帶氣體緩衝的繼電器的製作方法
2023-04-26 07:00:36 2
專利名稱：帶氣體緩衝的繼電器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種繼電器。
背景技術：
DE 101 24 506 Al涉及一種用於機動車輛的起動機。該起動機包括具有起動馬達的極殼、與該極殼平行設置且包含電磁開關的嚙合繼電器、可轉動地支承在極殼和嚙合繼電器之間的過渡區域中的用於將起動電動機聯接在內燃機上的嚙合杆。還設有密封件以防止汙物和溼氣侵入到嚙合繼電器中。該密封件由與殼體壁連接的、在殼體和嚙合繼電器之間的過渡區域內的橡膠膜片構成。DE 195 49 179 Al涉及一種用於起動裝置的嚙合繼電器。該嚙合繼電器包括在接通狀態下將至少兩個接線螺栓搭接的接觸橋，該接觸橋設置在可運動的開關軸上。接觸橋具有至少兩個分別分配給一個接線螺栓的限定的接觸區域，這些接觸區域設置在沿其縱向延伸方向易彎曲的且橫向於其縱向延伸方向易彎曲的彈性臂上。在用於內燃機的傳統的電起動裝置中在車輛的整個壽命上來看要完成約40000 次起動過程，而在用於具有起停功能的內燃機的起動機中要執行多達50萬次及更多次的開關操作過程。這意味著，電起動裝置必須進行相應地設計。因此，電起動裝置必須針對這麼大數量的開關循環進行設計並且無幹擾完成這些開關操作循環。已經表明，在具有起停功能的轎車中，對於電起動裝置的聲學特性提出了更高的要求。由於起動機(特別是電起動裝置)組件中的金屬部件的碰撞而產生的噪聲被認為是舒適性下降而且是幹擾性的。
發明內容
根據本發明建議，為了降低在操縱電起動裝置時的噪聲水平，在朝向彼此相對運動的部件，特別是線性運動的繼電器銜鐵與銜鐵軛鐵之間以通過氣體作用的方式實現氣體緩衝。在對電起動裝置的繼電器的電磁線圈通電時，在繼電器殼體中可移動地被引導的繼電器銜鐵朝向固定地設置在繼電器中的銜鐵軛鐵運動。相對於銜鐵軛鐵運動的繼電器銜鐵的端面和銜鐵軛鐵的端面具有彼此互補的幾何輪廓並形成空腔，該空腔被填充流體，特別是空氣。通過適當的密封措施，即例如設有V型密封唇或密封環(其設置在相對於繼電器殼體運動的繼電器銜鐵的周面上)，保留在繼電器銜鐵與銜鐵軛鐵之間的空腔中的流體體積被密封以防止損失，即洩漏，從而所述流體體積可以用作流體墊來對繼電器銜鐵的端面在銜鐵軛鐵的相應端面上的碰撞運動進行緩衝，這可以用來迅速地減小運動的繼電器銜鐵的衝量並由此可以用於衰減其能量。作為流體，例如可考慮空氣或其它氣體以及液體。保留在繼電器銜鐵的端面與銜鐵軛鐵的相應端面之間的空腔中的流體體積構成流體墊，該流體墊在繼電器銜鐵移入繼電器殼體中的運動中對繼電器銜鐵端面的碰撞運動進行緩衝並由此通過能量衰減來對在繼電器銜鐵的端面與銜鐵軛鐵的端面接觸時產生的碰撞運動進行緩衝。保留在繼電器銜鐵的端面與銜鐵軛鐵的端面之間的空腔內的流體體積密度越大， 則在根據本發明提出的方案中由於很少的洩漏損失可實現越大的緩衝效果。也可行的是， 代替V型密封件，在繼電器銜鐵的周邊與繼電器殼體之間構造精確的過渡配合，即例如H7/ g6，以由此使洩漏損失即流體從在繼電器銜鐵的端面與銜鐵軛鐵的端面之間的空腔流出的量儘可能小。在根據本發明提出的繼電器(特別是用於操作或者說啟動電起動裝置的繼電器) 的氣體緩衝的另一變型實施方式中，繼電器銜鐵可以被縱向孔穿過。該縱向孔與在繼電器銜鐵的端面和銜鐵軛鐵的端面之間的空腔以及與周圍環境連通。此外，同樣地，一個縱向孔延伸穿過銜鐵軛鐵的厚度，該縱向孔在一側通至繼電器銜鐵的端面與銜鐵軛鐵的端面之間的空腔而在另一側通至繼電器殼體中的卸載腔室。在這個將空腔與卸載腔室連通的通道中，可以安裝一個閥，即例如止回閥。如果這個閥例如被構造為止回閥，則其被定向成，該閥在對位於繼電器銜鐵的端面與銜鐵軛鐵的端面之間的空腔中的流體體積進行壓縮時關閉， 由此防止流體體積從所述空腔流出。在根據本發明提出的對於在銜鐵軛鐵中設置閥的方案的一種可能的變型實施方式中，例如設有通至該閥的閥座的主通道和副通道，主通道可由閥元件封閉，而副通道在關閉元件旁邊通至該閥的閥座並且始終打開。優選的是，主通道和副通道的流動橫截面的大小設定成，主通道的流動橫截面大於副通道的流動橫截面。如果在繼電器銜鐵的端面與銜鐵軛鐵的端面之間的空腔中的流體體積被壓縮，則關閉元件被壓入閥座中並封閉主通道。根據保持打開的副通道的流動橫截面的設計，實現了流體體積從繼電器銜鐵的端面與銜鐵軛鐵的端面之間的空腔中節流地流出，從而對繼電器銜鐵的端面在銜鐵軛鐵的端面上的碰撞運動進行緩衝的流體體積保留在空腔中，該流體體積僅有部分通過在壓縮流體體積時用作流出通道的副通道被卸壓到卸載腔室中。在根據本發明提出的繼電器銜鐵和銜鐵軛鐵的氣體緩衝的另一變型實施方式中， 例如包圍開關銷的導向襯套可以設有多個孔，即例如橫向孔。這些橫向孔使得根據它們在朝向固定地設置在繼電器中的銜鐵軛鐵的相對移動時的開放程度，流體體積能夠通過這些孔根據其開放程度流出。導向襯套根據開關銷的操縱行程用作滑動件，其中通過構造在側壁填充套筒中的孔的開放程度或遮蔽程度，限定了從在繼電器銜鐵與銜鐵軛鐵之間的空腔中流出的流體體積。從在繼電器銜鐵與銜鐵軛鐵之間的空腔經由導向襯套的壁中的孔流出的體積流入繼電器的卸載腔室中。在根據本發明提出的方案的另一種變型實施方式中，在達到確定的行程長度(即在繼電器銜鐵的端面與固定地設置在繼電器中的銜鐵軛鐵的端面之間的確定的間距AS) 時，閥的操縱通過繼電器銜鐵的端面本身實現。為此，在銜鐵軛鐵中設有被構造為銷釘狀的閥元件，該閥元件藉助彈簧預緊並且在繼電器銜鐵的端面靠近時處於關閉狀態。如果靠近的繼電器銜鐵的端面在達到間距As時碰觸到銷釘狀的閥的端部，則該閥在繼電器銜鐵繼續靠近時打開，使得流體在達到間距As後才從由間距As限定的、在繼電器銜鐵的端面與固定地容納在繼電器中的銜鐵軛鐵的端面之間的空腔流出，並且為了達到間距As形成並保持反壓力，該反壓力以緩衝的方式抵抗繼電器銜鐵的端面在繼電器的銜鐵軛鐵的端面上的碰撞運動。優選的是，其中容納有在銜鐵軛鐵中的被構造為銷釘狀的閥元件的通道可以構造成，該通道與一個槽連通，在通過繼電器銜鐵的端面操縱被構造為銷釘狀的閥元件時流體體積經由所述槽從在繼電器銜鐵的端面與銜鐵軛鐵的端面之間保留的、根據間距As限定的空腔流出。
以下參照附圖詳細描述本發明。附圖中圖1示出了起動裝置的縱向剖視圖，圖2示出了具有繼電器銜鐵和銜鐵軛鐵的繼電器的示意圖，圖3示出了作為止回閥的閥的一種變型實施方式，圖4示出了在銜鐵軛鐵中起滑動件作用的導向襯套，該導向襯套安裝在圖4未示出的開關銷上，圖5示出了嵌入銜鐵軛鐵的周向槽中的V型密封唇，圖6示出了一種閥，該閥在達到繼電器銜鐵的端面與固定地設置在繼電器銜鐵中的銜鐵軛鐵的端面之間的間距△ s時被操縱，以及圖6. 1示出了位於繼電器銜鐵軛鐵中的帶有槽的通道的剖視圖。
具體實施例方式圖1示出了起動裝置10。這個起動裝置10例如具有起動電動機13和繼電器16。 起動電動機13和繼電器16固定在一個共同的驅動端軸承蓋19上。起動電動機13在功能上用於驅動通常構造為正齒輪的起動小齒輪22。起動小齒輪22嚙合在圖1未示出的內燃機的齒圈25中。起動電動機13具有作為殼體的極管觀，該極管在其內周上支撐有極靴31，這些極靴分別被一個勵磁繞組34所纏繞。極靴31又包圍一個電樞37，該電樞具有一個由薄片40 構成的電樞鐵心43，和設置在槽46中的電樞繞組49。電樞鐵心43被壓在驅動軸44上。此外，在驅動軸44的與起動小齒輪22相背離的端部上還安裝一個換向器52，該換向器尤其由多個單個的換向器薄片55構成。換向器薄片55以公知方式與電樞繞組49電連接，使得在通過碳刷58為換向器薄片55供電流時產生電樞37在極管38中的轉動。設置在嚙合繼電器16和起動電動機13之間的電流引線61在接通狀態時不僅給碳刷58供電而且給勵磁繞組34供電。驅動軸44在換向器側通過軸頸64和滑動軸承67被支撐，該滑動軸承又通過換向器軸承蓋70被位置固定地保持。換向器軸承蓋70又藉助於拉杆43固定在驅動端軸承蓋19中，拉杆43在極管觀的周邊上分布地設置(螺釘，例如兩個，三個或四個)。在此，極管觀支撐在驅動端軸承蓋19上並且換向器軸承蓋70支撐在極管觀上。朝傳動方向，在電樞37上連接了一個太陽輪80，其是一個行星齒輪系83的一部分。太陽輪80被多個，通常是三個行星齒輪86包圍，這些行星齒輪藉助於滾動軸承89支撐在軸頸92上。行星齒輪86在內齒圈95中滾動，其在外側被支承在極管觀中。朝輸出側的方向，在行星齒輪86上連接有行星齒輪架98，軸頸92容納在該行星齒輪架中。行星齒輪架98又被支承在中間支承件101及安置在該中間支承件101中的滑動軸承104中。中間支承件101被設置為盆形，使得在其中不僅容納行星齒輪架98而且容納行星齒輪86。此外在盆形的中間支承件101中還設置了內齒圈95，該內齒圈通過蓋件107相對於電樞37封閉。而且中間支承件101以其外周支撐在極管觀的內側面上。電樞37在驅動軸44的與換向器52背離的端部上具有另一個軸頸110，該軸頸同樣被容納在一個滑動軸承113中。 滑動軸承113又被容納在行星齒輪架98的一個中央孔中。該行星齒輪架98與輸出軸116 連接為一體。輸出軸116通過其與中間支承件101背離的端部119支撐在構造在驅動側軸承蓋19中的另一軸承122(A-軸承)中。該輸出軸116被分為不同的區段接在設置在中間支承件101的滑動軸承104中的區段後面的是具有直齒125(內齒)的區段，該直齒是軸轂連接結構128的一部分。在這種情況下，該軸轂連接結構1 使傳動件131能夠沿軸向直線滑動。傳動件131是一個套筒狀的突出部，該突出部與自由輪機構137的盆狀外圈132 是一體的。此外，所述自由輪機構137(定向止動器(Richtgesperre))還包括沿徑向設置在外圈132之內的內圈140。在內圈140和外圈132之間設置了夾緊體138。這些夾緊體 138與內圈和外圈共同作用地防止外圈和內圈之間在第二方向上的相對運動。因此自由輪機構137能實現內圈140和外圈132之間只在一個方向上的相對運動。在這個實施例中內圈140被實施為與起動小齒輪22以及該起動小齒輪的斜齒143(外斜齒)是一體的。繼電器16具有螺栓150，該螺栓是一個電接觸件並被連接到圖1未示出的起動機電池的正極上。螺栓150穿過繼電器蓋53。繼電器蓋153將繼電器殼體156封閉，該繼電器殼體藉助於多個固定元件(螺釘)159固定在驅動端軸承蓋19上。另外在繼電器16中還設有吸引線圈162和保持線圈165。吸引線圈162和保持線圈165兩者分別在接通狀態下產生一個電磁場，該電磁場既流經繼電器殼體156(由電磁傳導性材料製成)，又流經可線性運動的銜鐵168和銜鐵軛鐵171。銜鐵168具有推桿174，該推桿在線性吸引銜鐵168 時朝開關銷177方向運動。通過推桿174朝向開關銷177的這種運動，使該開關銷從它的靜止位置朝兩個觸頭180、181的方向運動，因此安裝在開關銷177端部上的接觸橋184將兩個觸頭180、181相互電連接。因此從螺栓150經過接觸橋184使電功率被輸送至電流引線61進而輸送至碳刷58。起動電機13由此被供電。此外，繼電器16或更確切地說銜鐵168還具有的任務是，通過牽拉元件187使一個可轉動地設置在驅動端軸承蓋19中的杆件運動。杆件190通常被實施為叉形杆並以兩個此處未示出的「尖齒」咬住兩個碟片193和194的外周，以便使夾在這兩個碟片之間的傳動環194克服彈簧200的阻力朝自由輪機構137運動且因此使起動小齒輪22嚙合內燃機的齒圈25中。圖2以放大的比例示出了用於操縱根據圖1的起動裝置的繼電器的示意剖視圖。從圖2的視圖可見比例放大的用於操縱電起動裝置的繼電器。圖2示出了，繼電器16具有可線性運動的銜鐵，即繼電器銜鐵168，銜鐵的端面 206對應於容納在繼電器殼體156中的銜鐵軛鐵171的端面。在端面206和與其相對的銜鐵軛鐵171的端面之間構造有空腔236，該空腔由流體(例如空氣)填充。通道204穿過繼電器銜鐵168，該通道通至位於繼電器銜鐵的端面206上的開口 208。銜鐵軛鐵171同樣被通道210穿過，在該通道中容納有圖3以放大比例示出的閥， 其例如構造為止回閥212。繼電器銜鐵168中的通道204和銜鐵軛鐵171中的通道210的直徑都僅為幾mm。 繼電器銜鐵168中的通道204從開口 208延伸穿過繼電器銜鐵168並通至繼電器16的外界環境。穿過銜鐵軛鐵171的通道210將空腔236與位於銜鐵軛鐵171的背離繼電器銜鐵 168的一側的卸載腔室253連通，所述銜鐵軛鐵固定地容納在繼電器16的繼電器殼體156 中。用附圖標記153表示繼電器16的繼電器蓋。圖3示出了構造為止回閥212並設置在銜鐵軛鐵171的通道210中的閥。在構造為止回閥的閥212中，設有彈簧加載的、在此處構造成球形的關閉元件214，該關閉元件通過彈簧被壓在構造於銜鐵軛鐵171中的閥座216中。從閥212的閥座216延伸出主通道 218和副通道220，該主通道具有第一直徑Dl (參見照附圖標記22 ，而副通道具有較小的第二直徑D2 (參見位置224)。主通道218在關閉元件214已被放置到其閥座216中的情況下處於封閉狀態，而副通道220在這種情況下不被封閉，該副通道在關閉元件214的關閉狀態下仍然是可通過的，但相較於主通道218的第一直徑D 1(參見位置22 具有尺寸較小的第二直徑D2(參見位置224)。在圖2和圖3所示的氣體緩衝的變型實施例中，包含在空腔236中的流體體積在繼電器銜鐵168朝向銜鐵軛鐵171的端面的線性運動中在端面206靠近時被壓縮。由此實現了朝向銜鐵軛鐵171運動的繼電器銜鐵168的能量衰減。通過形成的壓力，止回閥212將閥座216封閉並由此封閉主通道218，而流體流可以通過並未被關閉元件214封閉的、通至卸載腔室253的副通道220被排出。由此空腔236中的壓力會逐漸下降，但所保持的壓力水平使得朝向銜鐵軛鐵171運動的繼電器銜鐵168的端面206不會發生猛烈碰撞，而且不會由於端面206與銜鐵軛鐵171的與該端面206相應的端面的猛烈金屬接觸而產生噪聲。由根據圖4的視圖可見，此變型實施方式中的液壓緩衝也可以通過安裝在開關銷 177上的導向襯套實現。在此變型實施方式中，參照根據圖1的視圖，安裝在開關銷177上的導向襯套202 設有多個孔230以及232，所述孔例如可以構造為延伸穿過導向襯套202的壁的橫向孔。在根據圖4的視圖中，具有構造為橫向孔230和232的導向襯套202被設置在由實線表示的第一位置2 處。如果，如根據圖2的視圖所示，繼電器銜鐵168以其端面206 運動到繼電器16的繼電器殼體156的空腔236中，則在空腔中存在的流體體積被壓縮。圖 2未示出但圖1示出的開關銷177移入銜鐵軛鐵171中，使得安裝在該開關銷上的導向襯套 202從在圖4中用實線表示的第一位置2 移動到其用虛線表示的第二位置228。在進入卸載腔室253的這種運動中，在導向襯套202的壁中的孔230完全或部分地被露出，從而在繼電器殼體156內形成在空腔236與卸載腔室253之間的連通。根據導向襯套202的壁中的孔的橫截面和數量的設計，壓縮流體從空腔236溢流到卸載腔室253中。通過在空腔236 中的壓力的這種逐漸下降以及通過壓縮流體從空腔236受控地流出到卸載腔室253中，實現了對繼電器銜鐵168的端面206與銜鐵軛鐵171的端面之間的接觸進行氣體緩衝。根據圖5的視圖示出了繼電器的氣體緩衝的另一變型實施方式。在此變型實施方式中，在圖5中僅示出的銜鐵168在其周邊上設有環繞槽238或退刀槽。在根據圖5的視圖中，環繞槽238為近似方形的並且在其內設有V型密封唇M0。V型密封唇240具有一個靠在繼電器殼體156的壁上的腿部。如果繼電器銜鐵168 沿第二運動方向244移動，則V型密封唇240的上腿部靠在繼電器殼體156的壁上，從而產生相對於繼電器銜鐵168的與運動方向相關的緩衝。如果繼電器銜鐵168相反地沿第一運動方向242移動，則封閉在空腔236中的流體體積被卸壓。通過根據圖2、圖3、圖4和圖5的氣體緩衝的變型實施方式，對於以下情況能夠實現與方向相關的氣體緩衝繼電器銜鐵168以其端面206運動進入空腔236中，對在該空腔中包含的流體體積進行壓縮並且使在空腔236中的壓力開始逐步下降；或參照根據圖5的視圖，密封空腔236以防止壓力損失，使得在繼電器銜鐵168的端面206與固定地容納在繼電器殼體156中的銜鐵軛鐵171的端面碰撞時的噪聲產生得到效果顯著的抑制。根據圖6和圖6. 1的視圖示出了根據本發明提出的氣體緩衝的另一變型實施方式。如果銜鐵168的端面206已經達到相對於銜鐵軛鐵171的端面的間距Δ s,則閥元件246被操縱。在此處對構造為銷釘狀的、可運動地容納在通道254中的閥元件246的操縱是通過閥擋塊250碰撞到構造為銷釘狀的閥元件246的端部上來實現。閥元件246的頭部252克服閥彈簧248的彈簧力的作用運動到卸載腔室253中，從而槽256被露出，流體體積通過所述槽從由間距Δ s限定的空腔236溢流到卸載腔室253中。在達到繼電器銜鐵168的端面206和銜鐵軛鐵171的朝向該端面以相應幾何形狀構造的端面之間的明確限定的間距As時，在根據圖6的視圖中示出的閥才動作。出於完整性的考慮需提及的是，用附圖標記150表示螺栓，通過該螺栓實現繼電器16的通電。由根據圖6的視圖可知，在銜鐵軛鐵171中，例如位於本來的通道2Μ上方的槽 256在銜鐵軛鐵171的材料中延伸。槽256也可以參照根據圖6. 1的視圖構造在3點鐘、6 點鐘或9點鐘或任一限定的位置處。在達到部件即繼電器銜鐵168和固定地設置在繼電器殼體156中的銜鐵軛鐵171 之間的明確限定的間距Δ s時，在根據圖6的視圖中示出的閥元件246才打開。
權利要求
1.繼電器(16)，特別是用於內燃機的電起動裝置的繼電器，該繼電器具有繼電器銜鐵 (168)和銜鐵軛鐵(171)，其特徵在於，在所述繼電器銜鐵(168)與所述銜鐵軛鐵(171)之間封閉在空腔(236、As)中的流體體積對所述繼電器銜鐵(168)朝向所述銜鐵軛鐵(171) 方向的運動進行氣體緩衝。
2.按照權利要求1所述的繼電器(16)，其特徵在於，所述繼電器銜鐵(168)在其圓周上具有根據運動方向被操縱的緩衝元件040)。
3.按照權利要求1所述的繼電器(16)，其特徵在於，在所述銜鐵軛鐵(171)或所述繼電器銜鐵(168)中容納有閥012)，特別是止回閥，通過壓縮在所述空腔(236)中的流體，所述閥被沿關閉方向加載。
4.按照權利要求3所述的繼電器(16)，其特徵在於，所述空腔036、As)在所述閥 (212)處於關閉狀態時通過副通道O20)卸壓。
5.按照權利要求3所述的繼電器(16)，其特徵在於，所述空腔036、As)在所述閥 (212)處於打開狀態時通過主通道(218)和副通道(220)又被填充流體，所述主通道和副通道都通至所述閥(212)的閥座(216)。
6.按照權利要求1所述的繼電器(16)，其特徵在於，所述空腔036、As)能夠通過具有至少一個孔(230,232)的導向襯套(202)卸壓。
7.按照權利要求1所述的繼電器(16)，其特徵在於，在達到所述繼電器銜鐵(168)與所述銜鐵軛鐵(171)之間的間距Δ s時，使所述空腔(236)卸壓的閥元件(Μ6)被操縱。
8.按照權利要求7所述的繼電器(16)，其特徵在於，所述閥元件(Μ6)容納在所述銜鐵軛鐵(171)中。
9.按照權利要求7和8所述的繼電器(16)，其特徵在於，所述銜鐵軛鐵(171)包括通道(254)和槽056)，所述閥元件(Μ6)在所述通道中被導引，所述槽通至卸載腔室053)。
10.按照權利要求1所述的繼電器(16)，其特徵在於，所述氣體緩衝是一種相對於所述繼電器銜鐵(168)接近所述銜鐵軛鐵(171)而言的與運動方向有關的緩衝。
11.按照權利要求1所述的繼電器(16)，其特徵在於，所述繼電器銜鐵(168)和/或所述銜鐵軛鐵(171)具有用於對所述空腔節流地排氣的通道004、210)。
12.按照權利要求1所述的繼電器(16)，其特徵在於，在繼電器銜鐵(168)與繼電器殼體(156)之間的密封件040)，特別是密封唇或密封環，將所述空腔(236)密封。
全文摘要
本發明涉及一種繼電器(16)，特別是用於內燃機的電起動裝置的繼電器。該繼電器(16)包括繼電器銜鐵(168)和銜鐵軛鐵(171)。在繼電器銜鐵(168)與銜鐵軛鐵(171)之間封閉在空腔(236、Δs)中的流體對繼電器銜鐵(168)與銜鐵軛鐵(171)之間的碰撞進行氣體緩衝。
文檔編號F16F9/00GK102575633SQ201080044365
公開日2012年7月11日 申請日期2010年9月29日 優先權日2009年10月1日
發明者M·梅茨格爾, S·哈特曼, T·埃勒爾 申請人:羅伯特·博世有限公司