СТАРТЕР С ПЛАНЕТАРНЫМ РЕДУКТОРОМ Российский патент 1997 года по МПК F02N11/00 

Изобретение относится к области автомобиле- и тракторостроения, а именно к электрооборудованию двигателей внутреннего сгорания, и более точно к конструкция стартеров с планетарным редуктором.

Известен стартер с планетарным редуктором для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус, выполненный из средней части, передней части и крышки, тяговое реле, разъемно соединенное с корпусом, тяговый электромотор, включающий в себя статор, закрепленный с внутренней стороны корпуса и якорь, один конец которого установлен с возможностью вращения в опоре, размещенной в крышке, а другой конец соединен с солнечной шестерней планетарного редуктора, при этом последняя подвижно соединена через сателлиты с водилом, которое связано с выходным валом стартера, другим концом закрепленного в передней части корпуса и сопряженного своей средней частью с обгонной муфтой с ведущей шестерней привода маховика двигателя внутреннего сгорания, кинематически связано посредством вилки с тяговым реле, при этом коронная шестерня выполнена в виде неметаллического кольца с внутренними зубьями, сопряжена с двух торцев с первым и вторым защитными элементами и снабжена средством осевой фиксации и фиксации от проворачивания относительно продольной оси [1]
Недостатком этого устройства является ограниченная надежность и сложность конструкции.

Известен также стартер с планетарным редуктором для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус, выполненный из средней части, передней части и крышки, тяговое реле разъемно соединенное с корпусом, тяговый электромотор, включающий в себя статор, закрепленный с внутренней стороны корпуса и якорь, один конец которого установлен с возможностью вращения в опоре, размещенной в крышке, а на другом конце выполнена солнечная шестерня планетарного редуктора, при этом последняя подвижно соединена через сателлиты с водилом, которое выполнено заодно целое с выходным валом стартера, другим концом закрепленного в передней части корпуса, обгонную муфту, соединенную с ведущей шестерней привода маховика двигателя внутреннего сгорания и привод ее перемещения посредством тягового реле, при этом коронная шестерня размещена на опоре из неметаллического материала, сопряжена с двух торцев с первым и вторым защитными элементами и снабжена средством осевой фиксации и фиксации от проворачивания относительно продольной оси [2]
Такая конструкция также не обладает достаточной надежностью в работе и сложна в изготовлении.

Кроме того, известен стартер с планетарным редуктором для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус, выполненный из средней части, передней части и крышки, тяговое реле разъемно соединенное с корпусом, тяговый электромотор, включающий в себя статор, закрепленный с внутренней стороны корпуса и якорь, один конец которого установлен с возможностью вращения в опоре, размещенной в крышке, а другой конец вставлен в центральное отверстие в солнечной шестерне планетарного редуктора с возможностью передачи крутящего момента, при этом последняя подвижно соединена через сателлиты с водилом, которое выполнено заодно целое с выходным валом стартера, другим концом закрепленного в передней части корпуса и сопряженного своей средней частью с обгонной муфтой, жестко соединенной с ведущей шестерней привода маховика двигателя внутреннего сгорания и кинематически связанной посредством вилки с тяговым реле, при этом коронная шестерня выполнена в виде неметаллического кольца с внутренними зубьями сопряжена с двух торцев с первым и вторым защитными элементами и снабжена средством осевой фиксации и фиксации от проворачивания относительно продольной оси [3] Данное устройство принято за прототип.

Недостатками прототипа являются ограниченная надежность и сложность конструкции.

Технический эффект от использования заявляемого устройства заключается в повышении надежности и упрощении конструкции.

Указанный технический эффект достигается за счет того, что в стартере с планетарным редуктором для двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус, выполненный из средней части, передней части и крышки, тяговое реле разъемно соединенное с корпусом, тяговый электромотор, включающий в себя статор, закрепленный с внутренней стороны корпуса и якорь, один конец которого установлен с возможностью вращения в опоре, размещенной в крышке, а другой конец вставлен в центральное отверстие в солнечной шестерне планетарного редуктора с возможностью передачи крутящего момента, при этом последняя подвижно соединена через сателлиты с водилом, которое выполнено заодно целое с выходным валом стартера, другим концом закрепленного в передней части корпуса и сопряженного своей средней частью с обгонной муфтой, жестко соединенной с ведущей шестерней привода маховика двигателя внутреннего сгорания и кинематически связанной посредством вилки с тяговым реле, при этом коронная шестерня выполнена в виде неметаллического кольца с внутренними зубьями, сопряжена с двух торцев с первым и вторым защитными элементами и снабжена средством осевой фиксации и фиксации от проворачивания относительно продольной оси, наружная цилиндрическая поверхность коронной шестерни сопряжена с внутренней поверхностью средней части корпуса стартера, причем ширина зубьев указанной шестерни составляет не менее 1,5 кратной толщины сателлита.

Это соотношение определяется не обычными правилами прочностных расчетов, а обеспечивает повышение надежности неметаллических зубьев за счет непостоянства расположения пятна контакт в процессе работ.

Средство осевой фиксации коронной шестерни выполнено в виде первого защитного элемента установленного с одной стороны упомянутой шестерни между упорными кольцами, плотно зафиксированными между цилиндрической частью водила и стопорным кольцом, и неметаллического кольцевого сепаратора -с другой стороны шестерни, установленного разъемно с корпусом с наружной части второго защитного элемента, обращенного к коллектору якоря и вставленного в выемку под его обмоткой вытянутой криволинейной поверхностью, которая сопряжена с цилиндрическим утолщением на валу якоря, причем указанный сепаратор является несущим основанием статора, выполненного в виде пластинчатых постоянных магнитов с цилиндрическими внешней и внутренней поверхностями, расположенных равномерно по поперечному сечению сепаратора и жестко соединенных с ним, при этом сепаратора торцевой и цилиндрической поверхностями сопряжен по крайней мере с тремя ограничителями его осевого перемещения, выполняющими функции и фиксатора от проворачивания относительно продольной оси, выполненными на средней части корпуса, средство фиксации от проворачивания коронной шестерни представляет собой две диаметральные продольные выемки на ее наружной поверхности, образованные с возможностью сопряжения с болтами соединения двух частей корпуса и крышки, а часть водила, на которой закреплены оси сателлитов имеет на поперечном сечении форму равностороннего треугольника с усеченными вершинами с отверстиями, в которых жестко закреплены оси сателлитов. Коронная шестерня имеет форму цилиндрического кольца, с одной стороны которого выполнены равномерно расположенные по окружности пазы, а с другой по крайней мере три равномерно расположенных по кольцу выступа. Солнечная, коронная шестерни и водило с сателлитами размещены в одном съемном блоке из неметаллического материала.

Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предложенное устройство имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование их в заявленной совокупности существенных признаков дает возможность получить новый технический эффект, следовательно, предложенное техническое решение может быть получено только путем творческого подхода и неочевидно для среднего специалиста в этой области, т. е. Имеет изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники.

Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть использовано промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводим, следовательно, соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 продольный разрез ведущего вала стартера в сборе; на фиг.4 вид по стрелке Б на фиг.3; на фиг.5 узел I на фиг.1; на фиг. 6 общий вид коронной шестерни; на фиг.7 сечение В-В на фиг.6; на фиг.8 статор в сборе, продольный разрез; на фиг.9 сечение Г-Г на фиг.8.

Стартер с планетарным редуктором для двигателя внутреннего сгорания состоит из корпуса 1, выполненного из средней 2 части, передней 3 части и крышки 4. Тяговое реле 5 разъемно соединен ос корпусом 1, тяговый электромотор, включающий в себя статор 6, закрепленный с внутренней стороны средней части 2 корпуса 1 и якорь 7, один конец которого установлен с возможностью вращения в опоре 8, размещенной в крышке 4, а другой конец вставлен в центральное отверстие в солнечной 9 шестерне планетарного редуктора с возможностью передачи крутящего момента. Солнечная шестерня 9 подвижно соединена через сателлиты 10 с водилом 11, которое в предпочтительном варианте выполнено заодно целое с выходным 12 валом стартера, другим концом закрепленного в передней части 3 корпуса 1 и сопряженного своей средней частью с обгонной 13 муфтой, жестко соединенной с ведущей шестерней 14 привода маховика (не показан) двигателя внутреннего сгорания. Муфта 13 кинематически связана посредством вилки 15 с тяговым 5 реле, при этом коронная шестерня 16, являющаяся одновременно опорой вала якоря, выполнена в виде неметаллического кольца с внутренними зубьями 17 и сопряжена с двух торцев с первым 18 и вторым 19 защитными элементами, а также снабжена средством осевой фиксации и средством фиксации от проворачивания относительно продольной оси.

Наружная цилиндрическая поверхность коронной шестерни 16 сопряжена с внутренней поверхностью средней 2 части корпуса 1 стартера, причем ширина зубьев указанной шестерни составляет не менее 1,5 кратной толщины сателлита.

Средство осевой фиксации коронной шестерни 16 выполнено в виде первого защитного элемента 18, установленного с одной стороны упомянутой шестерни между упорными кольцами 20 и 21 плотно зафиксированными между цилиндрической частью водила 11 и стопорным кольцом 22, и неметаллического кольцевого сепаратора 23 с другой стороны шестерни, установленного разъемно в средней 2 части корпуса 1 с наружной стороны второго защитного элемента 19, обращенного к коллектору 24 якоря и вставленного в выемку под его обмоткой 25 вытянутой криволинейной поверхностью, которая сопряжена с цилиндрическим утолщением 26 на валу якоря.

Сепаратор 23 является несущим основанием статора, выполненного в виде пластинчатых постоянных магнитов 27 с цилиндрическими внешней и внутренней поверхностями, расположенных равномерно по поперечному сечению сепаратора 23 и жестко соединенных с ним.

Сепаратор 23 торцевой поверхностью и выемкой на продольной наружной поверхности сопряжен ограничителями его осевого перемещения 28, выполненными на средней 2 части корпуса 1, которые одновременно выполняют функции и средства фиксации от проворачивания сепаратора.

Средство фиксации от проворачивания 19 коронной шестерни 16 представляет собой две диаметральные продольные выемки 29 на их наружных поверхностях, образованные с возможностью сопряжения с болтами 30 соединения двух частей корпуса и крышки. Упомянутое выше средство фиксации от проворачивания сепаратора 23, кроме указанных выступов 28, включает в себя выдавку 31, сопряженную с соответствующей впадиной на сепараторе.

Часть водила 11, на которой закреплены оси 32 сателлитов 10, имеет на поперечном сечении форму равностороннего треугольника с усеченными вершинами, в которых выполнены отверстия, в которых жестко закреплены оси 32 сателлитов.

Коронная шестерня 16 имеет форму цилиндрического кольца, с одной стороны которого выполнены равномерно распределенные по окружности пазы 33, а с другой по крайней мере три равномерно расположенных по кольцу выступа 34 (в варианте на фиг.6 их четыре)
В развитие общих существенных признаков объекта солнечная, коронная шестерни и водило с сателлитами могут быть размещены в одном съемном блоке из неметаллического материала (не показано).

Устройство работает следующим образом.

При включении стартера ток подается на тяговое 5 реле, которое, замыкая контакты 35, подает ток на электромотор стартера и одновременно перемещает вилкой 15 через муфту 13 ведущую 14 шестерню до зацепления с маховиком. Якорь 7 при вращении приводит в движение посредством солнечной 9 шестерни сателлиты 10, которые в свою очередь, зацепляясь с неподвижной коронной 16 шестерней, начинают вращать водило 11 и связанную с ним ведущую 14 шестерню.

Использование устройства позволяет повысить надежность работы и упростить конструкцию как за счет использования в статоре постоянных магнитов, так и других существенных отличительных признаков в технического решения стартера.

Использование: автомобилетракторостроение, а именно электрооборудование двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: стартер с планетарным редуктором содержит корпус 1, тяговое реле 5, тяговой электромотор, имеющий статор 6 на постоянных магнитах и якорь 7, один конец которого установлен в крышке 4, а другой - в солнечной шестерне 9 планетарного редуктора. Коронная шестерня 16 выполнена в виде неметаллического кольца с внутренними зубьями 17, закрыта с двух торцев защитными элементами 18 19 и снабжена средствами осевой и тангенциальной фиксации. Ширина ее зубьев составляет не менее 1,5-кратной толщины сателлита. Средство осевой фиксации состоит из упорных колец 20 и 21 и неметаллического кольцевого сепаратора 23 с постоянными магнитами, сопряженного, по крайней мере, с тремя ограничителями 28 его осевого перемещения. Водило 11 выполнено заодно целое с выходным валом 12, а его часть 11, на которой закреплены оси 32 сателлитов, имеет в поперечном сечении форму равностороннего треугольника с усеченными вершинами. Коронная шестерня 16 имеет форму цилиндрического кольца, с одной стороны которого выполнены равномерно распределенные по окружности пазы 33, а с другой - по крайней мере три равномерно расположенных по кольцу выступа 34. Солнечная, коронная шестерни и водило с сателлитами могут быть размещены в одном съемном блоке из неметаллического материала. 2 з.п.ф-лы, 9 ил.

1. Стартер с планетарным редуктором для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус, выполненный из средней части, передней части и крышки, тяговое реле, разъемно соединенное с корпусом, тяговый электромотор, включающий в себя статор, закрепленный с внутренней стороны корпуса, и якорь, один конец которого установлен с возможностью вращения в опоре, размещенной в крышке, а другой конец вставлен в центральное отверстие в солнечной шестерне планетарного редуктора с возможностью передачи крутящего момента, при этом последняя подвижно соединена через сателлиты с водилом, которое выполнено за одно целое с выходным валом стартера, другим концом, закрепленным в передней части корпуса и сопряженным своей средней частью с обгонной муфтой, жестко соединенной с ведущей шестерней привода маховика двигателя внутреннего сгорания и кинематически связанной посредством вилки с тяговым реле, при этом коронная шестерня выполнена в виде неметаллического кольца с внутренними зубьями, сопряжена с двух торцев с первым и вторым защитными элементами и снабжена средством осевой фиксации и фиксации от проворачивания относительно продольной оси, отличающийся тем, что наружная цилиндрическая поверхность коронной шестерни сопряжена с внутренней поверхностью средней части корпуса стартера, причем ширина зубьев указанной шестерни составляет не менее 1,5-кратной толщины сателлита, упомянутое средство осевой фиксации состоит из упорных колец, плотно зафиксированных между водилом и стопорным кольцом, и неметаллического кольцевого сепаратора с другой стороны шестерни, установленного разъемно с корпусом с наружной части второго защитного элемента, обращенного к коллектору якоря, вставленного в выемку под его обмоткой вытянутой криволинейной поверхностью, которая сопряжена с цилиндрическим утолщением на валу якоря, причем указанный сепаратор является несущим основанием статора, выполненного в виде постоянных магнитов с цилиндрическими внешней и внутренней поверхностями, расположенными равномерно по поперечному сечению сепаратора и жестко соединенными с ним, при этом сепаратор торцевой и цилиндрической поверхностями сопряжен по крайней мере с тремя ограничителями с возможностью фиксации его от осевого перемещения и проворота относительно продольной оси, выполненными на средней части корпуса, средство фиксации от проворачивания коронной шестерни представляет собой две диаметральные продольные выемки на ее наружной поверхности, образованные с возможностью сопряжения с болтами соединения двух частей корпуса и крышки, а часть водила, на которой закреплены оси сателлитов, имеет в поперечном сечении форму равностороннего треугольника с усеченными вершинами с отверстиями, в которых жестко закреплены оси сателлитов. 2. Стартер по п. 1, отличающийся тем, что коронная шестерня имеет форму цилиндрического кольца, с одной стороны которого выполнены равномерно распределенные по окружности пазы, а с другой по крайней мере три равномерно расположенных по кольцу выступа. 3. Стартер по п. 1, отличающийся тем, что солнечная, коронная шестерни и водило с сателлитами размещены в одном съемном блоке из неметаллического материала.