CN102362064B - 用于内燃机起动机的自由轮离合器、起动机和制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于内燃机起动机的自由轮离合器(1)，其中自由轮离合器(1)构造有转矩传递部件(23)和带有内键槽(4)的传动件(3)，滚子(5)设置在该内键槽中，所述转矩传递部件(23)具有滚子轴环(6)，所述滚子(5)设置在滚子轴环的圆柱形外周面上，转矩传递部件(23)在轴向横截面中看在滚子轴环(6)的一端具有环绕的台肩(28)，该台肩在轴向上被贴靠在导向盘(9)上的保持盘(10)挡住，沿轴向固定该转矩传递部件(23)，并且所述保持盘(10)、所述导向盘(9)和所述滚子(5)借助于封闭盖(11)与所述传动件(3)固定在一起。为了在轴向上可靠地保持转矩传递部件(23)并且既可人工地也可自动化地简单安装自由轮离合器(1)，保持盘(10)沿径向构造有开口(19)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机起动机的自由轮，其中自由轮离合器构造有转矩传递部件和带有内键槽的传动件，多个滚子设置在所述内键槽中，转矩传递部件具有滚子轴环，所述滚子设置在该滚子轴环的圆柱形外周面上，在轴向横截面中看转矩传递部件在滚子轴环的一端具有环绕的台肩，该台肩在轴向上被贴靠在导向盘上的保持盘挡住以轴向固定转矩传递部件，保持盘、导向盘和滚子借助封闭盖与传动件相固定。本发明还涉及一种起动机。
本发明还涉及一种用于内燃机起动机的自由轮离合器的制造方法，该自由轮离合器具有转矩传递部件，其中在传动件中以摩擦连接的方式插入多个滚子，嵌入作为带有支撑凸起部和弹簧的支撑环的导向环，装入带有滚子轴环的转矩传递部件，所述滚子轴环作为滚子的内支承面和内滚动面。
背景技术
由现有技术已知在起动装置即所谓的起动机中的各种不同的自由轮装置。自由轮离合器的作用是，当内燃机被起动且在减压阶段转动得比起动机中的起动电动机规定的更快时，给起动小齿轮提供超越可能性。
DE575151描述了一种用于内燃机起动机的自由轮离合器。传动件盖住滚子并且通过环形盘被封闭。传动件连同环形盘构成包围有滚子的腔室。
DE3040074A1描述了一种用于内燃机起动机的滚子式自由轮离合器。具有圆形外周的环形导向盘具有带导向元件的轴向凸起部，以便能够润滑剂密封地且抗转动地借助于导向元件以增强的迷宫作用来布置。
DE3138466A1描述了一种用于内燃机起动机的滚子式自由轮离合器。起动机为了内燃机的起动过程将起动电动机的不可转动的驱动轴与内燃机齿圈相连接。由塑料制成的导向盘封闭了构造有导向件的滚子式自由轮离合器的间隙。在导向盘上紧靠有保持盘。传动套筒通过以形状配合连接方式固定的封闭套筒将各自由轮部件一起保持在内腔中。
发明内容
本发明的目的是改进开头所述类型的自由轮离合器、起动机和制造方法，使转矩传递部件可靠地在轴向上固定，并且自由轮离合器既可以人工地，又可以自动化地简单地安装。
根据本发明，所述目的通过权利要求1和11的内容得以解决。从属权利要求给出了本发明的优选的改进方案。
所述目的通过如下方式得以解决：保持盘被构造为沿径向有至少一个开口。保持盘包住台肩以沿轴向固定，且至少被构造为具有半圆形孔，该孔形成相对于转矩传递部件的间隙配合。保持盘密封并且盖住由传动件和带有支承元件凸起部的导向盘构成的用于润滑剂的保持架。
根据一种优选的实施方式，保持盘，特别是贴靠在封闭盖上的面由多个部分构成。由多个部分构成的设计方案是重要的，以将台肩包住。在导向盘和封闭盖之间的均匀面产生均衡的面负荷和从封闭盖至传动件的力传递。此外，台肩以形状配合连接的方式与一个或多个保持盘或者由多个部分构成的保持盘接合，以产生均匀的力负荷。
根据另一种优选的实施方式，仅仅是贴靠在封闭盖上的面由多个部分构成。保持盘与导向盘一起构成该贴靠面。
根据本发明的一种改进的实施方式，保持盘被构造为两个半盘的形式。这具有如下优点：半盘均匀地受力以及均匀地传递力，并且当旋转力作用于半盘上时，该半盘在必要时也可以转动。
根据另一种优选的实施方式，保持盘在面上看呈U形。此时有利的是，台肩基本上由唯一一个保持盘以形状配合连接的方式固定，而无法轴向移动。保持盘相对于导向盘提供了限定的高度或者说厚度，从而在两个盘接合后，无论保持盘是全自动化地还是人工地安装到或者说推入导向盘中，封闭盖连同传动件具有限定且能复现的外部宽度或者说距离。通过如在结构上规定的安装所实现的限定宽度具有如下优点：起动机壳体结构紧凑，且避免了自由轮离合器因可轴向移动的自由轮离合器碰撞到驱动端轴承上以起动内燃机的危险。例如当两个半盘形式的保持盘不受期望地相重叠且封闭盖因此比按结构设计的更远离导向盘时，保持盘较宽，自由轮离合器进而有较大的宽度。也就是说，根据本发明，避免了安装错误。这些安装错误原则上不是由起动机结构所造成的。但是，安装错误可能在从全自动制造切换至部分人工制造时出现。安装错误可能导致自由轮离合器的外表面由于增加的摩擦和热负荷而磨损得更加严重，进而使起动机的使用寿命缩短。
有利的是，为了按规定装入保持盘，保持盘优选地能以形状配合连接的方式与从导向盘突出的部分装配在一起，该部分将至少一个扁平的半圆形从保持盘的敞开U形封闭成一个圆。保持盘以形状配合连接的方式接合到或者说被推到台肩上并贴靠在同时作为自由轮离合器内滚子的导向盘的导向盘上，这带来以下优点，保持盘可通过人工方式按规定且高质量可重复地简单使用。因此昂贵的自动化不是强制必需的。此外，明显更简单地进行自动化制造。也可以无误地执行可能的人工完成的安装。
为了简化安装和在安装时容许用于将保持盘引入到台肩上的误差以及形状配合连接误差，以及为了降低损伤风险，U形保持盘的臂部优选被倒圆。
为了制造重量尽可能轻的起动机，保持盘优选由塑料制成。
根据一种替代的实施方式，为提供尽可能无磨损且尽可能耐用的保持盘，保持盘优选由金属制成。
根据一种替代的实施方式，滚子轴环连同导向槽构成转矩传递部件中的台肩。这具有如下优点，转矩传递部件可以是一个结构紧凑的构件，它在两个轴向上被固定。
为了节省安装步骤和制造步骤，优选地，根据特定应用情况且优化地将转矩传递部件设计成一体式的起动小齿轮。
所述目的还通过具有上述特征的起动机来实现。
所述目的还由此得以解决，至少一个保持盘在径向上通过至少一个开口从至少一侧被推入到滚子轴环的朝向转矩传递部件中心的一端上的台肩上，随后，通过封闭盖封闭该传动件。这具有如下优点：转矩传递部件可以与滚子轴环和至少一个台肩一体式地制造或者作为插装齿轮由多个部分制成，并且通过保持盘将起动小齿轮轴向固定，防止其沿轴向移动。
根据一个重要的发明构想，保持盘优选以形状配合连接的方式抵靠在导向盘上地被推入到扁平的突出部分中，其中单独的突出部分的厚度与保持盘厚度一样。因此，更好地避免作为间隔插入件(Distanzeinsatz)的保持盘的两个半盘相重叠。用于将传动件内的润滑剂封闭地留在保持架中且沿轴向固定起动小齿轮的半盘可通过人工方式以高的可靠性和高的可重现率用在自由轮离合器的制造中。因此，自由轮离合器不仅能人工地，而且能自动化地、非常简单且无误地安装。由封闭盖内的保持盘造成的过大距离的错误率显著降低，由此提高了特别是也至少有时能人工制造的起动装置的质量，并延长其使用寿命。
易于理解的是，上述的和随后还要说明的特征不仅能够以分别给出的组合方式使用，也能够以其它组合方式使用。
附图说明
接下来参照附图详细说明本发明，附图中：
图1示出了自由轮离合器的横剖视图，
图2示出了U形保持盘，
图3以立体图示出了导向盘，
图4以立体图示出了不带封闭盖的自由轮离合器，以及
图5示出带有两个半盘作为保持盘的自由轮离合器的一种替代实施方式。
具体实施方式
图1在起动机20的横剖视图中示出了自由轮离合器1。自由轮离合器1安装在起动机20的驱动端轴承18的壳体中，并且包括用作转矩传递部件23的起动小齿轮2。为了起动过程，起动小齿轮2被推入内燃机的齿圈中以起动内燃机。
自由轮离合器1执行如下功能：起动小齿轮2在内燃机起动时能在减压阶段以比通过起动机20内的起动电动机预先设定的转速更高的转速跟随内燃机。此过程被称为超越。超越过程一般出现在内燃机每次的减压过程中。在运行的内燃机上的超越过程很短暂，因为在内燃机起动后起动小齿轮在齿圈上脱离啮合。
自由轮离合器1包括传动件3，该传动件传递起动电动机的转矩。传动件3具有在传动件内的内键槽4，多个滚子5以摩擦连接的方式和可滚动的方式设置在该内键槽中。滚子5通过弹簧16被预紧，导向元件17将弹簧16保持就位。导向元件17完全或部分是导向盘9上的凸起部，该导向盘对弹簧16进行导向。滚子5由滚子轴环6承载，该滚子轴环与起动小齿轮2构成一体的部件。因此，这些滚子5作为外周面接触传动件3的在传动件中的键槽4，并且作为内周面接触滚子轴环6的在起动小齿轮7上的周面。在起动小齿轮2和滚子轴环6之间，在部件中构造有导向槽8。导向槽8包括台肩28，该台肩设置在传动件3的内部并被传动件覆盖。
为了沿轴向固定起动小齿轮2并防止润滑剂从滚子保持架中溢出，在导向盘9上设置保持盘(Haltesscheibe)10，根据一种依据本发明的制造方法，该保持盘以形状配合连接的方式被推入。这能以低廉的成本人工地进行或通过制造机器人自动化地进行。保持盘10以间隙配合通过形状配合连接的搭接沿轴向将导向槽8的环绕的台肩28挡住，从而实现了转矩传递部件23在自由轮离合器1中的轴向固定。
根据本发明，保持盘10的位置由突出的更厚的异型部分12限定，该异型部分从导向盘9中突出来。当封闭盖11通过压力以形状配合连接和/或传力连接的方式与传动件接合时，保持盘10原则上哪都不与第二个表面，例如突出的异型部分12重叠。通过避免重叠以及通过附加的突出的异型部分12，传动件3的从传动件端面31直至要紧贴的封闭盖11的面25的厚度或者说高度H大小完全一样，从而由封闭盖11对具有导向元件17的凸起部的导向盘9施加的均匀压紧力是一样大的。
由于自由轮离合器1可精确且错误率较低地重复安装在起动机20内，封闭盖遇到比安装时的高度H更大的间距的危险显著降低，从而不仅在自由悬臂式起动机(frei ausstossende Starter)中，而且在尖嘴起动机(Maulstarter)中，显著降低了起动小齿轮2啮合时接触驱动端轴承18的危险。例如，示出了在起动位置时封闭盖11′的位置。如果不是如所规定的一样，而是以较大的高度H安装封闭盖11′，则情况变得更糟。若驱动端轴承18因不合格的安装而同自由轮离合器1接触，则由于封闭盖11表面的接触而造成磨损加剧，因为封闭盖随整个起动机20变热，从而可能使起动机20的使用寿命缩短。对于尖嘴起动机，封闭盖在安装不合格的情况下可能与内燃机齿圈接触。由此，整个装置快速磨损。
图2以立体图示出了保持盘10的一种优选的实施方式。保持盘10呈U形，其臂部13、14的端部被倒圆。该保持盘10优选地由塑料制成。它的厚度h与外露区域或者更确切地说突出的异型部分12的高度一致。保持盘10在俯视图中从外周边看呈圆形。它具有同心的、在内部的且具有径向开口19的半圆，该开口由两个平行延伸的臂部内边确定。
图3以立体图示出导向盘9，其具有作为导向元件17的凸起部。导向元件17用于支承、定位和承载滚子5和弹簧16。导向盘9呈环形。在带有导向元件17的凸起部的对置侧，形成一个形状互补的突出部分12，它以形状配合连接的方式将图2所示的保持盘10容纳在平行的臂部13、14中的开口19处，因此闭合从U形保持盘10敞开的环。突出部分12具有厚度h。
图4以立体图示出自由轮离合器1，但没有封闭盖11。导向盘9遮盖自由轮离合器1中的滚子。为了轴向固定起动小齿轮2，以形状配合连接的方式从下侧推入保持盘10。
图5以立体正视图示出自由轮离合器1的一种替代实施方式。在此实施方式中，两个半圆形半盘构成一个保持盘，其呈环形套装在未示出的导向盘9上。导向盘9被封闭盖11遮盖。保持盘10如在根据图1至图4的实施方式中一样用于将润滑剂保持在滚子保持架内并给起动小齿轮2提供轴向固定。但与根据图1至图4的实施方式不同的是，在保持盘10的两个半盘10.1、10.2中出现以下缺点，在人工制造时，这两截可能不小心略微重叠，从而使封闭盖11无法再严格以距传动件3端面31一致的间距均匀地安装，由此可能出现由于在自由轮离合器1和驱动端轴承18上加剧的摩擦和热负荷所引起的磨损现象。
根据图1至图4的实施方式只需要一个唯一的部件，即一体的保持盘10，用于固定起动小齿轮2，因此是优选的实施方式。
所有附图示出了仅是示意性的而并非是按照比例的视图。此外，尤其参见作为要件的本发明的绘制视图。
Claims (14)
1.一种用于内燃机起动机的自由轮离合器(1)，其中所述自由轮离合器(1)具有转矩传递部件(23)和带有内键槽(4)的传动件(3)，多个滚子(5)设置在所述内键槽中，其中所述转矩传递部件(23)具有滚子轴环(6)，在所述滚子轴环的圆柱形外周面上，所述滚子(5)被设置在起动小齿轮(7)上，所述转矩传递部件(23)在轴向横截面中看在滚子轴环(6)的一端具有环绕的台肩(28)，所述台肩在轴向上被贴靠在导向盘(9)上的保持盘(10)挡住，以沿轴向固定所述转矩传递部件(23)，其中所述导向盘(9)覆盖所述自由轮离合器(1)中的滚子(5)并且所述保持盘(10)、所述导向盘(9)和所述滚子(5)借助于封闭盖(11)与所述传动件(3)固定，其特征在于，所述导向盘(9)呈环形，所述保持盘(10)一体式地在径向上构造有至少一个开口(19)并且在面上看呈U形，所述保持盘(10)能以形状配合连接的方式与从所述导向盘(9)中突出的异型部分(2)拼合，所述异型部分将至少一个扁平的半圆闭合成一个圆。
2.根据权利要求1所述的自由轮离合器(1)，其特征在于，所述保持盘(10)由多个部分构成。
3.根据权利要求2所述的自由轮离合器(1)，其特征在于，贴靠在所述封闭盖(11)上的面(25)由多个部分构成。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的自由轮离合器(1)，其特征在于，所述保持盘(10)为两个半盘的形式。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的自由轮离合器(1)，其特征在于，U形的所述保持盘(10)的臂部(13、14)被倒圆。
6.根据权利要求1至3中任意一项所述的自由轮离合器(1)，其特征在于，所述保持盘(10)由塑料制成。
7.根据权利要求1至3中任意一项所述的自由轮离合器(1)，其特征在于，所述保持盘(10)由金属制成。
8.根据权利要求1至3中任意一项所述的自由轮离合器(1)，其特征在于，所述台肩(28)由滚子轴环(6)连同在该转矩传递部件(23)内的导向槽(8)构成。
9.根据权利要求1至3中任意一项所述的自由轮离合器(1)，其特征在于，所述转矩传递部件(23)为一体式的起动小齿轮(2)。
10.一种用于制造内燃机起动机的具有转矩传递部件(23)的自由轮离合器的方法，其中在传动件(3)中以摩擦连接的方式插入多个滚子(5)，嵌入带有支承凸起部和弹簧(16)的作为支承环的导向盘(9)，装入带有作为用于滚子(5)的内支撑面和内滚动面的滚子轴环(6)的转矩传递部件(23)，其特征在于，将至少一个单件式保持盘(10)沿径向上通过至少一个开口(19)从至少一侧推到位于所述滚子轴环(6)的朝向所述转矩传递部件中心的一端上的台肩(28)上，随后通过所述传动件(3)的封闭盖(11)闭锁，其中所述单件式保持盘(10)沿轴向固定所述转矩传递部件(23)。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述自由轮离合器是根据权利要求1至7中任意一项所述的自由轮离合器。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述保持盘(10)以形状配合连接的方式被推到具有扁平的突出部分(12)的所述导向盘(9)上。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述突出部分(12)具有与所述保持盘(10)一样的厚度(h)。
14.一种起动机(20)，其特征在于，所述起动机具有根据权利要求1至9中任意一项所述的自由轮离合器(1)。
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