专利名称：起动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于内燃机的起动装置。
背景技术：
DE 19616666A1涉及一种内燃机起动装置的自由轮装置。该自由轮装置具有分配给起动装置的具有盆缘和盆底的盆状带动件，其中盆缘通过夹紧件与分配给内燃机的套筒共同作用。盆缘至少在夹紧件的区域内没有与盆底的机械连接。盆缘和盆底一体式构成， 其中脱开接合是通过局部的切口实现的。在目前所使用的电机中，特别是在用于内燃机的起动装置中，减震装置通常在特别地被构造为行星齿轮传动机构的旋转传动机构中安装在行星齿轮传动机构的齿圈上。这种减震装置在特别是内燃机起动装置的电机的运行中吸收出现的峰值转矩并附加用于在电机上降噪。DE 1811631公开了一种内燃机的起动装置。该起动装置包括可以在驱动轴上沿纵向移动的小齿轮，其借助于双臂杠杆与内燃机的齿轮啮合。作用于小齿轮的弹簧在该小齿轮进行啮合运动遇到阻碍时张紧。杠杆在其重心上抵抗弹簧的压力可移动地支承在导向件上。DE 1268433同样地涉及一种具有手拨螺旋槽的内燃机的起动电动机。起动电动机包括可移动和可转动的起动小齿轮，其通过自由轮离合器与可以在驱动轴的螺纹段上旋接的套筒连接。环形体在套筒的两个凸肩之间沿轴向可移动地设置在其上，支承在小齿轮侧凸肩上的螺旋弹簧将该环形体挤压靠在起动电动机侧的凸肩上，并且在小齿轮啮合时由电磁铁产生的轴向力作用于该环形体。该轴向力通过螺旋弹簧使套筒从驱动轴上的静止位置向工作位置移动，其中在这两个位置的每个位置上，穿过套筒中的孔以其中点处于同一个横截面平面上的多个球体分别嵌入驱动轴的环形槽内，并防止套筒纵向移动。从套筒的外圆周凸起的球体形成套筒的起动电动机侧的凸肩，环形体在套筒的静止位置上和工作位置上均支承在这些凸肩上。
发明内容
依据本发明提出，在一种用于起动内燃机的起动装置中，由向前啮合致动器施加的力储存在弹簧蓄能器内，该弹簧蓄能器可以被构造为单件式或多件式，并且该弹簧蓄能器定位成其始终作用在接合杠杆上。优选地，被分配给接合杠杆的单件式或多件式弹簧蓄能器通过支承体支承。例如，如果在内燃机齿圈的齿部与起动小齿轮的齿部的啮合出现齿在齿上的位置，则将在这种情况下不能用于起动小齿轮与齿圈啮合的继电器力储存，并且尽管在齿圈与起动小齿轮之间是齿/齿位置，起动装置仍可以起动。只要脱离齿在齿上的位置，起动小齿轮就通过外齿与内燃机齿圈的内齿接合，可构造为单件式或多件式的弹簧蓄能器松开，从而起动小齿轮可以可靠地和无磨损啮合到齿圈中。由于内燃机的工作方式在内燃机的各缸的压缩和减压过程中出现的冲击同样可以通过接合杠杆的支承体内的单件式或多件式的弹簧元件得以缓冲。支承体本身也可以由具有弹性的材料制成，这样明显改善减振作用。在具有自由轮的起动装置中，啮合弹簧直接设置在自由轮的盆形部件后面，而通过依据本发明提出的解决方案，能够在无自由轮装置的起动机中实现对出现的冲击的衰减。起动小齿轮现在不再通过自由轮或作用于该自由轮的啮合弹簧施加负载和缓冲；在依据本发明提出的解决方案中，小齿轮减振是通过单件式的或者多件式的弹簧蓄能器承担。为使齿圈既在接合位置上，也在分离位置上接合在内燃机的齿圈中而对接合杠杆施加负载的依据本发明提出的弹簧蓄能器包括至少一个弹簧元件。此外，弹簧蓄能器包括具有弹性的被构造为盘形的止挡元件。止挡元件可以以有利的方式被构造为弯板件，并且具有一个带有拱起部的弯曲接触面，该接触面限定一个空腔。作为对弹簧蓄能器的盘形止挡元件的替代，该部件也可以是塑料注塑件。具有传统特性的止挡元件如同弹簧一样起作用，并通过代表弹簧蓄能器的至少一个弹簧被施加负载。替代地，可以使使用两个例如被构造为异型弹簧的弹簧元件作为弹簧蓄能器，并且将盘形止挡元件用作盖件或接触面。具有例如两个弹簧元件F1和F2的弹簧蓄能器在此在一侧支撑在装入在依据本发明提出的起动装置壳体内的支承体上。该支承体可以由物质材料(Stoffmaterial)制成并优选地具有平面侧，在该支承体上支撑有至少一个弹簧元件F1或两个交错插接的弹簧元件F1或&。在朝向接合杠杆的一侧上，弹簧蓄能器的一个弹簧元件F1或两个交错插接的弹簧元件被所述的止挡元件覆盖，该止挡元件就其而言可以具有(上面已经介绍的)弹性。通过设置可为单件式的或多件式的弹簧蓄能器以及具有弹性的止挡元件，接合杠杆在其每个操作位置上始终被施加负载。由此可以以有利的方式实现对由向前啮合致动器产生的能量的持续储存， 直至起动装置已经消除了齿圈和起动小齿轮的齿在齿上的位置并且能够实现起动小齿轮与内燃机齿圈的齿部的完好啮合。在一种具有优点的实施方式中，弹簧特性曲线可以被设计为，当所使用的两个可以并联或串联的弹簧具有不同的弹性刚性系数并因此一个弹簧先触到止挡和然后第二弹簧才逐渐压缩，从而可以实现具有不同斜率的累进的特性曲线时，在多件式的弹簧元件中实现了累进式的特性曲线。
下面借助于附图对本发明进行详细描述。其中图1示出了用于内燃机的起动装置的纵剖视图；图2示出了无自由轮的用于内燃机的起动装置的局部纵剖视图；图3示出了弹簧特性曲线相对于施加负载的接合杠杆的走势；以及图4示出了外部有齿且内部有齿的起动小齿轮的剖视图。
具体实施例方式图1以纵剖视图示出了起动装置10。起动装置10例如具有起动电动机13和例如继电器形式的向前啮合致动器16。起动电动机13和电动的向前啮合致动器16固定在一个共同的驱动端轴承盖19上。起动电动机13在功能上用于当起动小齿轮与在这里未详细示出的内燃机的齿圈25啮合时驱动起动小齿轮22。起动电动机13具有作为壳体的极管观，该极管在其内圆周上支撑有分别被励磁绕组34缠绕的极靴31。极靴31又环绕电枢37，该电枢具有由薄片40构成的电枢铁心43 和设置在槽46中的电枢绕组49。电枢铁芯43被压在驱动轴44上。此外在驱动轴13的远离起动小齿轮22的末端部上，安装有尤其由多个单独的换向器薄片55构成的换向器52。 换向器薄片阳以已知的方式与电枢绕组49电连接，使得在换向器薄片55通过碳刷58通电时，产生电枢37在极管观内的旋转运动。设置在电驱动装置16与起动电动机13之间的供电装置61用于在接通状态下既向碳刷58，也向励磁绕组34供电。驱动轴13在换向器侧通过轴颈64支承在滑动轴承67内，该滑动轴承又位置固定地保持在换向器轴承盖70 中。换向器轴承盖70又借助于分布在极管观的圆周上的拉杆73(例如螺栓，数目例如为两个、三个或四个)固定在驱动端轴承盖19内。在此，极管观支撑在驱动端轴承盖19中， 以及换向器轴承盖70支撑在极管观上。沿驱动方向观察，与电枢37连接的是一个太阳轮80，该太阳轮是旋转传动机构 (例如行星齿轮传动机构8 的部件。太阳轮80由多个行星齿轮86环绕，在此通常是借助于滚动轴承89支撑在轴颈92上的三个行星齿轮86。行星齿轮86在于外侧支承在极管观内的内齿圈95上滚动。在朝从动侧的方向上，连接着行星齿轮86的是在其中容纳着轴颈 92的行星架98。行星架98又支承在中间轴承101和设置在其上的滑动轴承104上。中间轴承101被构造为盆形，使得其内部既能容纳行星架98，又能容纳行星齿轮86。此外，在盆形的中间轴承101中设有最后通过盖部107相对于电枢37封闭的齿圈95。中间轴承101 以其外圆周支撑在极管观的内侧上。电枢37在驱动轴44的远离换向器52的端部上具有同样容纳在滑动轴承113中的另一轴颈110。滑动轴承113又容纳在行星架98的中心孔内。行星架98 —体式地与从动轴116连接。驱动轴116以其远离中间轴承101的端部119 支撑在固定于驱动端轴承盖19内的另一轴承122上。从动轴116分成不同的区段即位于设置在中间轴承101的滑动轴承104中的区段之后的是具有直齿125(内齿)的区段，该直齿是轴-毂连接部128的一部分。轴-毂连接部1 在这种情况下可以使带动件131在轴向以直线方式滑动。带动件131是与自由轮 137的盆形外圈132 —体式连接的套筒状突起部。此外，该自由轮137(也可以是反向止动装置)由沿径向设置在外圈132内部的内圈140组成。在内圈140与外圈132之间设有夹紧体138。该夹紧体138在与内圈140和外圈132的共同作用下防止外圈132与内圈140 之间在第二方向上的相对运动。换句话说自由轮137可以实现内圈140与外圈132之间仅沿一个方向的旋转的相对运动。在该实施例中，内圈140与起动小齿轮22及其斜齿143(指外斜齿)一体式地实施。起动小齿轮22也可以替代地是直齿的小齿轮。作为通过励磁绕组34进行电磁励磁的极靴31的替代，还可以使用永磁性励磁的极。此外，电动的向前啮合致动器16或电枢168的任务还在于，通过牵引件187使对于驱动端轴承盖19来说可转动地设置的杠杆190运动。杠杆190通常是叉形杠杆并通过两个在这里未示出的“尖齿”分别在其外圆周上包围两个盘件193和194，以使夹紧在它们之间的带动环197抵抗弹簧200的阻力朝向自由轮137运动，并由此使起动小齿轮22与齿圈25啮合。
下面详细介绍啮合机理。电动的向前啮合致动器16具有螺栓150，该螺栓是电触点并在装配在车辆内的情况下与在这里未示出的电的起动器蓄电池的正极连接。螺栓150 穿过盖部153。第二螺栓152是通过供电装置61 (粗绞合线)供电的起动电动机13的连接件。盖部153封闭由钢制成的壳体156，该壳体借助于例如可以是螺栓的多个固定元件159 固定在驱动端轴承盖19上。在电动的向前啮合致动器16中设置有用于向叉形杠杆190和开关装置161施加牵引力的推进装置160。推进装置160具有绕组162，开关装置161具有另一绕组165。推进装置160的绕组162和开关装置161的绕组165分别在接通状态下产生流过不同部件的电磁场。轴-毂连接部128除了具有直齿125外，也可以具有多头螺纹齿。在此，如下的组合是可行的a)起动小齿轮22斜齿啮合，也就是说具有外斜齿143，以及轴-毂连接部1 包括直齿125，b)起动小齿轮22斜齿啮合以及轴-毂连接部1 具有多头螺纹齿或者c)起动小齿轮22直齿啮合以及轴-毂连接部1 具有多头螺纹齿。此外， 从图1的图示中可以看出，驱动装置10的向前啮合致动器16上构造有与向前啮合致动器 16的线性运动的电枢168共同作用的电枢回接部(Ankerrilckschluss) 171。附图标记174 表示穿过线性运动的电枢168的推杆。附图标记177表示向前啮合致动器16的容纳在电枢回接部171中的开关螺栓或开关轴。螺栓150或供电装置61分别设有与触桥184相对的触点180或181。依据图2的图示是无自由轮的起动装置的局部纵剖视图。由根据图2的视图可知，向前啮合致动器16的线性运动的电枢168对接合杠杆 190施加负载。接合杠杆190由弹簧蓄能器204施加负载。弹簧蓄能器204可以仅容纳第一弹簧元件F1或容纳两个串联的弹簧元件F”F2。通过下列方式可以实现弹簧特性曲线的累进性，即弹簧蓄能器204特别地具有两个串联的弹簧元件Fp F2，这两个串联的弹簧元件中的第一弹簧元件F1具有第一特性曲线210 (参照图3中的图示)以及第二弹簧元件F2具有第二特性曲线212(参照依据图3的图示)。弹簧蓄能器204通过支承体202支承。如图 2所示，弹簧蓄能器204例如包括第一螺旋弹簧以及被构造成盘形的止挡元件201。弹簧蓄能器204的止挡元件201例如可以被构造为弯板件，其包括拱起的接触面。弹簧蓄能器204 的拱起的接触面限定了例如被构造为弯板件的盘形止挡元件201的空腔。在一种替代的实施可行性方案中，盘形的止挡元件201也可以是塑料注射成型件。如由依据图2的视图所示，弹簧蓄能器204或者说第一弹簧元件F1或两个交错插接的弹簧元件F1和F2支撑在支承体202的平面侧上。支承体202优选地由塑料材料制成。 因此，弹簧蓄能器204可以根据第一实施可行性方案构造有弹簧元件F1和具有弹性的盖板件201，或者替代地例如包括两个作为立体弹簧(Raumfeder)交错插接的弹簧元件F1或F2 以及作为覆盖件的盘形的止挡元件201。两种变型实施方式均可行，这两种变型实施方式导致不同的弹簧特性曲线特征和不同的弹簧特性曲线走势。由依据图2的示图可知，接合杠杆190以其下端部，也就是远离向前啮合致动器 16的端部对第一盘件193或第二盘件194施加载荷。在弹簧蓄能器204中储存有通过向前啮合致动器16施加的操作能量。接合杠杆190可以环绕设置在弹簧蓄能器204之上的旋转轴220进行操作。如果起动小齿轮22与齿圈25的齿部(参照根据图1的示图)处于齿在齿上的位置上时，那么可以通过依据本发明所提出的解决方案实现在无需自由轮的情况下，在到达齿槽时，弹簧蓄能器204促使接合过程，也就是使起动小齿轮22沿轴向运动，即使当向前啮合致动器16未通电。此外，通过依据本发明所提出的解决方案，实现对通过起动小齿轮22、从动轴116以及在动轴116上容纳的单件式或多件式的接合套筒208 传递到起动装置10上的压缩冲击或减压冲击的衰减。就此而言，容纳在弹簧蓄能器204 中的一个或多个弹簧元件F” F2以及具有弹性的止挡元件201用作起动小齿轮减振装置 (Andrehritzelanfederung)。由根据图2的示图中可以看出，盘件193和194被设置在接合套筒208上。在取消齿在齿上的位置和预紧的弹簧蓄能器204时，在旋转运动时产生接合杠杆190的轴向运动，因此通过弹簧蓄能器204能够使通过盘件193、194与接合杠杆190 连接的轴向套筒208沿轴向运动，以及因此使在起动小齿轮22的外圆周上的斜齿143运动到齿圈25的相应的内齿中。从依据图2的示图可以看出，依据图2中的示图的起动装置10同样配备有旋转传动机构83，特别是具有多个行星齿轮86的行星齿轮传动机构，这些行星齿轮支承在行星架 98中的轴颈92上的滚动轴承89内。此外，特别地被构造为行星齿轮传动机构的旋转传动机构83与根据图1的起动装置10的示图类似地具有齿圈95。附图标记101表示中间轴承，其容纳有行星架98用于滑动轴承104的中间连接。容纳接合套筒208的从动轴116的自由端部在根据图2的示图中通过附图标记119表示。根据图3的示图以示意的方式示出了弹簧蓄能器的弹簧特征。在依据图3的示图中是以此为出发点的，即弹簧蓄能器204至少具有一个第一弹簧元件F1和一个第二弹簧元件F2。从依据图3的示图中可以看出，两个弹簧元件F1或F2具有不同的弹簧刚性。作为第一弹簧元件F1的替代，在依据本发明所提出的弹簧蓄能器204 的一种可行的变型实施方式中，该第一弹簧元件可以是盘形的、例如被加工成为弯板件的止挡元件201。在这种情况下，弹簧蓄能器204仅包括该盘形的止挡元件201以及第二弹簧元件F2。对于这种情况，第一弹簧元件F1通过盘形的止挡元件201示出。替代地在图3中未示出的一种变型实施方式中存在的下述可行性，即弹簧蓄能器 204除了具有弹性的盘形的止挡元件201外，还包括第一弹簧元件F1和第二弹簧元件F2。 在这种情况下，例如两个弹簧元件F1和F2可以交错插接，也就是非常节省结构空间地安装。 在图3的情况下，包括具有两个弹簧元件的弹簧蓄能器204，这两个弹簧元件如上面所述地由第二弹簧元件F2以及由具有弹性的止挡元件201构成。对弹簧的压缩与弹簧行程，也就是与在操作向前啮合致动器16时作为接合杠杆起作用的杠杆190完成的预紧行程有关。依据图3由以下为出发点，即弹簧蓄能器204具有其中分别固有不同的弹簧特性的弹簧元件。第一弹簧元件F1 (由盘形止挡元件201示出) 具有更平坦地走向的弹簧特性曲线210，其在转折点214上达到整体长度。随后具有更硬的弹簧特性曲线212的，因此具有更大刚性的第二弹簧元件F2起作用。通过两个弹簧元件F1 和F2的串联，实现在图3中所示的具有累进的特性曲线的特性走势。两个弹簧F1和F2具有不同的弹性刚度，由此，当第一弹簧元件F1完全被压缩在一起，也就是达到其整体长度的情况下，第二弹簧元件F2才起作用(参照特性曲线走势212)。作为螺旋弹簧的替代，也可以使用盘形弹簧作为弹簧元件Fp F2，这些盘形弹簧被同向设置或反向设置，或也可以被结合成同向或反向定向的弹簧组。盘形弹簧如同盘形弹簧组那样(相同的定向)优选地设置在支承体202的区域内。根据图4的示图示出了起动小齿轮的剖视图。
从根据图4的示图可以看出，起动小齿轮22在其外周面上具有外斜齿或外直齿 143。此外，起动小齿轮22还包括通过附图标记216表示的内齿或内花键造型部。
权利要求
1.一种用于内燃机的起动装置(10)，所述起动装置具有向前啮合致动器(16)，在其操作时使起动小齿轮0 接合在内燃机的齿圈0 中，其特征在于，通过所述向前啮合致动器(16)操作的接合杠杆(190)通过弹簧蓄能器(204)施加负载，所述弹簧蓄能器包括至少一个第一弹簧元件F1和一个用于接合杠杆(190)的具有弹性的止挡元件001)。
2.按照权利要求1所述的起动装置(10)，其特征在于，所述具有弹性的止挡元件(201) 覆盖所述弹簧蓄能器(204)并且是盘形的。
3.按照权利要求1所述的起动装置(10)，其特征在于，所述弹簧蓄能器(204)包括具有第一弹簧特性曲线O10)的第一弹簧元件F1和具有第二弹簧特性曲线012)的第二弹簧元件F2。
4.按照权利要求3所述的起动装置(10)，其特征在于，弹簧元件F1和F2串联连接。
5.按照前述权利要求中的任意一项所述的起动装置(10)，其特征在于，所述接合杠杆 (190)的止挡元件(201)具有支承体002)，所述弹簧蓄能器(204)的至少一个弹簧元件F1 在平面侧上贴靠地支撑在所述支承体上。
6.按照前述权利要求中的任意一项所述的起动装置(10)，其特征在于，弹簧元件F1和 F2是交错插接的螺旋弹簧。
7.按照前述权利要求中的任意一项所述的起动装置(10)，其特征在于，弹簧元件F1和 F2是盘形弹簧。
8.按照权利要求5所述的起动装置，其特征在于，所述支承体(202)由具有弹性的材料制成。
9.按照权利要求1所述的起动装置，其特征在于，所述接合杠杆(190)在啮合在齿圈 (25)中的位置上和从所述齿圈分离的位置上始终由所述弹簧蓄能器(204)施加负载。
10.按照权利要求1所述的起动装置，其特征在于，所述具有弹性的止挡元件O01)是弯板件或塑料注塑件，所述弯板件包括具有拱起部的接触面，所述接触面限了一个空腔。
全文摘要
本发明涉及一种内燃机的起动装置(10)。起动装置(10)包括向前啮合致动器(16)，在其操作时起动小齿轮(22)啮合在内燃机的齿圈(25)中。通过向前啮合致动器(16)进行操作的接合杠杆(190)通过弹簧蓄能器(204)被施加负载。弹簧蓄能器(204)包括至少第一弹簧元件(F1)和一个用于接合杠杆(190)的具有弹性的止挡元件(201)。
文档编号F02N15/06GK102536580SQ20111035852
公开日2012年7月4日 申请日期2011年9月28日 优先权日2010年9月30日
发明者K-O·施密特, S·卡斯克 申请人:罗伯特·博世有限公司