CN112087098A - 用于起动内燃机的起动装置的起动电机 - Google Patents

用于起动内燃机的起动装置的起动电机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于起动内燃机的起动装置的起动电机(100)，具有电的机器(110)和传动机构(120)，电的机器带有电机壳体(101)，其中，在所述电机壳体(101)中设置了至少一个固定部件(130)，用于固定所述电的机器(110)的至少一个磁性部件(111)，其中，所述至少一个固定部件(130)还将所述传动机构(120)轴向地固定。

Description

用于起动内燃机的起动装置的起动电机
技术领域
本发明涉及一种用于起动内燃机的起动装置的起动电机以及一种用于起动内燃机的起动装置。
背景技术
内燃机的起动装置具有至少一个起动小齿轮，该起动小齿轮可在轴向地缩回的非工作位置和前伸的啮合位置之间移调，在啮合位置，起动小齿轮与内燃机的齿圈啮合。借助起动电机，可以在起动小齿轮上产生旋转的驱动运动，从而可以带动内燃机的曲轴做旋转运动。这种起动电机大多可以包括电的机器比如直流电机，该直流电机后接比如行星齿轮形式的传动机构，通过该传动机构使得起动电机与轴耦接，起动小齿轮布置在该轴上。
电的机器和传动机构在此通常布置在共同的壳体中。作为在壳体中的传动机构的轴向止挡，通常在壳体内壁上设置凸起，传动机构可以支撑在这些凸起上。但这些凸起大多太小了，无法保证用于可靠的轴向固定的足够的接触面，这是因为，大多由塑料制成的传动机构壳体否则在负载过大时会受损。因此，大多在传动机构与凸起之间还设置附加的金属的保持部件，这些保持部件例如可以构造成金属的弹簧圈。这同时负责必要的误差补偿。
发明内容
根据本发明，提出具有独立权利要求的特征的一种用于起动内燃机的起动装置的起动电机以及一种用于起动内燃机的起动装置。有利的设计是从属权利以及后续说明的主题。
起动电机具有电的机器以及传动机构，电的机器带有电机壳体。在电机壳体中设置了至少一个固定部件，用于固定电的机器的至少一个磁性部件，特别是用于在轴向方向以及圆周方向上固定。
磁性部件尤其可以是永久磁铁。电的机器例如可以设计成永久励磁的直流电机。传动机构例如可以设计成行星齿轮。
至少一个固定部件除了固定至少一个磁性部件外，还轴向地在至少一个方向上固定传动机构，或者在至少一个轴向方向上优选在同一个方向上形成止挡。本发明因而提出，用来固定电动机磁铁的磁铁保持器也用作用于传动机构的轴向固定的止挡。因而可以省去额外的单独的用于固定传动机构的保持部件，这是因为，其功能被转至磁铁保持器形式的其它部件。
因此，借助同一个构件既能实现可靠地固定磁性部件，又能实现可靠地固定传动机构。可以减少起动电机的待安装的部件数量。起动电机可以简单地且必要时节省空间地构造。因而可以降低成本。
传动机构有益地包括单独的传动机构壳体，在该传动机构壳体内部布置了传动机构的各个部件。特别地，至少一个固定部件可以对该传动机构壳体施加力，因而轴向地将传动机构壳体固定。带有或者没有传动机构壳体的传动机构尤其也布置在电机壳体中。
根据一种有利的设计，至少一个固定部件布置在起动电机的电机壳体上。有利地，至少一个固定部件使得至少一个磁性部件相对于电机壳体固定，特别是在轴向方向和圆周方向上固定。至少一个固定部件有益地布置在壳体壁上，并且固定在那里。
优选地，至少一个固定部件对至少一个磁性部件施加轴向力，并且还优选在同一个方向上，例如在端盖或起动小齿轮的方向上对传动机构施加轴向力。通过所述施加的力，至少一个磁性部件和传动机构可以分别有益地被轴向地固定。磁性部件可以通过该轴向的力特别是被顶压到限制部件上，例如被顶压到壳体凸起上，从而磁性部件被夹紧在该限制部件和固定部件之间，且保持在轴向位置上。传动机构也可以通过轴向的力有益地被顶压到限制部件上，其中，该限制部件在此例如可以同样是壳体凸起，或者有益地可以是起动电机壳体的盖件，比如端盖或轴承盖。
根据第一种优选的设计，至少一个固定部件具有第一区段以及与第一区段连接的第二区段和与第一区段连接的第三区段。
第一区段优选在两个沿圆周方向观察相邻的磁性部件之间至少基本上在轴向方向上伸展。有益地，分别在两个相邻的磁性部件之间设置这种固定部件。磁性部件尤其分别被两个固定部件固定，在这些固定部件之间布置着相应的磁性部件。
第二区段优选在两个相邻磁性部件的背离传动机构的一侧伸展，并在那里对两个相邻的磁性部件施加轴向力。例如，磁性部件因而可以分别被顶压到壳体凸起上，该壳体凸起设置在磁性部件的面向传动机构的一侧。
第三区段优选从两个相邻磁性部件的面向传动机构的一侧伸展至传动机构的面向磁性部件的一侧，并在那里对传动机构施加轴向力。特别地，通常的仅被设置用于固定磁性部件的磁铁保持器可以通过该第三区段得到延长，以便此外也能对传动机构施加力并将传动机构轴向地固定。
有利地，第一区段构造成承载区段，借助该承载区段将至少一个固定部件固定在起动电机的壳体上。第二区段和第三区段优选分别构造成与第一区段连接的弯曲的弹性区段。通过相应的弹性作用，第二和第三区段可以有益地分别对相应的磁性部件和传动机构施加轴向力，并且补偿误差链。
根据第二种优选的设计，与上述第一种设计相反，固定部件并不对两个相邻的磁性部件的背离传动机构的一侧施加力。在这种情况下，类似于上面的第一种方案，至少一个固定部件优选同样具有第一区段，该第一区段在两个沿圆周方向观察相邻的磁性部件之间至少基本上沿轴向方向伸展。与上述设计相反，根据该第二种方案，至少一个固定部件优选具有与第一区段连接的第二区段，该第二区段在两个相邻的磁性部件的面向传动机构的一侧与传动机构的面向磁性部件的一侧之间的区域中伸展。在该区域中，第二区段有利地对传动机构施加轴向力，并且对两个相邻的磁性部件施加轴向力。通过施加到磁性部件上的力，这些磁性部件有益地被顶压到壳体凸起上，该壳体凸起在这种情况下设置在磁性部件的背离传动机构的一侧。通常的磁铁保持器的第二区段在这种情况下仅对磁性部件施加力，该磁铁保持器因此有益地经过改造，从而第二区段此外也可以对传动机构施加力。
优选地，第二区段首先从两个相邻磁性部件的面向传动机构的一侧伸展至传动机构的面向磁性部件的一侧，并在那里对传动机构施加轴向力。从传动机构的面向磁性部件的一侧，第二区段优选伸展至两个相邻磁性部件的面向传动机构的一侧，并在那里对两个相邻的磁性部件施加轴向力。特别地，第二区段为此相应地变形或弯曲。
在这种情况下，第一区段优选同样构造成承载区段，借助该承载区段将至少一个固定部件固定在起动电机的壳体上。第二区段优选构造成与第一区段连接的弯曲的弹性区段。通过相应的弹性作用，可以有益地既对磁性部件又对传动机构施加轴向力。
根据第三种优选的设计，至少一个固定部件有利地具有第一部件和第二部件，第一部件在至少一个磁性部件的背离传动机构的一侧伸展，第二部件在至少一个磁性部件的面向传动机构的一侧伸展。在此特别地，无论第一部件还是第二部件都分别对至少一个磁性部件施加轴向力。至少一个磁性部件可以有益地夹紧或卡紧在这两个部件之间。特别地，固定部件在这种情况下有益地不包括布置在磁性部件之间的区段。
有利地，至少一个延长区段从第二部件伸展至传动机构的面向磁性部件的一侧，并在那里对传动机构施加轴向力。通常的磁铁保持器只有所述第一和第二部件，该磁铁保持器因而可以通过所述延长区段得到补充，以便能够同时对传动机构和磁性部件施加轴向力。
有利地，第一部件和第二部件分别构造成弯曲的弹性区段，和/或环形地或者至少基本上环形地构造。由此有益地并未针对不同的磁性部件分别设置各个固定部件，而是全部的磁性部件都尤其共同地通过弯曲的或环形地构造的固定部件予以固定。
优选地，传动机构被至少一个固定部件顶压到限制部件上，特别是顶压到起动电机的端盖上。传动机构因而可以被保持在该限制部件与至少一个固定部件之间的固定的轴向位置上。
优选地，传动机构还被至少一个固定部件保持在一起。借助至少一个固定部件，因而不仅可以使得传动机构相对于起动电机的壳体被保持在固定的轴向的位置上，而且还能够使得传动机构的各个部件彼此相对固定。
根据本发明的用于起动内燃机的起动装置具有根据本发明的起动电机的优选设计。不言而喻，该起动装置此外还可以具有其它的组件，例如起动小齿轮、用于起动小齿轮的轴向移动的起动继电器以及用于接通电的机器的切换继电器。
本发明的其它优点和设计可由说明书和附图得到。
附图说明
本发明借助实施例在附图中被示意性地示出，并将在下面参照附图予以介绍。
图1示意性地示出根据本发明的用于起动内燃机的起动装置的一种优选设计；
图2示意性地示出根据现有技术的通常的用于起动内燃机的起动电机的局部；
图3～5分别示意性地且局部地示出根据本发明的用于起动内燃机的起动电机的一种优选设计。
具体实施方式
在这些附图中，相同的标号表示相同的或构造相同的部件。
图1中示意性地示出根据本发明的用于起动内燃机的起动装置的一种优选设计，且用1标出。
该起动装置1具有起动小齿轮2，该起动小齿轮为了起动内燃机4而与该内燃机的齿圈3啮合。起动小齿轮2如用双箭头所示可轴向移动地支撑在轴5上，其中，起动小齿轮2防转动地与轴5耦接。起动小齿轮2通过起动继电器6在缩回的非工作位置和前伸的与内燃机4的齿圈3啮合的位置之间移调，该起动继电器电磁地设计且包括可通电的继电器绕组7以及往复衔铁8，该往复衔铁在具有吸合绕组功能的继电器绕组7通电时被轴向地吸入到继电器绕组中。往复衔铁8触动接合杆9，该接合杆对啮合弹簧13加载，啮合弹簧位于空转辊的附件14上。起动小齿轮2在从动侧与附件14耦接，从而附件14的轴向进给移动转变为起动小齿轮2的在非工作位置与啮合位置之间的所希望的轴向移调运动。
轴5或起动小齿轮2的旋转的驱动运动借助根据本发明的起动电机100的一种优选设计产生，该起动电机具有电的机器110，例如永久励磁的直流电机，该直流电机通过传动机构120例如行星齿轮与轴5耦接。在操纵电的起动电机100时，带动轴5旋转，进而也带动起动小齿轮2旋转。
为了接通起动电机100，设置了切换继电器11，借助该切换继电器可以使得电的机器110的电路闭合。
此外给起动装置1例如配设了控制器10或点火开关，通过它来控制起动继电器6和切换继电器11的功能。
图2a和2b分别示意性地示出非根据本发明的用于起动内燃机的起动电机200。
这种起动电机200包括电的机器210和传动机构220，电的机器带有永久磁铁形式的磁性部件211，传动机构带有传动机构壳体221。
电的机器210和传动机构220共同地布置在起动电机200的电机壳体201中，该电机壳体被端盖202封闭。
为了使得磁性部件211相对于壳体201固定，设置了磁铁保持器230。为了使得电机壳体201中的传动机构220轴向地固定，设置了固定机构240。该固定机构240包括设置在电机壳体201的内侧面上的凸起241。但这些凸起241太小了，无法保证用于传动机构220的可靠轴向固定的足够的接触面，这是因为，由塑料制成的传动机构壳体221否则在负载过大时会受损。因此，固定机构240包括在传动机构220与凸起231之间的附加的金属的保持部件242，其形式为金属的弹簧圈。这同时负责必要的误差补偿。另外在传动机构壳体221与保持部件242之间设置了任选的橡胶圈243。
本发明现在规定，避免使用这种单独的附加的固定机构240，特别是金属的保持部件242，并将其对传动机构的轴向固定功能转至用于固定永久磁铁的磁铁保持器。
图3现在示出根据本发明的第一优选设计的起动电机100的局部。
起动电机100具有设置在共同的电机壳体101中的电的机器110和传动机构120，电的机器的形式例如为永久励磁的直流电机，传动机构例如为行星齿轮120，电机壳体的形式例如为金属的圆柱体。
电的机器110具有永久磁铁形式的磁性部件111。不言而喻，电的机器110还具有其它的组件，比如转子、轴等，为明了起见，这些组件在图3中未示出。
固定部件130被设置用于固定磁性部件111，特别是用于使得磁性部件111相对于电机壳体101在轴向方向和圆周方向上固定。
固定部件130还被设置用于轴向地固定传动机构120。为此，这些固定部件130分别对磁性部件111施加轴向力，并且还对传动机构120尤其是传动机构120的壳体121施加轴向力。
图3中所示的固定部件130分别具有在两个沿圆周方向观察相邻的磁性部件111之间的第一区段131。该第一区段131至少基本上沿轴向方向伸展，并且被设计成承载区段，借助该承载区段将固定部件130固定在起动电机100的壳体101上。
在第一区段131上连接着第二区段132，该第二区段在相邻磁性部件111的背离传动机构120的一侧伸展，并在那里对相邻磁性部件111施加轴向力。该第二区段132有益地构造成弯曲的弹性区段。通过所述轴向力，磁性部件111在起动电机100的壳体101中被顶压到凸起135上并且被固定。
另外，在第一区段131上连接着第三区段133，该第三区段从相邻磁性部件111的面向传动机构120的一侧伸展至传动机构120的面向磁性部件111的一侧，并在那里对传动机构120施加轴向力。该第三区段133也有益地设计成弯曲的弹性区段。通过所述轴向力，传动机构120被顶压到起动电机100的端盖上并且被轴向地固定。施加到传动机构120上的轴向力朝向与施加到磁性部件111上的轴向力相同的方向，即在端盖或起动小齿轮的方向上。
图4a和4b示出根据本发明的第二优选设计的起动电机100的局部。
与图3中所示设计相反，根据在图4a和4b中示出的设计，固定部件130'并不对磁性部件111的背离传动机构120的一侧施加轴向力。
类似于固定部件130，固定部件130'分别具有第一区段131'，该第一区段在两个沿圆周方向观察相邻的磁性部件111之间至少基本上在轴向方向上伸展，特别是构造成承载区段，借助该承载区段将固定部件130'固定在壳体101上。
在固定部件130'的该第一区段131'上连接着第二区段132'，该第二区段在两个相邻的磁性部件111的面向传动机构120的一侧与传动机构120的面向磁性部件111的一侧之间的区域中伸展。在该区域中，固定部件130'对传动机构120和相邻的磁性部件111施加轴向力。
为此，第二区段132'构造成弯曲的弹性区段，其首先从第一区段131'或者从相邻磁性部件111的面向传动机构120的一侧伸展至传动机构120的面向磁性部件111的一侧，并在那里对传动机构120施加轴向力。从那里起，第二区段132'伸展回到两个相邻的磁性部件111的面向传动机构120的一侧，并在那里对两个相邻的磁性部件111施加轴向力。
通过这些轴向力，磁性部件111被顶压到壳体凸起135'上且被固定，并且传动机构120被顶压到起动电机100的端盖上，进而被轴向地固定。施加到传动机构120上的轴向力朝向与施加到磁性部件111上的轴向力相反的方向。
图5示出根据本发明的第三优选设计的起动电机100的局部。
在图5的例子中，固定部件130”具有在磁性部件111的面向传动机构120的一侧伸展的环形的部件132”。
附加地还设置了在磁性部件111的背离传动机构120的一侧伸展的第二环形的部件131”。
环形的部件131”和132”分别尤其对磁性部件111施加轴向力，从而磁性部件111有益地在这些部件131”和132”之间被夹紧或卡紧。
延长区段133”从环形的部件131”伸展至传动机构120的面向磁性部件111的一侧，并在那里对传动机构120施加轴向力，以便将该传动机构顶压到起动电机100的端盖上并且进而固定。由固定部件130”施加到传动机构120上的轴向力朝向与施加到磁性部件111上的轴向力相反的方向。
因而在本发明的范畴内提出了固定部件的不同的实施方式，这些实施方式除了将磁性部件固定外，还将传动机构轴向地在至少一个方向上固定，或者在至少一个轴向方向上形成传动机构的止挡。

Claims (12)

1.一种用于起动内燃机的起动装置(1)的起动电机(100)，具有电的机器(110)和传动机构(120)，电的机器带有电机壳体(101)，其中，在所述电机壳体(101)中设置了至少一个固定部件(130、130'、130”)，用于固定所述电的机器(110)的至少一个磁性部件(111)，其中，所述至少一个固定部件(130、130'、130”)还将所述传动机构(120)轴向地固定。
2.如权利要求1所述的起动电机，其中，所述至少一个固定部件(130、130'、130”)对所述至少一个磁性部件(111)施加轴向力，并且还对所述传动机构(120)施加轴向力。
3.如权利要求2所述的起动电机，其中，所述至少一个固定部件(130、130'、130”)在与施加到所述传动机构(120)上的轴向力相同的方向上对所述至少一个磁性部件(111)施加轴向力。
4.如权利要求1、2或3所述的起动电机，
其中，所述至少一个固定部件(130)的第一区段(131)在两个沿圆周方向观察相邻的磁性部件(111)之间至少基本上在轴向方向上伸展，
其中，所述至少一个固定部件(130)的与所述第一区段(131)连接的第二区段(132)在两个相邻磁性部件(111)的背离所述传动机构(120)的一侧伸展，并在那里对两个相邻的磁性部件(111)施加轴向力，
其中，所述至少一个固定部件(130)的与所述第一区段(131)连接的第三区段(133)从两个相邻磁性部件(111)的面向所述传动机构(120)的一侧伸展至所述传动机构(120)的面向所述磁性部件(111)的一侧，并在那里对所述传动机构(120)施加轴向力。
5.如权利要求4所述的起动电机，
其中，所述第一区段(131)构造成承载区段，借助该承载区段将所述至少一个固定部件(130)固定在所述起动电机(100)的电机壳体(101)上，
其中，所述第二区段(131)构造成与所述第一区段(131)连接的弯曲的弹性区段，
其中，所述第三区段(133)构造成与所述第一区段(131)连接的弯曲的弹性区段。
6.如权利要求1或2所述的起动电机，
其中，所述至少一个固定部件(130')的第一区段(131')在两个沿圆周方向观察相邻的磁性部件(111)之间至少基本上沿轴向方向伸展，
其中，所述至少一个固定部件(130')的与所述第一区段(131')连接的第二区段(132')，在两个相邻的磁性部件(111)的面向所述传动机构(120)的一侧与所述传动机构(120)的面向所述磁性部件(111)的一侧之间的区域中伸展，并在那里对所述传动机构(120)施加轴向力，并且对两个相邻的所述磁性部件(111)施加轴向力。
7.如权利要求6所述的起动电机，
其中，所述至少一个固定部件(130')的第二区段(132')首先从两个相邻磁性部件(111)的面向所述传动机构(120)的一侧伸展至所述传动机构(120)的面向所述磁性部件(111)的一侧，并在那里对所述传动机构(120)施加轴向力，
其中，所述第二区段(132')从所述传动机构(120)的面向所述磁性部件(111)的一侧，伸展至两个相邻磁性部件(111)的面向所述传动机构(120)的一侧，并在那里对两个相邻的磁性部件(111)施加轴向力。
8.如权利要求6或7所述的起动电机，
其中，所述第一区段(131')构造成承载区段，借助该承载区段将所述至少一个固定部件(130')固定在所述起动电机(100)的电机壳体(101)上，
其中，所述第二区段(132')构造成与所述第一区段(131')连接的弯曲的弹性区段。
9.如权利要求1或2所述的起动电机，
其中，所述至少一个固定部件(130”)具有环形的部件(132”)，该第一部件在所述至少一个磁性部件(111)的面向所述传动机构(120)的一侧伸展，
其中，至少一个延长区段(133”)从所述环形的部件(132”)伸展至所述传动机构(120')的面向磁性部件(111)的一侧，并在那里对所述传动机构(120)施加轴向力。
10.如前述权利要求中任一项所述的起动电机，其中，所述传动机构(120)被所述至少一个固定部件(130、130'、130”)顶压到限制部件上，特别是顶压到所述起动电机(100)的端盖上。
11.如前述权利要求中任一项所述的起动电机，其中，所述传动机构(120)还被所述至少一个固定部件(130、130'、130”)保持在一起。
12.一种用于起动内燃机的起动装置(1)，具有根据前述权利要求中任一项所述的起动电机(100)。
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