专利名称：起动装置以及用于制造起动装置的方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于起动内燃机的起动装置、尤其是起动机。此外，本发明涉及一种根据权利要求10的前序部分所述的用于制造用于起动内燃机的起动装置、尤其地起动机的方法。
背景技术：
本发明基于带有根据独立权利要求的类型的起动机或起动马达的系统。本发明的对象为用于带有内燃机的车辆的起动机和起动器，其具有带有电枢和换向器的电机，其中，电枢具有带有相应的电枢轴承的电枢轴。从现有技术中已知用于带有内燃机的车辆的带有起动机继电器的起动器，其通常包括用于驱动内燃机的直流电机。在这种类型的起动机或起动马达中，例如带有相应的继电器的继电器叉形杆系统负责到齿圈中的啮合或推进。在推进、也称为间隔或更准确地说啮合运动中，磁继电器向后拉动叉形杆。这通过对继电器相应的通电实现。在通电时，使与磁性的铁心共同作用的开关轴沿轴向朝触点的方向上运动或远离触点运动。这种类型的起动机具有带被构造成磁体的定子的电动机。此外，电动机具有转子，转子具有由带有铁心的线圈构成的电枢，电枢可旋转地被支承在定子的极靴之间的磁场中。用于电枢的电流输送通过成段的换向器和滑动触点、所谓的换向器刷实现。在此，在转子通电时也产生磁场，其与定子的磁场相互作用。在这种类型的起动器中，应用以浮动的方式被支承的驱动轴或电枢轴。为了限制电枢轴的轴向间隙，已知轴向锁定装置。至今为止已知的轴向锁止装置包括安装在电枢轴上的止动垫片。止动垫片在电枢轴的槽中的配合具有公差。由于多个单件相对于电枢的公差链，在装配起动器时单件公差累积，从而电枢轴会具有轴向间隙、更确切地说轴向纵向间隙，其可为十分之几毫米以及更大。从DE 29704299 Ul中已知用于带有起动马达的内燃机的起动装置，其驱动轴通过传动装置与从动轴处于有效连接，从动轴为带有自由轮机构和起动小齿轮的啮合传动机构的一部分，起动小齿轮以可轴向地移动的方式布置在从动轴上，并且通过轴向的移动使起动小齿轮与内燃机的起动传动机构的齿圈进入接合，其中，在从动轴上在起动小齿轮之后(相对于朝向起动马达的方向)布置有用于起动小齿轮的止挡装置，该用于起动小齿轮的止挡装置布置在其与齿圈接合时的运动的终端区域内，其中，止挡装置具有轴向地作用的弹性元件。
发明内容
与现有技术相比，具有相应的独立权利要求或并列权利要求所述的特征的根据本发明的起动装置和根据本发明的方法所具有的优点为，用于起动内燃机的起动装置、特别是起动机，包括电枢轴，该电枢轴在其一个端部处借助于包括套筒的换向器轴承以浮动的方式被支承，其中，套筒具有锁定装置(Arretiervorrichtung),可将十分之几毫米的轴向电枢纵向间隙减小到百分之几毫米。由此明显减小起动装置的换向器系统的磨损以及特别地明显减小碳刷的磨损。轴向纵向间隙或电枢纵向间隙不再通过相对不精确地加工的多个构件的公差限定。优选地，起动装置包括带有转子和定子的电动机，并且特别是被构造成用于内燃机的起动机或所谓的起动马达。该起动装置包括浮动地被支承的电枢轴。电枢轴在径向的方向上通过衬套、也被称为烧结衬套被引导。在一个实施方案中，电枢轴在轴向通过例如布置在电枢轴的轴槽中的止推盘和/或止动垫片被引导。优选地，烧结衬套通过套筒在盖部中或借助于被构造在套筒中的轴承支承架被支承。盖部同时用作换向器轴承并且由此固定换向器轴承。电枢轴穿透轴承支承架并且利用其后端部在背离换向器的一侧上伸出超过轴承支承架和盖部。在此，电枢轴、特别是后端部在套筒的区域中不具有实现在轴向的方向上的固定的凸肩部或类似者。由此，套筒仅仅在径向的或周向的方向上、但是未在轴向的方向上固定电枢轴。电枢轴支承的方式被称为浮动的支承。优选地，在轴向的方向的固定通过后端部处的被定位在轴承支承架处的轴槽中的止动垫片实现。根据本发明，在套筒上设置有锁定装置，用于实现在轴向的方向上被锁定的固定或电枢纵向间隙的减小。有利地，锁定装置被构造在套筒的区域中。通过在从属权利要求中阐述的措施，可实现在独立权利要求和并列权利要求中给出的装置的有利的改进方案和改善方案。在一种实施方式中规定，锁定装置包括至少一个与互补的锁定单元共同作用的卡锁元件。优选地，构造多个卡锁元件。卡锁元件被构造成螺纹形的、螺旋形的或环形的。优选地，卡锁元件在轴向上彼此间隔开。在一个实施方式中，卡锁元件不均匀地彼此间隔开。更为优选地，卡锁元件以等距的方式彼此间隔开。原则上，可实现任意的间距。优选地，卡锁元件被实施成位置固定的卡锁元件。优选地，在一个实施方式中，卡锁元件在套筒的周向上延伸。优选地，卡锁元件在整个周向上伸延。在另一实施方式中，至少单个的卡锁元件部分地在周向上伸延。优选地，套筒的后端部的端侧被构造成无卡锁元件。另一实施方式规定，所述至少一个卡锁元件被集成在套筒的表面中。有利地，卡锁元件被构造到背离电枢轴定向的表面中、也就是说套筒的外表面中。相应地，在一个实施方式中规定，卡锁元件被集成在套筒的表面中被构造成凹处和/或抬高部。例如，凹处和/或抬高部被构造成刻痕、沟部、异型部、槽等。这可以简单的方式直接在套筒中成型。凹处和/或抬高部至少部分在周向上、优选地完全在周向上绕套筒延伸。在此，凹处和/或抬高部横向于轴向、尤其地相对于轴向垂直地伸延。优选地，卡锁元件、即凹处和/或抬高部被构造成彼此平行。一个实施方式设置多个在轴向上等距地彼此间隔开的、环绕的横向沟部。优选地，卡锁元件被构造成螺纹、也就是说被构造成在套筒的表面处的外螺纹。在此，凹处和抬高部被构造成成型的刻痕，该刻痕以连续的螺旋线的形式围绕套筒沿螺纹线延伸。又另一实施方式规定，设置至少一个锁定单元，其与至少一个卡锁元件、尤其地套筒的卡锁元件共同作用。该锁定单元被实施成在装配时被引入卡锁元件的区域中的独立的部件。锁定单元和卡锁元件的共同作用传力连接地、形状配合连接地和/或材料连接地实现。
在另一实施方式中规定，锁定单元包括用于套筒和/或电枢轴的容纳部，其至少部分地在该至少一个卡锁元件的区域中在周向上包围套筒。优选地，该容纳部被构造成贯穿孔，套筒可延伸通过该贯穿孔。优选地，该贯穿孔被构造成与套筒互补，例如构造成圆形。此外，在一个实施方案中，在容纳部的向内指向的端部处构造有形式为凸肩部的止动面，其在已装配的状态中与止动垫片处于接触。另一实施方式规定，容纳部在指向套筒的容纳表面上具有至少一个与电枢轴的至少一个卡锁元件互补的卡锁元件，其与套筒的至少一个卡锁元件共同作用。优选地，该容纳部在至少一个表面区段上具有互补的卡锁元件，优选地沿着整个的表面、至少在周向的方向上。此外优选地，所述带有卡锁元件的表面为内表面，也就是说，朝向容纳在容纳部中的套筒定位。如此设定该容纳部连同卡锁元件的尺寸，即，容纳部可以小的力消耗通过套筒与相应的卡锁元件一起运动。例如，该卡锁元件被构造成刻痕、沟部、异型部、槽等。该卡锁元件在周向上沿着容纳部的内表面延伸。在此，卡锁元件横向于轴向、尤其地相对于轴向垂直地伸延。优选地，卡锁元件彼此平行地取向。一个实施方式设置多个在轴向上等距地彼此间隔开的、环绕的横向沟部。优选地，卡锁元件被构造成螺纹、也就是说被构造成在容纳部的内表面处的内螺纹。在此，卡锁元件被构造成成型的刻痕，其连续地螺旋式地绕套筒沿着螺旋线伸延。优选地，锁定单元的容纳部的卡锁元件被构造成与套筒的卡锁元件互补，例如被构造成螺纹和配合螺纹。在套筒容纳在锁定单元的容纳部中时，将卡锁元件的螺纹旋入彼此，从而建立在锁定单元和锁定装置之间的连接。有利地，利用保持不变的拉力矩或扭力矩实现锁定单元的旋上。在将锁定单元旋拧到螺纹形的卡锁元件上时，后端部被一起推入锁定单元的后部的区域中。此外，在轴向的方向上，在轴槽中的止动垫片由容纳部的内部的端部处的止动面压靠轴承支承架。根据本发明，由此由在轴承中的止动垫片的间隙限定电枢纵向间隙。一种优选的实施方式规定，套筒的至少一个卡锁元件被实施成外螺纹，并且在锁定单元上的该至少一个卡锁元件被实施成与该外螺纹互补的内螺纹。例如，锁定单元的内螺纹被实施成自攻螺纹。相应地，在旋上锁定单元时，通过内螺纹而在套筒的表面中使套筒的外螺纹切割或成型制成。在另一实施方式中规定，起动装置至少在轴承支承架的区域中被构造成是无止推盘的。有利地，电枢轴在轴向上通过锁定装置、更确切地说锁定单元和止动垫片的共同作用被固定，其中，锁定单元使止动垫片抵靠套筒的轴承支承架被压紧，从而在没有止推盘的情况下确保电枢轴在轴向的方向上的固定。由此，影响电枢纵向间隙的部件的公差链被减少了一个额外构件。附加地有利地，防止止动垫片的旋转运动。与现有技术相比，具有相应的独立权利要求和并列权利要求所述的特征的根据本发明的方法具有的优点为，在制造这样的用于起动内燃机的起动装置、特别是起动机时，即，该起动装置包括在其一个端部处借助于包括套筒的换向器轴承以浮动的方式被支承的电枢轴和通过被构造在套筒上的锁定装置被锁定的电枢纵向间隙，减小了轴向纵向间隙。在此，锁定单元的卡锁元件和套筒的卡锁元件被引入有效连接，从而减小电枢纵向间隙、即轴向纵向间隙。优选地，锁定单元被固定直至止动垫片止挡在轴承支承架上以及止挡在锁定单元内部的止动面上。例如，锁定单元的固定被实施成旋上。在一个实施方案中，手动地进行该旋上操作，在另一实施方案中，设置用于旋上的辅助器件。
在附图中示出了本发明的实施例，并且在以下的描述中详细解释这些实施例。其中图1以横截面视图显示了起动装置，图2a_2c示意性地分别以立体的视图显示了在不同的装配步骤中的起动装置的局部结构，图3示意性地以部分地剖切的立体的视图显示了根据图2c的局部结构，以及图4示意性地以立体的视图单独显示了根据图2c的锁定单元。
具体实施例方式图1以横截面视图显示了带有继电器42的内燃机的起动装置100，该继电器42也被实施成配电继电器或接通继电器。起动装置100的壳体10包括通过未进一步示出的螺栓相互连接的圆柱形的壳体件11以及盖部13。圆柱形的壳体件11在后部通过盖部13封闭，在盖部13的中央部分中模制有向外指向的套筒14(见图3)。在套筒14中设有轴承支承架15 (见图3)，电的起动马达18的电枢轴17的后端部17a (在此未详细显示，见图3)被支承在该轴承支承架15中，起动马达18的电枢以19表示。在电枢19的径向外部，在壳体件11的壁部上，设有起动马达18的多个(永)磁体20。电枢轴17的前端部通过在直径上减小的端部区段22被支承在从动轴24的同轴地伸延的、未进一步示出的盲孔23中。从动轴24的另一端部被支承在将壳体件11封闭的轴承盖25中和被模制在该轴承盖上的套筒26中。电枢轴17在其面对轴承盖25的端部附近具有齿部28 (太阳轮)，行星齿轮29接合到该齿部28中，该行星齿轮还与行星齿轮传动机构31的位于外部的固定的齿环30啮合(=传动装置(Vorgelege))。行星架12驱动从动轴24，自由轮机构33布置在该从动轴24上，自由轮机构的内环34具有突出部35 (小齿轮)，在其上构造有外齿部36。自由轮机构33的外环37通过多线螺纹38与从动轴24相连接。所谓的接合弹簧39作用到该外环上。为了起动过程的目的，可通过自由轮机构33的轴向移动使外齿部36与内燃机的齿圈40进入接合。这借助于(接通)继电器42实现，在该继电器中，在接通电流时衔铁通过突出部43使杠杆44摆动，杠杆44通过位于盘件46之间的摇杆45使自由轮机构33向左移动。杠杆44构造成双臂式的，并且借助于销48可摆动地布置在固定在壳体上的轴承49中。该过程仅仅简单地阐述，因为其对于本发明不是重要的。利用锁定装置110 (在此未详细显示，见图3)在电枢轴17的后部的轴承侧的端部17a处在轴向的方向锁定该电枢轴17(见图2c和3)。在盖部13上贴靠有电刷板53，其与盖部13螺纹连接。电刷板53构造成单件。在电刷板53上固定有特别地由塑料制成的电刷架，在该电刷架中布置有碳刷，所述碳刷在弹簧压力下紧贴到换向器63上，该换向器63布置在电枢轴17上。碳刷通过联接绞合线与电缆接线柱连接，该电缆接线柱与接通继电器42的触点68相连接。绞合线穿透在壳体件11中布置在孔中的密封装置70。电刷板53通过螺栓62被固定在盖部13上。图2a至2c示意性地分别以立体的视图示出了在不同的装配步骤中的起动装置100的局部结构。图2a示意性地以立体的视图示出了起动装置100的第一装配步骤。圆柱形的壳体10或其圆柱形的部件11在此处未示出的端部通过盖部13被封闭。盖部13借助于螺栓62被固定在壳体10处。电枢轴17以其后端部17a穿透被构造在套筒14中的轴承支承架15并且由此以其后端部17a突伸出由套筒14和轴承支承架15形成的换向器轴承。电枢轴17以浮动的方式被支承在换向器轴承中，其中电枢轴17在径向的方向上、但是未在轴向的方向上被固定。为了径向的固定，后端部17a部分地由衬套116(见图3)在套筒14的区域中引导。在电枢轴17的后端部17a上构造有轴槽17b以用于轴向地固定在轴承支承架15的区域中，在另一装配步骤中，止动垫片115可被布置在该轴槽17b中(见图2b)。此外，为了轴向地固定，在套筒14上构造有锁定装置110，在此，由该锁定装置110示出以集成在套筒14的表面中的方式被构造成外螺纹Illa的卡锁元件111。外螺纹Illa被构造成在整个周向上围绕套筒14。在轴承支承架15的区域中且在套筒14的最外部的边缘处，套筒14被构造成无卡锁元件或无螺纹。图2b示意性地以立体的视图示出了起动装置100的另一装配步骤。在此，止动垫片115被插入电枢轴17的轴槽17b中。如此布置C形的止动垫片115和轴槽17b，使得止动垫片115被布置成邻近轴承支承架15和/或与该轴承支承架15接触。在此，止动垫片115在周向上部分地包围位于轴槽17b中的后端部17a。借助于止动垫片115可实现电枢轴17的部分的轴向固定。由此，防止后端部17a在轴向的方向上、也就是说在电枢轴17的延伸方向上，朝着套筒14方向的运动。通过锁定单元112实现进一步固定,该锁定单元在轴承支承架15的区域中将电枢轴17锁定(图2c)。图2c示意性地以立体的视图示出了起动装置100的又一装配步骤。在该装配步骤中，锁定单元112已经与套筒14配合地相连接，从而锁定装置110是有效的。在此，锁定单元112借助于卡锁元件114(见图3和4)与套筒14的卡锁元件111相接合。在该实施方式中，锁定单元112被构造成独立的、单件的呈螺塞形式的构件。锁定单元112包括两个区段空心圆柱形的区段112a以及盆形的端部区段112b，在空心圆柱形的区段中构造有用于套筒14或轴承支承架15的容纳部13，而所述盆形的端部区段为了简化安装具有外螺栓头部轮廓。容纳部113被构造成贯穿孔，其在其内表面处具有呈内螺纹114b形式的卡锁元件114(见图3)。在此，卡锁元件114被集成到容纳部113中。内螺纹114a被构造成与套筒14的外螺纹Illa互补。为了在轴向的方向上固定电枢轴17，将锁定元件112旋到套筒14的外螺纹Illa上，从而外螺纹11 Ia容纳带有轴承支承架15的套筒14。以恒定的扭力矩进行旋上直至使止动面114b在容纳部113的内端部处压到止动垫片115上。在已装配的状态中，被旋上的锁定单元113使制动垫片115抵靠轴承支承架15被固定或压紧。那么，仅仅通过止动垫片115在轴槽17b中的间隙限定电枢轴17的轴向纵向间隙。附加地，锁定单元112用于保护不受环境影响以及防止润滑剂泄漏。通过在空心圆柱形的区段112a到端部区段112b的过渡的区域中的凸肩部形成止动面114b，凸肩部由这两个区段112a、112b的不同的内尺寸产生。空心圆柱形的区段112a的内尺寸相应于套筒14或轴承支承架15的外尺寸构造。端部区段112b的内尺寸被相应于电枢轴17的外尺寸构造，并且相应地小于空心圆柱形的区段112a的内尺寸。由此，实现相对于轴承支承架15或套筒14的轴向的止动面。
图3示意性地以部分地剖切的立体的视图示出了根据图2c的局部结构。利用相同的附图标记表示相同的构件。对已经描述过的部件不再进行详细描述。图3示出了在完全装配好的状态中的根据图2c的起动装置100的局部结构，其带有在轴槽17b中的止动垫片115b和被套上的锁定单元112。在该剖切的视图中一方面可看到，后端部17a在套筒14的区域中被构造成无突出部或无槽的。另一方面，可看到锁定单元112的两个区段112a和112b。端部区段112b相对于前区段112a在横截面上被减小。在已装配的状态中，套筒14被布置在容纳部113中、即空心圆柱形的区段112a中，并且突伸出的后端部17a伸入到空心的端部区段112b中。在区段112a和端部区段112b之间构造有凸肩形的止动面114b。此夕卜，还示出了套筒14的外螺纹Illa在锁定单元112的互补的内螺纹114a中的接合。在容纳部113的端部处的止动面114b被抵靠止动垫片115压紧，止动垫片115进而被压紧在轴承支承架15上。在此，仅仅在止动垫片115于轴槽17b中的间隙的范围中实现后端部17a的轴向间隙或轴向运动。这些部件可以高的精度制造，从而这些部件的间隙或公差可被减小到百分之几毫米。在后端部17a和端部区段112b之间构造有自由空间，其保证在锁定装置110方面还可能的轴向间隙的范围中的电枢轴17的无止动的轴向运动。图4示意性地以立体的视图单独示出了根据图2c的锁定单元112。锁定单元112根据螺塞的形式被实施成单件。在此，锁定单元112具有前部的空心圆柱形的区段112a和外部的六角形的、螺栓头部式的端部区段112b。区段112a包括被构造成贯穿孔的容纳部
113。在容纳部113或其向内指向的表面的区域中构造有呈内螺纹114a形式的卡锁元件
114。内螺纹114a被实施成与套筒14的外螺纹Illa互补的配合螺纹。此外，容纳部113在其朝向端部区段112b的端部处具有被构造成凸肩部的止动面114b，该止动面在已装配的状态中压靠在止动垫片115上。锁定单元112要么手动地或者借助于辅助器件、例如螺丝刀拧到套筒14上。在此，后面的外螺纹头部式的端部区段112b用作扳手的作用位置。
权利要求
1.一种用于起动内燃机的起动装置(100)、尤其是起动机，所述起动装置包括电枢轴(17)，所述电枢轴在其一个端部(17a)上借助于包括套筒(14)的换向器轴承以浮动的方式被支承， 其特征在于，所述套筒(14)具有锁定装置(110)，用于减小所述电枢轴(17)的电枢纵向间隙。
2.按照权利要求1所述的起动装置(100)，其特征在于，所述锁定装置(110)包括至少一个用于与互补的锁定单元(112)共同作用的卡锁元件(111)。
3.按照权利要求1或2所述的起动装置(100)，其特征在于，所述至少一个卡锁元件(111，Illa)被集成在所述套筒(14)的表面中。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的起动装置(100)，其特征在于，所述至少一个卡锁元件(111，Illa)为集成在所述套筒(14)的表面中的凹处和/或抬高部。
5.按照前述权利要求1至4中任一项所述的起动装置(100)，其特征在于，设有至少一个锁定单元(112)，所述至少一个锁定单元与所述至少一个卡锁元件(111,111a)共同作用。
6.按照前述权利要求1至5中任一项所述的起动装置(100)，其特征在于，所述锁定单元(112)包括用于所述套筒(14)和/或所述电枢轴(17)的容纳部(113)，所述容纳部至少部分地在所述至少一个卡锁元件(111，Illa)的区域中在周向上包围所述套筒(14)。
7.按照前述权利要求1至6中任一项所述的起动装置(100)，其特征在于，所述容纳部(113)在指向所述套筒(14)的容纳表面上具有至少一个与所述电枢轴(17)的至少一个卡锁元件(111，Illa)相对应的、与所述套筒(14)的所述至少一个卡锁元件(111，Illa)共同作用的卡锁元件(114，114a)。
8.按照前述权利要求1至7中任一项所述的起动装置(100)，其特征在于，所述套筒(14)的至少一个卡锁元件(111)为外螺纹(111a)，并且在所述锁定单元(112)上的至少一个卡锁元件(114)为与所述外螺纹(Illa)互补的内螺纹(114a)。
9.按照前述权利要求1至8中任一项所述的起动装置(100)，其特征在于，所述起动装置(100)至少在轴承支承架(15)的区域中是无止推盘的。
10.一种用于制造用于起动内燃机的、按照前述权利要求1至9中任一项所述的起动装置(100)、特别是起动机的方法，所述起动装置(100)包括电枢轴(17)，所述电枢轴(17)在其一个端部(17a)上借助于包括套筒(14)的换向器轴承以浮动的方式被支承， 其特征在于， 电枢纵向间隙通过被构造在所述套筒(14)上的锁定装置(110)被锁定。
全文摘要
本发明涉及起动装置以及用于制造起动装置的方法，具体地提出了一种用于起动内燃机的起动装置(100)，其包括电枢轴(17)，所述电枢轴在其一个端部(17a)上借助于包括套筒(14)的换向器轴承以浮动的方式被支承，其中，所述套筒(14)具有锁定装置(110)，用于减小所述电枢轴(17)的电枢纵向间隙，并且本发明涉及一种用于制造所述起动装置(100)的方法。
文档编号F02N11/00GK103032242SQ20121039744
公开日2013年4月10日 申请日期2012年10月10日 优先权日2011年10月10日
发明者R·希恩因格, P·法尔, T·莱斯, L·施瓦策, P·哈拉斯 申请人:罗伯特·博世有限公司