CN104018974A - 用于内燃机的起动装置 - Google Patents

Abstract

用于内燃机的起动装置，所述起动装置具有起动小齿轮，该起动小齿轮由起动继电器调整，其中所述起动继电器的调整运动可以通过接合杆传递给起动小齿轮，所述起动小齿轮与联接件联接，而所述联接件在调整方向上与所述起动小齿轮的轴区段固定地连接。所述联接件具有两个臂，其相对于彼此的角位置是可变化的。

Description

用于内燃机的起动装置

技术领域

本发明涉及如权利要求1前序部分所述的、用于内燃机的起动装置。

背景技术

已知的用于内燃机的起动装置具有可在啮合位置和非啮合位置之间轴向调整的起动小齿轮，其由电起动马达驱动并在啮合位置处与内燃机的齿圈啮合。所述轴向的调节运动由电磁起动继电器产生，它的位移衔铁通过接合杆与所述起动继电器的轴联接并轴向调整该轴以及起动小齿轮。所述接合杆被构造为例如叉形杆，其叉形齿包围所述轴并借助于联接件可摆动地与该轴连接。所述起动继电器布置为与起动小齿轮的轴平行，由此在所述起动小齿轮进行调整运动时所述接合杆实施摆动运动。所述联接件通常被构造为与所述起动小齿轮的轴固定连接的、环形实施的轴环(Manschette)，在其外周面中设置有环形的凹槽，所述接合杆的叉形齿接合在该凹槽内。所述轴环通过适当的固定措施，例如夹紧环被轴向固定在所述起动小齿轮的轴上。通过电起动马达的操纵，所述轴开始旋转，在此产生所述轴和接合杆之间的相对旋转运动。

发明内容

本发明的目的是通过简单的结构措施实现一种用于内燃机的起动装置，其具有起动继电器的接合杆和起动小齿轮之间易于安装的联接。

依据本发明，该目的通过权利要求1的特征得以完成。从属权利要求给出有利的改进方案。

如本发明所述的起动装置用于起动内燃机并有利地具有电起动马达，其驱动起动小齿轮发生旋转，该起动小齿轮可在退回的非啮合位置和前进的、与内燃机的齿圈的啮合位置之间调整。所述调整运动有利地轴向在所述起动马达的马达轴的纵轴线的方向上或优选同轴地支承的起动小齿轮的纵轴线方向上进行。所述起动小齿轮在非啮合位置和啮合位置之间的调整运动借助于起动继电器执行，所述起动继电器优选被实施为电磁继电器并且具有可以电磁方式操纵的位移衔铁，所述位移衔铁的往复运动作为调整运动借助于接合杆被传递给上述起动小齿轮。所述接合杆借助于联接件与起动小齿轮或该起动小齿轮的轴区段连接。

所述联接件具有两个包围轴区段的、以彼此相关联且可调整的方式联接的臂，其中这些臂之间的角位置是可改变的。这些臂优选被实施为弯曲的或弧形的或节圆形的并在闭合位置处贴靠在所述起动小齿轮的轴区段的外周面上或同中心地包围上述轴区段。能够可变地调整臂相对于彼此的角位置，使得可以在摆动打开的开启位置和摆动闭合的闭合位置之间调整所述联接件的两个臂。由此可以明显简化所述联接件在所述起动小齿轮的轴区段上的安装。所述联接件可被安放在打开位置中(处于该位置时，所述联接件的两个臂摆动打开并且相对于彼此构成大的角度)置放在轴区段上，随后所述臂摆动闭合直至所述臂包围上述轴区段。所述联接件可以在径向上尽量接近所述轴区段并且随后与之连接。并非强制要求将所述联接件轴向在所述轴区段的自由端侧上轴向套装在所述轴区段上。

所述臂作为防脱固定装置在闭锁状态下有利地彼此连接，特别是以形状配合的方式连接，例如通过在所述臂的端侧上的形状配合元件在联接件闭合时接合在相应的相对的臂上相关的凹部内的方式。必要时还设有附加的轴向固定装置，从而防止所述起动小齿轮的轴区段的轴向滑脱。但也可以为所述轴区段例如配备环绕的凹槽，该凹槽与所述轴区段的端侧相间隔并且所述联接件***到该凹槽中。所述轴区段内的凹槽的侧壁构成凸肩，其防止所述轴区段上的联接件的轴向位移。也可行的是，与轴区段一体地配备有径向增高的轴肩，该轴肩由处于闭合状态下的联接件包围，从而同样实现轴向固定。

依据另一个有利的实施方案，所述联接件在围绕所述起动小齿轮的旋转轴旋转时与所述接合杆防止相对转动地联接。同时所述联接件可旋转地被支承在所述起动小齿轮的轴区段上，使得其随着在起动马达操纵时所述起动小齿轮的起动没有发生旋转，而是保持与所述接合杆联接。换而言之，所述轴区段与所述起动小齿轮一起执行旋转运动，但所述联接件没有与之一起执行旋转运动。这种实施方式的优点是显著减小所述接合杆和所述联接件的接触区域内的磨损。例如通过相应地选择低摩擦的联接件的材料、例如塑料或通过轴承，所述起动小齿轮的轴区段和接合件之间的相对旋转运动可被低摩擦地实施。

所述起动继电器通常与所述起动马达或起动小齿轮的轴线平行地设置。所述起动继电器的位移活塞或位移衔铁的往复运动如上所述引起所述接合杆的运动并通过所述接合杆传递至所述联接件以及因此传递至轴区段和起动小齿轮。所述接合杆在此与联接件连接的方式为，接合杆可以围绕横向于所述起动小齿轮的旋转轴线的轴线发生摆动运动。所述起动继电器的衔铁的往复运动通过这种摆动运动被设置为所述起动小齿轮的平行错开的轴区段的轴向调整运动。

所述联接件例如由塑料构成，它的优点是该联接件具有摩擦小的表面。这特别地实现了轴区段和位于其上的联接件之间摩擦小的相对旋转运动，从而可以省去轴承。

所述联接件的两个臂相对彼此的可摆动性通过用于将所述臂彼此连接的铰接件实现，或者按照薄片合页(Filmscharnier)的类型通过两个臂之间可弯曲的连接区段实现。所述铰接件可被构造作为单独实施的、将所述臂彼此连接的铰接件。但也可行的实施方式是，与所述臂一体地、在一个臂上构造有铰接销或铰接轴以及在另一个臂上构造有相关的凹部，和所述铰接销或铰接轴伸进凹部以实现铰接功能。

对于所述薄片合页的情况，两个臂彼此实施为一个整体并通过连接区段彼此连接，而该连接区段具有可以实现相对角位置变化的可弯曲性。所述连接区段在此特别具有减小的壁厚，从而实现其可弯曲性。所述连接区段必要时被实施为具有相对较大的长度并且在所述臂闭合时合成一个圈，它的优点是所述臂在开启状态下彼此分开得相对很大并且可以通过所述连接区段形成圈而转变为闭合位置。

依据另一个有利的实施方案，所述联接件的臂的外周面具有在周向方向上延伸的接合槽。所述接合杆接合入该接合槽中。所述接合杆的叉形齿例如可以配备有径向朝内的爪部(Backen)，其在安装状态下伸入所述臂外侧的接合槽内。所述爪部可以例如通过所述接合槽直线形的实施方式在周向方向上形状配合地与所述接合槽联接，由此排除了所述接合杆和联接件之间围绕起动小齿轮纵轴线的相对旋转。

附图说明

本发明的其他优点和有利的实施方式可从其他权利要求、附图说明和附图中得出。其中：

图1示出了用于内燃机的起动机，其具有可在轴向上通过起动继电器调整并通过电起动马达可被驱动旋转的起动小齿轮，

图2示出了接合杆和在所述起动小齿轮的轴区段上的联接件之间的连接，所述起动继电器的调整运动通过接合杆传递给起动小齿轮，

图3示出了与图2相对应的视图，但其示出了接合杆相对于联接件的改变的相对位置，

图4以透视图示出了具有轴区段和联接件的起动小齿轮，该联接件具有两个通过铰接件连接的臂，图示为打开状态，

图5示出了从另一个视角观察的根据图4的构件，

图6、7示出了对应于图4和5的视图，但其中的联接件处于闭合状态，

图8示出了图4至7中的联接件的第一臂的单独的透视图，

图9示出了所述联接件的第二臂的透视图，

图10、11示出了联接件的一种实施变型方案，其两个臂通过薄片合页彼此连接，分别示出了打开状态和闭合状态，

图12、13示出了联接件的另一种实施变型方案，其具有两个通过薄片合页连接的臂。

附图中相同的构件使用相同的附图标记表示。

具体实施方式

图1所示的用于内燃机的起动机1具有起动小齿轮2，其与所述内燃机的齿圈3啮合以起动内燃机4。如双箭头所示地，所述起动小齿轮2沿着轴向可运动地支承在轴5上，其中所述起动小齿轮2防止相对转动地与所述轴5联接。所述起动小齿轮2在退回的非工作位置和前进的与内燃机4的齿圈3的啮合位置之间通过起动继电器6调整，所述起动继电器被构造为电磁形式并且包括可通电的继电器线圈7以及位移衔铁8，该位移衔铁8在继电器线圈7通电时轴向被拉入该继电器线圈7中。所述位移衔铁8通过接合杆9与所述起动小齿轮2动力学地联接，由此将所述位移衔铁8在静止位置和调整位置之间的轴向调整运动添加到所述起动小齿轮2在非工作位置和啮合位置之间的相应的轴向调整运动中。

轴5或起动小齿轮2上的旋转驱动运动借助于电起动马达11产生，其通过传动装置12、例如行星传动装置与所述轴5联接。在操纵电起动马达11时，使所述轴5处于转动中，并且因此也使起动小齿轮2处于转动中。

所述起动机1具有调节或控制器10，所述起动继电器6和起动马达11的功能都由所述调节或控制器10控制。

当所述位移衔铁8在操纵起动继电器6的情况下进行轴向调整运动时，在到达调整位置时，通过开关元件与位移衔铁8的调整运动的动力学联接来接通用于起动马达11的电流，使得所述起动马达11处于运动状态并驱动轴5和起动小齿轮2发生旋转。

另外从图1中可见，所述起动机1配备自由轮离合器14，其被构造为滚子自由轮离合器。所述接合杆9作用在弹簧件13上，其在轴向上给所述滚子自由轮离合器14的带动件15加载力，其中滚子自由轮离合器14的支撑轴环或者滚子轴环16与所述带动件15共同作用，并且所述支撑轴环16与所述起动小齿轮2例如被构造为一体。带动件15通过电起动马达11来驱动。所述滚子自由轮离合器14允许所述电起动马达11的旋转运动沿着传动方向传递。但是，只要，一旦所述齿圈3的旋转速度在起动内燃机4后大到使传动方向逆转，就通过滚子自由轮离合器14中断带动件15和支撑轴环16之间的动力学联接。

所述支撑轴环16形成轴或轴区段，其上设置有联接件，所述接合杆通过该联接件与起动小齿轮联接，由此在操纵所述起动继电器6时，该起动继电器的衔铁的往复运动通过接合杆9和联接件传递给轴区段16以及由此传递给所述起动小齿轮2。

图2和3示出处于闭合的、被放置在轴16上的状态下的联接件17。所述接合杆9被实施为叉形杆并具有两个叉形齿23、24，所述联接件17搭接在所述叉形齿23、24上。所述叉形齿23、24在其自由端侧区域内分别具有朝内指向的爪部18、18′，其伸入到联接件17的臂19、20上的接合槽21、22中。所述联接件17的臂19、20的外周面上的接合槽21、22被实施为直线形并且与所述轴或支撑轴环16的纵轴线成角度地延伸。所述联接件17及两个臂19、20优选具有一定间隙地轴向固定在所述支撑轴环或轴16上，而所述臂19、20彼此可摆动地保持并通过薄片合页连接，但所述联接件17和轴16可以相对于彼此执行相对旋转运动。

为了起动，首先操纵起动继电器，接着所述起动继电器的位移衔铁偏移并且接合杆9发生摆动。所述接合杆9的摆动运动通过其叉形齿23、24和爪部18、18′到接合槽21、22中的啮合传递给所述联接件17，该联接件17随后执行轴向运动。由于联接件7与轴16的轴向固定联接，所述轴16以及与该轴16连接的起动小齿轮也执行轴向的调整运动，所述起动小齿轮被调整到前进的与内燃机的齿圈的啮合位置。

之后起动电起动马达，所述轴16连同起动小齿轮开始旋转。但这种旋转运动并非由联接件17实施，而是所述轴16实施了相对于联接件17的相对旋转运动。所述联接件17在旋转方向上与接合杆9固定连接。在周向方向上，所述接合杆9通过爪部18、18′与联接件17形状配合地通过实施为直线形式的接合槽21、22连接。

从图2和图3的对比可知，接合杆9向联接件17传递的调整运动的过程中，所述爪部18、18′在联接件17的臂19、20上的接合槽19、20内执行相对竖向运动。这种相对竖向运动是必要的，因为接合杆9在调整运动过程中调整并且所述接合杆9的叉形齿23、24包括爪部18、18′随着偏移的增大而向上移动。

随着爪部18、18′从图3所示的初始位置到图2所示的最终位置的移动，所述联接件17的机械负荷优选发生变化：在初始位置处，所述薄片合页29处于压力负荷之下，这种压力负荷还可能与在所述薄片合页29中其他位置处同时起作用的拉力负荷一同出现。这例如意味着在所述薄片合页29中起作用的是纯的压力负荷或是弯曲负荷。

随着爪部18、18′在联接件17的臂19、20上的接合槽21、22中沿着该接合槽的相对运动，所述薄片合页29内的负荷可能变化：由此在所述薄片合页29中就从纯压力负荷或弯曲负荷变成纯的拉力负荷。

所述联接件17因此在安装状态下具有内应力状态并在此将臂19压在爪部18上、将臂20压在爪部18′上。

图4至7中示出联接件17的第一实施变型方案。图4和5中示出的联接件17及其处于打开位置的两个臂19、20，图6和7中则处于闭合位置。所述联接件17的两个臂19、20通过旋转铰接件25可摆动地相互联接并可以围绕铰接件25的轴摆动，由此所述臂19、20之间的角位置发生变化，其中所述两个臂19、20分别在其外周面上具有直线形的接合槽21、22。在形成轴区段的支撑轴环16内，与其和起动小齿轮2相对的端面相邻地设置环形的凹槽26(图4)，用于轴向(优选具有一定间隙)不可变地容纳所述联接件17，而该联接件17在安装状态下包围所述支撑轴环16并伸进凹槽26中。为了安装，所述联接件17在打开状态下径向地接近支撑轴环16并且两个臂19、20围绕所述支撑轴环布设。随后，所述臂可以围绕铰接件25的铰接轴线闭合。在两个臂19、20的端侧区域内设置为朝内指向的钩26形式的形状配合元件作为防脱固定装置，其在闭合状态下分别接合入相对的另一个臂上相关的凹部中。

图8和9示出的是两个臂19、20的单个视图。用于连接两个臂19、20的旋转铰接件25与臂一体地构造并在一个臂19上具有铰接栓27，其接合到第二臂20上相关的铰接容纳部28内。

图10和11示出联接件17的另一个实施例。两个臂19、20相对于彼此的可摆动性借助于薄片合页29实现，其被构造作为两个臂19、20之间的连接区段。因此所述薄片合页29与两个臂19、20一体地实施。所述薄片合页29在根据图10和11的实施例中被构造为环形并相对于两个臂19、20具有明显减小的壁厚，这样保证了所述薄片合页区域的可弯曲性。由于所述连接区段内薄片合页29的环形的实施方案，所述臂19和20可被打开很大角度。所述薄片合页29一体地模制在臂19和20上。根据图11的联接件17优选地模制成在安装状态下有一个空间容纳轴16并且与该空间相邻地设置通过所述薄片合页29(连接区段)且优选还通过臂19和20限定的另一个空间。

在根据图12和13的实施例中，所述联接件17的臂19、20同样通过被构造为薄片合页且壁厚减小的连接区段19连接。然而，该连接区段29与此前实施例相比并非构造成圆形，而是将两个臂19、20在其彼此靠近的端侧区域内直接地连接。这实现了联接件17的紧凑的实施方式。这一实施例基本上对应于图2和3中示出的相应描述的联接件17。

在所有实施例中，所述联接件17的臂19、20在其径向内侧具有与所述支撑轴环16的直径相匹配的圆弧形轮廓，使得两个臂19、20在安装和闭合的状态下的内直径至少接近在所述支撑轴环上的安装位置的区域内所述支撑轴环16的外直径。但在安装位置中避免产生联接件17对于支撑轴环16的径向夹紧力，以使所述支撑轴环16能够相对于联接件17不受阻地相对旋转。

所述接合杆9在所有实施例中如下安装：安装联接件17后，所述接合槽21、22例如相对于所述支撑轴环16的旋转轴线垂直或至少在一个夹角位置(即并非垂直但不平行的位置)。所述接合杆9以其爪部18、18′如此对准，使得爪部18、18′被设置在接合槽21、22的开口部前。在此，所述接合杆9设置有在爪部18、18′之间的一条线和例如与所述支撑轴环16的旋转轴线垂直的与位移衔铁8的动力学铰接点。不论在何种情况下，两个爪部18、18′之间的连接弧部被设置在所述支撑轴环16的与起动小齿轮2相背的端部之后。所述爪部18、18′由此被引入接合槽21、22中。所述接合杆9由此以其连接弧部在所述支撑轴环16的端部上方摆动。如果所述接合杆9以其连接弧部在所述支撑轴环16的端部上方摆动并且所述爪部18、18′又被推到接合槽21、22的开口部处，则接合杆9及其连接弧部不在所述支撑轴环16的端部上方摆动。也就是说，所述接合杆9的摆动运动被支撑轴环16阻止。在安装状态下将开口部设置为远离位移衔铁8。所述合页或薄片合页29位于同样远离位移衔铁8的联接件17的一侧。

所述联接件17以有利的方式由塑料构成并具有小的摩擦系数，由此一方面所述支撑轴环可以相对于联接件发生摩擦小的相对旋转，另一方面使得联接件的接合槽内的爪部可以在接合杆发生轴向的位移运动时发生相对位移运动。所述联接件17大部分包括塑料，其以合成或半合成的方式由单体有机分子或生物聚合物制成(例如热塑性塑料或热固塑料)。

Claims (14)

1.用于内燃机的起动装置，所述起动装置具有起动小齿轮(2)和用于在非啮合位置和啮合位置之间调整所述起动小齿轮(2)的起动继电器(6)，在啮合位置处，所述起动小齿轮(2)与所述内燃机(4)的齿圈(3)啮合，其中所述起动继电器(6)的调整运动能够通过接合杆(9)传递给起动小齿轮(2)，所述起动小齿轮(2)与联接件(17)联接，而所述联接件(17)在调整方向上与所述起动小齿轮(2)的轴区段固定地连接，其特征在于，所述联接件(17)具有两个包围所述轴区段的臂(19、20)，所述臂(19、20)连接在一起并且其相对于彼此的角位置是可变化的。

2.如权利要求1所述的起动装置，其特征在于，所述联接件(17)的两个臂(19、20)通过铰接件(25)彼此连接。

3.如权利要求1或2所述的起动装置，其特征在于，所述联接件(17)的两个臂(19、20)单件式地构造并通过能弯曲的连接区段(29)彼此连接。

4.如权利要求2或3所述的起动装置，其特征在于，所述铰接件(25)是薄片合页(29)，在非啮合位置中在所述薄片合页(29)中存在压力负荷。

5.如权利要求4所述的起动装置，其特征在于，在啮合位置中在所述薄片合页(29)中存在压力负荷或拉力负荷。

6.如上述权利要求中任一项所述的起动装置，其特征在于，所述联接件(17)以能旋转的方式支承在所述轴区段上。

7.如权利要求1至6中任一项所述的起动装置，其特征在于，所述联接件(17)相对于所述起动小齿轮(2)的旋转轴线防止相对转动地与接合杆(9)联接，这种防止相对转动的联接通过接合杆(9)和联接件(17)之间周向方向上的形状配合的连接实现。

8.如权利要求1至7中任一项所述的起动装置，其特征在于，所述接合杆(9)围绕横向于所述起动小齿轮(2)的旋转轴线的轴线以能摆动的方式与联接件(17)联接。

9.如权利要求1至8中任一项所述的起动装置，其特征在于，在所述联接件(17)的臂(19、20)的外周面上设置在周向方向上延伸的接合槽(21、22)，所述接合杆(9)接合在接合槽(21、22)内。

10.如权利要求1至9中任一项所述的起动装置，其特征在于，所述联接件(17)的臂(19、20)在安装状态下形状配合地彼此锁合。

11.如权利要求1至10中任一项所述的起动装置，其特征在于，所述接合杆(9)是叉形杆，该叉形杆的两个叉形齿(23、24)在侧面贴靠在联接件(17)上。

12.如权利要求1至11中任一项所述的起动装置，其特征在于，所述联接件(17)由塑料构成。

13.安装用于内燃机的起动装置的接合杆(9)的方法，该起动装置具有起动小齿轮(2)和用于在非啮合位置和啮合位置之间调整所述起动小齿轮(2)的起动继电器(6)，在啮合位置处所述起动小齿轮(2)与所述内燃机(4)的齿圈(3)啮合，其中所述起动继电器(6)的调整运动通过接合杆(9)传递给所述起动小齿轮(2)，所述起动小齿轮(2)与联接件(17)联接，所述联接件(17)在调整方向上与所述起动小齿轮(2)的轴区段固定地连接，其特征在于，所述联接件(17)具有两个包围所述轴区段的臂(19、20)，所述臂(19、20)连接在一起并且其相对于彼此的角位置是可变化的，并且其中首先将所述联接件(17)且由此所述联接件(17)的接合槽(21、22)朝向所述支撑轴环(16)的旋转轴线对准并且将接合杆(9)以其爪部(18、18′)对准，使得所述爪部(18、18′)被设置在接合槽(21、22)的开口部前，其中接合杆(9)的在所述爪部(18、18′)之间的一条线和与位移衔铁(8)的动力学铰接点的设置，使两个爪部(18、18′)之间的连接弧部布置在所述支撑轴环(16)的与起动小齿轮(2)相背的端部之后，随后将所述爪部(18、18′)引入接合槽(21、22)中，并且使所述接合杆(9)随后以其连接弧部在所述支撑轴环(16)的端部上方摆动。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，使所述接合杆(9)以其连接弧部在所述支撑轴环(16)的端部上摆动，之后所述爪部(18、18′)重新移动到接合槽(21、22)的开口部处，此后使所述接合杆(9)的连接弧部不能在所述支撑轴环(16)的端部上方摆动，由此所述接合杆(9)的摆动运动由所述支撑轴环(16)停止。