CN103388546A - 用于内燃机的起动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的起动装置，所述起动装置具有电的起动马达和传动机构，其中，所述起动马达的电枢轴在传动机构侧支承在轴套中。所述轴套沿轴向在所述起动马达的方向上可单侧移动地被容纳在所述起动装置中，其中，所述轴套的端面贴靠在所述电枢的支撑区段上。

Description

用于内燃机的起动装置
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装置。
背景技术
在文献DE102007026078A1中描述了一种带有起动小齿轮的用于内燃机的可电操纵的起动装置，起动小齿轮可在被拉回的非功能位置和沿轴向被推进的与内燃机上的齿圈的啮合位置之间调整。该起动小齿轮借助于起动继电器沿轴向调整并且当小齿轮与齿圈啮合时通过电的起动马达被驱动。
起动马达构造成内转子马达并且具有带有旋转地支承的电枢轴的电枢，该电枢轴为带有可通电线圈的电枢铁心的载体。邻近于与换向器轴向对置的端面，电枢轴载有太阳轮，该太阳轮为联接在起动马达之后的行星齿轮传动机构的组成部分并且与支承在行星架上的行星齿轮啮合。该行星架同时具有轴套用于容纳电枢轴的在端侧的端部。
为了可进行大量次数的起动过程，需注意小的电枢轴向间隙。
发明内容
本发明的目的为，以简单的结构措施构造用于内燃机的起动装置，使得可进行大量次数的起动过程。
根据本发明，该目的通过权利要求1所述的特征实现。从属权利要求给出有利的改进方案。
根据本发明的起动装置用于起动内燃机并且具有电的起动马达，以用于旋转地驱动可与内燃机的齿圈产生啮合的起动小齿轮。该起动小齿轮可在非功能位置和啮合位置之间调整，在啮合位置中，起动小齿轮啮合到齿圈中。优选地，起动小齿轮的调整运动沿轴向在起动马达的电枢轴的纵轴线的方向上进行。
为了降低转速，在起动马达之后联接传动机构，该传动机构在输入侧被起动马达的电枢轴驱动并且在输出侧驱动起动小齿轮。该传动机构例如为行星齿轮传动机构。作为传动机构部件(例如传动机构内齿圈)或壳体侧的部件(例如中间轴承部件)或传动机构盖件的部件附加地承担用于起动马达的电枢轴的支承功能，这通过电枢轴(其为电枢的一部分以及电枢铁心的载体)被容纳且可旋转地支承在该部件中的轴套中实现。该轴套位于所述部件中，并且为了装配起动装置，轴套可在所述部件中沿轴向在一个方向上移动直至达到最终的装配位置。该移动可能性存在于朝向起动马达的方向上，其中，在相反的方向上或者不存在轴套在所述部件中移动的可能性或者至少在装配过程结束之后防止轴套在相反方向上的移动。
此外，在电枢的一个部件上设置支撑区段，轴套的端面沿轴向支撑在该支撑区段上。由于轴套朝向起动马达方向的轴向移动可能性，可使轴套沿轴向预先运动一定程度，直至电枢轴向间隙减小到零或至少减小到非常小的值。随着达到减小电枢轴向间隙的位置，轴套在起容纳作用的部件中的位置沿轴向在一侧被固定，从而轴套不可再滑动回来并且电枢轴向间隙不可增大。即使在大量次数的起动过程期间电枢也保持其轴向位置。
原则上，可考虑电枢在轴套上不同的轴向支撑可能性。优选地，该支撑通过支撑凸缘实现，该支撑凸缘被引入电枢轴的周面中并且在已装配的位置中轴套的端面贴靠在该支撑凸缘上。但是，原则上在电枢铁心区域中的支撑也是可行的。
由此，轴套实现两个功能。一方面，电枢轴可旋转地支承在轴套上，另一方面，电枢沿轴向支撑在轴套的端面上。
在装配时，容纳轴套的部件、即例如内齿圈或传动机构盖件首先被安放到起动马达的马达壳体上，其中，轴套被推到电枢轴上。在该部件达到其在马达壳体上的轴向位置之后，沿轴向朝向起动马达的方向推动轴套，直至达到止挡位置，在该止挡位置轴套的端面贴靠在电枢的支撑区段上。在该位置，起容纳作用的部件可最终被固定在马达壳体上。带有马达壳体、电枢、用于传递电流的换向器和在端侧被套装到马达壳体上的带轴套的部件的起动马达形成一个预制的组件，其生产与起动装置的生产无关并且可用于不同的起动装置。
轴套或者可预装配在起容纳作用的部件中，或者以两个步骤进行装配，在这两个步骤中首先将起容纳作用的部件装配在壳体上并且紧接着将轴套插入起容纳作用的部件中。
在达到最终轴向位置(在该位置上轴套贴靠在电枢的支撑区段上)之后，有利地以不可返回的方式固定轴套在传动机构部件中的位置。这例如通过以下方式实现，即，轴套的外周面构造成冷杉球果形轮廓(Tannenzapfenprofil)，其指向起动马达的方向，从而轴套可在传动机构部件中朝向起动马达运动，但在相反方向上沿轴向固定在传动机构部件中。但是，也可考虑其它固定措施，例如在达到最终的轴向位置之后将轴套热压密或机械压密、焊接或粘接在传动机构部件中。
根据另一有利的实施方案，轴套可构造成两侧敞开的套筒，电枢轴穿过该套筒伸出。在远离起动马达的一侧上，与端面相邻地将与传动机构部件啮合的齿轮套装到电枢轴上。该传动机构部件有利地为轴套也被容纳在其中的部件。在行星齿轮传动机构的情况下，其例如为以相对于壳体固定的方式被支承且具有内齿部的内齿圈，行星齿轮在该内齿部上滚动。在这种情况下，以不可相对旋转的方式布置在电枢轴的端面上的齿轮为太阳轮。内齿圈同时形成在端侧封闭马达壳体的壳体盖。
如有需要，也可考虑这样的实施方式，即，在该实施方式中，齿部被直接设置到电枢轴上。在这种情况下，该齿部的外直径不大于轴套的内直径。
附图说明
从其它权利要求、附图描述和图纸中得到其它优点和有利的实施方式。其中：
图1示出了带有起动小齿轮的用于内燃机的起动装置，该起动小齿轮可轴向地通过起动继电器调整并且通过电的起动马达旋转地驱动，其中，在起动马达之后联接有传动机构以用于降低转速，
图2示出了起动马达的立体剖视图，该起动马达带有作为传动机构部件的可在端侧套装到马达壳体上的内齿圈，该内齿圈容纳用于支承和支撑起动马达电枢轴的轴套，
图3示出了轴套的剖视图，该轴套的外周面构造成冷杉球果形轮廓，
图4示出了起动马达的剖视图，该起动马达带有在端侧被套装上的内齿圈，其中，轴套在内齿圈中尚位于轴向往后移的位置上，
图5示出了相应于图4的示意图，但轴套位于沿轴向朝起动马达的方向向前移动了的位置上，用于在轴向上支撑电枢。
在附图中，相同的部件设有相同的附图标记。
具体实施方式
在图1中示出的用于内燃机的起动装置1具有起动小齿轮2，为了起动内燃机4，该起动小齿轮2与内燃机的齿圈3产生啮合。起动小齿轮2如利用双箭头指出的那样以可轴向移动的方式支承在轴5上，其中，起动小齿轮2以不可相对旋转的方式与轴5相联接。起动小齿轮2通过起动继电器6在被拉回的非功能位置和被推进的与内燃机4的齿圈3的啮合位置之间调整，该起动继电器6被构造成电磁的并且包括可通电的继电器绕组7和抬升衔铁8，在给继电器绕组7通电时该抬升衔铁被沿轴向拉入该继电器绕组中。抬升衔铁8通过接通杠杆9在运动学上与起动小齿轮2相联接，从而抬升衔铁8在静止位置和调整位置之间的轴向调整运动被转换成对应的、起动小齿轮2在非功能位置和啮合位置之间的轴向调整运动。
对于轴5或起动小齿轮2的旋转驱动运动借助于电的起动马达11产生，该起动马达11通过行星齿轮传动机构12与轴5相联接。在操纵电的起动马达11时，轴5以及进而起动小齿轮2也被置于旋转中。
起动装置1分配有一个调节或控制设备10，通过该调节或控制设备10控制起动继电器6以及起动马达11的功能。
在抬升衔铁8在起动继电器6的操纵期间沿轴向做调整运动时，在达到调整位置时，通过开关元件与抬升衔铁8的调整运动的在运动学上的联接，接通用于起动马达11的电流，从而使起动马达11运动并且旋转地驱动轴5以及起动小齿轮2。
在图2、图4和图5中以剖视图示出了起动马达11。具有电枢轴16和电枢铁心17的电枢15可旋转地支承在形成定子且其内壁上布置有永磁体14的马达壳体或极壳13中。安装在电枢轴16上的电枢铁心17具有可通电的线圈，通过换向装置18给这些线圈供电。在换向装置18一侧，马达壳体13在端侧被换向器盖19封闭，用于支承电枢轴16的轴承被引入该换向器盖19中。换向器盖19可通过合适的连接措施、例如通过螺纹连接与马达壳体13可拆开地相连接。
在与换向器盖19对置的轴向端面上，在马达壳体13上设有内齿圈20，其形成行星齿轮传动机构的传动机构部件，该行星齿轮传动机构联接在起动马达之后以用于降低转速。内齿圈20形成用于封闭马达壳体13和行星齿轮传动机构的端侧盖件并且容纳用于将电枢轴16支承在远离换向器盖19的一侧上的轴套21。轴套21被构造成套筒并且在两个轴向端侧上敞开。在已装配好的状态下，电枢轴16穿过轴套21伸出。邻近面对内齿圈20的端面，支撑凸缘22位于电枢轴16上，该支撑凸缘22形成用于轴套21的轴向支撑区段。在根据图5的完成装配的状态中，轴套21的端面沿轴向贴靠在电枢轴16的支撑凸缘22上，由此电枢15的轴向支承间隙显著地减小，如有需要的话减小到零。
如有需要的话，轴套21被容纳在未实施成内齿圈的传动机构盖件中。
如可从根据图3的轴套21的剖面图中得到的那样，轴套21的周面具有冷杉球果形轮廓。轴套21以这样的方式被插入到在内齿圈20内的中央凹口中，即，轴套21可沿轴向朝起动马达11的方向运动但不可在相反方向上运动。如在图4和图5中示出的那样，这实现，首先将内齿圈20轴向地套装到马达壳体13上，其中，如在图4中示出的那样，轴套21首先在内齿圈20内的凹口中尚占据轴向回退的位置。由此，在将内齿圈20插到马达壳体13的端面上时，在轴套21的端面和电枢轴16上的支撑凸缘22之间还存在微小的轴向距离。
轴套21的外周面通常如此设计，使得轴套21在轮毂中轴向移动的阻力不同。因此规定，从电枢或电枢铁心一侧移动的阻力大于从轴套21的远离电枢的一侧移动的阻力。
在此规定，如此设计外轮廓、即轴套21的周面的轮廓，使得轴套21在轮毂中轴向移动的阻力根据轴向而不同。例如，轴套的外轮廓具有非对称的波浪状轮廓(“冷杉球果形轮廓”)。在此，该波浪状轮廓具有第一波浪侧面和第二波浪侧面，其从符号上看具有不同的斜率(上升、下降)。该波浪状轮廓、并且尤其是具有从值上看很小的下降的波浪侧面适合用于，可相对容易地将轴套推入轮毂或轴套容纳部中。为此，具有从值上看很小的下降的波浪侧面在移动方向上定向。具有从值上看高的上升的波浪侧面使得，在具有高上升的波浪侧面的定向的轴向方向上只能以比在另一轴向方向上明显更高的力推出或移动套筒。此外，在两个波浪侧面过渡时的毛边优选地埋入轴承容纳部的内轮廓中且由此产生一定程度的形状配合连接。
为了减小电枢轴向间隙，轴套21在其冷杉球果形轮廓的方向上被压向起动马达11，直至轴套21的端面贴靠在电枢轴16的支撑凸缘22上。在图5中示出了该状态。因此，可能使电枢轴向间隙减小到零。
此外如可从图4和图5中得到的那样，电枢轴6在其端面上载有太阳轮23。电枢轴16穿过套筒形的轴套21伸出，太阳轮23沿轴向位于轴套21的远离电枢15的一侧上。太阳轮23为行星齿轮传动机构的一部分并且在已装配好的状态下与在内齿圈20的内齿部上滚动的行星齿轮啮合。太阳轮23可实施成插入式齿轮并且可被插装到电枢轴上。也可考虑以下实施方式，即，在该实施方式中太阳轮构造成与电枢轴一体的齿部。
作为在轴套21的周面上的冷杉球果形轮廓的替代，也可考虑其它措施或实施方案，其一方面实现了在装配时轴套21在传动机构部件20中在朝向起动马达11的方向上的轴向运动，并且另一方面防止了在相反方向上的轴向运动。例如，轴套21也可在达到最终的轴向位置之后机械地或热地被压密在传动机构部件中的凹口中。

Claims (12)

1.一种用于内燃机的起动装置，所述起动装置具有电的起动马达(11)和传动机构，其中，起动马达(11)的电枢轴(16)为电枢(15)的一部分以及电枢铁心(17)的载体，所述电枢轴(16)在传动机构侧支承在轴套(21)中，其特征在于，所述轴套(21)以沿轴向在所述起动马达(11)的方向上能单侧移动的方式被容纳在所述起动装置中，并且所述轴套(21)的端面贴靠在所述电枢(15)的支撑区段(22)上以实现轴向支撑。
2.按照权利要求1所述的起动装置，其特征在于，所述支撑区段为在所述电枢轴(16)上的支撑凸缘(22)。
3.按照权利要求1或2所述的起动装置，其特征在于，所述轴套(21)以沿轴向能在一个方向上移动的方式被容纳。
4.按照权利要求3所述的起动装置，其特征在于，所述轴套(21)的外周面构造为不对称的波浪状轮廓、优选地冷杉球果形轮廓。
5.按照权利要求3或4所述的起动装置，其特征在于，所述轴套(21)通过压密被保持在起容纳作用的部件(20)中。
6.按照权利要求1至5中任一项所述的起动装置，其特征在于，所述电枢轴(16)被引导穿过所述轴套(21)并且与自由端面相邻地载有与传动机构部件(20)啮合的齿轮(23)。
7.按照权利要求6所述的起动装置，其特征在于，所述齿轮(23)与之啮合的传动机构部件(20)同时为用于容纳所述轴套(21)的传动机构部件(20)。
8.按照权利要求1至7中任一项所述的起动装置，其特征在于，用于容纳所述轴套(21)的部件(20)与所述起动马达(11)的壳体(13)相连接。
9.按照权利要求1至8中任一项所述的起动装置，其特征在于，用于容纳所述轴套(21)的部件(20)形成用于相对于所述起动马达(11)封闭所述传动机构(12)的盖件。
10.按照权利要求1至9中任一项所述的起动装置，其特征在于，所述传动机构为行星齿轮传动机构(12)。
11.按照权利要求10所述的起动装置，其特征在于，所述轴套(21)被容纳在所述行星齿轮传动机构(12)的内齿圈(20)中。
12.一种用于装配按照权利要求1至11中任一项所述的用于内燃机的起动装置的方法，在所述方法中，在第一步骤中将容纳所述轴套(21)的部件(20)安放到所述起动马达(11)的马达壳体(13)上并且将所述轴套(21)推到所述电枢轴(16)上，随后在第二步骤中，在所述部件(20)达到其在所述马达壳体(13)上的轴向位置之后，沿轴向朝向所述起动马达(11)的方向推动所述轴套(21)直至达到止挡位置，在所述止挡位置上所述轴套(21)的端面贴靠在所述电枢(15)的支撑区段(22)上。
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