CN109072857B - 具有优化形状的阻尼垫的机动车辆热力发动机起动器 - Google Patents

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Abstract

本发明主要涉及一种具有优化形式的阻尼垫的机动车辆热力发动机起动器，包括：行星式减速齿轮，其安装在转子轴和驱动轴之间；和底板(106)，其具有包括邻接部分(120)的塑料材料部分，其中环形齿轮(102)在其外周具有凸片(121)，并且阻尼垫(122)安装在所述凸片(121)和所述邻接部分(120)之间，其特征在于，每个阻尼垫(122)在所述环形齿轮(102)的相应凸片(121)的突出边缘(146)的侧上具有至少一个圆角(145)，该圆角沿着曲率半径圆化，该曲率半径位于包含所述阻尼垫(122)的所有角部的平面中，使得在所述圆角(145)和由穿过通过该圆角(145)连接的侧面的平面的交叉点限定的直角角部之间提供空间。

Description

具有优化形状的阻尼垫的机动车辆热力发动机起动器
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的热力发动机的起动器，该起动器设置有具有优化形式的阻尼垫。
背景技术
为了起动内燃机，特别是机动车辆的内燃机，已知使用设置有启动器的起动器形式的旋转电机，该启动器可以通过起动器环形齿轮将起动器的旋转能量传递到热力发动机的曲轴。
该启动器安装成可在驱动轴上在静止位置和激活位置之间平移移动，在静止位置，驱动小齿轮的齿与同热力发动机的曲轴一体的起动器环形齿轮的齿脱离，在激活位置，驱动小齿轮的齿与起动器环形齿轮的齿接合。启动器和驱动轴之间的连接通过设置在驱动单元中的肋条形成，该肋条与设置在驱动轴中的互补形式的肋条配合。
减速器例如外摆线型减速器介于转子的轴和驱动轴之间。该减速器包括具有板的行星架，该板与驱动轴成一体。安装成在行星架上旋转的托架小齿轮首先与由底板支撑的环形齿轮接合，其次与具有同电动机的轴一体的行星小齿轮接合。
为了限制起动器中的扭矩水平，已知的是安装与减速环齿轮接触的阻尼垫。问题在于，这种类型的垫与环形齿轮的凸耳的接触引起强大的局部压力，导致在耐久性测试期间垫快速撕裂，特别是对于停止和起动类型的起动器，其必须承受非常大量的操作循环。
发明内容
本发明的目的是通过提出一种用于机动车辆的热力发动机的起动器来消除该缺点，包括：
-电动机，其包括轭和安装在轴上的转子；
-驱动轴，其可以通过所述转子旋转；
-外摆线型减速器，其安装在所述转子轴和所述驱动轴之间；
-所述减速器包括形成所述减速器的外行星轮的带齿环形齿轮、形成所述减速器的内行星轮的与所述转子轴一体旋转的小齿轮、以及与所述驱动轴一体旋转的行星架，至少两个托架小齿轮在所述行星架上自由旋转地装配并且接合在所述内行星轮和所述外行星轮之间；
-支撑所述带齿环形齿轮的底板，所述底板与所述电动机的所述轭成一体；
-所述底板包括塑料部分，所述塑料部分包括位于所述环形齿轮和轭之间的止动部件，这些止动部件围绕环形齿轮周向延伸；
-所述环形齿轮在其外周上包括凸耳，阻尼垫安装在所述凸耳和所述止动部件之间，
其特征在于，每个阻尼垫在所述带齿环形齿轮的相应凸耳的突出脊的侧面上具有至少一个圆角，所述圆角根据曲率半径圆化，该曲率半径位于包括所述阻尼垫的所有角部的平面上，使得在所述圆角和由穿过通过该圆角连接的侧面的平面的交叉限定的直角角部之间存在空间。
因此，当阻尼垫在环形齿轮的凸耳和相应的止动部件之间被压缩时，本发明使得可以防止垫与相应凸耳的突出脊接触。这使得可以显著增加阻尼垫的使用寿命。
根据一实施例，阻尼垫还具有轴向长度，该轴向长度短于凸耳的轴向长度。因此，每个垫相对于突出脊定位成凹陷。
根据一实施例，所述至少一个垫是实心的。实心意味着垫不包括开口。
根据一实施例，圆角的曲率半径约为4mm±10％。
根据一实施例，阻尼垫在其端部具有可变厚度。
根据一实施例，阻尼垫的厚度在其端部沿着半圆形形式的凸曲率。
根据一实施例，阻尼垫具有方形形状。
根据一实施例，每个阻尼垫优选地是对称的。这使得可以通过允许操作者根据不同的方向将垫放置在环形齿轮上的位置来促进装配。因此，垫不需要偏振装置以便安装。
根据一实施例，带齿环形齿轮在其外周与所述止动部件的内周之间装配有径向间隙，所述径向间隙使得其允许带齿环形齿轮在由所述托架小齿轮施加的力的作用下自动对中。这使得可以显著缩短减速器的尺寸链，以便获得系统轴线的更好的定位。因此，本发明允许最小化由起动器产生的噪声。
根据一实施例，所述带齿环形齿轮由烧结钢制成。
根据一实施例，所述底板包括：
-小金属板；
-衬套，其安装在所述驱动轴上，以便旋转地引导所述驱动轴；
-塑料部分，其包覆成型在所述小金属板和所述衬套上，以使它们彼此成为一体；
-所述小金属板包括主要部分和肩部，所述肩部在位于所述衬套侧的端部上相对于所述主要部分轴向延伸。由于通过形成肩部而获得的小金属板的局部过厚，因此本发明可以限制衬套相对于底板的悬垂，且因此当起动器运转时，塑料在衬套周围承受较小的应力。
根据一实施例，所述塑料部分包括在所述衬套的外周与所述小板的内周之间的塑料层。
因此，塑料层使得可以承受由驱动轴的弯曲产生的衬套所采用的角度，以便限制车载超压。
根据一实施例，塑料层的厚度至少为0.5mm。
根据一实施例，安装在所述驱动轴上的驱动小齿轮定位在所述起动器的支撑件的外侧。这改善了这种类型的系统的抗疲劳性，当启动器处于活动位置时由于轴的悬垂而产生大量的内应力。
根据一实施例，所述起动器还包括安装在所述支撑件和所述驱动轴之间的前轴承，以引导所述驱动轴的旋转，启动器包括螺旋肋，该螺旋肋与所述驱动轴的螺旋肋配合，其可在静止位置和活动位置之间移动，并且在活动位置，所述启动器邻接位于所述底板和所述前轴承之间的所述驱动轴的肩部。当启动器进入活动位置时，这种类型的肩部产生冲击，并因此产生相当大的内部应力，使得本发明特别设计为利用这种所谓的“在肋上停止”启动器构造来实现。
附图说明
通过阅读以下描述并检查伴随它的附图，将更好地理解本发明。这些图纯粹是为了说明而提供的，不以任何方式限制本发明。
图1是根据本发明的机动车辆热力发动机的起动器的纵向剖视图；
图2a是根据本发明的减速器的纵向剖视图的详细视图；
图2b是根据本发明的支撑减速器的环形齿轮的底板的剖视图；
图2c表示根据本发明的底板的肩部和衬套之间的区域的横截面的详细视图；
图3a和3b分别是示出了减速器的环形齿轮与根据本发明的底板的配合的透视图和俯视图；
图4a至4c分别是根据本发明的阻尼垫的透视图、俯视图和横截面图；
图5是带有图1中的起动器的辊的自由轮的横截面的示意图。
具体实施方式
在各个图中，相同、相似或类似的元件保持相同的附图标记。在下面的描述中，将从后到前使用轴向方向，对应于图1中从右到左的方向。换句话说，前元件位于驱动小齿轮15侧，而后元件位于相对侧，即位于后凸缘39侧。
参考图1，根据本发明的起动器10包括驱动轴11和安装在驱动轴11上并包括驱动小齿轮15的启动器12。此外，电动机16包括电感器定子17和同轴安装的感应转子18。定子17围绕转子18，转子18安装在电动机16的轴19上。转子18可围绕轭21内的轴线X旋转。后者与起动器10的金属支撑件23是一体的，其设计为固定在机动车辆的固定部分上。
定子17包括由轭21的内周支撑的多个感应磁极26。作为变型，定子17包括电感器绕组，其包括两对绕组，每对绕组缠绕在与轭21一体的极靴上。每个绕组由在极靴厚度的方向上缠绕在极靴上的连续导体组成，以便形成具有增大直径的同心连续匝。
转子18包括一组板，这些板设置有用于安装以销的形式的电导体的凹槽。这些导体彼此连接，以形成与属于收集器31的导电条30相关的转子绕组27，收集器31具有与电动机16的轴19成一体的电绝缘体。作为变型，绕组27具有连续的电线。
电刷34在收集器31的收集器条30上摩擦，以便向转子绕组27供电。电刷34属于电刷支架35，电刷支架35配备有用于引导和接收电刷34的保持架。这些电刷34通过弹簧36(例如螺旋型)在收集器条30的方向上受到应力。电刷支架35与金属后凸缘39是一体的，金属后凸缘39在其中心部分具有用于装配滚针轴承类型的轴承40的容座。凸缘39用于与电动机16的轴19的后端的旋转配合。轴19的前端穿过设置在驱动轴11的后部中的孔内的具有减小的横截面的部分，其中衬套43介于这两个元件19、11之间。
轴19的轴线与转子18的轴线X和驱动轴11的轴线重合。后凸缘39用作轭21后端的定心装置，并通过拉杆连接到起动器10的支撑件23。金属轭21夹在金属支撑件23和金属后凸缘39之间。
起动器10还包括电磁接触器46，其平行于电动机16延伸，同时径向地植入后者上方。接触器46具有金属容器47，其由支撑件23支撑，并且配备有设置有至少一个绕组的励磁线圈48。容器47在后部由盖49封闭，盖49由电绝缘材料制成。盖49通过折叠容器47的自由端的后部材料而固定。
端子50、51形成为使得它们各自在盖49内形成固定触点。端子50中的一个设计成连接到电池的正极端子，而另一个端子51通过电缆连接到具有正极性的电刷34。以已知的方式，在线圈48的激励期间，移动芯54在固定芯55的方向上被磁吸引力吸引，首先是为了在消除支撑移动触点57的杆56上的间隙之后起作用，这样可以使接触器46的触点50、51闭合并向起动器10的电动机16供电，其次是为了致动启动器12的控制杆58。
驱动轴11装配成通过小齿轮支架62在支撑件23的前轴承61中旋转。该前轴承61(其能够引导驱动轴11的旋转)例如通过滚珠轴承构成。小齿轮支架62包括空心轴63，以允许驱动轴11通过。两个轴承64介于驱动轴11的外周和小齿轮支架轴63的内周之间，以允许两个元件11、63之间的相对旋转运动。小齿轮支架轴63的外周与前轴承61的内周接触。
驱动小齿轮15通过设置在小齿轮的内周中的轴向肋与小齿轮支架轴63一体旋转地配合，该轴向肋与设置在小齿轮支架轴63的外周中的互补形式的轴向肋接合。此外，减震装置67包括弹簧68，弹簧68在静止状态下将小齿轮15推向止动件69。在与起动器环形齿轮的齿冲击的情况下，弹簧68通过平移地位移小齿轮15而被压缩，然后小齿轮15倾向相对于止动件69退回。可以理解，小齿轮15在起动器10的支撑件23的外侧安装在驱动轴11上。这种类型的起动器10的所谓的“突出小齿轮”配置由于当启动器12处于活动位置时驱动轴11的悬垂而产生大量内部应力。
启动器12装配成在驱动轴11上滑动，并且包括驱动单元72和自由轮73，驱动单元72配置成由枢转控制杆58致动，自由轮73具有轴向介于驱动单元72和小齿轮支架62之间的辊。
该自由轮73包括位于小齿轮支架轴63的后端侧上的从动环76。从动环76在其外周上包括内轨道77，其可在图5中清楚地看到。根据一实施例，从动环76与小齿轮支架轴63成一体，并且由与其相同的材料制成。此外，驱动单元72包括自由轮73的驱动环78，在其内周上设置有斜面79。因此，当启动器12处于活动位置时，驱动环78通过驱动单元72与轴11一体旋转。多个辊82装配在内轨道77和相应的斜面79之间。
自由轮73包括多个预加载弹簧83，每个弹簧83装配在斜面79的边缘和相应的辊82之间。自由轮73的锁定方向由箭头A示出。
驱动单元72还包括图1所示的垫圈86，垫圈86与驱动单元72的横向壁一起限定用于接收叉形式的杆58的下端的指状物的凹槽。杆58的上端以已知的方式铰接地装配在杆87上，杆87通过弹簧88弹性地连接到移动芯54，弹簧88被称为齿对齿弹簧，容纳在移动芯54中。
驱动单元72在其内部设置有螺旋肋90，螺旋肋90以互补的方式与外螺旋齿91接合，外螺旋齿91在其具有最大直径的后端附近由驱动轴11支撑(参见图1)。因此，包括自由轮73的启动器12在其被杆58移位时在小齿轮15从热力发动机的起动器环形齿轮脱离的静止位置和小齿轮15与热力发动机的起动器环形齿轮接合的活动位置之间通过平移运动被驱动。在活动位置，驱动单元72邻接设置在驱动轴11的齿91之间的肩部93。驱动轴11的该肩部93轴向地位于底板106和前轴承61之间。
而且，如在图2a中可以清楚地看到，以外摆线齿轮系形式的减速器96安装在转子18的轴和驱动轴11之间。更具体地，驱动轴11的后端配置成与行星架97的板成一体，例如通过卷曲。托架小齿轮101首先与形成外行星轮的环形齿轮102接合，其次与小齿轮103接合，小齿轮103与转子轴19的前端成一体，形成减速器96的内行星轮。托架小齿轮101装配成每个都可以围绕由行星齿轮架97支撑的轴自由旋转。至少有两个托架小齿轮101。在这种情况下，使用三个托架小齿轮101。
环形齿轮102由底板106(其在图2b中详细示出)支撑，并且通过在所述轭21和起动器10的支撑件23之间卷曲而与发动机的轭21成一体。底板106包括小金属板107、安装在驱动轴11上以旋转地引导驱动轴11的衬套108以及塑料部分109，其包覆成型在小板107和衬套108上，以使它们彼此成为一体。
塑料部分109包括位于衬套108的外周和小板107的内周之间的塑料层112，小板107的内周对应于界定用于轴11通过的中心开口116的小板107的边缘。在图2c中可以清楚地看到，这种类型的层112使得可以承受由轴11的弯曲产生的衬套108所采用的角度，以便限制板上的过压。
该塑料层112的厚度E至少为0.5mm。为了使驱动轴11施加的压力最小化，可以使用轴向长度大于5mm的衬套108。
在图2b和2c的实施例中，小金属板107包括主要部分114和肩部115，肩部115相对于主要部分114轴向延伸，在位于衬套108侧的小板107的一端上。因此，肩部115位于小板107的内周上，围绕小板107中的中心开口116，而主要部分114从肩部115延伸直到小板107的外周。
因此，小板107在位于衬套108侧的端部处具有附加厚度。衬套108的轴向长度L1大于小板107的主要部分114的轴向厚度L2。
另外，如在图3a和3b中可以清楚地看到，塑料部分109包括位于环形齿轮102和轭21之间的止动部件120。这些止动部件120围绕环形齿轮102周向延伸，使得可以将环形齿轮102径向地保持在轭21中。这些止动部件120各自根据圆弧延伸。止动部件120根据底板106的周长有规律地分布。
带齿的环形齿轮102在其外周和止动部件120的内周之间装配有径向间隙J(参见图3b)。该径向间隙J使得其允许所述带齿的环形齿轮102在由托架小齿轮101施加的力的作用下自动对中。这使得可以显著缩短减速器的尺寸链，从而获得系统轴线的更好的定位。环形齿轮102的外周与止动部件120的内周之间的径向间隙J大于0.15mm。径向间隙J优选为约0.25mm±10％。
为了便于环形齿轮102的自动对中现象，在托架小齿轮101的齿的侧面与环形齿轮102的齿的侧面之间存在微小的间隙。该间隙例如可以比0.1mm更小。利用由烧结钢制成的环形齿轮102可以很好地控制该间隙，这使得可以保证所获得的环形齿轮的非常精确的尺寸。
添加到底板106上的环形齿轮102包括在环形齿轮102的外周上延伸的凸耳121。阻尼垫122安装在环形齿轮102的凸耳121和塑料部分109的止动部件120之间。每个阻尼垫122的边缘以互补的中空形式插入，所述互补的中空形式设置在凸耳121和相应的止动部件120的末端边缘中。每个凸耳121位于两个相邻的垫122之间，使得两个垫122中的每一个首先支撑在凸耳121上，然后支撑在相应的止动部件120的边缘上。
如在图3a中可以清楚地看到，阻尼垫122具有方形形状，其中至少一个圆角145位于带齿的环形齿轮102的相应凸耳121的突出脊146的侧面上。因此，当阻尼垫122被压缩在环形齿轮102的凸耳121和相应的止动部件120之间时，角部145的圆形形状使得可以防止垫122与相应凸耳121的突出脊146接触。
可以看出，角部145根据位于包括所述阻尼垫122的所有角部的平面P4上的曲率半径R1而被倒圆，使得在圆角145和由穿过通过该圆角145连接的侧面的平面P1、P2的交叉限定的直角角部之间存在空间147(参见图4b)，即与具有直角角部的方形形状的垫122相比，存在材料的去除。突出脊146对应于凸耳121的轴向端面的边缘，该边缘位于凸耳121的自由端侧。这里规定，轴向方向相对于底板106的轴线Z限定，当减速器安装在起动器中时，其基本上设计成与转子的轴线X重合。
如在图3a中可以看到，垫122还具有对应于方形侧面的长度的轴向长度L3，其优选地短于凸耳121的轴向长度L4。因此，垫122轴向定位成相对于突出脊146凹陷。
另外，根据垂直于阻尼垫122主要延伸的平面P4的横截面P3，阻尼垫122在其端部148处具有可变厚度E2(参见图4c)。在端部148处，阻尼垫122的厚度E2沿着凸圆弧形式的曲率，例如以半径为R2的半圆形式。
根据一实施例，角部145的曲率半径例如是约4mm±10％。垫122的边侧长度L3约为13.3mm，而每个凸耳的轴向长度L4约为13.7mm。圆弧的曲率半径约为1.7mm±10％。
为了通过允许垫122根据不同方向放置就位来便于减速齿轮系的装配，垫122优选地是对称的，然后包括四个类似的圆角145，如图所示。
因此，垫122具有不同的对称平面，特别是两个对称平面，每个穿过两个相对侧的中垂线(参见图4b中的平面P3和P5)和另外两个未示出的对称平面，其穿过阻尼垫122的对角线。
垫122例如由弹性材料制成，比如弹性体。优选地，如可以在图4c中看到，在非应力状态下，垫122具有面150，厚度E2在面之间延伸，这些面是平坦的并且平行于垫122的主延伸平面P4。事实上，每个垫122的曲率是通过在弹性材料制成的垫122下施加应力来获得的，以使其与环形齿轮102的相应形状匹配。因此，可以将一个面150支撑在带齿的环形齿轮102的外周上。
作为变型，垫122可具有矩形形状。
另外，为了确保底板106的楔入，保持元件125(例如呈弹性挡圈类型的弹性止动环的形式)定位在驱动轴11中的凹槽126中，以便邻接底板106(参见图2a)。弹性止动环125呈开环形式，其可通过工具弹性变形，以允许其定位在凹槽126内。为了吸收冲击，止动环125支撑在金属支撑垫圈141上，其支撑在底板108的塑料部分109上。为了提高环125的机械强度，它可以具有预应力喷丸轨迹。
应当理解，前面的描述纯粹是作为示例提供的，并不限制本发明的领域，用任何其他等同物替换不同的元件而不会构成偏离。

Claims (14)

1.一种用于机动车辆的热力发动机的起动器(10)，包括：
-电动机(16)，其包括轭(21)和安装在轴(19)上的转子(18)；
-驱动轴(11)，其可以通过所述转子(18)旋转；
-外摆线型减速器(96)，其安装在所述转子轴(19)和所述驱动轴(11)之间；
-所述减速器(96)包括形成所述减速器(96)的外行星轮的带齿环形齿轮(102)、形成所述减速器(96)的内行星轮的与所述转子轴(19)一体旋转的小齿轮(103)、以及与所述驱动轴(11)一体旋转的行星架(97)，在所述行星架(97)上自由旋转地装配并且接合在所述内行星轮和所述外行星轮之间的至少两个托架小齿轮(101)；
-支撑所述带齿环形齿轮(102)的底板(106)，所述底板(106)与所述电动机(16)的所述轭(21)成一体；
-所述底板(106)包括塑料部分(109)，所述塑料部分(109)包括位于所述环形齿轮(102)和轭(21)之间的止动部件(120)，这些止动部件(120)围绕环形齿轮(102)周向延伸；
-所述环形齿轮(102)在其外周上包括凸耳(121)，阻尼垫(122)安装在所述凸耳(121)和所述止动部件(120)之间，
其特征在于，每个阻尼垫(122)在所述带齿环形齿轮(102)的相应凸耳(121)的突出脊(146)的侧面上具有至少一个圆角(145)，所述圆角根据曲率半径(R1)修圆，该曲率半径位于包括所述阻尼垫(122)的所有角部的平面(P4)上，使得在所述圆角(145)和由穿过通过该圆角(145)连接的侧面的平面(P1、P2)的交叉限定的直角角部之间存在空间(147)。
2.根据权利要求1所述的起动器，其特征在于，所述阻尼垫(122)还具有轴向长度(L3)，所述轴向长度(L3)短于所述凸耳(121)的轴向长度(L4)。
3.根据权利要求1或2所述的起动器，其特征在于，所述圆角(145)的曲率半径(R1)为4mm±10％。
4.根据权利要求1或2所述的起动器，其特征在于，所述阻尼垫(122)在其端部具有可变厚度。
5.根据权利要求4所述的起动器，其特征在于，所述阻尼垫(122)的端部(148)在其厚度方向上具有沿着半圆形形式的凸曲率。
6.根据权利要求1所述的起动器，其特征在于，所述阻尼垫(122)具有方形形状。
7.根据权利要求1所述的起动器，其特征在于，每个阻尼垫(122)是对称的。
8.根据权利要求1所述的起动器，其特征在于，所述带齿环形齿轮(102)在其外周与所述止动部件(120)的内周之间装配有径向间隙(J)，所述径向间隙(J)使得其允许带齿环形齿轮(102)在由所述托架小齿轮(101)施加的力的作用下自动对中。
9.根据权利要求1所述的起动器，其特征在于，所述带齿环形齿轮(102)由烧结钢制成。
10.根据权利要求1所述的起动器，其特征在于，所述底板(106)包括：
-小金属板(107)；
-衬套(108)，其安装在所述驱动轴(11)上，以便旋转地引导所述驱动轴(11)；
-塑料部分(109)，其包覆成型在所述小金属板(107)和所述衬套(108)上，以使它们彼此成为一体；
-所述小金属板(107)包括主要部分(114)和肩部(115)，所述肩部(115)在位于所述衬套(108)侧的端部上相对于所述主要部分(114)轴向延伸。
11.根据权利要求10所述的起动器，其特征在于，所述塑料部分(109)包括在所述衬套(108)的外周与所述小金属板(107)的内周之间的塑料层(112)。
12.根据权利要求11所述的起动器，其特征在于，所述塑料层(112)的厚度(E)至少为0.5mm。
13.根据权利要求1所述的起动器，其特征在于，安装在所述驱动轴(11)上的驱动小齿轮(15)位于所述起动器(10)的支撑件(23)的外侧。
14.根据权利要求13所述的起动器，其特征在于，它还包括安装在所述支撑件(23)和所述驱动轴(11)之间的前轴承(61)，以引导所述驱动轴(11)的旋转，启动器(12)包括螺旋肋，该螺旋肋与所述驱动轴(11)的螺旋肋配合，其可在静止位置和活动位置之间移动，并且在活动位置，所述启动器(12)邻接位于所述底板(106)和所述前轴承(61)之间的所述驱动轴(11)的肩部(93)。
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