起動裝置的製作方法
2023-05-14 15:54:06 1
專利名稱：起動裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於內燃機的起動裝置。
背景技術：
DE 19616666A1涉及一種內燃機起動裝置的自由輪裝置。該自由輪裝置具有分配給起動裝置的具有盆緣和盆底的盆狀帶動件，其中盆緣通過夾緊件與分配給內燃機的套筒共同作用。盆緣至少在夾緊件的區域內沒有與盆底的機械連接。盆緣和盆底一體式構成， 其中脫開接合是通過局部的切口實現的。在目前所使用的電機中，特別是在用於內燃機的起動裝置中，減震裝置通常在特別地被構造為行星齒輪傳動機構的旋轉傳動機構中安裝在行星齒輪傳動機構的齒圈上。這種減震裝置在特別是內燃機起動裝置的電機的運行中吸收出現的峰值轉矩並附加用於在電機上降噪。DE 1811631公開了一種內燃機的起動裝置。該起動裝置包括可以在驅動軸上沿縱向移動的小齒輪，其藉助於雙臂槓桿與內燃機的齒輪嚙合。作用於小齒輪的彈簧在該小齒輪進行嚙合運動遇到阻礙時張緊。槓桿在其重心上抵抗彈簧的壓力可移動地支承在導向件上。DE 1268433同樣地涉及一種具有手撥螺旋槽的內燃機的起動電動機。起動電動機包括可移動和可轉動的起動小齒輪，其通過自由輪離合器與可以在驅動軸的螺紋段上旋接的套筒連接。環形體在套筒的兩個凸肩之間沿軸向可移動地設置在其上，支承在小齒輪側凸肩上的螺旋彈簧將該環形體擠壓靠在起動電動機側的凸肩上，並且在小齒輪嚙合時由電磁鐵產生的軸向力作用於該環形體。該軸向力通過螺旋彈簧使套筒從驅動軸上的靜止位置向工作位置移動，其中在這兩個位置的每個位置上，穿過套筒中的孔以其中點處於同一個橫截面平面上的多個球體分別嵌入驅動軸的環形槽內，並防止套筒縱向移動。從套筒的外圓周凸起的球體形成套筒的起動電動機側的凸肩，環形體在套筒的靜止位置上和工作位置上均支承在這些凸肩上。
發明內容
依據本發明提出，在一種用於起動內燃機的起動裝置中，由向前嚙合致動器施加的力儲存在彈簧蓄能器內，該彈簧蓄能器可以被構造為單件式或多件式，並且該彈簧蓄能器定位成其始終作用在接合槓桿上。優選地，被分配給接合槓桿的單件式或多件式彈簧蓄能器通過支承體支承。例如，如果在內燃機齒圈的齒部與起動小齒輪的齒部的嚙合出現齒在齒上的位置，則將在這種情況下不能用於起動小齒輪與齒圈嚙合的繼電器力儲存，並且儘管在齒圈與起動小齒輪之間是齒/齒位置，起動裝置仍可以起動。只要脫離齒在齒上的位置，起動小齒輪就通過外齒與內燃機齒圈的內齒接合，可構造為單件式或多件式的彈簧蓄能器鬆開，從而起動小齒輪可以可靠地和無磨損嚙合到齒圈中。由於內燃機的工作方式在內燃機的各缸的壓縮和減壓過程中出現的衝擊同樣可以通過接合槓桿的支承體內的單件式或多件式的彈簧元件得以緩衝。支承體本身也可以由具有彈性的材料製成，這樣明顯改善減振作用。在具有自由輪的起動裝置中，嚙合彈簧直接設置在自由輪的盆形部件後面，而通過依據本發明提出的解決方案，能夠在無自由輪裝置的起動機中實現對出現的衝擊的衰減。起動小齒輪現在不再通過自由輪或作用於該自由輪的嚙合彈簧施加負載和緩衝；在依據本發明提出的解決方案中，小齒輪減振是通過單件式的或者多件式的彈簧蓄能器承擔。為使齒圈既在接合位置上，也在分離位置上接合在內燃機的齒圈中而對接合槓桿施加負載的依據本發明提出的彈簧蓄能器包括至少一個彈簧元件。此外，彈簧蓄能器包括具有彈性的被構造為盤形的止擋元件。止擋元件可以以有利的方式被構造為彎板件，並且具有一個帶有拱起部的彎曲接觸面，該接觸面限定一個空腔。作為對彈簧蓄能器的盤形止擋元件的替代，該部件也可以是塑料注塑件。具有傳統特性的止擋元件如同彈簧一樣起作用，並通過代表彈簧蓄能器的至少一個彈簧被施加負載。替代地，可以使使用兩個例如被構造為異型彈簧的彈簧元件作為彈簧蓄能器，並且將盤形止擋元件用作蓋件或接觸面。具有例如兩個彈簧元件F1和F2的彈簧蓄能器在此在一側支撐在裝入在依據本發明提出的起動裝置殼體內的支承體上。該支承體可以由物質材料(Stoffmaterial)製成並優選地具有平面側，在該支承體上支撐有至少一個彈簧元件F1或兩個交錯插接的彈簧元件F1或&。在朝向接合槓桿的一側上，彈簧蓄能器的一個彈簧元件F1或兩個交錯插接的彈簧元件被所述的止擋元件覆蓋，該止擋元件就其而言可以具有(上面已經介紹的)彈性。通過設置可為單件式的或多件式的彈簧蓄能器以及具有彈性的止擋元件，接合槓桿在其每個操作位置上始終被施加負載。由此可以以有利的方式實現對由向前嚙合致動器產生的能量的持續儲存， 直至起動裝置已經消除了齒圈和起動小齒輪的齒在齒上的位置並且能夠實現起動小齒輪與內燃機齒圈的齒部的完好嚙合。在一種具有優點的實施方式中，彈簧特性曲線可以被設計為，當所使用的兩個可以並聯或串聯的彈簧具有不同的彈性剛性係數並因此一個彈簧先觸到止擋和然後第二彈簧才逐漸壓縮，從而可以實現具有不同斜率的累進的特性曲線時，在多件式的彈簧元件中實現了累進式的特性曲線。
下面藉助於附圖對本發明進行詳細描述。其中圖1示出了用於內燃機的起動裝置的縱剖視圖；圖2示出了無自由輪的用於內燃機的起動裝置的局部縱剖視圖；圖3示出了彈簧特性曲線相對於施加負載的接合槓桿的走勢；以及圖4示出了外部有齒且內部有齒的起動小齒輪的剖視圖。
具體實施例方式圖1以縱剖視圖示出了起動裝置10。起動裝置10例如具有起動電動機13和例如繼電器形式的向前嚙合致動器16。起動電動機13和電動的向前嚙合致動器16固定在一個共同的驅動端軸承蓋19上。起動電動機13在功能上用於當起動小齒輪與在這裡未詳細示出的內燃機的齒圈25嚙合時驅動起動小齒輪22。起動電動機13具有作為殼體的極管觀，該極管在其內圓周上支撐有分別被勵磁繞組34纏繞的極靴31。極靴31又環繞電樞37，該電樞具有由薄片40構成的電樞鐵心43 和設置在槽46中的電樞繞組49。電樞鐵芯43被壓在驅動軸44上。此外在驅動軸13的遠離起動小齒輪22的末端部上，安裝有尤其由多個單獨的換向器薄片55構成的換向器52。 換向器薄片陽以已知的方式與電樞繞組49電連接，使得在換向器薄片55通過碳刷58通電時，產生電樞37在極管觀內的旋轉運動。設置在電驅動裝置16與起動電動機13之間的供電裝置61用於在接通狀態下既向碳刷58，也向勵磁繞組34供電。驅動軸13在換向器側通過軸頸64支承在滑動軸承67內，該滑動軸承又位置固定地保持在換向器軸承蓋70 中。換向器軸承蓋70又藉助於分布在極管觀的圓周上的拉杆73(例如螺栓，數目例如為兩個、三個或四個)固定在驅動端軸承蓋19內。在此，極管觀支撐在驅動端軸承蓋19中， 以及換向器軸承蓋70支撐在極管觀上。沿驅動方向觀察，與電樞37連接的是一個太陽輪80，該太陽輪是旋轉傳動機構 (例如行星齒輪傳動機構8 的部件。太陽輪80由多個行星齒輪86環繞，在此通常是藉助於滾動軸承89支撐在軸頸92上的三個行星齒輪86。行星齒輪86在於外側支承在極管觀內的內齒圈95上滾動。在朝從動側的方向上，連接著行星齒輪86的是在其中容納著軸頸 92的行星架98。行星架98又支承在中間軸承101和設置在其上的滑動軸承104上。中間軸承101被構造為盆形，使得其內部既能容納行星架98，又能容納行星齒輪86。此外，在盆形的中間軸承101中設有最後通過蓋部107相對於電樞37封閉的齒圈95。中間軸承101 以其外圓周支撐在極管觀的內側上。電樞37在驅動軸44的遠離換向器52的端部上具有同樣容納在滑動軸承113中的另一軸頸110。滑動軸承113又容納在行星架98的中心孔內。行星架98 —體式地與從動軸116連接。驅動軸116以其遠離中間軸承101的端部119 支撐在固定於驅動端軸承蓋19內的另一軸承122上。從動軸116分成不同的區段即位於設置在中間軸承101的滑動軸承104中的區段之後的是具有直齒125(內齒)的區段，該直齒是軸-轂連接部128的一部分。軸-轂連接部1 在這種情況下可以使帶動件131在軸向以直線方式滑動。帶動件131是與自由輪 137的盆形外圈132 —體式連接的套筒狀突起部。此外，該自由輪137(也可以是反向止動裝置)由沿徑向設置在外圈132內部的內圈140組成。在內圈140與外圈132之間設有夾緊體138。該夾緊體138在與內圈140和外圈132的共同作用下防止外圈132與內圈140 之間在第二方向上的相對運動。換句話說自由輪137可以實現內圈140與外圈132之間僅沿一個方向的旋轉的相對運動。在該實施例中，內圈140與起動小齒輪22及其斜齒143(指外斜齒)一體式地實施。起動小齒輪22也可以替代地是直齒的小齒輪。作為通過勵磁繞組34進行電磁勵磁的極靴31的替代，還可以使用永磁性勵磁的極。此外，電動的向前嚙合致動器16或電樞168的任務還在於，通過牽引件187使對於驅動端軸承蓋19來說可轉動地設置的槓桿190運動。槓桿190通常是叉形槓桿並通過兩個在這裡未示出的「尖齒」分別在其外圓周上包圍兩個盤件193和194，以使夾緊在它們之間的帶動環197抵抗彈簧200的阻力朝向自由輪137運動，並由此使起動小齒輪22與齒圈25嚙合。
下面詳細介紹嚙合機理。電動的向前嚙合致動器16具有螺栓150，該螺栓是電觸點並在裝配在車輛內的情況下與在這裡未示出的電的起動器蓄電池的正極連接。螺栓150 穿過蓋部153。第二螺栓152是通過供電裝置61 (粗絞合線)供電的起動電動機13的連接件。蓋部153封閉由鋼製成的殼體156，該殼體藉助於例如可以是螺栓的多個固定元件159 固定在驅動端軸承蓋19上。在電動的向前嚙合致動器16中設置有用於向叉形槓桿190和開關裝置161施加牽引力的推進裝置160。推進裝置160具有繞組162，開關裝置161具有另一繞組165。推進裝置160的繞組162和開關裝置161的繞組165分別在接通狀態下產生流過不同部件的電磁場。軸-轂連接部128除了具有直齒125外，也可以具有多頭螺紋齒。在此，如下的組合是可行的a)起動小齒輪22斜齒嚙合，也就是說具有外斜齒143，以及軸-轂連接部1 包括直齒125，b)起動小齒輪22斜齒嚙合以及軸-轂連接部1 具有多頭螺紋齒或者c)起動小齒輪22直齒嚙合以及軸-轂連接部1 具有多頭螺紋齒。此外， 從圖1的圖示中可以看出，驅動裝置10的向前嚙合致動器16上構造有與向前嚙合致動器 16的線性運動的電樞168共同作用的電樞回接部(Ankerrilckschluss) 171。附圖標記174 表示穿過線性運動的電樞168的推桿。附圖標記177表示向前嚙合致動器16的容納在電樞回接部171中的開關螺栓或開關軸。螺栓150或供電裝置61分別設有與觸橋184相對的觸點180或181。依據圖2的圖示是無自由輪的起動裝置的局部縱剖視圖。由根據圖2的視圖可知，向前嚙合致動器16的線性運動的電樞168對接合槓桿 190施加負載。接合槓桿190由彈簧蓄能器204施加負載。彈簧蓄能器204可以僅容納第一彈簧元件F1或容納兩個串聯的彈簧元件F」F2。通過下列方式可以實現彈簧特性曲線的累進性，即彈簧蓄能器204特別地具有兩個串聯的彈簧元件Fp F2，這兩個串聯的彈簧元件中的第一彈簧元件F1具有第一特性曲線210 (參照圖3中的圖示)以及第二彈簧元件F2具有第二特性曲線212(參照依據圖3的圖示)。彈簧蓄能器204通過支承體202支承。如圖 2所示，彈簧蓄能器204例如包括第一螺旋彈簧以及被構造成盤形的止擋元件201。彈簧蓄能器204的止擋元件201例如可以被構造為彎板件，其包括拱起的接觸面。彈簧蓄能器204 的拱起的接觸面限定了例如被構造為彎板件的盤形止擋元件201的空腔。在一種替代的實施可行性方案中，盤形的止擋元件201也可以是塑料注射成型件。如由依據圖2的視圖所示，彈簧蓄能器204或者說第一彈簧元件F1或兩個交錯插接的彈簧元件F1和F2支撐在支承體202的平面側上。支承體202優選地由塑料材料製成。 因此，彈簧蓄能器204可以根據第一實施可行性方案構造有彈簧元件F1和具有彈性的蓋板件201，或者替代地例如包括兩個作為立體彈簧(Raumfeder)交錯插接的彈簧元件F1或F2 以及作為覆蓋件的盤形的止擋元件201。兩種變型實施方式均可行，這兩種變型實施方式導致不同的彈簧特性曲線特徵和不同的彈簧特性曲線走勢。由依據圖2的示圖可知，接合槓桿190以其下端部，也就是遠離向前嚙合致動器 16的端部對第一盤件193或第二盤件194施加載荷。在彈簧蓄能器204中儲存有通過向前嚙合致動器16施加的操作能量。接合槓桿190可以環繞設置在彈簧蓄能器204之上的旋轉軸220進行操作。如果起動小齒輪22與齒圈25的齒部(參照根據圖1的示圖)處於齒在齒上的位置上時，那麼可以通過依據本發明所提出的解決方案實現在無需自由輪的情況下，在到達齒槽時，彈簧蓄能器204促使接合過程，也就是使起動小齒輪22沿軸向運動，即使當向前嚙合致動器16未通電。此外，通過依據本發明所提出的解決方案，實現對通過起動小齒輪22、從動軸116以及在動軸116上容納的單件式或多件式的接合套筒208 傳遞到起動裝置10上的壓縮衝擊或減壓衝擊的衰減。就此而言，容納在彈簧蓄能器204 中的一個或多個彈簧元件F」 F2以及具有彈性的止擋元件201用作起動小齒輪減振裝置 (Andrehritzelanfederung)。由根據圖2的示圖中可以看出，盤件193和194被設置在接合套筒208上。在取消齒在齒上的位置和預緊的彈簧蓄能器204時，在旋轉運動時產生接合槓桿190的軸向運動，因此通過彈簧蓄能器204能夠使通過盤件193、194與接合槓桿190 連接的軸向套筒208沿軸向運動，以及因此使在起動小齒輪22的外圓周上的斜齒143運動到齒圈25的相應的內齒中。從依據圖2的示圖可以看出，依據圖2中的示圖的起動裝置10同樣配備有旋轉傳動機構83，特別是具有多個行星齒輪86的行星齒輪傳動機構，這些行星齒輪支承在行星架 98中的軸頸92上的滾動軸承89內。此外，特別地被構造為行星齒輪傳動機構的旋轉傳動機構83與根據圖1的起動裝置10的示圖類似地具有齒圈95。附圖標記101表示中間軸承，其容納有行星架98用於滑動軸承104的中間連接。容納接合套筒208的從動軸116的自由端部在根據圖2的示圖中通過附圖標記119表示。根據圖3的示圖以示意的方式示出了彈簧蓄能器的彈簧特徵。在依據圖3的示圖中是以此為出發點的，即彈簧蓄能器204至少具有一個第一彈簧元件F1和一個第二彈簧元件F2。從依據圖3的示圖中可以看出，兩個彈簧元件F1或F2具有不同的彈簧剛性。作為第一彈簧元件F1的替代，在依據本發明所提出的彈簧蓄能器204 的一種可行的變型實施方式中，該第一彈簧元件可以是盤形的、例如被加工成為彎板件的止擋元件201。在這種情況下，彈簧蓄能器204僅包括該盤形的止擋元件201以及第二彈簧元件F2。對於這種情況，第一彈簧元件F1通過盤形的止擋元件201示出。替代地在圖3中未示出的一種變型實施方式中存在的下述可行性，即彈簧蓄能器 204除了具有彈性的盤形的止擋元件201外，還包括第一彈簧元件F1和第二彈簧元件F2。 在這種情況下，例如兩個彈簧元件F1和F2可以交錯插接，也就是非常節省結構空間地安裝。 在圖3的情況下，包括具有兩個彈簧元件的彈簧蓄能器204，這兩個彈簧元件如上面所述地由第二彈簧元件F2以及由具有彈性的止擋元件201構成。對彈簧的壓縮與彈簧行程，也就是與在操作向前嚙合致動器16時作為接合槓桿起作用的槓桿190完成的預緊行程有關。依據圖3由以下為出發點，即彈簧蓄能器204具有其中分別固有不同的彈簧特性的彈簧元件。第一彈簧元件F1 (由盤形止擋元件201示出) 具有更平坦地走向的彈簧特性曲線210，其在轉折點214上達到整體長度。隨後具有更硬的彈簧特性曲線212的，因此具有更大剛性的第二彈簧元件F2起作用。通過兩個彈簧元件F1 和F2的串聯，實現在圖3中所示的具有累進的特性曲線的特性走勢。兩個彈簧F1和F2具有不同的彈性剛度，由此，當第一彈簧元件F1完全被壓縮在一起，也就是達到其整體長度的情況下，第二彈簧元件F2才起作用(參照特性曲線走勢212)。作為螺旋彈簧的替代，也可以使用盤形彈簧作為彈簧元件Fp F2，這些盤形彈簧被同向設置或反向設置，或也可以被結合成同向或反向定向的彈簧組。盤形彈簧如同盤形彈簧組那樣(相同的定向)優選地設置在支承體202的區域內。根據圖4的示圖示出了起動小齒輪的剖視圖。
從根據圖4的示圖可以看出，起動小齒輪22在其外周面上具有外斜齒或外直齒 143。此外，起動小齒輪22還包括通過附圖標記216表示的內齒或內花鍵造型部。
權利要求
1.一種用於內燃機的起動裝置(10)，所述起動裝置具有向前嚙合致動器(16)，在其操作時使起動小齒輪0 接合在內燃機的齒圈0 中，其特徵在於，通過所述向前嚙合致動器(16)操作的接合槓桿(190)通過彈簧蓄能器(204)施加負載，所述彈簧蓄能器包括至少一個第一彈簧元件F1和一個用於接合槓桿(190)的具有彈性的止擋元件001)。
2.按照權利要求1所述的起動裝置(10)，其特徵在於，所述具有彈性的止擋元件(201) 覆蓋所述彈簧蓄能器(204)並且是盤形的。
3.按照權利要求1所述的起動裝置(10)，其特徵在於，所述彈簧蓄能器(204)包括具有第一彈簧特性曲線O10)的第一彈簧元件F1和具有第二彈簧特性曲線012)的第二彈簧元件F2。
4.按照權利要求3所述的起動裝置(10)，其特徵在於，彈簧元件F1和F2串聯連接。
5.按照前述權利要求中的任意一項所述的起動裝置(10)，其特徵在於，所述接合槓桿 (190)的止擋元件(201)具有支承體002)，所述彈簧蓄能器(204)的至少一個彈簧元件F1 在平面側上貼靠地支撐在所述支承體上。
6.按照前述權利要求中的任意一項所述的起動裝置(10)，其特徵在於，彈簧元件F1和 F2是交錯插接的螺旋彈簧。
7.按照前述權利要求中的任意一項所述的起動裝置(10)，其特徵在於，彈簧元件F1和 F2是盤形彈簧。
8.按照權利要求5所述的起動裝置，其特徵在於，所述支承體(202)由具有彈性的材料製成。
9.按照權利要求1所述的起動裝置，其特徵在於，所述接合槓桿(190)在嚙合在齒圈 (25)中的位置上和從所述齒圈分離的位置上始終由所述彈簧蓄能器(204)施加負載。
10.按照權利要求1所述的起動裝置，其特徵在於，所述具有彈性的止擋元件O01)是彎板件或塑料注塑件，所述彎板件包括具有拱起部的接觸面，所述接觸面限了一個空腔。
全文摘要
本發明涉及一種內燃機的起動裝置(10)。起動裝置(10)包括向前嚙合致動器(16)，在其操作時起動小齒輪(22)嚙合在內燃機的齒圈(25)中。通過向前嚙合致動器(16)進行操作的接合槓桿(190)通過彈簧蓄能器(204)被施加負載。彈簧蓄能器(204)包括至少第一彈簧元件(F1)和一個用於接合槓桿(190)的具有彈性的止擋元件(201)。
文檔編號F02N15/06GK102536580SQ20111035852
公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月28日 優先權日2010年9月30日
發明者K-O·施密特, S·卡斯克 申請人:羅伯特·博世有限公司