專利名稱：起動裝置以及用于制造起動裝置的方法
技術領域：
本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的用于起動內燃機的起動裝置、尤其是起動機。此外，本發明涉及一種根據權利要求10的前序部分所述的用于制造用于起動內燃機的起動裝置、尤其地起動機的方法。
背景技術：
本發明基于帶有根據獨立權利要求的類型的起動機或起動馬達的系統。本發明的對象為用于帶有內燃機的車輛的起動機和起動器，其具有帶有電樞和換向器的電機，其中，電樞具有帶有相應的電樞軸承的電樞軸。從現有技術中已知用于帶有內燃機的車輛的帶有起動機繼電器的起動器，其通常包括用于驅動內燃機的直流電機。在這種類型的起動機或起動馬達中，例如帶有相應的繼電器的繼電器叉形桿系統負責到齒圈中的嚙合或推進。在推進、也稱為間隔或更準確地說嚙合運動中，磁繼電器向后拉動叉形桿。這通過對繼電器相應的通電實現。在通電時，使與磁性的鐵心共同作用的開關軸沿軸向朝觸點的方向上運動或遠離觸點運動。這種類型的起動機具有帶被構造成磁體的定子的電動機。此外，電動機具有轉子，轉子具有由帶有鐵心的線圈構成的電樞，電樞可旋轉地被支承在定子的極靴之間的磁場中。用于電樞的電流輸送通過成段的換向器和滑動觸點、所謂的換向器刷實現。在此，在轉子通電時也產生磁場，其與定子的磁場相互作用。在這種類型的起動器中，應用以浮動的方式被支承的驅動軸或電樞軸。為了限制電樞軸的軸向間隙，已知軸向鎖定裝置。至今為止已知的軸向鎖止裝置包括安裝在電樞軸上的止動墊片。止動墊片在電樞軸的槽中的配合具有公差。由于多個單件相對于電樞的公差鏈，在裝配起動器時單件公差累積，從而電樞軸會具有軸向間隙、更確切地說軸向縱向間隙，其可為十分之幾毫米以及更大。從DE 29704299 Ul中已知用于帶有起動馬達的內燃機的起動裝置，其驅動軸通過傳動裝置與從動軸處于有效連接，從動軸為帶有自由輪機構和起動小齒輪的嚙合傳動機構的一部分，起動小齒輪以可軸向地移動的方式布置在從動軸上，并且通過軸向的移動使起動小齒輪與內燃機的起動傳動機構的齒圈進入接合，其中，在從動軸上在起動小齒輪之后(相對于朝向起動馬達的方向)布置有用于起動小齒輪的止擋裝置，該用于起動小齒輪的止擋裝置布置在其與齒圈接合時的運動的終端區域內，其中，止擋裝置具有軸向地作用的彈性元件。
發明內容
與現有技術相比，具有相應的獨立權利要求或并列權利要求所述的特征的根據本發明的起動裝置和根據本發明的方法所具有的優點為，用于起動內燃機的起動裝置、特別是起動機，包括電樞軸，該電樞軸在其一個端部處借助于包括套筒的換向器軸承以浮動的方式被支承，其中，套筒具有鎖定裝置(Arretiervorrichtung),可將十分之幾毫米的軸向電樞縱向間隙減小到百分之幾毫米。由此明顯減小起動裝置的換向器系統的磨損以及特別地明顯減小碳刷的磨損。軸向縱向間隙或電樞縱向間隙不再通過相對不精確地加工的多個構件的公差限定。優選地，起動裝置包括帶有轉子和定子的電動機，并且特別是被構造成用于內燃機的起動機或所謂的起動馬達。該起動裝置包括浮動地被支承的電樞軸。電樞軸在徑向的方向上通過襯套、也被稱為燒結襯套被引導。在一個實施方案中，電樞軸在軸向通過例如布置在電樞軸的軸槽中的止推盤和/或止動墊片被引導。優選地，燒結襯套通過套筒在蓋部中或借助于被構造在套筒中的軸承支承架被支承。蓋部同時用作換向器軸承并且由此固定換向器軸承。電樞軸穿透軸承支承架并且利用其后端部在背離換向器的一側上伸出超過軸承支承架和蓋部。在此，電樞軸、特別是后端部在套筒的區域中不具有實現在軸向的方向上的固定的凸肩部或類似者。由此，套筒僅僅在徑向的或周向的方向上、但是未在軸向的方向上固定電樞軸。電樞軸支承的方式被稱為浮動的支承。優選地，在軸向的方向的固定通過后端部處的被定位在軸承支承架處的軸槽中的止動墊片實現。根據本發明，在套筒上設置有鎖定裝置，用于實現在軸向的方向上被鎖定的固定或電樞縱向間隙的減小。有利地，鎖定裝置被構造在套筒的區域中。通過在從屬權利要求中闡述的措施，可實現在獨立權利要求和并列權利要求中給出的裝置的有利的改進方案和改善方案。在一種實施方式中規定，鎖定裝置包括至少一個與互補的鎖定單元共同作用的卡鎖元件。優選地，構造多個卡鎖元件。卡鎖元件被構造成螺紋形的、螺旋形的或環形的。優選地，卡鎖元件在軸向上彼此間隔開。在一個實施方式中，卡鎖元件不均勻地彼此間隔開。更為優選地，卡鎖元件以等距的方式彼此間隔開。原則上，可實現任意的間距。優選地，卡鎖元件被實施成位置固定的卡鎖元件。優選地，在一個實施方式中，卡鎖元件在套筒的周向上延伸。優選地，卡鎖元件在整個周向上伸延。在另一實施方式中，至少單個的卡鎖元件部分地在周向上伸延。優選地，套筒的后端部的端側被構造成無卡鎖元件。另一實施方式規定，所述至少一個卡鎖元件被集成在套筒的表面中。有利地，卡鎖元件被構造到背離電樞軸定向的表面中、也就是說套筒的外表面中。相應地，在一個實施方式中規定，卡鎖元件被集成在套筒的表面中被構造成凹處和/或抬高部。例如，凹處和/或抬高部被構造成刻痕、溝部、異型部、槽等。這可以簡單的方式直接在套筒中成型。凹處和/或抬高部至少部分在周向上、優選地完全在周向上繞套筒延伸。在此，凹處和/或抬高部橫向于軸向、尤其地相對于軸向垂直地伸延。優選地，卡鎖元件、即凹處和/或抬高部被構造成彼此平行。一個實施方式設置多個在軸向上等距地彼此間隔開的、環繞的橫向溝部。優選地，卡鎖元件被構造成螺紋、也就是說被構造成在套筒的表面處的外螺紋。在此，凹處和抬高部被構造成成型的刻痕，該刻痕以連續的螺旋線的形式圍繞套筒沿螺紋線延伸。又另一實施方式規定，設置至少一個鎖定單元，其與至少一個卡鎖元件、尤其地套筒的卡鎖元件共同作用。該鎖定單元被實施成在裝配時被引入卡鎖元件的區域中的獨立的部件。鎖定單元和卡鎖元件的共同作用傳力連接地、形狀配合連接地和/或材料連接地實現。
在另一實施方式中規定，鎖定單元包括用于套筒和/或電樞軸的容納部，其至少部分地在該至少一個卡鎖元件的區域中在周向上包圍套筒。優選地，該容納部被構造成貫穿孔，套筒可延伸通過該貫穿孔。優選地，該貫穿孔被構造成與套筒互補，例如構造成圓形。此外，在一個實施方案中，在容納部的向內指向的端部處構造有形式為凸肩部的止動面，其在已裝配的狀態中與止動墊片處于接觸。另一實施方式規定，容納部在指向套筒的容納表面上具有至少一個與電樞軸的至少一個卡鎖元件互補的卡鎖元件，其與套筒的至少一個卡鎖元件共同作用。優選地，該容納部在至少一個表面區段上具有互補的卡鎖元件，優選地沿著整個的表面、至少在周向的方向上。此外優選地，所述帶有卡鎖元件的表面為內表面，也就是說，朝向容納在容納部中的套筒定位。如此設定該容納部連同卡鎖元件的尺寸，即，容納部可以小的力消耗通過套筒與相應的卡鎖元件一起運動。例如，該卡鎖元件被構造成刻痕、溝部、異型部、槽等。該卡鎖元件在周向上沿著容納部的內表面延伸。在此，卡鎖元件橫向于軸向、尤其地相對于軸向垂直地伸延。優選地，卡鎖元件彼此平行地取向。一個實施方式設置多個在軸向上等距地彼此間隔開的、環繞的橫向溝部。優選地，卡鎖元件被構造成螺紋、也就是說被構造成在容納部的內表面處的內螺紋。在此，卡鎖元件被構造成成型的刻痕，其連續地螺旋式地繞套筒沿著螺旋線伸延。優選地，鎖定單元的容納部的卡鎖元件被構造成與套筒的卡鎖元件互補，例如被構造成螺紋和配合螺紋。在套筒容納在鎖定單元的容納部中時，將卡鎖元件的螺紋旋入彼此，從而建立在鎖定單元和鎖定裝置之間的連接。有利地，利用保持不變的拉力矩或扭力矩實現鎖定單元的旋上。在將鎖定單元旋擰到螺紋形的卡鎖元件上時，后端部被一起推入鎖定單元的后部的區域中。此外，在軸向的方向上，在軸槽中的止動墊片由容納部的內部的端部處的止動面壓靠軸承支承架。根據本發明，由此由在軸承中的止動墊片的間隙限定電樞縱向間隙。一種優選的實施方式規定，套筒的至少一個卡鎖元件被實施成外螺紋，并且在鎖定單元上的該至少一個卡鎖元件被實施成與該外螺紋互補的內螺紋。例如，鎖定單元的內螺紋被實施成自攻螺紋。相應地，在旋上鎖定單元時，通過內螺紋而在套筒的表面中使套筒的外螺紋切割或成型制成。在另一實施方式中規定，起動裝置至少在軸承支承架的區域中被構造成是無止推盤的。有利地，電樞軸在軸向上通過鎖定裝置、更確切地說鎖定單元和止動墊片的共同作用被固定，其中，鎖定單元使止動墊片抵靠套筒的軸承支承架被壓緊，從而在沒有止推盤的情況下確保電樞軸在軸向的方向上的固定。由此，影響電樞縱向間隙的部件的公差鏈被減少了一個額外構件。附加地有利地，防止止動墊片的旋轉運動。與現有技術相比，具有相應的獨立權利要求和并列權利要求所述的特征的根據本發明的方法具有的優點為，在制造這樣的用于起動內燃機的起動裝置、特別是起動機時，即，該起動裝置包括在其一個端部處借助于包括套筒的換向器軸承以浮動的方式被支承的電樞軸和通過被構造在套筒上的鎖定裝置被鎖定的電樞縱向間隙，減小了軸向縱向間隙。在此，鎖定單元的卡鎖元件和套筒的卡鎖元件被引入有效連接，從而減小電樞縱向間隙、即軸向縱向間隙。優選地，鎖定單元被固定直至止動墊片止擋在軸承支承架上以及止擋在鎖定單元內部的止動面上。例如，鎖定單元的固定被實施成旋上。在一個實施方案中，手動地進行該旋上操作，在另一實施方案中，設置用于旋上的輔助器件。
在附圖中示出了本發明的實施例，并且在以下的描述中詳細解釋這些實施例。其中圖1以橫截面視圖顯示了起動裝置，圖2a_2c示意性地分別以立體的視圖顯示了在不同的裝配步驟中的起動裝置的局部結構，圖3示意性地以部分地剖切的立體的視圖顯示了根據圖2c的局部結構，以及圖4示意性地以立體的視圖單獨顯示了根據圖2c的鎖定單元。
具體實施例方式圖1以橫截面視圖顯示了帶有繼電器42的內燃機的起動裝置100，該繼電器42也被實施成配電繼電器或接通繼電器。起動裝置100的殼體10包括通過未進一步示出的螺栓相互連接的圓柱形的殼體件11以及蓋部13。圓柱形的殼體件11在后部通過蓋部13封閉，在蓋部13的中央部分中模制有向外指向的套筒14(見圖3)。在套筒14中設有軸承支承架15 (見圖3)，電的起動馬達18的電樞軸17的后端部17a (在此未詳細顯示，見圖3)被支承在該軸承支承架15中，起動馬達18的電樞以19表示。在電樞19的徑向外部，在殼體件11的壁部上，設有起動馬達18的多個(永)磁體20。電樞軸17的前端部通過在直徑上減小的端部區段22被支承在從動軸24的同軸地伸延的、未進一步示出的盲孔23中。從動軸24的另一端部被支承在將殼體件11封閉的軸承蓋25中和被模制在該軸承蓋上的套筒26中。電樞軸17在其面對軸承蓋25的端部附近具有齒部28 (太陽輪)，行星齒輪29接合到該齒部28中，該行星齒輪還與行星齒輪傳動機構31的位于外部的固定的齒環30嚙合(=傳動裝置(Vorgelege))。行星架12驅動從動軸24，自由輪機構33布置在該從動軸24上，自由輪機構的內環34具有突出部35 (小齒輪)，在其上構造有外齒部36。自由輪機構33的外環37通過多線螺紋38與從動軸24相連接。所謂的接合彈簧39作用到該外環上。為了起動過程的目的，可通過自由輪機構33的軸向移動使外齒部36與內燃機的齒圈40進入接合。這借助于(接通)繼電器42實現，在該繼電器中，在接通電流時銜鐵通過突出部43使杠桿44擺動，杠桿44通過位于盤件46之間的搖桿45使自由輪機構33向左移動。杠桿44構造成雙臂式的，并且借助于銷48可擺動地布置在固定在殼體上的軸承49中。該過程僅僅簡單地闡述，因為其對于本發明不是重要的。利用鎖定裝置110 (在此未詳細顯示，見圖3)在電樞軸17的后部的軸承側的端部17a處在軸向的方向鎖定該電樞軸17(見圖2c和3)。在蓋部13上貼靠有電刷板53，其與蓋部13螺紋連接。電刷板53構造成單件。在電刷板53上固定有特別地由塑料制成的電刷架，在該電刷架中布置有碳刷，所述碳刷在彈簧壓力下緊貼到換向器63上，該換向器63布置在電樞軸17上。碳刷通過聯接絞合線與電纜接線柱連接，該電纜接線柱與接通繼電器42的觸點68相連接。絞合線穿透在殼體件11中布置在孔中的密封裝置70。電刷板53通過螺栓62被固定在蓋部13上。圖2a至2c示意性地分別以立體的視圖示出了在不同的裝配步驟中的起動裝置100的局部結構。圖2a示意性地以立體的視圖示出了起動裝置100的第一裝配步驟。圓柱形的殼體10或其圓柱形的部件11在此處未示出的端部通過蓋部13被封閉。蓋部13借助于螺栓62被固定在殼體10處。電樞軸17以其后端部17a穿透被構造在套筒14中的軸承支承架15并且由此以其后端部17a突伸出由套筒14和軸承支承架15形成的換向器軸承。電樞軸17以浮動的方式被支承在換向器軸承中，其中電樞軸17在徑向的方向上、但是未在軸向的方向上被固定。為了徑向的固定，后端部17a部分地由襯套116(見圖3)在套筒14的區域中引導。在電樞軸17的后端部17a上構造有軸槽17b以用于軸向地固定在軸承支承架15的區域中，在另一裝配步驟中，止動墊片115可被布置在該軸槽17b中(見圖2b)。此外，為了軸向地固定，在套筒14上構造有鎖定裝置110，在此，由該鎖定裝置110示出以集成在套筒14的表面中的方式被構造成外螺紋Illa的卡鎖元件111。外螺紋Illa被構造成在整個周向上圍繞套筒14。在軸承支承架15的區域中且在套筒14的最外部的邊緣處，套筒14被構造成無卡鎖元件或無螺紋。圖2b示意性地以立體的視圖示出了起動裝置100的另一裝配步驟。在此，止動墊片115被插入電樞軸17的軸槽17b中。如此布置C形的止動墊片115和軸槽17b，使得止動墊片115被布置成鄰近軸承支承架15和/或與該軸承支承架15接觸。在此，止動墊片115在周向上部分地包圍位于軸槽17b中的后端部17a。借助于止動墊片115可實現電樞軸17的部分的軸向固定。由此，防止后端部17a在軸向的方向上、也就是說在電樞軸17的延伸方向上，朝著套筒14方向的運動。通過鎖定單元112實現進一步固定,該鎖定單元在軸承支承架15的區域中將電樞軸17鎖定(圖2c)。圖2c示意性地以立體的視圖示出了起動裝置100的又一裝配步驟。在該裝配步驟中，鎖定單元112已經與套筒14配合地相連接，從而鎖定裝置110是有效的。在此，鎖定單元112借助于卡鎖元件114(見圖3和4)與套筒14的卡鎖元件111相接合。在該實施方式中，鎖定單元112被構造成獨立的、單件的呈螺塞形式的構件。鎖定單元112包括兩個區段空心圓柱形的區段112a以及盆形的端部區段112b，在空心圓柱形的區段中構造有用于套筒14或軸承支承架15的容納部13，而所述盆形的端部區段為了簡化安裝具有外螺栓頭部輪廓。容納部113被構造成貫穿孔，其在其內表面處具有呈內螺紋114b形式的卡鎖元件114(見圖3)。在此，卡鎖元件114被集成到容納部113中。內螺紋114a被構造成與套筒14的外螺紋Illa互補。為了在軸向的方向上固定電樞軸17，將鎖定元件112旋到套筒14的外螺紋Illa上，從而外螺紋11 Ia容納帶有軸承支承架15的套筒14。以恒定的扭力矩進行旋上直至使止動面114b在容納部113的內端部處壓到止動墊片115上。在已裝配的狀態中，被旋上的鎖定單元113使制動墊片115抵靠軸承支承架15被固定或壓緊。那么，僅僅通過止動墊片115在軸槽17b中的間隙限定電樞軸17的軸向縱向間隙。附加地，鎖定單元112用于保護不受環境影響以及防止潤滑劑泄漏。通過在空心圓柱形的區段112a到端部區段112b的過渡的區域中的凸肩部形成止動面114b，凸肩部由這兩個區段112a、112b的不同的內尺寸產生。空心圓柱形的區段112a的內尺寸相應于套筒14或軸承支承架15的外尺寸構造。端部區段112b的內尺寸被相應于電樞軸17的外尺寸構造，并且相應地小于空心圓柱形的區段112a的內尺寸。由此，實現相對于軸承支承架15或套筒14的軸向的止動面。
圖3示意性地以部分地剖切的立體的視圖示出了根據圖2c的局部結構。利用相同的附圖標記表示相同的構件。對已經描述過的部件不再進行詳細描述。圖3示出了在完全裝配好的狀態中的根據圖2c的起動裝置100的局部結構，其帶有在軸槽17b中的止動墊片115b和被套上的鎖定單元112。在該剖切的視圖中一方面可看到，后端部17a在套筒14的區域中被構造成無突出部或無槽的。另一方面，可看到鎖定單元112的兩個區段112a和112b。端部區段112b相對于前區段112a在橫截面上被減小。在已裝配的狀態中，套筒14被布置在容納部113中、即空心圓柱形的區段112a中，并且突伸出的后端部17a伸入到空心的端部區段112b中。在區段112a和端部區段112b之間構造有凸肩形的止動面114b。此夕卜，還示出了套筒14的外螺紋Illa在鎖定單元112的互補的內螺紋114a中的接合。在容納部113的端部處的止動面114b被抵靠止動墊片115壓緊，止動墊片115進而被壓緊在軸承支承架15上。在此，僅僅在止動墊片115于軸槽17b中的間隙的范圍中實現后端部17a的軸向間隙或軸向運動。這些部件可以高的精度制造，從而這些部件的間隙或公差可被減小到百分之幾毫米。在后端部17a和端部區段112b之間構造有自由空間，其保證在鎖定裝置110方面還可能的軸向間隙的范圍中的電樞軸17的無止動的軸向運動。圖4示意性地以立體的視圖單獨示出了根據圖2c的鎖定單元112。鎖定單元112根據螺塞的形式被實施成單件。在此，鎖定單元112具有前部的空心圓柱形的區段112a和外部的六角形的、螺栓頭部式的端部區段112b。區段112a包括被構造成貫穿孔的容納部
113。在容納部113或其向內指向的表面的區域中構造有呈內螺紋114a形式的卡鎖元件
114。內螺紋114a被實施成與套筒14的外螺紋Illa互補的配合螺紋。此外，容納部113在其朝向端部區段112b的端部處具有被構造成凸肩部的止動面114b，該止動面在已裝配的狀態中壓靠在止動墊片115上。鎖定單元112要么手動地或者借助于輔助器件、例如螺絲刀擰到套筒14上。在此，后面的外螺紋頭部式的端部區段112b用作扳手的作用位置。
權利要求
1.一種用于起動內燃機的起動裝置(100)、尤其是起動機，所述起動裝置包括電樞軸(17)，所述電樞軸在其一個端部(17a)上借助于包括套筒(14)的換向器軸承以浮動的方式被支承， 其特征在于，所述套筒(14)具有鎖定裝置(110)，用于減小所述電樞軸(17)的電樞縱向間隙。
2.按照權利要求1所述的起動裝置(100)，其特征在于，所述鎖定裝置(110)包括至少一個用于與互補的鎖定單元(112)共同作用的卡鎖元件(111)。
3.按照權利要求1或2所述的起動裝置(100)，其特征在于，所述至少一個卡鎖元件(111，Illa)被集成在所述套筒(14)的表面中。
4.按照權利要求1至3中任一項所述的起動裝置(100)，其特征在于，所述至少一個卡鎖元件(111，Illa)為集成在所述套筒(14)的表面中的凹處和/或抬高部。
5.按照前述權利要求1至4中任一項所述的起動裝置(100)，其特征在于，設有至少一個鎖定單元(112)，所述至少一個鎖定單元與所述至少一個卡鎖元件(111,111a)共同作用。
6.按照前述權利要求1至5中任一項所述的起動裝置(100)，其特征在于，所述鎖定單元(112)包括用于所述套筒(14)和/或所述電樞軸(17)的容納部(113)，所述容納部至少部分地在所述至少一個卡鎖元件(111，Illa)的區域中在周向上包圍所述套筒(14)。
7.按照前述權利要求1至6中任一項所述的起動裝置(100)，其特征在于，所述容納部(113)在指向所述套筒(14)的容納表面上具有至少一個與所述電樞軸(17)的至少一個卡鎖元件(111，Illa)相對應的、與所述套筒(14)的所述至少一個卡鎖元件(111，Illa)共同作用的卡鎖元件(114，114a)。
8.按照前述權利要求1至7中任一項所述的起動裝置(100)，其特征在于，所述套筒(14)的至少一個卡鎖元件(111)為外螺紋(111a)，并且在所述鎖定單元(112)上的至少一個卡鎖元件(114)為與所述外螺紋(Illa)互補的內螺紋(114a)。
9.按照前述權利要求1至8中任一項所述的起動裝置(100)，其特征在于，所述起動裝置(100)至少在軸承支承架(15)的區域中是無止推盤的。
10.一種用于制造用于起動內燃機的、按照前述權利要求1至9中任一項所述的起動裝置(100)、特別是起動機的方法，所述起動裝置(100)包括電樞軸(17)，所述電樞軸(17)在其一個端部(17a)上借助于包括套筒(14)的換向器軸承以浮動的方式被支承， 其特征在于， 電樞縱向間隙通過被構造在所述套筒(14)上的鎖定裝置(110)被鎖定。
全文摘要
本發明涉及起動裝置以及用于制造起動裝置的方法，具體地提出了一種用于起動內燃機的起動裝置(100)，其包括電樞軸(17)，所述電樞軸在其一個端部(17a)上借助于包括套筒(14)的換向器軸承以浮動的方式被支承，其中，所述套筒(14)具有鎖定裝置(110)，用于減小所述電樞軸(17)的電樞縱向間隙，并且本發明涉及一種用于制造所述起動裝置(100)的方法。
文檔編號F02N11/00GK103032242SQ20121039744
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月10日 優先權日2011年10月10日
發明者R·希恩因格, P·法爾, T·萊斯, L·施瓦策, P·哈拉斯 申請人:羅伯特·博世有限公司