CN103026052A - 用于内燃机的起动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于内燃机(1)的起动机，该起动机被构造为具有相对于小齿轮(3)的小齿轮柄(8)可轴向移动的空心轴(5)，该空心轴被弹性地加载至相对于小齿轮柄(8)的止挡位置，在该止挡位置上，可沿径向与离心力相关地扩张且布置成相对于小齿轮柄(8)接合的止挡元件(31)通过空心轴(5)而被确保在其相对于小齿轮柄(8)的接合位置。

Description

用于内燃机的起动装置

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内燃机的起动装置、以及一种配备有这种起动装置的内燃机。

背景技术

由DE 198 02 418A1已知一种用于内燃机的起动装置，在该内燃机中待啮合到飞轮齿圈中的起动机小齿轮通过其小齿轮柄可旋转且可轴向移动地支承在起动机轴上。小齿轮的驱动通过与旋转方向相关地工作的自由轮装置实现，该自由轮装置的外环相对于起动机轴是不可相对旋转的并且其内环(作为空心轴)可轴向移动地相对于小齿轮柄驱动连接。小齿轮在啮合方向上弹性地支撑抵靠在空心轴上，该空心轴被小齿轮柄贯穿，小齿轮柄反向于啮合方向进而反向于其***空心轴的方向相对于空心轴受止挡限制地被支撑。为此设计的止挡装置由盘形的、弹性的止挡元件构成，该止挡元件在径向延伸至小齿轮柄和空心轴的情况下在轴向上位于这两者之间。

此外，之前未公布的德国专利申请(申请号：102009060957.1)已建议了一种用于内燃机的具有空心轴和小齿轮的起动装置，该小齿轮具有小齿轮柄，该小齿轮柄具有沿小齿轮的移动方向延伸的柄轴线并且被***空心轴中，其中小齿轮柄相对于空心轴的轴向移动性受到止挡元件的限制，该止挡元件在空心轴中间接地由可通过压配合***空心轴中的衬套保护以避免不允许的扩张。

发明内容

本发明的目的在于，实现进一步简化根据本发明的起动装置，而不影响其功能性。

根据本发明，这通过根据权利要求1的特征的起动装置实现，并且对于内燃机通过根据权利要求8的特征实现。

本发明利用如下事实：内燃机的通过起动装置驱动所达到的转速远远低于内燃机的工作转速。因此，在通过起动装置驱动内燃机时，小齿轮的转速低于在内燃机起动时以及在小齿轮移出期间、也就是在小齿轮被内燃机拖曳地带动时所达到的转速。

关于小齿轮弹性地支撑抵靠在空心轴上，这意思是，在沿移入方向调整小齿轮且通过空心轴相应地对小齿轮加载时得到弹性支撑的“压缩状态”，但在使小齿轮移开且使空心轴相对于小齿轮以相同的方向移动时存在一个“伸张状态”，关于在此实现的通过被移开装置加载的空心轴以带动的方式移动小齿轮，所述“伸张状态”以一个止挡装置为条件，该止挡装置限制空心轴相对于小齿轮的反向于所述小齿轮柄***到空心轴中的***方向的移动行程。

根据权利要求1，对此通过一个至少在伸张状态下起作用的止挡装置实现，其中根据前面的阐述，在内燃机起动时以及在小齿轮移开期间，在小齿轮与内燃机的驱动轴之间的驱动连接中断之前，达到所述伸张状态。

因此，根据本发明给出了一种止挡装置，通过该止挡装置至少在小齿轮转速高于起动装置的转速时、特别是远远高于起动装置的转速时，通过被空心轴覆盖的、能扩张的止挡元件，更确切地说通过在止挡区域中、而且特别是仅在止挡区域中该止挡元件以确保其相对于小齿轮柄的径向接合位置的径向间距被空心轴包围，实现得到保障的止挡位置。由此提供了一种止挡装置，其必要时与转速相关地起作用，特别是仅在转速范围的高区部分内起作用，在所述转速范围的高区部分中可能出现或将会出现止挡元件的一种扩张，由于止挡元件的该扩张，特别是通过相对于小齿轮柄的径向接合实现的止挡元件相对于小齿轮柄的轴向固定可能会松开。

在本发明的优选的设计方案中，空心轴具有包围所述止挡元件的环形空间，该环形空间从其相应于止挡位置的区域开始在径向上扩展。由此，结合小齿轮柄相对于空心轴的轴向移动性，可实现将该空心轴从止挡位置朝小齿轮的方向移动一定程度，使得甚至是对于止挡元件的通过相对于小齿轮的径向接合而实现的轴向固定的位置，也可以简单地装配该止挡元件。

特别地，证实有利的是，呈阶梯状地形成该环形空间，这进一步使得制造更加容易，因为空心轴、环形空间以及其相应的径向扩展区域可以简单地同心地进行制造。

反向于小齿轮柄到空心轴中的***方向的轴向弹性支撑有利地通过螺旋弹簧装置实现，其相对于小齿轮柄环绕地设置，并且在径向外侧被空心轴的环形套包围，该空心轴可轴向移动地且传递转矩地与小齿轮柄连接。证实有利的是，空心轴相对于小齿轮柄的移动行程通过环形套进行限制，也就是该环形套近似地形成一个轴向止挡，在贴靠在小齿轮上时也通过该轴向止挡限制所述“压缩状态”，因为限制所述“伸张状态”的止挡元件位于其确保径向接合位置的环形空间之外。

对于该止挡元件的构造方式证实有利的是，将该止挡元件设计为卡环，该卡环容纳在小齿轮柄的环形槽中。

因此，通过本发明，特别是为开头所述类型的内燃机的起动装置提供了一种止挡装置，其具有卡圈式的止挡元件，并且在该止挡装置中在空心轴相对于小齿轮柄的止挡位置上，通过空心轴形成用于卡圈的径向止挡，该径向止挡防止卡圈与转速相关地扩张。

本发明特别地还涉及一种内燃机，其配备有根据本发明设计的起动装置。

附图说明

本发明的其他细节和特征由权利要求书、说明书和附图给出。附图中：

图1以示意图示出了用于内燃机的起动装置的一部分，

图2进一步简化地示出了根据穿过图1视图的线Ⅱ-Ⅱ的剖视图，

图3和图4示出了图2中的部分A的简化放大视图，其中示出了具有在环形空间内的环形的、可扩张的止挡元件的止挡装置，该环形空间在其直径尺寸方面在根据图3的视图中与未扩张的止挡元件相适应，在根据图4的视图中以径向的自由空间将可扩张的止挡元件包围。

具体实施方式

在图1中以侧视图示出了根据本发明的包括其最重要的元件的起动装置，其中未示出起动电动机并且只通过轴线2示意性地示出了起动装置的从该起动电动机延伸出的驱动轴。小齿轮3和自由轮装置4同心地位于通过轴线2象征性表示的驱动轴上，自由轮装置4包括作为内环的空心轴5和外环6，其中止动滚子7位于作为内环的空心轴5和外环6之间。空心轴5包住小齿轮柄8的一个区段，该小齿轮柄8在相对于小齿轮3的轴向延长部分上延伸并且相对于小齿轮3是一体的。空心轴5沿轴向朝向小齿轮3的末端是一个环形套，该环形套相对于小齿轮柄8环绕地限定了一个环形空间10，沿轴向在小齿轮3和空心轴5之间延伸的弹簧11、特别是螺旋弹簧或波形弹簧形式的弹簧设置在该环形空间中。相对于小齿轮柄8，空心轴5通过齿12以可轴向移动且传递转矩的方式被支撑。

自由轮装置4的外环6紧接在其覆盖止动滚子7的部分之后在背向小齿轮3的一侧上过渡为环形壁13，紧接在该环形壁之后的是轴向延伸的颈部14，该颈部通过内齿15以可轴向移动并传递转矩的方式与未示出的、由轴线2象征性表示的驱动轴处于啮合。

如在图1中示意性示出的，以相对于颈部14包围的方式实现移开装置16对外环6的抓紧，其中，移开装置16通过移开拨叉17接合到环形槽18中，该环形槽由环形盘19、20限定。这些环形盘在径向内侧相互支撑抵靠，在颈部14上可纵向移动地被引导，且位于相对于颈部14环绕地设置的螺旋弹簧21和止挡环22之间，该止挡环特别地作为卡环相对于颈部14位置固定地锁定。螺旋弹簧21一方面通过止挡环22在轴向相对于颈部14被支撑，将环形盘19、20沿轴向相互抵靠地夹紧，并且另一方面抵靠在环形壁13上。因此，移开装置16通过其拨叉17沿轴线2的方向挠性地支撑抵靠在自由轮装置4的外环6上，该外环与环形壁13对置地被角形环23覆盖。角形环23以其径向的边24接合到空心轴5的环形槽25中，由此该空心轴在轴向保持在径向的边24和环形壁13之间，作为自由轮装置4的一部分通过移开装置16可沿着小齿轮柄8移动。

如果通过可围绕位置固定的摆动轴线26摆动的移开装置16(在朝向箭头27的方向摆动的情况下)使移开拨叉17朝向小齿轮3的方向以及朝向未示出的内燃机的位于小齿轮3的移动行程中的具有齿圈29的飞轮28的方向移动，那么只有在小齿轮3和齿圈29的齿在齿槽上时，小齿轮3才可能直接与齿圈29啮合。如果不是这种情况，那么处于小齿轮3抵靠在空心轴5上的轴向支撑中的螺旋弹簧11使小齿轮3能够相对于空心轴5沿轴向移动，直至达到小齿轮3相对于空心轴5的环形套9的止挡位置。通过该轴向移动由以下方式得到小齿轮3的旋转，即，在自由轮装置4朝向小齿轮3移动时，使自由轮装置4、空心轴5和传递转矩地与该空心轴连接的小齿轮3相对于通过轴线2象征性表示的驱动轴旋转，因为自由轮装置4在其颈部14的区域内通过被构造为斜齿的内齿15传递转矩地相对于驱动轴固定。

如果达到小齿轮3和齿圈29的齿在齿槽上的位置，那么小齿轮3可以啮合到齿圈1中。一方面，与在处于小齿轮3和齿圈29的齿/齿位置时以及在通过起动装置起动内燃机时得到的通过环形套9对小齿轮3的支撑相应地，得到螺旋弹簧11的“压缩状态”，另一方面在移开拨叉17反向于箭头方向27摆动时得到“伸张状态”。在此为了不将空心轴5从小齿轮柄8中拉出以及维持必要时所希望的弹簧11的预紧程度，通过止挡装置30限制空心轴5相对于小齿轮柄8向远离小齿轮3一侧的移动行程，也就是沿小齿轮柄8***空心轴中的***方向35的移动行程。

止挡装置30包括环形的止挡元件31，该止挡元件具有朝向空心轴5中的环形空间33的端侧支承面32，该环形空间具有覆盖止挡元件31的周壁34。对周壁34相对于环形的、可扩张的止挡元件31(其例如被构造为卡环)的径向距离进行选择，使得在止挡元件31位于环形空间33中时止挡元件不会发生导致止挡元件31可能从其相对于小齿轮柄8的径向啮合位置脱开的径向扩张。在该径向啮合位置上，止挡元件31特别地位于由在小齿轮柄8中的环形槽36构成的凹部中。

环形空间33有利地具有与环形止挡元件31的厚度相应的深度，并且在轴向沿小齿轮柄8***空心轴5的***方向过渡为在径向上扩展的区域37，该区域优选地被构造为朝向空心轴5的背向小齿轮3的端部敞开的环形区域，其径向尺寸大于为了嵌入到环形槽36中而被扩张的环形的止挡元件31的外周。

在根据本发明的起动装置1的设计方案中，止挡装置30的这种构造方式实现了对止挡装置30的转速选择性的保障。

对此的出发点是，在通过起动装置起动内燃机时，往往产生比在内燃机工作期间远远更小的转速。在相应选择极限转速的情况下、但只在较高的转速下需担心特别是被构造为卡环或开口弹簧圈的止挡元件31的与转速相关的扩张，并且与此相应地对于起动装置的功能足够的是，只在高转速下防止止挡元件31的与转速相关的扩张，例如当自由轮装置4失效时，或例如当在起动过程由于内燃机转速快速提高而结束的情况下对于小齿轮3来说达到可能导致止挡元件31发生不允许的扩张的转速时，可能达到所述高转速。

这种情况的前提是，需沿轴向通过止挡装置30确保“伸张状态”，根据本发明这直接通过以下方式实现，即，止挡元件31在其与“伸张状态”相对应的相对于空心轴5的轴向位置以确保相对于小齿轮柄8的径向接合位置的径向间距直接由空心轴5包住。

与转速相关地对防止环形止挡元件31的不允许的大的径向扩张进行限制的止挡装置30的构造的这种最简单的形式不仅使特别简单且无任何附加装置地构造止挡装置30成为可能，而且通过将止挡元件31从在“伸张状态”下限制止挡元件31的径向伸张的环形空间33沿轴向移动到在“压缩状态”下的径向扩展的、在轴向紧接在环形空间33之后的区域37，为简单装配提供了特别好的前提。仅仅通过空心轴5相对于小齿轮柄8从空心轴5的相应于“伸张状态”的位置到“压缩状态”的移动，可实现从止挡元件31的装配位置到止挡元件的固定位置的过渡。

Claims (8)

1.一种用于内燃机的起动装置，具有小齿轮(3)、空心轴(5)以及待***到所述空心轴(5)中、相对于所述空心轴(5)传递转矩的且能纵向移动的小齿轮柄(8)，该小齿轮柄反向于所述小齿轮柄***到所述空心轴(5)中的***方向(35)弹性地支撑抵靠在所述空心轴(5)上，并且所述小齿轮柄的与***到所述空心轴(5)中的***方向(35)反向的移动行程通过止挡装置(30)而受到限制，其特征在于，所述止挡装置(30)具有被所述空心轴(5)覆盖且能扩张的止挡元件(31)，该止挡元件特别是仅在止挡区域中以确保其相对于所述小齿轮柄(8)的径向接合位置的径向间距被所述空心轴(5)包围。

2.按照权利要求1所述的起动装置，其特征在于，所述空心轴(5)具有包围所述止挡元件(31)的环形空间(33)，该环形空间从其相应于止挡位置的区域开始在径向上扩展。

3.按照权利要求2所述的起动装置，其特征在于，所述环形空间(33)被构造为从其以限定止挡的方式呈环形地包围所述止挡元件(31)的区域开始在径向上呈阶梯状扩展。

4.按照上述权利要求中任一项所述的起动装置，其特征在于，所述空心轴沿套到所述小齿轮柄(8)上的套入方向弹性地支撑抵靠在所述小齿轮(3)上。

5.按照权利要求2至4中任一项所述的起动装置，其特征在于，所述止挡元件(31)为能径向弹性地扩张的元件，特别是为卡环。

6.按照权利要求2至4中任一项所述的起动装置，其特征在于，所述止挡元件(31)容纳在所述小齿轮柄(8)的环形槽(36)中。

7.一种起动装置，特别是按照上述权利要求中任一项所述的起动装置，其特征在于，所述止挡装置(30)具有卡圈式的止挡元件(31)，以及在所述空心轴(5)相对于所述小齿轮柄(8)的止挡位置上通过所述空心轴(5)形成用于所述卡圈式止挡元件(31)的径向止挡，该径向止挡防止所述卡圈式止挡元件(31)与转速相关地扩张。

8.一种内燃机，其特征在于，所述内燃机具有按照上述权利要求中任一项所述的起动装置。

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