带有过载保护部的起动装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于起动内燃机的起动装置(10)。所述起动装置(10)包括具有驱动轴(44)的转子(37)，电枢小齿轮(80、202)被容纳在所述驱动轴(44)上。所述电枢小齿轮(80、202)通过摩擦配合的连接机构(208)被容纳在所述驱动轴(44)的轴颈(110、224)上。
【专利说明】带有过载保护部的起动装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于起动内燃机的起动装置，所述起动装置带有具有驱动轴的转子，电枢小齿轮被容纳在所述驱动轴上。
【背景技术】
[0002]文献DE 31 20 285 Al涉及一种内燃机的起动机传动机构。该起动机传动机构通过电动机操控。所述电动机包括传动部件，利用该传动部件将电动机的旋转运动传递到布置在从动轴上的起动小齿轮上。
[0003]在当今的用于起动内燃机的起动装置中，该起动装置通常配备有起动电动机和预啮合致动器。该预啮合致动器通常构造成继电器，其负责起动小齿轮进入到待起动的内燃机的齿圈的齿部中的接合过程。在起动小齿轮哨合到内燃机的齿圈中之后并且在相互哨合的齿部的足够的齿面重叠时，起动装置的起动电动机进行内燃机的起动。
[0004]该起动电动机包括通常构造成电枢并且包括多个电枢绕组的转子。通过同样安置在起动装置的起动电动机中的换向器进行电枢绕组的操控。构造成电枢的转子的旋转运动通过电枢小齿轮传递到传动机构、特别是构造成行星齿轮传动机构的旋转传动机构上，该传动机构使起动电动机的旋转加速，从而以比起动电动机的转速更高的转速驱动在已啮合状态中的起动小齿轮。
[0005]通常,起动小齿轮如此与驱动轴、也就是说转子的电枢轴相连接,使得起动小齿轮可被超速。
【发明内容】
[0006]根据本发明提出，电枢小齿轮借助于特别是构造成滑动离合器的摩擦配合连接机构支承在转子的驱动轴、也就是说电枢轴上。以特别有利的方式，被容纳在转子的驱动轴、也就是说电枢轴上的电枢小齿轮是特别是构造成行星齿轮传动机构的旋转传动机构的太阳轮。
[0007]根据本发明提出的电枢小齿轮包括套筒部分和凸缘部分。该电枢小齿轮在套筒部分上设有齿部、例如直齿，并且借助于固定元件、例如具有细牙螺纹的螺母在驱动轴的轴颈的凸缘上被容纳在远离换向器的端部上。通过特别是构造成带有细牙螺纹的螺母的固定元件，电枢小齿轮的套筒部分以及进而电枢小齿轮自身在轴向方向上固定在轴颈的凸缘上。
[0008]在驱动轴的、也就是说电枢轴的薄片齿部(Lamellenverzahnung)上设有至少一个弹簧元件，其产生在轴向方向上指向的力。例如，所述至少一个弹簧元件可指盘形弹簧、或者也可指以同一方向或相反方向定向的多个盘形弹簧的盘形弹簧组或者波形弹簧。驱动轴的薄片齿部引导具有至少一个摩擦衬面的盘。通过该盘在薄片齿部上的支承，防止了盘的旋转。该盘以不可相对转动的、然而可轴向运动的方式被容纳在薄片齿部上。
[0009]以不可相对转动的方式支承的盘包括摩擦衬面或摩擦涂层，其与电枢小齿轮的凸缘部分相对置。由于通过至少一个弹簧元件施加的轴向力的作用，以不可相对转动的方式支承在薄片齿部中的盘靠到电枢小齿轮的凸缘部分的与摩擦衬面或摩擦涂层相对的侧上。通过所述至少一个弹簧元件产生的轴向力轴向地通过盘、摩擦衬面以及构造成螺母的固定元件被传递到轴向固定的电枢小齿轮上。由此，在考虑以不可相对转动的方式布置的盘的摩擦衬面的情况下，需要限定的扭矩以用于使电枢小齿轮在电枢轴上旋转。该限定的扭矩用于，在过载情况、也就是说出现不允许的高扭矩时电枢小齿轮可在电枢轴、确切地说在轴颈的加粗的凸缘上旋转，并且由此保护起动机构件不受过载损坏。
[0010]根据本发明提出的解决方案的另一有利的方面在于，通过简单地更换电枢小齿轮、也就是说旋转传动机构的太阳轮，可轻易地改变内部的起动机传动比，因为为此仅仅需要更换电枢小齿轮并且不需要更换整个电枢。除了更换电枢小齿轮，在改变传动比时也更换旋转传动机构的行星齿轮以及行星架。电枢小齿轮是特别是构造成行星齿轮传动机构的旋转传动机构的太阳轮。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]下面根据附图详细描述本发明。
[0012]其中:
[0013]图1示出了起动装置的纵向剖视图，
[0014]图2示出了根据图1的起动装置的起动电动机的转子的立体图，
[0015]图3示出了根据本发明提出的电枢小齿轮及其在轴颈处的支承方案的视图，
[0016]图4示出了摩擦配合的连接机构的组件，
[0017]图5以放大的比例示出了构造成滑动离合器的摩擦配合的连接机构，
[0018]图6示出了薄片齿部和以不可相对转动的方式支承在该薄片齿部上的盘的细节，
[0019]图7示出了通过固定元件轴向固定的电枢小齿轮的立体图，以及
[0020]图8示出了根据图7的立体图的剖视图。
【具体实施方式】
[0021]图1以纵向剖视图示出了起动装置。
[0022]该起动装置10例如具有起动电动机13和预啮合致动器16，该预啮合致动器例如为继电器或起动继电器。所述起动电动机13和电的预啮合致动器16固定在一个共同的驱动端轴承盖19上。所述起动电动机13在功能上用于当起动小齿轮22啮合到在图1中未示出的内燃机的齿圈25中时，驱动起动小齿轮22。
[0023]起动电动机13具有作为壳体的极管28，所述极管在其内周上支承多个极靴31，这些极靴分别被一个励磁绕组34缠绕。极靴31又包围着电枢37，该电枢具有由薄片40构成的电枢铁心43和设置在多个槽48中的电枢绕组49。电枢铁心43压紧在驱动轴44上。此外，在驱动轴44的远离起动小齿轮22的端部上还安装了换向器52，所述换向器52尤其由多个单个的换向器薄片55构成。这些单个的换向器薄片55通过已知的方式与电枢绕组49电连接，使得在通过碳刷58给换向器薄片55通电时产生电枢37在极管28中的旋转运动。设置在预啮合致动器16和起动电动机13之间的电流引线61在接通状态时不仅为碳刷58而且还为励磁绕组34供电。驱动轴44在换向器一侧通过轴颈64支撑在滑动轴承67中，该滑动轴承67又位置固定地保持在换向器轴承盖70中。所述换向器盖70又借助于拉杆73固定在驱动端轴承盖19中，所述拉杆73(如螺钉，例如两个、三个或者四个)分布在极管28的周边上。在此，极管28支撑在驱动端轴承盖19上，而且换向器轴承盖70支撑在极管28上。
[0024]沿驱动方向看，在电枢37上连接了一个太阳轮80，该太阳轮是行星传动装置83的一部分。太阳轮80表示根据图3的电枢小齿轮202。太阳轮80被多个行星齿轮86、在此通常是三个行星齿轮86包围，所述行星齿轮借助于滚动轴承89支撑在轴颈92上。行星齿轮86在内齿圈95中滚动，所述内齿圈95以外侧支承在极管28中。朝向输出侧的方向，与行星齿轮86相接的是行星架98，轴颈92容纳在所述行星架中。行星架98又支承在中间支承件101和设置在该中间支承件101中的滑动轴承104中。中间支承件101被设计为盆形，以便于在其中容纳行星架98以及行星齿轮86。此外，在盆形的中间支承件101中还设置了内齿圈95，该内齿圈最后通过盖107相对于电枢37封闭。中间支承件101也通过其外周边支撑在极管28的内侧。电枢37在驱动轴55的远离换向器52的端部上具有另一个同样容纳在滑动轴承113中的轴颈110。所述滑动轴承113又容纳在行星架98的中央孔里。行星架98与输出轴116 —体地连接。这个输出轴通过它远离中间支承件101的端部119支承在另一个轴承122中，该另一轴承固定在驱动端轴承盖19中。
[0025]输出轴116分为不同的区段:接在设置在中间支承件101的滑动轴承104中的区段后面的是带有直齿125 (外齿)的区段，该直齿是轴毂连接结构128的一部分。这个轴毂连接结构128在这种情况下使带动件131沿轴向的直线滑动成为可能。替代地也存在这样的可能性，即，为了实现轴向的螺旋运动应用多头螺纹齿。该带动件131是套筒状的突出部，该突出部和自由轮机构137的盆形外圈132—体连接。这个自由轮机构137 (定向止动器)此外还包括沿径向设置在外圈132内部的内圈140。在内圈140和外圈132之间设有夹紧体138。这个夹紧体138与内圈140和外圈132共同作用，防止在外圈132和内圈140之间朝第二个方向的相对转动。换句话说，自由轮机构137能实现内圈140和外圈132之间只朝一个方向的相对运动。在依据图1的实施例中，所述内圈140被实施为与起动小齿轮22和该起动小齿轮的斜齿143 (其在此为外斜齿)是一体的。该起动小齿轮22还可以替代地被实施为直齿小齿轮。除了通过励磁绕组34电磁激励的极靴31外，还可以使用永磁激励的磁极。
[0026]此外，电的预啮合致动器16或者更具体的说可线性运动的衔铁168还具有下列任务，即借助于牵引元件187使可转动地设置在驱动端轴承盖19中的杠杆190运动。该杠杆190通常是叉形杠杆并且在其外周上以两个在此未示出的“尖齿”包围盘件193和194，用于使夹紧在这两个盘件之间的带动环197克服弹簧200的阻力朝自由轮机构137运动，并由此使起动小齿轮22啮合在图1中此未示出的内燃机的齿圈25中。
[0027]下面将详细讨论啮合机构。电的预啮合致动器16具有接线柱150，该接线柱是电触头并且在在车辆中组装的情况下连接在电的起动机电池(这里未示出)的正极上。这个接线柱150穿过盖153。第二接线柱152是用于电的起动电动机13的连接部，该起动电动机通过电流引线61(粗绞合线)供电。所述盖153封闭由钢制成的壳体156，该壳体借助于多个固定元件159(其例如为螺钉)固定在驱动端轴承盖19上。在电的预啮合致动器16中还设有用于在杠杆190 (特别地被构造为叉形杠杆)上施加拉力的推进装置160和开关装置161。推进装置160具有绕组162，开关装置161具有绕组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一个电磁场，该电磁场穿过各个部件。轴毂连接结构128除了被设计为具有直齿125外还可以具有多头螺纹齿。在此，还可以进行结合，由此根据下列方案也是可行的:a)起动小齿轮22是斜齿的并且轴毂连接结构128具有直齿125 ；b)起动小齿轮22是斜齿的并且轴毂连接结构128具有多头螺纹齿或者c)起动小齿轮22是直齿的并且轴毂连接结构128具有多头螺纹齿。
[0028]从根据图2的图中得到根据所示出的图1的起动装置的电枢的立体图。
[0029]从根据图2的立体图中得到，电枢37包括轴颈110，图1中示出的旋转传动装置83的太阳轮80以刚性的构造方式布置在该轴颈110上。电枢37包括多个绕组元件，其分别通过槽46相互分离。所有绕组元件一起得到电枢绕组49。在驱动轴44(在图2中仅仅示出了驱动轴44的轴颈110)的远离太阳轮80的端部上设有包括多个换向器薄片55的换向器52。
[0030]图3示出了带有根据本发明提出的解决方案的电枢的立体图。
[0031]图3示出，在轴颈110、确切地说轴颈110的在直径上被实施得稍微更大的凸缘上实施有电枢小齿轮202。除了上面实施有齿部226 (在此构造成直齿)的套筒部分206，根据所示出的图3的电枢小齿轮202还包括凸缘部分204。该凸缘部分204和套筒部分206实施成一体并且形成电枢小齿轮202，该电枢小齿轮是旋转传动装置83的太阳轮80。
[0032]从根据图3的立体图中可得到，电枢37包括电枢绕组49和换向器52。
[0033]在图4中示出了摩擦配合的连接机构的组件，该摩擦配合的连接机构为滑动离合器。
[0034]根据图4的图示是在图3中示出的转子、也就是说起动电动机13的电枢37的立体剖视图。
[0035]如可从图4中看到的那样，滑动离合器208包括组件:具有凸缘部分204和套筒部分206的电枢小齿轮202、设置在凸缘部分204上的摩擦衬面210、212、以及盘218，借助于被至少一个弹簧元件加载的薄片齿部250引导所述盘218。
[0036]出于完整性原因应提及，在图4中利用附图标记49表不电枢绕组并且利用44表示穿过电枢37延伸的驱动轴，电枢小齿轮以其套筒部分206容纳在驱动轴44的轴颈110、确切地说轴颈110的加粗部上。
[0037]图5以放大的比例示出了电枢小齿轮在驱动轴的轴颈上、也就是说在电枢轴上的
容纳方案。
[0038]如可从图5中得到的那样，在驱动轴44的轴颈110上(见图4的示图)构造有凸缘224，其具有与轴颈110相比增大的直径并且在所述凸缘224上至少在其周面的部分区域上构造有螺纹区段222。如此外根据图5示出的那样，电枢小齿轮202被推到在轴颈110上的以更大的直径实施的凸缘224上。例如通过构造成细牙螺纹螺母的固定元件216实现电枢小齿轮202的轴向固定，该固定元件216被拧到在直径较大的凸缘224的周面上的螺纹区段222上。由此，电枢小齿轮202在轴向方向上被固定、也就是说被固定地定位在驱动轴44的轴颈110的凸缘224上。
[0039]如此外可从图5中得到的那样，在电枢37的驱动轴44上设有薄片齿部250。该薄片齿部250与驱动轴44固定连接或者为驱动轴44的一部分。盘218以不可相对转动，然而可在轴向方向上移动的方式支承在薄片齿部250上，该盘218在一个侧面上(特别是指向电枢小齿轮202的套筒部分204的一侧上)具有摩擦衬面212或摩擦涂层210。该盘218借助于产生轴向力的特别是设计成盘形弹簧或盘形弹簧组或波形弹簧的弹簧元件214在轴向方向上加载，从而以不可相对转动的方式支承在薄片齿部250中的可轴向移动的盘218通过其摩擦面、也就是说摩擦衬面212或摩擦涂层210压紧到电枢小齿轮202的凸缘部分204上。
[0040]在已装配的状态中，所述至少一个弹簧元件214产生轴向力，该轴向力通过盘218传递到至少一个摩擦衬面212或至少一个摩擦涂层210上、被传递到通过固定元件216轴向固定的电枢小齿轮202上。由此，在考虑摩擦衬面212或摩擦涂层210的摩擦系数的情况下需要限定的扭矩，以能够使电枢小齿轮202在驱动轴44的轴颈110的凸缘224上旋转。该限定的扭矩最终用于，在出现过载情况、也就是说超过已经限定的扭矩时，电枢小齿轮202可在驱动轴44上旋转并且由此保护起动机构件不受过载损坏。
[0041]图6以放大的比例示出了盘218在薄片齿部250中的布置方案的细节。
[0042]薄片齿部250以可轴向运动、然而不可相对转动的方式引导盘218。
[0043]在图7和8中可得到电枢小齿轮在轴颈的凸缘上的轴向固定的细节。
[0044]图7示出，轴颈110具有凸缘224，其与轴颈110的直径相比构造成更大的直径。在凸缘224处设有细牙螺纹222 (见图5)，构造成螺母的固定元件216被拧到该细牙螺纹222上。为了简化装配并为了建立轴向的固定，固定元件216在其周边上具有多个凹处，在自动化的旋拧过程中螺旋工具接合到该凹处中并且所需的拧紧扭矩传递到固定元件216上。
[0045]借助于固定兀件216,套管件206在轴向上固定,在此构造成直齿的齿部226位于该套筒件的外周上。
[0046]图8以剖视图示出了根据图7的布置方案。
[0047]从图8中得到，在装配有特别是构造成螺母的固定元件216的区域中，螺纹区段222实施在凸缘224的周面中。该固定元件216装配成，使得固定元件216的端侧与在电枢小齿轮202的套筒部分206上的齿部226的端侧对齐。在根据图7和8的实施方式变型中，电枢小齿轮202的齿部226实施成直齿。作为其替代，其它齿部几何结构也是可行的，例如在相应地构造在待起动的内燃机的齿圈25上的齿部时，可设想多头螺纹齿或斜齿。
【权利要求】
1.一种用于起动内燃机的起动装置(10)，所述起动装置带有具有驱动轴(44)的转子(37)，电枢小齿轮(80、202)被容纳在所述驱动轴(44)上，其特征在于，所述电枢小齿轮(80,202)借助于摩擦配合的连接机构(208)被容纳在所述驱动轴(44)的轴颈(110、224)上。
2.根据权利要求1所述的起动装置(10)，其特征在于，所述摩擦配合的连接机构(208)为滑动离合器。
3.根据权利要求1所述的起动装置(10)，其特征在于，所述电枢小齿轮(202)具有套筒部分(206)和凸缘部分(204)。
4.根据权利要求1所述的起动装置(10)，其特征在于，所述电枢小齿轮(202)通过固定元件(216)轴向地固定在所述轴颈(110、224)上。
5.根据权利要求3所述的起动装置(10)，其特征在于，在所述驱动轴(44)上容纳有至少一个弹性地构造的调节元件(214)，该调节元件产生通过摩擦副(206 ;210、212)作用到所述电枢小齿轮(202)上的轴向力。
6.根据权利要求3所述的起动装置(10)，其特征在于，所述摩擦副包括所述电枢小齿轮(202)的套筒部分(206)和通过轴向力加载的带有至少一个摩擦面(210)的盘(218)。
7.根据权利要求6所述的起动装置(10)，其特征在于，所述盘(218)以不能相对转动的方式与所述电枢(37)的薄片齿部(250)相连接。
8.根据权利要求1所述的起动装置(10)，其特征在于，所述电枢小齿轮(202)为旋转传动机构(83)的、特别是行星齿轮传动机构的太阳轮(80)。
9.根据权利要求4所述的起动装置(10)，其特征在于，所述固定元件(216)为螺母，该螺母允许容易地更换在所述轴颈(110、224)上的电枢小齿轮(202)。
10.根据权利要求2所述的起动装置(10)，其特征在于，所述滑动离合器(208)包括构件:电枢小齿轮(202)、摩擦衬面(210)、盘(218)、至少一个轴向弹簧元件(214)和至少一个固定元件(216)。
11.根据权利要求5所述的起动装置(10)，其特征在于，所述至少一个弹性的调节元件(214)为盘形弹簧、盘形弹簧组或波形弹簧。
【文档编号】H02K7/00GK103443444SQ201280014290
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2012年1月25日 优先权日:2011年1月26日
【发明者】P·哈拉斯 申请人:罗伯特·博世有限公司