用于起动带有小齿轮轴支承的内燃机的起动器

摘要

本发明涉及一种用于起动内燃机的起动器(2)，特别是一种悬臂式起动器(2)，该起动器包括具有驱动轴(10)的起动电动机(6)、支撑小齿轮(20)的小齿轮轴(16)、以及滚柱式超速离合器(12)的离合部件(28)，其中，所述驱动轴具有外啮合部(42，44)，所述滚柱式超速离合器设置在所述驱动轴(10)和小齿轮轴(16)之间，所述离合部件具有与所述驱动轴(10)的外啮合部(42，44)啮合的内啮合部(46)并且能够与所述小齿轮轴(16)一起离开所述起动电动机(6)沿所述驱动轴(10)的轴向移动至啮合位置(图2)，在该啮合位置上，所述小齿轮(20)与内燃机的齿轮或齿圈啮合。为了使滚柱式超速离合器(12)的滚柱轨道(52，54)由于在起动内燃机时在所述小齿轮(20)的区域内作用于所述小齿轮轴(16)上的径向力而承受的负荷更小，设有支撑装置(60；64)，直接将所述小齿轮轴(16)支撑在所述驱动轴(10)的外啮合部(42，44)的远离所述起动电动机(6)的区段(42)上。

说明书

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的用于起动内燃机的起动器，特别是一种悬臂式起动器。

背景技术

用于起动内燃机的电起动器经常采用所谓的螺旋传动起动器。这种起动器具有起动电动机，该电动机的驱动轴驱动在起动器壳体内能够沿轴向移动的小齿轮轴，该小齿轮轴在壳体外部支撑小齿轮。驱动轴具有形式为大螺距螺纹的外啮合部，该外啮合部与滚柱式超速离合器的能够和小齿轮轴一起移动的离合部件的互补的内啮合部啮合。滚柱式超速离合器在起动内燃机之后防止起动电动机以过高的速度被内燃机驱动并且由此被损坏。为了起动内燃机接通起动器，于是小齿轮通过如下方式移入内燃机的齿轮或齿圈中：起动器的啮合机构将小齿轮轴与超速离合器的离合部件一起从小齿轮的脱离或静止位置移动至啮合位置，在该啮合位置上，小齿轮移入内燃机的齿轮或齿圈中并与之啮合。当处于啮合位置的小齿轮由起动电动机通过驱动轴、超速离合器和齿轮轴驱动，以使内燃机的齿轮或齿圈转动时，在小齿轮的区域内有大的反作用力作用于小齿轮轴上。

对于所谓的开口式起动器，小齿轮轴在小齿轮的两侧被安置并支承，并且几乎不会被作用于小齿轮上的径向力偏转；而对于所谓的悬臂式起动器，小齿轮轴只在小齿轮的一侧即在起动器壳体内部被支承。在小齿轮轴由于施加在小齿轮上的径向力而发生偏转时，小齿轮在这种情况下适宜地通过设在驱动轴与中空小齿轮轴之间的衬套支撑在驱动轴上。但是，根据在轴承中及在衬套中的间隙的公差情况，在大多数情况下还是有一部分力通过超速离合器的滚柱传递到离合部件中并从离合部件经由离合部件和驱动轴相互啮合的啮合部传递到驱动轴。因此，在小齿轮轴和离合部件上分别形成的对置的滚柱轨道局部承受很大的负荷，这会导致滚柱轨道过早磨损并由此导致超速离合器和起动器的使用寿命缩短。

发明内容

由此出发，本发明的目的在于对开头所述类型的起动器，特别是悬臂式起动器进行如下改进：超速离合器的滚柱轨道由于在起动内燃机时在小齿轮区域内作用于小齿轮轴的径向力而承受的负荷更小。

根据本发明，该目的通过设置一种支撑装置将处于啮合位置的小齿轮轴支撑在驱动轴的外啮合部的远离起动电动机的端部上得以解决。通过这种措施，当处于啮合位置的小齿轮轴由于施加在小齿轮上的径向力而被稍微偏转时，它可以附加地在其远离小齿轮的端部区域内直接支撑在驱动轴上。以这种方式，支撑小齿轮轴所需要的力全部绕过超速离合器的滚柱被传递到驱动轴。

本发明基于这样的构思，即保持小齿轮轴与驱动轴的外啮合部之间在小齿轮轴的脱离或静止位置上就已存在的重叠直至到达啮合位置，使得在该啮合位置上，小齿轮轴可以在重叠区域内支撑在驱动轴的外啮合部上。对于已知的悬臂式起动器，虽然小齿轮轴与驱动轴的外啮合部之间的重叠在脱离或静止位置上同样存在，但是该重叠不够大，以至于该重叠在到达啮合位置之前的一大段距离处就已经不存在了。

根据本发明的一种优选设计方案，支撑装置包括衬套，该衬套的靠近起动电动机的端部与外啮合部或外啮合部靠近小齿轮的前面区段重叠。优选地，在啮合位置上重叠的尺寸大于1.5mm，以保证小齿轮轴在外啮合部上的足够支撑，但另一方面适宜地小于3mm，以避免用户所不期望的起动器结构长度的增加。

在本发明的另一种特别优选的设计方案中，衬套与小齿轮轴形成一体并且构成小齿轮轴的靠近起动电动机的中空端部。但是，作为替代方案，衬套也可以与小齿轮轴分开制造，并且在安装小齿轮轴之前不可相对转动地与小齿轮轴连接，例如通过将衬套压入小齿轮轴的相应孔中。在这两种情况下，衬套适宜地以存在径向间隙的方式伸进超速离合器的由驱动轴驱动的离合部件的相对的孔内。

驱动轴的被设计成大螺距螺纹的外啮合部在啮合位置上与衬套或小齿轮轴重叠的区段不需要用于将驱动轴的转动传递到超速离合器的离合部件上，因此可以适宜地具有与相邻的与离合部件内螺纹啮合的外啮合部区段相比更大的齿顶圆直径，从而在重叠区域内可以设置大约为0.1到0.15mm的很小的径向间隙，该间隙保证了在小齿轮轴偏转的情况下快速地将它支撑在驱动轴的外啮合部上。

附图说明

下面借助在附图中示出的实施例来详细说明本发明。

图1示出了本发明的起动器的一部分在小齿轮处于脱离或静止位置时的纵向剖视图；

图2示出了图1的局部视图，但小齿轮处于啮合位置；

图3示出了本发明的起动器的另一种实施方式在小齿轮处于啮合位置时的纵向剖视图。

具体实施方式

在附图中仅部分示出的用于内燃机的悬臂式螺旋传动起动器2按照已知的方式包括：起动器壳体4；安装在起动器壳体内的起动电动机6(仅部分可见)，该电动机的电枢8不可相对转动地与电枢轴或驱动轴10连接；小齿轮轴16，该小齿轮轴通过超速离合器12由驱动轴10驱动且通过滚动轴承14支承在起动器壳体4内，并且该小齿轮轴在其在起动器壳体4外的自由端18上支撑小齿轮20；以及啮合机构22，该啮合机构使小齿轮20啮合在内燃机的齿轮或齿圈(未示出)内。啮合机构22包括设在起动电动机6的电极壳体24上方的起动继电器26和设在起动继电器26与超速离合器12的离合部件28之间的起动杆30。起动杆可通过向起动继电器26馈电沿顺时针方向围绕摆动支承32摆动，以将超速离合器12的离合部件28与小齿轮轴16和小齿轮20一起从图1所示的起动器2的脱离或静止位置相对于驱动轴10沿轴向向左移动至图2所示的啮合位置，在该啮合位置上，小齿轮20移入内燃机的齿轮或齿圈中并与之啮合，以通过向起动电动机6馈电来发动和起动内燃机。

驱动轴10以其远离起动电动机6的端部30伸进小齿轮轴16的朝向起动电动机6敞开的阶梯孔32中。在当小齿轮轴16处于脱离或静止位置时(图1)完全插入阶梯孔的直径较小的部分34中的端部30与支承在电极壳体24的前端盖38的枢轴承36中的圆柱形区段40之间，驱动轴10具有外啮合部。该外啮合部由沿驱动轴10的轴向连续设置且具有不同齿数的两个大螺距螺纹区段42，44。在所示的实施方式中，两个大螺距螺纹区段42，44的齿具有相同的螺距，但这不是必需的。驱动轴10的前面的远离起动电动机6的大螺距螺纹区段42与后面的靠近起动电动机6的大螺距螺纹区段44相比具有较小的齿数和较短的轴向长度。

如在图2中最清楚所示，外啮合部的后面的大螺距螺纹区段44与超速离合器12的离合部件28靠近起动电动机6的随动区段48中的相应内螺纹46啮合，从而离合部件28由转动的驱动轴10旋转驱动，但同时能够沿轴向在脱离或静止位置(图1)和啮合位置(图2)之间移动。

超速离合器12具有多个离合滚柱50，这些滚柱设置在位于小齿轮轴16的靠近起动电动机8的直径扩大区段的外周面上的内滚柱轨道52与位于离合部件28的从随动区段48开始呈碗状地扩大的区段56的内周边上的外滚柱轨道54之间，并且在起动内燃机时用于将离合部件28的转动传递到小齿轮轴16上，然而，当在起动内燃机之后由内燃机驱动的小齿轮轴16的转速超过起动电动机6的驱动轴10的转速时，该传递使驱动轴10可以与小齿轮轴16的转动相独立地转动。

为了在小齿轮轴16在小齿轮20的啮合位置上(图2)由于在起动内燃机时由内燃机的齿轮或齿圈在起动器壳体4外部施加给小齿轮20的大的径向力F(图2)而在起动器壳体4内偏转时，给只在小齿轮20的一侧支承在起动器壳体4中的小齿轮轴16提供径向支撑，在阶梯孔32的部分34中且在中空小齿轮轴16的内周面与对置的驱动轴10的端部30的外周面之间设置衬套58(图2)，当小齿轮20在一侧受到负荷时，小齿轮轴16通过该衬套支撑在驱动轴10的端部30上。在超速离合器12空转期间，衬套58允许小齿轮轴16与驱动轴10之间的转动。

根据小齿轮轴16的轴承14中的间隙、衬套58与中空小齿轮轴16的内周面之间以及衬套58与驱动轴的端部30的外周面之间的间隙的公差情况，支撑小齿轮轴16所需的反作用力的一部分通过超速离合器12的滚柱50传递到离合部件28并且从离合部件28经由随动区段48的内螺纹46和驱动轴10的外螺纹的螺纹区段44传递到驱动轴上，这会导致很大的局部应力并且由此导致滚柱轨道52，54磨损，为了防止出现上述情况，在图2中所示的小齿轮轴16具有一体形成的延长衬套60，该延长衬套朝着起动电动机6的方向超出小齿轮轴16具有滚柱轨道52的区段，使得该延长衬套的自由端部在啮合位置上与前面的大螺距螺纹区段42重叠几个毫米，并且当小齿轮20被加载力F时可以支撑在该大螺距螺纹区段上。为了保证在重叠区域内的提前支撑，在前面的大螺距螺纹区段42的齿顶圆直径与延长衬套60的圆柱形内周边之间只设置大约为0.1到0.15mm的很小的径向间隙。与此相对，当后面的大螺距螺纹区段44在小齿轮16的脱离或静止位置(图1)上以及在小齿轮轴16沿轴向移动至啮合位置(图2)期间位于延长衬套60内部时，延长衬套60的内周边与后面的大螺距螺纹区段44的齿顶圆直径之间的间隙大约为0.5到0.7mm。

延长衬套60以存在间隙的方式伸进离合部件28的阶梯孔62中，使得该离合部件可以在空转时相对于小齿轮轴16转动。

对于在图3所示的实施方式，小齿轮轴16在驱动轴10的螺纹区段42上的支撑是借助于中空圆柱形衬套64来实现，该衬套不是象延长衬套60那样与小齿轮轴16一体地连接，而是作为分开的部件制成并且以其前面部分压入小齿轮轴16的后端部的孔66中，而其靠近起动电动机6的后面部分如在图2的实施方式中那样以存在间隙的方式伸进离合部件28的阶梯孔62中。