CN105492759B - 包括与小齿轮成一体的操纵环的用于电力起动机的启动器 - Google Patents

Abstract

一种用于电力起动机的起动机驱动组件，包括刚性连接到驱动小齿轮(220)的操纵环(240)，所述环由比形成所述驱动小齿轮的材料更轻的材料构成，且其中操纵环(240)包括a.弹性连接器件(241)，该弹性连接器件包括轴向连接轮廓(340)，所述连接器件(241)能够通过径向变形而接合；以及驱动小齿轮的互补连接轮廓；b.操纵器件(345、540)，所述操纵器件能够与起动机驱动组件的叉形件(440)形成连接；c.其特征在于所述连接器件(241)和所述操纵器件(345)径向上重叠。

Description

包括与小齿轮成一体的操纵环的用于电力起动机的启动器

技术领域

本发明涉及用于电力起动机的启动器，并涉及设置有这种类型的启动器的起动机。

背景技术

参照图1，其涉及现有技术，电力起动机，尤其是用于内燃发动机的电力起动机包括已知为启动器的机构，其包括驱动小齿轮121，该驱动小齿轮121由起动机的电动机110旋转，并根据路线c相对于所述电动机110的轴111自由平移。这个路线c分离驱动小齿轮的两个位置，即：

已知为休止位置的位置，其对应于图1中的位置，起动机触头160断开、起动机的电力没有被开启和/或所述驱动小齿轮121从内燃发动机的起动机齿圈150脱开时；

已知为起动位置的位置，在该位置，驱动小齿轮121与内燃发动机的起动机齿圈150接合。

驱动小齿轮121通过螺旋肋(未示出)与电动机的轴111旋转连接。小齿轮121沿着路线c的平移是借助于叉形件122获得的，该叉形件122在其两个端部之间根据与轴线120的枢转连接而铰接，该轴线120垂直于电动机的轴111的轴线。所述叉形件在其每个端部处根据再现枢转连接的组合连接而连接，该枢转连接使叉形件相对于主体的铰接的轴线120作为其轴线。从而，在第一端部，叉形件122连接到驱动小齿轮121，且在其另一个端部处，其连接到活动杆131，该活动杆131借助于螺线管130移位，该螺线管130通过起动机触头160的闭合而被开启。驱动小齿轮121和电动机的轴111之间的螺旋连接在所述驱动小齿轮121的平移过程中引起所述驱动小齿轮121的旋转。从休止的位置到起动位置，驱动小齿轮的路线c被止挡抵靠轴向止挡件112，该轴向止挡件112在电动机的轴111上。用于叉形件和驱动小齿轮之间的弹性轴向连接的飞轮机构140和器件145利于所述小齿轮与内燃机的起动机齿圈150的接合。

起动机的尺寸尤其是由起动器的特性来确定，即：

驱动小齿轮的平移在其上被导引的电动机的轴111的长度；

叉形件122的长度；

用于活动杆131的移位的装置的尺寸，即，根据图1的实施方式的螺旋管130的尺寸；

路线c的长度。

这些不同的参数是相互作用的。例如，用于活动杆的移位的装置(尤其是，如果它是螺线管的话)的尺寸取决于其功率，该功率尤其取决于必须被移位以便获得起动机路线的零件的惯性。由此，移位装置的尺寸整体越大，驱动小齿轮越重，且叉形件越长和越重。但是，叉形件的长度取决于用于移位活动杆的装置与电动机的轴线之间的中心距离。从而，这个中心距离，并因此叉形件的长度随着移位装置的尺寸而增加。

在这个文档上下文中，术语“启动器”是指驱动小齿轮、它在电动机的轴上的导引件、叉形件、活动杆以及用于所述活动杆的移位的装置构成的组件。

文献US 7 859 150描述了起动机的实施方式，它的启动器包括轻量化的驱动小齿轮，所述小齿轮被以两个部分制成，即，能够与电动机的齿圈接合并由钢制成的带齿部分，以及由塑料材料制成并连接到所述带齿部分的操纵环，所述叉形件在两个肩部之间作用在所述操纵环上。这个实施例使得轻量化驱动小齿轮成为可能，但是，具有很多缺点，尤其是：

小齿轮的长度增加，对于给定路线而言，这增加了电动机的轴的长度，并因此增加了起动器的尺寸；

塑料材料制成的环作用在驱动小齿轮的厚肩部上。这个肩部的存在使得进行所述小齿轮的切割变得复杂，并增加其成本；

其上作用叉形件的塑料环的部分是悬臂式的，并且在小齿轮的自由移位过程中，以及在其与起动机齿圈的齿相接触的过程中，尤其是在与止挡件接触过程中，在路线的端部处，在所述叉形件的作用的效果下，会变形并快速恶化，由此使得起动机的可靠性降低；

在这个专利的图2中的实施方式中，需要具有润滑器件，以便减小塑料环和钢制小齿轮之间的摩擦所导致的磨损的风险；

塑料环相对于小齿轮自由转动，这涉及到二者之间的游隙的存在，具有楔入或干涉的风险，或者互补部分的存在，如齿圈和驱动小齿轮之间的滚珠轴承，这使得组件更加复杂和笨重。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的缺点，并为此目的，它涉及一种启动器，该启动器包括操纵环，该操纵环与驱动小齿轮一体旋转，并且由比构成驱动小齿轮的材料更轻的材料构成，其中，所述操纵环包括：

a.连接器件，该连接器件包括轴向连接轮廓，该轴向连接轮廓配合在驱动小齿轮的互补连接轮廓上；

b.操纵器件，该操纵器件能够形成与启动器的叉形件的连接；

c.所述连接器件和所述操纵器件在径向上重叠。

从而，连接器件和操纵器件的径向重叠使得有可能相当大地减小操纵环的轴向尺寸，并增加操纵器件的强度和可靠性，同时减小启动器的移位质量。这些特征由此使得有可能减小设置有这种类型的启动器的起动机的尺寸。

根据下面描述的实施方式，本发明得以有利地实现，所述实施方式可以单个地或根据任何技术上可操作的组合来考虑。

有利地是，连接器件是弹性的，且这些器件可以借助于径向变形而卡扣在小齿轮的互补部分上。利用用于卡扣的器件的事实使得有可能获得快速生产过程。

有利地是，所述环与小齿轮一体旋转。从而，摩擦发生在环和叉形件之间，而不发生在小齿轮和环之间。这使得有可能避免过早磨损。事实上，小齿轮的材料和环的材料之间的摩擦大于叉形件的材料和环之间的摩擦。

有利地是，所述环与小齿轮一体平移。将理解到，当环推动或拉动小齿轮时，没有游隙。这使得有可能改善环的坚固性。

有利地是，操纵环主要由塑料材料构成，并由此，所述环通过注模成型经济地获得。

有利地是，连接器件包括舌部，该舌部相对于操纵环内的内孔向后翻转，且在所述孔和每个舌部之间的弯折部构成用于所述连接器件的径向变形的弹性铰链。从而，用于将操纵环卡接在小齿轮上所需的力、所述环相对于所述小齿轮的居中以及在驱动小齿轮上的操纵环组件的径向刚度通过所述舌部的数量以及弯折部的特性得以容易地限定。根据弯折部相对于将环卡接在小齿轮上的方向的方向，所述环实际上被制成为不可拆卸，由此防止所述环从活塞的任何脱开，尤其是在内燃发动机起动之后的退回过程期间。

根据有利的实施方式，对于其外齿通过锻造获得的驱动小齿轮而言更特别适当，驱动小齿轮包括用于齿的加强的肩部，且操纵环内的内孔被径向支撑在所述加强件的周边上。从而，所述肩部与操纵环配合，以便增加所述环的操纵轮廓的强度。

有利地是，所述操纵器件包括在两个肩部之间的沟槽形式的轮廓，所述沟槽的基部的直径大于所述驱动小齿轮的齿的顶部的直径。从而，叉形件在大直径上的作用防止在驱动小齿轮的平移过程中的任何楔入作用，尤其是，在螺旋肋上的楔入作用。这个特征也使得有可能简化叉形件与操纵环的联接，尤其是在这个联接和所述叉形件的枢转轴线之间的杠杆臂具有减小的长度时，并且它也防止在按照路线行进时叉形件和小齿轮、操纵环或电动机的轴之间的任何干涉。

根据有利的实施方式，驱动小齿轮在其与操纵环相对的轴向端部处包括导引环，该导引环能够在电动机的轴的光滑部分上滑动。该导引环使得有可能使驱动小齿轮在驱动轴的光滑部分上居中，并由此防止在其路线过程中与驱动小齿轮的干涉，甚至在所述驱动小齿轮具有减小的长度的情况下。这个特征也使得有可能简化驱动小齿轮内的内孔的机加工，这是因为没有肩部这个事实使得有可能通过拉削来生产螺旋肋。

有利地是，所述导引环包括肩部，该肩部能够与所述电动机的轴的路线止挡件的端部相接触。从而，所述肩部起到阻尼和减小噪声的目的。

有利地是，导引环主要由塑料材料构成。从而，所述环是轻的，并经济地获得，尤其是借助于注模成型技术。所述塑料材料的本性有利地针对其摩擦特性进行选择。从而导引小齿轮在电动机的轴上的滑动得以促进，并且不必要使用路线止挡件的旋转端部，这有助于减小起动机的尺寸。

有利地是，所述导引环被推入驱动活塞的导引孔中。这个组装模式是快速的并且与大规模生产兼容。

根据有利的实施方式，用于叉形件和操纵环之间连接的器件由两个径向相对的立柱构成，该立柱穿入到连接器件的沟槽形式的轮廓中，所述叉形件的枢转连接的轴线和所述立柱的中心之间的距离大于所述枢转连接的轴线和所述电动机的轴的旋转轴线之间的距离。对于相同尺寸，这个实施方式使得有可能利用具有更长长度的叉形件。

本发明还涉及电力起动机，尤其是用于内燃发动机的起动机，该起动机包括根据这个最后实施方式的启动器。启动器的不同特性的组合由此使得有可能生产与根据现有技术的实施方式相比特别紧凑的起动机。

有利地，作为本发明的主题的起动机的启动器的驱动小齿轮的在休止位置和起动位置之间的路线c在所述驱动小齿轮的带齿部分的定尺长度l的1倍到1.2倍范围内。

有利地是，作为本发明的主题的电力起动机的电动机的轴的长度(启动器的驱动小齿轮在该轴上移位)在所述路线c的2到2.5倍范围内。

本发明还涉及启动器，该启动器包括驱动小齿轮，该驱动小齿轮在其轴向端部处包括导引环230，该导引环能够在起动机的电动机的轴420的光滑部分上滑动。

这个导引环使得有可能使驱动小齿轮在驱动轴的光滑部分上居中，并由此防止驱动小齿轮在其路线过程中的任何干涉，甚至在所述驱动小齿轮具有减小的长度的情况下。这个特性也使得有可能简化驱动小齿轮中的内孔的机加工，这是因为没有肩部的事实使得有可能通过拉削来生产螺旋肋。

有利地是，所述导引环包括肩部，该肩部能够与电动机的轴的路线止挡件的端部相接触。由此，所述肩部起到阻尼和减小噪声的目的。

有利地是，所述导引环主要由塑料材料构成。从而，所述环是轻的，并且可以经济地获得，尤其是借助于注射成型技术。塑料材料的本性有利地针对其摩擦特性来选择。从而，导引小齿轮在电动机的轴上的滑动被促进，并且不需要使用路线止挡件的旋转端部，这有助于减小起动机的尺寸。

有利地是，导引环被推入到驱动活塞的导引孔中。这种组装模式是快速的并与大规模生产兼容。

根据有利的实施方式，启动器还包括前面描述的操纵环。

附图说明

下面，根据本发明的优选实施方式并参照图1至6描述本发明，该优选实施方式绝不是限制，图中：

图1涉及现有技术，根据截面和轮廓的示意图示出包括启动器的电力起动机的实施方式；

图2是根据作为本发明的主题的启动器的实施方式的驱动小齿轮的透视和局部纵剖分解图；

图3根据轮廓和纵剖视图示出图2中的组件；

图4根据轮廓和局部剖视图图示了电力起动机的示例，该电力起动机包括根据本发明的实施方式的启动器，且图4A处于所谓的休止构型，而图4B处于所谓的起动位置；

图5是根据本发明的起动机的局部剖切的透视图；

图6是图5的起动机的左视图。

具体实施方式

在图2中，根据本发明的启动器的驱动小齿轮220的实施方式，所述小齿轮由例如钢制成的带齿部分221以及两个环形环230、240的组件构成，所述两个环形环主要由塑料材料构成，所述环230、240卡接到所述带齿部分221上。借助于非限制性示例，这些环230、240由复合材料构成，该复合材料包括处于聚缩醛类型的聚合物基质中的玻璃和/或碳填料，也已知为品牌名称这种材料对冲击具有良好的耐性并具有良好摩擦特性。从而，除了涉及到驱动小齿轮的重量的优点，所述小齿轮的这个复合结构使得有可能降低操作噪声，并避免特定的润滑布置，尤其是在操纵环处，由此参与了作为本发明的主题的启动器的紧凑性。根据这个实施方式，带齿部分221优选地根据已知为“净成形(net shape)”的过程通过锻造获得，这使得有可能获得具有最终尺寸的外部齿，并包括用于齿的加强的肩部224。可替代的是，外部齿通过滚齿加工而获得，并在这种情况下，外部齿并不包括这种类型的加强肩部，以便减小生产成本，这个变型实施方式与本发明保持兼容。带齿部分221内的孔包括螺旋肋225，该螺旋肋225能够与起动机(未示出)的电动机的轴的互补肋配合，这个驱动小齿轮220配装在该起动机的轴上。所述肋225有利地通过拉削制造。在驱动小齿轮220的轴向端部处(已知为前端部)的环230配合到带齿部分221中设置的孔226内，所述孔226的直径大于这个同一带齿部分的肋的基部处的直径。所述环230是导引环，其中的孔231提供驱动小齿轮220在起动机(未示出)的电动机的轴上的居中。从而，这种类型的环形环230在带齿部分前端部上的使用使得有可能通过拉削形成肋225，同时确保导引功能。组装在带齿部分的后轴向端部上的环形环240是所谓的操纵环。根据这个实施方式，所述操纵环通过弹性舌部241卡接到带齿部分221上，所述弹性舌部241相对于这个环形环中的孔向后翻转。

在图3中，舌部241包括闭锁轮廓340，在这种情况下，该闭锁轮廓340是凹形的，并能够与设置在带齿部分221的端部处的互补轮廓(在这种情况下是凸形的)配合。舌部241相对于环形操纵环240内的孔向后翻转的弯折部341用作为弹性铰链，使得通过借助于轴向推力将操纵环240导入到带齿部分221上，所述舌部221被间隔开并卡扣到所述带齿部分的后端部上。根据图3中所示的实施方式，在将所述环引入到所述带齿部分的端部上的方向上，弯折部341定位在操纵环的后部。根据替代实施方式，在将操纵环引入到带齿部分的端部上的方向上，弯折部设置在操纵环的前部处。在这种情况下，操纵环在卡扣上之后是不可拆卸的。所述操纵环240包括操纵轮廓345，该操纵轮廓345包括通过沟槽间隔开的两个颊部346。根据这个实施方式，所述沟槽的基部的直径大于带齿部分的齿的外径。根据这个有利的实施方式，操纵环中的内孔被支撑在带齿部分的齿的加强肩部224的周边上。这种布置使得有可能首先加强操纵形式345，并其次形成操纵环固定在带齿部分的端部上的卡接。导引环230包括肩部，该肩部在驱动小齿轮220的前端部形成轴向止挡件330。

在图4A中，根据本发明的起动机400的实施方式，起动机包括叉形件440，该叉形件440根据相对于所述起动机的枢转连接的轴线450铰接，所述叉形件440在其端部中的一个连接到驱动小齿轮220的操纵环240，并且在其另一端部连接到活动杆461，所述活动杆461的平移移位由螺线管460控制。叉形件440作用在处于所述环的操纵形式的操纵环240上。由于这个环与驱动小齿轮的带齿部分相比具有较大直径，因此这种布置允许叉形件在活动杆的移位过程中明显的角位移，以便产生起动路线c，而没有所述叉形件和其他元件(尤其是驱动小齿轮)之间干涉的风险。由此，与现有技术相比，为了产生给定路线c，有可能使用较短的叉形件440，这有助于提高起动机的紧凑性。所述路线c等于或稍长于驱动小齿轮的带齿部分的定尺长度l。由于驱动环是窄的，并且直接连接在所述带齿部分的后面，相对于所述电动机突出的电动机的轴420的长度几乎不长于路线c的两倍，并短于这个路线的长度的2.5倍，这也有助于使得所述起动机400与现有技术相比更加紧凑。

在图4B中，在起动机路线的端部处，导引环的前部肩部330到达抵靠起动机400的电动机的驱动轴420的轴向止挡件431。所述导引环的大部分塑料材料的组分使得有可能缓和抵靠这个止挡件的冲击，并限制所产生的噪声。由此，叉形件和操纵环相对于驱动小齿轮的带齿部分的联接借助于轴向障碍直接联接，而没有如现有技术频繁形成的弹性器件，由此有助于作为本发明的主题的起动机400的紧凑性。

在驱动小齿轮220在电动机的轴上平移移位过程中，所述电动机没有开启，并且产生较小阻力矩或不产生阻力矩。电动机的轴420通过螺旋肋425与驱动小齿轮220旋转连接，该螺旋肋425与驱动小齿轮的带齿部分内的孔的肋互补。从而，所述小齿轮相对于所述电动机的轴旋转。这个运动，结合电动机的阻力矩的缺失，使得有可能在向所述电动机供电之前，将所述小齿轮轻易与起动机齿圈(未示出)接合。

在图5中，叉形件440借助于两个立柱540连接到操纵环，所述两个立柱540与所述叉形件440枢转连接，并插入到所述操纵环的操纵轮廓内，在所述轮廓的颊部之间。操纵环的塑料材料(例如，)的组分有助于所述立柱在操纵轮廓的颊部之间滑动，使得所述叉形件和所述驱动小齿轮220之间的飞轮机构不再需要，由此有助于作为本发明的主题的起动机的紧凑性。

在图6中，用于叉形件440连接到操纵环的立柱540的轴线640有利地设置在电动机的轴的轴线620之下。对于给定叉形件的长度，这种布置使得有可能减小螺线管的活动杆和电动机的轴之间的距离d，并由此增加起动机的紧凑性。

上述描述和实施方式示出了本发明实现了所寻求的目的，并尤其是作为本发明的主题的启动器的不同特性相结合，使得有可能生产特别紧凑的电力起动机。

Claims (15)

1.一种用于电力起动机的启动器，包括与驱动小齿轮(220)一体旋转的操纵环(240)，该操纵环由比构成驱动小齿轮的材料更轻密度的材料构成，并且其中所述操纵环(240)包括：

a.连接器件(241)，该连接器件包括轴向连接轮廓(340)，该轴向连接轮廓配合在所述驱动小齿轮的互补连接轮廓上；

b.操纵器件(345、540)，该操纵器件能够与启动器的叉形件(440)形成连接；

其特征在于，所述连接器件(241)和所述操纵器件(345)在径向上重叠。

2.如权利要求1所述的启动器，其中，所述连接器件是弹性件，且这些器件(241)能够借助于径向变形卡扣在所述小齿轮的互补部分上。

3.如权利要求1或2所述的启动器，其中，所述操纵环(240)由塑料材料构成。

4.如权利要求1或2所述的启动器，其中，所述连接器件包括舌部(241)，该舌部相对于操纵环(240)内的内孔向后翻转，且在所述内孔和每个舌部(241)之间的弯折部(341)构成用于所述连接器件(241)的径向变形的弹性铰链。

5.如权利要求1或2所述的启动器，其中，所述驱动小齿轮包括用于加强齿的肩部(224)，且所述操纵环(240)内的内孔径向支撑在所述肩部(224)的周边上。

6.如权利要求1或2所述的启动器，其中，所述操纵器件包括两个肩部(346)之间的沟槽形式的轮廓(345)，所述沟槽的基部的直径大于所述驱动小齿轮的齿(221)的顶部的直径。

7.如权利要求1或2所述的启动器，其中，所述驱动小齿轮在其与操纵环(240)相对的轴向端部处包括导引环(230)，该导引环可在启动器的电动机的轴(420)的光滑部分上滑动。

8.如权利要求7所述的启动器，其中，所述导引环(230)包括肩部(330)，该肩部能与起动机的电动机的轴的路线止挡件的端部相接触。

9.如权利要求7所述的启动器，其中，所述导引环(230)由塑料材料构成。

10.如权利要求7所述的启动器，其中，所述导引环(230)被推入到驱动活塞中的导引孔(226)中。

11.如权利要求7所述的启动器，其中，用于在叉形件(440)和操纵环之间连接的器件包括两个径向相对的立柱(540)，该立柱穿入到连接器件的沟槽形式的轮廓(345)中，所述叉形件(440)的枢转连接的轴线(450)和所述立柱的中心(640)之间的距离大于所述枢转连接的轴线和所述电动机的轴(420)的旋转轴线之间的距离。

12.一种电力起动机，其特征在于，其包括如前述权利要求中任一项所述的启动器。

13.如权利要求12所述的电力起动机，其中，在休止位置和起动位置之间的所述启动器的驱动小齿轮(220)的路线(c)在所述驱动小齿轮的带齿部分(221)的定尺长度(l)的1到1.2倍范围内。

14.如权利要求13所述的起动机，其中，启动器的驱动小齿轮(220)在其上平移移位的电动机的轴(420)的长度在所述路线(c)的2到2.5倍范围内。

15.如权利要求12所述的起动机，其中，所述电力起动机是用于内燃发动机的电力起动机。