CN102046962A - 悬臂式起动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于起动汽车内燃机的具有小齿轮轴(2)的悬臂式起动机(1)，所述小齿轮轴在前面的自由伸出的一端具有啮合小齿轮(3)并且在相对的一端具有小齿轮柄(4)，所述小齿轮柄被可移动地导向并支承在起动机(1)的驱动轴(5)上而且被容纳在所述起动机(1)的轴承盖(10)的轴承中。为了简化所述起动机(1)的结构和装配并且以更低的成本进行设计，所述小齿轮柄(4)具有位于外面的第一支承段(6)，所述支承段直接支承在驱动轴(5)上。

Description

悬臂式起动机

技术领域

本发明涉及一种用于起动汽车内燃机的具有小齿轮轴的悬臂式起动机，所述小齿轮轴在前面的自由伸出的一端具有啮合小齿轮并且在对置的一端具有小齿轮柄，该小齿轮柄被可移动地导向并支承在起动机的驱动轴上而且被容纳在起动机轴承盖的轴承中。此外本发明涉及一种用于装配悬臂式起动机，特别是上面所描述的起动机的方法，其中，所述起动机用于起动汽车内燃机，而且所述起动机的小齿轮轴在前面的、悬臂式的一端具有啮合小齿轮而在对置的一端具有小齿轮柄，所述小齿轮柄被可移动地导向和支承在所述起动机的驱动轴上而且被容纳在所述起动机的轴承盖的轴承中。

背景技术

已知具有啮合小齿轮(或者也被称为起动小齿轮)的悬臂式起动机，该啮合小齿轮通过两个轴承衬套或者说套筒或者非常宽的轴承衬套支承在所述起动机的驱动轴上。所述啮合小齿轮借助于继电器被推入用于起动内燃机的齿圈中，并且在起动内燃机后又被移出。

所述起动机的另一实施方式是所谓的开口式起动机，在所述开口式起动机中，将所述起动小齿轮在端侧支承在驱动轴上。本发明涉及悬臂式起动机。

所述啮合小齿轮可转动地支承在所述起动机的驱动轴上，因为在借助于起动小齿轮起动内燃机之后，内燃机使所述啮合小齿轮的转速超过所述起动机驱动轴。因此所述小齿轮轴相对于驱动轴的相对转速仅在内燃机起动时出现几秒钟。在其它情况下，所述啮合小齿轮的转速和剩余的工作时间与驱动轴相同。为了起动过程，所述小齿轮轴与在所述驱动轴上的超速离合器相联接。所述超速离合器用于在起动过程中将转矩传递到所述小齿轮轴上并且允许相对于驱动轴更高的相对转速。因此，相对转速的工作时间，即所述小齿轮轴的轴承在驱动轴上施加负荷的时间，总体上与总工作时间相比非常短。在汽车使用寿命期间，持续工作时间通常合计最长为大约12小时。

为了实现相对于传统的烧结轴承衬套或者带有油囊的衬套更长的寿命，在这些衬套中润滑剂容纳在形成的油囊中，DE 19743122A1描述了一种悬臂式起动机，所述悬臂式起动机具有小齿轮柄在起动机输出轴上的至少一个位于前面的被设计成滚针轴承的支承部位。在支承结构方面，这种传统的起动机成本很高。

发明内容

本发明的任务是，对开头所述种类的悬臂式起动机进行改进，从而简化所述起动机的结构和装配并进一步降低成本。

依据本发明，所述的任务通过权利要求1和10的主题得以解决。由从属权利要求可得到有利的改进方案。

本发明的根本构思是，根据需要对小齿轮轴在驱动轴上的支承结构进行设计。滚动轴承或者支承烧结衬套被设计用于从几百至几千小时的持续工作时间。在通常的使用情况下，所述小齿轮轴在驱动轴上的支承结构的有效工作寿命仅为10至12小时。因此本发明的一个重要的构思是，根据要求并且以尺寸不会过大的方式来设计支承结构，并且因此实现简化的制造并减小重量。

由此所述任务通过一种起动机由以下措施得以解决：即，所述小齿轮柄具有至少一个位于里面的直接支承在驱动轴上的第一支承段。构思是，将由硬质材料制成的小齿轮柄又支承在驱动轴的硬质材料上。因此，与具有位于小齿轮轴和驱动轴之间的、由软质材料制成的烧结轴承衬套的硬-软-硬支承结构相比，该支承结构可以被称为硬-硬支承结构。主要的优点是，由此仅需要较少的部件，可以实现部件和起动机更加快速的制造，而且总体上由于更少的部件实现了重量减小以及更低的生产成本。制造更加简单。此外，与所谓的开口式起动机相比，所述支承结构通过封闭的结构得以非常好的保护，而免受出现的环境条件，如灰尘、离合器的磨损颗粒、湿度等的影响。

此外，所述支承结构还因此得以简化，因为例如不必使用如在上面所描述的现有技术中的复杂且昂贵的滚动轴承，因为在小齿轮轴和驱动轴之间的相对转速出现的时间点，不必将转矩从起动机传递到内燃机的齿圈上。因此，在此时间点，负载情况，即作用于小齿轮的力非常小。此外，持续工作时间通过短的周期进一步降低，例如通过具有起动系统的汽车，该起动系统带有不被驾驶员直接干涉的起动时间控制装置。带有起动按钮或者起动键的汽车具有起动时间控制装置，只要内燃机已被起动，所述起动时间控制装置还要更快地停止起动机并且将啮合小齿轮从齿圈中移出。

因此，由于以上所述的原因，可以将所有至今已知的在小齿轮轴和驱动轴之间的支承元件省去。

根据另一优选的实施方式，为了形成灵活的且降低噪音的支承结构，以及为了防止腐蚀，小齿轮轴在驱动轴上的至少一个支承段被施加了润滑剂。该润滑剂例如是油脂或者油或者其它的由现有技术已知的润滑物质，该润滑物质浸润所述第一支承段或者被大面积地涂抹。

根据另一更加优选的实施方式，所述至少一个第一支承段可以附加地或者替代地具有润滑涂层。所述润滑涂层可以是一种其它的材料涂层，例如塑料涂层或者其它的耐磨的涂层。所述塑料涂层可以例如是特氟隆涂层。

根据一种对本发明进行改进的实施方式，将所述第一支承段和/或所述驱动轴在支承段在驱动轴上直接平放地被移动和支承的区域中专门经过硬化处理。专门的硬化处理可以显著地延长使用寿命。硬化处理的方法可以例如是也可用来防止腐蚀的渗氮处理或者热处理方法。

为了在灵活性和噪音降低方面改善使用寿命，根据一种特别优选的实施方式，设计一个润滑物质储存室。至少在所述第一支承段上通过在小齿轮轴上的润滑油槽构成润滑物质储存室。例如，在将小齿轮轴装配到驱动轴上之前，用油脂填充润滑油槽并且因此在起动机的使用寿命期间保持这个状态。

所述小齿轮轴可以通过硬-硬支承结构设置在驱动轴上。出于制造技术的原因，为了简化小齿轮轴的制造，将位于外面的、距离啮合小齿轮最近的支承段作为第一支承段直接硬支承在驱动轴上，而位于里面的、第二支承段借助于轴承衬套软支承在驱动轴上。

为了简化制造和缩短制造时间并因此以更低的成本进行制造，所述驱动轴的内径在两个支承段的整个长度范围内大致恒定，啮合小齿轮支承在所述的两个支承段上。此外，由此与阶梯状驱动轴相比，重量减小。

为了明显地减小起动机的重量，特别是小齿轮轴在驱动轴上的支承结构的重量，小齿轮柄在第二支承段优选直至第一支承段的区域中的内径大于小齿轮柄在啮合小齿轮直至第一支承段的区域中的内径，用于降低壁厚。因此将小齿轮轴构造为材料和重量优化的且节省资源的。对壁厚进行选择，其大小使得在最大地减小重量的情况下实现足够的强度。

有利的是，在小齿轮轴上且在啮合小齿轮后面构成所述第一支承段，由此在小齿轮齿部的下方存在用于止动系统的自由区域，所述止动系统包括啮合小齿轮移动的轴向行程。在此区域中的靠近齿部的支承结构才是优选的。对于其它的止动系统，可以在啮合小齿轮齿部的下方构成支承结构。

此外，所述任务通过一种装配方法通过如下方式得以解决，即，将小齿轮轴的小齿轮柄通过至少一个支承段直接套到驱动轴上。因为不必使用任何滚动轴承以及烧结衬套，由此，依据本发明显著地简化了装配方法。特别的是，支承段被施加润滑涂层，特别是润滑物质，例如油脂。如上所述，可以对所述支承段施加特氟隆层或者其它的润滑剂。因为部件更少，所以减少了装配步骤。可以实现更快的装配并且因此成本更低。

当然，上面所述的和下面将要阐述的特征不仅能够在分别说明的组合中使用而且也能够在其它的组合中使用。

附图说明

接下来将借助于实施例参考附图对本发明进行详细阐述。其中：

图1以示意的剖视图示出了依据第一种实施方式的支承在驱动轴上的小齿轮轴；

图2以示意的剖视图示出了依据第二种实施方式的小齿轮轴。

具体实施方式

图1在放大的剖视图中示出了用于起动汽车内燃机的起动机1的一部分。所述起动机1属于所谓的悬臂式起动机类型，所述起动机带有在单侧支承的小齿轮轴2，在该小齿轮轴上形成了啮合小齿轮3，该啮合小齿轮借助于用于内燃机起动过程的继电器被啮合到齿圈(未示出)中并且在内燃机起动后又被移出。

所述小齿轮轴2可转动地支承在起动机的驱动轴5上，用于允许相对转速，当内燃机起动并且在齿圈上已达到比起动机通过驱动轴5规定的转速更高的转速时，出现该相对转速。该相对转速在起动周期中具有非常短的工作时间，特别是在带有起动按钮的新型汽车中，该工作时间按规定被缩短了，因为起动时间控制装置在起动内燃机之后将啮合小齿轮从与齿轮圈的啮合中移出。

小齿轮轴2具有第一支承段6和第二支承段7。所述第一支承段6是位于外面的，距离啮合小齿轮3最近的支承段，而第二支承段7是具有轴承衬套8的位于里面的支承段，该轴承衬套由一种软质材料例如烧结铜材料制成。为了改善滑动特性并作为腐蚀保护以及为了降低噪音，通过润滑剂将轴承衬套8包围并浸润。轴承衬套8也可以具有环形槽形式的，即所谓的油囊形式的润滑物质储存室。为了弥补小齿轮轴的大内径，在这种实施方式中优选地将轴承衬套8构造为从横截面看很厚，具有较大的壁材料厚度。

依据本发明，所述小齿轮轴2在第一支承段上直接支承在所述驱动轴5上，而无需烧结套筒或滚动轴承。由于所述小齿轮轴2的硬质材料支承在所述驱动轴5的硬质材料上，因此设有硬-硬支承结构。因为与寿命为几千小时的传统滚动轴承和在套筒中的支承结构相比，这种支承结构的工作寿命总体上非常短，所以这种支承结构是足够的。在起动机的整个寿命期间看，硬-硬支承结构的总的持续工作时间通常为10至12小时。该工作时间是在小齿轮轴2和驱动轴5之间出现相对速度时发生的。

小齿轮轴2容纳在滚动轴承9中，所述滚动轴承安装在起动机1的轴承盖10中。为了保护硬-硬支承结构免受外界环境，如灰尘、湿度、磨损颗粒的影响，密封盖12在啮合小齿轮3的端面上完全地封闭支承结构。通过在驱动轴5上的小齿轮止动装置11限制了啮合小齿轮3的轴向啮合运动。所述小齿轮止动装置11包括止动环和钢丝挡圈。小齿轮轴2借助于在驱动轴5上的超速离合器13处于作用连接，从而通过驱动轴5的转矩驱动啮合小齿轮3并且在内燃机起动时在超速的情况下能够实现伴有较高的啮合小齿轮3转速的相对转速。

有利的是，特别地在驱动轴5和/或小齿轮轴2的第一支承段6上的支承面专门经过硬化处理。所述支承面具有润滑涂层。出于制造技术方面的原因，为了简化制造，在支承段6、7的整个长度范围内，驱动轴5的外径大致上恒定，带有小齿轮柄4的啮合小齿轮3支承在这两个支承段上。小齿轮柄4在带有轴承衬套8的第二支承段7直至第一支承段6的区域的内径被构造成明显大于从在啮合小齿轮3上的端面直至第一支承段6的孔的直径。因此小齿轮轴2由于更薄的壁厚而重量明显减小，与依据现有技术的小齿轮轴相比，这也导致了材料使用上的资源节省。

有利的是，悬臂式起动机1由此非常易于装配。仅在与啮合小齿轮对置的端面安装一个宽的、厚的轴承衬套8，之后小齿轮柄4通过至少一个支承段以支承的方式直接套到驱动轴上。

图2示出了一种特别优选的实施方式的小齿轮轴2的放大剖视图的一部分。图2示出了在第一支承段6周围的区域中的啮合小齿轮3部分。根据一种特别优选的实施方式，小齿轮轴2的支承段6具有环形的润滑油槽14。所述润滑油槽14用作润滑物质储存室，用于在整个使用寿命期间向支承段6提供足够的润滑物质。第一支承段6被构造在小齿轮柄4上且位于啮合小齿轮3之前。

所有附图仅示出了示意性的且不是符合比例的视图。此外应特别地参见对于本发明来说重要的图示。

Claims (10)

1.一种用于起动汽车内燃机的悬臂式起动机(1)，所述起动机具有具有小齿轮轴(2)，所述小齿轮轴在前面的自由伸出的一端具有啮合小齿轮(3)并且在相对的一端具有小齿轮柄(4)，该小齿轮柄被可移动地导向并支承在起动机(1)的驱动轴(5)上而且被容纳在所述起动机(1)的轴承盖(10)的轴承中，其特征在于，所述小齿轮柄(4)具有至少一个位于外面的第一支承段(6)，该支承段直接支承在所述驱动轴(5)上。

2.按照权利要求1所述的起动机(1)，其特征在于，对所述小齿轮轴(2)在所述驱动轴(5)上的所述至少一个第一支承段(6)施加了润滑剂。

3.按照权利要求1或2所述的起动机(1)，其特征在于，所述第一支承段(6)具有润滑涂层。

4.按照权利要求1、2或3所述的起动机(1)，其特征在于，特别地，所述第一支承段(6)和/或所述驱动轴(5)在所述第一支承段(6)平放地被移动并支承的区域中专门经过硬化处理。

5.按照权利要求1至4中任意一项所述的起动机(1)，其特征在于，至少是所述第一支承段(6)具有润滑油槽(14)。

6.按照权利要求1至5中任意一项所述的起动机(1)，其特征在于，距离所述啮合小齿轮(3)最近的位于外面的支承段(6)作为第一支承段(6)直接硬支承在所述驱动轴(5)上，而位于里面的第二支承段(7)借助于轴承衬套(8)软支承在所述驱动轴(5)上。

7.按照权利要求1至6中任意一项所述的起动机(1)，其特征在于，所述驱动轴(5)的外径在两个支承段(6、7)的整个长度范围内大致上是恒定的，所述啮合小齿轮(3)支承在所述两个支承段上。

8.按照权利要求1至7中任意一项所述的起动机(1)，其特征在于，所述小齿轮柄(4)在所述第二支承段(7)的区域中的内径明显大于所述小齿轮柄(4)在所述啮合小齿轮(3)直至第一支承段(6)的区域中的内径。

9.按照权利要求1至8中任意一项所述的起动机(1)，其特征在于，所述第一支承段(6)在啮合小齿轮(3)后面设置在小齿轮柄(4)上。

10.一种用于装配悬臂式起动机(1)的方法，所述起动机特别的是按照权利要求1至9中任意一项所述的悬臂式起动机，其中，所述起动机(1)用于起动汽车内燃机，所述起动机(1)的小齿轮轴(2)在前面的自由伸出的一端具有啮合小齿轮(3)且在对置的一端具有小齿轮柄(4)，该小齿轮柄被可移动地导向并支承在起动机(1)的驱动轴(5)上而且被容纳在所述起动机(1)的轴承盖(10)的轴承中，其特征在于，将所述小齿轮轴(2)的所述小齿轮柄(4)通过至少一个支承段(6、7)直接套到驱动轴(5)上。

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