CN103573523B - 用于内燃机的自由悬臂式起动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的自由悬臂式起动装置，其具有可沿轴向调整移动的起动小齿轮、起动电动机、自由轮机构以及起动继电器，该起动继电器通过传输元件与小齿轮轴连接。自由轮机构相对于壳体固定地设置。

Description

用于内燃机的自由悬臂式起动装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用于内燃机的自由悬臂式起动装置。

背景技术

在DE19743122A1中说明了一种用于内燃机的自由悬臂式起动装置，它具有一个起动小齿轮，该起动小齿轮可沿轴向在非作用位置和向前推进的与内燃机齿圈的啮合位置之间调整移动。起动小齿轮的轴向调整运动借助电磁的起动继电器产生，它的往复运动式衔铁通过拨叉与自由轮机构连接，该自由轮机构在输出侧与用于起动小齿轮的驱动轴联接。自由轮机构通过行星齿轮传动装置由起动电动机驱动。驱动轴通过多线螺纹与小齿轮轴连接，该小齿轮轴一体地与起动小齿轮连接并且可旋转地容纳在轴承端盖的一个支承部位中。起动小齿轮位于轴承端盖的外面。

发明内容

本发明的任务在于，通过简单的措施构造一个用于内燃机的自由悬臂式起动装置，使得在实施为结构很小的情况下减少操纵起动装置的能量消耗。

根据本发明该任务通过权利要求1的特征解决。从属权利要求给出有利的改进方案。

所述起动装置用于起动内燃机并且具有起动小齿轮，该起动小齿轮借助于起动继电器可沿轴向在非作用位置和啮合位置之间调整移动，在所述啮合位置起动小齿轮与内燃机的齿圈啮合。通过起动电动机该起动小齿轮被驱动并且在啮合位置使齿圈转动。在起动电动机和起动小齿轮之间的传输路径内设置一个自由轮机构，其能够实现从起动电动机向起动小齿轮传输转动，但是在反方向上不能。由此保证，在内燃机起动后并且在超过齿圈速度的情况下中断朝向起动电动机的运动学传输链并且避免损坏。

该自由悬臂式起动装置具有轴承端盖，该轴承端盖是起动装置的壳体的一部分，并且在其内设置一个用于容纳小齿轮轴的轴承，起动小齿轮与该小齿轮轴连接。起动小齿轮位于轴承端盖的外面，小齿轮轴贯通轴承端盖并且将起动小齿轮与驱动轴连接，该驱动轴与自由轮机构联接。该实施方式实现了能够构造外直径比小齿轮轴大的起动小齿轮。起动小齿轮可以设有相对大数目的齿，例如设有十二个或者十三个齿。同时保证以尽可能好的方式向外屏蔽起动装置的内部空间并保护其不受污染。

此外，自由轮机构相对于壳体固定地设置。用于向起动小齿轮传输起动继电器的调整运动的传输元件直接接合在小齿轮轴上。这种实施方式具有以下优点：在操纵起动继电器时仅需由起动继电器沿轴向调整移动小齿轮轴和起动小齿轮的质量，而不必调整移动自由轮机构，使得总体仅须加速较小的质量和只须消耗少的能量以及能够使用小尺寸的起动继电器。因为此外不必为自由轮机构的调整运动提供运动空间，所以起动装置能够总体构造得比较小。

小齿轮轴由驱动轴在转动方向上驱动，同时小齿轮轴以沿轴向相对于驱动轴可移动的方式被保持，以便能够执行从非作用位置向啮合位置的转变。与此相反，驱动轴仅可转动地支承在起动装置的壳体内，然而不能在轴向上可移动地被引导。

根据一种有利的实施方式，起动小齿轮和小齿轮轴被构造为一体。但是原则上也考虑到两件式的实施方式，其中起动小齿轮和小齿轮轴实施为分开的部件，但它们彼此连接。

根据另一种有利的实施方式，小齿轮轴在轴向远离起动小齿轮的一侧具有环绕的接合槽，传输元件接合在该接合槽中，该传输元件由起动继电器操纵。该传输元件例如构造为拨叉，它的叉齿在沿直径对置的侧上伸入小齿轮轴上的环绕的接合槽内。该接合槽在远离起动小齿轮的一侧有利地由一个环绕的槽壁在轴向上限定，然而该槽壁的外直径最大和小齿轮轴的直径一样大。这使得在小齿轮轴直径与轴承端盖内的轴承内直径匹配时小齿轮轴能够从外面导入到轴承端盖内的轴承中。传输元件和小齿轮轴上的接合槽之间的连接在将小齿轮轴插入轴承端盖内的轴承内后实现。

可以有利的是，在起动电动机和自由轮机构之间设置一个传动装置，例如一个行星齿轮传动装置，它在输入侧由电动机轴驱动，并且在输出侧与自由轮机构联接。该自由轮机构特别地构造为一个滚子自由轮机构，并且在输入侧包括带动件以及在输出侧包括滚子轴环，其中，该传动装置在输出侧与带动件连接。与此相反，自由轮机构的滚子轴环优选与驱动轴构造为一体。自由轮机构以及驱动轴在轴向上不可移动地支承在起动装置的壳体内。

根据另一种有利的实施方式，小齿轮轴构造成中空圆筒形并且容纳驱动轴。小齿轮轴以在轴向上相对于驱动轴以可移动的方式被保持，然而同时在转动方向上与驱动轴联接。小齿轮轴和驱动轴之间的连接例如通过多线螺纹实现，它满足转动联接和轴向相对移动的要求。如果驱动轴伸入小齿轮轴内，那么多线螺纹就位于小齿轮轴的内壁以及驱动轴的外周面上。但是还可以是这样的实施方式，其中多线螺纹设置在小齿轮轴的轴向端部区段上并且被输出轴的一个中空圆筒形区段覆接，该输出轴的中空圆筒形区段的内周同样设有多线螺纹。

根据另一种有利的实施方式，在从起动小齿轮到小齿轮轴的过渡处设置一个环绕的装配槽，该装配槽可以用于在装配起动装置时安装用于轴向固定小齿轮轴和起动小齿轮的保持元件。小齿轮轴可以被沿轴向引导穿过轴承端盖内的轴承，直到达到最终的装配位置，其中，保持元件保证，小齿轮轴不超过预定位置轴向向内移动到起动装置的内部，这可能会导致起动装置的其他部件损坏。

在一种用于装配起动装置的方法中，首先在第一步骤中将小齿轮轴连同起动小齿轮从外面导入轴承端盖中的轴承内。接着在第二步骤中使由起动小齿轮和小齿轮轴组成的单元得到轴向支撑并且使驱动轴在转动方向上与小齿轮轴联接。该支撑优选通过保持元件实现，所述保持元件特别地支撑在起动装置的轴承端盖上。

为了在运行中将小齿轮轴相对于驱动轴的轴向位置限制在拉回的非作用位置上，有利的是，在小齿轮轴和驱动轴之间设置轴向的止挡位置。该轴向的止挡位置例如通过小齿轮轴的内周上或者驱动轴的外周上的保持环和止动环形成。保持环和止动环限制小齿轮轴轴向移动到起动装置内部的运动，但是同时可以实现小齿轮轴和起动小齿轮在相反方向上的轴向啮合运动，以便到达与齿圈的啮合位置。

附图说明

其他的优点和有利的实施方式从其他的权利要求、附图描述和附图中得知。附图中：

图1示出了用于内燃机的自由悬臂式起动装置的立体图，

图2示出了起动装置的纵剖视图，

图3示出了一个由起动小齿轮和一体构造的小齿轮轴组成的单元的侧视图，小齿轮轴构造为中空圆筒状，其中在小齿轮轴的内周上设置多线螺纹，

图4示出了具有起动小齿轮和小齿轮轴的单元的一种变型实施方式，其中在背对起动小齿轮的一侧上设置一个具有多线螺纹的凸肩，

图5示出了在装配起动装置时起动小齿轮和驱动轴的剖视图，

图6示出了在下一装配步骤中的相应于图5的示图，具有在小齿轮轴上的保持环和在驱动轴上的止动环，

图7示出了在后继的装配步骤中的相应于图5及图6的示图，其中保持环和止动环彼此啮合。

附图中相同的结构元件设有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1和图2中示出了一个用于内燃机的自由悬臂式起动装置，它在具有轴承端盖的壳体2内容纳有起动电动机4，该起动电动机的电动机轴5通过行星齿轮传动装置6驱动自由轮机构7的带动件8转动。带动件8通过支撑滚子9驱动滚子轴环10，该滚子轴环与可旋转地支承在壳体2内的驱动轴11构成为一体。自由轮机构7允许沿起动电动机4的驱动方向传输旋转运动。然而只要在内燃机起动后内燃机齿圈的转动速度高到使驱动方向反转的程度，则通过自由轮机构7解除带动件8和滚子轴环10之间的运动学联接。

驱动轴11在转动方向上与小齿轮轴12联接，该小齿轮轴与起动小齿轮13构成一个单元；有利地小齿轮轴12和起动小齿轮13实施为一体。小齿轮轴12和起动小齿轮13构造为中空圆筒状，并且容纳驱动轴11，驱动轴11和小齿轮轴12之间的连接通过驱动轴11的外周上的以及小齿轮轴12的内周上的多线螺纹实现。

小齿轮轴12可旋转地容纳在轴承14内，轴承14设置在轴承端盖3内。小齿轮轴14的直径与轴承14的内直径匹配，相反地起动小齿轮13具有比小齿轮轴12大的外直径。这使得能够沿轴向把由小齿轮轴12和起动小齿轮13组成的单元从外面导入轴承端盖3的轴承14内。

起动电动机4的电动机轴5、行星齿轮传动装置6、自由轮机构7、驱动轴11和小齿轮轴12连同起动小齿轮13彼此同轴设置。

为了起动内燃机必须把起动小齿轮13从在图2中示出的非作用位置沿轴向调整到一个向前推进的啮合位置，在该位置起动小齿轮13与内燃机的齿圈啮合。轴向推进运动借助电磁的起动继电器15产生，该起动继电器15设置在壳体2内并且它的往复式衔铁16通过一个构成传输元件的拨叉17与小齿轮轴12在运动学上联接。驱动轴11如同自由轮机构7一样在轴向上相对于壳体固定地保持，与此相反，小齿轮轴12连同起动小齿轮13在操纵起动继电器15时通过拨叉17沿轴向从非作用位置调整到啮合位置。

如从图2结合图3和图4所知，在小齿轮轴12内在与起动小齿轮13轴向对置的一侧邻近端侧区域设置一个接合槽18，其朝向端侧由一个槽壁19限定。槽壁19具有最大和小齿轮轴12的外直径同样大的直径。这允许为了装配起动装置而从外面将小齿轮轴12引导穿过轴承端盖3内的轴承14。同时保证拨叉17的叉齿可靠地容纳在接合槽18内。

图4示出了由小齿轮轴12和起动小齿轮13组成的单元的一种变型实施方式。小齿轮轴12和起动小齿轮13不实施为中空体而实施为实心体，多线螺纹20位于远离起动小齿轮13的端部上、沿轴向与小齿轮轴12连接的突起上，该突起具有比小齿轮轴12更小的直径。多线螺纹20在该实施方式中被实施为外螺纹。根据图3，与此相反，多线螺纹20位于中空圆筒形的小齿轮轴12的内周上。

在起动小齿轮13和小齿轮轴12的过渡处设置一个环绕的装配槽21，它的内直径小于小齿轮轴12的外直径。图5到图7示出了在起动小齿轮13和小齿轮轴12构造成中空圆筒形的实施例中的起动装置的装配。沿轴向把小齿轮轴12从外面导入轴承端盖3中的轴承14内。为了限制轴向推入运动，保持元件22伸入装配槽21内，保持元件22例如支撑在轴承端盖3上。在图5示出的第一装配步骤中首先沿轴向将小齿轮轴12连同起动小齿轮13推入，直到伸入装配槽21内的保持元件22限制进一步的轴向推入运动。

在图6中示出的下一装配步骤中，将保持环23推入小齿轮轴12或者更确切地说起动小齿轮13的内部空间内。此外将止动环24插入一个沿周向延伸的相邻于端侧设置在驱动轴11中的槽内。保持环23在轴向上比止动环24更靠内设置。

在根据图7的下一方法步骤中，在驱动轴11的端侧作用一个轴向力，如用箭头所示，由此驱动轴11沿轴向被推入壳体的内部，直到止动环24接合到保持环23内并且卡锁在小齿轮轴12或者更确切地说起动小齿轮13上。保持环23和止动环24限制小齿轮轴12和起动小齿轮13相对于驱动轴11的向外直到达到啮合位置的推进运动；该相对位置在图7中示出。与此相反，保持环23和止动环24被构造为，为了达到非作用位置，可以相对于在轴向上相对壳体固定设置的驱动轴11沿轴向向内推动起动小齿轮13以及小齿轮轴12。

Claims (10)

1.一种用于内燃机的自由悬臂式起动装置，所述起动装置具有：起动小齿轮(13)，该起动小齿轮能够借助起动继电器(15)沿轴向在非作用位置和与内燃机齿圈的啮合位置之间调整移动；起动电动机(4)，该起动电动机的驱动运动能够通过自由轮机构(7)传递到起动小齿轮(13)上；起动继电器(15)，该起动继电器通过传输元件(17)与起动小齿轮(13)联接并且起动小齿轮(13)在非作用位置和啮合位置之间调整移动，其中，与起动小齿轮(13)连接的小齿轮轴(12)以能够旋转的方式被容纳在起动装置(1)的轴承端盖(3)的轴承(14)内，其特征在于，所述传输元件(17)与小齿轮轴(12)连接，所述自由轮机构(7)相对于壳体固定地设置并且与沿旋转方向驱动小齿轮轴(12)的驱动轴(11)联接，其中，所述小齿轮轴(12)相对于驱动轴(11)能够在轴向上移动，所述小齿轮轴(12)在远离起动小齿轮(13)的一侧具有环绕的接合槽(18)，所述传输元件(17)接合在该接合槽内。

2.根据权利要求1所述的起动装置，其特征在于，所述起动小齿轮(13)和所述小齿轮轴(12)构造为一体。

3.根据权利要求1所述的起动装置，其特征在于，所述接合槽(18)在轴向上由环绕的槽壁(19)限定，该槽壁的直径不大于所述小齿轮轴(12)的直径。

4.根据权利要求1所述的起动装置，其特征在于，所述起动小齿轮(13)的外直径大于轴承端盖(3)内的轴承(14)的直径。

5.根据权利要求1所述的起动装置，其特征在于，在所述起动电动机(4)和所述自由轮机构(7)之间设置传动装置。

6.根据权利要求5所述的起动装置，其特征在于，在所述起动电动机(4)和所述自由轮机构(7)之间的传动装置是行星齿轮传动装置(6)。

7.根据权利要求1所述的起动装置，其特征在于，所述自由轮机构(7)的滚子轴环(10)与所述驱动轴(11)构造为一体。

8.根据权利要求1所述的起动装置，其特征在于，所述小齿轮轴(12)为中空圆筒形，并且容纳所述驱动轴(11)。

9.根据权利要求1所述的起动装置，其特征在于，在从所述起动小齿轮(13)到所述小齿轮轴(12)的过渡处设置环绕的装配槽(21)。

10.一种用于装配根据权利要求1到9之一所述的起动装置(1)的方法，其特征在于，在第一步骤中将小齿轮轴(12)连同起动小齿轮(13)从外部导入轴承端盖(3)中的轴承(14)内，在第二步骤中使由起动小齿轮(13)和小齿轮轴(12)组成的单元得到轴向支撑并且使驱动轴(11)和小齿轮轴(12)联接。