CN108140518A - 用于内燃机的起动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机(2)的起动器(1)，其包括：支撑件(4)，电动机(5)，其布置在所述支撑件(4)上并用于驱动小齿轮(7)旋转，以及螺线管驱动器(6)，其布置在所述支撑件(4)上并用于所述小齿轮(7)在主动位置(AS)与被动位置(PS)之间的轴向调节，所述主动位置(AS)设置为用于所述内燃机(2)的齿轮(3)驱动，所述被动位置(PS)相对于所述主动位置(AS)沿轴向偏离，其中所述螺线管驱动器(6)具有柱塞止动件(20)、柱塞(21)以及圆筒状的线圈装置(22)，所述柱塞止动件(20)相对于所述支撑件(4)固定，所述柱塞(21)相对于所述柱塞止动件(20)沿轴向能够调节，所述线圈装置(22)布置在所述柱塞止动件(20)上并且沿圆周方向围绕所述线圈装置(22)的圆筒状的线圈内部(25)，并且其中所述柱塞止动件(20)具有沿轴向突出到所述线圈内部(25)中的圆筒部(27)。

Description

用于内燃机的起动器
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的起动器，其具有权利要求1的前序部分的特征。
背景技术
所述类型的起动器包括支撑件，布置在支撑件上并且用于驱动小齿轮旋转的电动机，以及布置在支撑件上并且用于小齿轮的在主动位置(active position)和被动位置(passive position)之间的轴向调节的螺线管驱动器，所述主动位置被设置用于内燃机的齿轮的驱动，所述被动位置相对于主动位置轴向偏移。螺线管驱动器包括相对于支撑件固定的柱塞止动件，相对于柱塞止动件可轴向调节的柱塞，以及布置在柱塞止动件上并沿圆周方向围绕线圈装置的圆柱形线圈内部的圆柱形线圈装置。此外，柱塞止动件具有沿轴向突出到线圈内部中的圆筒部。
为了内燃机的起动，螺线管驱动器被激活，以便将电动机的小齿轮从被动位置转移到主动位置。在主动位置中，小齿轮与内燃机的齿轮啮合，内燃机的齿轮例如可以形成在内燃机的传动系的飞轮上。电动机然后驱动小齿轮，小齿轮继而驱动所述齿轮，凭此使内燃机的曲轴旋转从而起动内燃机。当内燃机已经起动并且其曲轴由内燃机的活塞的往复运动驱动时，螺线管驱动器被操作，使得小齿轮从主动位置返回到被动位置。在被动位置，小齿轮从所述齿轮脱开，也就是说不再与后者啮合。
为了能够将小齿轮从被动位置调节到主动位置，并且能够将小齿轮保持固定在主动位置，针对主动位置，线圈装置需要提供较大的磁动势，从而将柱塞拉入到线圈内部中，并且将其保持在那里。由于为了失效保护设计的目的，柱塞优选地与复位弹簧的作用相反地被拉回到线圈内部中，因此需要相对高的磁力特别是以将柱塞固定地保持在小齿轮的主动位置中，使得线圈装置供给有对应的高的电力水平。
小齿轮通常具有带有轴向延伸的齿的圆周齿。与此相辅相成的是，内燃机的齿轮同样具有带有轴向延伸的齿的圆周齿。在小齿轮从被动位置转移到主动位置时，小齿轮的齿接合到齿轮的齿隙中。然而，在许多情况下，小齿轮的齿的轴向引导齿面不直接进入齿轮的齿的齿隙中，而是撞击齿轮的齿的齿面。为了小齿轮的齿仍然进入齿轮的齿隙中并且能够接合其中，起动器的电动机可以被致动，以便已经在小齿轮的调节期间实现小齿轮的从被动位置到主动位置的旋转。当小齿轮与齿轮完全接合时，用于小齿轮拧入齿轮的所述旋转有利地以相对于随后的起动过程显著减小的扭矩和/或显著降低的转速执行。
如上所述，由于柱塞被拉入线圈内部所使用的相对较高的磁力，小齿轮可以通过其轴向引导齿面以相应的强度与齿轮的相对的轴向齿面碰撞，从而增加小齿轮和齿轮的齿部磨损。此外，齿部可以以相对较高的力通过轴向齿面相互抵靠，凭此需要克服相对高水平的摩擦，从而使小齿轮相对于齿轮旋转，使得小齿轮的齿部能够与齿轮的齿啮合。结果，也存在增加磨损的风险。
例如从US 8,421,565 B2已知通常的起动器。为了解决上述问题，在已知的起动器的情况下，所述文献提出了螺线管驱动器内的线圈装置的复杂结构，其中用于将柱塞拉入到线圈内部中的缩回线圈和用于保持已经被拉入到线圈内部中的柱塞的保持线圈彼此沿轴向分开布置。此外提出，柱塞在其外圆周上装备有环绕沟槽，所述环绕沟槽在被动位置中与沿周向围绕通道开口的边缘区域沿径向相对，通过所述通道开口柱塞沿螺线管外壳的正面壁的轴向延伸。以这种方式，在被动位置，在柱塞与边缘区域之间存在径向间隙。当柱塞缩回到线圈内部中时，周向沟槽移动到线圈内部中，并由此离开正面壁的上述边缘区域，使得所述边缘区域随后径向地对着与周向沟槽邻接的柱塞纵向部。因此，当柱塞缩回时，所述边缘区域与柱塞的外侧之间的径向间隔被改变，具体地是减小，凭此当线圈装置被激发时从所述边缘区域传递到柱塞的磁力线的密度是变化的，具体地是增加。然而，磁场线的密度与作用磁力相关。当小齿轮从被动位置转移到主动位置时，形成在柱塞上的周向沟槽因此在柱塞的缩回运动开始时产生作用磁力的减小。此外，已知的措施实现起来相对麻烦。此外，由于所述环形沟槽最终仅仅实现场线的偏转，所以将柱塞拉入到线圈内部中的吸引力仅被环形沟槽以相对较小的程度减小。而且，环形沟槽被保持，并且即使当柱塞已经缩回到线圈内部时也会导致柱塞中的场线偏转，因此减小了可获得的磁力。
发明内容
本发明关于如下的问题：针对在前序中提到的类型的起动器，提出一种改进的，或者至少不同的实施例，其特征在于小齿轮和/或与其相互作用的齿轮的减少的磨损。特别地，提出一种有益的或替代的在小齿轮在被动位置与主动位置之间的调节开始时减小作用的磁力的方式。
根据本发明，所述问题通过独立权利要求的特征来解决。从属权利要求涉及有益的实施例。
在本文中，根据本发明技术方案的第一方案，本发明基于在柱塞止动件的圆筒部中设置圆筒状腔室的主要构思。柱塞沿轴向突出到所述圆筒状腔室中。圆筒部优选地沿轴向突出到线圈内部，使得柱塞在小齿轮的主动位置和被动位置两者中沿轴向突出到圆筒状腔室中。因此，在柱塞的整个调节行程上实现柱塞在圆筒部中的轴向引导。
由于根据该提案，特别是由铁磁材料组成的柱塞突出到柱塞止动件的圆筒部的圆筒状腔室中，柱塞至少在分配至小齿轮的被动位置的位置具有柱塞部，所述柱塞部位于圆筒部的轴向外侧，并且与线圈内部的周向包围或者容纳线圈装置的螺线管外壳处于相对较大的径向间隔，凭此沿径向在柱塞与螺旋管外壳之间产生环形自由空间。所述自由空间具有如下效果：在被动位置，在线圈装置的激活或激励时，从螺线管外壳通过柱塞进入到柱塞止动件的圆筒部中的磁通量实际上被中断，或者至少大大地减少。因此，在调节运动开始时作用在柱塞上的磁力也减小。在调节运动的过程期间柱塞突出到圆筒状腔室的程度越大，上述自由空间在轴向方向上变得越小，从而在磁通上自由空间的中断或减小作用相应地减小。结果，作用在柱塞上的磁力随着柱塞突出到圆筒状腔室而增加。
柱塞，圆筒部以及圆筒状腔室现在能够以特别简单的方式彼此协作，使得在小齿轮从被动位置到能够在小齿轮的轴向齿面与齿轮的轴向齿面之间发生轴向接触的位置的调节移动期间，作用在小齿轮上的轴向推进力明显地减小，并且只有当小齿轮的齿突出到齿轮的齿槽中时才明显增加。由此能够明显地降低小齿轮或齿轮损坏的风险。
在本文中，根据本发明技术方案的第二方案，本发明基于如下的主要构思：沿轴向加长柱塞止动件的突出到线圈内部的圆筒部，使得所述圆筒部沿轴向延伸超过线圈内部的大部分。线圈内部的“大部分”在本文中理解为意味着延伸超过线圈内部的轴向长度的至少50％的部分。因此，柱塞止动件的圆筒部延伸超过线圈内部的轴向长度的至少50％，优选超过至少75％，特别是超过至少90％。换言之，本发明基于将柱塞止动件的圆筒部延伸到螺线管外壳的正面壁附近的构思。更详细地，所述圆筒部具有面向螺线管外壳的正面壁的面端，并且所述线圈内部沿轴向由近侧半部和远侧半部组成，所述近侧半部比远侧半部更靠近螺线管外壳的正面壁。本发明提出将圆筒部的面端布置在线圈内部的近侧半部中。
当小齿轮处于被动位置时，线圈内部的近侧半部内的圆筒部的面端的这种所提出的布置引起在调节运动开始时作用在柱塞上的磁力的明显减小。由于圆筒部的面端布置在线圈内部的近侧半部分中，因此所述面端和螺线管外壳的正面壁之间的距离也明显减小，并且柱塞的处于小齿轮的被动位置的位置也朝向所述正面壁位移。柱塞处于被动位置的这种改变的位置连同铁磁的螺线管外壳的所述铁磁的正面壁与铁磁的柱塞止动件的铁磁的圆筒部的所述面端之间的这种减小的距离以磁通量的所述部分绕过柱塞并直接从正面壁去向面端的这种方式导致大部分磁通量的偏离。磁通量的该偏离部分因此不能将磁力引入到柱塞中。因此，在调节运动开始时作用在柱塞上的磁力相应地减小。另一方面，在柱塞的调节运动期间，绕过柱塞的磁通量偏离减小，而作用在柱塞上的磁力增加。最后，在小齿轮的主动位置中，最大磁力作用在柱塞上。
根据优选实施例，圆筒部延伸超过线圈装置的轴向长度的50％以上。优选地，圆筒部延伸超过线圈装置轴向长度的至少60％，或者至少70％，或者至少75％，或者至少80％，或者至少90％。
本发明上述第一和第二方案能够替代地或累积地实现，其中后者是优选的。以下描述的本发明的实施例能够与本发明的第一方案和/或本发明的第二方案结合。
根据实施例，至少在小齿轮的被动位置中，在圆筒部的所述面端与柱塞的部分之间设置的轴向间隙，其中，当柱塞移动从而将小齿轮从被动位置移动到主动位置时，柱塞的所述部分朝向圆筒部的所述面端移动，从而沿轴向减小所述间隙，其中所述间隙布置在螺线管外壳的正面壁的近侧。
根据另一个实施例，正面壁具有面向线圈装置的内侧，其中，在小齿轮的被动位置，所述间隙与所述内侧的径向内边缘沿轴向重叠。因此，当小齿轮处于其被动位置时，柱塞的面向圆筒部的面端并与其相互作用的部分布置在线圈内部的外部。因此，磁通量的绕过柱塞的部分增加。
根据本发明的一个有益的实施例，螺线管驱动器可以具有螺线管外壳，所述螺线管外壳紧固到支撑件并且在正面壁中具有沿轴向延伸穿过有柱塞的通道开口。螺线管外壳有利地由导磁铁磁材料制成，优选由铁制成。线圈装置容纳在螺线管外壳中。经由螺线管外壳，能够实现经由柱塞和柱塞止动件的用于磁场线的电路。
在一个有益的改进方案中，正面壁可以在沿周向方向与通道开口邻接的边缘区域中与圆筒部的面向正面壁的正面沿轴向间隔开。换言之，圆筒部的面向正面壁的面端至少在径向外侧与正面壁的所述边缘区域沿轴向间隔开。此外，所述边缘区域至少在径向内侧布置在线圈内部的轴向外侧。以这种方式，在面端区域和边缘区域中的螺线管外壳与柱塞止动件之间存在物理中断。由于这种中断(其在一侧由螺线管外壳的正面壁的边缘区域界定，而在另一侧由柱塞止动件的圆筒部的面端界定)，当在移动的开始线圈装置被通电时并且当小齿轮处于其被动位置时，在磁场的大部分绕过柱塞的同时只有一部分磁场线延伸穿过柱塞。
在另一个有益的改进方案中，柱塞可以具有突出部、头部以及环形台阶，所述突出部沿轴向突出到圆筒状腔室中，所述头部以沿轴向能够调节的方式布置在边缘区域中并且具有比突出部更大的横截面，所述环形台阶设置在突出部与头部之间。环形台阶用于实现在柱塞上的突出部与头部之间改变横截面的台阶。该环形台阶还提供柱塞的上述部分。在突出部中，柱塞具有与边缘区域的最大径向间隔，而在头部中，存在柱塞与边缘区域之间的最小间距。柱塞通过其突出部突出到圆筒状腔室的程度越大，能够从边缘区域经由头部进入柱塞的磁场线的数量越多，因此提高了起作用的磁力的效率。在该实施例中，上述间隙具有环形形式并环绕柱塞的突出部。
在另一个有益的实施例中，为了沿轴向调节所述驱动轴的目的，柱塞可以通过转向杆联接至与小齿轮旋转地结合连接的驱动轴，使得在从小齿轮从被动位置转移到主动位置期间，柱塞延伸到增加深度到圆筒状腔室内。换言之，为了小齿轮相对于马达的轴向展开，柱塞相对于线圈装置缩回。
在一个有益的改进方案中，现在可以设置：在小齿轮的主动位置中，上述环形台阶沿轴向布置在正面壁的边缘区域与圆筒部的端面之间。
另一个改进方案是特别有益的，其中，在主动位置中，环形台阶沿轴向抵靠面端。换言之，环形台阶与面端形成柱塞在柱塞止动件上的轴向抵靠。其结果是，在被动位置中，柱塞和螺线管外壳之间的上述自由空间，或者从螺线管外壳经由柱塞到柱塞止动件的直接磁通量的中断被最小化。如果环形台阶沿轴向抵靠面端，则消除了所述自由空间，并且消除了上述中断。然后磁场线能够效果不中断地从螺线管外壳经由柱塞进入柱塞止动件。
在另一个有益的实施方式中，可以设置为：当小齿轮调节到其主动位置时，柱塞止动件的布置在圆筒状腔室中的轴向面端沿轴向抵靠柱塞止动件的沿轴向限定圆筒状腔室的基座。在这种情况下，柱塞的正面与柱塞止动件的基部形成轴向抵靠。然而，如下的实施例是优选的，其中上述环形台阶限定与柱塞止动件的正面的抵靠，而在柱塞的正面与柱塞止动件的基部之间保留有轴向间隙。
在另一个实施例中，圆筒部可以具有与圆筒状腔室邻接的圆筒状壁。所述圆筒状壁因此沿径向位于柱塞与线圈装置之间。
随后的实施例是有益的，其中圆筒状壁具有至少一个凹陷，所述凹陷在圆周方向上被限定并且至少沿径向和/或沿轴向延伸超过圆筒状壁的一部分。优选设置两个或更多个这样的凹陷，所述凹陷特别是以在圆周方向上对称或均匀分布的方式布置。在所述凹陷的区域中实现了磁场密度的明显减小，而圆筒状壁的其余部分中场线密度增加。通过圆筒状壁的设计，因此能够影响磁场线的轮廓。
在一个替代实施例中，圆筒状壁可以在圆周方向上以闭合环绕的方式围绕圆筒状腔室并且具有不变的壁厚。
在另一个有益的实施例中，柱塞可以至少在突出到圆筒状腔室中的轴向部分中为中空形式，使得圆筒状的柱塞壁围绕柱塞中的空腔。在一个改进方案中，所述柱塞壁可以在圆周方向上以闭合环绕的方式围绕空腔并且具有不变的壁厚。可替代地，同样在这种情况下，能够想到如下的实施例，其中柱塞壁具有至少一个凹陷，所述至少一个凹陷在圆周方向上被限定并且沿径向和/或沿轴向至少延伸超过柱塞壁的一部分。优选设置两个或更多个这样的凹陷，其尤其以在圆周方向上对称或均匀分布的方式设置。同样在这种情况下，能够通过柱塞壁的设计来影响磁场线的轮廓。
在另一个实施例中，柱塞可以以沿轴向能够调节的方式安装在导套中，所述导套同轴地延伸穿过线圈内部并且沿径向支撑在圆筒部上。柱塞相对于柱塞止挡件和/或相对于螺线管外壳的可调节性通过优选地由非磁性材料构成的导套来简化。
在有益的改进方案中，线圈装置可以沿径向支撑在导套的径向内侧。另外地或可替代地，可以设置为：正面侧壁的边缘区域沿径向支撑在导套的径向内侧。
在另一个有益的实施例中，可以设置为，柱塞通过切换杆连接至用于两个电触点的电连接的接触元件，所述两个电触点将电动机连接至电动机的主电源。在这种情况下，切换杆有利地被同轴地引导穿过柱塞止动件，使得柱塞止动件沿轴向位于柱塞与接触元件之间。以这种方式，柱塞执行双重功能，当其首先用于小齿轮在主动位置与被动位置之间的调节时，同时还用于电触点的控制或切换，并因此用于电动机的主电源的控制或切换。一旦小齿轮到达主动位置，电动机就通过所述主电源供应电能。只有那时电动机才能以内燃机起动所需的高转矩来驱动小齿轮。
在有益的改进方案中，可以在柱塞与圆筒部之间设置至少一个复位弹簧，所述至少一个复位弹簧相对于切换杆同轴地布置并且可以有利地沿轴向突出到形成在柱塞中的凹陷中和/或突出到形成在圆筒部中的凹陷中。在线圈装置的停用或线圈装置的断电的情况下，复位弹簧实现柱塞从线圈内部的自动展开，从而将小齿轮调节回到被动位置。通过复位弹簧，还能够实现更失效保护的设计(失效安全原则failsafe principle)。
在另一个有益的改进方案中，可以设置为，在被动位置，接触元件沿轴向倚靠在柱塞止动件的背向柱塞的面端。以这种方式，接触元件设置有另外的功能，因为其限定了用于小齿轮的被动位置的柱塞的预期相对位置。
在另一个有益的实施例中，线圈装置可以具有线圈支撑件，所述线圈支撑件具有圆筒本体和两个端部盘，线圈装置的至少一个电线圈在所述两个端部盘之间沿轴向布置外侧。以这种方式，线圈支撑件和至少一个线圈形成可预先组装的结构单元，所述结构单元能够安装在柱塞止动件上，以便将其上安装有线圈结构单元的柱塞止动件插入到螺线管外壳中。
在一个改进方案中，线圈支撑件可以通过其端部盘中的一个沿轴向抵靠柱塞止动件的环形台阶。这简化了由带有至少一个线圈和柱塞止动件的线圈支撑件组成的结构单元的实现。该柱塞止动结构单元能够特别容易地插入到螺线管外壳中。
至少两个不同的电线圈可以安装在线圈架上。例如，可以设置回缩线圈和保持线圈，其可以沿轴向分开地布置在线圈架上，或者可以沿径向一个布置在另一个的内部。同样能够想到两个线圈形成双绕组。
本发明的进一步重要的特征和益处将从从属权利要求、附图以及基于附图的相关附图描述显现。
不言而喻，在没有离开本发明的范围的情况下，上述特征以及将在下文中讨论的特征不仅可以用在分别提出的结合中，而且还可以用在其他结合中或者单独使用。
附图说明
本发明优选的示例性实施例图示在附图中并且在接下来的描述中更加详细地说明，其中相同的附图标记用于指代相同的或者相似的或者功能上等同的部件。
在附图中，在每种情况下示意性地：
图1示出了带有传统的螺线管驱动器的起动器的部分纵向部中的侧视图，
图2示出了穿过根据本发明的螺线管驱动器的纵截面图。
具体实施方式
根据图1，设置用于起动内燃机2的起动器1，在图1中仅通过虚线方式示出其齿轮3，所述起动器1包括支撑件4、电动机5以及螺线管驱动器6。齿轮3以合适的方式结合到内燃机2的传动系(在本文中未详细示出)中，使得所述齿轮在驱动方面与内燃机2的曲轴连接，如果内燃机2优选为具有曲轴的活塞式发动机。齿轮3可以例如形成在传动系的飞轮上。
支撑件4设计用于将起动器1固定至内燃机2或者固定至内燃机2的周边，所述内燃机2例如可以位于装备有内燃机2的车辆中。
电动机5布置在支撑件4上并且用于驱动小齿轮7旋转。小齿轮7用于当内燃机2通过起动机1起动时驱动齿轮3。为了该目的，小齿轮7能够与驱动轴8一起在由电动机5的驱动轴8的旋转轴10限定的轴向9上在被动位置PS与所述主动位置AS之间被双线性地调节，小齿轮7旋转相连地布置在驱动轴8上，被动位置PS在图1中由实线示出，而主动位置AS在图1中由虚线指示。在所述主动位置AS，小齿轮由附图标记7'表示。在主动位置AS中，小齿轮7'用于驱动齿轮3并因此与后者啮合，使得小齿轮7'的旋转促使齿轮3旋转。在被动位置PS中，小齿轮7相对于主动位置AS沿轴向偏移，具体地以不与齿轮3啮合的这样的程度。在这方面，小齿轮7然后沿轴向与齿轮3间隔开地布置。
电动机5还以常规方式具有外部定子11和内部转子12，其中转子12通过传送装置13在驱动方面与驱动轴8连接。传送装置13可以具有离合器，特别是单向摩擦离合器。传递装置13可以另外地或可选地具有齿轮传动装置18，特别是行星齿轮系。定子11容纳在固定至支撑件4的定子外壳14中。在所示的情况下，支撑件4具有用于将起动器1固定到所述周边的基座外壳29，以及固定在基座外壳29的中间外壳15。在示例中，定子外壳14现在紧固到所述中间外壳15。
驱动轴8通过主轴承16安装在支撑件4上或者安装在其基座外壳29上。另外的轴承17设置在中间外壳15中用于驱动轴8的额外支撑。
螺线管驱动器6具有螺线管外壳19，所述螺线管外壳19固定至支撑件4，特别是固定至其中间外壳15。螺线管驱动器6用于小齿轮7的轴向调节。为此目的，螺线管驱动器6具有相对于支撑件4固定的柱塞止动件20，相对于柱塞止动件20可轴向调节的柱塞21以及圆柱形线圈装置22。柱塞21的轴向可调节性的轴向方向23由螺线管驱动器6的纵向中心轴线24限定。螺线管驱动器6有利地布置在支撑件4上，以便平行且邻近电动马达5，使得纵向中心轴线24平行于旋转轴线10延伸。
线圈装置22布置在柱塞止动件20上并围绕纵向中心轴线24而在圆周方向上围绕圆柱形线圈内部25。柱塞21通过转向杆26联接至驱动轴8，使得为了将小齿轮7从被动位置PS向主动位置AS的调节，柱塞21缩回到线圈内部25中。相应地，线圈装置22呈缩回线圈的形式，其在通电时将柱塞21拉入线圈内部25。在这种情况下，转向杆26实现运动方向的反转，使得柱塞21朝向图1中的右侧的缩回实现小齿轮7向图1中的左侧展开。
如图2所示，螺线管驱动器6的柱塞止动件20具有圆筒部27，所述圆筒部27沿轴向突出到线圈内腔25中。在所述圆筒部27中还形成有圆筒状腔室28，所述腔室28相对于线圈内腔25同轴地布置并且柱塞21沿轴向突出到所述腔室28中。这种关系在图1所示的常规螺线管驱动器6中并不明显。
螺线管外壳19在面向柱塞21的一侧具有正面壁30，所述正面壁30具有沿轴向延伸穿过有柱塞21的通路开口31。柱塞止动件20和线圈装置22容纳在螺线管外壳19中。正面壁30具有在圆周方向上围绕通道开口31的边缘区域32。所述边缘区域32在这种情况下与圆筒部27的面向正面壁30的面端33沿轴向间隔开。
因此在面端33与边缘区域32之间以及因此在柱塞止动件20与螺线管外壳19之间存在间隙34。在被动位置PS中，所述间隙34导致当线圈装置22通电时产生的磁场的场线密度的减小，所述场线延伸穿过柱塞21至柱塞止动件20。场线的密度在螺线管外壳19内以及在柱塞止动件20内是相当大的。为此目的，螺线管外壳19、柱塞21以及柱塞止动件20有利地由导磁材料组成，优选为铁磁材料的导磁材料，特别是铁材料的导磁材料。由于在被动位置PS中柱塞21中的磁场线密度降低，在柱塞21的调节运动开始时情况是，作用在柱塞21上并且将柱塞21拉入到线圈内部25中的磁力被减小。
根据图2，线圈内部25沿轴向被分成两个半部，即近侧半部62和远侧半部63，其中所述近侧半部62布置得比远侧半部63更靠近螺线管外壳19的正面壁30。而且，圆筒部27的面端33布置在线圈内部25的近侧半部62中。如图2所示，至少在小齿轮7的被动位置PS中，轴向间隙34设置在圆筒部27的所述端面端33与柱塞21的部分61之间。当柱塞21移动从而将小齿轮7从被动位置PS移动到主动位置AS时，柱塞21的所述部分61朝向圆筒部27的所述端面33移动，从而沿轴向减小所述间隙34。而且，所述间隙34布置在螺线管外壳19的正面壁30的近侧。优选地，正面壁30具有面向线圈装置22的内侧64。在小齿轮7的被动位置PS中，所述间隙34与所述内侧64的径向内边缘35沿轴向重叠。
为了支持该方案，图2中的情况是，柱塞21具有台阶式的设计，使得其具有经由环形台阶38相互过渡的突出部36和头部37。突出部36与圆筒状腔室28配合，使得所述突出部36能够沿轴向突出到所述圆筒状腔室28中。为此，突出部36优选地形成为圆筒状主体。相比之下，头部37具有比突出部36更大的横截面，其中环形台阶38限定了横截面台阶。能够有利地将环形台阶38定位在柱塞21上，使得在小齿轮7的主动位置AS中，也就是说当柱塞21完全缩回时，所述环形台阶38沿轴向布置在边缘区域32与面端33之间。以这种方式，上述间隙34通过头部37而减小尺寸。结果，随着柱塞21以增加的程度突出到圆筒状腔室28中，从柱塞21传递到柱塞止动件20的场线密度增加。如下的实施例是特别有益的：其中环形台阶38沿轴向定位在柱塞21上，使得在活动位置AS中，所述环形台阶38沿轴向抵靠支承面端33，并因此实际上形成柱塞21的轴向抵接。在这种情况下，在主动位置AS中，上述间隙34被完全封闭，凭此在所述区域中获得最大场线密度，使得在主动位置能够通过相对少的电流实现柱塞21的相对高的保持力。
柱塞21在其突出部36上具有轴向的正面39，其布置在圆筒状腔室28中并且与沿轴向限定柱塞止动件20的圆筒状腔室28的基部40沿轴向相对地定位。依据环形台阶38的定位，在主动位置AS中，正面39能够抵靠支承基部40并且形成柱塞21的轴向抵接。如果环形台阶38限定了轴向抵接，则即使在工作位置AS正面39也具有与基座40的轴向间隔。相比之下，如果正面39限定了轴向止动件，则环形台阶38在活动位置AS也具有与面端33的轴向间隔。在具体的实施例中，可以设置的是，在小齿轮7的主动位置AS中，环形台阶38沿轴向抵靠支承端面33，并且正面39沿轴向抵靠支承基部40。
圆筒部27具有在圆周方向上围绕圆筒状腔室28的圆筒壁41。在此，如下的实施例是优选的：其中所述圆筒壁41在圆周方向上以闭合环绕的方式围绕圆圆筒状腔室28并具有不变的壁厚。然而，可替代地能够设置如下的实施例：其中所述圆柱壁41具有至少一个凹部，所述凹部被沿圆周方向限定并且在圆柱壁41的至少一部分上沿径向和/或沿轴向延伸。例如，圆柱壁41因此可以在圆周方向上具有变化的壁厚和/或中断。这适当地在圆周方向上产生了磁场线35的变化的分布，但是能够以这种方式在目标区域中设定34的区域中的场线35的整体密度。
柱塞21至少在突出到圆筒状腔室28中的轴向部中可以为中空的圆筒状的形式，所述轴向部在这种情况下由突出部36形成。因此，在突出部36中，柱塞21具有沿圆周方向围绕空腔43的圆筒状的柱塞壁42。同样在这种情况下，如下的实施例是优选的：其中所述柱塞壁42在圆周方向上以闭合的环绕方式围绕空腔43并且具有不变的壁厚。作为对此的替代例，还能够想到如下的实施例：其中所述柱塞壁42具有至少一个凹部，所述凹部在圆周方向上被限定并且至少在柱塞壁42的一部分上沿径向和/或沿轴向延伸。因此，在这种情况下，所述柱塞壁42也能够在圆周方向上具有变化的壁厚和/或至少一个中断。因此，也能够以这种方式实现在圆周方向上变化的场线密度，这完全改善了在间隙34的区域中的场线密度的目标设定。
螺线管驱动器6还配备有引导套筒44，柱塞21以轴向可调节的方式安装在引导套筒44中。为此目的，引导套筒44同轴地延伸穿过线圈内部25。此外，引导套筒44沿径向支撑在圆筒部27上。此外，线圈装置22在所述引导套筒44上沿径向支撑在内侧。而且，正面壁30的边缘区域32在引导套筒44内侧被沿径向支撑。柱塞21的头部37沿着引导套筒44滑动。相比之下，突出部36沿着圆筒部27的圆筒壁41滑动。
边缘区域32呈圆筒套筒的形式。在这种情况下，套筒状的边缘区域32的轴向长度大于柱塞21的在主动位置AS和被动位置PS之间由后者覆盖的轴向调节行程。在这种情况下，依据上述轴向抵接的实施例，所述调节行程对应于环形台阶38与面端33之间的轴向间隔和/或正面39与基部40之间的轴向间隔。
柱塞21还联接至切换杆45，所述切换杆45为此目的至少部分地延伸穿过柱塞21。切换杆45用于触点元件46的轴向调节，所述触点元件46转而用于两个电触点47的电连接。通过所述电触点47，电动机5连接至主电源48。换言之，当触点元件46将两个电触点47彼此电连接时，电动机5能够通过主电源48供应有额定电力，以便电动机5能够在小齿轮7处输出额定转矩。为了实现所谓的“软起动过程”，能够将相当低水平的电功率提供给电动机5，以便小齿轮7以相当低的转矩被驱动，只要其尚未达到其主动位置AS。为此目的通常线圈装置22的电源(本文未示出)也用于运行电动机5。
切换杆45同轴地穿过柱塞止动件20。因此，柱塞止动件20最终沿轴向位于柱塞21与触点元件46之间。柱塞21配备有至少一个复位弹簧49，所述复位弹簧49在示例中围绕切换杆45同轴地延伸。在这种情况下，复位弹簧49在一侧支撑在柱塞21上并且在另一侧支撑在柱塞止动件20上。在该情况下，复位弹簧49突出到空腔中。以这种方式，总体上能够容纳沿轴向较大的复位弹簧49，由此尤其是能够实现在柱塞21的整个调节行程上呈线性的弹簧特性曲线。所述调节行程的最大值是柱塞端部39与基部40之间的轴向间距。
切换杆45还配置有复位弹簧50，所述复位弹簧50在一侧支撑在切换杆45上，而另一侧支撑在触点外壳51上，电触点47位于所述触点外壳51上。此外，可以设置预加载弹簧52，其在触点47的方向上驱动触点元件46。所述预加载弹簧52在此情况下支撑在切换杆45上。如能够看出的，触点元件46与触点47之间的轴向间距小于柱塞21在被动位置PS与主动位置AS之间的总行程。因此，在到达主动位置AS之前不久，触点元件46与触点47接触。当达到主动位置AS时，预加载弹簧52然后实现触点元件46抵靠触点47的预加载抵接。由于电动机5的线圈/绕组的电容作用，额定转矩在一段时间延迟之后被建立。优选地执行协调，使得额定转矩大致与达到主动位置AS同时而出现。
还能够看出，在被动位置PS中，触点元件46沿轴向倚靠柱塞止动件20的远离柱塞21的面端53。
在本文所示的示例中，线圈装置22具有线圈托架54，所述线圈托架54具有圆筒本体55和两个端部盘56。圆筒本体55相对于纵向中心轴线24同轴地延伸。端部盘56有利地为平面形式并且环形地且垂直于纵向中心轴线24延伸。在圆筒本体55周围的径向外部以及端部盘56的轴向之间，线圈装置22具有至少一个电线圈57。例如，能够设置至少两个不同的电线圈57，特别是至少一个缩回线圈和至少一个保持线圈。
线圈装置22有利地执行能够预组装的线圈结构单元，在所述线圈结构单元中各个线圈57缠绕在线圈托架54上。此外，柱塞止动件20，引导套筒44和线圈装置22同样形成能够预先组装的柱塞止动结构单元，所述柱塞止动结构单元能够在预组装状态下插入到螺线管外壳19中。所述柱塞止动结构单元还能够包括柱塞21，切换杆45，触点元件46和相应的弹簧49，52。随后，触点外壳51也能够例如通过凸缘连接件58和/或通过粘接连接件59插入并固定。
在组装状态下，线圈托架54通过图2右侧所示的端部盘56而依靠柱塞止动件20的环形台阶60。
根据图2，柱塞止动件20的圆筒部27延伸超过线圈装置22的轴向长度65的50％以上。优选地，圆筒部27延伸超过线圈装置22的轴向长度65的75％以上。在所描绘的示例中，圆筒部27延伸超过线圈装置22的轴向长度65的90％以上。线圈装置22的轴向长度65是作为线圈装置22的一部分的线圈托架54的两个端盘56的轴向外侧之间的距离，两个端盘56的所述轴向外侧沿轴向彼此脱离。

Claims (20)

1.一种用于内燃机(2)的起动器，
-具有支撑件(4)，
-具有电动机(5)，其布置在所述支撑件(4)上，并且用于驱动小齿轮(7)旋转，
-具有螺线管驱动器(6)，其布置在所述支撑件(4)上，并且用于所述小齿轮(7)在主动位置(AS)与被动位置(PS)之间的轴向调节，所述主动位置(AS)设置为用于所述内燃机(2)的齿轮(3)的驱动，所述被动位置(PS)相对于所述主动位置(AS)沿轴向偏离，
-其中，所述螺线管驱动器(6)具有铁磁的螺线管外壳(19)，铁磁的柱塞止动件(20)、铁磁的柱塞(21)以及圆筒状的线圈装置(22)，所述螺线管外壳(19)紧固至所述支撑件(4)，所述柱塞止动件(20)布置在所述螺线管外壳(19)中或布置在所述螺线管外壳(19)处，所述柱塞(21)相对于所述柱塞止动件(20)沿轴向能够调节并且沿轴向延伸穿过所述螺线管外壳(19)的正面壁(30)的通道开口(31)，所述线圈装置(22)布置在所述螺线管外壳(19)中并且沿圆周方向围绕所述线圈装置(22)的圆筒状的线圈内部(25)，
-其中，所述柱塞止动件(20)具有沿轴向突出到所述线圈内部(25)中的圆筒部(27)，
-其中，所述圆筒部(27)具有面向所述正面壁(30)的面端(33)。
2.根据权利要求1所述的起动器，
其特征在于
在所述柱塞止动件(20)的所述圆筒部(27)中，形成有圆筒状腔室(28)，所述柱塞(21)沿轴向突出到所述圆筒状腔室(28)中。
3.根据权利要求2所述的起动器，
其特征在于
在所述主动位置(AS)和在所述被动位置(PS)，所述柱塞(21)沿轴向突出到所述圆筒部(27)的所述圆筒状腔室(28)中。
4.根据权利要求2或3所述的起动器，
其特征在于
-所述线圈内部(25)沿轴向由近侧半部(62)和远侧半部(63)组成，所述近侧半部(62)比所述远侧半部(63)更靠近所述螺线管外壳(19)的所述正面壁(30)，
-所述圆筒部(27)的所述面端(33)布置在所述线圈内部(25)的所述近侧半部(62)中。
5.根据权利要求1所述的起动器，
其特征在于
-所述线圈内部(25)沿轴向由近侧半部(62)和远侧半部(63)组成，所述近侧半部(62)比所述远侧半部(63)更靠近所述螺线管外壳(19)的所述正面壁(30)，
-所述圆筒部(27)的所述面端(33)布置在所述线圈内部(25)的所述近侧半部(62)中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的起动器，
其特征在于
所述圆筒部(27)延伸超过所述线圈装置(22)的轴向长度(65)的50％以上。
7.根据权利要求6所述的起动器，
其特征在于
所述圆筒部(27)延伸超过所述线圈装置(22)的轴向长度(65)的至少75％。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的起动器，
其特征在于
-至少在所述小齿轮(7)的所述被动位置(PS)，轴向间隙(34)设置在所述圆筒部(27)的所述面端(33)与所述柱塞(21)的部分(61)之间，
-当所述柱塞(21)移动从而使所述小齿轮(7)从所述被动位置(PS)移动到所述主动位置(AS)中时，所述柱塞(21)的所述部分(61)朝向所述圆筒部(27)的所述面端(33)移动从而沿轴向减小所述间隙(34)，
-所述间隙(34)布置在所述螺线管外壳(19)的所述正面壁(30)的近侧。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的起动器，
其特征在于
-所述正面壁(30)具有面向所述线圈装置(22)的内侧(64)，
-在所述小齿轮(7)的所述被动位置(PS)，所述间隙(34)沿轴向与所述内侧(64)的径向内边缘(35)完全或几乎完全重叠。
10.根据权利要求2至4中的一项或权利要求2至4中的一项与权利要求6至9中的一项所述的起动器，
其特征在于
所述柱塞(21)具有突出部(36)和头部(37)，所述突出部(36)沿轴向突出到所述圆筒状腔室(28)中，所述头部(37)以沿轴向能够调节的方式布置在边缘区域(32)中，所述边缘区域(32)沿圆周方向与所述通道开口(31)邻接，并且所述头部(37)具有比所述突出部(36)更大的横截面，其中所述柱塞(21)的所述部分(61)由环形台阶(38)设置，所述环形台阶(38)设置在所述突出部(36)与所述头部(37)之间。
11.根据权利要求1至10中的一项所述的起动器，
其特征在于
所述柱塞(21)通过转向杆(26)联接至驱动轴(8)，所述驱动轴(8)旋转相连地连接至所述小齿轮(7)，为了沿轴向调节所述驱动轴的目的，使得在所述小齿轮(7)的从所述被动位置(PS)向所述主动位置(AS)的转移期间，所述柱塞(21)延伸到所述圆筒状腔室(28)中增加的深度。
12.根据权利要求10和11所述的起动器，
其特征在于
在所述小齿轮(7)的所述被动位置(PS)，所述环形台阶(38)沿轴向布置在所述线圈内部(25)的外部。
13.根据权利要求10至12中的一项所述的起动器，
其特征在于
在所述小齿轮(7)的所述主动位置(AS)，所述环形台阶(38)沿轴向抵靠所述面端(33)。
14.根据权利要求10至13中的一项所述的起动器，
其特征在于
布置在所述柱塞(21)的所述圆筒状腔室(28)中的轴向正面(39)沿轴向抵靠基部(40)，当所述小齿轮(7)被调节到其主动位置(AS)中时所述基部(40)沿轴向限定所述柱塞止动件(20)的所述圆筒状腔室(28)。
15.根据权利要求10至14中的一项所述的起动器，
其特征在于
所述圆筒部(27)具有邻接所述圆筒状腔室(28)的圆筒状壁(41)。
16.根据权利要求15所述的起动器，
其特征在于
-所述圆筒状壁(41)具有至少一个凹陷，所述至少一个凹陷被限定在所述圆周方向上，并且沿径向和/或沿轴向至少延伸超过所述圆筒状壁(41)的一部分，或者
-所述圆筒状壁(41)以闭合环绕的方式在所述圆周方向上围绕所述圆筒状腔室(28)并且具有恒定的壁厚。
17.根据权利要求2至4中的一项或权利要求2至4中的一项与权利要求6至16中的一项所述的起动器，
其特征在于
所述柱塞(21)至少在突出到所述圆筒状腔室(28)的轴向部(36)中为空心的圆筒状形式，使得圆筒状柱塞壁(42)围绕空腔(43)。
18.根据权利要求17所述的起动器，
其特征在于
所述柱塞壁(42)以闭合环绕的方式在所述圆周方向上围绕所述空腔(43)并且具有恒定的壁厚。
19.根据权利要求17所述的起动器，
其特征在于
所述柱塞壁(42)具有至少一个凹陷，所述至少一个凹陷被限定在所述圆周方向上，并且沿径向和/或沿轴向至少延伸超过所述柱塞壁(42)的一部分。
20.根据权利要求1至4中的一项或权利要求1至4中的一项与权利要求6至19中的一项所述的起动器，
其特征在于
-所述柱塞(21)以沿轴向能够调节的方式安装在导套(44)中，所述导套(44)同轴地延伸穿过所述线圈内部(25)并且沿径向支撑在所述圆筒部(27)上，
-所述线圈装置(22)沿径向支撑在所述导套(44)的内部，
-所述边缘区域(32)沿径向支撑在所述导套(44)的内部。
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