CN102213175A - 用于预啮合致动器的密封装置以及起动装置 - Google Patents

用于预啮合致动器的密封装置以及起动装置 Download PDF

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Abstract

一种用于预啮合致动器的密封装置以及起动装置。本发明涉及一种用于预啮合致动器(16)的密封装置,特别是用于内燃机起动装置(10)的起动继电器的密封装置,其中,所述预啮合致动器(16)包括可在壳体(156)中运动的衔铁(168),其中,将所述预啮合致动器(16)的内部密封的橡胶波纹管(214)借助于使该橡胶波纹管变形的盖圈(210)固定在壳体(156)上,所述盖圈容纳在驱动端轴承盖(19)的孔(213)中,其特征在于,所述孔(213)呈阶梯状,使得通过在所述孔(213)的两个台阶(217、219)之间的过渡面(215)限制所述盖圈(210)在一个方向上的运动可能性。

Description

用于预啮合致动器的密封装置以及起动装置
技术领域
本发明涉及一种用于预啮合致动器的密封装置,特别是用于内燃机起动装置的起动继电器的密封装置。
背景技术
为了起动内燃机,使用驱动装置,通过与燃料供给系统分开的电源给所述驱动装置供电。在大多数情况下,为此使用直流电动机,该直流电动机的驱动小齿轮首先移入内燃机的齿轮圈中,以随后起动内燃机。这例如借助于依据推动式螺旋传动原理工作的起动装置实现。在起动过程结束之后,驱动小齿轮又从内燃机的齿轮圈中移出。
DE10124506A1涉及一种用于机动车辆的起动机。所述起动机包括一个空心壳体、一个包含电磁开关的预啮合致动器以及一个可旋转地支承在空心壳体和预啮合致动器间的过渡区域中的用于将起动电动机联接在内燃机上的啮合杆。设有密封装置,该密封装置防止污物和湿气进入预啮合致动器。密封装置由在空心壳体和预啮合致动器间的过渡区域内与壳体壁连接的橡胶薄膜构成。
对于在机动车辆上使用的起动装置,尤其使用在预啮合致动器的区域中具有橡胶波纹管的起动装置。橡胶波纹管是一种密封件,该密封件防止水进入起动继电器。这又允许,起动装置能安装在起动继电器可能会与许多喷水接触的发动机位置上,该喷水在相应的天气条件下由车轮扬起。通常,作为密封件的橡胶波纹管稳固地固定在预啮合致动器和驱动端轴承之间。借助于盖盘在橡胶波纹管和驱动端轴承之间产生挤压联合体。
由驱动端轴承、盖盘、橡胶波纹管和预啮合致动器构成的挤压联合体在起动装置的批量生产中对装配提出高的要求。值得期望的是省去盖圈,但这随之带来水更可能进入预啮合致动器的危险。然而对于在起动装置的装配过程中需执行的装配工序,为了能通过相应配置的螺钉例如沉头螺钉将驱动端轴承(A型轴承)和预啮合致动器彼此连接,要多次对盖圈进行对准。盖圈的旋转造成不再能将螺钉拧紧在壳体中。由于上述原因,从合理装配的角度看,值得期望的是,减少或者更加合理地设计盖圈和与此联系的对准或者说装配工序。在挤压联合体内包括所述盖圈的解决方案在全自动化进行的装配中很难实施。
发明内容
依据本发明提出了一种可套在橡胶波纹管上的盖圈,该盖圈在凸缘的区域中覆盖橡胶波纹管,并且使弹性的橡胶材料变形,使得继电器的可直线运动的衔铁对外密封防止受到湿气影响。由于在依据本发明提出的盖圈中没有孔,不需要相对于驱动端轴承以及在预啮合致动器壳体中的孔将该盖圈对准。这意味着,依据本发明提出的盖圈可以与位置无关地进行安装。
以特别有利的方式,将依据本发明提出的盖圈简单地套在橡胶波纹管上并且随后将这个盖圈安装在驱动端轴承的支撑面中。盖圈通过多个螺钉形式的固定元件夹紧在驱动端轴承和继电器的壳体之间。同时,盖圈将橡胶波纹管压紧在壳体的端面上,由此在橡胶波纹管和壳体之间产生传力连接。依据本发明提出的盖圈例如以形状配合连接的方式位于驱动端轴承的为此设计的支撑面中,该支撑面被构造在驱动端轴承的朝向壳体的端面上。通过依据本发明提出的盖圈而变形的橡胶波纹管在它的开口的区域中具有一个升高部或者更具体地说具有一个在周向上延伸的、凸缘状的材料堆积部。在已装配的状态下,这个凸缘状的突出部或者说这个材料堆积部在橡胶波纹管的敞开的一侧上变形,从而使盖圈和橡胶波纹管相对夹紧。
盖圈被构造为对称的,由此在全自动化的制造中可以与位置无关地供给。
附图说明
接下来依据附图对本发明进行详细阐述。
附图中:
图1示出了一种电机特别是包括预啮合致动器、起动小齿轮和啮合组件的起动装置的剖视图;
图2示出了依据本发明提出的盖圈接合在驱动端轴承中;
图3示出了在图2中以立体图示出的驱动端轴承的剖视图;
图4示出了通过依据本发明提出的盖圈固定的已安装的橡胶波纹管的细节视图;
图5示出了橡胶波纹管的侧视图;
图6示出了用于操纵电机的继电器的剖视图,所述电机例如为用于内燃机的起动装置。
具体实施方式
图1以纵剖视图示出了起动装置。在图1中示出起动装置10。该起动装置被构造为一种起动装置,在该起动装置中,起动小齿轮被起动装置壳体的一部分包围。接下来的实施方案对于悬臂式起动装置,即,起动小齿轮在操纵预啮合致动器之后整个周边都露出的起动装置,同样适用。
在图1中示出的起动装置10例如具有起动电动机13和预啮合致动器16。所述起动电动机13和预啮合致动器16固定在共同的驱动端轴承盖19上。起动电动机13用于在起动小齿轮22啮合在内燃机的齿轮圈中时驱动起动小齿轮22,内燃机在这里没有进一步示出。
起动电动机13具有作为壳体的极管28,该极管在其内周边上具有多个分别由励磁绕组34围绕的极靴31。极靴31又包围着电枢37,该电枢具有由薄片40构成的电枢铁心43和设置在凹槽46中的电枢绕组49。电枢铁心43压在驱动轴44上。此外,在驱动轴44的远离起动小齿轮22的端部上还设置了换向器52,该换向器52尤其是由多个单独的换向器薄片55构成。通过已知的方法将换向器薄片55和电枢绕组49电连接,从而使在通过碳刷58给换向器薄片55通电时产生电枢37在极管38中的旋转运动。设置在预啮合致动器16和起动电动机13之间的电流引线61在接通状态时不仅为碳刷58而且为励磁绕组34供电。驱动轴44在换向器一侧通过轴颈64支撑在滑动轴承67中,滑动轴承67又位置固定地保持在换向器轴承盖70中。换向器轴承盖70又借助于拉杆73固定在驱动端轴承盖19中,所述拉杆73分布在极管28的周边上(如螺钉,例如两个、三个或者四个)。在此,极管28支撑在驱动端轴承盖19上,而且换向器轴承盖70又支承在极管28上。
沿驱动方向看,电枢37上连接了一个太阳轮80,该太阳轮是行星齿轮机构83的一部分。太阳轮80由多个行星轮86,通常是借助于滚动轴承89支撑在轴颈92上的三个行星轮86包围。行星轮86在内齿轮95中滚动,所述内齿轮95以外侧支撑在极管28中。在朝输出侧的方向,行星架98与行星轮86相接,轴颈92容纳在所述行星架中。行星架98又支承在中间支承件101和设置在中间支承件101中的滑动轴承104中。中间支承件101被设计为盆形,以便于在其中容纳行星架98以及行星轮86。此外,在盆形的中间支承件101中还设置了内齿轮95,所述内齿轮最后通过盖107相对于电枢37封闭。中间支承件101也通过其外周边支撑在极管28的内侧。电枢37在驱动轴44的远离换向器52的端部上具有另一个同样容纳在滑动轴承113中的轴颈110。所述滑动轴承113容纳在行星架98的中央孔中。行星架98与输出轴116一体地连接。输出轴116通过它远离中间支承件101的端部119支承在另一个轴承122即驱动侧的轴承(A-轴承)中。输出轴116分为不同的区段:接在设置在中间支承件101的滑动轴承104中的区段后面的是带有所谓的直齿125(内齿)的区段,该直齿是所谓的轴毂连接结构的一部分。在这种情况下,轴毂连接结构128使同步件131沿轴向直线滑动成为可能。该同步件131是套筒状的突出部,该突出部和自由轮机构137的盆形外圈132一体地连接。自由轮机构137(定向制动机构)此外还包括沿径向设置在外圈132内部的内圈140。在内圈140和外圈132之间设置了夹紧体138。夹紧体138与内圈和外圈共同作用,防止在外圈132和内圈140之间朝第二个方向的相对转动。自由轮机构137因此实现了内圈140和外圈132之间只朝一个方向相对运动。在这个实施例中,所述内圈140被实施为与起动小齿轮22和斜齿143(外斜齿)成一体。
为了完整起见,接下来还要讨论啮合机构。所述预啮合致动器16具有接线柱150,该接线柱是电接触件并且和起动机电池的正极相连接,起动机电池在图1中没有示出。接线柱150穿过盖件153。所述盖件153封闭壳体156,该壳体借助于多个固定元件159例如螺钉固定在驱动端轴承盖19上。在预啮合致动器16中还设置了吸引绕组162和保持绕组165。吸引绕组162和保持绕组165两者分别在接通的状态下产生电磁场,该电磁场不仅穿过壳体156(由电磁传导性材料制成),而且穿过可直线运动的衔铁168和衔铁轭铁171。所述衔铁168具有推杆174,当线性吸引所述衔铁168时,所述推杆174朝向开关销177方向运动。通过所述推杆174朝向开关销177的运动,使所述开关销177从其静止位置向两个接触件180和181的方向移动,从而安装在开关销177朝向接触件180和181的端部上的接触桥184使两个接触件180和181相互电连接。由此电功率从接线柱150经过接触桥184传输到电流引线61并由此传输到碳刷58。所述起动电动机13在此时被通电。
此外,所述预啮合致动器16或者更具体地说衔铁168还有一项任务,即,通过拉动元件187使杠杆190运动,该杠杆可转动地设置在驱动端轴承盖19中。通常被构造为叉形杠杆的杠杆190通过两个这里没有示出的“尖齿”在两个盘片193和194的外周上包住这两个盘片,用来使夹在两个盘片之间的传动环197克服弹簧200的阻力向自由轮机构137运动,并且由此使起动小齿轮22啮合到齿轮圈25中。
图2以立体图示出了驱动端轴承盖的朝向预啮合致动器的端面。由依据图2的视图得知,使用了盖圈210,该盖圈在靠近两个端面的位置都朝径向外侧(呈漏斗状地)略微隆起。借助于在图2中以立体图示出的盖圈210,橡胶波纹管(参见依据图5的视图)发生变形且被固定,所述橡胶波纹管是预啮合致动器16的内腔的密封件。由依据图2的视图得知,盖圈210被装入一个为了容纳该盖圈而特地加工出的支撑面212中。多个孔206以彼此间隔120°的方式设于驱动端轴承盖19中,在图1中示出的固定元件159穿过这些孔插入。与预啮合致动器16的壳体156对置的端面,在依据图2的视图中通过附图标记208表示。
如由图2中的立体视图得知,盖圈210具有35.5mm的最大外径(负0.25mm的公差)。该最大外径必须与在驱动端轴承盖19中的支撑面212相配合。在驱动端轴承盖19上的支撑面212被加工到35.8mm的直径,从而在盖圈210和在驱动端轴承盖19中的支撑面212之间产生0.3mm的最小间隙。
依据图2中视图的盖圈210的最小直径至少为33mm。这个最小直径确保,橡胶波纹管(参见依据图5的视图)可以固定在壳体156的台肩上。在壳体156上的台肩的最大直径为30.5mm。当在图5中示出的橡胶波纹管的最大厚度为1.1mm时,在盖圈210和依据图5的橡胶波纹管之间产生数量级为0.3mm的最小允许间隙。
为了改进橡胶波纹管与盖盘210的接合,在盖圈的两个端面上构造角度为30°的导入斜面。通过所述斜面,依据图5中视图的橡胶波纹管的橡胶材料完全被挤压到盖圈210的下面。
环绕地构造在盖圈210的两个端面上的斜面长度为1.5mm(正/负0.5mm)。这个长度由斜面的倾斜角度(这里30°)得出。通过正/负0.5mm的公差确保在图5中示出的橡胶波纹管的橡胶材料可以被挤压到盖圈210下面。否则,存在在装配期间的接合力过大或者说橡胶材料遭受塑性损坏的危险。
依据图2中视图的盖圈210的总宽度处于5mm,正/负0.2mm的数量级内。盖圈210的总宽度需要选得比所述台阶,即在驱动端轴承盖19中的支撑面212的宽度小。由此确保,在继电器的端面和盖盘210之间总是有至少0.2mm的间隙。超过这个值会导致在盖圈212和橡胶波纹管的橡胶材料之间的挤压过大以及导致盖圈210贴靠在继电器端面上并且在驱动端轴承盖19和壳体156之间出现间隙。在这种情况下,电流不能再经过驱动端轴承盖19传递到预啮合致动器16上。这一点很重要,因为壳体156例如是在设置在壳体中的吸引绕组162以及保持绕组165与驱动端轴承盖19之间的电路的一部分,所述驱动端轴承盖19与起动机电池的负极连接。
盖圈210的环绕的支撑部在驱动端轴承盖19中被设计为0.5mm,正0.5mm/负0.3mm。因为周向的力非常小,所述台阶可以处于0.2mm到1mm之间的值域中。
在图2中示出的盖圈210需被构造为全部无毛刺,因为否则存在损坏图5中示出的橡胶波纹管的橡胶材料的危险。
因此,公开了一种用于预啮合致动器16的密封装置,特别是用于内燃机起动装置10的起动继电器的密封装置,其中,预啮合致动器16包括可在壳体156中运动的衔铁168,其中,将所述预啮合致动器16内部密封的橡胶波纹管214借助于使该橡胶波纹管变形的盖圈210固定在壳体156上,所述盖圈容纳在驱动端轴承盖19的孔213或者说空腔中,其中,所述孔213或者说空腔呈阶梯状,使得通过在所述孔213的两个台阶217和219之间的过渡面215限制盖圈210在一个方向上(在这里是在离开壳体156朝向台肩的敞开的端部的方向上)的运动可能性。
图3示出了驱动端轴承盖的剖视图,该驱动端轴承盖带有加工出用于支承依据本发明提出的盖圈的支撑面。由依据图3的剖视图得知,由固定元件159延伸穿过的孔206通到驱动端轴承盖19的端面208中,并且例如,如在图2中所示,可以按120°的间隔相互定位。用附图标记218表示预啮合致动器16的轴线,该预啮合致动器在依据图3的剖视图中未示出。
图4示出螺钉形式的固定元件159被插入驱动端轴承盖19的孔201中,该固定元件159被拧入在图4中只示出的壳体156的螺纹中。两侧隆起的具有导入斜面的盖圈210位于在驱动端轴承盖19的端面208上的环绕的支撑面212中。盖圈210本身套在橡胶波纹管214(参见依据图5的视图)的外周面上。由此,使设置在橡胶波纹管214的敞开的端部上(参见位置216)的凸起状的材料堆积部变形,使得橡胶波纹管214以其敞开的端部,即,它的内周面,支撑在壳体156的台肩上。套在具有锥度的橡胶波纹管214上的盖圈使材料堆积部变形,该材料堆积部构成凸缘216,从而使橡胶波纹管214构成预啮合致动器16的内腔的密封件,可以被安装在壳体156上以及在固定时,即在拧紧固定元件159时被固定。
由依据图5的视图可见橡胶波纹管。由依据图5的视图得知,橡胶波纹管214的外周面从在敞开的一侧上环绕的凸缘216起具有轻微的锥度。由此,无毛刺的盖圈能容易地套在橡胶波纹管214上,而不会损坏橡胶材料。
由依据图6的视图可以看出,固定元件159穿过其相应的在驱动端轴承盖19中的孔206拧紧在壳体156中。被盖圈210(参见依据图4和图5的视图)包住的橡胶波纹管214固定在壳体156的台肩上并且在以相应的转矩拧紧固定元件159时被固定。在壳体156内部的可直线运动的衔铁168通过橡胶波纹管214对外封闭即密封防止受到介质影响。可直线运动的衔铁168操纵推杆174,该推杆本身包围杠杆190并且操纵该杠杆用来移入以及移出起动小齿轮22(参见依据图1的视图)。
与推杆174同轴地,在预啮合致动器16的内部设有开关销177。

Claims (10)

1.一种用于预啮合致动器(16)的密封装置,特别是用于内燃机起动装置(10)的起动继电器的密封装置,其中,所述预啮合致动器(16)包括能在壳体(156)中运动的衔铁(168),其中,将所述预啮合致动器(16)的内部密封的橡胶波纹管(214)借助于使该橡胶波纹管变形的盖圈(210)固定在所述壳体(156)上,所述盖圈容纳在驱动端轴承盖(19)的孔(213)中,其特征在于,所述孔(213)呈阶梯状,使得通过在所述孔(213)的两个台阶(217、219)之间的过渡面(215)限制所述盖圈(210)在一个方向上的运动可能性。
2.依据权利要求1所述的用于预啮合致动器(16)的密封装置,其特征在于,所述橡胶波纹管(214)的外周面具有锥度。
3.依据权利要求1所述的用于预啮合致动器(16)的密封装置,其特征在于,所述橡胶波纹管(214)在其敞开的端部上具有凸缘状的材料堆积部(216)。
4.依据权利要求1所述的用于预啮合致动器(16)的密封装置,其特征在于,在所述盖圈(210)的已装配状态下,该盖圈使在所述橡胶波纹管(214)的敞开的端部上的材料堆积部(216)弹性变形。
5.依据权利要求1所述的用于预啮合致动器(16)的密封装置,其特征在于,所述盖圈(210)在其朝向所述橡胶波纹管(214)的外周面的一侧上隆起并且具有至少一个装配斜面(220)。
6.依据权利要求1所述的用于预啮合致动器(16)的密封装置,其特征在于,一个台阶(217)作为在起动装置(10)的驱动端轴承盖(19)中的支撑面(212),并且所述盖圈(210)与所述支撑面(212)接触。
7.依据上述权利要求中的任意一项所述的用于预啮合致动器(16)的密封装置,其特征在于,所述橡胶波纹管(214)的敞开的端部支承在设置在壳体(156)的与驱动端轴承盖(19)对置的端面上的台肩上。
8.依据上述权利要求中的一项或者多项所述的用于预啮合致动器(16)的密封装置,其特征在于,所述盖圈(210)的宽度小于在所述壳体(156)上的用于支承所述橡胶波纹管(214)的台肩的宽度。
9.依据上述权利要求中的任意一项所述的用于预啮合致动器(16)的密封装置,其特征在于,所述橡胶波纹管(214)具有一个圆柱形的中间区段(222),所述盖圈(210)支撑在该中间区段上,并且该中间区段被构造在所述橡胶波纹管(214)的凸缘(216)旁边。
10.一种起动装置,其特征在于,所述起动装置具有驱动端轴承盖(19)和固定在该驱动端轴承盖上的预啮合致动器(16),并且具有按照上述权利要求中的任意一项所述的用于预啮合致动器(16)的密封装置。
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