CN105089900A - 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，其具有起动小齿轮，该起动小齿轮由电起动马达和行星齿轮传动装置驱动。行星齿轮传动装置具有空心轮，空心轮通过至少一个衰减元件在周向上支撑在空心轮支承中，其中，衰减元件的圆周端侧仅在其宽度的一部分上与在空心轮或空心轮支承处的支撑突出部接触。

Description

用于内燃机的起动装置
技术领域
本发明涉及根据权利要求1前序部分所述的用于内燃机的起动装置。
背景技术
在文献DE102013211763A1中说明了一种起动装置，内燃机可利用该起动装置通过起动小齿轮接合且驱动到内燃机的齿圈中起动。起动装置包括用于驱动起动小齿轮的电起动马达以及电磁的起动继电器，起动小齿轮可利用该起动继电器从与内燃机齿圈的退回的脱离接合位置调整到推进的接合位置中。电起动马达的驱动运动通过行星齿轮传动装置传输到小齿轮轴上，在该小齿轮轴上安装有起动小齿轮。
行星齿轮传动装置位于电起动马达的马达壳体的端侧处并且包括由马达轴驱动的太阳轮，太阳轮与行星齿轮啮合，行星齿轮在壳体侧的空心轮的内侧处滚动。空心轮通过在周向上起作用的衰减负载冲击的衰减元件容纳并且支撑在空心轮支承中，负载冲击尤其可在起动小齿轮接合到内燃机的齿圈中时出现。衰减元件包括较大的第一衰减区段和较小的第二衰减区段，它们通过桥接部(Verbindungssteg)彼此连接。不同的衰减区段在装配起动装置时在沿径向伸延的支撑突出部之间定位在空心轮支承的内侧或空心轮的外侧处。
发明内容
本发明的目的在于，有效地衰减在起动装置的行星齿轮传动装置中的负载冲击并且同时确保起动装置的简单的装配。
根据本发明，该目的利用权利要求1的特征实现。从属权利要求提供了适宜的改进方案。
根据本发明的起动装置用于起动内燃机并且具有起动小齿轮，该起动小齿轮通过行星齿轮传动装置由电起动马达驱动。通常通过行星齿轮传动装置实现从较高的起动马达转速到较低的起动小齿轮转速的减速。
起动装置必要时可实施成带有电磁起动继电器，通过该电磁起动继电器可将起动小齿轮从退回的脱离接合位置调整到推进的接合位置中，在该接合位置中起动小齿轮与待起动的内燃机的齿圈接合并且对其进行驱动。在脱离接合位置与接合位置之间的调整运动有利地线性地且在轴线方向上(即，在起动小齿轮的转动轴线的方向上)进行。
行星齿轮传动装置以本身已知的方式构建并且包括至少一个行星齿轮总成，该行星齿轮总成具有：太阳轮，太阳轮直接由起动马达的马达轴驱动；在行星齿轮架处的行星齿轮，其中，行星齿轮由太阳轮驱动；以及壳体侧的空心轮，行星齿轮在空心轮中滚动。行星齿轮架与小齿轮轴连接，小齿轮轴为起动小齿轮的支架。
必要时可在行星齿轮传动装置与起动小齿轮之间布置自由轮装置(Freilaufeinrichtung)，通过自由轮装置将驱动运动从马达轴传输到起动小齿轮上，然而，在齿圈超出时断开，以中断在起动小齿轮与马达轴之间的运动学上的连接路径。
行星齿轮传动装置优选地位于起动马达的可形成极管(Polrohr)的马达壳体的端侧处。行星齿轮传动装置的空心轮容纳在壳体侧的空心轮支承中，空心轮支承固定地与起动装置的壳体(例如驱动端轴承盖)连接。在空心轮与空心轮支承之间存在至少一个衰减元件、优选多个分布在圆周上的衰减元件，通过衰减元件将空心轮在周向上支撑在空心轮支承处。必要时也在径向上至少部分地将空心轮通过一个或多个衰减元件支撑在空心轮支承处。
至少一个衰减元件在周向上位于支撑突出部之间，支撑突出部一方面构造在空心轮支承处并且沿径向向内突出，且另一方面构造在空心轮处并且沿径向指向外部。在空心轮支承和空心轮处的支撑突出部形成支撑面，衰减元件的圆周端侧分别贴靠在这些支撑面处。
在起动小齿轮接合到内燃机的齿圈中时-必要时也在脱离时-在起动小齿轮与齿圈之间有相对转动运动的情况下出现负载冲击，该负载冲击通过运动学上的传输路径从起动小齿轮反作用到空心轮上。在此出现的负载力矩通过至少一个衰减元件在周向上从空心轮传输到空心轮支承上并且进一步传输到起动装置的壳体上。然而，由于在衰减元件中的衰减作用，作用到空心轮支承上的负荷冲击的大小以显著的方式被降低。
在根据本发明的实施方案中，衰减元件的圆周端侧仅在其宽度的一部分上–在起动马达、行星齿轮传动装置和起动小齿轮的纵轴线的方向上来看–在无驱动的初始情况中接触相对应的支撑突出部。支撑突出部形成用于衰减元件的圆周端侧的止挡面，其中，由于在无负荷、无转矩的空心轮中在圆周端侧的宽度上的仅仅部分的接触，在衰减元件与相对应的支撑突出部之间也仅存在相应减小的接触面。这伴随着在衰减元件与支撑突出部之间的降低的摩擦，只要空心轮相对于空心轮支承保持其初始位置并且没有受到负载变化或负载冲击的作用。
降低的摩擦允许将衰减元件更轻易地插入到在位于空心轮或空心轮支承处的支撑突出部之间的容纳腔中，但同时保证在起动装置运行期间在衰减元件与支撑突出部之间的持久的接触。因此，衰减元件无间隙地容纳在位于空心轮或空心轮支承处的支撑突出部之间，从而随着作用到空心轮上的力矩的产生将空心轮无延迟地压抵向衰减元件并且在发挥衰减作用时没有出现延迟。
有利地，衰减元件的恰好一个圆周端侧仅在其宽度的一部分上接触相对应的支撑突出部，然而，衰减元件的可在其整个宽度上接触其支撑突出部的第二或其他圆周端侧没有接触相对应的支撑突出部。在该实施方式中，摩擦的降低和伴随于此的衰减元件的容易的装配通过仅部分地接触支撑突出部的那个圆周端侧实现。
而在一备选的实施方案中规定，衰减元件的多于一个的圆周端侧、必要时所有的圆周端侧分别仅在宽度的一部分上接触相对应的支撑突出部，以便总地实现更大地降低摩擦接触和容易地装配。
根据有利的实施方案，衰减元件的仅在其宽度的一部分上接触相对应的支撑突出部的圆周端侧可具有至少一个接触区段，该接触区段相对于通过空心轮的中心的径向部在周向上移动。因此，接触区段从径向部偏离，其中，圆周端侧不仅可相对于径向部具有凹槽，而且可具有在突起的意义中的突出部；突出部形成与支撑突出部接触的接触区段。而在有凹槽的情况下在圆周端侧处的在周向上进一步突出的相邻的区段接触支撑突出部。
圆周端侧例如凸状或凹状地构造。在凸状的实施方案中，在圆周端侧处的中间的区段形成突出的接触区段，而在凹状的实施方案中，在圆周端侧处的外置的两个区段是在周向上突出的接触区段。
圆周端侧也可在无驱动的初始情况中在无负载的状态下平坦地构造。在平坦的圆周端侧处存在呈突起的形式的突出的接触区段。平坦的圆周端侧还可斜置并且与通过空心轮的中心的径向部围成角度。
此外，考虑在圆周端侧处具有中心的或离心的突起的实施方案，例如形成接触区段的凸球状的或部分球状的突起，或块状的突起，其同样相对于衰减元件的中心纵轴线中心地或离心地布置。
在位于圆周端侧处的接触区段与支撑突出部之间的接触存在于无负载的初始情况中，在该初始情况中尚未通过行星齿轮传动装置传输力矩。然而，一旦传输最小力矩，这就引起空心轮相对于空心轮支承的相对转动运动，直至建立相应地相同大小的反作用力矩，其通过衰减元件传输。在这种情况下，衰减元件不是仅与接触区段接触，而是在其整个圆周端侧上接触相对应的支撑突出部。
根据另一有利的实施方案，衰减元件具有楔形形状，其中，圆周构造为直线，然而相对于通过空心轮的中心的径向部存在楔角。也就是说，沿着圆周端侧的至少一个假设的平面交会空心轮的中心或太阳轮的转动轴线，必要时也在起动装置的壳体的外轮廓之外。在圆周方向上突出的边缘区域形成接触区段。相对于径向部的楔角例如为最大30°，必要时最大20°、最大10°或最大5°。
根据又一适宜的实施方案，衰减元件包括具有第一圆周端侧的第一衰减区段和具有第二圆周端侧的第二衰减区段，其中，衰减区段通过对称或不对称布置的连接区段连接。第一衰减区段和第二衰减区段可实施为不同大小，其中，在初始情况中仅在其宽度的一部分上接触相对应的支撑突出部的圆周端侧有利地形成在较小的衰减区段处。必要时还可实现这样的实施方案，在其中相关的圆周端侧附加地或替代地构造在较大的衰减区段处。每个衰减区段具有两个圆周端侧，其分别贴靠在支撑突出部处，但优选地，只有在周向上位于外部的圆周端侧实施为使其仅在其宽度的一部分上接触支撑突出部。
附图说明
其他的优点和适宜的实施方案可从其他的权利要求、附图说明和附图中得悉。其中：
图1显示了沿纵向通过用于内燃机的、具有电起动马达的起动装置的剖面，起动马达通过行星齿轮传动装置驱动起动小齿轮，
图2显示了横向于纵轴线通过具有空心轮的行星齿轮传动装置的剖面，空心轮通过衰减元件支撑在壳体侧的空心轮支承处，
图3以侧视图显示了衰减元件，其在圆周端侧处具有部分球状的突起，
图4以俯视图显示了根据图3的衰减元件，
图5以俯视图显示了实施变型方案中的衰减元件，其具有圆周端侧的凸状的实施方案，
图6显示了另一衰减元件，其具有凹状的圆周端侧，
图7显示了具有楔形的衰减区段的衰减元件，
图8显示了具有在圆周端侧处的块状的接触区段的衰减元件。
在附图中相同的构件设有相同的附图标记。
具体实施方式
在图1中示出的起动装置1用于起动内燃机并且在形成壳体的驱动端轴承盖中具有在驱动轴4上的可沿轴向调整的起动小齿轮3。起动小齿轮3可沿轴向在退回的非作用位置与推进的接合位置之间调整，在接合位置中起动小齿轮3接合内燃机的齿圈5。起动小齿轮3通过电起动马达6和行星齿轮传动装置7驱动。起动小齿轮3在非作用位置与推入的作用位置之间的轴向的调整运动借助于电磁起动继电器8实现，电磁起动继电器使调节杆9摆动，调节杆使自由轮装置10沿轴向移动，起动小齿轮3的小齿轮接合部与自由轮装置连接。自由轮装置10安装在驱动轴4上并且在转动方向上与驱动轴4耦联。自由轮装置10将驱动力矩从起动马达6传输到起动小齿轮3上，然而，当齿圈转速超过起动小齿轮转速时，在反方向上中断在自由轮装置10中的运动学上的传输。
电起动马达6在形成马达壳体的极管11中具有带有电枢组件13的旋转的马达轴12。在电枢组件13中的电枢绕组通过整流装置通电。在马达轴12的端侧处存在太阳轮14，其为行星齿轮传动装置7的组成部分并且与行星齿轮15接合，行星齿轮15通过轴颈16可转动地支承在行星齿轮架17处。行星齿轮架17固定地与驱动轴4连接，在驱动轴4上安装有起动小齿轮3。行星齿轮15在空心轮18的内齿部处滚动，空心轮18通过衰减元件19支撑在壳体侧的空心轮支承20处。行星齿轮传动装置7位于极管11的面向起动小齿轮3的端侧处。
图2显示了横向于起动装置的纵轴线21通过行星齿轮传动装置的空心轮18的截面图示。空心轮18具有分布在圆周上的多个沿径向向外突出的支撑突出部22。起容纳作用的壳体侧的空心轮支承20具有沿径向向内突出的支撑突出部23。在支撑突出部22(其与空心轮18构造成一体)与支撑突出部23(其与空心轮支承23构造成一体)之间存在衰减元件19，空心轮18通过衰减元件在周向上支撑在空心轮支承20处。一旦通过起动马达产生驱动力矩，在空心轮18处的支撑突出部22在周向上压向衰减元件19，其中，通过在空心轮支承20处的支撑突出部23施加相应的反作用力矩。以相应的方式也在反方向上将力矩从空心轮通过衰减元件传输到空心轮支承上。在此，衰减元件尤其在有负载冲击的情况下(即，突然出现的转矩峰值)引起降低传输到空心轮支承上的转矩。
根据图2结合图3和图4，衰减元件19(其中的多个分布地布置在圆周上)构造有两个衰减区段24和25和在区段24与25之间的起连接作用的连接区段26。两个衰减区段24和25在周向上具有不同的长度，然而它们具有几乎相同的宽度(在空心轮的轴线方向上且由此在太阳轮14的纵轴线21或转动轴线上来看)。衰减区段24和25的径向高度同样至少几乎相同，从而由于在周向上的不同的长度也提供不同的总尺寸。在此，衰减区段24明显小于第二衰减区段25，在第二区段25的周向上的长度至少是在第一区段24的周上的长度的两倍。
连接区段26布置在中间并且具有明显比两个衰减区段24和25更小的径向高度。连接区段26构造为条状并且沿径向位于面向空心轮的内置的侧部处。
在根据图2的已安装的状态中，不仅小的衰减区段24而且较大的衰减区段25分别位于在空心轮处的支撑突出部22与在空心轮支承处的支撑突出部23之间。因此，较小的衰减区段24的圆周端侧24a、24b和较大的衰减区段25的圆周端侧25a、25b支撑在空心轮或空心轮支承的支撑突出部22、23处。
较小的衰减区段24的在周向上位于外部的圆周端侧24a设有突起27(图3、图4)，该突起构造为凸球状或部分球状并且根据图4偏心地位于较小的衰减区段24的圆周端侧24a处。突起27可与衰减元件构造成一体或构造为在圆周端侧24a处与衰减元件连接的独立的构件。其他的圆周端侧24b、25a和25b不具有此类突起。所有的圆周端侧位于通过空心轮18的中心或纵轴线21的径向部中。仅仅位于前部的圆周端侧24a在突起27的区域中突出超过通过圆周端侧的此类径向部。
突起27引起，在衰减元件19安装在位于空心轮18或空心轮支承20处的支撑突出部22和23之间的情况下，在未加载的初始状态中在位于前部的圆周端侧24a处仅在突起27的区域中接触空心轮的相对应的支撑突出部22。因为突起27相对于圆周端侧24a的整个面(尤其相对于衰减元件19的宽度)明显构造得更小，所以也降低了在位于突起27与支撑突出部22之间的衰减元件19之间的摩擦，这使衰减元件的装配变得容易。然而，一旦相应的力矩作用到空心轮18上–在根据图2的图示中在顺时针方向上-在空心轮18处的支撑突出部22压向在衰减元件19处的圆周端侧24a，从而由于衰减材料的挠性在支撑突出部22与位于前部的圆周端侧24a之间提供平面式的贴靠。但在未加载的初始状态中在支撑突出部22与具有突起27的圆周端侧24a之间同样不存在间隙。
在图5中示出了衰减元件19的实施变型方案，衰减元件如前所述具有较小的衰减区段24和较大的衰减区段25，它们通过连接区段26彼此连接。连接区段26偏心地布置，其位于衰减元件19的边缘区域中。较小的衰减区段24构造为凸状，从而位于外部的圆周端侧24a在宽度上来看形成中间的接触区段28，其贴靠在支撑突出部22处。
在图6中，衰减元件19类似于图5的衰减元件来构造，然而，较小的衰减区段24构造为凹状，从而接触区段28(前部的圆周端侧24a以该接触区段接触支撑突出部22)在纵轴线21的方向上位于外置的侧部区域中。两个侧部的区域分别形成接触区段28。而圆周端侧24a的中间的部分在周向上后移且在未加载的初始状态中相对于支撑突出部22具有间距。
在根据图7的实施例中，较小的衰减区段24实施为楔形，其中，衰减区段24的两个圆周端侧24a和24b相对于径向部29所处的平面具有楔角α1或α2。圆周端侧24a、24b的两个楔角α1、α2可一样大，但必要时楔角也可彼此不同。楔角α1、α2有利地处在直到最大30°的角度范围中。
在根据图8的实施例中，在较小的衰减区段24的圆周端侧24a处构造有呈在周向上突出的块的形式的边缘侧的接触区段28。接触区段28位于衰减区段24的边缘区域中。

Claims (13)

1.一种用于内燃机的起动装置，其具有电起动马达(5)，该电起动马达的驱动运动能够通过行星齿轮传动装置(6)传递到起动小齿轮(2)上，其中，所述行星齿轮传动装置(6)具有行星齿轮(15)，所述行星齿轮(15)在空心轮(18)中滚动，并且所述空心轮(18)通过至少一个衰减元件(19)在周向上支撑在空心轮支承(20)中，其中，所述衰减元件(19)在周向上利用圆周端侧(24b、25a)支撑在所述空心轮支承(20)的沿径向向内突起的支撑突出部(23)处，并且利用其它的圆周端侧(24a、25b)支撑在所述空心轮(18)处的沿径向指向外部的支撑突出部(22)处，其特征在于，所述衰减元件(19)的圆周端侧(24a)仅在其宽度的一部分上接触相对应的所述支撑突出部。
2.根据权利要求1所述的起动装置，其特征在于，所述衰减元件(19)的恰好一个圆周端侧(24a)仅在其宽度的一部分上接触相对应的所述支撑突出部(22)。
3.根据权利要求1或2所述的起动装置，其特征在于，所述衰减元件(19)的圆周端侧(24a)具有至少一个接触区段(28)，该接触区段相对于通过所述空心轮(18)的中心的径向部(29)在周向上移动。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的起动装置，其特征在于，所述衰减元件(19)的圆周端侧(24a)沿着通过所述空心轮(18)的中心的径向部(29)延伸，并且在所述圆周端侧(24a)处布置有位于所述径向部(29)之外的突起(27)。
5.根据权利要求4所述的起动装置，其特征在于，所述突起(27)相对于所述圆周端侧(24a)的宽度偏心地布置。
6.根据权利要求4或5所述的起动装置，其特征在于，所述突起(27)构造为凸球状的或部分球状的隆起。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的起动装置，其特征在于，所述衰减元件(19)的圆周端侧(24a)平坦地构造。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的起动装置，其特征在于，所述衰减元件(19)的圆周端侧(24a)构造为凸状或凹状。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的起动装置，其特征在于，所述衰减元件(19)构造为楔形，并且所述衰减元件(19)的圆周端侧(24a)与通过所述空心轮(18)的中心的径向部(29)围有角度(α1)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的起动装置，其特征在于，所述衰减元件(19)具有：第一衰减区段(24)，其具有至少一个圆周端侧(24a、24b)，该圆周端侧贴靠在支撑突出部(22、23)处；和第二衰减区段(25)，其具有至少一个圆周端侧(25a、25b)，该圆周端侧贴靠在支撑突出部(22、23)处，其中，所述第一衰减区段(24)和所述第二衰减区段(25)通过连接区段(26)连接。
11.根据权利要求10所述的起动装置，其特征在于，所述第一衰减区段(24)和所述第二衰减区段(25)构造为不同大小。
12.根据权利要求11所述的起动装置，其特征在于，仅在其宽度的一部分上接触相对应的所述支撑突出部(22)的圆周端侧(24a)形成在较小的衰减区段(24)处。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的起动装置，其特征在于，所述衰减元件(19)的两个衰减区段(24、25)分别具有两个圆周端侧(24a、24b；25a、25b)，其中，仅仅一个衰减区段(24)的仅仅一个圆周端侧(24a)在其宽度的一部分上接触相对应的所述支撑突出部(22)。
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