CN103154501A - 具有用于接合传动机构的减振止挡的用于内燃机的起动机 - Google Patents

具有用于接合传动机构的减振止挡的用于内燃机的起动机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的起动机，其具有可调整地布置在轴上的起动小齿轮(22)，所述起动小齿轮可轴向地在相对于内燃机的齿图被拉回的脱开接合位置和被推进的接合位置之间调整。所述起动小齿轮的推进运动受到止挡装置(300)的限制，所述止挡装置(300)包括保持件(302)、变形元件(304)和止挡件(303)，其中，所述止挡件(303)包括周边侧的支撑区段，其邻近所述保持件的周面布置，并且其中，所述变形元件(304)支撑在所述保持件(302)的面对所述止挡件(303)的端面上。

Description

具有用于接合传动机构的减振止挡的用于内燃机的起动机
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于内燃机的起动机。
背景技术
在US 2,199,714中描述了一种用于内燃机的起动机，在其中，起动小齿轮可轴向移动地支承在驱动轴上，并且为了起动内燃机而与内燃机的齿圈接合。在起动小齿轮和轴之间的轴向相对运动通过在轴上的止挡装置限制，该止挡装置包括由柔性的材料制成的变形元件，该变形元件被容纳在轴上的空心环中并且其面对起动小齿轮的端侧被止挡盘覆盖。在推进运动时，起动小齿轮撞到支撑在变形元件上且可轴向移动地支承在轴上的止挡盘上。由起动小齿轮引起的冲击导致止挡盘朝变形元件的轴向移动，由此缓和该冲击。
止挡盘通过附加的弹簧元件被力加载到其初始位置中，该弹簧元件应确保，即使在变形元件磨损时止挡盘也保持其初始位置。然而，这可导致止挡盘的轴向间隙，结果为，在起动小齿轮推进时变形元件在克服该轴向间隙后才起作用。
在US 2,199,714中描述的止挡装置具有的缺点为相对复杂的结构。在变形元件磨损时，不再能可靠地确保减振功能。此外，空心环和被容纳在空心环中的变形元件要求相对大的结构空间。
发明内容
本发明的目的为，以简单的措施实施用于内燃机的起动机，使得通过止挡装置有效地限制起动小齿轮的推进运动，其中，应减小在起动小齿轮撞到止挡装置上时的撞击噪声。
根据本发明，该目的通过权利要求1的特征实现。从属权利要求给出适宜的改进方案。
用于内燃机的根据本发明优选为悬臂式的起动机具有可调整地布置在轴上的起动小齿轮，该起动小齿轮可沿轴向在被拉回的脱开接合位置和被推进的接合位置之间调整，其中，在接合位置，起动小齿轮与内燃机的齿圈接合。轴向的脱离运动借助于起动继电器实现，旋转运动通过机电式的驱动机构实现。
为了限制起动小齿轮的推进运动，设有止挡装置，其包括保持件、变形元件和止挡件，其中，变形元件支撑在保持件上，并且止挡件被沿轴向推进的起动小齿轮接触。该止挡件可相对于保持件做相对运动、特别是轴向的调整运动，其同时意味着变形元件的变形运动。随着起动小齿轮的撞击，导致调整运动或者说变形运动的力被施加到止挡件上。以这种方式消散能量并且减小撞击到止挡件上的起动小齿轮的撞击噪声。
该止挡件具有周边侧的支撑区段，该支撑区段邻近、特别是直接邻近保持件的周面布置，并且优选地在保持件和止挡件之间的至少一个相对位置上贴靠在保持件的径向的周面上。适宜地，周边侧的支撑区段至少在起动小齿轮被拉回的脱开接合位置(静止位置)与保持件的周面接触。此外也可行的是，在中间位置和/或被推进的接合位置，周边侧的支撑区段也与保持件的周面接触。相对地，根据另一实施方式，在止挡件的支撑区段和保持件的周面之间在这两个部件的至少一个相对位置上存在间隙，优选地在起动小齿轮的接合位置(在该接合位置起动小齿轮与止挡装置相撞)上存在间隙。
此外规定，变形元件支撑在保持件的面对止挡件的端面上。由此，在止挡装置上力在两个方向上作用，即一方面沿轴向通过支撑在保持件的端面上的变形元件并且另一方面沿径向通过止挡件(其贴靠在保持件的周面上)的周边侧的支撑区段作用。这些力并非强制性地要同时起作用，而是在起动小齿轮在被推进的接合位置碰撞时轴向力作用到变形元件上并且作用到保持件上，相反地，在被拉回的脱开接合位置中，止挡装置不被起动小齿轮的力施加负载，并且止挡件沿径向通过其周边侧的支撑区段支撑在保持件的周面上。
根据适宜的实施方式，止挡件包括端侧的止挡区段，其邻近、特别是直接邻近保持件的端面布置。该端侧的止挡区段特别是在起动小齿轮的被推进的接合位置(在该位置起动小齿轮与止挡装置相撞)支撑在保持件的端面上。相反地，在初始位置，在端侧的止挡区段和保持件的端面之间可存在间隙，尽管在初始位置在止挡件的端侧的止挡区段和保持件的端面之间也存在接触的实施方式也是可行的。保持件的端面形成止挡面，在该止挡面上吸收变形元件的变形力。
止挡装置可以结构很小的方式实现。特别不需要的是，保持件如在现有技术中描述的那样被实施成在其内部空间中容纳变形元件的空心体。相反地，原则上足够的是，保持件实施成敞开的或半敞开的、特别是环形的部件、例如带有L形的横截面，其中不需要用于容纳变形元件的环绕的空腔。变形元件支撑在保持元件上，但是并非布置在保持元件之内，而是位于面对止挡件的端面上。
变形运动由止挡件相对于保持件实施，该保持件优选地在轴向上与轴固定连接。止挡件利用其周边侧的支撑区段支撑在保持件的周面上并且由此沿着保持件的周面受到引导。根据优选的实施方式，保持件的周面沿径向向外指向，其中，原则上也可考虑这样的变型实施方式，在其中，止挡件的支撑区段支撑在保持件的位于径向内侧的周面上。通过支撑区段在保持件的周面上接触，排除了在止挡件和保持件之间的径向相对运动，原则上，仅考虑轴向的移动运动和相对旋转。原则上，止挡件相对于保持件的仅轴向的移动运动是足够的，其中，如有可能还考虑在止挡件和保持件之间叠加的相对旋转运动。
由此，止挡件一方面通过周边侧的支撑区段受到引导并且另一方面通过端侧的止挡区段受到支撑。这两个区段贴靠在保持件上或者邻近保持件。不需要额外地使止挡件在轴或其它部件上被支撑或引导。
根据一个适宜的改进方案规定，止挡件的支撑区段以面的方式贴靠在保持件的周面上。在止挡件和保持件之间的面接触改善了在相对于保持件相对运动时对止挡件的引导。但是，原则上，线接触或点形接触对于止挡件在保持件上的引导也是足够的。
此外，根据一种有利的实施方式规定，止挡件具有至少近似L形横截面。保持件也可具有至少近似L形的横截面，其径向延伸的区段形成用于支撑保持件的端面。对于节省空间的实施方式，这些L形横截面如此彼此平行，使得不仅这些L形横截面的长侧边而且它们的短侧边至少近似彼此平行地布置。在止挡件具有比保持件更大的直径的实施方式中，止挡件利用其长侧边搭接在保持件的长侧边处的位于径向外部的周面。这两个部件、即止挡件和保持件都具有沿径向向内弯曲的凸缘，其形成短侧边并且产生相应的端面。保持件的变形元件支撑在其上的端面被止挡件的短侧边搭接。随着起动小齿轮撞击在止挡件处，端侧的止挡区段(止挡件的短侧边)与保持件的端面有效接触，其中，相对运动由变形元件接收。
可以适宜地至少局部地近似锥形地实施止挡件的支撑区段，其中，圆锥体随着与止挡区段的轴向距离增加而变细。通过例如在3°和最大20°之间的角度范围中的锥角，实现保持件的包围或包夹，由此止挡件可靠地被保持在保持件上，并且在没有外部作用的情况下不可从保持件沿轴向被拉出。变形元件的弹簧力在没有通过起动小齿轮加载的情况下沿轴向从保持件处将止挡件向前压，然而一方面通过变形元件的弹簧行程并且另一方面通过由于止挡件的支撑区段的锥形实施方式的固定进行限制。
如有可能，保持件的周面也具有相应的锥角以实现在保持件和止挡件之间的面贴靠。但是，也可考虑使保持件具有不同的锥角或圆柱形的周面，其中，在这种情况中不存在面贴靠，而是仅有在止挡件的自由端面区域中的线形贴靠。
此外，不仅可考虑在止挡件的支撑区段的整个轴向长度上锥形的实施方式也可考虑仅仅在轴向的部分长度上的锥形的实施方式。在后者的情况中，止挡件的支撑区段例如由两个彼此成角度地布置的分区段组成，特别是如此构造，即邻近止挡区段的分区段被实施成圆柱形并且沿轴向紧接在该处的分区段被实施成锥形。在这种情况中，锥角适宜地也在例如3°和20°之间的角度范围中。
例如通过止挡件的长侧边的自由端面径向翻折并包围保持件的自由端面，止挡件的支撑区段在需要时也可从后搭接保持件的长侧边的自由端面。
在变形元件方面可考虑不同的实施方式变型。因此，例如变形元件和止挡件可实施成共同的、单件式部件，其中，在这种情况中变形元件构造成弹簧元件，其通过止挡件的一个区段的相应的结构上的设计方案实现。根据一个适宜的实施方式规定，在止挡件的端面中集成弹簧元件，该弹簧元件可在轴向上变形并发挥其弹簧力。例如，以在周边分布的方式在止挡件的端面上构造多个弹簧舌片，其中，这些弹簧舌片通过相应地切割限定止挡件端面的边缘形成。随着起动小齿轮撞到止挡件上，弹簧力起作用，其中，弹簧元件被压靠到保持件的端面上。
根据另一实施方式变型规定，变形元件构造成变形环，其被构造为与保持件和止挡件是分开的。该变形环布置在保持件的端面和止挡件、特别是止挡件的支撑区段之间。随着起动小齿轮撞到止挡件上，该止挡件沿轴向被压向保持件的端面，由此变形环在轴向上被施加力。
实施成单独部件的变形元件形成弹簧、波形弹簧、或者减振件，并且由塑料、橡胶、金属等构成。
实施成单独部件的变形元件具有的其它优点为，保持件和止挡件是彼此去耦合的。通过变形元件的相应设计方案，在起动小齿轮碰撞时可防止止挡件直接与保持件的端侧接触。但是，原则上这样的实施方式也可行，在其中，变形元件如此程度地被压缩，直至在止挡件和保持件的端侧之间产生直接接触。
可为适宜的是，在保持件上设置用于径向支撑变形环的环形肩部。该环形肩部特别是位于保持件的进行支撑的端面的区域中并且沿径向向内或向外固定该变形环。
在另一有利的实施方式中，设置用于将止挡装置轴向地固定在轴上的环、例如锁紧涨圈，所述轴容纳止挡装置。该环可被插入到位于轴的周面中的槽中。
附图说明
从其它权利要求、附图描述和附图中得到其它优点和适宜的实施方式。其中：
图1示出了起动机的纵向剖视图，
图2示出了用于限制起动小齿轮的轴向进给运动的止挡装置的放大图，
图3以带有保持件、止挡件和位于中间的变形环的放大图示出了止挡装置，
图4示出了止挡装置的实施方式变型，在该实施方式变型中，在止挡件上构造有沿着周边分布的形成变形元件的弹簧舌片。
在图中相同的部件设有相同的附图标记。
具体实施方式
在图1中示出了可用于起动内燃机的起动机10。该起动机10例如具有起动电动机13和接通继电器16。所述起动电动机13和接通继电器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啮合到在这里未示出的内燃机的齿圈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，使得在通过电刷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。设置在接合继电器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电刷58而且还为励磁绕组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，该滑动轴承67又位置固定地保持在换向器轴承盖70中。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73(如螺钉，例如两个、三个或者四个)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上连接了一个所谓的太阳轮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包围、通常是三个行星齿轮86，其借助于滚动轴承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中的滑动轴承104中。中间支承件101被设计为盆形，以便在其中容纳行星架98以及行星齿轮86。此外，在盆形的中间支承件101中还设置了内齿圈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也通过其外周边支撑在极管28的内侧。电枢37在驱动轴13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通过其远离中间支承件101的端部119支承在另一个轴承122中，该另一轴承固定在驱动端轴承盖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。该轴毂连接结构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132一体式连接。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之间设有夹紧体138。这些夹紧体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实现内圈140和外圈132之间仅仅朝一个方向的相对运动。在该实施例中，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)一体。该起动小齿轮22还可以替代地被实施为直齿小齿轮。除了通过励磁绕组34以电磁激励的极靴31外，还可以安装永磁激励的磁极。
下面将详细讨论啮合机构。接通继电器16具有接线柱150，该接线柱是电触头并且连接在电的起动电池(这里未示出)的正极上。该接线柱150穿过继电器盖153。该继电器盖153封闭继电器壳体156，该继电器壳体156借助于多个固定元件159(螺栓)固定在驱动端轴承盖19上。在接通继电器16中还设置吸引绕组162和所谓的保持绕组165。该吸引绕组162和保持绕组165两者在接通的状态下分别引起一个电磁场，所述电磁场流经(由电磁传导性材料制成的)继电器壳体156、可线性运动的衔铁168和衔铁轭铁171。衔铁168载有，在线性地吸引衔铁168时推杆174朝开关栓177的方向运动。利用推杆174朝开关栓177的运动使该开关栓177从其初始位置向两个触头180和181的方向运动，从而布置在开关栓177的朝向触头180和181的端部处的接触桥184使两个触头180和181相互电连接。由此，电功率从接线柱150通过接触桥184被引导到电流引线61并且进而被引导到碳刷58。由此，起动电动机13通电。
此外，接通继电器16或更确切地说衔铁168还具有以下任务：利用拉动元件187使可旋转运动地布置在驱动端轴承盖19处的杠杆运动。该通常实施成叉形杆的杠杆190利用两个在此未示出的尖齿部在其外周包围两个盘片193和194，以使夹在所述尖齿部之间的带动环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啮合到齿圈25中。
为了限制启动小齿轮或者说起动小齿轮22用于啮合到内燃机的齿圈25中的轴向推进运动，止挡装置300在输出轴116上布置成邻近轴承122。在以下图2至4中详细示出了该止挡装置300。
止挡装置300包括与轴116固定连接的保持件302、止挡件303以及变形元件304。该止挡装置300通过锁紧涨圈301轴向地固定在轴116上，该锁紧涨圈301为止挡装置的组成部分并且嵌入到在轴116的周面中的槽305中。
如根据图3的放大图得到的那样，不仅保持件302而且止挡件303分别被构造成环形，并且具有至少近似L形成型的横截面。保持件302具有较小的直径并且被直径较大的止挡件303包住。该较大的止挡件303以如下方式包住该保持件302，即，止挡件和保持件的长侧边和短侧边分别近似平行地延伸。
止挡件303的在轴向上远离保持件302的自由端面在轴向的推进运动时形成用于起动小齿轮的止挡面。在此，该自由端面位于止挡件303的短侧边处，该短侧边形成径向延伸的止挡区段303a。
相对地，止挡件303的长侧边形成支撑区段303b，其贴靠在保持件302的长侧边302b的外部的沿径向朝向外的周面302d上。保持件302的沿径向朝向内的短侧边302a设有环形肩部302e，其形成向内用于环形的变形元件304的径向的限制面。在保持件302上的短侧边302a的在轴向面对止挡件303的端面302c由在止挡件303上的止挡区段303a的内侧施加负载。在此，变形元件304被止挡件303沿轴向压靠在保持件302上。由于保持件302轴向地固定在轴116处，保持件在通过止挡件303轴向地施加力时不可朝后退。相反地，止挡件303可轴向移动地被保持在保持件302上，从而在起动小齿轮撞到止挡区段303a上时，止挡件303被轴向朝保持件302的方向移动。
变形元件304由弹性的材料(例如橡胶或者也可能塑料)制成或实施成弹簧元件、例如波形弹簧，以使得可在轴向地移动止挡件303时建立弹簧力，通过该弹簧力减小起动小齿轮的冲击。
止挡件303的支撑区段303b(该支撑区段贴靠在保持件302的外周面302c上)相对于止挡装置300的纵轴线306(该纵轴线与轴116的纵轴线重合)具有圆锥角，在该实施例中，该圆锥角约为5°。然而，该锥形的实施方式仅仅涉及支撑区段303b的一个分区段，即邻近支撑区段的自由端面的分区段，相反地，面对该止挡区段303a的第二分区段被实施成圆柱形。由此，止挡件303的长侧边由两个彼此围成约5°角的分区段组成。
保持件302的周面302d也具有近似5°的相应的圆锥角。该圆锥角可在保持件302的长侧边302b的整个轴向长度上延伸，但是或者可与止挡件303类似地仅仅在部分长度上延伸。由于保持件302带有与止挡件的圆锥角相一致的圆锥角的锥形的实施方式，止挡件的支撑区段303b的锥形的分区段以面的方式贴靠在保持件的周面302d上。该实施方式一方面确保止挡件303相对于保持件302的轴向相对移动，另一方面该圆锥角引起止挡件303在保持件302上的轴向固定，从而在没有外力的作用时，止挡件303沿轴向可靠地保持在保持件302上。
保持件302的长侧边302b在其内侧上具有部分圆形的凸出部，其用于形状配合连接地且传力连接地容纳锁紧涨圈301(图2)。
根据图4的实施例同样示出了止挡装置300，其包括需固定在轴上的保持件302以及止挡件303。该带有L形横截面和沿径向包围的止挡件303以及长侧边的锥形的实施方式的基本结构相应于根据图3的基本结构，从而就此参考对图3的描述。
然而与根据图3的实施例不同的是，在图4中，变形元件304与止挡件303构造成一体。该变形元件304形成在止挡区段303a的周边上延伸的多个弹簧舌片。这些弹簧舌片304交替地以其位于径向内侧的端部棱边沿轴向指向保持件302的端面302c的方向或指向远离该端面的方向。由此，在没有起动小齿轮碰撞的情况下，在每第二个弹簧舌片304和在保持件302的端面302c之间也存在直接接触。如果使起动小齿轮轴向地移向止挡件303，则起动小齿轮首先与在止挡件303上的轴向地指向外的弹簧舌片304接触。这些弹簧舌片弹性地屈服，同时沿轴向向内指向端面302c的弹簧舌片被压向保持件302。通过该弹簧缓冲作用，减弱在起动小齿轮撞到止挡件303上时产生的冲击。

Claims (14)

1.一种用于内燃机的起动机，所述起动机带有能够调整地布置在轴(116)上的起动小齿轮(22)，所述起动小齿轮能够轴向地在被拉回的脱开接合位置和被推进的接合位置之间调整，在所述接合位置，所述起动小齿轮(22)与内燃机的齿圈(25)接合，其中，所述起动小齿轮(22)的推进运动受到止挡装置(300)的限制，所述止挡装置(300)包括保持件(302)、变形元件(304)和止挡件(303)，其特征在于，所述止挡件(303)包括周边侧的支撑区段(303b)，所述支撑区段邻近所述保持件(302)的周面(302d)布置，并且所述变形元件(304)支撑在所述保持件(302)的面对所述止挡件(303)的端面(302c)上。
2.按照权利要求1所述的起动机，其特征在于，所述止挡件(303)包括端侧的止挡区段(303a)，所述止挡区段邻近所述保持件(302)的端面(302c)布置。
3.按照权利要求1或2所述的起动机，其特征在于，所述止挡件(303)的支撑区段(303b)以面的方式贴靠在所述保持件(302)的周面(302d)上。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的起动机，其特征在于，所述止挡件(303)具有至少近似L形的横截面。
5.按照权利要求1至4中任一项所述的起动机，其特征在于，所述保持件(302)具有至少近似L形的横截面，并且所述变形元件(304)支撑在所述保持件(302)的沿径向延伸的区段上。
6.按照权利要求4和5所述的起动机，其特征在于，不仅所述保持件(302)与止挡件(303)的L形横截面的短侧边(302a、303a)而且它们的长侧边(302b、303b)也至少近似彼此平行地布置。
7.按照权利要求1至6中任一项所述的起动机，其特征在于，所述止挡件(303)的支撑区段(303b)至少局部地被构造为至少近似为锥形，其中，所述支撑区段(303b)在沿轴向远离所述止挡区段(303a)的一侧上比在沿轴向靠近所述止挡区段(303a)的一侧上具有更小的直径。
8.按照权利要求7所述的起动机，其特征在于，所述圆锥角至少为3°且最大为20°。
9.按照权利要求1至8中任一项所述的起动机，其特征在于，所述变形元件(304)和所述止挡件(303)为一个共同的部件。
10.按照权利要求9所述的起动机，其特征在于，所述变形元件(304)形成在所述止挡件(303)的端面(302c)上的弹簧元件。
11.按照权利要求10所述的起动机，其特征在于，以在周边上分布的方式在所述止挡件(303)的端面(302c)上构造有多个弹簧舌片。
12.按照权利要求1至11中任一项所述的起动机，其特征在于，所述变形元件(304)为变形环，所述变形环为单独构造的部件并且布置在所述保持件(302)和所述止挡件(303)之间。
13.按照权利要求12所述的起动机，其特征在于，所述保持件(302)具有用于径向地支撑所述变形环的环形肩部(302e)。
14.按照权利要求1至13中任一项所述的起动机，其特征在于，在所述轴(116)上套装有用于轴向固定所述止挡装置(300)的环(301)。
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