用於內燃機的起動的製造方法
2023-05-26 16:30:56 4
用於內燃機的起動的製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於內燃機的起動機,所述起動機具有起動馬達和起動小齒輪,該起動小齒輪可以橫向相對於馬達縱軸線進行調節。起動小齒輪可旋轉地支承在一個偏心部件中,該偏心部件構造成與布置在起動馬達和起動小齒輪之間的傳動機構的可旋轉的傳動機構部件不可相對旋轉。
【專利說明】用於內燃機的起動機
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種根據權利要求1前序部分所述的用於內燃機的起動機。
【背景技術】
[0002]在文獻DE 358 082A中闡述了一種用於內燃機的起動機,它具有電的起動馬達,其旋轉運動通過齒輪傳遞到起動小齒輪上。起動小齒輪在徑向上在非作用位置和與內燃機齒圈的嚙合位置之間進行調節。起動馬達驅動傳動小齒輪,該傳動小齒輪與擺動小齒輪嚙合,擺動小齒輪與起動小齒輪一起被布置在一根平行於驅動軸的軸上。擺動小齒輪與齒環的內齒部嚙合,該齒環與驅動軸同軸布置並且可以圍繞該驅動軸環繞運行。
[0003]在電的起動馬達起動之後齒環由於其相對較大的慣性首先仍保持在其初始旋轉位置,其中,擺動小齒輪與起動小齒輪一起在齒環的內齒部上沿著運行直至達到起動小齒輪和齒圈之間的嚙合位置。在另一個過程中齒環開始旋轉,起動馬達的驅動運動因此轉化成起動小齒輪的旋轉,起動小齒輪驅動內燃機的齒圈。
[0004]從CH 97 941中可以得知一種用於內燃機的起動機,該起動機具有徑向可擺動支承的起動小齒輪。起動小齒輪被容納在翻轉套筒中,該翻轉套筒可以與馬達縱軸線同軸地擺動,其中,起動小齒輪通過翻轉套筒的擺動運動由於其偏心的支承而進行朝齒圈方向的所期望的徑向運動。
【發明內容】
[0005]因此,本發明的目的在於,以簡單的方法緊湊和運轉可靠地實現一種用於內燃機的起動機,該起動機的起動小齒輪可以橫向或者徑向相對於馬達縱軸線偏轉。
[0006]上述目的根據本發明藉助權利要求1的特徵得以實現。從屬權利要求給出適宜的改進方案。
[0007]根據本發明的起動機用於內燃機上並包括電的起動機以及起動小齒輪,該起動小齒輪由起動馬達驅動。起動小齒輪可以橫向或者徑向相對於起動馬達的馬達縱軸線在與內燃機齒圈的脫離嚙合位置和嚙合位置之間進行調節。起動小齒輪的調節運動可以指的是關於馬達縱軸線的徑向運動、平移的切向運動或沿著彎曲軌道(例如沿著圓形軌道)的運動,該彎曲軌道位於垂直於馬達縱軸線的平面內。
[0008]起動小齒輪可旋轉地支承在可調節的偏心部件中,該偏心部件在其自身可旋轉地被容納在起動機的殼體內。起動小齒輪相對於偏心部件的旋轉軸線偏心布置,從而當偏心部件旋轉運動時起動小齒輪進行所期望的橫向或者徑向運動。
[0009]在根據本發明的起動機中,偏心部件與傳動機構部件不可相對旋轉,傳動機構部件是布置在起動馬達和起動小齒輪之間的傳動機構的組成部件,通過傳動機構使馬達轉速減小為更小的起動小齒輪轉速。單件式的實施方案意味著,偏心部件和傳動機構部件具有相同的縱軸線或者說旋轉軸線,並一起可旋轉地支承在用於容納的殼體中。不僅可以考慮單件式的實施方案,這裡,偏心部件和傳動機構部件被構造成共同的部件;也可以考慮作為兩個或者多個獨立部件的實施方案,但是這些部件以不可相對旋轉的方式互相相連。
[0010]傳動機構部件可以在初始位置(在該初始位置上起動小齒輪與齒圈處於脫離嚙合)和起動位置(在該起動位置上起動小齒輪與內燃機的齒圈嚙合)之間旋轉。傳動機構部件因此用於使起動小齒輪進行嚙合運動。
[0011]這種實施方案具有以下優點,即連接在起動馬達之後的傳動機構可以用於起動小齒輪的嚙合運動。通過單件式的形成偏心部件和傳動機構部件可以得到緊湊的實施方案,在此,起動小齒輪的調節運動由於減小了的部件數量可以低摩擦地實現。
[0012]實施成與偏心部件不可相對轉動的傳動機構部件特別在起動位置上也用於起動馬達和起動小齒輪之間的傳遞路徑中的運動傳遞,在起動位置上起動小齒輪與齒圈嚙合。傳動機構部件因此被賦予雙重功能:一方面藉助傳動機構部件實現起動小齒輪的調節運動,另一方面在嚙合狀態下起動馬達的驅動運動通過傳動機構部件傳遞到起動小齒輪上。
[0013]根據優選的實施方案,傳動機構部件在初始位置和起動位置之間的調節運動藉助於起動馬達實現,從而不需要額外的調節單元,例如起動繼電器。隨著起動馬達的接通和馬達軸旋轉運動的開始,在第一運動階段中,在初始狀態下可旋轉地支承在起動機的殼體中的傳動機構部件從初始位置旋轉到起動位置。在此,傳動機構部件圍繞其縱軸線進行旋轉運動。旋轉運動與起動小齒輪的嚙合運動一起進行。
[0014]當傳動機構部件到達其起動位置之後,緊接著第一運動階段進行下一個運動階段,在該運動階段中阻止傳動機構部件在用於容納的殼體內的繼續旋轉,取而代之地,傳動機構部件用於支持傳動機構的其他部件以及用於傳遞運動,從而起動馬達的馬達軸的旋轉運動被轉化為起動小齒輪的旋轉運動。
[0015]根據一種優選的實施方案,傳動機構被構造成行星齒輪傳動機構,而傳動機構部件被構造成行星齒輪傳動機構的齒環。行星輪嚙合在該齒環中,行星輪旋轉支承在行星齒輪架上,其中,行星輪由太陽輪驅動,太陽輪以不可相對旋轉的方式安置在起動馬達的馬達軸上。齒環可以圍繞其縱軸線在初始位置和起動位置之間旋轉一個已定義的角度值。齒環的旋轉運動通過起動馬達和位於之前的齒輪、即太陽輪和行星輪來實現。隨著到達起動位置,使齒環以與殼體固定的方式固定,從而行星輪在齒環的內側上滾動,行星齒輪架進行旋轉運動,該運動可以被傳遞到起動小齒輪上。
[0016]齒環在殼體內的旋轉運動適宜地由殼體側的止擋部限制。當到達止擋部的時候齒環位於起動位置上。
[0017]隨著起動馬達的接通,行星齒輪架有利地在第一運動階段期間位於殼體內的鎖止位置上,從而行星齒輪架不可以環繞運行。馬達軸的驅動運動通過太陽輪和固定在行星齒輪架上的行星輪傳遞到齒環上,齒環從初始位置轉換到起動位置。
[0018]根據另一個有利的實施方案,為行星齒輪架分配一個適宜的力和/或形狀配合的離合器裝置,該離合器裝置在鎖止位置和釋放位置之間調節行星齒輪架。在行星齒輪架於第一運動階段內處於的鎖止位置上,行星齒輪架與殼體固定地鎖止或者說止動。與之相對,在行星齒輪架於緊接著的第二運動階段內處於的釋放位置上,行星齒輪架可以在殼體內旋轉。
[0019]離合器裝置可以例如實施成椎體離合器或者具有纏繞帶彈簧、帶式的摩擦片、離心力離合器等等。
[0020]根據另一種適宜的實施方案,離合器狀態藉助調節機構進行調節,該調節機構的調節運動由齒環的旋轉運動決定。這種實施方案具有以下優點,即改變離合器狀態不需要主動的調節裝置。反而已經足夠的是,使離合器裝置的調節機構在運動學上與齒環聯接,從而旋轉的齒環運動對離合器的離合器狀態進行調節。
[0021]離合器裝置的調節機構例如實施成推力螺母,該推力螺母位於齒環的外螺紋上並軸嚮導入殼體側的導向槽中。外螺紋特別實施成多頭螺紋,其中,由於在齒環旋轉運動時將推力螺母軸嚮導入殼體側的導向槽中,因此推力螺母進行軸向的調節運動。為了調節離合器狀態將進行推力螺母的軸向調節運動。
[0022]離合器裝置包括例如多個離合器片,這些離合器片一部分被布置在殼體側,一部分以不可相對旋轉的方式被布置在行星齒輪架上,但是可以進行軸向調節。調節機構作用於離合器片並將它們擠壓在一起直至達到鎖止位置,反之在釋放位置上調節機構減小離合器片上的壓力或者說減輕離合器片的負荷。在作為推力螺母的實施方案中,推力螺母在鎖止位置上軸向相對片進行擠壓,或者為了到達釋放位置而從片上離開。
[0023]與偏心部件相聯接的傳動機構部件的旋轉運動有利地在最大為180°的角度範圍上、例如在45°的角度上延伸。起動小齒輪的驅動仍然可以在到達傳動機構部件的起動位置之前已經實現,從而在第一運動階段中已經開始驅動起動小齒輪,這有以下優點,即在起動小齒輪旋轉時嚙合進齒圈。由此減小出現鎖止的齒在齒上位置(Zahn-aufZahn-Stellung)的風險。
[0024]根據另一種適宜的實施方案,傳動機構可以特別地除行星齒輪傳動機構之外還包括具有兩個齒輪的雙齒環級,這兩個齒輪在傳動機構的另一齒環內環繞運行,其中,該齒環可旋轉地支承在偏心部件中。通過雙齒環級可以以1:1的傳動機構傳動比消除偏心偏差。雙齒環級的輸入側的齒輪有利地與行星齒輪架固定連接,並由此由行星齒輪架驅動。第一齒輪的旋轉被傳遞到齒環上,該齒環驅動與起動小齒輪固定聯接的第二齒輪。雙齒環級的兩個齒輪的軸線相對偏移相同的偏心量,起動小齒輪的縱軸線相對馬達軸縱軸線也以該偏心量偏移。雙齒環級的齒環有利的位於偏心部件的內部並且旋轉支承在其中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]其他的優點和適宜的實施方案可以從其他的權利要求、【專利附圖】
【附圖說明】和附圖中得到。圖中示出了:
[0026]圖1示出了用於內燃機的起動機的立體圖,該起動機具有起動小齒輪,該起動小齒輪可以橫向相對於縱軸線調節到與內燃機的齒圈的嚙合位置中;
[0027]圖2示出了起動機的縱截面圖;
[0028]圖3示出了起動機中的行星齒輪傳動機構的端面視圖;
[0029]圖4示出了起動機在離合器裝置區域的局部放大示意圖,通過該離合器裝置傳動機構的行星齒輪架可以與殼體固定地鎖止。
[0030]圖中相同的部件利用相同的附圖標記表示。
【具體實施方式】
[0031]圖1和圖2示出了用於內燃機的起動機I,該起動機具有起動小齒輪2,起動小齒輪在殼體3中為了與內燃機的齒圈嚙合而在脫離嚙合位置和嚙合位置之間進行調節運動,該調節運動朝向電的起動馬達5的馬達縱軸線4的橫向或者徑向。起動馬達5的馬達軸6通過行星齒輪傳動機構7與起動小齒輪2相聯接並驅動該起動小齒輪。起動馬達的馬達軸6的旋轉運動此外被用於實現起動小齒輪2橫向相對於馬達縱軸線4的調節運動,從而嚙合起動小齒輪。
[0032]如圖1和圖2以及結合其他的圖3和圖4可知,行星齒輪傳動機構7具有齒環8,該齒環可旋轉地支承在起動機的殼體3中。行星齒輪傳動機構7此外包括太陽輪9和行星齒輪架10,該太陽輪以不可相對旋轉的方式被布置在起動馬達的馬達軸6上,該行星齒輪架具有三個可旋轉地支承在行星齒輪架上的行星輪11。行星輪11在行星齒輪架10上與齒環8的內齒部相嚙合。
[0033]在行星齒輪傳動機構7之後連接一個雙齒環級12 (圖2)。雙齒環級12具有第一齒輪13和第二齒輪14以及另一第二齒環15,其中,第一齒輪13以不可相對旋轉的方式被容納在行星齒輪架10的中心軸頸16上,而第二齒輪14以不可相對旋轉的方式位於軸17上,該軸17還連接起動小齒輪2。行星齒輪架10的軸頸16與馬達軸6同軸,與之相對地,軸17以一個偏心量平行於馬達軸錯開地布置。
[0034]軸17可旋轉地支承在偏心部件18中,該偏心部件與行星齒輪傳動機構的齒環8單件式構成或多件式構成。齒環8和偏心部件18形成了連續的共同部件,該共同部件圍繞馬達縱軸線4可旋轉地支承在殼體3中,這裡的殼體可以是起動馬達的極殼
(Polgehause )。支承結構通過支承部位19和20實現。
[0035]另一個支承部位21位於偏心部件18內部用於支承第二齒環15,它是雙齒環級12的組成部分。雙齒環級12允許在傳動比為1:1的時候消除馬達縱軸線4和起動小齒輪2的縱軸線或者說旋轉軸線之間的偏心偏差。
[0036]為行星齒輪傳動機構7的行星齒輪架10分配一個離合器裝置22,通過該離合器裝置行星齒輪架10可以在釋放位置和鎖止位置之間進行調節,這裡行星齒輪架10可以在釋放位置上在殼體3內旋轉而在鎖止位置上與殼體固定地鎖定。離合器裝置22具有一個與殼體固定布置的、具有多個離合器片24的離合器罩23,離合器片部分地與殼體固定、部分地與行星齒輪架10以不可相對旋轉的方式固定連接,但是在軸向上被布置成可移動的。通過離合器裝置的一個實施成推力螺母25的調節機構對離合器片24施加一個軸向力,從而通過離合器片之間的摩擦到達鎖止位置。相反地,當推力螺母25軸向遠離離合器片24的時候離合器裝置到達釋放位置。
[0037]推力螺母25位於齒環8的外側面上並通過多頭螺紋26與齒環8相聯接。在徑向位於外部的一側上推力螺母25具有導向凸緣28 (圖3),所述導向凸緣伸入到殼體3的內側上的導向槽27內。推力螺母25構造成環形並具有在分布在圓周上的多個導向凸緣,這些導向凸緣伸入到對應的殼體側的導向槽中。
[0038]當齒環8旋轉運動時推力螺母25進行平行於馬達縱軸線4的軸向位移運動。根據齒環8的旋轉方向推力螺母25或者在離合器片24的方向或者在相反的方向上進行調節。
[0039]起動過程如下進行:
[0040]隨著電的起動馬達5的起動,馬達軸6開始轉動。該旋轉運動通過太陽輪9傳遞到行星齒輪11上。行星齒輪架10在起動過程的這個第一階段內位於鎖止位置上並由此不可以在殼體內環繞運行;在鎖止位置上離合器裝置22通過推力螺母25鎖緊。
[0041]行星齒輪11的旋轉運動通過內齒部傳遞到齒環8上,齒環因此圍繞馬達縱軸線4在殼體3內進行旋轉運動。該旋轉運動被限制在一個最好小於或者等於180°的角度值上,例如45°。基於與齒環8的單件式的實施方案,偏心部件18也進行相應的圍繞馬達軸縱軸線4的旋轉運動。由於起動小齒輪2位於其上的軸17相對於馬達縱軸線4偏心錯開布置,通過齒環8和偏心部件18的旋轉運動引起起動小齒輪2的徑向嚙合運動。
[0042]齒環8在殼體3內的旋轉運動由止擋部進行限制。由此保證齒環8僅僅可以在其初始位置(齒環在起動馬達起動之前處於該位置)和起動位置(在該位置上起動小齒輪與內燃機的齒圈相嚙合)之間旋轉。
[0043]齒環8的旋轉運動在運動學上通過多頭螺紋26轉化成推力螺母25的軸向調節運動,推力螺母由此從鎖止的位置軸向調節到釋放位置,從而離合器裝置22不再鎖止,同時行星齒輪架10解除約束而在殼體3內可以圍繞馬達縱軸線4旋轉。由於同時通過殼體側的止擋部阻止齒環8的進一步旋轉運動,馬達軸6的驅動運動通過太陽輪9、行星齒輪11、齒環8、行星齒輪架10和雙齒環級12的部件轉化成起動小齒輪2的驅動運動。
[0044]對起動小齒輪2的驅動在齒環8從初始位置到起動位置的轉移運動期間已經實現。由此對起動小齒輪的驅動不是在到達齒環的起動位置時突然進行,而是在齒環的中間位置上已經逐漸地開始。
[0045]在內燃機成功起動之後起動小齒輪必須再次脫離嚙合。為此關閉電的起動馬達。通過彈簧部件29使齒環8從起動位置轉回其初始位置,這裡該旋轉運動通過運動學的聯接也傳遞到離合器裝置的推力螺母25上,離合器裝置由此再次到達鎖止位置,在該鎖止位置上阻止行星齒輪架在殼體中的環繞運行。彈簧部件29位於偏心部件18或者說齒環8的外側上並將偏心部件18或者說齒環8在周向上支承在殼體3上。在起動運動的第一階段期間齒環8克服彈簧部件29的力旋轉,隨著起動過程的結束儲存在彈簧部件29中的能量被用於使齒環8或者說偏心部件18復位。
[0046]適宜地,在起動機中集成一個單向離合器裝置,從而保證在內燃機起動之後更高的轉速不會被傳遞到起動馬達上。單向離合器裝置優選位於行星齒輪傳動機構和起動小齒輪之間。
【權利要求】
1.用於內燃機的起動機,具有起動馬達(5)和能被驅動的起動小齒輪(2),所述起動小齒輪能夠橫向相對於馬達縱軸線(4)在與內燃機齒圈的脫離嚙合位置和嚙合位置之間進行調節,其中,起動小齒輪(2)可旋轉地支承在可調節的偏心部件(18)中,其特徵在於,所述偏心部件(18)與布置在所述起動馬達(5)和起動小齒輪(2)之間的傳動機構的可旋轉支承的傳動機構部件(8)不可相對旋轉並且與所述傳動機構部件(8)具有共同的旋轉軸線,其中,所述起動小齒輪(2)的縱軸線相對於偏心部件(18)以及傳動機構部件(8)的旋轉軸線偏心地布置,所述傳動機構部件(8)能夠在初始位置和起動位置之間旋轉,在所述初始位置上所述起動小齒輪(2)與所述齒圈脫離嚙合,在所述起動位置上所述起動小齒輪(2)與所述齒圈嚙合。
2.根據權利要求1所述的起動機,其特徵在於,所述傳動機構部件(8)的調節運動能夠通過所述起動馬達(5)產生。
3.根據權利要求1或2所述的起動機,其特徵在於,所述傳動機構是行星齒輪傳動機構(7),而所述傳動機構部件是該行星齒輪傳動機構(7)的齒環(8)。
4.根據權利要求3所述的起動機,其特徵在於,所述齒環(8)的旋轉運動由殼體側的止擋部限制。
5.根據權利要求3或4所述的起動機,其特徵在於,所述齒環(8)與布置在行星齒輪架(10)上的行星輪(11)嚙合,所述行星齒輪架能夠通過離合器裝置(22)在鎖止位置和釋放位置之間進行調節。
6.根據權利要求5所述的起動機,其特徵在於,所述離合器裝置(22)的鎖止位置對應於所述齒環(8)的初始位置,而所述釋放位置對應於所述齒環(8)的起動位置。
7.根據權利要求5或6所述的起動機,其特徵在於,所述離合器裝置(22)具有位於所述行星齒輪架(10)上的第一離合器片(24)和位於殼體側的第二離合器片(24),其中,所述第一離合器片和第二離合器片(24)能夠相對移動。
8.根據權利要求5至7中任意一項所述的起動機,其特徵在於,所述離合器裝置(22)的離合器狀態能夠通過調節機構(25)進行調節,所述調節機構的調節運動取決於所述齒環(8)的旋轉運動。
9.根據權利要求8所述的起動機,其特徵在於,所述離合器裝置(22)的調節機構是推力螺母(25),所述推力螺母位於所述齒環(8)的外螺紋上並軸嚮導入殼體側的導向槽(27)中。
10.根據權利要求1至9中任意一項所述的起動機,其特徵在於,所述傳動機構部件(8)在初始位置和起動位置之間的旋轉運動在小於180°的角度上進行。
11.根據權利要求1至10中任意一項所述的起動機,其特徵在於,所述傳動機構部件(8)受到彈簧部件(29)的力加載而到達初始位置。
12.根據權利要求1至11中任意一項所述的起動機,其特徵在於,在所述起動馬達(5)和起動小齒輪(2)之間的傳遞路徑中布置單向離合器裝置。
13.根據權利要求1至12中任意一項所述的起動機,其特徵在於,所述傳動機構包括具有兩個齒輪(13、14)的雙齒環級(12),這兩個齒輪與可旋轉地支承在偏心部件(18)中的齒環(15)嚙合。
【文檔編號】F02N15/04GK104047792SQ201410252968
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月11日 優先權日:2013年3月13日
【發明者】T·夸克, G-P·施米德爾, B·馬德, A·耶瑟 申請人:羅伯特·博世有限公司