CN105391245B - 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，该起动装置具有电动起动马达，电动马达具有带有在电刷板处的碳刷的整流装置，电刷板布置在起动马达的极靴处。在整流器轴承盖处布置有形状配合元件以用于与极靴和电刷板防止转动地连接。

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

由DE 297 04 299 Ul已知一种用于内燃机的带有电动起动马达的起动装置，电动起动马达的转子轴通过传动装置驱动起动小齿轮。在转子轴上布置有带有绕组的电枢组件，绕组通过整流装置通电。整流装置包括在圆周上分布地布置的多个碳刷，碳刷布置在电刷板处，电刷板装入到电动起动马达的极靴中的并且被整流器轴承盖覆盖。整流器轴承盖放置到极靴的端侧上并且具有凹部，供电线路引导通过该凹部，通过供电线路为碳刷供以电流。供电线路被引导通过在凹部中的密封元件。

在此类起动装置中必须在工作期限内保证整流装置与在起动马达的极靴中的碳刷和电刷板的正确的角位置。同时应注意在整流装置的区域中的充分的密封性，以防止污物和湿气侵入到电动起动马达的极靴中。

发明内容

本发明的目的在于以简单的结构上的措施构造一种用于内燃机的此类起动装置，使得在长的运行时间段内保证高效能性。

根据本发明，该目的利用权利要求1的特征来实现。从属权利要求说明了适宜的改进方案。

根据本发明的起动装置用于起动内燃机并且具有电动起动马达，电动起动马达驱动起动小齿轮，起动小齿轮接合到内燃机的齿轮圈中并且驱动该齿轮圈。起动装置可实施为永久接合式起动装置，在其中起动小齿轮永久啮合到齿轮圈中。为了降低转速，可在起动马达之后连接有传动装置，例如行星齿轮传动装置，其将起动马达的转子轴的驱动运动传递到起动小齿轮上。

起动马达具有带有碳刷的整流装置，碳刷布置在电刷板处并且贴靠在集流器的侧面处，集流器环绕转子轴。转子轴是带有在圆周上分布地布置的绕组的电枢组件的支架，绕组通过整流装置通电。

带有碳刷的电刷板布置在起动马达的极靴或定子壳体处，在极靴或定子壳体上在端侧放置有整流器轴承盖。整流器轴承盖沿轴向封闭极靴并且将带有碳刷的电刷板固定在极靴中。

在整流器轴承盖处布置有形状配合元件，形状配合元件一方面保证整流器轴承盖与极靴的防止转动的连接并且另一方面保证与电刷板的防止转动的连接。该实施方案具有的优点是，通过整流器轴承盖持久地固定带有碳刷的电刷板在极靴中的转动位置。因此，在将整流器轴承盖放置到极靴的端侧的情况下使电刷板在防止转动的位置中固定在极靴处；不强制需要附加的固定装置以将电刷板防止转动地固定在极靴处。此外，除了防止转动之外，整流器轴承盖还在轴线方向上固定电刷板并且将其固定在极靴中的理论位置中。

此外，有利的是，保证更好地防止污物和湿气侵入到起动马达中。整流器轴承盖还在冲击和振动时保持其在极靴处的位置，相对转动位置的变化由于在整流器轴承盖和极靴之间的形状配合的防止转动而得以排除。因为没有发生相对运动，所以还显著降低了在整流器轴承盖和极靴之间形成间隙的风险。

根据一种适宜的改进方案，通过其使整流器轴承盖与极靴防止转动地连接的形状配合元件与用于防止转动地连接电刷板的形状配合元件是不同的。与此相应地，第一形状配合元件和第二形状配合元件布置在整流器轴承盖处，第一形状配合元件和第二形状配合元件可在径向方向上和/或在圆周方向上彼此错位地布置。例如可为适宜的是，用于与电刷板相连接的形状配合元件布置成相对于整流器轴承盖的圆周侧有径向间距，而用于与极靴相连接的形状配合元件位于整流器轴承盖处或直接邻近于整流器轴承盖的周侧并且因此沿径向进一步向外偏移。

有利地，在整流器轴承盖处的形状配合元件在轴线方向上突出。在整流器轴承盖放置到极靴的端侧上的情况下，该形状配合元件沿轴向一方面与在极靴处的形状配合元件和另一方面在电刷板处的形状配合元件接合，由此实现防止转动。

用于与电刷板连接的形状配合元件例如实施为定心销，定心销伸入到电刷板中的相关的凹部中。用于与极靴连接的形状配合元件可构造为沿轴向突出的定位叉，为该定位叉分配有沿径向突出的、在极靴处的定位凸起。定位叉具有两个叉齿，在极靴处的定位凸起处在叉齿之间。

在形状配合元件径向外置地布置在整流器轴承盖的圆周侧的区域中时，在极靴处的相关的形状配合元件优选位于极靴的壁部的外置的侧面上。但这样的实施方案同样是可行的，即在极靴的侧部上的形状配合元件布置在极靴的壁部的内侧处。

根据尤其涉及用于与电刷板防止转动的形状配合元件实施为定心销的又一有利的实施方案，定心销贴靠在极靴的壁部的内侧处。在此，定心销可以径向的夹紧力贴靠在极靴的壁部的内侧处，由此还施加轴向的夹紧力并且整流器轴承盖在轴线方向上力配合地固定在极靴处。此外，定心销引起整流器轴承盖在径向方向上的定心，使得整流器轴承盖与极靴同轴地取向。通过在整流器轴承盖和电刷板处的形状配合元件的接合到彼此内还实现电刷板相对于极靴的同轴的取向。

适宜地，整流器轴承盖为轴承，例如用于可转动地支承转子轴的轴套，的支架。在整流器轴承盖的侧部上的轴承尤其构造为没有轴向支撑的径向轴承。通过在整流器轴承盖处的形状配合元件实现与极靴的纵轴线的同轴的取向，相应地还得到用于转子轴的轴承的同轴的布置。

根据又一适宜的实施方案，电刷板为径向的导电体的支架，导电体由密封元件围住，密封元件位于极靴的壁部的凹部中。该凹部优选构造成朝极靴的端侧敞开，使得在电刷板沿轴向引入到极靴的端侧中的情况下将围住导电体的密封元件引入到在极靴的壁部中的凹部中。导电体在径向方向上延伸，密封元件负责在导电体相对于极靴的壁部的过渡部中流体密封地进行径向密封。

导电体有利地布置在配电环处，配电环为在电刷板处的碳刷供以电流。配电环保持在电刷板处，从而电刷板、沿径向可移动地支承在电刷支架中的碳刷和配电环连同导电体与密封元件形成一个合起来的结构单元，该结构单元在装配时沿轴向通过端侧引入到极靴中并且经由放置在端侧的整流器轴承盖进行固定。

根据又一有利的实施方案，电刷板沿径向外置地具有环绕的连续的并且没有中断的边缘区域，电刷板利用该边缘区域贴靠在极靴的端侧处。极靴在其端侧处优选同样环绕地连续地没有凹部地–必要时具有用于径向的导电体和密封元件的凹部–来构造，从而极靴在端侧处密封地闭合并且阻止污物或湿气从外部进入。

附图说明

其他的优点和适宜的实施方案可由其他的权利要求、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起动装置的剖视图，起动装置带有电动起动马达，电动起动马达的转子轴与传动装置联结，传动装置转动地驱动起动小齿轮，

图2以立体视图显示了起动马达的极靴，

图3显示了带有在端侧装入的电刷板的极靴，

图4显示了极靴带有附加地放置在端侧的整流器轴承盖，

图5以放大的图示显示了在整流器轴承盖和极靴之间的形状配合的防止转动部，

图6以剖视图显示了带有装入的电刷板和布置在端侧的整流器轴承盖的极靴，

图7以立体的单个视图显示了电刷板连同碳刷和配电环，

图8显示了通过根据图7的装置的剖视图，

图9以立体视图显示了整流器轴承盖，

图10显示了通过整流器轴承盖的剖视图，

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中示出的用于内燃机的起动装置1实施为永久接合式起动器并且包括电动起动马达2、传动装置3和驱动轴4，驱动轴带有不可相对转动地布置在其上的起动小齿轮5。为了起动内燃机，起动电动起动马达2，其转动的驱动运动通过传动装置3、例如行星齿轮传动装置传递到驱动轴4和起动小齿轮5上，起动小齿轮与内燃机的齿轮圈处于接合中并且驱动齿轮圈。

电动起动马达2实施为永久激励式电动马达并且在极靴或定子壳体6的内侧处具有永磁体7。起动马达2构造为内转子马达，其带有可转动地支承在极靴6中的转子轴8，转子轴为带有在圆周上分布的绕组的电枢组件9的支架，绕组通过整流装置10供以电流。与传动装置3沿轴向相对而置的整流装置10在布置在极靴6中的电刷板上包括在电刷支架中的碳刷并且包括转子侧的集流器，碳刷对着集流器的侧面在径向方向上受到力加载。

齿轮11在传动装置3的侧部上邻近于端侧抗扭地与转子轴8连接，齿轮11形成太阳轮并且驱动传动装置3的可转动的构件。太阳轮11与传动装置3的行星齿轮啮合，行星齿轮通过轴销保持在行星齿轮架处，行星齿轮架抗扭地与驱动轴4连接，在驱动轴上放置有起动小齿轮5。传动装置3容纳在壳体构件16中，该壳体构件在端侧联接到电动起动马达2的极靴6处并且在该壳体构件中还可转动地支承有起动小齿轮5的驱动轴4。

起动马达2的转子轴8一方面可转动地支承在整流器侧的轴承12中，该轴承容纳在整流器轴承盖13中，整流器轴承盖在整流装置10的侧部上放置到极靴2的端侧上并且与极靴连接。

另一方面，转子轴8在传动装置侧上可转动地容纳在另一轴承14中，该轴承保持在轴承盖15处。轴承12和14分别实施为轴套，其有耐磨的材料构成。转子轴8和驱动轴4同轴地布置并且具有共同的纵轴线17。

在图2至图6中示出了在安装整流装置和整流器轴承盖13的不同阶段中的电动起动马达的极靴6。在图7和图8中在没有转子侧的集流器的情况下示出了整流装置10并且其包括电刷板18、电刷板的电刷支架19的载体，电刷支架带有沿径向可移动地布置在其中的碳刷20。在装配的状态中，碳刷20的沿径向内置的端侧贴靠在集流器21的侧面处(图1)，集流器抗扭地与转子轴8连接。

此外，电刷板18为配电环22的支架，通过配电环为碳刷19供以电流。与配电环22一件式地构造有沿径向向外引导的导电体23，导电体在安装状态中沿径向突出超过极靴6的侧面。导电体23环状地构造并且相对于电刷板18的平面平行错位。配电环22的外径小于电刷板18的外径。

沿径向向外突出的导电体23由密封元件24围住，密封元件在装配状态中装入到在极靴6的壁部中的凹部25中(图2)。凹部25构造成朝极靴6的端侧敞开并且相对于端侧具有变宽的横截面。密封元件24设有切口26(图8)，密封元件24可利用该切口推到极靴6的限制凹部25的壁部上。

在装配时将电刷板18连同布置在其处的零件在端侧推入到极靴6中，直至电刷板18覆盖极靴6的端侧(图3)。紧接着如在图4至图6中示出的那样将整流器轴承盖13放置到极靴6的端侧上。在此，电刷板18由整流器轴承盖13在圆周方向上固定在极靴6处。

固定借助于呈定心销的形式的形状配合元件27实现，其与整流器轴承盖的圆周侧具有径向间距地布置在整流器轴承盖13的内侧处并且在轴向方向上延伸。在圆周上总共将六个定心销27布置在整流器轴承盖13处。为定心销27分配有在电刷板18中的定心凹部28(图3)，定心销27沿轴向伸入到定心凹部中。以这种方式将电刷板18防止转动地固定在整流器轴承盖13处。

此外，整流器轴承盖13在整流器轴承盖13的圆周侧处具有构造为定位叉的附加的形状配合元件29。分别具有两个彼此间隔开的定位齿的六个此类定位叉同样在圆周上分布地布置在整流器轴承盖13的周边处。定位叉29相对于沿径向进一步内置的定心销27在圆周方向上错位地布置。不仅定心销27而且定位叉29在轴向方向上延伸，其中，定位叉29比定心销27沿轴向更远地突出。

为定位叉29分配有呈定位凸起的形式的、在极靴6的壁部的外侧处的形状配合元件30。定位凸起30构造为具有圆形横截面的径向隆起，其在装配状态中处在定位叉29的两个齿之间。以这种方式在转动方向上在整流器轴承盖和极靴6之间发生形状配合的连接。同时通过定心销17接合到在电刷板18中的定心凹部28中还实现防止电刷板18连同位于其上的零件相对于极靴6转动。

定心销27贴靠在极靴6的壁部的内侧处并且将夹紧力施加到极靴的壁部上，同时通过定心销27使整流器轴承盖13在极靴6处对中并且同轴于纵轴线17取向。由于定心销27接合到定心凹部28中，还使电刷板18连同保持在该电刷板处的零件同轴于纵轴线17取向。

Claims (11)

1.一种用于内燃机的起动装置，该起动装置具有：用于驱动起动小齿轮(5)的电动起动马达(2)，其中，所述起动马达(2)具有带有碳刷(20)的整流装置(10)，所述碳刷(20)布置在电刷板(18)处，所述电刷板布置在所述起动马达(2)的极靴(6)处；和相邻于所述电刷板(18)布置的、在所述极靴(6)的端侧处的整流器轴承盖(13)，其特征在于，在所述整流器轴承盖(13)处布置有形状配合元件(27、29)以用于与所述极靴(6)防止转动地连接并且此外还用于与所述电刷板(18)防止转动地连接，其中在所述整流器轴承盖(13)处的、用于与所述电刷板(18)连接的所述形状配合元件(27)构造为沿轴向突出的定心销(27)，所述定心销伸入到在所述电刷板(18)中的对应的定心凹部(28)中，其中，所述整流器轴承盖(13)通过所述定心销(27)夹紧在所述极靴(6)的端侧处。

2.根据权利要求1所述的起动装置，其特征在于，在所述整流器轴承盖(13)处布置有用于与所述极靴(6)连接的第一形状配合元件(29)和用于与所述电刷板(18)连接的第二形状配合元件(27)。

3.根据权利要求2所述的起动装置，其特征在于，所述第一形状配合元件(29)和所述第二形状配合元件(27)在圆周方向上彼此错位地布置。

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，所述定心销(27)贴靠在所述极靴(6)的壁部的内侧处。

5.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，在所述整流器轴承盖(13)处的、用于与所述极靴(6)连接的所述形状配合元件(29)构造为沿轴向突出的定位叉(29)，为所述定位叉分配有在所述极靴(6)处的定位凸起(30)。

6.根据权利要求5所述的起动装置，其特征在于，所述定位叉(29)贴靠在所述极靴(6)的壁部的外侧处。

7.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，所述电刷板(18)是导电体(23)的支架，并且所述导电体(23)由密封元件(24)围住，所述密封元件位于在所述极靴(6)的壁部中的凹部(25)中。

8.根据权利要求7所述的起动装置，其特征在于，在所述极靴(6)的壁部中的所述凹部(25)构造成朝所述极靴(6)的端侧敞开。

9.根据权利要求7所述的起动装置，其特征在于，所述导电体(23)布置在配电环(22)处，所述配电环与在所述电刷板(18)处的多个碳刷(20)处于接触中。

10.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，所述整流器轴承盖(13)是用于转子轴(8)的轴承(12)的支架。

11.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，所述电刷板(18)沿径向外置地具有环绕的连续的边缘区域，所述电刷板(18)利用该边缘区域贴靠在所述极靴(6)的端侧处。