CN105697212B - 用于起动装置的自由轮机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于起动装置的自由轮机构，其具有经由支撑滚子与轴相连接的携动件。在携动件处和在轴的端面处设置有圆柱形的定心销和容纳定心销的凹部。

Description

用于起动装置的自由轮机构
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的起动装置的自由轮机构，其具有经由支撑滚子与驱动起动小齿轮的轴相连接的携动件，其中，所述携动件搭覆所述轴的端面。
背景技术
在文件DE 10 2012 211 893A1中描述了一种能够起动内燃机的起动装置。起动装置包括起动小齿轮，该起动小齿轮能够沿轴向在拉回的非作用位置和与内燃机齿圈的啮合位置之间进行调整。起动小齿轮由电起动马达驱动，电起动马达的旋转运动经由行星齿轮传动机构传递到驱动轴上，在驱动轴上安装有带有起动小齿轮的小齿轮轴。驱动轴与小齿轮轴之间的联接通过大节距螺纹实现。起动小齿轮借助于起动继电器在非作用位置与啮合位置之间进行调整。
发明内容
本发明的目的在于，通过简单的结构措施构造一种用于起动装置的自由轮机构，使得在长久的运行时间段期间保证在自由轮机构的携动件和轴之间准确的径向相对定位。
根据本发明，该目的通过用于内燃机的起动装置的自由轮机构得以实现，自由轮机构具有经由支撑滚子与驱动起动小齿轮的轴相连接的携动件，其中，所述携动件搭覆所述轴的端面，在所述携动件处设置有圆柱形的定心销并且在所述轴的端面处设置有容纳所述定心销的凹部，所述定心销为圆柱形并且无间隙地容纳在所述凹部中。
根据本发明的自由轮机构用于能够起动内燃机的起动装置中。在此，自由轮机构设置在起动马达与起动小齿轮之间的传递路径中，并且保证从转子轴到起动小齿轮的运动传递。然而一旦在内燃机起动之后内燃机齿圈的转速超过驱动的起动小齿轮的转速时，将撤消在自由轮机构的携动件与轴之间的运动学联接，以防止损坏起动马达。
除了起动马达和起动小齿轮以及连接在之间的自由轮机构，自由轮机构所应用于的起动装置有利地也包括传动机构、例如行星齿轮传动机构，该传动机构尤其是直接位于起动马达的从动侧处并且使起动马达的转子轴的驱动运动减速。自由轮机构位于传动机构的从动侧，自由轮机构的携动件与传动机构从动侧的构件不可相对转动地连接。在驱动情况下，驱动运动经由携动件和支撑滚子传递到驱动起动小齿轮的轴上。
必要时，起动小齿轮能够在拉回的非作用位置与前移的啮合位置之间进行调整，在啮合位置中起动小齿轮与内燃机的齿圈处于啮合中。优选地经由电磁起动继电器执行起动小齿轮的调整运动，电磁起动继电器具有沿轴向可移动的往复式衔铁，往复式衔铁的运动经由联接元件、例如叉形杆传递到起动小齿轮上。起动小齿轮的调整运动例如是平行于起动马达的马达纵轴线的轴向运动。起动小齿轮经由大节距螺纹安装在自由轮机构的轴上，由此在轴向的调整运动中，起动小齿轮有利地执行叠加的旋转运动。叠加的旋转运动使得易于啮合到齿圈中。
在根据本发明的自由轮机构中，携动件和轴具有凹部以及圆柱形的定心销，其中，凹部和定心销分别(关于旋转轴线)在轴向上延伸并且彼此接合。
该实施方案保证了自由轮机构的携动件与轴的准确的同轴定向。有利地，定心销无间隙地容纳在凹部中。在驱动情况下(在驱动力矩从携动件传递到轴上的情况下)，这些构件不相对彼此做相对运动。仅在空转情况下，轴相对于携动件转动，从而定心销也在凹部中旋转。
该实施方案的另一优点在于简单的制造性。携动件例如由塑料、烧结材料或钢制成并且例如以喷铸工艺或者通过挤压进行制造或成型，其必要时也可不经过后处理地应用于自由轮机构中。也有利的是，在携动件与轴之间的定心在径向上仅需要相对很小的空间，从而一方面保证了构造得很小的定心结构，另一方面即使在相对旋转运动的情况下也减少了摩擦并且仅很少的热传导到自由轮机构中。
根据一种有利的实施方案，定心销位于携动件处并且在轴向上超过携动件的侧面伸出。相应地，凹部位于轴的端面处。但是原则上也考虑相反的设置方式，在其中定心销设置在轴的端面处而凹部设置在携动件处。
根据另一种有利的实施方案，定心销的自由端面在轴向上与凹部的底部有间距。相应地，定心销不承受轴向力或仅承受很小的轴向力，定心销首先用于定心以及在自由轮机构的携动件与轴之间的同轴定向。
特别地，轴具有滚子凸缘，该滚子凸缘优选地与轴一体地构造并且被携动件所搭覆。支撑滚子在径向上位于携动件的搭覆区段与滚子凸缘的周面之间。优选地由在携动件处的楔形导轨确保自由轮机构具有方向依赖性的功能，支撑滚子容纳在所述楔形导轨中。根据在携动件与轴之间作用的扭矩的方向，楔形导轨中的支撑滚子要么被加载到与驱动情况相对应的锁止功能中，要么被加载到空转位置中，在该空转位置中在轴与携动件之间可做相对旋转运动。
根据一种有利的实施方案，定心销伸入凹部中，至少超过轴向深度的一半。这保证在构件之间足够的导引。同时有利的是，定心销的端面在轴向上与凹部的底部有间距。由此同时确保，轴的端面可贴靠在携动件的侧壁处。
根据本发明又一有利的实施方案，轴的端面和支撑滚子的端面处于同一平面。根据其他有利的实施方案，该同一平面可以是携动件的侧面，从而支撑滚子和轴沿轴向在同一高度处终止在携动件侧壁处。
可有利的是，在定心销的端面处和/或在限制出凹部的边缘区域处设置倒角或者倒圆，例如具有在0.1mm和0.2mm之间的半径，以便更容易将定心销引入到凹部中。这种倒角或者半径尤其可通过挤压的方式制造在携动件的侧面上。
根据又一有利的实施方案，定心销或凹部的直径小于轴的外径。有利地，定心销的直径最大为携动件外径的30％，特别地最大为25％或者最大为20％。定心销的该相对小的直径足以用于定心功能，并且同时确保，在相对旋转运动的情况下，在定心销与凹部的接触区域中相对很小的周向速度并且随之还确保仅有相对很小的热传导。
附图说明
其他优点和有利的实施方案可从其他权利要求、附图描述和附图中得悉。其中：
图1示出了用于内燃机的起动装置，具有：起动小齿轮，其沿轴向可通过起动继电器调整并且通过电起动马达驱动旋转；连接在起动马达之后的行星齿轮传动机构和在传动机构与起动小齿轮之间的自由轮机构，
图2以立体图示出了起动小齿轮的驱动轴的滚子凸缘，带有中心凹部，
图3以立体图示出了自由轮机构的携动件，其带有沿轴向伸出的设置在中心的定心销，
图4示出了的自由轮机构的纵剖视图，其具有相互接合的携动件和滚子凸缘，
图5示出了自由轮机构的另一剖视图。
在附图中相同的构件设有相同的附图标记。
具体实施方式
在图1中示出的用于内燃机的起动装置1具有起动小齿轮2，为了起动内燃机4该起动小齿轮与内燃机的齿圈3形成啮合。起动小齿轮2如用双向箭头所标记的那样沿轴向可移动地支承在驱动轴5上，其中，起动小齿轮2与驱动轴5不可相对旋转地联接，例如经由大节距螺纹。起动小齿轮2经由起动继电器6在拉回的非作用位置和前移的与内燃机4齿圈3的啮合位置之间进行调整，起动继电器6构造成电磁式并且包括可通电的继电器绕组7以及往复式衔铁8，该往复式衔铁在继电器绕组7通电时沿轴向被拉到继电器绕组7中。往复式衔铁8经由接合杆9运动学地与起动小齿轮2相联接，从而往复式衔铁8在静止位置和调整位置之间的轴向调整运动转换成起动小齿轮2在非作用位置与啮合位置之间的相应的轴向调节运动
借助于电起动马达11产生作用到驱动轴5更确切地说起动小齿轮2上的旋转的驱动运动，电起动马达11经由尤其实施成行星齿轮传动机构的传动机构12与驱动轴5相联接。在操纵电起动马达11时，驱动轴5进而起动小齿轮2也被置于旋转中。
起动装置1配有调节器或控制器10，经由该调节器或控制器控制起动继电器6以及起动马达11的功能。
在操纵起动继电器6时产生的往复式衔铁8的轴向调节运动中，当到达调整位置时，通过切换元件与往复式衔铁8的调节运动的运动学联接，为起动马达11接通电流，从而将起动马达11置于运动中并且起动马达旋转地驱动所述驱动轴5以及起动小齿轮2。
起动装置1设有自由轮机构14，该自由轮机构被构造成滚子自由轮机构。接合杆9作用到弹簧元件13上，弹簧元件13沿轴向对自由轮机构14的携动件15施加力，其中，自由轮机构14的小齿轮凸缘或者滚子凸缘16与携动件15共同作用并且滚子凸缘16与驱动轴5一体地构造。自由轮机构14使得能够传递在电起动马达11的驱动方向上的旋转运动。然而一旦在内燃机4起动之后齿圈3的转速高到使驱动方向反转，就通过自由轮机构14撤消在携动件15与滚子凸缘16之间的运动学联接。
在图2中以立体图示出了在驱动轴5处的滚子凸缘16。在滚子凸缘16的自由端面中引入具有圆柱形基础横截面的中心凹部17。在端面与凹部17之间的过渡区域中设有环绕的倒角18。
滚子凸缘16与在图3中示出的携动件15和位于之间的支撑滚子22(图4、图5)一起形成自由轮机构。携动件15以本身已知的方式在其侧面20处具有轴向突出的、环绕的边缘区域，该边缘区域在根据图4和图5的装配好的状态中沿径向和轴向覆盖滚子凸缘16。
此外设置在中心的、沿轴向突出的圆柱形定心销21位于侧面20处，定心销21的外径相当于滚子凸缘16中的凹部17的内径。携动件15尤其制成塑料-挤压构件。此外，用于容纳支撑滚子22的楔形导轨19位于环绕的边缘区域的内侧处，在从携动件到滚子凸缘的驱动传递中支撑滚子22位于锁止位置，而在从滚子凸缘到携动件的驱动传递中支撑滚子22位于空转位置。
如可从图4和图5中得悉的那样，定心销21的轴向长度短于凹部17的轴向深度，从而定心销21的端面与凹部17的底部有间距。滚子凸缘16的端面贴靠在携动件15的侧面20处，支撑滚子22同样贴靠在携动件15的侧面20处。携动件15在轴向上利用其位于外部的边缘区域覆盖滚子凸缘16并且在轴向上完全覆盖支撑滚子22。凹部17的内径或者定心销21的外径显著小于驱动轴5的外径；尤其是，凹部17或者定心销21的直径仅大约是驱动轴5外径的一半。相对于携动件15的外径，凹部17或者定心销21的直径仅大约是20％。
在携动件15处偏心地设置有轴向销23，携动件15经向轴向销23由传动机构的一个构件、例如行星架驱动。

Claims (10)

1.一种用于内燃机(4)的起动装置(1)的自由轮机构，其具有经由支撑滚子(22)与驱动起动小齿轮(2)的轴(5)相连接的携动件(15)，其中，所述携动件(15)搭覆所述轴的端面，其特征在于，在所述携动件(15)处设置有圆柱形的定心销(21)并且在所述轴(5)的端面处设置有容纳所述定心销(21)的凹部(17)，所述定心销(21)为圆柱形并且无间隙地容纳在所述凹部(17)中。
2.根据权利要求1所述的自由轮机构，其特征在于，所述定心销(21)的自由端面在轴向上与所述凹部(17)的底部有间距。
3.根据权利要求1或2所述的自由轮机构，其特征在于，所述定心销(21)伸入所述凹部(17)中，至少超过轴向延伸的一半。
4.根据权利要求1或2所述的自由轮机构，其特征在于，所述定心销(21)设置在所述携动件(15)处并且所述凹部(17)设置在所述轴(5)的端面处。
5.根据权利要求1或2所述的自由轮机构，其特征在于，所述轴(5)的端面和所述支撑滚子(22)的端面处于同一平面中。
6.根据权利要求1或2所述的自由轮机构，其特征在于，所述轴(5)的端面和所述支撑滚子(22)的端面贴靠在所述携动件(15)的侧面处。
7.根据权利要求1或2所述的自由轮机构，其特征在于，限制出所述凹部(17)的边缘区域具有倒角(18)或者倒圆。
8.根据权利要求1或2所述的自由轮机构，其特征在于，所述定心销(21)或者所述凹部(17)的直径小于所述轴(5)的外径。
9.根据权利要求1或2所述的自由轮机构，其特征在于，所述定心销(21)的直径最大为所述携动件(15)的外径的30％。
10.一种用于内燃机的起动装置，所述起动装置具有根据权利要求1至9中任一项所述的自由轮机构(14)。
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