CN102562399A - 用于内燃机的起动装置 - Google Patents

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Abstract

为了提供用于内燃机的起动装置(100)，该起动装置包括可转动地安装在壳体(10)内的滑轮(11)，借助于起动手柄(12)，可通过张力部件(13)使滑轮(11)转动以产生用于发动机轴的驱动扭矩，滑轮(11)借助于由弹簧丝形成的阻尼弹簧(14)连接至接合构件(15)，借助于该接合构件能够将驱动扭矩传递至发动机轴以起动内燃机，由此在阻尼弹簧(14)的扭曲的状态下，滑轮(11)能够相对于接合构件(15)扭转直到止动元件(16)抵撞到触止(17)以限制扭转，使得起动装置特别是在阻尼弹簧有故障时能够具有高的操作就绪性，提出了止动元件(16)和/或触止(17)由比接合构件(15)的材料和/或滑轮(11)的材料具有更高强度的材料形成。

Description

用于内燃机的起动装置
技术领域
本发明涉及用于内燃机的起动装置，该起动装置包括可转动地安装在壳体内的滑轮，借助于至少一个起动手柄，能够通过张力部件使该滑轮转动运动，以便产生用于发动机轴的驱动扭矩，并且滑轮借助于由弹簧丝形成的阻尼弹簧连接至接合构件，通过该接合构件能够将驱动扭矩传递至发动机轴以起动内燃机，由此在阻尼弹簧的扭曲(torsion)的情况下，滑轮能够相对于接合构件扭转直到止动元件抵撞到触止以限制该扭转。
背景技术
文献DE 20301182U1公开了用于内燃机的普通的起动装置，起动手柄连接到卷绕在滑轮上的张力部件。如果使用者拉动起动手柄，则滑轮借助于张力部件而转动并且该转动借助于阻尼弹簧传递到接合构件，通过接合构件能够将驱动扭矩传递至发动机轴以起动内燃机。
当使用者拉起动手柄从而使滑轮处于转动时，滑轮的转动角度可能已经不同于接合构件的转动角度。如果通过施加扭矩而开始使发动机轴转动来起动内燃机，那么由于内燃机的往复的活塞的工作原理，在发动机轴的转动过程中会得到不均匀的扭矩分布。在压缩相位，引导在气缸中的活塞增大了扭矩，结果该活塞反作用于该驱动扭矩。另一方面，在解压相位，发动机的转动运动被支持，因此当发动机轴开始转动时会得到具有相应的力的峰值的周期性的力分布。因此这意味着，待施加到发动机轴的扭矩有很强的波动性，该波动可能传递给滑轮从而也可能传递给起动手柄。为了避免或者至少减小起动发动机时力的峰值从与发动机轴连接的接合构件传递给滑轮，设置有阻尼弹簧，该阻尼弹簧允许滑轮和接合构件之间的扭曲，以能够使接合部件至少在预定的角度范围内朝向滑轮扭转。因此，力的峰值仅以减小的程度传递到滑轮。
为了限制接合部件相对于滑轮的扭转，并且由此为了避免由于超负载而损坏阻尼弹簧，设置有止动元件，该止动元件能够抵靠触止，由此限制接合部件相对于滑轮的扭转的最大角度，从而同样限制了阻尼弹簧的最大扭曲。
在阻尼弹簧损坏且处于阻尼弹簧的弹性超负载的情况，那么，由于内燃机的力的峰值，可能会有很大的力作用在抵着触止的止动元件的止动部上。这可能具有的结果是，止动元件或者触止出现机械故障，特别地可能发生止动元件或者触止断裂的情况。
为了提高止动元件的负载能力，可以设置两个止动元件，这两个止动元件在直径上彼此相对地布置于接合构件。因此，例如如果阻尼弹簧损坏，那么两个止动元件能够与各自的触止抵靠以便允许用于从滑轮向接合构件传递的扭矩的最大负载能力。然而不利地，由于两个止动元件彼此以最大角度180°错开，因此扭转的最大角度被减半。
如果发生阻尼弹簧断裂的情况，期望的是不管损坏的阻尼弹簧而能够至少暂时地进一步操作起动装置。这种起动装置的在阻尼弹簧发生故障时的应急操作能够通过将扭矩从滑轮直接经由止动元件和触止元件传递到接合构件而发生。如果止动元件与触止抵靠，采用这种方式能够使扭矩从滑轮传递到接合构件，而不能抑制从内燃机作用到滑轮上的力的峰值。然而，如果内燃机使用有故障的阻尼弹簧起动，那么力的峰值会导致止动元件和/或触止的机械断裂，这是期望避免的。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于内燃机的起动装置，特别是在阻尼弹簧有故障的情况下，该装置允许起动装置具有高的操作就绪性(readiness)。
该目的通过如下的用于内燃机的起动装置而解决：一种用于内燃机的起动装置，其包括可转动地安装在壳体内的滑轮，借助于至少一个起动手柄，能够通过张力部件使所述滑轮转动，以便产生用于发动机轴的驱动扭矩，并且所述滑轮借助于由弹簧丝形成的阻尼弹簧连接至接合构件，通过所述接合构件能够将所述驱动扭矩传递至所述发动机轴以起动所述内燃机，由此在所述阻尼弹簧的扭曲的状态下，所述滑轮能够相对于所述接合构件扭转直到止动元件抵撞到触止以限制所述扭转，其中，所述止动元件和/或所述触止由比所述接合构件的材料和/或所述滑轮的材料的强度高的材料形成。
本发明包括止动元件和/或触止由比接合构件的材料和/或滑轮的材料具有更高强度的材料形成的技术教导。
本发明源自用不同于接合构件的材料和/或滑轮的材料的材料形成止动元件和/或触止的思想。特别有利的是，用塑料材料、特别地在注射成型工序中制成接合构件和/或滑轮。待处理的塑料材料从而仅具有低的强度，以致在阻尼弹簧有故障的情况下，起动时的力的峰值从接合构件直接传递到滑轮时，就会出现止动元件和/或触止遭受机械断裂的上述问题。通过本发明对材料的选择，接合构件和/或滑轮仍然可以由从生产技术角度有利的塑料材料制成，而止动元件和/或触止也可以由不同的材料形成，特别地由高强度的材料形成，从而即使出现了力的峰值，止动元件和/或触止也不会经受任何损坏。
下面说明本发明的有利的进一步发展。
根据有利的实施方式，止动元件可以由金属材料形成，特别地由钢材形成，其中特别地接合构件和/或滑轮由塑料材料形成。类似地，触止可以被构造成由高强度材料制成的插入元件，特别地被构造成由金属材料制成并插入到滑轮中的插入元件。优选地，用于接合构件的止动元件和用于滑轮的触止都在塑料注射成型工序中被镶件成型(over-mould)使得当塑料材料被注射到模具中时止动元件和/或触止已经插入注射模具中。
根据一个可能的实施方式，止动元件可以布置于接合构件并且从接合构件的面向滑轮的表面突出，特别地止动元件能够被构造成销钉元件或者螺栓元件并且从接合构件的面向滑轮的表面朝向滑轮延伸。引导槽能够包含在滑轮中，止动元件在该引导槽中被引导，触止接合在引导槽中。接合构件的相对于滑轮的最大扭转能够通过止动元件抵撞到触止而得到限制。可选择地，也可以用同样的方式将止动元件设置在滑轮中而引导槽可以被包含在接合构件中。
有利地，阻尼弹簧的弹簧丝可以具有两个端部，第一端部可以与接合构件接合并且第二端部可以与滑轮接合，其中触止由特别地包括高硬度(high-hardness)的金属材料的阻尼弹簧的弹簧丝形成。根据本发明，一方面阻尼弹簧实现了滑轮和接合构件之间的阻尼功能，另一方面阻尼弹簧形成了止动元件能够抵撞到其上以限制接合构件相对于滑轮的扭转的触止。
特别地，触止可以由阻尼弹簧的弹簧丝的与滑轮接合的第二端部形成。阻尼弹簧的弹簧丝的第二端部可以具有曲线形状部，其中曲线形状部的第一段被装入滑轮的接收部中用于在该接收部中接合，并且该曲线形状部的第二段从滑轮的接收部朝向接合构件突出。一方面第二端部的被装入滑轮的接收部的部分将阻尼弹簧固定在滑轮中使得扭矩能够从滑轮施加到阻尼弹簧，此外，第二端部的被装入接收部的第一段实现了第二端部的固定使得从接收部突出的第二段刚性地连接到滑轮以形成触止。
阻尼弹簧的弹簧丝的第二端部的曲线形状部可以具有S形状、C形状或者倒置的U形状。同时，阻尼弹簧的弹簧丝的第二端部的曲线形状部可以在一个平面内延伸，特别地S形状、C状形状或者倒置的U形状可以在一个平面内延伸，其中阻尼弹簧具有位于第二端部的平面内的中心轴线。因此，该平面由中心轴线和与中心轴线正交的轴线限定，并且弹簧丝的第二端部从阻尼弹簧的主体大致垂直地延伸。弹簧丝的第二端部可以具有任意的曲线形状，S形状、C形状或者倒置的U形状均仅构成了一方面为了形成能够插入滑轮的接收部中的第一段而另一方面为了形成用于止动元件的触止的第二段的一种可能的有利的实施方式。倒置的U形状表示“U”并且“U”的开口侧插入到接收部中以使得仅弹簧丝的一个环作为为了形成刚性的可受载的触止的第二段从接收部突出。
为了由具有比接合构件的材料和/或滑轮的材料的强度高的材料形成止动元件和/或触止，可以仅仅止动元件和/或触止通过更高强度的材料例如金属材料加强。例如，止动元件和/或触止可以使用接合构件的材料和/或使用滑轮的材料形成为一件并且由同样的材料形成，并且仅仅止动元件和/或触止由更高强度的材料例如通过金属芯或者金属附加部来加强。
附图说明
下文中，参照附图结合对本发明的优选的示例性实施方式的说明详细给出改进本发明的进一步的措施。
图1以剖视图示出具有本发明的特征的起动装置的示例性实施方式；
图2示出具有触止的滑轮的视图；
图3示出其中包含有止动元件的接合构件的侧视图；
图4示出根据另一个示例性实施方式的起动装置的立体图；
图5示出根据图4中的示例性实施方式的起动装置的透视图；
图6示出根据图4和图5的示例性实施方式的起动装置的示例性实施方式的横向剖面侧视图；
图7a示出根据第一个示例性实施方式的阻尼弹簧的立体图；
图7b示出根据第二个示例性实施方式的阻尼弹簧的立体图；
图7c示出根据第三个示例性实施方式的阻尼弹簧的立体图。
具体实施方式
图1示出具有可转动地安装在壳体10中的滑轮11的用于内燃机的起动装置100的示例性实施方式。实施为缆线形式的张力部件13卷绕在滑轮11上。滑轮可转动地安装在壳体10中，并且当手动地拉张力部件13的一端时，使滑轮11转动运动。滑轮11绕着示出阻尼弹簧14处的中心轴线22可转动地安装，该弹簧以未详细示出的方式牢固地连接至所述滑轮，弹簧的一端指向滑轮11。接合构件15位于阻尼弹簧14的与滑轮11所在侧相反的一侧，并且阻尼弹簧14的指向接合构件15的一端以抗扭矩的方式连接到接合构件15。因此，阻尼弹簧14形成以扭曲弹性的方式将滑轮11连接到接合构件15的扭曲元件。由于阻尼弹簧14的扭曲弹性，所以在滑轮11和接合构件15之间能够发生相对运动。
如果通过拉动张力部件13使滑轮11转动运动，则阻尼弹簧14也绕中心轴线22一同转动。从而也使接合构件15转动运动，该接合构件能够经由接合轮廓15a与未详细示出的爪元件(detent element)接合，采用这种方式，可以使内燃机的发动机轴转动。滑轮11、阻尼弹簧14和接合构件15经由中央螺钉23可转动地装设在形成为壳体10的一部分的支承心轴25上。复位弹簧24用于当张力部件13再次放开时使滑轮11沿与上述转动方向相反的方向再次往回转动。当拉动张力部件13时，在张力部件13从滑轮11上解卷(unwind)的同时滑轮11沿发动机轴的转动方向转动。然后，复位弹簧24用于驱动滑轮11使其再次沿相反的方向转动，使得张力部件13能够再次卷绕。
止动元件16插入到接合构件15中，该止动元件例如被设计成螺栓元件并且被布置在包含于接合构件15中的孔中。螺栓状的止动元件16由钢材制成并且从接合构件15的朝向滑轮11的表面突出少许距离。对应于止动元件16的配置，在滑轮11中引入引导槽18，在阻尼弹簧14存在扭曲的同时，当接合构件15相对于滑轮11发生相对转动时，止动元件16在引导槽18行进直到止动元件16抵靠未详细示出的触止(counter-stop)。
图2示出从滑轮11指向接合构件15的方向看到的滑轮11的视图。在示出的滑轮11的表面中示出引导槽18，触止17被包含在引导槽18的行程中。触止17例如示出为金属插入元件，而滑轮11由塑料材料制成，使得根据本发明的触止17具有比滑轮11的强度高的材料。
图3示出其中插入有被设计为螺栓元件且由钢材制成的止动元件16的接合构件15的侧视图。另一方面，接合构件15由塑料材料制成，使得根据本发明的止动元件16具有比接合部件15的强度高的材料。
图4示出具有可转动地收纳滑轮11的壳体10的起动装置100的另一个示例性实施方式。对于阻尼弹簧14的配置和滑轮11的立体图，在去掉接合构件15的地方，与示出的表示滑轮11和阻尼弹簧14的转动轴线的中央螺钉23一起，同样示出了阻尼弹簧14。同样示出了布置在张力部件13的端部的起动手柄12。如果通过起动手柄12手动地为张力部件13引入张力，那么滑轮11开始绕中央螺钉23转动。
阻尼弹簧14具有第一端部14a，阻尼弹簧14通过该第一端部14a连接到未详细示出的接合构件15。阻尼弹簧14还包括刚性地布置在滑轮11中的第二端部14b。
对于阻尼弹簧14的第二端部14b在滑轮11中的刚性配置，滑轮11具有接收部20并且阻尼弹簧14的第二端部14b的第一段插入到接收部20中。阻尼弹簧的第二端部14b的第二段21从接收部20突出并且形成触止17，当滑轮11相对于接合构件15的扭转角度达到最大值时接合构件15的止动元件16变成抵靠该触止17。阻尼弹簧14的第二端部14b的第二段21以环状的方式从接收部20突出，阻尼弹簧14由高强度的金属材料制成并且阻尼弹簧14的材料比优选地由塑料制成的滑轮11的材料硬。
图5以剖视图示出接合构件15，其具有用于形成止动元件16的第一止动面，阻尼弹簧14的第二端部14b的从滑轮11的接收部20突出的第二段21抵靠止动元件16的第一止动面。如果通过起动手柄12为张力部件13引入张力，并且如果滑轮11绕中心轴线22顺时针转动，那么滑轮11能够相对于接合构件15扭转直到由阻尼弹簧14的第二端部14b的第二段21形成的触止17变成抵靠止动元件16的第二止动面。由此滑轮11相对于接合构件15扭转270°。
图6示出根据图4和图5的示例性实施方式的起动装置的横向剖面侧视图。以剖视图示出壳体，并且带有张力部件13的滑轮11、阻尼弹簧14和接合构件15借助于中央螺钉23可绕着中心轴线22转动地紧固在壳体10的支承心轴25上。在该阻尼弹簧14的横向剖视图中能够辨认出阻尼弹簧14的第一端部14a和第二端部14b。第一端部14a牢固地连接到接合构件15，第二端部14b具有S形状并且第二段21从滑轮11突出以形成触止17。当接合构件15达到相对于滑轮11的扭转最大角度时，接合构件15的止动元件能够抵靠触止17。
图7a、7b和7c各自示出绕中心轴线22延伸的阻尼弹簧14的各示例性实施方式。阻尼弹簧14被设计为螺旋弹簧并且具有圆锥形状。阻尼弹簧14的圆锥形状的具有较小直径的一端形成连接到接合构件15的第一端部14a。第二端部14b形成在圆锥形状的较大直径处并且在远离阻尼弹簧14的平面中延伸，该平面通过中心轴线22和阻尼弹簧14的第二端部14b的延伸方向26限定。
图7a示出具有被构造成倒置的“U”形状的第二端部14b的阻尼弹簧14。在将曲线形式的第二端部14b的第一段19与第二段21分开的高度处示出延伸方向26。第一段19用于插入滑轮11中的接收部20内，第二段21从滑轮11的接收部20突出以形成触止17。
图7b示出第二端部14b的S形状，其中在S的一半高度处示出延伸方向26。因此，S形状的下部的第一段19能够插入到接收部20中，上部的第二段21从接收部20突出。
图7c示出阻尼弹簧14的第二端部14b的C形状，下部的第一端部19同样能够插入到接收部20中而上部的第二段21从接收部20突出以形成触止17。
本发明不限于用其进行上文中说明的优选示例性实施方式。相反，使用在根本不同的实施方式中出现的技术方案的多种变型是可行的。从权利要求书、说明书或者附图，包括构造的细节和空间的配置，中推演出的所有特征和/或优点自身和在各种组合中对于本发明均是重要的。
附图标记说明
100发动机驱动装置
10壳体
11滑轮
12起动手柄
13张力部件
14阻尼弹簧
14a第一端部
14b第二端部
15接合构件
15a接合轮廓
16止动元件
17触止
18引导槽
19曲线形状部的第一段
20接收部
21曲线形状部的第二段
22中心轴线
23中央螺钉
24复位弹簧
25支承心轴
26延伸方向

Claims (10)

1.一种用于内燃机的起动装置(100)，其包括可转动地安装在壳体(10)内的滑轮(11)，借助于至少一个起动手柄(12)，能够通过张力部件(13)使所述滑轮(11)转动，以便产生用于发动机轴的驱动扭矩，并且所述滑轮(11)借助于由弹簧丝形成的阻尼弹簧(14)连接至接合构件(15)，通过所述接合构件(15)能够将所述驱动扭矩传递至所述发动机轴以起动所述内燃机，由此在所述阻尼弹簧(14)的扭曲的状态下，所述滑轮(11)能够相对于所述接合构件(15)扭转直到止动元件(16)抵撞到触止(17)以限制所述扭转，其特征在于，所述止动元件(16)和/或所述触止(17)由比所述接合构件(15)的材料和/或所述滑轮(11)的材料的强度高的材料形成。
2.根据权利要求1所述的起动装置，其特征在于，所述止动元件(16)由金属材料制成，特别地由钢材制成，特别地，所述接合构件(15)和/或所述滑轮(11)由塑料材料形成。
3.根据权利要求1或2所述的起动装置，其特征在于，所述止动元件(16)布置于所述接合构件(15)并且从所述接合构件(15)的面向所述滑轮(11)的表面突出，特别地，所述止动元件(16)被构造成销钉元件或者螺栓元件并且从所述接合构件(15)的面向所述滑轮(11)的表面朝向所述滑轮(11)延伸。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的起动装置，其特征在于，引导槽(18)被包含在所述滑轮(11)中，所述止动元件(16)在所述引导槽(18)中被引导，其中，所述触止(17)接合在所述引导槽(18)中。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的起动装置，其特征在于，所述触止(17)被构造成由高强度材料制成的插入元件，特别地被构造成由金属材料制成并插入到所述滑轮(11)中的插入元件。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的起动装置，其特征在于，所述阻尼弹簧(14)的所述弹簧丝具有第一端部(14a)和第二端部(14b)，所述第一端部(14a)与所述接合构件(15)接合并且所述第二端部(14b)与所述滑轮(11)接合，其中，所述触止(17)由特别地具有高硬度的金属材料的所述阻尼弹簧(14)的所述弹簧丝形成。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的起动装置，其特征在于，所述触止(17)由所述阻尼弹簧(14)的所述弹簧丝的与所述滑轮(11)接合的所述第二端部(14b)形成。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的起动装置，其特征在于，所述阻尼弹簧(14)的所述弹簧丝的所述第二端部(14b)具有曲线形状部，其中，所述曲线形状部的第一段(19)被装入所述滑轮(11)的接收部(20)中而接合在所述接收部(20)中，所述曲线形状部的第二段(21)从所述滑轮(11)的所述接收部(20)朝向所述接合构件(15)突出。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的起动装置，其特征在于，所述阻尼弹簧(14)的所述弹簧丝的所述第二端部(14b)的所述曲线形状部具有S形状、C形状或者倒置的U形状。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的起动装置，其特征在于，所述阻尼弹簧(14)的所述弹簧丝的所述第二端部(14b)的所述曲线形状部在一个平面内延伸，特别地所述S形状、所述C形状或者所述倒置的U形状在一个平面内延伸，其中，所述阻尼弹簧(14)具有位于所述第二端部(14b)的所述平面内的中心轴线(22)。
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