用於內燃機起動機的自由輪離合器、起動機和製造方法

2023-10-11 08:06:04 2

專利名稱：用於內燃機起動機的自由輪離合器、起動機和製造方法
技術領域：
本發明涉及一種用於內燃機起動機的自由輪，其中自由輪離合器構造有轉矩傳遞部件和帶有內鍵槽的傳動件，多個滾子設置在所述內鍵槽中，轉矩傳遞部件具有滾子軸環， 所述滾子設置在該滾子軸環的圓柱形外周面上，在軸向橫截面中看轉矩傳遞部件在滾子軸環的一端具有環繞的臺肩，該臺肩在軸向上被貼靠在導向盤上的保持盤擋住以軸向固定轉矩傳遞部件，保持盤、導向盤和滾子藉助封閉蓋與傳動件相固定。本發明還涉及一種起動機。本發明還涉及一種用於內燃機起動機的自由輪離合器的製造方法，該自由輪離合器具有轉矩傳遞部件，其中在傳動件中以摩擦連接的方式插入多個滾子，嵌入作為帶有支撐凸起部和彈簧的支撐環的導向環，裝入帶有滾子軸環的轉矩傳遞部件，所述滾子軸環作為滾子的內支承面和內滾動面。
背景技術：
由現有技術已知在起動裝置即所謂的起動機中的各種不同的自由輪裝置。自由輪離合器的作用是，當內燃機被起動且在減壓階段轉動得比起動機中的起動電動機規定的更快時，給起動小齒輪提供超越可能性。DE575151描述了一種用於內燃機起動機的自由輪離合器。傳動件蓋住滾子並且通過環形盤被封閉。傳動件連同環形盤構成包圍有滾子的腔室。DE3040074A1描述了一種用於內燃機起動機的滾子式自由輪離合器。具有圓形外周的環形導向盤具有帶導向元件的軸向凸起部，以便能夠潤滑劑密封地且抗轉動地藉助於導向元件以增強的迷宮作用來布置。DE3138466A1描述了一種用於內燃機起動機的滾子式自由輪離合器。起動機為了內燃機的起動過程將起動電動機的不可轉動的驅動軸與內燃機齒圈相連接。由塑料製成的導向盤封閉了構造有導向件的滾子式自由輪離合器的間隙。在導向盤上緊靠有保持盤。傳動套筒通過以形狀配合連接方式固定的封閉套筒將各自由輪部件一起保持在內腔中。

發明內容
本發明的目的是改進開頭所述類型的自由輪離合器、起動機和製造方法，使轉矩傳遞部件可靠地在軸向上固定，並且自由輪離合器既可以人工地，又可以自動化地簡單地安裝。根據本發明，所述目的通過權利要求1和11的內容得以解決。從屬權利要求給出了本發明的優選的改進方案。所述目的通過如下方式得以解決保持盤被構造為沿徑向有至少一個開口。保持盤包住臺肩以沿軸向固定，且至少被構造為具有半圓形孔，該孔形成相對於轉矩傳遞部件的間隙配合。保持盤密封並且蓋住由傳動件和帶有支承元件凸起部的導向盤構成的用於潤滑劑的保持架。
根據一種優選的實施方式，保持盤，特別是貼靠在封閉蓋上的面由多個部分構成。 由多個部分構成的設計方案是重要的，以將臺肩包住。在導向盤和封閉蓋之間的均勻面產生均衡的面負荷和從封閉蓋至傳動件的力傳遞。此外，臺肩以形狀配合連接的方式與一個或多個保持盤或者由多個部分構成的保持盤接合，以產生均勻的力負荷。根據另一種優選的實施方式，僅僅是貼靠在封閉蓋上的面由多個部分構成。保持盤與導向盤一起構成該貼靠面。根據本發明的一種改進的實施方式，保持盤被構造為兩個半盤的形式。這具有如下優點半盤均勻地受力以及均勻地傳遞力，並且當旋轉力作用於半盤上時，該半盤在必要時也可以轉動。根據另一種優選的實施方式，保持盤在面上看呈U形。此時有利的是，臺肩基本上由唯一一個保持盤以形狀配合連接的方式固定，而無法軸向移動。保持盤相對於導向盤提供了限定的高度或者說厚度，從而在兩個盤接合後，無論保持盤是全自動化地還是人工地安裝到或者說推入導向盤中，封閉蓋連同傳動件具有限定且能復現的外部寬度或者說距離。通過如在結構上規定的安裝所實現的限定寬度具有如下優點起動機殼體結構緊湊，且避免了自由輪離合器因可軸向移動的自由輪離合器碰撞到驅動端軸承上以起動內燃機的危險。例如當兩個半盤形式的保持盤不受期望地相重疊且封閉蓋因此比按結構設計的更遠離導向盤時，保持盤較寬，自由輪離合器進而有較大的寬度。也就是說，根據本發明，避免了安裝錯誤。這些安裝錯誤原則上不是由起動機結構所造成的。但是，安裝錯誤可能在從全自動製造切換至部分人工製造時出現。安裝錯誤可能導致自由輪離合器的外表面由於增加的摩擦和熱負荷而磨損得更加嚴重，進而使起動機的使用壽命縮短。有利的是，為了按規定裝入保持盤，保持盤優選地能以形狀配合連接的方式與從導向盤突出的部分裝配在一起，該部分將至少一個扁平的半圓形從保持盤的敞開U形封閉成一個圓。保持盤以形狀配合連接的方式接合到或者說被推到臺肩上並貼靠在同時作為自由輪離合器內滾子的導向盤的導向盤上，這帶來以下優點，保持盤可通過人工方式按規定且高質量可重複地簡單使用。因此昂貴的自動化不是強制必需的。此外，明顯更簡單地進行自動化製造。也可以無誤地執行可能的人工完成的安裝。為了簡化安裝和在安裝時容許用於將保持盤引入到臺肩上的誤差以及形狀配合連接誤差，以及為了降低損傷風險，U形保持盤的臂部優選被倒圓。為了製造重量儘可能輕的起動機，保持盤優選由塑料製成。根據一種替代的實施方式，為提供儘可能無磨損且儘可能耐用的保持盤，保持盤優選由金屬製成。根據一種替代的實施方式，滾子軸環連同導向槽構成轉矩傳遞部件中的臺肩。這具有如下優點，轉矩傳遞部件可以是一個結構緊湊的構件，它在兩個軸向上被固定。為了節省安裝步驟和製造步驟，優選地，根據特定應用情況且優化地將轉矩傳遞部件設計成一體式的起動小齒輪。所述目的還通過具有上述特徵的起動機來實現。所述目的還由此得以解決，至少一個保持盤在徑向上通過至少一個開口從至少一側被推入到滾子軸環的朝向轉矩傳遞部件中心的一端上的臺肩上，隨後，通過封閉蓋封閉該傳動件。這具有如下優點轉矩傳遞部件可以與滾子軸環和至少一個臺肩一體式地製造或者作為插裝齒輪由多個部分製成，並且通過保持盤將起動小齒輪軸向固定，防止其沿軸向移動。根據一個重要的發明構想，保持盤優選以形狀配合連接的方式抵靠在導向盤上地被推入到扁平的突出部分中，其中單獨的突出部分的厚度與保持盤厚度一樣。因此，更好地避免作為間隔插入件(Distanzeinsatz)的保持盤的兩個半盤相重疊。用於將傳動件內的潤滑劑封閉地留在保持架中且沿軸向固定起動小齒輪的半盤可通過人工方式以高的可靠性和高的可重現率用在自由輪離合器的製造中。因此，自由輪離合器不僅能人工地，而且能自動化地、非常簡單且無誤地安裝。由封閉蓋內的保持盤造成的過大距離的錯誤率顯著降低，由此提高了特別是也至少有時能人工製造的起動裝置的質量，並延長其使用壽命。易於理解的是，上述的和隨後還要說明的特徵不僅能夠以分別給出的組合方式使用，也能夠以其它組合方式使用。


接下來參照附圖詳細說明本發明，附圖中圖1示出了自由輪離合器的橫剖視圖，圖2示出了 U形保持盤，圖3以立體圖示出了導向盤，圖4以立體圖示出了不帶封閉蓋的自由輪離合器，以及圖5示出帶有兩個半盤作為保持盤的自由輪離合器的一種替代實施方式。
具體實施例方式圖1在起動機20的橫剖視圖中示出了自由輪離合器1。自由輪離合器1安裝在起動機20的驅動端軸承18的殼體中，並且包括用作轉矩傳遞部件23的起動小齒輪2。為了起動過程，起動小齒輪2被推入內燃機的齒圈中以起動內燃機。自由輪離合器1執行如下功能起動小齒輪2在內燃機起動時能在減壓階段以比通過起動機20內的起動電動機預先設定的轉速更高的轉速跟隨內燃機。此過程被稱為超越。超越過程一般出現在內燃機每次的減壓過程中。在運行的內燃機上的超越過程很短暫， 因為在內燃機起動後起動小齒輪在齒圈上脫離嚙合。自由輪離合器1包括傳動件3，該傳動件傳遞起動電動機的轉矩。傳動件3具有在傳動件內的內鍵槽4，多個滾子5以摩擦連接的方式和可滾動的方式設置在該內鍵槽中。 滾子5通過彈簧16被預緊，導向元件17將彈簧16保持就位。導向元件17完全或部分是導向盤9上的凸起部，該導向盤對彈簧16進行導向。滾子5由滾子軸環6承載，該滾子軸環與起動小齒輪2構成一體的部件。因此，這些滾子5作為外周面接觸傳動件3的在傳動件中的鍵槽4，並且作為內周面接觸滾子軸環6的在起動小齒輪7上的周面。在起動小齒輪 2和滾子軸環6之間，在部件中構造有導向槽8。導向槽8包括臺肩28，該臺肩設置在傳動件3的內部並被傳動件覆蓋。為了沿軸向固定起動小齒輪2並防止潤滑劑從滾子保持架中溢出，在導向盤9上設置保持盤(Haltesscheibe) 10，根據一種依據本發明的製造方法，該保持盤以形狀配合連接的方式被推入。這能以低廉的成本人工地進行或通過製造機器人自動化地進行。保持盤10以間隙配合通過形狀配合連接的搭接沿軸向將導向槽8的環繞的臺肩觀擋住，從而實現了轉矩傳遞部件23在自由輪離合器1中的軸向固定。根據本發明，保持盤10的位置由突出的更厚的異型部分12限定，該異型部分從導向盤9中突出來。當封閉蓋11通過壓力以形狀配合連接和/或傳力連接的方式與傳動件接合時，保持盤10原則上哪都不與第二個表面，例如突出的異型部分12重疊。通過避免重疊以及通過附加的突出的異型部分12，傳動件3的從傳動件端面31直至要緊貼的封閉蓋 11的面25的厚度或者說高度H大小完全一樣，從而由封閉蓋11對具有導向元件17的凸起部的導向盤9施加的均勻壓緊力是一樣大的。由於自由輪離合器1可精確且錯誤率較低地重複安裝在起動機20內，封閉蓋遇到比安裝時的高度H更大的間距的危險顯著降低，從而不僅在自由懸臂式起動機(frei ausstossende Starter)中，而且在尖嘴起動機(Maulstarter)中，顯著降低了起動小齒輪 2嚙合時接觸驅動端軸承18的危險。例如，示出了在起動位置時封閉蓋11'的位置。如果不是如所規定的一樣，而是以較大的高度H安裝封閉蓋11 『，則情況變得更糟。若驅動端軸承18因不合格的安裝而同自由輪離合器1接觸，則由於封閉蓋11表面的接觸而造成磨損加劇，因為封閉蓋隨整個起動機20變熱，從而可能使起動機20的使用壽命縮短。對於尖嘴起動機，封閉蓋在安裝不合格的情況下可能與內燃機齒圈接觸。由此，整個裝置快速磨損。圖2以立體圖示出了保持盤10的一種優選的實施方式。保持盤10呈U形，其臂部13、14的端部被倒圓。該保持盤10優選地由塑料製成。它的厚度h與外露區域或者更確切地說突出的異型部分12的高度一致。保持盤10在俯視圖中從外周邊看呈圓形。它具有同心的、在內部的且具有徑向開口 19的半圓，該開口由兩個平行延伸的臂部內邊確定。圖3以立體圖示出導向盤9，其具有作為導向元件17的凸起部。導向元件17用於支承、定位和承載滾子5和彈簧16。導向盤9呈環形。在帶有導向元件17的凸起部的對置側，形成一個形狀互補的突出部分12，它以形狀配合連接的方式將圖2所示的保持盤10容納在平行的臂部13、14中的開口 19處，因此閉合從U形保持盤10敞開的環。突出部分12 具有厚度h。圖4以立體圖示出自由輪離合器1，但沒有封閉蓋11。導向盤9遮蓋自由輪離合器1中的滾子。為了軸向固定起動小齒輪2，以形狀配合連接的方式從下側推入保持盤10。圖5以立體正視圖示出自由輪離合器1的一種替代實施方式。在此實施方式中， 兩個半圓形半盤構成一個保持盤，其呈環形套裝在未示出的導向盤9上。導向盤9被封閉蓋11遮蓋。保持盤10如在根據圖1至圖4的實施方式中一樣用於將潤滑劑保持在滾子保持架內並給起動小齒輪2提供軸向固定。但與根據圖1至圖4的實施方式不同的是，在保持盤10的兩個半盤10. 1,10. 2中出現以下缺點，在人工製造時，這兩截可能不小心略微重疊，從而使封閉蓋11無法再嚴格以距傳動件3端面31 —致的間距均勻地安裝，由此可能出現由於在自由輪離合器1和驅動端軸承18上加劇的摩擦和熱負荷所引起的磨損現象。根據圖1至圖4的實施方式只需要一個唯一的部件，即一體的保持盤10，用於固定起動小齒輪2，因此是優選的實施方式。所有附圖示出了僅是示意性的而並非是按照比例的視圖。此外，尤其參見作為要件的本發明的繪製視圖。
權利要求
1.一種用於內燃機起動機的自由輪離合器(1)，其中所述自由輪離合器(1)具有轉矩傳遞部件和帶有內鍵槽(4)的傳動件(3)，多個滾子( 設置在所述內鍵槽中，其中所述轉矩傳遞部件具有滾子軸環(6)，在所述滾子軸環的圓柱形外周面上，所述滾子(5) 被設置在起動小齒輪(7)上，所述轉矩傳遞部件在軸向橫截面中看在滾子軸環(6)的一端具有環繞的臺肩(觀)，所述臺肩在軸向上被貼靠在導向盤(9)上的保持盤(10)擋住， 以沿軸向固定所述轉矩傳遞部件(23)，並且所述保持盤(10)、所述導向盤(9)和所述滾子 (5)藉助於封閉蓋(11)與所述傳動件(3)固定，其特徵在於，所述保持盤(10)在徑向上構造有至少一個開口(19)。
2.根據權利要求1所述的自由輪離合器(1)，其特徵在於，所述保持盤(10)、特別是貼靠在所述封閉蓋(11)上的面05)由多個部分構成。
3.根據權利要求1或2所述的自由輪離合器(1)，其特徵在於，所述保持盤(10)為兩個半盤的形式。
4.根據權利要求1至3中任意一項所述的自由輪離合器(1)，其特徵在於，所述保持盤 (10)在面上看呈U形。
5.根據權利要求1至4中任意一項所述的自由輪離合器(1)，其特徵在於，所述保持盤 (10)能以形狀配合連接的方式與從所述導向盤(10)中突出的異型部分( 拼合，所述異型部分將至少一個扁平的半圓閉合成一個圓。
6.根據權利要求1至5中任意一項所述的自由輪離合器(1)，其特徵在於，U形的所述保持盤(10)的臂部(13、14)被倒圓。
7.根據權利要求1至6中任意一項所述的自由輪離合器(1)，其特徵在於，所述保持盤 (10)由塑料製成。
8.根據權利要求1至7中任意一項所述的自由輪離合器(1)，其特徵在於，所述保持盤 (10)由金屬製成。
9.根據權利要求1至8中任意一項所述的自由輪離合器(1)，其特徵在於，所述臺肩 (28)由滾子軸環(6)連同在該轉矩傳遞部件03)內的導向槽(8)構成。
10.根據權利要求1至9中任意一項所述的自由輪離合器(1)，其特徵在於，所述轉矩傳遞部件為一體式的起動小齒輪O)。
11.一種用於製造內燃機起動機的具有轉矩傳遞部件的自由輪離合器，特別是根據權利要求1至8中任意一項所述的自由輪離合器的方法，其中在傳動件(3)中以摩擦連接的方式插入多個滾子(5)，嵌入帶有支承凸起部和彈簧(16)的作為支承環的導向盤(9)， 裝入帶有作為用於滾子(5)的內支撐面和內滾動面的滾子軸環(6)的轉矩傳遞部件(23)， 其特徵在於，將至少一個保持盤(10)沿徑向上通過至少一個開口(19)從至少一側推到位於所述滾子軸環(6)的朝向所述轉矩傳遞部件中心的一端上的臺肩08)上，隨後通過所述傳動件(3)的封閉蓋(11)閉鎖。
12.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述保持盤(10)以形狀配合連接的方式被推到具有扁平的突出部分(1 的所述導向盤(9)上，其中特別地，所述突出部分(12) 具有與所述保持盤(10) —樣的厚度(h)。
13.—種起動機(20)，其特徵在於，所述起動機具有根據權利要求1至10中任意一項所述的自由輪離合器(1)。
全文摘要
本發明涉及一種用於內燃機起動機的自由輪離合器(1)，其中自由輪離合器(1)構造有轉矩傳遞部件(23)和帶有內鍵槽(4)的傳動件(3)，滾子(5)設置在該內鍵槽中，所述轉矩傳遞部件(23)具有滾子軸環(6)，所述滾子(5)設置在滾子軸環的圓柱形外周面上，轉矩傳遞部件(23)在軸向橫截面中看在滾子軸環(6)的一端具有環繞的臺肩(28)，該臺肩在軸向上被貼靠在導向盤(9)上的保持盤(10)擋住，沿軸向固定該轉矩傳遞部件(23)，並且所述保持盤(10)、所述導向盤(9)和所述滾子(5)藉助於封閉蓋(11)與所述傳動件(3)固定在一起。為了在軸向上可靠地保持轉矩傳遞部件(23)並且既可人工地也可自動化地簡單安裝自由輪離合器(1)，保持盤(10)沿徑向構造有開口(19)。
文檔編號F16D41/06GK102362064SQ201080013122
公開日2012年2月22日 申請日期2010年3月16日 優先權日2009年3月23日
發明者M·施塔爾, S·許默 申請人:羅伯特·博世有限公司