CN102536578A - 用于固定小齿轮的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于固定小齿轮的装置，具体涉及一种电机(10)，特别是用于内燃机的起动装置，所述电机具有齿圈(25)。起动小齿轮(22)啮合在该齿圈中。起动小齿轮(22)通过自由轮机构(137)被驱动。起动小齿轮(22)和自由轮机构(137)的滚动轴环(246)为能够相对彼此运动的相互分开的部件。

Description

用于固定小齿轮的装置
技术领域
本发明涉及一种用于固定小齿轮的装置。
背景技术
DE 69100037T2涉及一种用于内燃机的起动装置。起动装置包括电动机，该电动机设置在发动机壳体中。此外，起动装置包括中央的支撑部件，该支撑部件同轴地设置在发动机壳体的端部区段上并且限定一个圆柱形的腔室。在该腔室中，行星齿轮减速器传动单元位于中央的支撑件和发动机壳体的端板之间。此外，设有小齿轮盖，该小齿轮盖固定在与位于中央的支撑部件相同的电动机纵向端部上，并且限定一个腔室，在该腔室中设有自由轮离合器。该自由轮离合器具有与行星齿轮减速器传动单元的从动件连接的输入部件以及支撑小齿轮的输出部件。由行星齿轮减速器传动单元的内齿圈和小齿轮盖构成的两个部件中的一个设有凸起部，该凸起部延伸穿过构造在中央支撑件中的开口。该凸起部接合在设置在由行星齿轮变速器传动单元的内齿圈和小齿轮盖构成的两个部件中的另一个中的凹部内。
DE 3808673A1涉及一种用于起动机小齿轮的止挡。根据这种方案，在小齿轮驱动轴的内周面上形成一个区域，该区域的横截面增大了一个预先规定的长度。该区域限定了在小齿轮驱动轴的内周面和力输出轴的外周面之间的环形腔。由增大的横截面封闭的端部形成一个凸肩，其中设有止挡，使得在小齿轮驱动轴向前运动时，止挡碰在凸肩上以限制向前的运动，而在静止状态下止挡完全地或部分地容纳在环形腔中。
US 5,237,882涉及一种起动装置。根据这种方案，离合器位于环形元件之间，该环形元件被放入槽内。环形元件的径向尺寸足够大，从而该环形元件与被驱动的离合器元件相互作用。
发明内容
根据本发明，提出，省去迄今所使用的部件卡圈和止动环，至今仍通过所述卡圈和止动环对被构造为起动装置的电机的小齿轮，特别是起动小齿轮进行固定。根据本发明所提出的解决方案，分开构造的止动盘放置在起动小齿轮的底切部上，并且使用与小齿轮分开的滚动轴环。在根据本发明提出的解决方案中，在安装自由轮机构时通过分开构造的止动盘沿轴向实现对起动小齿轮的固定。对起动小齿轮施加负载的弹簧或者弹簧元件由于位于内部的结构被保护免受过高的离心力。起动小齿轮相对于滚动轴环是一个单独的部件，这些部件可相对于彼此在轴向间隙的范围内移动。在根据本发明提出的解决方案中，例如通过牙嵌离合器或者一种其他的形状配合连接方式的实施方式，例如内六角圆实现扭矩的传输。
为与使用需求相适应，可以使用不同的材料分别用于制造滚动轴环和用于制造起动小齿轮。因此，例如，滚动轴环可以由抗压的能抵抗产生的赫兹压力的材料制成，而与滚动轴环是分开的部件的起动小齿轮可以由烧结材料或者甚至由塑料材料制成。两个分开的部件可以源自不同的制造工艺和硬化工艺，因此可以最优地与各自出现的机械负荷相协调。为了能够根据应用情况，产生新的自由轮机构变型方案以用在具有另一类型的齿的起动装置中，根据本发明提出的解决方案只需更换起动小齿轮。
附图说明
接下来根据附图对本发明进行详细描述。
附图中：
图1以纵向剖视图示出了起动装置，
图2示出了起动小齿轮和滚动轴环(Rollenbund)的分开的实施方式，以及
图3示出了起动小齿轮和滚动轴环之间的牙嵌离合器。
具体实施方式
图1以纵向剖视图示出了起动装置。
在图1中示出了起动装置10。这个起动装置10例如具有起动电动机13和预啮合致动器16。该预啮合致动器可以例如被构造为接通继电器或继电器。所述起动电动机13和预啮合致动器16固定在一个共同的驱动端轴承盖19上。所述起动电动机13在功能上用于当起动小齿轮22啮合到内燃机(在此未示出)的齿圈25中时，驱动起动小齿轮22。
起动电动机13具有作为壳体的极管28，所述极管在其内周上支撑多个极靴31，这些极靴分别被一个励磁绕组34缠绕。极靴31又包围着电枢37，该电枢具有一个由薄片40构成的电枢铁心43和设置在多个槽46中的电枢绕组49。电枢铁心43压紧在驱动轴44上。此外，在驱动轴44的远离起动小齿轮22的端部上还安装有换向器52，所述换向器52尤其由多个单个的换向器薄片55构成。换向器薄片55以已知的方法与电枢绕组49电连接，使得在通过碳刷58给换向器薄片55通电时产生电枢37在极管28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供电而且还为励磁绕组34供电。驱动轴44在换向器侧通过轴颈64支撑在滑动轴承67中，该滑动轴承67又位置固定地保持在换向器轴承盖70中。该换向器盖70又借助于拉杆73固定在驱动端轴承盖19中，所述拉杆73分布地设置在极管28的周边上并且例如可以被构造为两个、三个或者四个螺钉。在此，极管28支撑在驱动端轴承盖19上，以及换向器轴承盖70支撑在极管28上。
沿驱动方向，在电枢37上连接有一个太阳轮80，该太阳轮是旋转传动机构的一部分，也就是例如行星齿轮传动机构83的一部分。太阳轮80被多个借助于滚动轴承89支撑在轴颈92上的行星齿轮86(通常是三个行星齿轮86)包围。行星齿轮86在内齿圈95中滚动，所述内齿圈95在外侧支承在极管28中。在朝向输出侧的方向上，与行星齿轮86相接的是行星架98，在所述行星架中容纳着轴颈92。该行星架98又支承在中间支承件101和设置在其中的滑动轴承104中。中间支承件101被设计为盆形，使得在其中容纳行星架98以及行星齿轮86。此外，在盆形的中间支承件101里还设置着内齿圈95，该内齿圈最后通过盖107相对于电枢37封闭。中间支承件101还通过其外周边支撑在极管28的内侧上。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又容纳在行星架98的中央孔里。行星架98与输出轴116一体地连接。这个输出轴116通过它远离中间支承件101的端部119支承在固定在驱动端轴承盖19中的另一个轴承122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直齿125(内齿)的区段，该直齿是轴毂连接结构128的一部分。在这种情况下，这个轴毂连接结构128使带动件131沿轴向的直线滑动成为可能。该带动件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构成为一体。这个自由轮机构137(定向制动器)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。该夹紧体138与内圈140和外圈132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。换句话说，自由轮机构137能实现内圈140和外圈132之间只朝一个方向的相对运动。在本实施例中，所述内圈140与起动小齿轮22和该起动小齿轮的斜齿143(外斜齿)被实施为一体的。替代地，起动小齿轮22页可以被实施为直齿的小齿轮。代替带有励磁绕组34的电磁激励的极靴34也可以使用永久励磁的电极。
为了完整起见，在这里还要讨论啮合机构。所述预啮合致动器16具有接线柱150，该接线柱为电触头并且连接在起动机电池(在图1中未示出)的正极上。接线柱150穿过盖153。所述盖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。此外，在预啮合致动器16中还设置了绕组162和绕组165。绕组162和绕组165两者分别在接通状态下产生电磁场，所述电磁场不仅穿过壳体156(由电磁传导性材料制成)，而且穿过线性运动的衔铁168和衔铁轭铁(Ankerrueckschluss)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的方向运动。通过推杆174朝向开关销177的这种运动，使这个开关销177从其静止位置向两个触头180和181的方向移动，从而安装在开关销177朝向触头180和181的端部上的接触桥184使两个触头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。
但是，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使一个可转动地设置在驱动端轴承盖19中的杆件190运动。通常被构造为叉形杆的该杆件190通过两个这里没有示出的“尖齿”在其外周上包住两个盘片193和194，以使夹在这两个盘片之间的传动环197克服弹簧200的阻力朝自由轮机构137运动，并且由此使起动小齿轮22啮合到内燃机的齿圈25中。
图2示出了根据本发明提出的方案的一种变型实施方式，在该实施方式中起动小齿轮和滚动轴环为彼此分开的部件。
由根据图2的视图可知，起动小齿轮22和自由轮机构137的构造使得这些部件为彼此相互分开的部件。起动小齿轮22设有未详细示出的外齿。此外，图2示出了自由轮机构137具有滚动轴环246以及夹紧体138。这些部件由自由轮机构137的盆形外圈132包住。由根据图2的视图得知，自由轮机构137的这些单独的部件，即滚动轴环246以及与这些部件分开的起动小齿轮22通过所示的在闭合状态250下的牙嵌离合器228相互连接。为了描绘牙嵌离合器228，不仅起动小齿轮22而且滚动轴环246在其分别指向彼此的端面上具有轴向齿232以及236。由此，自由轮机构137的容纳夹紧体138的盆形外圈132的滚动轴环246根据自由轮机构137的传动方向向起动小齿轮22传递转矩。此外，由根据图2的视图还得知，内弹簧230被起动小齿轮22和滚动轴环246的轴向齿232以及236包围。这为内弹簧230提供了保护，因为由于其被构造在内可以保护内弹簧230免受过高的离心力。通过支撑在起动小齿轮22和滚动轴环246的端面上的内弹簧230，确保所述两个部件相互预紧，但可沿轴向运动，特别是可平移。
起动小齿轮22相对于单元自由轮机构137的轴向固定通过特别地分开构造的止动盘240实现。特别地分开构造的止动盘240固定在底切部上(参见图3中的位置244)并且具有轴向间隙242，该轴向间隙在图2所示出的牙嵌离合器228的移入状态250下由于内弹簧230的作用被“压出”，却用于对位移进行补偿。特别地，分开构造的止动盘240被构造在起动小齿轮22的轴向齿232的外侧面上的底切部244上。分开构造的止动盘240在自由轮机构137压入时保护由塑料制成的导向盘免受过高的力以及将产生的力分散到相对大的表面上。分开构造的止动盘240特别地经硬化处理构造或者由预先经调质处理的材料制成或者由具有所必需的材料特性的滑移性覆层，例如滑移涂料(Gleitlack)制成。
此外由根据图2的视图得知，自由轮机构137的被设计为盆形的包住夹紧体138的外圈132被弹簧200施加负荷，该弹簧支撑在接触盘224上。此外，由根据图3的视图得知，滚动轴环246通过环226固定在自由轮机构137的被构造为盆形的外圈132中。最后，由图2得知，盆形的内圈在远离起动小齿轮22的一侧设有内齿，该内齿在这里被实施为斜齿。根据图1构造在依据行星齿轮传动机构83的行星架98的从动侧端部上的齿啮合在自由轮机构137的盆形外圈132上的齿(这里在根据图2的实施例中构造为斜齿)内。
图3示出了起动小齿轮和滚动轴环的相互啮合的轴向齿。
在根据图3的视图中，出于描绘的原因将内弹簧230略去，起动小齿轮22和位于自由轮机构137内部的滚动轴环246通过该内弹簧相对彼此预紧。因此，由根据图3的视图可以得知，轴向齿232以及236在牙嵌离合器228的接合状态250下与其轴向长度相对应地相互啮合。为牙嵌离合器228的离合对的轴向齿232以及236引起滚动轴环246和起动小齿轮22之间的联接，使得可以向起动小齿轮22传递转矩。对于沿传动方向使自由轮机构137运转且夹紧体138夹紧在盆形的外圈132(参见图2中的视图)与滚动轴环246之间使得转矩可以传递到起动小齿轮22上的情况也是如此。此外，由根据图3的视图得知，自由轮机构137中的滚动轴环246通过环226固定。起动小齿轮22和自由轮机构137的滚动轴环246之间的轴向固定通过特别地被实施为分开的止动盘240实现，该止动盘在其内径处被容纳在容纳部244上。这个容纳部244在根据图3的实施例中位于构造在起动小齿轮22上的轴向齿232的外侧面，即周面上。与该轴向齿232互补的是构造在滚动轴环246上的轴向齿236的各单个齿238。由于(在根据图2中的视图)构造有轴向间隙242的情况下的轴向固定实现了对小齿轮轴形式的连续部件的省略(不然起动小齿轮22和滚动轴环246则要安装在该小齿轮轴上)，因为起动小齿轮22相对于自由轮机构137组件的轴向固定由特别地分开构造的止动盘240所承担。当牙嵌离合器228处于图2中所示的移入状态250时，通过牙嵌离合器228将转矩从为自由轮机构137的一部分的滚动轴环246传递到处于啮合在内燃机的齿圈25中的状态下的起动小齿轮22上。
在图2中所示的轴向间隙242与作为牙嵌离合器228的轴向齿232以及236的单个齿234以及238沿轴向延伸的长度有关。此外，根据在图2中的视图，轴向间隙242与分开构造的止动盘240后退到与其相对应的槽内的程度有关，该槽构造在自由轮机构137的盆形外圈132的端面上。
通过牙嵌式构造的单个齿234以及238沿轴向相对于彼此的移动来限制轴向间隙242以及起动小齿轮22和滚动轴环246的轴向齿232、236的部分之间的缓冲。在一种在图中未示出的替代的变型实施方式中，起动小齿轮22和滚动轴环246可以具有不同的轴承直径。对于这种情况，例如起动小齿轮22直接支承在一个轴上，而滚动轴环246例如通过衬套被支承。作为这种方式的替代，滚动轴环246可以直接支承在轴上，而起动小齿轮22借助于衬套被支承。

Claims (10)

1.一种电机(10)，特别是用于内燃机的起动装置，所述电机具有啮合内燃机的齿圈(25)的起动小齿轮(22)，所述起动小齿轮(22)通过自由轮机构(137)被驱动，其特征在于，所述起动小齿轮(22)和所述自由轮机构(137)的滚动轴环(246)为能够相对彼此运动的分开的部件。
2.根据前述权利要求所述的电机(10)，其特征在于，所述起动小齿轮(22)和所述滚动轴环(246)被设置为相对于彼此同心并且通过位于内部的弹簧元件(230)相对彼此预紧。
3.根据前述权利要求中任意一项所述的电机(10)，其特征在于，所述起动小齿轮(22)具有轴向齿(232)，所述轴向齿与所述滚动轴环(246)的轴向齿(236)相对应。
4.根据前述权利要求中任意一项所述的电机(10)，其特征在于，用于止动盘(240)的、特别是分开构造的止动盘的容纳部(244)被构造在所述起动小齿轮(22)或者所述滚动轴环(246)上。
5.根据前述权利要求所述的电机(10)，其特征在于，所述容纳部(254)被构造在所述起动小齿轮(22)或者所述滚动轴环(246)的相应的轴向齿(232、236)上。
6.根据前述权利要求中任意一项所述的电机(10)，其特征在于，分开构造的止动盘(240)相对于所述自由轮机构(137)的盆形外圈(132)具有轴向间隙(242)。
7.根据前述权利要求中任意一项所述的电机(10)，其特征在于，分开构造的止动盘(240)接合在所述滚动轴环(246)上的底切部中，特别是接合在所述起动小齿轮(22)或者所述滚动轴环(246)的轴向齿(232、236)的外侧面上的容纳部中。
8.根据前述权利要求中任意一项所述的电机(10)，其特征在于，位于内部的弹簧元件(230)通过在所述起动小齿轮(22)或者所述滚动轴环(246)上的轴向齿(232、236)中的至少一个被向外封装。
9.根据前述权利要求中任意一项所述的电机(10)，其特征在于，分开构造的止动盘(240)由经硬化处理的材料或者由预先经调质处理的材料或者由在其上面涂有滑移性覆层、例如滑动涂料的材料制成。
10.用于内燃机的起动装置，具有根据前述权利要求中任意一项所述的起动小齿轮(22)和自由轮机构(137)的滚动轴环(246)。
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