CN102650252A - 固定的保持盘 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种固定的保持盘。本发明具体涉及一种用于在转矩传递件(212)上固定至少一个保持盘(210)的方法，所述转矩传递件(212)具有凹部(214)，其中将至少一个保持盘(210)推上直至转矩传递件(212)的所述凹部(214)，其中所述至少一个保持盘(210)沿径向弯曲，使得所述至少一个保持盘(210)具有比所述转矩传递件(212)的外径(216、238)更大的内径(218)，以及所述至少一个保持盘(210)被固定在所述转矩传递件的凹部(214)中。此外，还提出了一种具有固定的保持盘的转矩传递件(212)，以及一种包括具有固定的保持盘的转矩传递件(212)的起动装置(10)。

Description

固定的保持盘
技术领域
本发明涉及一种用于在转矩传递件上固定保持盘的方法。本发明还涉及一种用于起动装置的具有固定的保持盘的转矩传递件以及一种包括所述转矩传递件的起动装置。
背景技术
为了起动内燃机，通常会装有起动装置或起动机，其通过与燃料供应装置分开的能量供应装置被供给。为此，大多设有电动机，其起动小齿轮首先啮合在内燃机的齿圈中，以驱转内燃机。随后电动机经由起动小齿轮使内燃机的齿圈加速，直到它们在没有辅助的情况下能够继续运转。在起动小齿轮和电动机之间设有自由轮机构，该自由轮机构防止已经起动的内燃机通过依然啮合的起动小齿轮以过高的转速驱动电动机，并且可能由此对其造成损伤。因此，在内燃机已被起动且在解压缩阶段比起动机中的起动电动机转得更快时，自由轮机构为起动小齿轮提供了超越的可能性。
由现有技术已知用于自由轮机构的不同的实施方式。其在此通常是滚子自由轮机构，所述滚子自由轮机构将输出轴上的起动小齿轮与驱动轴上的带动件相互连接。DE 10 2009 001 738A1描述了一种用于内燃机的起动机的滚子自由轮机构。导向盘封闭了构造有导向件的滚子自由轮机构的间隙。保持盘贴靠在导向盘上，该保持盘用于起动小齿轮的轴向固定。此外，该保持盘还防止润滑剂溢出。带动件通过以形状配合连接的方式固定的密封罩将自由轮机构部件一起保持在内腔中。
在上面所描述类型的装置中，保持盘在安装自由轮机构期间通过冲压密封罩被固定。根据起动小齿轮和相应的自由轮机构的尺寸，必须在安装自由轮机构期间装入不同的保持盘。因此，保持盘的厚度、内径和外径必须与小齿轮齿部的齿顶圆以及自由轮机构轨道的外径相匹配。这导致需为不同的起动机规格标识多个不同的保持盘。此外，因为在自由轮机构安装时需对多个不同的自由轮机构进行支承和安装，还增加了产品成本。最后，由此产生在安装自由轮机构时使用错误保持盘的一定的风险。
发明内容
根据本发明提出一种用于在转矩传递件上固定至少一个保持盘的方法，其中沿周向在转矩传递件的外径上设有至少一个具有更小的外径的凹部。依据本发明的方法包括下列步骤：
a)将至少一个保持盘推上直至转矩传递件的至少一个凹部，
其中所述至少一个保持盘沿径向弯曲，使得所述至少一个保持盘具有比转矩传递件的外径更大的内径，以及
b)将所述至少一个保持盘固定在所述转矩传递件的至少一个凹部中。
依据本发明所提出的方法使得能够在自由轮机构安装前就已将至少一个保持盘安装在转矩传递件上。也就是说，所述转矩传递件在其制造后直接设有至少一个匹配的保持盘。随后，才将自由轮机构的部件、带动件和密封罩安装在所述转矩传递件上。因此，必然能为每种小齿轮-自由轮机构组合分配为此所提供的具有正确直径和正确厚度的一个或多个保持盘。在此，一个或多个保持盘的直径对于轴向固定而言是有意义的。与此相对，一个或多个保持盘的厚度对于啮合过程是重要的。因为，在当盘过厚时，所述一个或多个保持盘或者自由轮机构在啮合状态下会撞到内燃机的齿圈，并因此造成损伤。通过依据本发明的方法，可以可靠地设计一个或多个保持盘的安装，其中在自由轮安装前已经为各个起动小齿轮分配了正确的保持盘。因此，大大地降低了由于多种可能组合而安装了错误的保持盘的可能性。
在一种优选的实施方式中，至少一个保持盘通过弯曲固定在转矩传递件的至少一个凹部中，使得至少一个保持盘的内径小于转矩传递件的外径，并且所述至少一个保持盘的内径大于在所述转矩传递件中的一个或多个凹部的外径。此外，对在所述转矩传递件中的一个或多个凹部的外径和至少一个保持盘在固定状态下的内径进行选择，使得在至少一个保持盘和在所述转矩传递件中的一个或多个凹部之间实现间隙配合。在此，当该至少一个保持盘被可转动地固定在转矩传递件上时，存在间隙配合。因此，所述至少一个保持盘的内径大于所述转矩传递件的一个或多个凹部的外径。
在一种另外的优选的实施方式中，至少一个保持盘借助于冲压工具在至少一个凹部中弯曲，并且由此被持久地固定。当至少一个保持盘在软的状态下被推上时，能够更加容易地实现这个步骤。在上下文中，软的状态应理解为所述至少一个保持盘能够塑性变形的任一状态。这可以例如当至少一个保持盘是热的，并且用于制造所述至少一个保持盘的材料还能够塑性变形时实现。因此，能够以特别简单的方法借助于冲压工具使该至少一个保持盘在推上后沿径向弯曲，也就是说，该至少一个保持盘的内径通过所述弯曲减小。在所述至少一个保持盘冷却后，该至少一个保持盘就持久地装在转矩传递件的至少一个凹部中。
此外，依据本发明还提出一种用于容纳特别是用于起动装置的自由轮机构的转矩传递件，其包括小齿轮、内圈和至少一个凹部，所述凹部沿周向设置在所述转矩传递件的外径上，其中在在转矩传递件上的至少一个凹部中容纳至少一个保持盘。
依据本发明提出的转矩传递件可以特别地被用于安装在起动机中，其中在安装自由轮机构前已经将所述至少一个保持盘安装在转矩传递件上。因此，依据本发明的转矩传递件降低了生产成本。保持盘的安装也明显更加容易，并且由此产品能构造得更加可靠。
在一种优选的实施方式中，转矩传递件被构造为单件式或多件式的。单件式的实施方式具有如下优点：需要更少的安装步骤，其中多件式的结构支持通用件概念，因为在将部件组合时能实现更高的灵活性。以有利的方式，所述至少一个保持盘以间隙配合安装在转矩传递件的所述至少一个凹部中。在所述至少一个保持盘和转矩传递件的所述至少一个凹部之间的间隙配合使得所述至少一个保持盘以可转动的方式固定在转矩传递件上。为了能够通过自由轮机构使驱动轴和输出轴之间解除联接，这是必要的。
在一种有利的实施方式中，所述至少一个保持盘沿径向具有至少两个厚度不同的区段。所述至少一个保持盘在这个实施方式可以被构造为使得自由轮机构的导向盘被集成在所述至少一个保持盘中。这减少了需安装在转矩传递件上的部件的数量，并由此使自由轮机构后面的安装更加简单。
在一种有利的实施方式中，所述至少一个保持盘由金属材料，例如弹簧钢板和/或塑料制成。当然，用于制造保持盘的材料必须是耐热的，因为在自由轮机构中会出现剧烈的温度波动。也就是说，例如自由轮机构的摩擦会产生高达180℃的温度。因此，使用的材料承受很高的负荷。此外，所述至少一个保持盘可以设有涂层，所述涂层为所述至少一个保持盘提供附加的保护。可以想到将涂层，例如SiC、滑动漆层、如DLC(类金刚石涂层)的金刚石涂层、带有磷酸盐的氮化硼、氮化钛或硬铬层用作自由轮机构中的润滑剂。
一种用于内燃机的起动装置，所述起动装置包括具有在自由轮机构安装前已经装入到至少一个凹部中的至少一个保持盘的转矩传递件，所述起动装置具有下述优点，即显著降低了在保持盘方面的成本，并由此提高了起动装置的生产效率。
附图说明
下面将参照附图对本发明进行详细阐述。其中：
图1以剖视图示出了起动装置，
图2以剖视图示出了转矩传递件，其中既安装了自由轮机构又安装了带动件，
图3以立体视图示出了转矩传递件，其中安装了自由轮机构和带动件，但密封罩除外，
图4以示意图示出了用于将保持盘固定在转矩传递件上的方法，
图5示出了具有固定的保持盘的转矩传递件。
具体实施方式
图1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和继电器16。所述起动电动机13和继电器16被固定在一个共同的驱动端轴承盖19上。所述起动电动机13在功能上用于驱动起动小齿轮22，所述起动小齿轮通常被构造为正齿轮。该起动小齿轮22啮合到在图1中未示出的内燃机的齿圈25中。
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承多个极靴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通过已知的方式与电枢绕组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。设置在接通继电器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供电还为励磁绕组34供电。驱动轴44在换向器一侧通过轴颈64和滑动轴承67得到支撑，该滑动轴承67又通过换向器轴承盖70被保持位置固定。所述换向器盖70又借助于拉杆73固定在驱动端轴承盖19中，所述拉杆(螺钉，例如两个、三个或者四个螺钉)分布在极管28的周边上。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支撑在极管28上。
沿驱动方向，在电枢37上连接了一个太阳轮80，该太阳轮是行星齿轮传动装置83的一部分。太阳轮80被多个行星齿轮86(通常是三个行星齿轮86)包围，这些行星齿轮借助于滚动轴承89支撑在轴颈92上。行星齿轮86在内齿圈95中滚动，所述内齿圈95以外侧支承在极管28中。朝向输出侧的方向，与行星齿轮86相接的是行星架98，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和设置在该中间支承件101中的滑动轴承104中。中间支承件101被设计为盆形，以便于在其中既容纳行星架98又容纳行星齿轮86。此外，在盆形的中间支承件101中还设置了内齿圈95，该内齿圈通过盖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。该输出轴116通过它远离中间支承件101的端部119支承在另一轴承122，即A轴承中，其构造在驱动端轴承盖19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。这个轴毂连接结构128在这种情况下使带动件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是一体式的。这个自由轮机构137(定向止动器)此外还包括设置在外圈132径向内部的内圈140。在内圈140和外圈132之间设有夹紧体138。所述夹紧体138与内圈和外圈共同作用，防止在外圈和内圈之间朝第二个方向的相对转动。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。在这个实施例中，所述内圈140被实施为与起动小齿轮22和该起动小齿轮的斜齿143(外斜齿)是一体的。
继电器16具有接线柱150，该接线柱是电触头181并且连接在电的起动机电池(在根据图1的示图中未示出)的正极上。该接线柱150穿过继电器盖153。所述继电器盖153封闭继电器壳体156，该继电器壳体借助于多个固定元件159(螺钉)固定在驱动端轴承盖19上。在继电器16中还设有吸引绕组162和保持绕组165。吸引绕组162和保持绕组165在接通状态下分别产生一个电磁场，所述电磁场穿过(由电磁传导性材料制成的)继电器壳体156、可线性移动的衔铁168和衔铁搭接部(Ankerrueckschluss)171。衔铁168支撑有推杆174，该推杆在衔铁168的线性拉动下朝控制螺栓177运动。通过推杆174朝控制螺栓177的这种运动，使得这个控制螺栓从其初始位置朝两个触点180和181运动，从而在控制螺栓177的端部设置的接触桥184使两个触点180和181相互电连接。由此，将电功率从接线柱150经由接触桥184朝电流引线61以及由此朝碳刷56传输。由此，起动电机13被通电。
此外，继电器16或者更具体的说衔铁168还具有以下任务，即通过牵引元件187使可转动地设置在驱动端轴承盖19中的杆件运动。该杆件190通常是叉形杆，并且以两个在此未示出的“尖齿”在其外周上包住盘形件193和194，用于使夹紧在这两个盘形件之间带动环197克服弹簧200的阻力朝自由轮机构137运动，并由此使起动小齿轮22啮合到内燃机的齿圈25中。
图2示出了带有安装的自由轮机构137和带动件131的转矩传递件212的示意性剖视图。在所示出的实施方式中，转矩传递件212被设计为圆柱形的，以容纳在起动机10的输出轴116上。此外，在图2中所示出的转矩传递件212具有两个由在该转矩传递件212圆周上的凹部214分开的区段。在此，起动小齿轮22构成该转矩传递件212的第一区段，凹部214紧挨着该第一区段，内圈140紧跟着所述凹部214。
起动小齿轮22设置在朝向内燃机的齿圈25的端部上，并且可以啮合到该齿圈25中。此外，可以将具有斜齿143的起动小齿轮22设计在转矩传递件的轴向长度上。起动小齿轮22的这种实施方式使啮合过程更加容易，因为通过斜齿143，朝啮合方向施加了一个附加的力。
凹部214被沿周向设置在转矩传递件212的外径216上，并且可以例如被构造为有棱角的、圆形的或逐渐向内变成尖头的。因此，凹部的外径220小于转矩传递件212的外径216。在这个实施方式中，小齿轮22和夹紧面224的区域具有相同的外径。当然，小齿轮22的外径216也可以大于或小于内圈140的外径238。转矩传递件212的第二区段包括内圈140，所述内圈具有用于自由轮机构137的夹紧体138的滚动面或者说夹紧面或夹紧轨道224。该夹紧面224是经过加工的，优选是经过磨削的表面，自由轮机构137的夹紧体138被夹紧在该表面上。
在图2中，转矩传递件212被构造为单件式的。当然，多件式的实施方式也是可行的。在两件式的实施方式中，起动小齿轮22例如被设计为具有套筒式的突起部。这个套筒式的突起部可以是一种管件，内圈140被嵌套固定在该管件上。这种固定可以通过将内圈140推上或者对该内圈进行热装配实现，其中在套筒形突起部和内圈140之间形成摩擦连接。然而内圈140也可以例如以材料连接(焊接、钎焊)的方式或者借助于轴毂连接装置固定。在另外的变型实施方式中，可以将转矩传递件212构造为三件式的，其中不仅内圈140，而且起动小齿轮22也被安装在套筒状的突起部上。
为了在内燃机的转动快于起动电动机时为起动小齿轮提供超越的可能性，在转矩传递件212和带动件131之间设置自由轮机构137。在图2中，自由轮机构137被设计为滚子式自由轮机构，同样地也可以考虑其他的实施方式，如片式自由轮机构(Lamellenfreilauf)。在图2中，在转矩传递件212的内圈140和带动件131的外圈132之间装入夹紧体138，其形式例如为所示出的圆柱体形的自由轮滚子。也可以使用球形或筒形自由轮体作为夹紧体。为了确保自由轮机构137最优和持续良好的滑动特性和磨损特性，可以在外圈132的内表面226上、夹紧体138的表面以及在内圈140的外夹紧面224上涂上具有特别好的滑动特性和非常高的耐磨性的涂层。
沿轴向，自由轮机构137在一侧通过带动件131，以及在另一侧通过安装在凹部214中的保持盘210固定在转矩传递件212上。这些元件具有防止润滑剂从自由轮机构137溢出以及沿轴向固定起动小齿轮22的功能。转矩传递件212、自由轮机构137和带动件131通过密封罩228相互固定。这个密封罩228将外圈132的外表面与保持盘210以及导向盘230连接。此外，外圈132的表面设有栓，这些栓能够实现与密封罩228的可靠连接。
保持盘210被设置在凹部214中，并且以间隙配合安装在那里。因此，该保持盘210一方面用于起动小齿轮22的轴向固定，但另一方面允许转矩传递件212与带动件131之间的自由转动。通过这种方式，自由轮机构137可以在夹紧体138夹紧时解除转矩传递件212与带动件131的联接。
此外，在自由轮机构137中设置用于对夹紧体138进行导向的导向盘230。这个导向盘230可以被构造为独立的盘。在一种替代的实施方式中，保持盘210沿径向具有不同的厚度，从而将导向盘230和保持盘210构造为一体。
图3示出了转矩传递件212的立体图，其中只安装了自由轮机构137和带动件131，当然，密封罩尚未装上。保持盘210固定在凹部214中，并且用于转矩传递件212的轴向固定。
在现有技术已知的用于固定保持盘210的方法中，在冲压密封罩230时将这个保持盘固定。为此，为了构造密封罩228对金属板件进行冲压，也就是说，压出一个台阶，其中该保持盘210通过带动件131的外圈132固定在凹部214中。这个步骤通常是在安装自由轮机构137时进行的，并且在起动机10的生产上需要更高的成本。因此，对于起动机10用于不同应用场合的每种实施方式而言，需要多种不同的保持盘210。这些多种不同的保持盘210必须在自由轮机构安装中进行额外的支承、标记和安装。在自由轮机构安装时才对保持盘210进行固定的情况可能导致在保持盘210方面的混淆，这会使自由轮机构安装变得困难。
图4以示意图示出了依据本发明的用于固定至少一个保持盘210的方法。这个方法由弯曲的保持盘210开始，该保持盘具有比转矩传递件212(参见外径216或238)更大的内径218，从而该保持盘可以被推到该转矩传递件212上。该保持盘210具有外径236，并且在直径234处沿径向弯曲，这产生了具有直径218的区段232。在此，弯曲直径234大于等于保持盘210的内径218。
保持盘210可以由简单的金属板，如弹簧钢板，或塑料制成。在由金属板制成的情况下，保持盘210的径向弯曲232可以通过任一本领域技术人员已知的加工方法实现，该方法在例如金属板上施加弯矩，并由此引起板件的至少部分折叠。这些方法的例子如压制、深冲、激光弯曲或任何其他弯曲方法。由塑料制成的保持盘可以通过注塑或类似方法直接在径向弯曲的状态下制成。这些方法的目的是以可逆的方式减小保持盘210的内径218，从而使该保持盘能够被推到转矩传递件212上。
可以从起动小齿轮22的方向或者，如在图4中以A表示的，从具有外径238的内圈140的方向将保持盘210推到转矩传递件212上。有利地，经由内圈140进行推上，从而可以不对起动小齿轮22造成损伤。随后，在凹部214的高度上装上冲压工具222，如在图4中所示。借助于该冲压工具222，优选在软的状态下使弯曲的保持盘210至少部分地又垂直地弯曲，使得该盘的内径218减小。通过这种方式可以将保持盘210以间隙配合固定在转矩传递件212上的凹部214中。在上下文中，间隙配合应理解为，保持盘210被持久地装在凹部214中，并且能够进行相对运动。因此，该保持盘210并非压配合在转矩传递件212上。该盘因此可以在凹部内沿轴向运动，以及绕图4中的转矩传递件212的水平轴线转动。
在本方法的一种优选的实施方式中，保持盘210在被推到转矩传递件212上后依然处于软的状态。这使得弯曲更容易，并因此简化了保持盘210的固定。
图5示出了借助于上面所描述的方法制造的转矩传递件212，在其上在凹部214中装有保持盘210。这个部件可以借助于依据本发明的方法进行制造而与自由轮机构的安装无关。因为不同的保持盘210事先已经被装在转矩传递件212上，这样可以提高产品的可靠性。因此由于直径不同，错误安装的可能性减小，因为在推上时，径向弯曲的保持盘210的内径218必须与转矩传递件212的外径216匹配。这可以总体上理解为防止将错误的保持盘210安装上的保护措施。

Claims (11)

1.一种用于在转矩传递件(212)上固定至少一个保持盘(210)的方法，其中沿周向在转矩传递件(212)的外径(216、238)上设有至少一个具有较小的外径(220)的凹部(214)，所述方法包括下列步骤：
a)将至少一个保持盘(210)推上直至转矩传递件(212)的所述凹部(214)，其中所述至少一个保持盘(210)沿径向弯曲，使得所述至少一个保持盘(210)具有比所述转矩传递件(212)的外径(216、238)更大的内径(218)，以及
b)将所述至少一个保持盘(210)固定在所述转矩传递件(212)的凹部(214)中。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤b)中通过弯曲将所述至少一个保持盘(210)固定，使得所述至少一个保持盘(210)的内径(218)小于所述转矩传递件(212)的外径(216、238)，并且所述至少一个保持盘(210)的内径(218)大于在所述转矩传递件(212)中的凹部(214)的外径(220)。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少一个保持盘(210)借助于冲压工具(222)在所述凹部(214)中弯曲并固定在该凹部中。
4.按照权利要求1至3中的任一项或多项所述的方法，其特征在于，所述至少一个保持盘(210)在步骤a)中以软的状态被推上。
5.一种用于容纳特别是用于起动装置(10)的自由轮机构(137)的转矩传递件(212)，所述转矩传递件包括起动小齿轮(22)、内圈(140)和凹部(214)，所述凹部沿周向设置在所述转矩传递件的外径(216、238)上，其特征在于，在转矩传递件(212)上的凹部(214)中容纳至少一个保持盘(210)。
6.按照权利要求5所述的转矩传递件(212)，其特征在于，所述至少一个保持盘(210)沿径向具有两个厚度不同的区段。
7.按照权利要求5或6所述的转矩传递件(212)，其特征在于，所述至少一个保持盘(210)由金属材料和/或塑料制成。
8.按照权利要求5至7中的任一项或多项所述的转矩传递件(212)，其特征在于，所述至少一个保持盘(210)具有涂层。
9.按照权利要求5至8中的任一项或多项所述的转矩传递件(212)，其特征在于，所述至少一个保持盘(210)以间隙配合安装在所述凹部(214)中。
10.按照权利要求5至9中的任一项或多项所述的转矩传递件(212)，其特征在于，所述转矩传递件(212)为单件式或多件式。
11.一种用于内燃机的起动装置(10)，所述起动装置包括按照权利要求5至10中的任一项或多项所述的转矩传递件(212)。
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