CN103485956B - 用于内燃机的起动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的起动装置(10)，该起动装置包括布置在壳体(28)中的起动电动机(13)。所述起动电动机(13)通过旋转传动装置(83)驱动输出轴(116)。所述旋转传动装置(83)包括借助于中间支承件(101)支承在所述壳体(28)中的内齿圈(95)，并且在所述中间支承件(101)上构造有模制的弹性几何结构(206、218)。

Description

用于内燃机的起动装置

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的起动装置。

背景技术

文献DE3225957A1涉及一种用于内燃机的起动装置。该起动装置包括在驱动轴和起动电动机之间的中间轴传动装置。设置有传动轴，带有起动小齿轮的啮合传动装置可运动地布置在该传动轴上。该中间轴传动装置设有阻尼件，其作为中间轴传动装置的内齿圈的弹性容纳部被插入中间支承件中。通过内齿圈相对于将驱动电动机的扭矩传递到待起动的内燃机的齿圈上的部件的运动性，如此减弱由内燃机产生的压缩和降压冲击，使得该冲击不引起在起动时处于力锁合中的部件、尤其地啮合传动装置和在齿圈和起动装置的驱动轴之间的中间轴传动装置处的损坏。

文献DE19648889A1同样涉及一种用于内燃机的起动装置。该起动装置具有电的起动电动机，其驱动驱动轴。该驱动轴通过驱动自由轮机构的行星齿轮传动机构与输出轴相连接。用于内燃机的驱动小齿轮配合在该输出轴上。由于在起动装置的传动系中出现引起齿面冲击和不期望的噪声的负载变化，在行星齿轮传动机构和容纳自由轮机构的中间支承件之间设置有由与两个止动环硫化在一起的橡胶元件构成的阻尼元件。该阻尼元件允许在驱动装置和输出装置之间的相对旋转。

文献US2008/0184845A1涉及一种用于内燃机的起动装置。该起动装置包括壳体、以及布置在壳体之内的起动电动机。该电动机包括带有行星齿轮传动机构的电枢轴，其中，该电枢轴布置在壳体之内。该行星齿轮传动机构包括齿圈、与行星齿轮驱动系有效连接用于表现电枢轴扭矩的支撑轴。此外设置阻尼装置，其设置在齿圈和起动装置的壳体之间。

在如今应用的用于内燃机的起动装置中，通过减振橡胶吸收在啮合和脱开时可在起动装置的中间轴传动装置级中出现的机械的冲击负载。该减振橡胶例如为装配在用作中间轴传动装置的行星齿轮传动机构的内齿圈处的三个独立元件。该减振橡胶装配在内齿圈处并且将如此预装配的复合件安装到塑料中间支承件中。

发明内容

根据本发明，提出一种用于内燃机的起动装置，其包括布置在壳体中的起动电动机，该起动电动机通过旋转传动装置驱动输出轴，其中，该旋转传动装置包括通过中间支承件支承在壳体中的内齿圈，其特征在于，在中间支承件上构造有模制的弹性几何结构。

通常，起动装置包括用作中间轴传动装置的旋转传动装置、例如带有内齿圈的行星齿轮传动机构，其实现了从起动电动机到输出轴上的力传递。如果容纳构造成行星齿轮传动机构的旋转传动装置的内齿圈的中间支承件制成为塑料中间支承件、特别是塑料注塑构件，则可以简单的方式在中间支承件的与内齿圈相对的端面上模制弹性几何结构。由此，所述模制的弹性几何结构与中间支承件实施成一体。该弹性几何结构可在由塑料制成的中间支承件的注塑过程期间直接以环形沿着周向设置到塑料注塑构件上，而不需要单独的工序。

典型地，中间支承件由玻璃纤维加强的PA注塑成。但是，也可设想例如为聚甲醛(POM)、聚对苯二甲酸酯丁二醇酯(PBT)、聚丙烯(PP)、聚醚砜(PES)、聚醚醚酮(PEEK)的其它基础材料，例如为滑石、碳纤维、金属线、长纤维的玻璃纤维的强化物，和例如为合成物或化合物的复合材料。

在一个实施方式中，弹性几何结构模制在中间支承件的与内齿圈相对的端面上。在此，该端面为这样的面，即，其与在中间支承件中的用作中间轴传动装置的旋转传动装置(例如行星齿轮传动机构)、特别是其内齿圈相对，所述中间支承件具有设有模制的弹性几何结构的止挡面。

在该实施方式中，弹性几何结构可沿着环形面沿着周向不中断地或区段性地延伸。该模制的弹性几何结构可三角形地、蛇形线形地或曲折形地在环形面上延伸。例如，模制的弹性几何结构可包括三角形元件，其(在周向上观察)交替镜像地(gegengleich)布置。在此，所述模制的弹性几何结构优选地实施为，其隆起地伸出超过中间支承件的环形面。

如果容纳构造成行星齿轮传动机构的旋转传动装置的内齿圈的中间支承件制成为塑料注塑构件，则可以简单的方式在中间支承件的与内齿圈相对的端面上模制弹性几何结构。在由塑料制成的中间支承件的注塑过程期间，该弹性几何结构可直接以环形沿着周向设置到塑料注塑构件上，而不需要单独的工序。

在另一实施方式中，该中间支承件具有至少一个凹口并且所述弹性几何结构模制在该凹口的至少一个侧壁上。在此，该弹性几何结构优选地构造为，使得该弹性几何结构与至少一个从内齿圈的周边伸入到凹口中的销共同作用。该弹性几何结构可包括至少一个弹性桥接部，其模制在凹口的至少一个侧壁上。优选地，至少一个弹性桥接部模制在凹口的两个侧壁上。在此，该弹性桥接部可实施成圆形或有棱角的形状。

在该实施方式中，弹性几何结构的区段优选地沿着周向实施成彼此间隔开的多个区段。这些区段可均匀地或不均匀地分布在中间支承件的周边上。优选地，带有模制的弹性几何结构的区段构造成120°分度。

在模制到由塑料制成的中间支承件上的沿着周向区段性地延伸的弹性几何结构中，各单个的模制的弹性几何结构区段可规律地或不规律地沿着周向模制在塑料中间支承件的环形面上或者弹性桥接部模制在塑料中间支承件的凹口中，例如以120°分度的方式。显然，也可设置其它分度角，具有模制的弹性几何结构的弹性几何结构区段可位于这些分度角处。

通过根据本发明提出的解决方案，一方面可省去至今为止在内齿圈处装配在销处的减振橡胶，从而实现结构元件的减少以用于简化旋转传动装置的预装配。通过根据本发明提出的解决方案，可实现用于啮合冲击或脱开冲击的、阻尼特性的非对称的适合负载的分布。

在根据本发明提出的模制的弹性几何结构的有利变型实施方案中，该弹性几何结构例如可实施成锯齿线、曲折形或蛇形或实施成具有其它弹性特性的几何结构。例如，该模制的弹性几何结构可包括多个三角形元件，其在周向上看交替镜像地布置。决定性的是，在啮合冲击或脱开冲击时，内齿圈被压到在中间支承件处的间断地或连续地构造的弹性几何结构上，从而可更好地缓冲啮合冲击或脱开冲击。

本发明的优点主要在于，已经提及的减小用于根据本发明提出的用于起动内燃机的起动装置的构件数量。此外，被视为有利的是，模制的弹性几何结构在哪一实施方式中也都始终为不会脱落的阻尼件，因为至今为止装配在相应的销处的橡胶减振元件伴随有在装配时脱落的风险，现在，通过根据本发明提出的解决方案排除这种情况。附加地，可如此模制该弹性几何结构，即，实现仅仅代替至今为止装配的橡胶减振元件，并且不必在已有制造过程中进行完全的设计修改。

通过根据本发明提出的解决方案，可实现用于啮合冲击和脱开冲击的改进的、特别是适合负载的阻尼件，部件数量的减少实现成本节省，此外，现在旋转传动装置、特别是行星齿轮传动机构的例如制造为烧结件的内齿圈可更简单地进行装配。

附图说明

以下根据附图详细描述本发明。

附图中：

图1示出了起动装置的纵剖视图；

图2示出了中间支承件的剖视图；

图3以俯视图示出了制成为塑料构件的中间支承件的一种实施方式，其带有模制在环形面处的锯齿形弹性几何结构区段；

图4以俯视图示出了制成为塑料构件的中间支承件的另一实施方式，其带有实施成弹性桥接部的弹性几何结构。

具体实施方式

图1以纵剖视图示出了用于起动内燃机的起动装置。

根据图1的起动装置10例如具有起动电动机13和预啮合致动器16，该预啮合致动器例如为继电器或起动继电器。所述起动电动机13和电的预啮合致动器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啮合到未详细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的端部上还安装了换向器52，所述换向器52尤其由多个单个的换向器薄片55构成。单个的换向器薄片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。设置在电驱动装置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。所述换向器轴承盖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，例如为两个、三个或者四个)可以分布在极管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，该太阳轮是旋转传动装置的一部分，特别是行星齿轮传动机构83的一部分。太阳轮80被多个行星齿轮86包围，通常是借助于滚动轴承89支撑在轴颈92上的三个行星齿轮86。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，以便于在其中容纳行星架98以及行星齿轮86自身。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支撑在另一个轴承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。这个夹紧体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旋转的相对运动。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)是一体的。该起动小齿轮22还可以替代地被实施为直齿小齿轮。代替通过励磁绕组34以电磁激励的极靴31，还可以安装永磁激励的磁极。

电的预啮合致动器16或者更具体的说可线性运动的衔铁168具有下列任务，即借助于牵引元件187使相对于驱动轴承盖可转动地设置的杠杆190运动。该杠杆190通常是叉形杠杆并且以两个在此未详细示出的在其外周上的“尖齿"在其外周上包围盘件193和194，用于使夹紧在这两个盘件之间的带动环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啮合在图1中未示出的内燃机的齿圈25中。

下面将详细讨论啮合机制。

电的预啮合致动器16具有接线柱150，该接线柱是电触头并且在组装在车辆中的情况下连接在电的起动机电池(这里未示出)的正极上。这个接线柱150穿过盖153。第二接线柱152是用于电的起动电动机13的连接部，通过电流引线61(在此构造成粗绞合线)给该起动电动机供电。所述盖153封闭由钢制成的壳体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。在电的预啮合致动器16中还设有用于在叉形杠杆190上施加拉力的推进装置160和开关装置161。推进装置160具有绕组162，开关装置161包括绕组165。推进装置160的绕组162和开关装置161的绕组165分别在接通状态下产生一个电磁场，该电磁场穿过各个部件。轴毂连接结构128除了被设计为具有直齿125外还可以具有大节距螺纹齿。在此，还可以进行结合，由此根据下列方案也是可行的：a)起动小齿轮22是斜齿的并且轴毂连接结构128具有直齿125；b)起动小齿轮22是斜齿的并且轴毂连接结构128具有大节距螺纹齿；或者c)起动小齿轮22是直齿的并且轴毂连接结构128具有大节距螺纹齿。

图2示出了中间支承件的剖视图，在该中间支承件中容纳有构造成旋转传动装置的中间轴传动装置(Vorgelege)。

出于展示原因，在根据图2的剖视图中仅仅示出了内齿圈95，其被支承在制成为塑料注塑件的中间支承件101中。已经结合图1解释的表示滑动轴承104的环位于中间支承件101中。

图2示出，内齿圈95以其外周进入基本上盆形地构造的中间支承件101中。在此，具有内齿圈齿部204的内齿圈95的端面与由塑料制成的中间支承件101的止挡面相对。在图2中在剖视图中未示出的面在图3中作为环形面210示出。

图3示出了由塑料注塑件制成的中间支承件101的视图，具有内齿圈齿部204的内齿圈95已经从该中间支承件101中移出。

从根据图3的图示中得到，在中间支承件101的端面202上存在模制的弹性几何结构206。在图3中示出的模制的弹性几何结构206沿着周向208例如在整个周向上不中断地沿着整个环形面210延伸。

替代地存在的可行方案是，在考虑在起动小齿轮22啮合和脱开时出现的冲击负载的情况下，模制的弹性几何结构206以多个单个的区段构造在中间支承件101上、更确切地说构造在中间支承件101的环形面210上。在此，模制的弹性几何结构206的各单个区段可彼此间隔开，从而例如可设想模制的弹性几何结构206的120°分度的构造方案。替代地同样存在的可行方案是，模制的弹性几何结构206的各单个沿着周向208彼此间隔开的区段也以其它分度方式、例如90°分度设置。

如果模制的弹性几何结构206沿整个周向构造在环形面210上，则可以考虑阻尼部的非对称的适合负载的分配方式或适合负载的对在起动小齿轮22啮合和脱开啮合时出现的机械负载的缓冲。由于中间支承件101优选地制成为塑料注塑构件，因此在制造中间支承件101时可在一个工序中制造弹性几何结构206。

从根据图3的俯视图中得出，在模制的弹性几何结构206的该变型实施方案中，弹性几何结构206示出为锯齿形线，并且可包括多个单个的交替镜像地彼此沿着周向208并排布置的三角形元件。可能的是，该模制的弹性几何结构206也以曲折形或蛇形线的形式沿着周向208构造在环形面210上。在此不重要的是，该几何结构是实施成在周向208上看不中断的，还是沿着环形面210在周向208上看模制多个单个的具有弹性几何结构206的区段。

图4以俯视图示出了带有实施成弹性桥接部218的弹性几何结构的中间支承件101的另一实施方式。

在图4中的中间支承件101的图示基本上相应于图3。在此，内齿圈95支承在中间支承件101中。然而，与图3不同地，弹性几何结构构造成弹性桥接部218的形式。为此，在中间支承件101的周边上设置区段222，在其中构造有凹口220。除了在图4中示出的以120°分度230设置三个区段222的实施方式，其它分度也有可能，例如沿周向具有相同或不同的尺寸，或均匀地或不均匀地在中间支承件的周边上分布的区段222。在模具技术方面，例如在注塑时通过滑块在由塑料制成的中间支承件101中制造这种类型的带有凹口222的区段。

该弹性几何结构包括弹性桥接部218，其模制在中间支承件101中的凹口222的两个侧壁224上。在图4中示出的实施方案中，弹性桥接部218半圆形地模制到凹口222的侧壁224上。然而，该弹性桥接部218可实施成不同的形状，例如圆形、三角形、曲折形或蛇形线形。此外，弹性桥接部218不与中间支承件101的端面210相连接，以便可实现弹性作用。如果在减振的桥接部的布置方案或设计方案中需要倒凹部，则在由塑料制成的中间支承件101中例如在注塑时在模具技术方面同样可通过滑块制造所述倒凹部。

为了通过在图4中示出的在中间支承件101上的弹性几何结构218缓冲在起动小齿轮22的啮合和脱开时出现的冲击负载，在内齿圈95上还构造有伸入中间支承件101的凹口222中的销220。在此，销220定位为，使得其在两个弹性桥接部218之间伸入凹口222中。

在图4中示出的模制的弹性几何结构218的实施方式具有的优点为，其可简单地制造，因为在制造中间支承件101时也可在一个工序中制造该弹性几何结构218。附加地，可以简单的方式更换至今为止装配在内齿图处的减振橡胶，从而实现了结构元件的减少以用于简化旋转传动装置的预装配。在减振作用的方面，通过根据本发明的弹性几何结构206、218可实现用于啮合或脱开啮合冲击的阻尼特性的非对称的适合负载的分布。

Claims (7)

1.一种用于内燃机的起动装置(10)，所述起动装置包括布置在壳体(28)中的起动电动机(13)，所述起动电动机(13)通过旋转传动装置(83)驱动输出轴(116)，其中，所述旋转传动装置(83)包括通过中间支承件(101)支承在所述壳体(28)中的内齿圈(95)，其特征在于，在所述中间支承件(101)上构造有模制的弹性几何结构(218)，所述中间支承件(101)在环形面(210)中具有至少一个凹口(222)并且所述弹性几何结构(218)模制在所述凹口(222)的至少一个侧壁(224、226)上，所述弹性几何结构(218)包括至少一个弹性桥接部(218)，所述弹性桥接部模制在所述凹口(222)的至少一个侧壁(224、226)上，其中，所述至少一个弹性桥接部(218)不与所述中间支承件(101)的端面相连接。

2.按照权利要求1所述的起动装置(10)，其特征在于，所述中间支承件(101)制成为塑料中间支承件。

3.按照权利要求1或2中任一项所述的起动装置(10)，其特征在于，所述弹性几何结构(218)与至少一个从所述内齿圈(95)的周边伸入所述凹口(222)中的销(220)共同作用。

4.按照权利要求1所述的起动装置(10)，其特征在于，至少一个弹性桥接部(218)模制在所述凹口(222)的两个侧壁(224、226)上。

5.按照权利要求1所述的起动装置(10)，其特征在于，所述弹性桥接部(218)实施成圆形或有棱角的形状。

6.按照权利要求1所述的起动装置(10)，其特征在于，所述弹性几何结构(218)沿着周向(208)实施成彼此间隔开的多个区段。

7.按照权利要求6所述的起动装置(10)，其特征在于，所述弹性几何结构(218)的区段以120°分度的方式模制。