CN106910591A - 用于内燃机的启动器的电磁驱动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于启动器(1)的电磁驱动器(6)，具有：铁磁壳体(19)，包括被第一面侧壁(73)以及对置的第二面侧壁(74)轴向限制的线圈接收室(72)；柱形线圈装置(22)，具有至少一个电线圈(40、41)，布置在线圈接收室(72)中且共轴环绕柱形线圈内部空间(25)；铁磁柱塞止挡件(20)，包括轴向突入线圈内部空间(25)中的中央区域(43)；铁磁柱塞(21)，布置在壳体(19)处且与柱塞止挡件(20)对置，柱塞止挡件(20)轴向突入线圈内部空间(25)，布置成在中央区域(43)近侧的主动位置(AS)和中央区域(43)远侧的被动位置(PS)之间相对于壳体(19)轴向双方向可调节；及铁磁旁通设备(45)，其相对于线圈装置(22)共轴布置且径向布置在至少一个线圈(40、41)内。例如，通过将旁通设备(45)与两个面侧壁(73、74)轴向隔开产生了简化的生产能力。

Description

用于内燃机的启动器的电磁驱动器
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的启动器的电磁驱动器，其具有权利要求1的前序部分的特征。本发明还涉及一种用于内燃机的启动器，其装备有这种电磁驱动器。
背景技术
该类型启动器包括：支撑件；电动机，其布置在支撑件上并且用作驱动小齿轮旋转；以及电磁驱动器，其布置在支撑件上并且用作轴向调节接合位置和脱开位置之间的小齿轮，接合位置设置成用于驱动内燃机的大齿轮，脱开位置相对于接合位置轴向偏移。
此处使用的电磁驱动器包括铁磁壳体以及具有至少一个电线圈的柱形线圈装置，其中，线圈装置布置在壳体中并且共轴环绕柱形线圈内部空间。此外，提供了铁磁柱塞止挡件，其布置于壳体中的线圈装置的第一轴向端部处并且具有轴向突入线圈内部空间的中央区域。最后，提供了铁磁柱塞，其在线圈装置的第二轴向端部处轴向突入线圈内部空间，所述轴向端部对置于柱塞止挡件的中央区域，并且铁磁柱塞布置成相对于壳体在主动位置和被动位置之间双向地轴向可调节，主动位置在中央区域的近侧，被动位置在中央区域的远侧。柱塞和小齿轮之间的驱动联接以这种方式发生，使得在柱塞的被动位置，小齿轮处于脱开位置，通过调节柱塞至主动位置将所述小齿轮传递至其接合位置。
为了启动内燃机，激活电磁驱动器以便将启动器的小齿轮从脱开位置传递至接合位置。为了该目的，将柱塞从被动位置调节至主动位置。在接合位置，小齿轮啮合内燃机的大齿轮，例如大齿轮能够形成在内燃机的驱动链的飞轮上。然后电动机驱动小齿轮，小齿轮又驱动大齿轮，其结果是，使内燃机的曲柄轴旋转以启动内燃机。内燃机已经启动并且通过内燃机活塞的往复移动驱动其曲柄轴后不久，电磁驱动器被激活，使得小齿轮再次从接合位置返回至脱开位置。为了该目的，将柱塞从主动位置调回至被动位置。在脱开位置，小齿轮从大齿轮脱开，也即是说不再啮合大齿轮。
为了能够将小齿轮从脱开位置调节至接合位置并且为了能够将小齿轮稳固在接合位置，线圈装置必须将较大电磁力传递至柱塞以将后者牵引至线圈内部空间并且保持所述柱塞在其中用于主动位置。这是由于，为了可靠性设计的目的，不同于复位弹簧的行为，柱塞优选被牵引至线圈内部空间，尤其需要较高磁力来将柱塞静态保持在主动位置，因此线圈装置供给有相应较高水平的电功率。
小齿轮通常具有带轴向延伸齿的周向边齿。与此互补的是，内燃机的大齿轮同样具有带轴向行进齿的周向边齿。一旦小齿轮从脱开位置传递至接合位置，小齿轮的齿接合大齿轮的有齿空间。但是，在许多情形下，小齿轮的齿的轴向引导齿根面不直接通入大齿轮的边齿的有齿空间，而是撞击大齿轮的齿的轴向齿根面。然而，为了使小齿轮的齿找到大齿轮的有齿空间并且能够接合在其中，能够激活启动器的电动机以便在将小齿轮从脱开位置调节至接合位置期间尽早影响小齿轮的旋转。当小齿轮完全接合大齿轮时，利用相关于后续启动操作在很大程度上降低的转矩和/或在很大程度上降低的转速方便地执行用于将小齿轮传入至大齿轮的所述旋转。
对于还能够称为“软启动”的所述两级启动操作，在该类型启动器的情形下，方便地提出电动机和电磁驱动器的串联电连接，因此，对于降低的电动机驱动，能够连同关联的电流使用设置成用于供能线圈装置的电压。然后电磁驱动器同时用作开关，用于将电动机连接至实际电动机电流供给。在该方案中，电磁驱动器同时形成电磁开关。
由于上文描述的内容，利用较高磁力将柱塞牵引至线圈内部空间，小齿轮会依靠其轴向引导齿根面以对应强度碰撞大齿轮的对置轴向齿根面，这增加了小齿轮和大齿轮的边齿的磨损。此外，边齿能够以较高力经由轴向齿根面彼此支承，其结果是，必须克服相应高水平的摩擦以相对于大齿轮旋转小齿轮，使得小齿轮的边齿能够啮合大齿轮的边齿。因此，此处也存在增加磨损的风险。
例如，该类型启动器公知于US8,421,565B2。为解决上述提到的问题，在启动器的情形下，所述文献提出了一种电磁驱动器内线圈装置的复杂构造，其中，收缩线圈和保持线圈装置成轴向彼此分离，收缩线圈用于将柱塞拉动至线圈内部空间，保持线圈用于保持正被拉动至线圈内部空间的柱塞。还提出柱塞在其外周上装备有环绕式环形凹槽，在被动位置，环绕式环形凹槽安置成与周向围绕电磁壳体的端侧壁的通路开口的边缘区域径向对置，柱塞轴向穿过通路开口。以该方式，在被动位置，柱塞和边缘区域之间存在径向间隙。当柱塞收缩至线圈内部空间时，周向凹槽移动至线圈内部空间，从而偏离端侧壁的上述提到的边缘区域，使得所述边缘区域随后安置成与轴向毗邻该周向凹槽的柱塞纵向段径向对置。因此，当柱塞收缩时，所述边缘区域和柱塞的外侧之间的径向距离变化，具体地降低，其结果是，当接通线圈装置时从所述边缘区域传递至柱塞的磁场线的密度变化，具体地增加。但是，磁场线的密度有关于起作用的磁力。因而当小齿轮从脱开位置传递至接合位置时，在柱塞的收缩移动开始时，形成在柱塞上的周向凹槽产生作用的磁力的降低。但是，实现所述公知测量相当麻烦。此外，通过环形凹槽将柱塞拉动至线圈内部空间的吸引力仅降低至相当小的程度，这是由于所述环形凹槽最终仅影响场线的偏转。而且，维持环形凹槽，并且甚至当柱塞已经被收缩至线圈内部空间时，引起柱塞中的场线偏转，因而降低可获得的磁力。
DE102009052938A1公开了对该问题的另一方案。在该文献中，称为电磁开关的电磁驱动器装备有铁磁旁通设备，当线圈装置通电时，至少在柱塞的被动位置，铁磁旁通设备将一些磁场线直接从柱塞转向至柱塞止挡件，使得所述场线不延伸通过轴向形成在柱塞和柱塞止挡件之间的空气间隙。但是，由于延伸通过空气间隙的场线对将柱塞驱动至线圈内部空间的磁力是关键的，因此作用在柱塞上的力能够降低以用于开始调节移动。当将柱塞的贯穿深度增加至线圈内部空间时，通过旁通设备降低磁场线的转向，其结果是，驱动柱塞的磁力增加。甚至表明，在主动位置，借助于这种旁通设备能够增加保持柱塞在主动位置的磁保持力。然后这种旁通设备保持力，所述力作用在小齿轮上并且将小齿轮从脱开位置驱动至接合位置以及可选地将所述小齿轮保持在其中。在该公知构造中，磁通量的一部分旁通过柱塞以及柱塞止挡件之间的轴向间隙，其经由旁通设备直接从壳体通入柱塞止挡件。因此，对于偏差效应来说，旁通设备相对于壳体以及相对于柱塞止挡件的准确轴向位置是重要的。因此，必须使用较窄生产容差。
在公知电磁驱动器的情形下，旁通设备由铁磁环形主体形成，铁磁环形主体以这种方式定尺寸以及布置在线圈内部空间，使得所述环形主体延伸得远至线圈装置的第二轴向端部，优选被支撑在壳体上并且与壳体接触。
发明内容
本发明关注的问题是提出用于引言中提到类型的电磁驱动器或者用于装备有其的启动器的改进的或者至少不同的实施例，其特征在于简化的构造以及便宜实现的能力。同时，此外的意图是确保降低小齿轮和/或与其相互作用的大齿轮的磨损。尤其，意图是指出在开始将小齿轮从脱开位置调节至接合位置时降低作用的磁力的有利或可替换方式。
根据本发明该问题通过独立权利要求的特征解决。从属权利要求涉及有利实施例。
根据第一方案，本发明基于这样的总体构思：以这种方式定尺寸以及布置旁通设备，使得旁通设备与两个轴向面侧壁轴向隔开，轴向面侧壁轴向限制线圈接收室，线圈装置布置于线圈接收室中。因此，为了偏转磁场线，旁通设备不接触壳体和柱塞止挡件。本发明利用的发现是，为了偏离磁场线的目的，旁通设备不需要在柱塞附近的面侧壁处接触壳体。在本发明中，磁通量的一部分通过经由旁通设备直接从柱塞通入柱塞止挡件，从而旁通柱塞以及柱塞止挡件之间的轴向间隙。因此，对于偏离效应来说，旁通设备相对于壳体的面侧壁的准确轴向位置是重要的。因此，能够使用较宽生产容差。这简化了电磁驱动器的生产，并且降低了生产成本。此外，旁通设备从而还能够具有较小尺寸，其结果是，旁通设备不太昂贵。
尤其，以这种方式进行定尺寸以及布置旁通设备，使得在被动位置，面向柱塞止挡件的中央区域的柱塞端侧轴向定位在旁通设备内，同时在主动位置，所述柱塞端侧沿中央区域的方向被轴向调节而超出旁通设备。尤其，然后柱塞端侧轴向位于柱塞止挡件和旁通设备之间。优选地，单独的旁通设备和线圈装置布置在线圈接收室中。
优选地，柱塞止挡件包括共轴围绕中央区域的第一面侧壁，其中，第二面侧壁设置在共轴围绕柱塞的壳体处。这简化了电磁驱动器的制造。
在另一有利实施例中，能够以这种方式定尺寸旁通设备，使得旁通设备位于距两个面侧壁相应的轴向距离处，轴向距离至少为线圈接收室的轴向长度的20％。此处线圈接收室的轴向长度与轴向测量的用于轴向限制线圈接收室的两个面侧壁之间的距离一致。轴向距离优选在每个情况下约为线圈接收室的轴向长度的25％。因此，旁通设备方便地具有的轴向长度约为线圈接收室的轴向长度的50％。此外，能够额外地或者可替换地提供的是，旁通设备大致居中地轴向布置或者相对于线圈接收室布置。在该情况下，旁通设备距两个面侧壁的轴向距离在尺寸上大约相等。该对称布置简化了线圈装置的生产和安装，旁通设备在线圈接收室内。
根据另一有利实施例，线圈装置能够具有柱形线圈架，线圈装置的至少一个线圈在外侧沿径向缠绕在柱形线圈架上。线圈架能够在径向内侧具有接收区域，旁通设备布置在接收区域中。通过该方式，线圈架能够同时用作用于旁通设备的支撑件。尤其，因此能够提供一种组件，其能够预组装在壳体外侧，然后能够统一地***壳体。
根据有利发展，能够以这种方式定尺寸接收区域，使得所述接收区域大致仅延伸旁通设备的轴向长度。因此旁通设备优选准确地装配至线圈架。尤其，塑料线圈架能够注塑在旁通设备上。
可替换地，还能够以这种方式定尺寸接收区域，使得接收区域轴向延伸得远至线圈装置的一个轴向端部，方便地远至第二轴向端部。此处旁通设备能够依靠定位圈轴向定位在接收区域中，定位圈从旁通设备延伸得远至线圈装置的轴向端部并且是非磁性的。在本发明的内容中，术语“非磁性”理解为意思是“不是磁性的”和/或“不可磁化”。因此，非磁性材料不是磁体和/或不可磁化。非磁性材料，例如，塑料。因此，例如，非磁性定位圈能够是塑料部件。
在有利发展中，所述定位圈能够在径向内侧形成柱形引导轮廓，柱塞在柱形引导轮廓上以轴向可调节的方式被引导在径向外侧。通过该方式，定位圈获得双功能。尤其，能够省去用于引导柱塞的单独引导套筒。在径向距离径向维持在旁通设备和柱塞之间的同时，柱塞接触定位圈的引导轮廓。
代替用于将旁通设备定位在接收区域中的定位圈，还能够实现卡掣，当旁通设备已经达到为此设置的线圈架上的接收区域中的位置时，卡掣可以实现旁通设备的轴向固定。
在另一实施例中，旁通设备能够沿径向布置在线圈架的内侧并且沿轴向位于两个定位圈之间，每个定位圈从旁通设备延伸得远至线圈装置的一个轴向端部。所述定位圈方便地还是非磁性的，因此仅通过旁通设备实现磁偏转功能。在该实施例中，由于所述线圈架不是必须在内部具有任何接收区域，因此简化了线圈架的生产，因此能够设计成不需要台肩。一个定位圈能够轴向支撑在柱塞止挡件上，同时另一定位圈能够轴向支撑在壳体上。
在根据本发明的另一实施例或者还能够独立于上述方案实现以及因此代表开头提到问题的独立解决方案的另一解决方案中，旁通设备能够通过壳体的一体部件形成，该部件具有柱形或者套筒状设计，并且在线圈装置的第二轴向端部共轴延伸至线圈内部空间。在该情况下，因此旁通设备不实现为单独部件的形式，而是实现为壳体的所述柱形套筒段。该方法降低了生产成本并且简化了组装。
根据有利发展，线圈架能够具有环形台肩，利用环形台肩，所述线圈架塞子被轴向塞入由套筒段形成的旁通设备。在该情况下，因此旁通设备能够用作线圈装置的组装辅助。
在根据本发明的另一实施例或者在还能够独立于上述方案实现以及因此代表开头提到问题的独立解决方案的另一方案中，旁通设备能够具有至少一个由铁磁线制成或者能够从铁磁线形成的绕组。尤其，从而旁通设备能够尤其简单地集成至线圈装置。例如，旁通设备的绕组能够缠绕至线圈架上，线圈装置的至少一个线圈还能够缠绕至线圈架上。通过该方式，能够尤其不昂贵地生产具有一体的旁通设备的线圈装置。
在根据本发明的另一实施例或者还能够独立于上述方案实现以及因此代表开头提到问题的独立解决方案的另一方案中，旁通设备能够具有多个旁通元件，它们沿周向方向分布并且由铁磁材料制成。依靠使用多个沿周向方向分布的旁通元件，而不是依靠沿周向方向闭合的环绕式未分割的环形主体，能够改变旁通设备对场线的影响。尤其，从而能够实现尤其好的协调。旁通元件能够布置在旁通设备的环形支撑件上，尽管存在多个单独旁通元件，但是这简化了旁通设备的操作。还能够想到的是，将各个旁通元件布置在线圈架上，沿径向布置在对应接收区域的内侧或者沿径向布置在至少一个线圈的区域外侧。旁通元件能够沿周向方向直接毗邻彼此，使得所述旁通元件一起再次形成闭合圈，但是，闭合圈是分开的或者分割的。可替换地，各个旁通元件还能够布置成沿周向方向彼此隔开。
在有利实施例中，能够以轴向可调节的方式将柱塞沿径向引导在柱形引导套筒的外侧，柱形引导套筒共轴布置在线圈装置的内侧并且从第一轴向端部延伸穿过线圈内部空间以及超出第二轴向端部进入壳体的引导区域，柱塞穿过所述引导区域。借助于该类型的引导套筒，能够实现对柱塞的精确轴向引导，其结果是，电磁驱动器具有增加的功能可靠性。
在根据本发明的另一实施例或者还能够独立于上述方案实现以及因此代表开头提到问题的独立解决方案的另一解决方案中，上述提到的引导套筒能够由铁磁材料组成，旁通设备能够由引导套筒的一体部件形成。在该方案中，引导套筒获得双功能，这是由于所述引导套筒还同时用作旁通设备。该测量还简化了生产并且降低了成本。
在根据本发明的另一实施例或者还能够独立于上述方案实现以及因此代表开头提到问题的独立解决方案的另一方案中，旁通设备能够在径向内侧形成柱形引导轮廓，柱塞在柱形引导轮廓上以轴向可调节的方式沿径向引导在外侧。通过该方式，旁通设备获得双功能。尤其，此处能够省掉上述类型的单独引导套筒。
在根据本发明的另一实施例或者还能够独立于上述方案实现以及因此代表开头提到问题的独立解决方案的另一方案中，旁通设备能够在线圈内部空间具有柱形的铁磁偏转主体，其经由柱形的非磁性间隔主体轴向支撑在柱塞止挡件的中央区域上。相比于常规构造，偏转设备从而径向向内偏移至线圈内部空间，其结果是，尤其能够使用未改变的线圈装置，这简化了此处提出的电磁驱动器的实现。
根据有利发展，偏转主体和间隔主体能够具有中空柱形或者环形设计，能够在线圈内部空间中相对于柱塞布置在径向外侧。因此在从被动位置调节至主动位置期间，柱塞突入环形偏转主体中以及突入环形间隔主体中。
可替换于此，柱塞能够至少在面向柱塞止挡件的中央区域的端部区域具有中空柱形设计，并且能够具有封闭柱塞内部空间的柱形柱塞壁。在该情况下，偏转主体和间隔主体能够相对于所述柱塞壁布置径向内侧。换句话说，在将柱塞从被动位置调节至主动位置期间，偏转主体和间隔主体轴向突入柱塞的中空柱形端部区域。该实施例还导致尤其紧凑的构造。
在另一有利发展中，将柱塞驱动至被动位置的复位弹簧能够支撑在偏转主体上。通过该方式，偏转主体用作用于复位弹簧的桥台(abutment)从而具有额外功能。
电磁驱动器能够装备有致动杆，致动杆在驱动方面连接至柱塞并且通过柱塞止挡件被轴向引导。在柱塞止挡件背离线圈内部空间的一侧，所述致动杆支承导电接触板，借助于导电接触板，在柱塞的主动位置，两个电触头以导电方式连接至彼此，例如以将启动器的电动机连接至其主电流供给。因此接触板和触头在电磁驱动器内形成开关，因此整个电磁驱动器还能够称为电磁开关。
根据本发明用于内燃机的启动器包括：支撑件；电动机，其布置在支撑件上并且用作驱动小齿轮旋转；以及上述类型的电磁驱动器，其布置在支撑件上以及用作在接合位置和脱开位置之间轴向调节小齿轮，接合位置设置成用于驱动内燃机的大齿轮，脱开位置相对于接合位置轴向偏移。
参考附图，本发明的进一步重要的特征及优势将见于从属权利要求、附图以及关联的附图说明。
显而易见的是，以上提到的特征以及以下仍将解释的特征不仅能够使用在分别陈述的组合中，而且能够使用在在其他组合中或者各自使用，这并不超出本发明的范围。
附图说明
本发明的优选示范实施例图示于附图以及将在以下说明中更详细地解释，其中，相同附图标记涉及相同或者类似或者功能相同的部件。
在附图中，在每个情况下示意地，
图1示出了具有常规电磁驱动器的启动器的局部纵向截面的侧视图，
图2示出了在旁通设备的区域中具有根据本发明的电磁驱动器的半纵向截面的侧视图，
图3至图15示出了与图2一样的半纵向截面，但是用于各种其他实施例。
具体实施方式
根据图1，内燃机2的大齿轮3仅在图1中通过虚线指示，设置成用于启动内燃机2的启动器1包括：支撑件4,电动机5,以及电磁驱动器6，其同时用作用于致动电动机5的开关。大齿轮3以合适的方式并入内燃机2的驱动链(此处未具体地示出)，使得正如优选的，如果内燃机2是具有曲柄轴的活塞发动机，那么所述大齿轮在驱动方面连接至内燃机2的曲柄轴。例如，大齿轮3能够形成在驱动链的飞轮上。
支撑件4设计成用于将启动器1紧固至内燃机2或者紧固至内燃机2的***，例如，内燃机2的***能够位于装备有内燃机2的车辆中。
电动机5布置在支撑件4上并且用作驱动小齿轮7旋转。当内燃机2旨在借助于启动器1被启动时，小齿轮7用作驱动大齿轮3。为了该目的，小齿轮7布置在驱动轴8上用于随其共同旋转，小齿轮7与驱动轴8一起在脱开位置NES和接合位置ES之间沿轴向方向9双向可调节，轴向方向9由驱动轴8或者电动机5的旋转轴线10限定，脱开位置NES由实线示出在图1中，接合位置ES由虚线指示在图1中。在所述接合位置ES，小齿轮指定为参考标记7'。在接合位置ES，小齿轮7'用作驱动大齿轮3，因而啮合大齿轮3，使得小齿轮7'的旋转迫使大齿轮3旋转。在脱开位置NES，小齿轮7相对于接合位置ES轴向偏移，具体偏移至这种程度，使得所述小齿轮不啮合大齿轮3。在该方案中，小齿轮7于是布置成轴向与大齿轮3隔开。
此外，电动机5以常规方式具有外定子11和内转子12，其中，转子12经由变速器设备13在驱动方面连接至驱动轴8。变速器设备13能够具有离合器，尤其单向摩擦离合器。变速器设备13能够额外地或者可替换地具有齿轮装置18，例如行星齿轮。定子11收纳在紧固至支撑件4的定子壳体14中。在示出的情形下，支撑件4具有：基底壳体29，其用作将启动器1紧固至所述***；以及中间壳体15，其紧固至基底壳体29。在示出的例子中，定子壳体14现在紧固至中间壳体15。
驱动轴8依靠主轴承16安装在支撑件4上或者其基底壳体29上。为了安装驱动轴8的目的，另一轴承17设置在中间壳体15中。
电磁驱动器6具有电磁壳体19，其在下文中简称为壳体19并且紧固至支撑件4，具体地紧固至其中间壳体15。电磁驱动器6用作轴向调节小齿轮7。为了该目的，电磁驱动器6具有：柱塞止挡件20，其相对于支撑件4是静态的；柱塞21，其相对于柱塞止挡件20是轴向可调节的；以及柱形线圈装置22。柱塞21的轴向可调节性的轴向方向23由电磁驱动器6的纵向中央轴线24限定。电磁驱动器6方便地布置在支撑件4上以便平行以及邻近电动机5，使得纵向中央轴线24平行于旋转轴线10延伸。
线圈装置22布置在柱塞止挡件20上并且沿周向方向环绕柱形线圈内部空间25，周向方向是基于纵向中央轴线24。柱塞21依靠偏转杆26以这种方式联接至驱动轴8，使得为了将小齿轮7从脱开位置NES调节至接合位置ES，柱塞21收缩至线圈内部空间25。因此，线圈装置22呈收缩线圈40的形式，当通电时，收缩线圈40将柱塞21拉动至线圈内部空间25。此处偏转杆26影响移动方向的逆转，使得柱塞21朝向图1中的顶部的收缩影响小齿轮7朝向图1中的底部的展开。因此柱塞21相对于柱塞止挡件20在延伸被动位置PS和收缩主动位置AS之间是可调节的。在图1中，面向柱塞止挡件20的柱塞端侧27的轴向位置由用于被动位置PS的实线指示，而柱塞端侧27的轴向位置由用于主动位置AS的虚线指示。在主动位置AS，柱塞端侧27优选轴向靠着柱塞止挡件20的止挡端侧28支承，该止挡端侧面向柱塞21并且因此形成用于柱塞21的轴向端部止挡件。
此外，柱塞21联接至致动杆30，为了该目的，致动杆30至少局部延伸通过柱塞21。致动杆30用作轴向调节板状接触元件31，就其本身而言，板状接触元件31用作电连接两个电触头32。电动机5经由所述电触头32连接至主电流供给33。换句话说，在接触元件31将两个电触头32电连接至彼此后不久，电动机5能够经由主电流供给33供给额定电功率，使得电动机5能够在小齿轮7上输出额定转矩。为了实现称为“软启动操作”的内容，能够提供将电动机5与电磁驱动器6或者其线圈装置22串联连接。因此只要小齿轮还未达到其接合位置ES，电动机5能够被初始供给相当低电功率以利用相当低转矩和/或相当低转速驱动小齿轮7。
致动杆30被共轴引导穿过柱塞止挡件20。因此，柱塞止挡件20最终轴向位于柱塞21和接触元件31之间。柱塞21被分配在至少一个复位弹簧34，在例子中，复位弹簧34共轴围绕致动杆30。此处复位弹簧34一侧支撑在柱塞21上，另一侧支撑在柱塞止挡件20上。此处复位弹簧34突入形成在柱塞21上的腔室35中。
致动杆30还分配复位弹簧36，复位弹簧36一侧支撑在致动杆30上，另一侧支撑在接触壳体37上，电触头32位于接触壳体37上。此外，能够提供预张紧弹簧38，其沿触头32的方向驱动接触元件31。此处所述预张紧弹簧38支撑在致动杆30上。接触元件31和触头32之间的轴向距离可辨别地小于被动位置PS和主动位置AS之间柱塞21的整个调节行程。因此接触元件31在达到主动位置AS之前不久即接触触头32。在达到主动位置AS时，预张紧弹簧38于是靠着触头32预张紧地支承接触元件31。依靠线圈的电容效应/电动机5的绕组，建立具有时间延迟的额定转矩。此处方便地以这种方式进行协调，使得额定转矩的存在大约同步于达到主动位置AS，即还同步于达到接合位置ES。
此外，可见的是，在被动位置PS，接触元件31靠着柱塞止挡件20的后侧39轴向支承，所述后侧背向柱塞21。
由于电磁驱动器6因此还用作连接电动机5的主电流供给33，因此电磁驱动器还能够称为电磁开关。
根据图2至图15，电磁驱动器6包括：壳体19，其由铁磁材料生产；线圈装置22；铁磁柱塞止挡件20以及铁磁柱塞21。在此处示出的例子中，线圈装置22在每个情况下包括两个线圈，具体地，收缩线圈40用于将柱塞21拉动至线圈装置22的与柱塞止挡件20相反的内侧，而保持线圈41用于将柱塞21保持在主动位置AS。线圈装置22布置在壳体19的线圈接收室72中并且共轴环绕线圈内部空间25。线圈接收室72由第一面侧壁73和第二面侧壁74轴向限制，第二面侧壁74与第一面侧壁73轴向对置。
柱塞止挡件20布置在壳体19中的线圈装置22的第一轴向端部42处。柱塞止挡件20具有中央区域43，中央区域43轴向突入线圈内部空间25中并且具有上述提到的止挡端侧28，止挡端侧28能够用作用于柱塞21的轴向止挡件。柱塞止挡件20设置有第一面侧壁73，第一面侧壁73是环状的并且共轴围绕中央区域43。第二面侧壁74设置在壳体19上。在描绘的例子中，线圈装置22用其第一轴向端部42轴向邻接至第一面侧壁73。
柱塞21在线圈装置22的第二轴向端部44轴向突入线圈内部空间25中，第二轴向端部44与中央区域43对置。在描绘的例子中，该第二轴向端部44与第二面侧壁74轴向隔开。因而轴向间隙75轴向设置在第二轴向端部44和第二面侧壁74之间。
此外，正如解释的，柱塞21布置成相对于壳体19在主动位置AS和被动位置PS之间轴向双方向地可调节的，主动位置AS在中央区域43的近侧，被动位置PS在中央区域43的远侧。在被动位置PS，轴向空气间隙71沿轴向设置在线圈内部空间25内，分别设置在柱塞21或柱塞端侧27与柱塞止挡件20或者止挡端侧28之间。当柱塞21从被动位置PS移动至主动位置AS时，该轴向空气间隙71降低。正如解释的，在主动位置AS，柱塞21能够依靠其柱塞端侧27接触止挡端侧28，止挡端侧28位于线圈内部空间25中的中央区域43。在该情况下在主动位置AS，轴向空气间隙71被消除。
此外，此处示出的电磁驱动器6装备有铁磁旁通设备45。铁磁旁通设备45布置在线圈接收室72内，共轴于线圈装置22并且沿径向布置在线圈装置22的相应线圈40、41内。在具有被动位置PS的柱塞21的调节行程的启动区域中，旁通设备45使得以这种方式偏转磁场线，使得偏转的磁场线不是通过占据在柱塞21和柱塞止挡件20之间的轴向空气间隙71被引导在线圈内部空间25内，而是经由旁通设备45从柱塞21直接进入柱塞止挡件20。这导致磁力降低，所述磁力沿柱塞止挡件20的方向驱动线圈内部空间25中的柱塞21。通过增加柱塞21至线圈装置22的贯穿深度，偏转设备45的所述偏转影响减小。尤其，在柱塞21的调节行程的端部区域，场线大致在降低的空气间隙71内从柱塞21直接运行至柱塞止挡件20，该端部区域包含主动位置AS。
在图2至图5、图7至图10以及图13至图15的实施例中，以这种方式布置并且定尺寸旁通设备45，使得旁通设备45与线圈接收室72的两个面侧壁73、74轴向隔开，还与线圈装置22的两个轴向端部42、44隔开。根据图2，旁通设备45能够位于距两个面侧壁73、74相应的轴向距离46、47处，该轴向距离至少为线圈接收室72的轴向长度48的20％。线圈接收室72的轴向长度48可辨别地由两个面侧壁73、74之间的轴向距离限定。在图2的例子中，旁通设备45相对于线圈接收室72大约居中地轴向布置。
在图2至图6以及图9至图15的例子中，旁通设备45在每个情形下由单个柱形主体以及优选由环形主体形成。相反，在图7示出的实施例的情形下，旁通设备45由绕组49形成，绕组49由铁磁线制成。在图8示出的实施例的情形下，旁通设备45借助于沿周向方向布置分布的多个铁磁旁通元件50形成。旁通元件50能够沿周向方向邻近彼此，或者优选布置成彼此隔开。
在此处示出的所有实施例中，线圈装置22具有柱形线圈架51，两个线圈40、41在外侧沿径向缠绕至柱形线圈架51上。此处保持线圈41方便地径向缠绕在收缩线圈40的外侧，尤其延伸收缩线圈40的整个轴向长度。线圈架51方便地由非磁性材料组成。尤其，线圈架51具有管状罩子(未具体地表示)，管状罩子在其轴向端部具有两个环形端盘，环形端盘从罩子以接头的方式向外突出并且限定线圈装置22的轴向端部42、44。线圈40、41沿径向布置在罩子的外侧并且沿轴向布置在端盘之间。
现在旁通设备45能够布置在线圈架51的径向内侧，这是图2至图6以及图9至图13的例子中的情形。尤其，为了该目的，在线圈架51的内侧上形成凹陷的接收区域52能够沿径向形成在线圈架51的内侧。旁通设备45***所述凹陷的接收区域52。例如，该类型的接收区域52可见于图2至图4的实施例中。在图2的例子中，接收区域52仅轴向延伸旁通设备45的轴向长度。例如，由塑料制成的线圈架51能够注塑成型至旁通设备45的外侧。
在图3和图4的例子中，相反，接收区域52以这种方式定尺寸为，使得所述接收区域轴向延伸得远至轴向端部42、44中的一个，此处远至第二轴向端部44。在图3的例子中，旁通设备45借助于定位圈54轴向定位在接收区域52中。定位圈54是非磁性的，从旁通设备45延伸得远至所述第二轴向端部44。例如，定位圈54轴向支撑在壳体19的第二面侧壁74上。在图4的例子中，卡掣53设置成用于轴向固定旁通设备45。示出了各个卡掣吊耳卡接至旁通设备45的轴向端侧。该类型的多个卡掣吊耳能够布置成沿周向方向分布。同样能够想到的是，提供一种沿周向方向围绕的卡掣轮廓。
图5示出了一个实施例，其中，旁通设备45借助于两个定位圈54沿轴向及径向定位在线圈架51的内侧。为了该目的，旁通设备45轴向布置在两个定位圈54之间。此处相应的定位圈54从旁通设备45轴向延伸得远至轴向端部42、44中的一个。此处，图5中的较低定位圈54轴向支撑在柱塞止挡件20的第一面侧壁73上。此处，图5中的较高定位圈54轴向支撑在壳体19的第二面侧壁74上。
在图6示出的实施例中，旁通设备45由套筒形状的壳体19的柱形段55形成，因此，旁通设备45因而形成壳体19的一体部件。在第二轴向端部44处，所述柱形套筒段55共轴延伸至线圈内部空间25并且端部与柱塞止挡件20轴向隔开。此处线圈架51设置有环形台肩56，其大致对应于图3示出的实施例的连续接收区域52。在图6的例子中，环形台肩56用作将线圈装置22或者线圈架51轴向塞入壳体19的柱形部件55。在该实施例中，旁通设备45或者柱形套筒段55分别径向限制线圈接收室72。
在图7和图8的例子中，旁通设备45集成在线圈装置22中。此处，旁通设备45布置在线圈架51的径向外侧。在图7示出的实施例中，旁通设备45的铁磁绕组49首先缠绕至线圈架51上，然后收缩线圈40缠绕至线圈架51上，接着，缠绕保持线圈41。
在图8的例子中，例如，尤其杆状或者周向分段状的旁通元件50布置在线圈架51的径向外侧，并且通过缠绕在其上的收缩线圈40固定在那里。原则上，根据图8，非分段的或者未分割开的环形旁通设备45也能够布置在线圈架51的径向外侧。为了该目的，塑料线圈架51能够注塑在所述旁通设备45上。还能够想到的是，将旁通设备45沿周向方向分段，随后将各个段装配至线圈架51。
根据图2至图9以及图14和图15的例子，电磁驱动器6方便地设置有柱形引导套筒57，其共轴布置在线圈装置22的内侧并且从第一轴向端部42延伸穿过线圈内部空间25以及超出第二轴向端部44从而延伸进入壳体19的引导区域58。柱塞21穿过所述引导区域58。柱塞21以轴向可调节的方式被径向引导在所述引导套筒57的外侧。所述引导套筒57方便地由非磁性材料生产。例如，使用低摩擦塑料。
在图9示出的实施例中，相反地，引导套筒57由铁磁材料生产。此外，设置的是，旁通设备45由引导套筒57的一体部件形成。引导套筒57沿径向方向在旁通设备45的区域中可辨别地设置有较大壁厚度，其结果是，那里产生用于磁场线的期望偏转效应。此处还基本地可想到的是，将塑料线圈架51喷塑在引导套筒57的外侧。此外，能够想到的，沿周向方向将引导套筒57或者线圈架51分段。
在图10至图13的实施例中，省略单独的引导套筒57。在图10的例子中，旁通设备45在径向内侧设置有柱形引导轮廓59，柱塞21在柱形引导轮廓59上以轴向可调节的方式被引导在径向外侧。此处还基本地可想到的是，将柱塞21直接引导在偏转设备45上的径向外侧。但是，偏转设备45优选在径向内侧设置有低摩擦涂层60，例如由铁氟龙(Teflon)制成的低摩擦涂层60。
还在图11和图12的例子中，偏转设备45在径向内侧设置有该类型的引导轮廓59，这可选地同样能够借助于该类型的低摩擦涂层60而实现。虽然在图10的例子中旁通设备45与两个轴向端部42、44轴向隔开，但是在图11图和12的例子中，旁通设备45在每个情况下延伸得远至第二轴向端部44。在图11的例子中，旁通设备45轴向支撑在壳体19上的第二轴向端部44的区域中。在图12的例子中，旁通设备45轴向延伸超出第二轴向端部44并且支撑在壳体19上的环形台肩61中。
在图13示出的实施例中，类似于图中3示出的实施例，非磁性定位圈54设置成用于轴向定位旁通设备45，所述定位圈类似于图12例如纯支撑在壳体19的环形台肩61中。在该实施例中，定位圈54在径向内侧设置有柱形引导轮廓62，柱塞21在柱形引导轮廓62上以轴向可调节的方式被引导在径向外侧。通过适当选择用于定位圈54的材料能够实现低摩擦的摩擦学优化的材料的组合。
在图14和15的实施例中，偏转设备45布置在线圈内部空间25中。此处偏转设备45沿径向位于线圈装置22内，沿径向位于线圈架51内，并且在例子中，还沿径向位于引导套筒57内。此外，偏转设备45具有柱形铁磁偏转主体63，柱形铁磁偏转主体63经由柱形的非磁性间隔主体64轴向支撑在柱塞止挡件20的中央区域43上。
在图14的例子中，偏转主体63和间隔主体64定位成轴向支承在引导套筒57的内侧，还具有中空柱形或者环形设计。关于柱塞21的外轮廓65，后者能够布置成相对于偏转主体63以及相对于间隔主体64具有径向间隙。因此，在被动位置PS，柱塞21轴向突入偏转主体63中。在主动位置AS，柱塞21通过偏转主体63轴向突入间隔主体64中。在图14的例子中，因此偏转主体63和间隔主体64位于柱塞21的径向外侧。
在图15示出的实施例中，具有中空柱形设计的柱塞21至少位于面向柱塞止挡件20的中央区域43的端部区域66中，因此柱塞21在所述端部区域66中具有柱塞壁67，柱形铁磁偏转主体63沿周向方向封闭柱塞内部空间68。上文已经进一步提到对应于腔室35的该柱塞内部空间68。现在偏转主体63和间隔主体64相对于柱塞壁67布置在径向内侧，但是径向隔开。在被动位置PS，仅偏转主体63轴向突入柱塞内部空间68。在主动位置AS，偏转主体63和间隔主体64轴向突入柱塞内部空间68。
在图14和图15的例子中，将柱塞21驱动至被动位置PS的复位弹簧34支撑在偏转主体63上。在两个例子中，偏转主体63和间隔主体64具有环形设计，使得以任何速率能够共轴通过致动杆30。
图14和图15示出的实施例以特定方式合适用于不同的常规电磁驱动器6中的旁通设备45的回溯一体。在该情况下，电磁驱动器6能够特别简单的方式改装或者实现。
在图2至图13的例子中，中央区域43设置有中央锥形或者截头锥形延伸部69，延伸部69沿着纵向中央轴线24沿柱塞21的方向逐渐变细。柱塞21在其柱塞端侧27上具有锥形凹陷70，锥形凹陷70与延伸部69互补，并且在传递至主动位置AS期间延伸部69轴向突入锥形凹陷70中。

Claims (15)

1.一种用于启动器(1)的电磁驱动器，具有：
铁磁壳体(19)，其包括线圈接收室(72)，所述线圈接收室(72)被第一面侧壁(73)以及对置的第二面侧壁(74)轴向限制，
柱形线圈装置(22)，其具有至少一个电线圈(40、41)，其布置在所述线圈接收室(72)中并且共轴环绕柱形线圈内部空间(25)，
铁磁柱塞止挡件(20)，其包括轴向突入所述线圈内部空间(25)中的中央区域(43)，
铁磁柱塞(21)，其布置在所述壳体(19)处并且与所述柱塞止挡件(20)对置，所述柱塞止挡件(20)轴向突入所述线圈内部空间(25)，并且布置成在主动位置(AS)和被动位置(PS)之间相对于所述壳体(19)轴向双方向地可调节，主动位置(AS)在所述中央区域(43)的近侧，所述被动位置(PS)在所述中央区域(43)的远侧，
铁磁旁通设备(45)，其相对于所述线圈装置(22)共轴布置并且径向布置在所述至少一个线圈(40、41)内，
其特征在于，
所述旁通设备(45)与两个所述面侧壁(73、74)轴向隔开。
2.根据权利要求1所述的电磁驱动器，其特征在于，
所述旁通设备(45)位于两个所述面侧壁(73、74)相应的轴向距离(46、47)处，所述轴向距离(46、47)至少为所述线圈接收室(72)的轴向长度(48)的20％，和/或
所述旁通设备(45)相对于两个所述面侧壁(73、74)大致居中地轴向布置。
3.根据权利要求1或2所述的电磁驱动器，其特征在于，
所述线圈装置(22)具有柱形线圈架(51)，至少一个所述线圈(40、41)在外侧沿径向缠绕至所述柱形线圈架(51)上，
所述线圈架(51)在径向内侧具有接收区域(52)，所述旁通设备(45)布置在所述接收区域(52)中。
4.根据权利要求3所述的电磁驱动器，其特征在于，
所述接收区域(52)轴向延伸得远至所述线圈装置(22)的一个轴向端部(42、44)，其中，所述旁通设备(45)依靠非磁性定位圈(54)轴向定位在所述接收区域(52)中，所述非磁性定位圈(54)从所述旁通设备(45)延伸得远至所述线圈装置(22)的所述轴向端部(42、44)。
5.根据权利要求4所述的电磁驱动器，其特征在于，
所述定位圈(54)在径向内侧具有柱形引导轮廓(62)，所述柱塞(21)在所述柱形引导轮廓(62)上以轴向可调节的方式在外侧沿径向引导。
6.根据权利要求1或2所述的电磁驱动器，其特征在于，
所述线圈装置(22)具有柱形线圈架(51)，所述至少一个线圈(40、41)在外侧沿径向缠绕在所述柱形线圈架(51)上，
所述旁通设备(45)沿径向布置在所述线圈架(51)的内侧并且沿轴向位于两个定位圈(54)之间，每个所述线圈架(51)从所述旁通设备(45)延伸得远至所述线圈装置(22)的一个轴向端部(42、44)。
7.根据权利要求1的前序部分所述的电磁驱动器，其特征在于，
所述旁通设备(45)由所述壳体(19)的一体部件(55)形成，所述部件具有柱形设计并且在所述线圈装置(22)的第二轴向端部(44)共轴延伸至所述线圈内部空间(25)。
8.根据权利要求7所述的电磁驱动器，其特征在于，
所述线圈装置(22)具有柱形线圈架(51)，至少一个所述线圈(40、41)在外侧沿径向缠绕在所述柱形线圈架(51)上，
所述线圈架(51)具有环形台肩(56)，利用所述环形台肩(56)将所述线圈架轴向塞入所述旁通设备(45)。
9.根据权利要求1或2所述的电磁驱动器，其特征在于，
所述旁通设备(45)具有至少一个绕组(49)，其由铁磁线制成，或者由铁磁线形成。
10.根据权利要求9所述的电磁驱动器，其特征在于，
所述线圈装置(22)具有线圈架(51)，所述旁通设备(45)的所述绕组(49)以及至少一个所述线圈(40、41)在外侧沿径向缠绕至所述线圈架(51)上。
11.根据权利要求1或2所述的电磁驱动器，其特征在于，
所述旁通设备(45)具有沿周向方向分布的多个铁磁旁通元件(50)。
12.根据权利要求1或2所述的电磁驱动器，其特征在于，
所述柱塞(21)以轴向可调节的方式被沿径向引导在柱形引导套筒(57)的外侧，所述柱形引导套筒(57)共轴布置在所述线圈装置(22)的内侧并且从第一轴向端部(42)延伸穿过所述线圈内部空间(25)，超出第二轴向端部(44)延伸进入所述壳体(19)的引导区域(58)，所述柱塞(21)穿过所述引导区域，
所述引导套筒(57)由铁磁材料组成，
所述旁通设备(45)由所述引导套筒(57)的一体部件形成。
13.根据权利要求1或2所述的电磁驱动器，其特征在于，
所述旁通设备(45)在径向内侧具有柱形引导轮廓(59)，所述柱塞(21)在所述柱形引导轮廓(59)上以轴向可调节的方式被径向引导在外侧。
14.根据权利要求1或2所述的电磁驱动器，其特征在于，
所述旁通设备(45)在所述线圈内部空间(25)中具有铁磁偏转主体(63)，所述铁磁偏转主体(63)经由非磁性间隔主体(64)轴向支撑在所述柱塞止挡件(20)的中央区域(43)上。
15.根据权利要求14所述的电磁驱动器，其特征在于，
所述偏转主体(63)和所述间隔主体(64)具有环形设计,并且在所述线圈内部空间(25)中相对于所述柱塞(21)布置在径向外侧，或者所述柱塞(21)至少在面向所述柱塞止挡件(20)的所述中央区域(43)的端部区域(66)具有中空柱形设计，并且具有封闭柱塞内部空间(68)的柱形柱塞壁(67)，其中，所述偏转主体(63)和所述间隔主体(64)相对于所述柱塞壁(67)布置在径向内侧。
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