CN1464943A - 汽车起动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车起动机，包括一个起动机啮合器、一个电动机(M)、一个电磁开关(2)和一个叉形件(13)，所述起动机啮合器配有一个传动装置(12)和一个齿轮(1)，所述电动机配有一个轴(101)，该轴适于驱动一个与起动机啮合器(12)相连的起动轴(100)，所述电磁开关在电动机(M)的上面与其相平行地进行延伸并包括一个活动铁芯(2b)，所述叉形件上端铰接安装在活动铁芯(2b)上，传动装置(12)具有由两个侧壁(121，122)加以限定的叉形件(13)下端的接纳槽，起动机啮合器由叉形件(13)和传动装置(12)之间的配合件进行旋转锁紧，使其从停止位置进入其与起动齿圈相啮合的位置。

Description

汽车起动机

技术领域

本发明涉及汽车起动机。

背景技术

这种起动机示于图1，包括一个电动机M及一个电磁开关2，电动机M安装在一个第一金属气缸盖内，电磁开关2与电动机M相平行地进行延伸，具有一个配置在一个第二金属气缸盖内的绕组2a。两个气缸盖这里借助螺杆固定在一个支承件4上，这里间置有一个支承一个行星齿轮减速器的支承板28。支承件4是以铝为主的模制件，用于固定在后面称之为热机的汽车内燃机的曲轴箱上。支承件4确保返回机体，其前端呈局部开口的尖拱形状，以便汽车热机的起动齿圈C通过。所述尖拱与一个分别使电动机M、开关2和支承件4固定和定位在热机曲轴箱上的固定及定位区域相连接。

尖拱前部(附图的左面部分)具有一个轴承的一个支承用套筒，轴承内旋转地安装有一个起动机啮合器轴100的前端，在其外周边局部配置槽，这些槽与一个起动机啮合器102的一个传动装置12的内周边上的互补槽相啮合，起动机啮合器102也具有一个齿轮1，齿轮1通过一个连接装置14这里是自由轮与传动装置相连。

轴100与电动机M的轴101同轴，轴100属于该电动机的电枢，这里，在两个轴之间间置一个行星齿轮减速器。

前述支承板28具有一个属于前述行星齿轮减速器的呈内啮合齿轮形状的塑料件，其输入轴齿轮与电动机轴的前端相连。

减速器的行星齿轮架与轴100的后端相连。

轴101的后端旋转地安装在由一个称为后支座的封闭第一气缸盖的构件加以支承的一个轴承内。该第一气缸盖内布置一个呈一定间隙环绕电动机的电枢的磁感应器，电动机的电枢具有一个固定在滚螺纹的电动机轴上的呈叠板状的转子。

该叠板具有轴向槽，用于接纳呈汇流条形状的导电元件，这些汇流条布置成网状，与一个由轴101的后端支承的整流子的导电片相连接。

安装在由后支座支承的保持架内的电刷用于与整流子片相配合。

一组电刷通过第一气缸盖和支承件4与机体连接。第二组电刷与一个电缆连接器相连，电缆将连接器连接到开关2的一个第一接线柱上，开关2与一个封闭第二气缸盖开口后端的由电绝缘材料制成的罩相连，第二气缸盖在其前端具有一个有孔底部，用于一个中空的活动铁芯2b通过。罩也具有一个第二接线柱和至少一个用于绕组2a供电的接头。

一个固定铁芯2d固定地布置在第二气缸盖的后端，部分地进入绕组2a的一个支承件2c内。支承件2c在截面上呈U形，从而构成一个用于铁芯2b导向的滑架。一个有凸肩的第一杆穿过固定铁芯2d，具有一个用于支承在前述两个接线柱上的接触片，为此，接线柱具有触点。

第二接线柱与电池的正极接线柱连接。绕组2a通过一个起动开关与电池的该正极接线柱连接，起动开关由起动开关钥匙或其它装置加以控制。绕组2a通过第二气缸盖和支承件4与机体连接。

第一杆和接触片属于一个活动触点3，活动触点3在其停止位置由一个断路弹簧19抵在固定铁芯上。断路弹簧在接触片和罩之间进行作用，罩配有一个断路弹簧座。

另一个弹簧称为接触弹簧21，其刚度比断路弹簧的刚度大，轴向布置在接触片的另一面和穿过固定铁芯2d的杆的一个凸肩之间。

活动铁芯2b进入第二气缸盖内部和绕组2a中。该活动铁芯2b相对于前端和第二气缸盖呈轴向凸起进行延伸。活动铁芯2b受到一个回位弹簧18的作用，回位弹簧18在第二气缸盖的底部和一个与活动铁芯相连的凸肩之间进行作用，活动铁芯在中央配有一个盲孔，用于轴向滑动地安装一个第二杆，第二杆在其后端具有凸肩，用于一个齿对齿弹簧5在所述凸肩和活动铁芯之间进行作用。齿对齿弹簧的刚度比回位弹簧18的刚度大，比与活动触点3相连的弹簧的刚度小。

第二杆的前端具有一个轴，用于铰接安装齿轮式起动机啮合器102的一个操纵手柄13的上端。操纵手柄13在与称为基础板的支承板28相连的一个凸起的一个中间转动点11处进行安装。中间转动点11具有一个可以在齿轮1仍然啮合在起动齿圈C中的情况下切断起动机电源的称为断路间隙JC的轴向间隙。对于没有基础板的起动机来说，中间转动点11可以布置在例如起动机的支承件4上。操纵手柄的下端具有两个臂，这两个臂安装在传动装置12的一个环形槽上，这样，操纵手柄呈叉形。

准确地说，传动装置的槽由一个轴向环形底部和两个与轴100垂直的横向环形侧壁加以限定。

两个侧壁之间的间隔取决于称为指杆的叉臂的厚度，使叉臂至少进入槽上的安装间隙中，以便当开关供电时使传动装置进行轴向移动。

如图1所示，开关2、电动机M和起动机啮合器处于其停止位置。在该位置，绕组2a和电动机M未供电；所述起动开关为开路。齿轮1与热机的起动齿圈C在轴向上保持一定距离，活动触点3与呈触点形状的接线柱保持一定距离，而铁芯2b与活动触点的杆在轴向上保持一定距离。

当用起动开关钥匙闭合开关时，绕组2a供电，磁场产生，因此，活动铁芯2b沿固定铁芯2d和活动接触点的方向进行轴向移动，并通过操纵叉使起动机啮合器和齿轮1沿齿圈C的方向移动。齿轮1可以进入齿圈C的齿之间，从而与齿圈C处于啮合位置。齿轮1的运动由齿轮1与一个与轴100相连的操纵用挡块6相配合加以限定。活动铁芯继续移动，由于活动铁芯2b在后面配有一个垫圈而支承在活动接触点的杆上。断路弹簧进行压缩，直至通过其接触片与接线柱相接触而闭合活动触点。

这样，电动机M的电路闭合，通过传动装置和间置在传动装置和轴100之间的螺旋槽驱动所述轴100和齿轮1进行旋转。磁路在电路之后完全闭合，接触弹簧压缩之后，活动铁芯2b与固定铁芯2d相接触。当电动机转动时，自由轮就锁紧，热机不再起动。

有时候，齿轮支承在齿圈C上，而不与之啮合。在这种情况下，齿对齿弹簧5压缩直至活动触点闭合和电动机供电，从而驱动所述轴100旋转，齿轮1的齿进入齿圈C的齿中。当热机起动时，自由轮使齿轮相对于轴100转动，使电动机M工作。

活动铁芯2b和齿对齿弹簧5使开关的径向尺寸增大，这一定是较大的。

起动机啮合器102的齿轮1的这种进入方式具有以下一些缺陷：

—运动特性是起动机的固有特性，从起动开关钥匙转动时到电动机接通电源时，起动机啮合器移动数毫米。运动特性引起的这种移动的距离必须大于停止时起动机啮合器和齿圈C之间存在的距离，否则，电动机可能甚至在起动机啮合器的齿轮1进入热机的齿圈C中之前就接通电源，从而造成起动机啮合器对所述齿圈的铣削。所述运动特性取决于包括绕组2a的螺管线圈的功率、起动机啮合器102的质量、配置在系统中的各个不同弹簧的刚度、润滑脂的粘度、运动中的各个不同构件之间的摩擦程度以及温度。由于大量参数有影响，因此，运动特性难以达到最佳化。

—齿对齿弹簧5的刚度必须在齿轮1不再处于齿对齿位置时，足以推动起动机啮合器102的齿轮以足够的长度进入齿圈C中。但是，该刚度不能太高，因为它是螺管线圈2a的功率调整的一个部分。齿对齿弹簧5的刚度越大，螺管线圈产生的电磁场强度越大。螺管线圈2a产生的磁场强度愈大，螺管线圈的功率数值愈大。因此，螺管线圈的功率取决于起动机啮合器102的质量和齿对齿弹簧5的刚度。螺管线圈的功率越大，运动特性越小。实际上，螺管线圈的功率可以克服齿对齿弹簧的作用力以接通电源，而起动机啮合器因其惯性而几乎不进行移动。因此，螺管线圈的尺寸确定不容易，需要较长的研制时间。这样，就要使螺管线圈适合于它使之移动的起动机啮合器，这缺乏标准化。

—使起动机啮合器进行最小移动所需的功率是：螺管线圈2a的体积较大。一般来说，就对起动机的长度调整到最大的长度而言，螺管线圈的直径约为50毫米。

—在齿对齿位置上，电动机在起动机啮合器的齿轮1进入齿圈C中之前接通电源。如果热机的起动齿圈C的表面状态或齿轮1的表面状态不好，如果齿对齿弹簧的刚度很小，如果电动机具有很大的起步加速度，那么，对于无减速器的起动机来说，往往会发生这样的情况：有可能起动机啮合器没有充分进入齿圈C，齿轮1在齿圈C面前高速旋转，从而引起起动机啮合器的齿轮1对齿圈的铣削，造成无可挽回的磨损。

—起动机啮合器支承在齿圈C上，由活动铁芯2b使之移动的操纵叉13进行起动的时候，具有不可忽视的速度，撞击剧烈。这不仅产生噪音，并引起接触面的损坏。起动机中出现的这种损坏现象可能是前述引起铣削的原因。

文献FR-A-2174421提出一个双接触解决方案，使电动机进行预旋转。这种系统配置一个螺管线圈并包括一个绕组，一方面，绕组与起动开关钥匙控制的开关和位于螺管线圈固定铁芯上的一个固定触点进行电连接，另一方面，绕组通过活动触点的接触片与一个第二固定触点进行电连接，第二固定触点与第一触点完全相对地布置在固定铁芯上，固定铁芯直接与电动机进行电连接。在停止的正常位置上，接触片支承在前述两个触点上，因此，当开关由起动开关钥匙闭合时，电动机由于电流通过接触片和一个电阻流经两个触点而接通电源。电动机开始进行低速预旋转，而活动铁芯在绕组产生的磁场作用下进行运动。齿轮啮合在齿圈C内之后，活动铁芯进行移动的时候，与一个弹簧相接触，该弹簧是一个独立构件，与活动铁芯相隔一段经过计算的长度的距离，以便齿轮与齿圈啮合时在两个单独构件之间相接触。在弹簧作用下相连接的接触片进行运动，断开两个第一触点，切断电动机电源。活动铁芯移动结束时，接触片与其它两个触点相接触，可以闭合主电路，对电动机进行全负荷供电。该原理的缺陷在于以下两个方面。首先，当接触片移动时候，电动机的电源切断，然后，从绕组和由起动开关钥匙控制的开关流经两个第一触点的电流强度电平(约70A)用于进行电动机的预旋转。该电流强度数值在开关处是不允许的，实际上，最大允许数值是50A左右。

专利US-A-4418289提出类似于文献FR-A-2174421的双级开关解决方案。该解决方案是两个接触片与两组触点组进行接触。电路图相同，阻抗线圈在这种情况下是一个布置在螺管线圈之外的纯电阻。当开关的螺管线圈的起动开关钥匙使之断开时，两个接触片不同时返回。

专利US-A-5814896提出一个解决方案，其中，开关与起动机机体同轴并安装在设备的后部。双接触系统由布置在一个与活动铁芯相连的活动轴上的一个单接触片加以确保，活动铁芯由一根在电动机整个长度上延伸并与起动机啮合器相连接的电缆进行作用。第二触点由一个活动触点加以实施，与一个晾衣夹式弹簧相连接，弹簧的另一端与活动轴相连接。该触点与电池接线柱与接触片一样进行接触。该解决方案的缺陷在于按顺序断开两个主电路。

文献US-A-2342632提出一种起动机，其中，配有一个起动机啮合器齿轮的旋转锁紧件，用于使之通过传动装置旋紧在起动机啮合器齿轮的轴的螺旋齿上朝热机的起动齿圈前移。旋转锁紧件由一个调节杆加以实施，由一个与传动装置垂直的螺管线圈加以控制。这种实施方式在径向上占的体积大。

这些解决方案虽然令人满意，但是还不能再降低开关的电磁功率，以进一步缩小其外径。

发明内容

为了弥补这些缺陷，本发明提出一种具有热机和热机起动齿圈的汽车起动机，这种起动机包括一个起动机啮合器、一个电动机、若干互补螺旋槽、一个电磁开关和一个叉形件，起动机啮合器配有一个传动装置和一个齿轮，适于从停止的后退位置进入到与汽车热机起动齿圈啮合的前移位置，电动机配有一个轴，该轴适合于驱动一个与起动机啮合器相连的轴，互补螺旋槽局部间置在传动装置的内周边和轴的外周边之间，电磁开关在电动机的上面与其相平行地进行延伸并包括一个活动铁芯，叉形件在其上端铰接安装在活动铁芯上，位于电动机和开关的一个支承件上的一个中间点上，其中，传动装置具有一个由两个侧壁加以限定的叉形件下端的接纳槽，一些装置使电动机在第一阶段慢速旋转，然后全功率旋转，其特征在于，起动机啮合器由叉形件和传动装置之间的配合件进行旋转锁紧，用于使其从停止位置进入与起动齿圈相啮合的位置。

这样，借助于起动机啮合器的旋转锁紧和这些构件，借助于电动机的能量供给，还可以降低电磁开关的功率，并缩小其径向尺寸。

此外，可以在侧壁和槽之间挤出部分地方，从而不过分增大轴向尺寸。

另外，叉形件成为一个随动叉形件。根据本发明其它特征：

所述构件是形状配合的旋转锁紧件；

所述构件是摩擦式的；

当开关供电时，叉形件与侧壁配合，该侧壁称为叉形件的接纳槽的前侧壁；所述前侧壁配有圆周波纹；

叉形件的臂具有与前侧壁的波纹呈互补形状的波纹；

所述构件是啮合齿式构件；

叉形件接纳槽的前侧壁具有凹口和凸起，而叉形件具有与用于起动机啮合器旋转锁紧的凹口相配合的突起指杆；

叉形件接纳槽的前侧壁与一个轴向滑动安装在传动装置套筒上的叉形件套环相配合；

套环铰接安装在叉形件主体上，并由叉形件主体进行作用；

叉形件在其与传动装置的槽相配合的端部具有至少一个滑块，当起动机啮合器与汽车发动机的起动齿圈啮合时，所述滑块与位于传动装置周边上的一个凸缘相配合；

所述构件是可以分开的；

支承件具有一个整体呈尖拱形状的用板材制成的前部；

前部与一个固定和定中法兰相连接；

用板材制成的支承件通过材料的变形、例如冲压而获得，法兰与前部连在一起；

电动机和开关每个都包括一个与另一个气缸盖相连的气缸盖；

两个气缸盖属于同一构件；

一个或两个气缸盖在与支承件相对的一侧由一个形成电动机的后支座的公共构件关闭；

使电动机进行预旋转然后全功率旋转的构件包括两个由活动铁芯支承的接触片，预旋转时使用的第一接触片与两个触点连接，第一触点与阻抗线圈连接，第二触点与电池的正极接线柱连接，然后，全功率旋转时，第二接触片与两个触点连接，第三触点与阻抗线圈和电动机连接，第四触点与电池的正极接线柱连接；

一个接触片围绕第二固定触点进行摆动，用于与另一个轴向错开并与电池的正极接线柱连接的固定触点配合，以向电动机供电；

活动轴包括一个具有一个局部加厚部分的片，当活动轴在控制电路断开后返回时，驱动接触片；

电磁开关包括至少一个围绕活动轴进行旋转变化的接触片，以使电动机进行预旋转然后进行全功率旋转；

接触片包括两个进行电连接的接点，一个第一接点连续地与一个连接到电池电压上的触点相连接，一个第二接点与电动机进行预旋转时的一个触点相连接，第二接点在所述接触片旋转后与一个第三触点相接触，以供给起动机全功率，第二和第三触点通过预旋转阻抗线圈彼此进行连接，触点与电动机相连接；

起动机啮合器的齿轮通过一个锥形离合器式连接装置与传动装置相连接；

一个或两个气缸盖锁紧安装在支承件上；

通过吸引线圈向电动机供给足够的电流来实现预旋转，无需使用电阻元件，例如预旋转阻抗线圈。在这种情况下，叉形件用于起动机啮合器的旋转锁紧，并且较好地用于帮助起动机啮合器朝热机的起动齿圈移动。

附图说明

下面将参照附图描述本发明，附图如下：

图1是一个现有技术的起动机的轴向剖视图；

图2是本发明起动机的电源电路图；

图3类似于图1，示出本发明的第一实施例；

图4类似于图3，示出本发明的第二实施例；

图5是图3和4所示的起动机支承件的立体图；

图6是图3和4所示起动机配有的单个气缸盖的立体图；

图7a、7b是配有一个支承件和一个图6所示单个气缸盖的起动机的立体图；

图8和图9是局部剖视图，示出两个实施例中的支承件或后支座与单个气缸盖进行组装的情况；

图10是图6所示装置的后支座与单个气缸盖进行组装的第三实施例中与单个气缸盖进行组装的后支座的局部视图；

图11是图10所示实施方式的局部轴向剖视图；

图12是沿图10中线12-12的剖视图；

图13类似于图10，示出后支座与单个气缸盖的第四种组装方式；

图14是局部轴向剖视图，示出后支座与单个气缸盖的第五种组装方式；

图15和16类似于图13，示出单个气缸盖与后支座的第六和第七种组装方式；

图17是剖视图，示出单个气缸盖与后支座的第八种组装方式；

图18是图17的俯视图；

图19是轴向剖视图，示出后支座与单个气缸盖的第九种组装方式；

图20、21、23类似于图19，分别示出单个气缸盖与后支座的第十、第十一和第十二种组装方式；

图22和24是沿图23中箭头22和24的视图；

图25示出与开关相连的本发明起动机啮合器的一种实施方式；

图26和27是两个轴向剖视图，示出图25所示实施方式的其它两种实施方式；

图28是图26和27所示的起动机啮合器配有的弹性垫圈的正视图；

图29和30是立体图，分别示出本发明叉形件的一种实施方式；

图31和32是立体图，分别示出包括旋转锁紧件的传动装置的一种实施方式；

图33示出包括一个旋转锁紧装置的起动机，其传动装置与一个套环相连接；

图34是包括一个摆动片的一个继电器的局部剖视图；

图35和36分别是轴向剖视图和正视图，示出包括一个转动片的一个继电器；

图37是本发明一种实施方式中一个电磁开关的整体剖视图；

图38a至38c示出旋转锁紧件的实施例；

图39和40分别以轴向剖视图和示意图示出本发明的其它预旋转实施方式。

具体实施方式

附图中，相同构件采用同一标号标示，前后方向对应于图1、3和4中从左部到右部的方向。

图3和4中，如同图1那样，起动机配有一个支承件4，支承件4包括电磁开关的第一固定和定位构件，电动机M的第二固定和定位构件与开关相平行地在其下方延伸。支承件4也包括将起动机固定和定位在汽车热机曲轴箱上的第三固定和定位构件，以便起动机啮合器的齿轮1可靠地与热机的起动齿圈C相啮合；这里，所述齿圈属于一个以刚性或弹性的方式与热机或内燃机的曲轴进行旋转连接的飞轮。

支承件4是金属的，确保返回机体。支承件4是经济的，因为是通过材料的变形、例如冲压而获得。

除了电刷和片式整流子的安装之外，电动机M具有类似于图1所示的结构。

这里，电刷呈径向定位，由电动机的金属气缸盖25在内部加以支承，整流子呈轴向定位。这里配置四个电刷。两个电刷称为负电刷，通过气缸盖25和支承件4与机体连接。两个电刷称为正电刷，通过开关2与电池的正极接线柱连接。

图中以标号2 7示出一个电刷-保持架装置。

这里，电动机的轴101也构成起动机啮合器的轴100，因此具有工作限位器6。

后支座26用塑料制成，根据一个特征，也构成开关的后支座。开关2的气缸盖和电动机M的气缸盖彼此相连。两个气缸盖有利地属于同一个连续构件25，如图6所示。

开关和正电刷之间的连接电缆以后面所述的方式去掉，因此，起动机因具有较少的组件而成本较低。

如图1所示，叉形件13铰接安装在支承件4上的一个中间点11处。叉形件13在其上端直接铰接安装在开关2的活动铁芯2b上，在其下端进入齿轮式起动机啮合器102的传动装置12的一个槽中，如图1所示。

根据本发明，上述类型的起动机的特征在于，传动装置12配有用于其从其停止位置进入其与起动齿圈相啮合的位置时进行旋转锁紧的构件。

根据第一实施方式，如图3和4所示，旋转锁紧由一个有利地用刚性材料制成的叉形件13加以实施。因此，一个旋转锁紧装置布置在起动机啮合器和叉形件之间。

根据本发明，起动机啮合器由叉形件13和传动装置12之间的用于其从其停止位置(图3和4)进入其通过其齿轮与起动齿圈相啮合的位置的配合件进行旋转锁紧。

这些配合件在图3和4中是形状配合的旋转锁紧件，安装在位于叉形件13的底部的指杆部位和传动装置12的后面部位。准确地说，叉形件的臂被接纳在传动装置12的一个由与轴100的轴线呈横向的前后侧壁121、122加以限定的槽中。

在停止状态，叉形件13的指杆支承在接纳槽的平滑后侧壁122上。叉形件的臂具有波纹，以形成指杆22。就指杆22的接纳而言，前侧壁121具有圆周波纹21，如图3和38c所示。在其它实施方式中，前侧壁121可以具有其它的形状配合件，例如锯齿形配合件(图38a)、啮合齿形配合件(图38b)或波纹形配合件(图38c)；叉形件的臂具有与侧壁121的构件互补的构件。一般来说，叉形件与侧壁121配合，叉形件的臂具有与侧壁121的波纹呈互补形状的波纹。

在其它实施方式中，旋转锁紧件可以是一方面布置在传动装置上另一方面布置在叉形件上的平面摩擦件。

在其它实施方式中，如图31和32所示，圆周波纹21由凹口320和凸起321形成。凹口320与叉形件13的臂293的指杆22呈互补形状，如图31所示。突起的指杆22进入凹口320中。

图33示出起动机啮合器的旋转锁紧装置的其它实施方式。在该实施方式中，叉形件的内周边具有一个套环，叉形件13的指杆22确定在套环15上，套环15轴向滑动地安装在传动装置的套筒的管状部分上。套环15通过一个转动件291铰接安装在叉形件的杆状体292的内端上，转动件291例如包括一个枢轴，该枢轴由杆292加以支承，接纳在套环15的一个支座中。套环15由叉形件的杆状体292进行作用，在传动装置的套筒上进行轴向移动。在其它实施方式中，转动件具有一个间隙JC(未示出)，起上述断路间隙的作用。

在该实施方式中，叉形件13不包括臂，但具有一个杆292，杆292在其下端具有带有套环15的转动件291。

由一个套环15支承的旋转锁紧装置的这种实施方式的优越性在于，在起动机啮合器移动的整个过程中，套环15和传动装置之间具有最佳连接，采用叉形件围绕其轴转动的实施方式则不是这种情况，叉形件围绕其轴转动，易于使叉形件的爪脱离传动装置的凹口。

在其它实施方式中，可以配置一个棘轮装置。

一般来说，起动机啮合器的旋转锁紧借助于磁铁通过形状配合或其它方法进行摩擦而加以实施。

显然，它们之间配合的形状不限于前述的实施例。

因此，根据本发明，起动机啮合器的旋转锁紧由彼此刚性配合的构件进行。实际上，旋转锁紧装置(啮合齿、摩擦件、磁铁等等)、叉形件和活动轴的杆是用刚性材料制成的构件，在活动铁芯的引力施加的力的作用下不会发生材料变形。

本发明的一个优越性是，采用数量减少的组件进行旋转锁紧，这些组件在起动机领域基本上是公知的组件，尤其是叉形件、活动轴和传动装置的用于接纳叉形件的指杆的槽。

因此，可以简单而经济地进行旋转锁紧，获得一种尺寸减小的电磁开关，尤其是活动铁芯，因为使起动机啮合器朝前移动的作用力由电动机在其预旋转范围内提供。

叉形件施加在起动机啮合器上的作用力很小。活动铁芯得到简化。

为了使电动机M在进行全功率旋转之前进行预旋转，由电磁开关构成的继电器必须具有一个装置，一方面，使电动机在小功率下进行预旋转，然后使之全功率旋转，另一方面，当起动开关钥匙停止时，使电动机同时停止全功率旋转和预旋转。重要的是，尤其是在齿轮仍然啮合在起动齿圈中的情况下，可以同时停止这两种工作方式。在这种情况下，本发明装置可以通过断路间隙JC同时完全停止电动机的全功率旋转和预旋转。

在第一实施方式中，用于使电动机慢速旋转然后全功率旋转的构件包括安装在一个活动轴上的两个接触片，活动轴与活动铁芯和两对触点相连。

图2示出起动机的电路。起动机包括一个保持绕组37、一个吸引绕组36、一个引入和预旋转线圈39、两个用于分别与具有两个触点C1和C2的一个第一组触点以及与具有两个触点C3和C4的一个第二组触点进行接触的导电接触片P1和P2、电动机M和与电池的正极接线柱进行电连接的起动开关35。电动机M和保持绕组37与机体进行电连接，而触点C2和C4分别通过线路33、34与电池的正极接线柱进行电连接。吸引绕组36和保持绕组37围绕活动铁芯2b。预旋转线圈39有利地也围绕活动铁芯2b。预旋转线圈39有利地与第一组触点的触点C1和电动机M进行电连接，而触点C3与电动机进行电连接。

接触片P1和P2由图3所示的活动铁芯2b加以支承。在图3中，绕组2a包括图2所示的与呈电阻形状的线圈39串联的绕组37和36。

借助于这种布置，开关35闭合，电动机从由第一接触片P1和第一组触点C1和C2构成的第一开关闭合起就进行慢速旋转。

活动铁芯随后进行移动，第二接触片P2与第二组触点C3、C4接触，第二组触点之一与电动机进行电连接，另一个触点与电池的正极接线柱进行电连接，使电动机全功率旋转。

间隙J1和J2计算成第一接触片P1与触点C1、C2在断路间隙JC由活动铁芯补偿时进行接触，第二接触片P2与触点C3、C4在活动铁芯相对于固定齿轮(图3)处于基本为零铁间空隙时进行接触，从而确保齿轮正常进入起动齿圈中。

电动机M的控制电路断开时接触片的返回和由电磁开关构成的继电器的返回必须同时进行，以便即使电流强度小也不使电枢承受电压。为此，如图37所示，一个弹性夹用于第一接触片。该弹性夹通过活动轴40上的材料切削制在该轴上，一个片23具有一个局部加厚部分。当活动轴前移时，接触片P1与触点C1和C2接触。接触片P1锁定，而活动铁芯继续其朝后的轴向行程。片23的加厚部分抵达接触片P1。片23降低，使接触片P1通过，接触片P1越过局部加厚部分到达舌片的中央，然后升高。弹性夹处于工作位置。

回程时，即当活动轴朝前移动时，加厚部分支承在接触片P1上。由于使片23重新弯曲的轴向作用力大于接触片的接触弹簧20的作用力，因此，所述接触片随着活动轴朝前移动，从而断开C1和C2的电连接。然后，接触片支承在螺管线圈的固定铁芯2d上，活动铁芯的回位弹簧17、18施加的作用力大于提起棘轮爪的作用力，片降低，加厚部分从接触片的另一侧回到其停止的正常位置。所述弹性夹有利地可以在齿轮仍然啮合在内燃机的起动齿圈C中的情况下，尤其是预旋转的慢速时，断开电动机的电连接。借助于断路间隙JC，这是可以实现的，即使齿轮仍然啮合在起动齿圈C中，断路间隙JC也可以使活动轴朝前移动。

图3示出的一个起动机具有一个开关，开关配有两个例如前述的接触片P1和P2。在该实施方式中，活动铁芯2b在直径上是分级的，包括一个直径较大的突出到绕组2a之外的部分。该铁芯如同图37所示的铁芯那样，相对于图1所示的铁芯来说得到简化，由一个简单而经济的分级杆构成，径向尺寸缩小，由形成一个螺管线圈的绕组2a的支承件2c进行导向。

一个回位弹簧18在绕组的支承件和铁芯2b前部的一个凸肩之间进行作用。该弹簧取代图1所示的回位弹簧18。直径较大的第一部分进入绕组2a中，由一个直径较小的第二部分加以延伸，围绕该第二部分安装有接触片P1的一个接触弹簧20，接触弹簧20支承在活动铁芯的第一和第二部分之间的直径变化部位上以及第一导电接触片P1上，接触片P1轴向装配在一个嵌装的止动件54、例如一个卡环上，卡环安装在第二部分的后端，第二部分由一个第三部分加以延伸，第三部分的直径比第二部分小，围绕第三部分安装有一个接触弹簧21，接触弹簧21支承在止动件54和第二接触片P2上，接触片P2轴向装配在一个嵌装在活动铁芯后端的端部止动件38上。因此，导电接触片可以相对于铁芯2b进行相对移动。轴向装配在止动件54上的接触片P1，在轴向朝前装配的弹簧20的作用下，被朝后推动抵在活动铁芯的一个凸肩上。这样，当活动铁芯朝后移动时，在接触弹簧20的作用下，接触片P1朝后移动，直至支承在触点C1和C2上。固定铁芯2d上配有一个凹口60，以便第一接触片P1的接触弹簧20通过。

这样，当接触片P1与触点C1、C2接触时，铁芯2b进行轴向移动，压缩弹簧20。对于接触片P2来说，同样如此，在分级的活动铁芯朝后移动的作用下，接触弹簧21被压缩。与起动开关钥匙相连的开关35断开后，弹簧21、20和18施加持久的作用力。

螺钉131与电池的正极接线柱连接，并且与具有一个构成触点C2的垂直弯曲部分的电路进行电连接。同样，触点C1属于与电动机M的正电刷相连接的电路。

要注意的是，一个螺钉与螺钉131处于同一水平面上，螺钉131一方面与开关(起动开关钥匙)连接，另一方面与开关的绕组连接。

图37更为准确地示出一个完整的继电器，继电器装有一个电磁开关，电磁开关具有两个接触片。在该实施例中，两个接触片P1和P2固定在一个用塑料材料制成的活动轴40上，可以在其上面进行平移。活动轴40例如夹紧固定或粘接或焊接在活动铁芯2b上。该活动铁芯可以具有圆柱形截面或方形截面。如果是方形截面，则活动铁芯可以低成本地由板材叠置而成。弹簧20和21使接触片保持在轴上的凸肩上。接触片具有圆柱形中央孔口，其直径等于凸肩的直径，以便进行安装。然后，接触片通过孔口的变形加以固定，孔口沿一个轴缩小直径，形成长方形孔口。轴上的扁平件可以进行这种变形。

活动轴与活动铁芯相连，装置可以沿形成一个继电器的开关的纵向轴线平移。铁芯18的一个回位弹簧位于一个与活动铁芯2b相连的凸肩和一个与绕组2a的支承件相连的垫圈2’d之间的前部。这可以使活动铁芯回到其停止位置，并且在继电器的控制电路断开后使之保持在该位置上。叉形件位于活动铁芯的两个侧边之间。停止时，叉形件支承在侧边之一上，与第二侧边相距的一定距离称为断路间隙JC。

操纵杆弹簧17位于叉形件和垫圈2’d之间，一方面可以在控制电路断开后使叉形件返回其停止位置，另一方面使起动机啮合器保持在停止位置。弹簧17和18分离，因为弹簧17有较大的刚度，这是由于汽车急剧减速时，起动机啮合器对叉形件施加很大的推力。不可能使弹簧18上的刚度等于弹簧17的刚度，因为绕组起初未确定成阻止由弹簧17产生的对叉形件的轴向作用力。弹簧17、18可以如前所述提起接触片P1。

如图29所示，叉形件13这里是用刚性塑料材料制成，在其它实施例中是用金属制成，位于其旋转轴11之下，分成两个臂293，形如一个叉。叉形件的两端具有指杆22，指杆22具有特殊形状，这里呈圆柱形，可以插入到位于传动装置外表面上的互补形状21中。布置在传动装置上的这些形状类似于凹口，其目的是，当叉形件安装在传动装置上时，使起动机啮合器旋转锁紧。另一方面，如果起动机啮合器具有所需的力矩，传动装置可以跳过凹口，使叉形件后退。

在图37中，如前所述，具有一个加厚部分的片23制在活动轴上，以便与接触片P1起弹簧夹的作用，当控制电路断开时，可以使两个接触片P1和P2同时返回。

首先通过接触片P1与触点C1和C2的接触，另一方面通过接触片P2与触点C3和C4的接触，实施双接触。弹簧20和21分别用作接触片的压缩弹簧，以确保良好接触。

触点C4与电池的接线柱连接，并通过一个线状电连接件29与触点C2连接。触点C1通过一个电连接件30与预旋转阻抗线圈进行电连接。触点C1通过一个电连接件32与触点C3进行电连接。此外，触点C3通过一个连接件49与电动机进行连接。

触点C1和C2与一个电阻接近150兆欧的预旋转阻抗线圈进行电连接，以限制50至80A的电流通过，确保电动机进行充分的预旋转。

预旋转阻抗线圈布置在其它两个通常在所有开关中遇到的线圈即吸引线圈36和保持线圈37之上。

在图34所示的第二实施方式中，使用唯一一个接触片P0和唯一一对触点C5和C6，触点C5和C6沿继电器的轴线彼此轴向错开。触点C5确保电动机M的预旋转，触点C6向该电动机供给全功率。触点C6与电池连接。在一个实施例中，预旋转阻抗线圈39通过一个例如线状的电连接件48与触点C6连接。触点C5有利地通过一个电连接件49直接与电动机连接。这种实施方式的优越性是，不使用外接线柱和一根外连接线。这可以避免外接线柱处的密封问题，也有助于减小起动机的外形尺寸，降低其成本，减轻其重量。

接触片在第一阶段与活动铁芯垂直，进行移动与一个同电阻连接的触点接触，直至与通过起动开关与电池的正极接线柱连接的触点接触。

阻抗线圈39这里也用作吸引线圈，通过一个电连接件31与接触片P0进行电连接，电连接件31例如焊接在接触片P0上。电连接件31可以是一根直接来自线圈39的导线。在其它实施例中，电连接件31可以是一个紧贴在接触片P0的圆周上的弹簧。

当螺管线圈的线圈39加电压时，活动铁芯2b被吸引，活动轴40进行移动。接触片P0与触点C5接触，从而在小电流强度下闭合电枢的电路，实现电动机的预旋转。

活动铁芯2b继续其行程，活动轴40通过接触片的接触弹簧16支承在接触片P0上，接触片P0围绕触点C5转动。当活动铁芯2b基本抵达行程终点时，接触片P0与触点C6接触，闭合主电路，使预旋转电路短路。

与前述解决方案中使用的弹簧夹系统相同的借助于一个片(未示出)的弹簧夹系统可以在活动铁芯返回其停止位置时同时断开两个主电路。

图4示出的一个起动机包括一个开关，开关配有一个如前所述进行转动的接触片P0。在该实施方式中，预旋转电阻这里呈一个阻抗线圈39的形状，嵌装在活动铁芯2b的吸引绕组2a的旁边。

在该实施方式中，阻抗线圈39围绕活动铁芯的直径大的第一部分，而保持和吸引绕组2a围绕活动铁芯的直径较小的第二部分。在其它实施方式中，可以实施相反的结构。

活动铁芯2b的第二部分较长，没有弹簧，而其第二部分较短，由一个回位弹簧18加以围绕。

第三部分由一个对接触片P0进行作用的弹簧16加以围绕，接触片P0这里只有一个，一个第三弹簧24(见图34)在接触片的外周边和绕组2a的固定铁芯2d之间进行作用。

在图35和36所示的第三实施方式中，一个接触片P3安装在一个活动轴40上，活动轴40与活动铁芯相连，在其外周边具有螺旋槽50，螺旋槽50与接触片P3的内周边上的互补螺旋槽相配合。轴40径向突出地具有一个用于接触片P3的止动件53。

停止时，接触片P3由一个与活动轴40相连的弹性垫圈52保持紧贴在螺管线圈2a主体的个凸肩上。接触片P3具有图36所示的特定形状。接触片P3具有两个圆形区段，其中一个在圆周上延伸的较大的区段用于与触点C7配合，另一个与在轴向上具有相同高度的触点C8或C9配合。触点C7和C9完全相对地加以布置。

当活动铁芯前移时，由活动轴驱动并由止动件53保持的接触片朝后平移。接触片支承在第一触点C7和触点C8上，触点C7与汽车电池连接，触点C8通过预旋转阻抗线圈39与触点C9进行电连接，从而闭合第一电源触点，因为触点C9直接与电动机连接。

活动铁芯继续前移，接触片P3因为被轴向锁定，所以借助于前述槽进行自身转动，与触点C7和C9接触，通过预旋转线圈39与触点C8保持接触，以便不中断电流。在该位置上，阻抗线圈39被短路，这样可以直接向起动机的电动机M供给全功率。

接触压缩作用力由活动铁芯的轴向推动作用力产生，由槽加以反射。

活动铁芯回程时，活动轴带着接触片，接触片离开触点C7和C9，从而断开主电路，而不闭合C7和C8之间的第一电路。因此，电动机M被完全切断电源。

然后，接触片支承在螺管线圈主体的凸肩51上。接触片P3由于平移锁紧，因此在弹性垫圈52的压力下进行转动，弹性垫圈52通过旋紧在螺旋齿50上使接触片P3返回其初始位置。

为便于接触片P3转动，为避免接触片P3卡在活动轴的槽中，由于接触片和齿较薄，可以配置一个塑料套筒布置在活动轴的槽上，塑料套筒本身具有槽。

图29和30示出本发明叉形件13的一个最佳实施方式。该叉形件包括一个例如由起动机的支承件4加以支承的旋转轴11。在电磁开关的作用下，叉形件13围绕轴11进行旋转摆动。叉形件13包括一个杆状体292，杆状体292在旋转轴11和两个臂293之间实施刚性连接。这两个臂有利地呈圆形。这两个臂每个都配有一个朝前定位的呈指杆状的爪22。爪22朝前有利地呈圆形295，以适于与图31和32所示的凹口320相配合。爪或指杆22呈圆柱形接点的形状。臂293的下部有利地配有滑块290。这些滑块如同爪22呈朝前的一个凸起的形状，就是说，朝向起动机啮合器。滑块最前面的前末端部分296可以是平面的，如图29至31所示。在其它实施方式中，滑块的该末端部分可以呈鼓形。在其它实施例中，叉形件可以仅仅具有唯一一个滑块290。叉形件13在其上端包括两个凸耳297，凸耳297垂直于叉形件的主轴，由两个臂298加以支承，臂298用于与活动轴40进行铰接安装，活动轴40与开关的活动铁芯相连。两个凸耳297用于支承叉形件13的回位弹簧17。

图30示出叉形件13，叉形件13与活动轴40相连，活动轴40与活动铁芯2b相连，活动铁芯2b这里整体具有矩形截面。活动轴40-活动铁芯装置在其前端呈H形，垂直于活动轴40-活动铁芯装置的轴线，限定一个凹口300，该凹口用于接纳铰接安装的叉形件的两个臂298。凹口300的轴向长度大于叉形件两个臂298的厚度，以保持间隙JC，万一齿轮卡在起动齿圈中，间隙JC起断路间隙的作用。活动轴40-活动铁芯装置前端的H形臂凸起地进行延伸，确定一个具有后端面301的后凸肩301。

在一个实施方式中，凹口300的后凸肩的后端面301构成活动铁芯的回位弹簧18的前止动件，叉形件13的凸耳297的后端面302构成叉形件的回位弹簧17的前止动件。

在前述附图中，如图1所示，起动机啮合器包括一个传动装置，传动装置通过一个自由轮式连接装置与齿轮1连接。

有利的是，使用一种锥形离合器式连接装置以减轻起动机啮合器的重量，例如如2001年6月29日申请的FR0108607中所述。这种连接装置比自由轮式连接装置经济和轻便，后面在图25至28中将予以述及。

该装置可以减轻起动机啮合器的重量，减少其构件数量，缩小其轴向尺寸。

在所有这些情况下，叉形件13成为一个基本上是随动的叉形件。

由于起动机啮合器的径向尺寸减小，两个气缸盖有利地彼此相连成一个单个构件25(见图5)。

支承件4结构可以简化。

在其它实施例中(见图25至28)，借助于本发明，就可以如前所述使用一种轻便的、体积小的和构件数量少的起动机啮合器。

附图中，起动机啮合器配有一个锥形离合器式连接装置7(图25)，用于将齿轮1连接到传动装置12上。锥形离合器式连接装置7包括一个称为第一面的第一截锥形摩擦面8和一个称为第二面的第二截锥形摩擦面8’(图26和27)，第一面8与齿轮1相连，第二面8’与第一面8呈互补形状并与传动装置12相连。一方面，连接装置包括一个呈中空形状的连接件，连接件的底部由一个在轴向上朝向齿轮1-传动装置12构件之一的环形裙部加以延伸，另一方面，连接装置包括轴向作用弹性件10，弹性件10支承在一个与连接件相连的第一止动件上，对一个与齿轮1-传动装置12构件之一相连的第二止动件4’进行作用。弹性件10由连接件的裙部1b(图26)或12b(图27)加以支承。所述裙部一方面在内部具有第一和第二面8、8’之一，另一方面通过连接件的底部与齿轮1-起动机啮合器12构件之一相连，其与裙部在内部具有的准确地说是裙部内周边具有的摩擦面8、8’相连接。

这里，第一面8与第二面8’的接触直径大于齿轮的齿顶圆直径。

附图中，裙部1b、12b具有的第一或第二面8、8’在轴向上比另一个第二或第一面8’、8长。

弹性件10由裙部1b、12b的自由端加以支承，相对于所述另一个第二或第一面8’、8轴向凸起地进行延伸。

所述另一个8’、8的直径较大的轴向端部由一个横向凸肩加以限定，横向凸肩具有第二止动件4’，用于使轴向作用弹性件10轴向压缩地安装在第二止动件4’和连接件裙部自由端具有的一个第一止动件之间。

横向凸肩在其内周边由一个环形支承面4”加以延伸，环形支承面4”整体呈轴向，与所述凸肩一起限定一个材料切削部分，材料切削部分用于至少局部地接纳轴向作用弹性件10。

轴向作用弹性件这里呈弹簧锁圈形状，接纳在裙部自由端内周边的一个槽中。

在其它实施例中，所述弹性件具有爪，用于与连接件的裙部自由端的内周边进行弹性接合，如前述文献FR0108607中所述。

图28中，轴向作用弹性件10包括进行轴向变形并沿圆周延伸的舌片10b。

舌片10b轴向弯曲，包括一个垫圈10a。图28中，轴向作用弹性件10包括一个围绕弹性舌片10b的垫圈10a。这些弹性舌片借助于基部区域10d与垫圈10a的内周边连接。舌片10b由呈环状扇形的臂构成，在基部区域10d两侧凸出地沿圆周延伸。垫圈10a具有一个径向开口10g，对称地确定两个基部区域10d之一；配置有四个臂10b，因为每个基部区域10d两个臂。

在其它实施例中，第一止动件由一个弹簧锁圈或一个卡环形成，安装在裙部自由端内周边的一个槽中。弹性件10可以由至少一个别氏弹性垫圈或者至少一个波形弹簧垫圈甚至一个截锥形螺旋弹簧构成，支承在弹簧锁圈或卡环上，对传动装置(图26)或者对齿轮(图27)进行作用，有控制地锁紧摩擦面8、8’。

在其它实施例中，第一止动件固定嵌装在裙部的自由端上。

在所有这些情况下，轴向作用弹性件包括一个弹性垫圈。

附图中，裙部的自由端由一个管状延伸段构成。

图26中，连接件的裙部呈截锥形。

对于粉末排除和摩擦面8、8’的脱落来说，较好的是，第一和第二摩擦面8、8’之一与槽的另一面接触，第一和第二摩擦面8、8’中至少之一在其它实施例中由一个摩擦片构成。

图26中，齿轮1与连接件是一个整体呈钟形的整体，连接件固定在齿轮上。

图27中，结构变换成连接件与起动机啮合器12相连，因此，起动机啮合器在其外周边具有一个呈圆柱形的外裙部12b。

因此，在一个实施例中，传动装置例如由塑料模制而成。在这种情况下，波纹21很容易从前侧边121模制而成。图25示出齿轮1与工作止动件6接触时作用力的分解。

准确地说，止动件之间弹性件的初始压力在传动装置和齿轮之间产生摩擦力矩，由于结构的缘故，该力矩始终大于起动机啮合器在轴100上旋紧和前移所需的力矩。

这种情况在汽车发动机驱动初期通过起动齿圈自激起动机啮合器在其停止位置及其前移到工作止动件6上的前移位置之间的运动。当齿轮抵达止动件6时，摩擦面8、8’彼此压紧而自行制动。

齿轮和传动装置之间的这种自行制动尤其取决于截锥形摩擦面的角度和直径。

如图25所示，在起动机的电动机驱动内燃机期间，由起动机在支承传动装置12的输出轴100处产生的并由布置在传动装置12和输出轴100之间的螺旋槽装置9转换的力矩Cd产生轴向力Fa。

轴向力Fa在截锥形摩擦面处分解，形成正常的接触力Fc，接触力Fc在截锥形面8、8’产生切向力Ft，视截锥形面8、8’之间的摩擦系数而定。切向力Ft乘以两个截锥形摩擦面的平均接触半径的数值确定由锥形离合器7传递的力矩Ce。

尽管齿轮正常传动而不滑动，但是关系式Ce＞Cd始终为真。

这取决于应用情况，因为Cd和Fa之间的比例系数取决于槽9的倾角、这些槽的平均半径以及输出轴100和传动装置之间的滑动系数。

Fa和Fc之间的比例系数取决于两个截锥形摩擦面之间的锥角。

Ft的值与Fc以及离合器7的截锥形摩擦面的两种材料之间的摩擦系数fc有联系。

为避免卡住，要确保切向关系(a)＞f’c，其中，a是截锥形摩擦面之间的接触锥顶半角的值，f’c是附着系数。

所有这些数值是根据本身公知的力学公式计算的，视应用情况而定。

这些公式涉及轴和传动装置的槽之间的摩擦系数、槽的平均半径、摩擦面8、8’的锥角及其摩擦系数。这影响到传动装置、裙部和齿轮的材料的选择。

当汽车发动机起动时，齿轮1比输出轴100转得快，使起动机啮合器在轴100上解锁。如前所述传递的轴向作用力消失，不再存在由于弹性件10而造成的传递到起动机的电动机的较小剩余力矩。在该短暂的疾转阶段，离合器成为一个自由轮装置，摩擦面8、8’之间进行相对运动。因此，两个面8、8’之间的平均接触直径也是疾转时的摩擦直径。

图31和32示出一个配有本发明旋转锁紧件的锥形离合器式起动机啮合器。

在所有情况下，起动机啮合器具有一个传动装置，传动装置配有一个叉形件的接纳槽。附图中，传动装置12具有一个呈横向的前凸缘，凸缘有利地为环形，中央开有孔口，以便与起动机啮合器相连的起动轴100通过。该凸缘由一个呈套筒形的管状部分朝后延伸，管状部分围绕轴100，在其内周边局部地具有螺旋槽，如图25所示，这些螺旋槽用于与轴100的外周边上局部具有的互补螺旋槽进行配合。管状部分例如轴向连成一体地具有一个垫圈，图3和4中未示出，垫圈的前端面构成叉形件13下端的接纳槽的侧壁122。该环形槽的另一个侧壁121由传动装置前凸缘的后端面构成。在其它实施例中，侧壁122及其相连的垫圈与传动装置模制在一起(图27)。槽的底部呈轴向，为环形。该底部属于管状部分，管状部分上跨接安装有叉形件的臂或者滑动安装有叉形件的套环15。

图27中，前凸缘在其外周边通过裙部12b朝前延伸。图26中，凸缘呈一整体并通过支承面4”朝前延伸。在涉及自由轮的其它实施例中，凸缘在其外周边通过一个圆柱形裙部朝前延伸，圆柱形裙部在内部构成自由轮滚轮的一个通道。

图2、3和37示出的包括一个配有两个接触片P1和P2的开关的起动机通过以下方式进行工作。

起动开关钥匙构成图2示出的开关35以及由吸引绕组36和保持绕组37组成的与电动机M串联安装的绕组2a，对其进行作用时，起动开关钥匙供电，产生弱磁场，足以克服回位弹簧18施加的作用力。因此，活动铁芯2b沿固定铁芯2d的方向移动，首先压缩铁芯的回位弹簧18和叉形件13的回位弹簧17。

活动铁芯补偿断路间隙JC，压缩回位弹簧18。在补偿断路间隙JC期间，叉形件13不动，因为由叉形件的回位弹簧17保持原位，叉形件的回位弹簧17的刚度大于铁芯的回位弹簧18的刚度。铰接安装在铁芯2b的凸起前端的叉形件13，进行移动并围绕其例如由支承件4加以支承的铰接点11摆动。

活动铁芯朝后移动时，使第一接触片P1移动到第一组触点C1、C2上，对继电器的吸引和预旋转线圈39加电压，产生活动铁芯的辅助吸引作用力。

吸引和预旋转线圈39具有一个电阻，限制电流最好以40至80安的数值进入电动机。该预旋转辅助线圈39例如围绕开关中的其它两个吸引线圈36和保持线圈37加以安装。因此，构件配置成在闭合起动开关发出起动指令后，使电动机先慢速旋转然后再全功率旋转。

当预旋转期间电枢转动时，活动铁芯吸引叉形件13，叉形件13围绕其轴转动，以便与配有凹口的传动装置的外表面接触。

在电枢轴100旋转的作用下，由插入到传动装置的凹口320中的叉形件的爪或指杆22进行旋转锁紧的起动机啮合器102进行平移运动。这种平移由起蜗杆作用的电枢轴100具有的螺旋槽加以操纵。图25中以标号9示出的螺旋槽的角度最好为18°至25°。显然，可以增大该角度，以具有约45°的倾斜度。

借助于起动机啮合器的旋转锁紧和这些构件，借助于电动机的能量供给，可以减小开关的电磁功率和径向尺寸。

与普通开关相比较，起动机啮合器的尺寸和重量对开关的尺寸确定影响较小，因此，选择起动机啮合器没有多少制约条件，可以比较轻，也可以比较重。

始终由活动铁芯吸引的叉形件随着起动机啮合器前移，从而与传动装置接触，始终使之旋转锁紧。叉形件是随动的，不协助起动机啮合器朝前移动。

在其它实施例中，叉形件除了其旋转锁紧起动机啮合器的作用外，还可以通过在其指杆处由于活动铁芯朝后移动而引起的作用力使起动机啮合器朝前移动。

此时，齿轮抵达热机的齿圈C处。

齿轮通过其齿可以直接进入齿圈C，确切地说进入齿圈C的齿中，以便与齿圈C相啮合，而起动机啮合器继续前移直至活动铁芯支承在固定铁芯上。

齿轮也可以与齿圈处于齿对齿的位置。在这种情况下，齿轮被平移锁紧和旋转锁紧。在该位置，电枢提供与弱强度电流成正比的力矩，因为起动机总是处于预旋转状态。因此，电动机通过电枢轴100具有的槽对齿轮和起动机啮合器施加一个转矩。平移锁紧的传动装置进行转动，朝后推动叉形件13，不再适于旋转锁紧传动装置。叉形件可以朝后推，因为开关的绕组2a具有的作用力小于凹口对叉形件施加的作用力。当齿轮转动找到电动机齿圈上的开口的时候，就在活动铁芯通过螺管线圈2a的吸引而产生的叉形件的轴向作用力的推动下进入齿圈。

进入第一主电路的电流强度的数值确定成齿轮旋转地进入齿/齿阶段，就是说，电枢具有使齿轮越过凹口并朝后推动叉形件的力矩。该电流强度的数值视螺旋槽的角度、凹口的形状和螺管线圈2a的尺寸确定而定。

因此，如果在与齿圈C啮合前齿轮支承在齿圈C上，则齿轮对凹口、例如爪22施加力矩，越过凹口，使叉形件13后退。此时，齿轮可以转动，进入齿圈。运动低速进行，因为电动机慢速旋转。由于齿轮以轴向低速与齿圈接触时产生的冲击小，因此，磨损得以减小。

起动机啮合器和叉形件之间的配合件在所示的附图中形成旋转锁紧件，因此是可以分开的；起动机啮合器在上述运动期间进行平移运动和旋转锁紧，而起动轴100进行旋转运动和平移锁紧，从而使起动机啮合器通过前述螺旋槽进行轴向前移。

因此，开关2成为一个尺寸减小的构件，其技术规格不受起动机啮合器尺寸确定的影响。

一旦齿轮1在电枢转动作用下成功进入齿圈C中，就在电枢转动作用下继续其朝前的行程。

在继电器处，活动铁芯支承在固定铁芯上，一方面通过第二接触片闭合C3和C4之间的电源接触，另一方面使叉形件脱离起动机啮合器的凹口。齿轮可以在行程结束时抵达轴的止动件上，松开叉形件。因此，当齿轮支承在起动齿圈上时，旋转锁紧脱开。

由于触点C3和C4由第二接触片闭合，因此，电动机的电枢在全功率下供电。从这时起可以驱动齿圈C，确保热机的起动。

当热机在起动阶段减压时，齿圈C相对于起动机啮合器齿轮成为主动。该阶段称为自由轮阶段，在该阶段，齿轮会重新旋紧在螺旋齿上，使之回程。

配置在叉形件底部的两个滑块290的作用是，当处于齿轮会如前所述进行重新旋紧的自由轮阶段时，避免起动机啮合器回程很大。如果不配置这些滑块290，所述回程会使传动装置的凹口与叉形件的指杆接触，造成磨损和噪音。这些滑块支承在位于传动装置周边的一个凸缘310上(图31)。

支承这些指杆和滑块的叉形件的臂的形状是这样的：只有当叉形件处于最大转动或旋转位置时，滑块才能与传动装置接触。

开关由起动开关钥匙断开后，绕组2a切断电源，消除活动铁芯2b上的吸引力。叉形件的回位弹簧17在分别支承在叉形件和活动铁芯2b上的弹簧18、20和21的协助下使活动铁芯脱离而恢复其停止位置。与铁芯相连的活动轴40带着接触片P2。片23的加厚部分支承在接触片P1的一个端面上。该加厚部分的倾斜角度(约40°)确定成片下降所需的作用力大于断开接触片P1和触点C1、C2之间的接触的阻力。因此，接触片P1随活动轴移动，两个主电路同时断开。接触片P1到达固定铁芯处时停止移动，而活动轴回程。片此时下降，这种下降所需的作用力通过弹簧18和21获得。加厚部分从接触片的另一侧通过，片相对于接触片P1恢复其初始位置。

因此，起动机啮合器的旋转锁紧和齿对齿位置的控制都是由卡槽系统进行的，卡槽系统一方面布置在传动装置的后表面上，另一方面布置在叉形件底部的前端上。在自由轮处于电枢轴的槽上的阶段，由于叉形件以及重新旋紧，起动机啮合器进入停止位置。由于回位弹簧17位于继电器和叉形件之间，因此停止位置得以保持，如同传统装置那样。

继电器不再在尺寸上确定成增加推力。继电器的尺寸确定很少取决于起动机啮合器的机体。继电器在尺寸上确定成在初始位置克服回位弹簧17对活动铁芯施加的作用力。因此，在其它实施例中，螺管线圈2a具有克服起动机啮合器的回位弹簧18和接触片的弹簧20和21的作用力所需的功率。这种小尺寸的直接优越性是节省铜材料、磁性材料、外形尺寸、成本和研制时间。

也要注意的是，使电枢转动可以补偿所有工作间隙，当齿轮第一次将其力矩传递到齿圈时(抵靠阶段)，不存在对传统起动机那样的撞击，这对起动机的机械结构影响较小。

因此，根据本发明，由包括吸引线圈、保持线圈和预旋转线圈的电磁开关构成的继电器不再在尺寸上确定成在齿轮与热机的齿圈C啮合结束时增加传动装置朝前的推力。继电器的尺寸确定很少取决于起动机啮合器的机体。继电器在尺寸上只是确定成当螺管线圈加电压时克服回位弹簧对活动铁芯施加的作用力。继电器也在尺寸上确定成当齿轮由于叉形件朝后移动而处于齿对齿位置时允许起动机啮合器旋转，由于活动铁芯朝前略微移动，因此，叉形件脱离啮合齿。

本发明这种小尺寸开关的直接优越性是节省铜材料、磁性材料、外形尺寸、成本和研制时间。本发明另一个优越性是，起动机不包括用于实施本发明开关和传动装置的辅助构件。

但是，如果起动机啮合器通过电枢的预旋转而进入，那么，在预旋转电流强度超过控制系统(起动开关钥匙)给定的极限的情况下，一个是通过小功率(电流限于80安)，另一个是通过全功率，则需要在继电器中配置一个双触点转换系统。

根据其它实施方式，起动机可以不配置齿对齿弹簧和预旋转装置。因此，从起动开关钥匙激励时起，所有功率给予电枢。一个单触点继电器足够。在该不配置齿对齿弹簧的其它实施方式中，起动电枢加速度大，使起动机啮合器惯性前移，旋紧在电枢轴的螺旋槽上，无需通过一个叉形件进行旋转锁紧。由于齿轮在其通过旋紧在电枢轴上而朝前移动时始终进行旋转，因此，不再存在齿对齿的问题。在该实施方式中，可以看到惯性起动机的起动原理。

图39和40示出本发明预旋转的其它实施方式。

在该实施方式中，如图40所示，当开关35闭合时，电流通过保持线圈37和吸引线圈36。所述电流尤其是通入吸引线圈36的电流必须足以使电动机M进行预旋转运动，也就是说，必须足以使电动机M克服起动机起动时产生的摩擦力。这些摩擦力例如产生在与起动机啮合器相配合的槽处，产生在支承在传动装置槽的叉形件处，尤其取决于叉形件的爪和传动装置槽的内表面之间如前所述用于旋转锁紧的配合件的形状。

从接触片P0与触点C1和C2接触时起，电动机进行全功率旋转，保持线圈处于激励状态，而吸引线圈36短路。

图39示出的开关允许有效的预旋转，只使用一个吸引线圈36和保持线圈37，而不使用辅助电阻元件、例如前述的一个吸引和预旋转线圈39。这种开关的优越性是，仅仅使用两个弹簧、即一个铁芯回位弹簧18和一个接触弹簧20确保接触片P0和触点C1和C2之间的良好接触。

在这种开关中，不再需要配置一个抵在齿圈上的齿对齿弹簧，因为这种结构现在配有叉形件和预旋转配合件。在这种情况下，如前所述，齿轮进行平移锁紧和旋转锁紧。在该位置上，电枢提供与弱强度电流成比例的力矩，因为起动机始终处于预旋转阶段。因此，电动机通过电枢轴100上的槽对齿轮和起动机啮合器施加转矩。平移锁紧的传动装置进行转动，朝后推动叉形件13，不再适于旋转锁紧传动装置。叉形件可以朝后推，因为开关的绕组2a具有的作用力小于凹口对叉形件13施加的作用力。当齿轮转动找到电动机齿圈上的开口的时候，就在活动铁芯通过螺管线圈2a的吸引而产生的叉形件的轴向作用力的推动下进入齿圈。

同样，在这种开关中，不再需要使用一个断路弹簧，因为活动铁芯2b具有一个平移连接的活动轴40(连接轴)，因而是回位弹簧18代替断路弹簧。

叉形件13与图3、4、29和30所示的叉形件相同，可以旋转锁紧与图3、4、31、32和33所示的起动机啮合器相类似的起动机啮合器。

预旋转时，除了使起动机啮合器旋转锁紧的作用外，叉形件有利地也借助于活动铁芯2b在由进入螺管线圈2a的电流产生的磁场的作用下朝后施加的作用力协助起动机啮合器朝前移动。因此，有助于起动机啮合器移动，并减小在槽处卡住的危险。

图1所示的电动机的接线柱由一个内连接件代替。

这是可以的，因为后支座26用塑料制成，电路可以通过用复制模模制的方法获得。

后支座具有一个用于接纳轴101后端的套筒。该套筒在内部具有一个轴承，轴101的后端旋转地安装在该轴承中。电阻39例如用铝卷绕而成，与触点C1和C2连接。

图3中，电阻围绕绕组36和37加以卷绕。

因此，两个气缸盖可以属于同一个构件或者彼此相连。支承件4可以通过材料变形、例如用板材冲制而成。支承件4具有一个固定和定位法兰，而不是图1所示的较深的固定区域。电动机的后支座有利地构成开关固定板。因此，在一个实施例中，后支座配有一个或多个电路，例如用复制模模制而成。所述电路与至少一个固定到电动机上的触点连接，以便可以去掉图1所示的电缆。

后支座26通过连接件29嵌装在气缸盖25上，在与支承件4相对的一侧使之封闭。例如，气缸盖25具有孔和可变形弹性舌片的支座26，每个舌片配有一个具有坡度的凸耳。

当支座26的舌片插入到气缸盖中时，这些舌片借助于凸耳的坡度朝下收起。当凸耳抵达孔的端面时，舌片展开，凸耳进入孔中。配有凸耳和孔。

气缸盖25呈图6所示的形状，具有两个分别接纳电动机M和开关2的腔室。

这里，气缸盖25由一个封闭的、例如整体呈椭圆形的金属带形成，借助于与活动铁芯接触的限定腔室的颊板使之变形。

金属带起初可以是开口的，采用文献US-A-4309815所述的搭接方法加以封闭或者进行焊接。气缸盖用磁性材料、例如板状磁性材料制成。

在其它实施例中，两个气缸盖例如通过焊接彼此进行固定。

支承件4用板材制成，通过材料变形而获得，无需重复操作，只进行表面抗腐蚀处理。

例如，可以采用预加保护层的板材。支承件4(图5)通过冲压制成，包括一个呈尖拱形的前部43，前部43配有一个套筒42，套筒42内部具有一个用于支承起动机啮合器前端的轴承。尖拱前部43具有一个孔口44，用于起动齿圈通过。

尖拱前部在后部与一个固定法兰45连接，固定法兰45呈横向，就是说，垂直于轴100-101的旋转轴线X-X。

呈简单形状的凸缘取代图1所示的比较复杂的固定区域。

法兰45和尖拱前部43之间配置加强肋47。

中空件41实施成将支承件固定和定位在汽车热机的曲轴箱上，从而构成前述第三固定和定位构件。

一个球形件46用于开关2的活动铁芯2b的前端形成分离，开关2的弹簧数量相对于图1所示的开关予以减少。固定铁芯2d结构也予以简化，因为它是一个简易板，没有如图1所示的截锥形部分。它同样用于活动铁芯2b。

一个支承垫圈用于支承回位弹簧18。

支承件4的第一固定和定位构件用于固定气缸盖25。

其它实施例中，尖拱部分43由冲压板制成，凸缘43是铝制的。

气缸盖25可以冲压成中空嵌入件，用于来自气缸盖的爪进入，并形成定位构件。

这里，气缸盖25通过嵌入方式固定在支承件4上，如图8至24所示。

这些实施方式也适用于将气缸盖固定在后支座上。

从投资角度来看，如果要考虑精确的螺钉紧固参数，则这些解决方案经济实用，因为避免如图1所示的解决方案那样使用一种费用昂贵的机动扭力扳手。

此外，这种螺钉或螺杆装配方式要增大外形尺寸，并在装配工位的自动化操作中会增加一些制约因素(长短构件的分配、机动扭力扳手头部通过的地方不大)。另外，螺钉紧固操作的周期时间通常比较长。

图8至24中，不存在这些缺陷。这些图中，使气缸盖25的一部分变形以固定其它组件，起动机的外形尺寸减小。因此，支承件4或支座26具有由气缸盖的爪轴向穿过的孔，这些爪的自由端进行弯折，与支承件或支座相接触。图3中的标号28标示这种装配方法。

其它实施例中(图8)，支承件4或支座26具有例如呈凹腔形状的腔室70，气缸盖25上切割而成的凸出部分71、72弯折在所述腔室中。这些凸出部分支承在凹腔的侧边缘上，从而实现角度转换和旋转锁紧。

图9中，两个凸出部分相连接，在腔室70中形成一条变形材料带73。

图10至12中，形成这种材料带，但是凹口170与轴101的轴线X-X相平行地而不是与之相垂直地进行延伸。材料带73借助于面对面的凹口74、75加以形成。这样，就获得一种轴向和径向固定，无需嵌装。

图14中，借助一个这里呈棱形而在其它实施例中呈圆锥形或圆柱形的冲头，使构件26(或者在其它实施例中为构件4)的壁局部变形为材料变形部分373，使之进入凹腔270内。可以变换结构，气缸盖25局部变形，进入形成腔室的凹腔70、170、270，这样，支座26可以用塑料制成。

图13中，借助一个圆柱形冲头使材料局部变形，形成一个材料变形部分273，进入例如腔室270。

图15示出的其它实施例中，配有唯一一个凹口470，图10的上部即凹口74被取消。在图16示出的其它实施例中，图15所示的凹口470是开口的，形成两个舌片471、472，标号473标示实心部分。

图17示出的其它实施例中，轴向爪77不通过一个孔，而通过一个呈槽形的凹口76，例如气缸盖的爪的预切割侧边缘77’弯折，与支承件或支座上的凹口的侧边缘接触。

在其它实施例中，侧边缘77’由通过材料切削而成的彼此连接的凸起构成，而且凸起被压扁。

图19示出的其它实施例中，采用嵌装工艺。支座26例如具有用于气缸盖25下端面的支承用凸起79。

支座26具有一个通过包边或折叠形成的凸缘78，与气缸盖25的上端面接触。

图20示出的其它实施例中，凸缘在178处进行轴向变形，与气缸盖25的上端面接触。在图21示出的其它实施例中，借助于一个冲头在凸缘上形成一个切边，一个倾斜爪278弯折，与气缸盖的上端面接触。

在其它实施例中，一个倾斜爪378弯折，与气缸盖25的上端面接触。

以上所述适用于支承件4的法兰45。

传动装置12和齿轮之间的连接装置在一个实施例中具有一个自由轮。该自由轮要求配置大量组件，尤其因为配有滚轮，每个滚轮都在一个弹簧的作用下工作。如上所述，锥形离合器式连接装置可以进行很大的简化。

借助于本发明和传动装置的旋转锁紧，在槽处卡住的危险减小，有利于起动机啮合器的移动。结合上述附图可以看出，本发明起动机结构紧凑，组件数量减少，重量减轻。本发明既简单又经济。

显然，本发明不限于所述的实施例。特别是，在其它实施例中，支承件是图1所示类型的支承件，两个气缸盖可以分开。在其它实施例中，一个齿轮减速器间置在两个轴之间和/或一根电缆布置在电动机M和开关之间，如图1所示。

在其它实施例中，电动机M的励磁系统包括一个绕组。可以用螺杆使支承件和后支座彼此连接。在其它实施例中，继电器呈轴向布置，如图1所示。

显然，上述实施例也适用于磁铁或线圈励磁系统式起动机、直接啮合或与内减速器啮合式起动机，以及尖拱支承件或齿轮外露式起动机。

Claims (23)

1.一种具有热机和热机起动齿圈的汽车起动机，它包括一个起动机啮合器、一个电动机(M)、互补螺旋槽(9)、一个电磁开关(2)和一个叉形件(13)，所述起动机啮合器配有一个传动装置(12)和一个齿轮(1)，适于从停止的后退位置进入到与汽车热机的起动齿圈(C)啮合的前移位置，所述电动机配有一个轴(101)，该轴适于驱动一个与起动机啮合器(12)相连的轴(100)，所述互补螺旋槽局部间置在传动装置(12)的内周边和轴(100)的外周边之间，所述电磁开关在电动机(M)的上面与其相平行地进行延伸并包括一个活动铁芯(2b)，所述叉形件在其上端铰接安装在活动铁芯(2b)上，位于电动机(M)和电磁开关(2)的一个支承件(4)上的一个中间点(11)上，其中，传动装置(12)具有一个由两个侧壁(121，122)加以限定的叉形件(13)下端的接纳槽，一些装置使电动机在称为预旋转的第一阶段慢速旋转，然后全功率旋转，其特征在于，起动机啮合器由叉形件(13)和传动装置(12)之间的配合件进行旋转锁紧，用于使其从停止位置进入其与起动齿圈相啮合的位置。

2.根据权利要求1所述的起动机，其特征在于，所述配合件是形状配合的旋转锁紧件。

3.根据权利要求1所述的起动机，其特征在于，所述配合件是摩擦式的。

4.根据权利要求2所述的起动机，其特征在于，当电磁开关(2)供电时，叉形件(13)与侧壁(121)配合，该侧壁称为叉形件(13)的接纳槽的前侧壁，前侧壁(121)配有圆周波纹(21)。

5.根据权利要求4所述的起动机，其特征在于，叉形件(13)的臂(293)具有与前侧壁(121)的波纹呈互补形状的波纹。

6.根据权利要求2所述的起动机，其特征在于，旋转锁紧件是啮合齿式构件。

7.根据权利要求2所述的起动机，其特征在于，叉形件(13)的接纳槽的前侧壁(121)具有凹口(320)和凸起(321)，叉形件(13)具有与用于起动机啮合器旋转锁紧的凹口(320)相配合的指杆(22)。

8.根据权利要求1所述的起动机，其特征在于，叉形件(13)的接纳槽的前侧壁(121)与一个轴向滑动安装在传动装置的套筒上的套环(15)相配合。

9.根据前述权利要求所述的起动机，其特征在于，套环(15)铰接安装在叉形件(13)的主体(292)上。

10.根据权利要求1所述的起动机，其特征在于，叉形件(13)在其与传动装置的槽相配合的端部具有至少一个滑块(290)，当起动机啮合器与汽车发动机的起动齿圈啮合时，所述滑块与位于传动装置周边上的一个凸缘(310)相配合。

11.根据权利要求1所述的起动机，其特征在于，配合构件是可分开的。

12.根据权利要求1所述的起动机，其特征在于，支承件(4)具有一个整体呈尖拱形状的用板材制成的前部(43)。

13.根据权利要求12所述的起动机，其特征在于，所述前部与一个固定和定中法兰(45)相连接。

14.根据权利要求13所述的起动机，其特征在于，用板材制成的支承件(4)通过材料的变形、例如冲压而获得，法兰(45)与前部(43)是连在一起的。

15.根据权利要求1所述的起动机，其特征在于，电动机(M)和开关(2)每个都包括一个与另一个气缸盖相连的气缸盖。

16.根据权利要求1 5所述的起动机，其特征在于，两个气缸盖属于同一构件(25)。

17.根据权利要求16所述的起动机，其特征在于，所述一个或两个气缸盖在与支承件相对的一边由一个形成电动机(M)的后支座的公共构件(26)关闭。

18.根据权利要求1所述的起动机，其特征在于，用于使电动机(M)进行预旋转然后全功率旋转的构件包括两个由活动铁芯(2b)支承的接触片(P1，P2)，预旋转时使用的第一接触片(P1)与两个触点(C1，C2)连接，第一触点(C1)与阻抗线圈(39)连接，第二触点(C2)与电池的正极接线柱连接，然后，全功率旋转时，第二接触片(P2)与两个触点(C3，C4)连接，第三触点(C3)与阻抗线圈(39)和电动机(M)连接，第四触点(C4)与电池的正极接线柱连接。

19.根据权利要求1所述的起动机，其特征在于，一个接触片(P0)围绕第二固定触点(C5)进行摆动，用于与另一个轴向错开的、并与电池的正极接线柱连接的固定触点(C6)配合，以便向电动机供电。

20.根据权利要求18或19所述的起动机，其特征在于，活动轴(40)包括一个具有一个局部加厚部分的片(23)，当活动轴(40)在开关(2)的控制电路断开后返回时，驱动接触片(P0，P1)。

21.根据权利要求1所述的起动机，其特征在于，电磁开关(2)包括至少一个围绕活动轴(40)进行旋转变化的接触片(P3)，以使电动机(M)进行预旋转然后进行全功率旋转。

22.根据权利要求21所述的起动机，其特征在于，接触片(P3)包括两个进行电连接的接点，一个第一接点连续地与一个连接到电池电压上的触点(C7)相连接，一个第二接点与电动机进行预旋转时的一个触点(C8)相连接，所述第二接点在所述接触片(P3)旋转后与一个第三触点(C9)相接触，以供给起动机全功率，第二和第三触点(C8，C9)通过预旋转阻抗线圈(39)彼此进行连接，触点(C9)与电动机(M)相连接。

23.根据权利要求1所述的起动机，其特征在于，起动机啮合器的齿轮(1)通过一个锥形离合器式连接装置与传动装置相连接。

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