und enthält einen
Flansch, sowie einen Halter. Der Flansch ist an dem Kurzschlußkolben
befestigt. Der Halter ist aus Harz gefertigt und mit dem Flansch
verbunden. Der Halter ist von dem beweglichen Kontakt elektrisch
isoliert und hält
den beweglichen Kontakt.
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Der
obige Magnetschalter weist jedoch eine Rückholfeder auf, welche innerhalb
der Erregerspule zwischen dem Kurzschlußkolben und einem Festeisenkern
bzw. fixiertem Eisenkern angeordnet ist, um den Kurzschlußkolben
in eine dem Festeisenkern entgegengesetzte Richtung zu drücken. Ein
Halteabschnitt (Positionierungsabschnitt) zum Halten der Rückholfeder
muß deshalb
sowohl in dem Kurzschlußkolben
als auch dem Festeisenkern vorhanden sein. Demzufolge wird eine
Fläche,
auf der der Kurzschlußkolben
und der Festeisenkern einander gegenüberliegen reduziert. Eine Anziehungskraft
des Festeisenkerns auf den Kurzschlußkolben wird deshalb reduziert.
Ein Außendurchmesser
der Erregerspule muß entsprechend
erhöht
werden, wenn der Schalter basierend auf der Anziehungskraft entworfen
bzw. ausgelegt ist. Dies bewirkt eine Vergrößerung des Schalters.
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Angesichts
des vorhergehenden Problems ist es die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, einen elektromagnetischen Schalter vorzusehen, welcher eine
Anziehungskraft durch Erhöhung
einer Fläche, auf
der sich der Kurzschlußkolben
und der Festeisenkern gegenüberliegen,
zu erhöhen,
ohne einen Außendurchmesser
der Erregerspule zu erhöhen.
Es wird angenommen, daß der
elektromagnetische Schalter einer derartigen Aus führung ist,
daß er
ein Kontakthalteglied außerhalb
eines Schaltergehäuses aufweist.
Es wird ferner angenommen, daß das
Kontakthalteglied mit dem Kurzschlußkolben verbunden ist und einen
beweglichen Kontakt hält.
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Entsprechend
der vorliegenden Erfindung enthält
ein elektromagnetischer Schalter eine Rückholfeder und ein Kontakthalteglied.
Die Rückholfeder drückt einen
Kurzschlußkolben
in eine, einem Eisenkern gegenüberliegende
Richtung. Das Kontakthalteglied ist mit dem Kurzschlußkolben
verbunden und hält
einen beweglichen Kontakt. Das Kontakthalteglied ist ferner derart
angeordnet, sich auf einer Außenoberfläche eines
Schaltergehäuses
zu bewegen, welche zumindest eine Peripherie einer Erregerspule in
der Axialrichtung des Schaltergehäuses bedeckt.
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Die
Rückholfeder
ist ferner außerhalb
des Schaltergehäuses
angeordnet und drückt
den Kurzschlußkolben
in die dem Eisenkern gegenüberliegende
Richtung durch das Kontakthalteglied zurück, wenn die elektrische Leistungsversorgung
an die Erregerspule beendet wird.
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In
dieser Schalteranordnung, ist die Rückholfeder außerhalb
des Schaltergehäuses
angeordnet. Ein Halteabschnitt (Stufenabschnitt = stage section) zum
Halten der Rückholfeder
muß daher
in dem Kurzschlußkolben
und dem Festeisenkern nicht vorhanden sein. Eine Fläche, auf
der sich der Festeisenkern und der Kurzschlußkolben gegenüberliegen, wird
daher nicht reduziert. Verglichen mit einer Anordnung, bei der die
Rückholfeder
innerhalb der Erregerspule angeordnet ist, wird eine Fläche, auf
welcher der Festeisenkern den Kurzschlußkolben anzieht, vergrößert. Entsprechend
wird eine Anziehungskraft erhöht.
Demzufolge kann ein Außendurchmesser
der Erregerspule verkleinert werden, wenn der Schalter basierend
auf der Anziehungskraft entworfen bzw. ausgelegt ist. Der elektromagnetische
Schalter kann deshalb in der Größe reduziert werden.
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Zusätzliche
Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der
folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen leichter ersichtlich.
Es zeigt:
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1 eine Querschnittsicht,
welche einen Anlasser zeigt, auf welchen ein elektromagnetischer Schalter
entsprechend der ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung angewandt wird;
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2 ist ein Schaltplan, welcher
eine elektrische Schaltung des Anlassers zeigt;
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3 ist eine Querschnittssicht,
welche den elektromagnetischen Schalter entsprechend der ersten
Ausführungsform
zeigt; und
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4 ist eine perspektivische
Sicht, welche ein Schaltergehäuse
und einen Kurzschlußkolben entsprechend
einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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[Erste Ausführungsform]
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In
der in 1 gezeigten ersten
Ausführungsform
enthält
ein Anlasser 1 einen Motor 2, einen Elektromagnetischer
Schalter 3, eine Ausgangswelle 4, ein Ritzel 5,
ein Ritzelbegrenzungsglied 6, einen Kurbelstab 7 und
dergleichen. Der elektromagnetische Schalter 3 stellt den
Strom des Motors 2 ein und aus. Die Ausgangswelle 4 wird
durch Antriebsmotor 2 in Rotation versetzt, was ein Drehmoment
erzeugt. Das Ritzel 5 ist derart angeordnet, sich auf der
Ausgangswelle 4 zu bewegen. Das Ritzelbegrenzungsglied 6 begrenzt
die Drehung des Ritzels 5, wenn der Motor 2 angelassen
wird. Der Kurbelstab 7 betätigt das Ritzelbegrenzungsglied 6 aufgrund
einer Anziehungskraft, die durch den elektromagnetischen Schalter
ausgelöst
wird.
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Der
Motor 2 ist ein bekannter Gleichstrommotor und enthält ein Joch
bzw. Polgehäuse 8,
feste Feldpole (Permanentmagneten) 9, einen Anker 10, Bürsten 11 und
dergleichen. In dem Motor 2 fließt ein Batteriestrom, wenn
ein Motorkontakt (unten beschrieben) durch den elektromagnetischen
Schalter 3 durch die Bürsten 11 zu
dem Anker 10 geschlossen wird. Demzufolge wird in dem Anker 10 ein
Drehmoment erzeugt. Der Motor 2 ist zwischen einem Gehäuse 12 und
einer Endabdeckung 13 eingefügt. Das Gehäuse 12 ist an dem
vorderen Endabschnitt des Jochs 8 befestigt. Die Endabdeckung 13 ist
an einem hinteren Endabschnitt des Jochs 8 befestigt.
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Der
Motorkontakt enthält
wie in 2 gezeigt einen
ersten Kontaktabschnitt A und einen zweiten Kontaktabschnitt B.
Die ersten und zweiten Kontaktabschnitte A, B sind in einer elektrischen Schaltung
des Motors 2 parallel zueinander angeordnet.
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Der
erste Kontaktabschnitt A enthält
einen ersten Festkontakt bzw. fixierten Kontakt 15 und
einen ersten beweglichen Kontakt 16. Der erste Festkontakt 15 ist
in einem externen Anschluß 14 integriert.
Der erste bewegliche Kontakt 16 liegt dem er sten Festkontakt 15 gegenüber und
bewegt sich zu dem ersten Festkontakt 15 hin sowie von
diesem weg.
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Der
externe Anschluß 14 dringt
in die Endabdeckung 13 vor, und ist an der Abdeckung 13 befestigt.
Eine Fahrzeugbatterie 17 stellt dem externen Anschluß 14 durch
ein Batteriekabel elektrische Leistung bereit. Der erste bewegliche
Kontakt 16 ist mit den Bürsten 11 an seiner
positiven Polseite durch einen Führungsdraht 11a verbunden.
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Der
zweite Kontaktabschnitt B besteht aus einem zweiten Festkontakt 18 und
einem zweiten beweglichen Kontakt 19. Der zweite Festkontakt 18 ist mit
dem ersten Festkontakt 15 elektrisch verbunden. Der zweite
bewegliche Kontakt 19 liegt dem zweiten Festkontakt 18 gegenüber und
bewegt sich auf den ersten Festkontakt 15 zu, sowie von
diesem weg.
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Der
zweite Festkontakt 18 ist aus einem Material gefertigt,
dessen elektrischer Widerstand größer als der des ersten Festkontakts 15 ist,
(z.B. Kohlenstoff) gefertigt. Der zweite bewegliche Kontakt 19 ist
mit dem ersten beweglichen Kontakt 16 durch eine Metallplatte,
z.B. einer Kupferplatte mit Elastizität, elektrisch verbunden. Der
zweite bewegliche Kontakt 19 bewegt sich ferner zusammen
mit dem ersten beweglichen Kontakt 16.
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Wie
in 1 gezeigt, ist eine
Distanz zwischen dem zweiten Festkontakt 18 und dem zweiten beweglichen
Kontakt 19 kleiner als eine Distanz zwischen dem ersten
Festkontakt 15 und dem ersten beweglichen Kontakt 16.
Deshalb wird, wenn der Motor 2 angelassen wird, der zweite
Kontaktabschnitt B früher
als der erste Kontaktabschnitt A eingeschaltet. Solange nur der
zweite Kontaktabschnitt B eingeschaltet ist, ist der Batteriestrom
an den Motor 2 begrenzt, so daß eine Drehzahl des Ankers 10 begrenzt ist.
Dies rührt
daher, da der elektrische Widerstand des zweiten Festkontakts 18 größer als
der des ersten Festkontakts 15 wie oben beschrieben ist.
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Wie
in 1 gezeigt, ist die
Ausgangswelle 4 auf der gleichen Achse als jene einer Ankerwelle 10a (Drehwelle)
des Motors 2 an der Vorderseite des Motors 2 (auf
der linken Seite in 1)
angeordnet. Die Ausgangswelle 4 ist durch ein Paar von
Lagern 21, 22 drehbar gelagert. Das Drehmoment
des Ankers 10 wird an die Ausgangswelle 4 durch
eine Drehzahluntersetzungsvorrichtung und eine Freilaufkupplung übertragen,
so daß sich
die Ausgangswelle 4 dreht. Die Drehzahluntersetzungsvorrichtung
ist eine Planetengetriebedrehzahluntersetzungsvorrichtung, welche
eine Drehzahl des Ankers 10 durch eine Bewegung (Rotation
und Umdrehung) des Planetengetriebes 23 reduziert. Die
Freilaufkupplung ist eine bekannte Rollenkupplung, welche das Drehmoment durch
die Rollen 26 unterbricht, welche zwischen einem Außenring 24 und
einen Innenring 25 angeordnet ist.
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Das
Ritzel 5 weist eine innere schraubenförmige Keilnut (helical spline)
auf, welcher auf seiner inneren Oberfläche ausgebildet ist. Die Ausgangswelle 4 weist
eine äußere schraubenförmige Keilnut auf,
welcher auf ihrer Peripherie ausgebildet ist. Das Ritzel 5 ist
auf der Ausgangswelle 4 angeordnet, so daß die innere
schraubenförmige
Keilnut mit der äußeren schraubenförmige Keilnut
im Eingriff ist (Schrägverzahung).
Eine Ritzelfeder 27 drückt
normalerweise das Ritzel 5 in die entgegengesetzte Richtung
(in 1 in die rechte
Richtung), in einen Zahnkranz 50 eines (Verbrennungs-)motors
(nicht gezeigt).
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Das
Ritzel 5 weist ein Zahnradgetriebe 5a und einen
Großdurchmesserabschnitt 28 auf.
Das Zahnradgetriebe 5a ist mit dem Zahnkranz 50 im Eingriff,
wenn der Verbrennungsmotor angelassen wird. Der Großdurchmesserabschnitt 28 ist
auf der rechten Seite des Zahnradgetriebes 5a in 1 vorgesehen, d.h. auf der,
dem Zahnkranz 50 gegenüberliegenden Seite.
Auf einem Außendurchmesserabschnitt
des Großdurchmesserabschnitts 28 sind
mehrere Aussparungen fortlaufend in Umfangsrichtung vorgesehen.
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Ein
rückwärtiger Begrenzungsring 29 ist
auf der Rückseite
des Ritzels 5 vorgesehen. Der rückwärtige Begrenzungsring 29 und
das Ritzelbegrenzungsglied 6 halten das Ritzel 5 davon
ab, zurückzukehren,
nachdem das Zahnradgetriebe 5a in den Zahnkranz 50 einspurt.
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Das
Ritzelbegrenzungsglied 6 ist außerhalb des Großdurchmesserabschnitts 28 radial
angebracht, um die Drehrichtung des Ritzels 5 zu kreuzen. Wenn
der Motor 2 angelassen wird, ist das Ritzelbegrenzungsglied 6 mit
den Aussparungen des Großdurchmesserabschnitts 28 im
Eingriff, um die Drehung des Ritzels 5 zu begrenzen.
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Der
Kurbelstab 7 ist aus einem metallischen Rundstabglied hergestellt.
Das metallische Rundstabglied ist an beiden Enden in einem vorgegebenen
Winkel gebogen, um eine Kurbelform aufzuweisen. Der Kurbelstab 7 besteht
spezifisch aus einem Übertragungsabschnitt 7a,
einem Betriebsabschnitt 7a und einem Stababschnitt 7c.
Der Übertragungsabschnitt 7a ist
an einem Ende des metallischen Rundstabglieds vorgesehen. Der Betriebsabschnitt 7b befindet
sich an dem anderen Ende des metallischen Rundstabglieds. Der Stababschnitt 7c verbindet
den Übertragungsabschnitt 7a und
den Betriebsabschnitt 7b.
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Ein
Kopfabschnitt des Übertragungsabschnitts 7a ist
mit einem Hakenabschnitt 31 im Eingriff, welcher auf einem
Kurzschlußkolben 30 des elektromagnetischen
Schalters befestigt ist, so daß eine
Anziehungskraft des elektrischen Schalters 3 an den Stababschnitt 7c übertragen
wird.
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Der
Stababschnitt 7c ist im Wesentlichen parallel zu der Ankerwelle 10a angeordnet,
um zwischen den festen Feldpolen 9 zu passieren, welche
in Umfangsrichtung innerhalb des Jochs 8 nebeneinander
angeordnet sind. Der Stababschnitt 7c wird durch ein Lagerpaar
(nicht gezeigt) gelagert, um sich kreisförmig zu bewegen.
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Das
Ritzelbegrenzungsglied 6 ist an dem Betriebsabschnitt 7b befestigt.
Wenn die Anziehungskraft des elektromagnetischen Schalters von dem Übertragungsabschnitt 7a an
den Stababschnitt 7c übertragen
wird, bewegt sich der Betriebsabschnitt 7b kreisförmig zusammen
mit dem Stababschnitt 7c. Das Ritzelbegrenzungsglied 6 wird
daher in 1 nach oben
gedrückt.
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In
dem Anlasser 1 wird wie oben beschrieben das Ritzel 5 bewegt,
um mit dem Zahnkranz 50 unter Einfluß der schraubenförmige Keilnut
einzuspuren bzw. im Eingriff zu kommen. D.h. das Ritzel 5 muß durch
die Anziehungskraft des elektromagnetischen Schalters 3 nicht
in Axialrichtung gedrückt
werden. Der elektromagnetische Schalter 3 kann entsprechend
in der Größe reduziert
werden, da keine große
Anziehungskraft erforderlich ist.
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Entsprechend
dieser Ausführungsform
weist der elektromagnetische Schalter, wie in den 1 und 3 gezeigt,
eine elektromagnetische Einheit 3A auf. Die elektromagnetische
Einheit 3A treibt bzw. steuert die ersten und zweiten beweglichen
Kontakte 16 und 19, welche den ersten und zweiten
Festkontakten 15 und 18 gegenüberliegen, an.
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Die
elektromagnetische Einheit 3A ist im hinteren Abschnitt
des Anlassers 1 angeordnet, d.h. auf der Rückseite
des Motors 2. Die elektromagnetische Einheit 3A ist
auf einem aus Harz gemachten Podest 32 durch ein Band (nicht
gezeigt) befestigt, wie zum Beispiel einer Plattenfeder und ist
durch die Endabdeckung 13 bedeckt.
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Die
elektromagnetische Einheit 3A enthält eine Erregerspule 33,
einen festen Magnetweg (unten beschrieben), den Kurzschlußkolben 30,
ein Kontakthalteglied (unten beschrieben) und eine Rückholfeder 34 und
dergleichen. Die Erregerspule 33 wird mit elektrischer
Leistung versorgt und erzeugt einen magnetischen Fluß. Die feste
magnetische Bahn ist vorgesehen, damit der magnetische Fluß um die
Erregerspule 33 läuft.
Der Kurzschlußkolben 30 wird durch
eine zylindrische Muffe (nicht gezeigt) in einen Innendurchmesserabschnitt
der Erregerspule 33 eingefügt. Das Kontakthalteglied ist
mit dem Kurzschlußkolben 30 verbunden
und hält
den ersten beweglichen Kontakt 16. Die Rückholfeder 34 drückt den
Kurzschlußkolben 30 in 3 nach unten.
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Die
feste Magnetbahn weist ein Schaltergehäuse 35, einen Plattenabschnitt 36 und
einen Eisenkern 37 auf. Das Schaltergehäuse 35 nimmt die Erregerspule 33 im
Inneren auf. Der Plattenabschnitt 36 bedeckt eine Öffnung des
Schaltergehäuses 35.
Der Festeisenkern 37 ist mit dem Plattenabschnitt 36 integriert,
es ist jedoch möglich,
daß der
Festeisenkern 37 separat von dem Plattenabschnitt 36 vorgesehen ist.
Der Festeisenkern 37 ist innerhalb des Innendurchmesserabschnitts
der Erregerspule 33 an einem Ende der Erregerspule 33 angebracht.
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Der
Kurzschlußkolben 30 ist
derart angeordnet, einen Luftspalt zwischen dem Kurzschlußkolben 30 und
dem Festeisenkern 37 aufzuweisen. Der Kurzschlußkolben 30 und
die feste Magnetbahn bilden durch den Luftspalt einen Magnetkreis
aus. Der Hakenabschnitt 31 ist auf einer Endfläche des
Kurzschlußkolbens 30 auf
der gegenüberliegenden
Seite des Festeisenkerns 37 durch Preßpassung oder dergleichen befestigt.
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Das
Kontakthalteglied weist einen Flanschabschnitt 38 und einen
Halteabschnitt 39 auf. Der Flanschabschnitt 38 und
der Hakenabschnitt 31 sind auf der Endfläche des
Kurzschlußkolbens 30 befestigt.
Der Halteabschnitt 39 wird durch den Flanschabschnitt 38 gehalten.
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Der
Flanschabschnitt 38 wird durch Biegen einer Metallplatte
mit einer konstanten Breite ausgebildet, um eine ungefähre U-Form
auszubilden. Der Flanschabschnitt 38 weist ein Paar von
Armabschnitten auf, welche auf beiden Seitenflächen des Schaltergehäuses 35 entlang
der Axialrichtung angeordnet sind, d.h. der vertikalen Richtung
in 3. Ein Paar von Armabschnitten
weist einen ersten Armabschnitt 38a und einen zweiten Armabschnitt 38b auf.
Die ersten und zweiten Armabschnitte 38a, 38b weisen eine
unterschiedliche Breite auf.
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Der
erste Armabschnitt 38a ist ein Abschnitt, welcher von beiden
Enden eines befestigten Abschnitts, welcher auf der Endfläche des
Kurzschlußkolbens
befestigt ist, nach oben gebogen. Die Breite des ersten Armabschnitts 38a ist
derart bemessen, daß sie
im wesentlichen (etwas größer als)
ein Außendurchmesser
des Schaltergehäuses 35 ist.
Der erste Armabschnitt 38a rutscht bzw. gleitet mit der äußeren Peripheroberfläche des
Schaltergehäuses 35 als
eine Führungsoberfläche in Kontakt,
wenn sich der Kurzschlußkolben 30 innerhalb
des Innendurchmesserabschnitts der Erregerspule 33 hin
und her bewegt.
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Der
zweite Armabschnitt 38b ist ein Abschnitt, welcher sich
von dem ersten Armabschnitt 38a nach oben erstreckt und
mit dem Halteabschnitt 39 Kontakt bildet. Die Breite des
zweiten Armabschnitts 38b ist derart bemessen, größer als jene
des ersten Armabschnitts 38a zu sein.
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Der
Halteabschnitt 39 besteht aus, z.B. Harz mit elektrischen
Isoliereigenschaften. Wie in 3 gezeigt,
ist der Halteabschnitt 39 über dem Plattenabschnitt 36 angeordnet,
um mit dem Kopfende des zweiten Armabschnitts 38b im Eingriff
zu sein. Der Halteabschnitt 39 sowie eine Feder 40,
welche einen Kontaktdruck bereitstellt, halten den ersten beweglichen
Kontakt 16. Die Feder 40, welche den Kontaktdruck
bereitstellt, drückt
den ersten beweglichen Kontakt 16 in 3 nach oben. Wenn der erste Kontaktabschnitt
A eingeschaltet ist, versorgt die Kontaktdruckbereitstellungsfeder 40 den
ersten beweglichen Kontakt 16 mit einem Kontaktdruck.
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Die
Rückholfeder 34 drückt den
Kurzschlußkolben 30 zurück in seine
Ursprungsstellung durch das Kontakthalteglied, wenn eine elektrische
Leistungsversorgung an die Erregerspule 33 beendet wird.
Die Rückholfeder 34 ist
spezifisch zwischen dem Schaltergehäuse 35 und dem zweiten Armabschnitt 38 eingefügt. Das
Kopfende der Rückholfeder 34 wird
durch den Plattenabschnitt 36 gehalten, welcher in der
Durchmesserrichtung des Schaltergehäuses 35 nach außen hervorsteht.
Ein Bodenende der Rückholfeder 34 wird
durch einen Federhaltebereich 31c gehalten, welcher in
dem zweiten Armabschnitt 38b vorgesehen ist. Der Innendurchmesser
der Rückholfeder 34 ist
auf die äußere Peripheroberfläche des
Schaltergehäuses 35 begrenzt. Der
Außendurchmesser
der Rückholfeder 34 ist
auf den zweiten Armabschnitt 38b begrenzt.
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Wie
oben beschrieben, sind die Kontakthalteglieder und die Rückholfeder 34 in
dem elektromagnetischen Schalter 3 außerhalb des Schaltergehäuses 35 angeordnet.
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Deshalb
ist es erforderlich zu verhindern, daß Fremdmaterie in einen Spalt
zwischen dem Kontakthalteglied, der Rückholfeder 34 und
dem Schaltergehäuse 35 eintritt.
In der ersten Ausführungsform ist
der elektromagnetische Schalter 3 von der Endabdeckung 13 des
Anlassers 1 umgeben. D.h. eine spezielle Abdeckung für den elektromagnetischen
Schalter 3 ist nicht erforderlich. Die Größe des elektromagnetischen
Schalters 3 nimmt daher nicht zu.
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In
dem Anlasser 1 fließt,
wenn ein Zündschalter 41 in 2 eingeschaltet wird, ein
Strom in der Erregerspule 33 des elektromagnetischen Schalters 3 von
der Fahrzeugbatterie. Es wird daher magnetischer Fluß in dem
Magnetkreis erzeugt und die Anziehungskraft wirkt zwischen dem Festeisenkern 37 und
dem Kurzschlußkolben 30.
Der Kurzschlußkolben 30 wird
demzufolge in Richtung des Festeisenkerns 37 angezogen
und bewegt sich in 1 nach
oben, während
er die Rückholfeder 34 biegt. Dies
hat zur Folge, daß sich
der Kurbelstab 7 kreisförmig
bewegt. Entsprechend bewegt sich das Ritzelbegrenzungsglied 6 in 1 nach oben, und ist mit Aussparungen
des Großdurchmesserabschnitts 28 im
Eingriff. Die Drehung des Ritzels 5 ist daher begrenzt.
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Entsprechend
der obigen Bewegung des Kurzschlußkolbens 30, wird
der zweite Kontaktabschnitt B eingeschaltet. D.h. der zweite bewegliche Kontakt 19 schließt mit dem
zweiten Restkontakt 18 Kontakt. Der Batteriestrom ist daher
begrenzt und fließt
in den Anker 10. Der Anker 10 dreht sich daher mit
einer niedrigeren Drehzahl.
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Die
Drehung des Ankers 10 wird durch die Drehzahluntersetzungsvorrichtung
reduziert und wird durch die Freilaufkupplung an die Ausgangswelle 4 übertragen.
Entsprechend dreht sich die Ausgangswelle 4, und das Ritzel 5,
wessen Drehung durch das Ritzelbegrenzungsglied 6 begrenzt
ist, bewegt sich unter Einfluß der
Keilnut auf der Ausgangswelle 4.
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Wenn
das Zahnradgetriebe 5a mit dem Zahnkranz 50 im
Eingriff ist, löst
sich das Ritzelbegrenzungsglied 6 von den Aussparungen
des Großdurchmesserabschnitts 28 und
bewegt sich zur Rückseite
bzw. Hinterseite des rückseitigen
Begrenzungsrings 29. Die Drehbegrenzung des Ritzels 5 wird
daher gelöst
und eine Umkehr- bzw. Rückwärtsbewegung
des Ritzels 5 verhindert.
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Der
Kurzschlußkolben 30 bewegt
sich danach weiter und der erste Kontaktabschnitt A wird eingeschaltet.
D.h. der erste bewegliche Kontakt 16 schließt mit dem
ersten Festkontakt 15 Kontakt. Demzufolge bildet der zweite
Kontaktabschnitt B mit einem großen Stromfluß in dem
Anker 10 einen Kurzschluß. Der Anker 10 dreht
sich daher mit einer hohen Drehzahl und das Drehmoment des Ankers 10 wird
an den Zahnkranz 50 des Zahnradgetriebes 5a übertragen.
Ein Kurbeln des Motors wird somit gestartet.
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Wenn
ein Zündschalter,
nachdem der Motor angelassen ist, ausgeschaltet wird, wird Strom,
welcher in der Erregerspule 33 des elektromagnetischen Schalters 3 fließt, unterbrochen,
und der magnetische Fluß verschwindet.
Der Kurzschlußkolben 30 wird
deshalb zurück
in seine ursprüngliche
Stellung durch die Reaktionskraft der Rückholfeder 34 gedrückt. Entsprechend
dieser Bewegung des Kurzschlußkolbens 30 bewegt
sich der Kurbelstab 7 kreisförmig in die andere Stellung
als der, wenn der Verbrennungsmotor angelassen wird. Demzufolge kommt
das Ritzelbegrenzungsglied 6 von der Rückseite des rückseitigen
Begrenzungsrings 29 hervor und die Rückwärtsbegrenzung des Ritzel 5 wird
gelöst.
Das Ritzel 5 dreht sich daher auf die Ausgangswelle 4,
basierend auf der Reaktionskraft der Ritzelfeder 27 und
durch die Umkehrkraft des Zahnkranzes 50 rückwärts. Das
Ritzel 5 kehrt entsprechend in die in 1 gezeigte statische Stellung zurück.
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In
dem elektromagnetischen Schalter 3 entsprechend der ersten
Ausführungsform
ist die Rückholfeder 34 außerhalb
des Schaltergehäuses 35 angeordnet.
Deshalb wird es nicht erforderlich, ein Federhalteabschnitt (Stufenabschnitt
= stage section) in dem Festeisenkern 37 und dem Kurzschlußkolben 30 vorzusehen.
Eine Fläche,
auf der sich der Festeisenkern 37 und der Kurzschlußkolben 30 gegenüberliegen,
wird daher nicht verkleinert. Eine Fläche, auf der der Festeisenkern 37 den
Kurzschlußkolben 30 anzieht,
kann verglichen mit einer Struktur vergrößert werden, in der die Rückholfeder 34 innerhalb
der Erregerspule 33 angeordnet ist. Die Anziehungskraft kann
demzufolge vergrößert werden.
Des weiteren kann der Außendurchmesser
der Erregerspule, verglichen mit der obigen Struktur, in der der
Schalter, basierend auf der Anziehungskraft entworfen ist, verkleinert
werden. Der elektromagnetische Schalter 3 kann daher in
der Größe reduziert
werden.
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Die
Rückholfeder 34 ist
ferner zwischen dem Schaltergehäuse 35 und
dem zweiten Armabschnitt 38b angeordnet. Ein Innendurchmesser
der Rückholfeder 34 ist
deshalb auf das Schaltergehäuse 35 begrenzt
und der Außendurchmesser
der Rückholfeder 34 ist
auf den zweiten Armabschnitt 38b begrenzt. Demzufolge kann
eine Lockerung der Rückholfeder 34 verhindert
werden. In diesem Fall ist ein zusätzliches Teil zur Begrenzung
der Innen- und Außendurchmesser
der Rückholfeder 34 nicht
erforderlich. Die Anzahl der Zeile nimmt deshalb nicht zu. Die Rückholfeder 34 kann
entsprechend leicht zusammengebaut bzw. montiert werden.
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Der
elektromagnetische Schalter entsprechend der ersten Ausführungsform
weist darüber
hinaus keine Stange auf, die in den Kurzschlußkolben 30 vordringt.
Deshalb wird ein Spalt zum Einschub der Stange nicht benötigt. Eine
Lockerung kann entsprechend verhindert und ein stabiler Betrieb
erreicht werden.
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[Zweite Ausführungsform]
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In
einem elektromagnetischen Schalter 3 entsprechend der zweiten
Ausführungsform
ist eine Querschnittsform der Erregerspule 33, der festen Magnetbahn
(des Schaltergehäuses 35,
des Plattenabschnitts 36 und des Festeisenkerns 37)
und des Kurzschlußkolbens 30,
wie in 4 gezeigt, im
wesentlichen elliptisch.
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Ferner
ist ein Ebenabschnitt 35a auf dem Schaltergehäuse 35 ausgebildet.
Der Ebenabschnitt 35a ist im wesentlichen zu der Langdurchmesserrichtung
des Schaltergehäuses 35,
welches die Peripherie der Räderspule 33 umgibt,
parallel.
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In
dem, an dem Kurzschlußkolben 30 befestigten
Flanschabschnitt 38 ist ein Paar von Armabschnitten (die
ersten und zweiten Armabschnitte 38a, 38b) an
beiden Seiten in der Kurzdurchmesserrichtung des Schaltergehäuses 35 vorgesehen.
Der erste Armabschnitt 38a bewegt sich auf den Ebenabschnitt 35a als
eine Führungsoberfläche in der
Axialrichtung des Schaltergehäuses 35. Die
Rückholfeder 34 weist
ferner ebenfalls im wesentlichen eine elliptische Form auf, um dem
Abriss- bzw. der Kontur des Schaltergehäuses 35 zu entsprechen. Ähnlich der
ersten Ausführungsform
ist die Rückholfeder 34 außerhalb
des Schaltergehäuses 35 angeordnet,
d.h. zwischen dem Schaltergehäuse 35 und
dem zweiten Armabschnitt 38b. Die zweite Ausführungsform
kann ebenfalls eine Fläche,
auf der der Festeisenkern 37 den Kurzschlußkolben 30 anzieht,
vergrößern. Die
Anziehungskraft kann deshalb erhöht
werden. Ferner kann die Lockerung der Rückholfeder 34 verhindert
werden, da die Rückholfeder 34 zwischen
dem Schaltergehäuse 35 und
dem Flanschabschnitt 38 (der zweite Armabschnitt 38b)
angeordnet ist.
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[Weitere Ausführungsform]
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In
dem Anlasser 1 gemäß der ersten
Ausführungsform
sind die ersten und zweiten Kontaktabschnitte A, B in der elektrischen
Schaltung des Motors 2 vorgesehen. Der Motor 2 wird
daher in zwei Stufen angelassen. Es ist jedoch ebenso möglich, daß nur ein
Kontaktabschnitt vorgesehen ist und der Motor 2 in einem
Schritt bzw. einer Stufe angelassen wird.