起動裝置和用于裝配起動裝置的方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于起動內燃機的起動裝置(100)，特別是起動機，起動裝置至少包括一個自由輪傳動機構(33)，在該自由輪傳動機構中封閉蓋(110)在端側且沿周向貼靠在外部件(137)上，其中，封閉蓋(110)沿周向在外部件(137)的周邊上縮小或能夠縮小到外部件(137)上，其中，封閉蓋(110)和/或外部件(137)具有至少一個臺肩部(114、214)，以便分別形成第一區段(115、215)和第二區段(116、216)，在第一區段上封閉蓋(110)不縮小到所述周邊上，在第二區段上封閉蓋(110)縮小和/或能夠縮小到所述周邊上，由此使在縮小期間在第一區段(115)中的軸向力導入最小化。本發明還涉及一種裝配用于起動內燃機的起動裝置(100)的方法。
【專利說明】起動裝置和用于裝配起動裝置的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種按照權利要求1前序部分所述的用于起動內燃機的起動裝置，特別是起動機。
[0002]此外，本發明還涉及一種按照權利要求9前序部分所述的裝配用于起動內燃機的起動裝置、特別是起動機的方法。
【背景技術】
[0003]本發明基于按照各獨立權利要求前序部分所述的用于內燃機的起動裝置。
[0004]本發明的主題是用于具有內燃機的車輛的起動機和啟動器，其具有電機，該電機具有與自由輪傳動機構連接的從動軸。
[0005]由現有技術已知用于帶內燃機車輛的啟動器，其具有啟動繼電器，通常包括用于驅動內燃機的直流電動機。這種直流電動機具有作用于從動軸的起動機轉子。
[0006]已知的起動裝置包括自由輪傳動機構,該自由輪傳動機構具有沿軸向有間隙地支承的可旋轉的小齒輪。小齒輪的軸向運動在兩側由剛性的止擋限制。一方面，小齒輪的軸向運動在自由輪傳動機構的滾子軸環(也稱為內圈)的區域中通過碰到帶動件上、更準確地說帶動件的底部上而受到限制。另一方面，軸向運動通過起止擋作用的保持墊片限制。保持墊片相對于帶動件的距離尤其可以通過設置在它們之間的導向墊片的厚度限定。滾子軸環設置在或者沿軸向限制在帶動件底部上的止擋和在保持墊片上的止擋之間。為了避免滾子軸環夾在這兩個止擋之間并由此阻礙小齒輪的旋轉運動，小齒輪或更確切地說滾子軸環的限制在軸向上被設計為間隙配合。于是，軸向間隙由帶動件、保持墊片、導向墊片和滾子軸環的軸向尺寸之和得出。在轎車起動機中，軸向間隙根據公差狀態和實施方式在0.1mm和Imm之間。
[0007]由于該軸向間隙，在已知的自由輪傳動機構中，小齒輪的軸向力不直接沿軸向傳導到帶動件底部中，而是通過由滾子軸環、滾子和帶動件組成的夾緊系統沿徑向傳導到帶動件中，并且可以因此引起自鎖的取消并且引起自由輪機構的滑轉，也就是功能失效。
[0008]在裝配這種自由輪機構時，封閉蓋通過縮小環塑性地變形到帶動件中，其中，封閉蓋的材料流動到帶動件外側上的溝槽中。由此產生形狀配合連接,并且自由輪機構的部件，即、保持墊片、導向墊片、帶動件和封閉蓋，不可拆解地相連接。縮小借助于沿軸向在封閉蓋上被引導的縮小工具實施。通過軸向縮小運動產生的軸向力也作用到保持墊片和導向墊片的復合結構上。相對軟的導向墊片和相鄰的保持墊片在此情況下變型。由此產生小齒輪在自由輪機構中的軸向間隙增大，伴隨有上文描述的負面效果。
[0009]由DE 23 59 392 A已知一種自由輪機構，特別是用于內燃機起動裝置的自由輪機構，具有通過凸緣與套筒一體連接的外套圈、被構造為起動小齒輪凸緣的內套圈、容納在由蓋盤封閉的在套圈之間的空間中的滾動體和彈簧以及將自由輪機構部件保持在一起的封閉件，其中，封閉件在軸向剖視圖中被構造為L形，并且其內周面被壓入到外套圈外側上的環形凹部中。
【發明內容】
[0010]與現有技術相比，具有相應獨立權利要求或并列權利要求特征的根據本發明的起動裝置和根據本發明的用于裝配起動裝置的方法具有以下優點:在用于起動內燃機的起動裝置、特別是起動機中，所述起動裝置至少包括一個自由輪傳動機構，在該自由輪傳動機構中封閉蓋在端側且沿周向貼靠在外部件上，其中，所述封閉蓋沿周向在所述外部件的周邊上縮小或能夠縮小到所述外部件上，其中，所述封閉蓋和/或所述外部件具有至少一個臺肩部，以便分別形成第一區段和第二區段，在所述第一區段上封閉蓋不縮小到所述周邊上，在所述第二區段上封閉蓋縮小和/或能夠縮小到所述周邊上，由此使在縮小期間在所述第二區段中的軸向力導入最小化，實現起動裝置的改善的使用壽命。由于改善的形狀以及因此特別在縮小時改善的力轉向，實現了改善的連接。軸向間隙最小化。在一種實施方式中，自由輪傳動機構包括作為內部件的內圈和作為外部件的外圈。在一種實施方式中，在內圈上構造有齒結構，使內圈起小齒輪的作用。在一種實施方式中，齒結構被實施為多件式的。特別地，齒結構被實施為與內圈一體的。外圈優選地被構造為帶動件，該帶動件與內圈相互作用。外圈在此包圍內圈的一個區段。內圈的被外圈包圍的區段被構造為滾子軸環。在該滾子軸環上，為了與外圈共同作用，設有滾子、球體、鼓形滾柱或其它滾動體，使得從外圈向內圈在周向上的相對運動是可能的。滾子因此沿徑向設置在內圈(滾子軸環)和外圈的相應區段之間。
[0011]因此在一種實施方式中，自由輪傳動機構包括小齒輪、滾子軸環(內圈)、帶動件(外圈)和保持墊片。在一種實施方式中，在保持墊片和帶動件之間沿軸向，也就是以夾層的方式，設有導向墊片。封閉蓋固定保持墊片和帶動件并且在必要時固定導向墊片。滾子軸環可旋轉地且有間隙地沿軸向支承在保持墊片和帶動件之間。小齒輪的軸向間隙由導向墊片和帶動件分別在軸向上的尺寸或公差減去滾子軸環在軸向上的尺寸或公差的差得出。小齒輪的軸向運動或軸向間隙通過小齒輪的形成滾子軸環的區段在帶動件底部和保持墊片之間的間隙確定，該小齒輪的軸向運動或軸向間隙沿軸向由至少一個止擋限制。
[0012]根據本發明，封閉蓋和/或外部件具有至少一個臺肩部，以形成縮小和不縮小的區段。在縮小過程中的力轉入，通過縮小的區段和/或臺肩部實現。在縮小過程中，通過在封閉蓋和/或帶動件直徑內的導向墊片、保持墊片和第一區段以及臺肩部的較小外徑，實現封閉蓋在縮小過程中沿軸向直接支撐在帶動件上。因此，保持墊片和導向墊片不會有不允許高的變形。封閉蓋的底部區域由于其形狀被解釋為一種盤形彈簧，并且有彈力地貼靠在位于下方的保持墊片上。由此可以補償在連接結構中的長度公差并且調整限定的壓緊力。
[0013]通過在從屬權利要求中給出的措施，在獨立權利要求和并列權利要求中規定的裝置的有利改進和改善是可能的。
[0014]在一種實施方式中規定，封閉蓋成呈罐形，構造有底部區域和與該底部區域連接的壁部區域，其中，為了形成彈性的底部，底部區域與壁部區域圍成一個銳角。通過這種方式，底部區域被構造為有彈力的。該底部區域在導入縮小過程之前，以外邊緣貼靠在保持墊片上。在縮小工具在封閉蓋上軸向運動時，克服彈簧力朝向帶動件的方向擠壓底部區域。通過該有彈力的特性，長度公差能夠得到補償并且調整壓緊力。[0015]一種實施方式規定，封閉蓋的臺肩部構造在壁部區域中。壁部區域基本上平行于縱向軸線延伸。優選地，壁部區域被構造為圓筒形。通過臺肩部，實現了將壁部區域分為第一區段和第二區段。在此，所述區段特別在它們的外部尺寸方面，也就是在他們的外徑方面，被構造為不相同。通過臺肩部，特別地實現了用于縮小工具、例如縮小環的止擋面。
[0016]在另一種實施方式中規定，在底部區域和外部件的端側之間設置至少一個導向墊片和/或至少一個保持墊片。通過所述墊片可以調整軸向間隙。所述墊片與封閉蓋作為復合結構與帶動件相互接合。
[0017]又一實施方式規定，導向墊片和/或保持墊片在周向上被第二區段包圍。所述墊片沿軸向在端側通過帶動件和所述底部區域固定。在徑向上，所述墊片通過封閉蓋的壁部區域限制。在此，所述墊片通過與底部區域相鄰的壁部區域沿徑向受到限制。與底部區域相鄰的壁部區域被構造為第一區段，該第一區段相對于第二區段具有較小的外部尺寸。
[0018]此外，在一種實施方式中規定，封閉蓋和/或外部件的臺肩部被構造為傾斜的壁部，以形成從第一區段到第二區段的過渡。通過傾斜的壁部，保證了用于縮小工具的傾斜止擋。通過構造為斜坡，實現了更好的力變化曲線。
[0019]另一實施方式規定，封閉蓋的第一區段的內部尺寸小于相應的、外部件第二區段的外部尺寸，并且大于相應的、外部件第一區段和/或墊片的外部尺寸。相應地構造封閉蓋的壁部區域厚度。優選地，壁部區域具有基本上均勻的壁厚。臺肩部在徑向上大于壁部區域厚度或者說壁厚。縮小環的內部尺寸大于封閉套筒的第一區段的外部尺寸，并且小于封閉套筒的第二區段的外部尺寸。通過這種方式，縮小環在沿軸向在封閉套筒上運動時，沒有將軸向力導入第一區段中，因而沒有將軸向力傳導到墊片上。縮小環在碰到臺肩部之后才導入軸向力。在此，通過封閉蓋和帶動件的相互貼靠的臺肩部，軸向力通過兩個臺肩部直接導入帶動件中。
[0020]在又一實施方式中規定，封閉蓋的第一區段的厚度大于等于保持墊片和導向墊片的厚度。該厚度是在縱向上或者說在軸向上的延伸長度。相應地，封閉蓋的第一區段在縱向上的長度大于或者等于墊片在縱向上的長度。通過這種方式，確保例如底部區域不會平地貼靠在保持墊片上，并且始終確保在保持墊片和底部區域之間的彈性行程。此外，縮小過程的軸向力導入在止擋在帶動件的臺肩部上時才進行。第一區段的厚度因此大于設置在底部區域和端面之間的所有部件的厚度。
[0021]與現有技術相比，具有相應獨立權利要求和并列權利要求特征的根據本發明的方法具有以下優點:在裝配用于起動內燃機的起動裝置、特別是起動機的方法中，所述起動裝置至少包括一個自由輪傳動機構，在該自由輪傳動機構中封閉蓋在端側且沿周向貼靠在外部件上，其中，所述封閉蓋沿周向在所述外部件的周邊上縮小到所述外部件上，其中，在所述外部件的第二區段中執行所述縮小，在第一區段中不執行所述縮小，在所述方法中規定軸向力導入到帶動件底部中而并非早已導入到第一區段或貼靠在該第一區段上的較軟部件(如保持墊片和導向墊片)中。封閉蓋包括具有較小外部尺寸的第一區段和具有較大外部尺寸的第二區段。兩個區段通過被構造為斜坡的臺肩部相連接。縮小環的內部尺寸大于第一區段的外部尺寸并且小于第二區段的外部尺寸。如果縮小環現在沿軸向在封閉蓋上運動，那么該縮小環在第一區段上滑動而沒有力作用，直到該縮小環碰到臺肩部上。在進一步軸向運動時，有彈力的底部區域由于成角度的布置方式被預緊，至少直到封閉蓋的臺肩部貼靠在帶動件的臺肩部上。原本的縮小過程(在該縮小過程中封閉蓋在外部尺寸上縮小)此時才開始。通過縮小環在封閉蓋上的進一步軸向運動，封閉蓋的外部尺寸，即、第二區段的外部尺寸，縮小至縮小環的內部尺寸，在此第二區段相應地變形并且開始運動到溝槽中和/或沿著帶動件的表面運動。通過封閉蓋的該流動，使與帶動件的不可拆解的連接結構縮小。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]在附圖中示出了本發明的實施例，并且在下面的描述中將對其進行詳細闡述。附圖中:
[0023]圖1以橫剖視圖示出了起動裝置，以及
[0024]圖2以橫剖視圖示意性示出了按照圖1的起動裝置的自由輪傳動機構的一部分，帶有封閉蓋和外部件。
【具體實施方式】
[0025]圖1以橫剖視圖示出了起動裝置100，其具有也實施為開關繼電器或接通繼電器的繼電器42。起動裝置100的殼體10包括柱形殼體部11和蓋13，它們通過未進一步示出的螺釘相互連接。柱形殼體部11在后側通過蓋13被封閉，在蓋的中心部分形成有指向外的轂盤。轂盤中有支承部位，起動電動機18的電樞軸17的后端17a支承在該支承部位中，起動電動機的電樞用19標示。沿徑向在電樞19外,起動電動機18的多個(永久)磁鐵20位于殼體部11的壁上。電樞軸17的前端以直徑縮小的端部區段22支承在從動軸24的同軸延伸的未進一步示出的盲孔23中。從動軸24的另一端支承在封閉殼體部11的軸承端蓋25和形成在該軸承端蓋25上的轂盤26中。電樞軸17在其朝向軸承端蓋25的一端附近具有齒結構28 (太陽輪)，行星齒輪29嚙合在所述齒結構中，所述行星齒輪也與行星齒輪傳動機構31的外設的固定不動的內齒圈30嚙合(=中間傳動裝置)。
[0026]行星架12驅動該從動軸24，該從動軸上設有自由輪傳動機構33，其內圈(也稱為滾子軸環34)具有小齒輪式的突出部35 (小齒輪)，該突出部上形成有外齒結構36。自由輪傳動機構33的外圈(也稱為帶動件37)通過多頭螺紋38與從動軸24連接。所謂的接合彈簧39作用于外圈。通過自由輪傳動機構33的軸向移動，外齒結構36可以與內燃機齒圈40嚙合以執行起動過程。這是借助(接通)繼電器42完成的，在該繼電器中，當接通電流時電磁銜鐵通過凸起43使桿44擺動，該桿通過位于盤片46之間的滑槽45向左移動該自由輪傳動機構33。桿44呈雙臂狀并且借助銷軸48可擺動地布置在與殼體相固定的軸承49內。只簡短介紹此過程，因為其對本發明并不重要。
[0027]電刷板53貼靠在蓋13上，該電刷板與蓋13螺紋連接。電刷板53構造為單件式。其上固定有特別是由塑料構成的刷握，刷握中安裝有碳刷，碳刷在彈簧壓力下貼靠在換向器63上，該換向器布置在電樞軸17上。碳刷通過連接用絞合線被與纜線終端連接，纜線終端與接通繼電器42的觸點68相連。絞合線穿過一個密封件70，該密封件在殼體部11中設置在一個開口中。電刷板53用螺釘62固定在蓋13上。
[0028]圖2以橫剖視圖示意性示出了按照圖1的起動裝置100的自由輪傳動機構33的一部分，帶有封閉蓋110和構造成外圈的外部件137、更準確地說帶動件37。在圖中示出了直接在沿徑向縮小封閉蓋110之前的狀態。虛線示出了在導入縮小之前的狀態。封閉蓋110在端側且在周向上貼靠在外部件137或更確切地說帶動件37上，其中，封閉蓋110可沿周向在外部件137的周邊上縮小到外部件137上。封閉蓋110被構造為相對于所示的縱向軸線A旋轉對稱。在此，罐形的封閉蓋110具有底部區域111和與該底部區域連接的壁部區域112。底部區域111和壁部區域112在此圍成一個角113，該角為銳角，這里在大約75°至85°的范圍內。通過這種方式，底部區域111被構造為彈性和/或有彈力的區域，例如按照盤形彈簧的方式。壁部區域112通過臺肩部114分為第一區段115和第二區段116。連接這兩個區段115、116的臺肩部114被構造為傾斜的壁部114a。底部區域111和壁部區域112大致具有相同的壁厚。在軸向A上，與朝向帶動件37或者說外部件137的端面37a方向的底部區域111鄰接有保持墊片120。底部區域111的內邊緣Illa由于成角度的布置方式而有彈力地貼靠在這個保持墊片120上。在從底部區域111到壁部區域112的過渡區域中，實現了保持墊片120和底部區域111之間的距離。在朝向帶動件37的軸向A上，與保持墊片120鄰接有導向墊片125。導向墊片125在一側平面地置于保持墊片120上。在相對一側上，導向墊片125平面地貼靠在帶動件37的端面37a上。導向墊片125和保持墊片120在徑向上大致具有相同的外部尺寸。在此，保持墊片120和導向墊片125以夾層的方式地布置在底部區域111和端面37a之間。在徑向上，導向墊片125和保持墊片120在周邊上被第一區段115包圍。在此，在徑向上兩個墊片120、125松地貼靠在第一區段115的內表面上，使得這里存在間隙配合。帶動件37同樣具有第一區段215和第二區段216。第一區段215通過端壁37a構成。第二區段216通過臺肩部214與第一區段215連接。臺肩部214被構造為傾斜的壁部。在此，第二區段216具有比第一區段215更大的外部尺寸。通過這種方式，第二臺肩部214被構造為級(Phase)。第二區段216在外表面上具有溝槽217或凹部，在縮小時第二區段116可以流入所述溝槽或凹部中。下面詳細說明縮小過程。在縮小之前，封閉蓋110放置于保持墊片120、導向墊片125和帶動件37上。由于底部區域111的有彈力的作用，封閉蓋110只以外邊緣111置于保持墊片120上。現在，從軸向A使縮小環或縮小工具在封閉蓋110上運動。縮小環的內部尺寸在此大于第一區段15的外部尺寸，但小于第二區段116的外部尺寸。因此，縮小環在軸向運動時撞到臺肩部114上并且將該臺肩部壓到帶動件37的臺肩部214上。同時，底部區域111克服保持墊片120的彈性力被進一步壓向該保持墊片，使得底部區域111被預緊。封閉蓋110在施加縮小環之前的狀態通過虛線300示出。所示的是臺肩部114和214相互鄰接的狀態。在進一步軸向運動時，現在第二區段116相應于縮小環的內部尺寸而縮小，并且朝帶動件37的方向變形。這個過程一般已知并且這里不再需要進一步的實施方式。
【權利要求】
1.用于起動內燃機的起動裝置(100)，特別是起動機，所述起動裝置至少包括一個自由輪傳動機構(33)，在該自由輪傳動機構中封閉蓋(110)在端側且沿周向貼靠在外部件(137)上，其中，所述封閉蓋(110)沿周向在所述外部件(137)的周邊上縮小或能夠縮小到所述外部件(137)上， 其特征在于，所述封閉蓋(110)和/或所述外部件(137)具有至少一個臺肩部(114、214)，以便分別形成第一區段(115、215)和第二區段(116、216)，在所述第一區段上所述封閉蓋(110)不縮小到所述周邊上，在所述第二區段上所述封閉蓋(110)縮小和/或能夠縮小到所述周邊上，由此使得在縮小期間在所述第一區段(115)中的軸向力導入最小化。
2.按照權利要求1所述的起動裝置(100)，其特征在于，所述封閉蓋(110)為罐形，具有底部區域(111)和與該底部區域連接的壁部區域(112)，其中，為了形成彈性的底部，所述底部區域(111)與所述壁部區域(112)圍成一個銳角(113)。
3.按照權利要求1或2所述的起動裝置(100)，其特征在于，所述封閉蓋(110)的臺肩部(114)構造在壁部區域(116)中。
4.按照前述權利要求1至3中任一項所述的起動裝置(100)，其特征在于，在所述底部區域(111)和外部件(137)的端側之間設置至少一個導向墊片(125)和/或至少一個保持墊片(120)。
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，所述導向墊片(125)和/或所述保持墊片(120)在周向上被所述第一區段(115)包圍。
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，所述封閉蓋(110)的臺肩部(114)和/或所述外部件(137)的臺肩部(214)為傾斜的壁部，以形成從所述第一區段(115、215)到所述第二區段(116、216)的過渡。
7.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，所述封閉蓋(110)的第一區段(115)的內部尺寸小于相應的、所述外部件(137)的第二區段(216)的外部尺寸并且大于相應的、所述外部件(137)的第一區段(215)和/或墊片(120、125)的外部尺寸。
8.按照權利要求6所述的起動裝置(100)，其特征在于，所述封閉蓋(110)的第一區段(115)的厚度大于等于所述保持墊片(120)和導向墊片(125)的厚度。
9.裝配用于起動內燃機的起動裝置(100)、特別是起動機的方法，所述起動裝置至少包括一個自由輪傳動機構(33)，在該自由輪傳動機構中封閉蓋(110)在端側且沿周向貼靠在外部件(137)上，其中，所述封閉蓋(110)沿周向在所述外部件(137)的周邊上縮小到所述外部件(137)上，其特征在于，在所述外部件(137)的第二區段(216)中執行所述縮小，在第一區段(215)中不執行所述縮小。
【文檔編號】F02N15/00GK103573521SQ201310348280
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月9日 優先權日:2012年8月10日
【發明者】O·卡佩克 申請人:羅伯特·博世有限公司