ОБГОННАЯ МУФТА ДЛЯ ПЕРЕХОДНИКА СТАРТЕРА ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2021 года по МПК F02N15/02 F16D41/04 

Согласно настоящей заявке заявляется приоритет заявки на патент США №15/713898, поданной 25 сентября 2017 г. (рассматриваемой в настоящее время), содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки во всей полноте.

Часть раскрытия настоящего патентного документа содержит материал, который подлежит защите авторских прав. Владелец авторских прав не возражает против воспроизведения патентного документа или раскрытия патента, как это указано в файле или записях ведомства США по патентам и товарным знакам, но в остальном сохраняет за собой все авторские права.

Все патенты и публикации, описанные или раскрытые в настоящем документе, включены в настоящий документ посредством ссылки во всей полноте.

Предшествующий уровень техники настоящего изобретения

Область техники, к которой относится настоящее изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству, системе и способу для передачи крутящего момента в механической системе, и более конкретно к передаче пускового крутящего момента от стартера двигателя на двигатель.

Предпосылки к созданию настоящего изобретения

Для двигателей внутреннего сгорания всегда требовалось пусковое усилие, чтобы начать процесс сгорания внутри двигателя. Обычные двигатели внутреннего сгорания, как правило, запускаются с помощью специального стартера, установленного на двигателе. Этот стартер, как правило, является электрическим и соединен с коленчатым валом двигателя. Когда стартер получает сигнал, он начинает поворачивать коленчатый вал, и при этом внутри двигателя внутреннего сгорания происходит зажигание. Этой принцип в основном одинаков для двигателей, используемых на суше, на море или в воздухе.

Стартеры, которые, как правило, представляют собой электрические двигатели, установлены на двигателе и сообщают ему крутящий момент, необходимый для проворачивания коленчатого вала, различными средствами. Один из способов предусматривает наличие переходника стартера, который прикрепляет стартер к двигателю и сообщает крутящий момент стартера коленчатому валу двигателя для проворачивания коленчатого вала двигателя. Обычно переходник стартера выполняет три функции: (1) установку/крепление стартера на двигатель или возле него, (2) передачу крутящего момента стартера на коленчатый вал двигателя во время проворачивания коленчатого вала двигателя, и (3) отсоединение стартера от приводного вала переходника стартера во время нормальной работы двигателя, например, во время оборотов двигателя. Альтернативные варианты исполнения стартера могут обеспечивать вспомогательные функции, такие как отбор мощности (РТО) или размещение привода для других вспомогательных устройств, например, откачивающих насосов, вакуумных насосов и т.д.

Стартер, а также привод переходника стартера, могут подвергаться нормальному износу и задирам во время запуска и работы двигателя. Как правило, скорость вращения двигателя и его коленчатого вала и шестерен намного выше скоростных возможностей современного стартера. Таким образом, во время нормальной работы двигателя, если стартер не был эффективно отсоединен от коленчатого вала, стартер может получить повреждения. Это отсоединения обычно осуществляется в приводе переходника стартера. Кроме того, в двигателе внутреннего сгорания существует явление под названием «обратный удар», которое происходит, когда смесь топлива и наддувочного воздуха в двигателе сгорает до того, как поршни достигают верхней мертвой точки хода поршня. Когда это происходит, коленчатый вал резко поворачивается в обратном направлении, что приводит к экстремальным нагрузкам на компоненты двигателя. Эти нагрузки передаются на другие элементы, прикрепленные или соединенные с коленчатым валом, такие как вал переходника стартера и, возможно, на сам стартер двигателя.

В настоящее время в традиционном двигателестроении, особенно в авиационных двигателях, стартер соединен с приводным валом переходника стартера, который затем соединен с коленчатым валом двигателя. В попытке избежать повреждения как от обратных ударов, так и от оборотов двигателя, которые могли бы превысить обороты стартера, в традиционных пусковых системах используется пружинная обгонная муфта, как показано в целом на фиг. 1 и 2. На фиг. 1 показан обычный стартер 1, в котором используется переходник 2 для соединения с коленчатым валом 3. Переходник содержит червяк 4 и соединен с червячным колесом 5, которое используется для передачи крутящего момента от стартера 1 на вал 6 переходника стартера. В этом обычном переходнике 2 используется сжатая пружина 7 вместе с барабаном 8 на валу 6 переходника стартера.

В этой обычной системе, когда стартер 1 получает питание, крутящий момент передается через червяк 4 переходника стартера на червячное колесо 5 переходника стартера. По мере вращения червячного колеса 5, сжатая пружина 7 постепенно поджимается к цилиндрическому барабану 8 на валу 6 переходника стартера. Когда сжатая пружина 7 полностью поджата, она входит в зацепление или «сцепляется» с барабаном 8, за счет чего крутящий момент сообщается или передается на шестерню 9 коленчатого вала двигателя и, в конечном счете, на коленчатый вал 3, что обеспечивает проворачивание коленчатого вала двигателя. Сжатая пружина 7 стремится отсоединить вал 6 переходника стартера во время работы двигателя посредством «возврата сжатой пружины в исходное положение». В теории это обеспечивает скользящее перемещение между барабаном 8 и внутренним диаметром сжатой пружины 7.

Предполагается, что это состояние без напряжения будет поддерживаться на протяжении всей нормальной работы или оборотов двигателя. Однако из-за характеристик этих обычных систем стартера, они чаще выходят из строя, чем должны, и не противостоят в должной мере вышеупомянутому явлению обратного удара. Например, основным типом разрушения является эрозия наружной поверхности барабана 8 и внутренней поверхности сжатой пружины 7. По мере износа этих компонентов, способность к передаче крутящего момента переходника 2 стартера снижается, в конечном счете, до такой степени, при которой комбинация сжатой пружины 7 и барабана 8 больше не может передавать крутящий момент в достаточной мере для проворачивания коленчатого вала двигателя. Например, нормальный ожидаемый срок службы переходника стартера при такой конструкции сжатой пружины основан на показателе межремонтного ресурса (ТВО) двигателя. Этот показатель ТВО составляет приблизительно 2000 часов. Однако переходники стартера со сжатой пружиной такой конструкции часто выходят из строя до наработки до показателя ТВО.

Дополнительно эти пружинные обгонные муфты также могут получить повреждения от явления обратного удара. В сжатой пружине 7 повышается степень ее соединения и воздействия на барабан 8 во время явления обратного удара. Это вынуждает стартер эффективно действовать как тормоз для силы обратного удара. В результате этого большая величина крутящего момента передается назад на стартер 1, который может получить повреждения. Поступали сообщения о том, что обратный удар может привести к повреждению стартеров этих типов и, в некоторых случаях, к попаданию мусора в реальный двигатель, что приводит к значительным повреждениям двигателя, а также к повреждению стартера.

За прошедшие годы были предприняты попытки внести изменения в конструкцию переходника стартера, чтобы увеличить срок службы и устранить явление обратного удара. Эти попытки не увенчались успехом из-за свойства пружинной обгонной муфты и ее неспособности должным образом отсоединиться в режиме постоянного обгона из-за тесного контакта, требуемого между сжатой пружиной 7 и барабаном 8.

Таким образом, существует необходимость в новой системе и способе запуска двигателя для обеспечения обгона и снижения риска повреждения из-за обратного удара. Предпочтительно эта новая система содержит переходник стартера, который обеспечивает надлежащее отсоединение во время работы двигателя для защиты стартера от оборотов двигателя и защиты стартера и переходника стартера от явления обратного удара. В известном уровне техники нет стартера и переходника такого типа.

Краткое раскрытие настоящего изобретения

Настоящее изобретение в целом относится к двигателям внутреннего сгорания, и более конкретно к стартерам и переходнику со стартера на двигатель внутреннего сгорания. Например, раскрывается устройство для функционального соединения стартера двигателя с двигателем, причем двигатель характеризуется наличием коленчатого вала двигателя и стартер двигателя характеризуется наличием вала стартера с длиной и червяком, или червячным винтом, червячного привода, который расположен на расстоянии в радиальном направлении от вала переходника стартера и в пределах указанной длины вала. Устройство содержит червячное колесо в сборе, функционально прикрепленное к валу переходника стартера. Червячное колесо в сборе содержит червячное колесо, или червячную шестерню, расположенную с возможностью зацепления с червяком, и обгонную муфту, расположенную в радиальном направлении между червячным колесом и валом переходника стартера и функционально входящую в зацепление с валом переходника стартера.

Согласно некоторым вариантам осуществления червячное колесо в сборе устройства может дополнительно содержать обойму, расположенную вдоль длины вала переходника стартера. Дополнительно обойма может быть приблизительно выровнена в радиальном направлении с червяком. Обойма может содержать внешнюю поверхность обоймы и внутреннюю поверхность обоймы, причем внутренняя поверхность обоймы образует центральную полость, в которой размещена обгонная муфта. Обойма может дополнительно содержать первый и второй концы обоймы, причем первый подшипник расположен рядом с первым концом обоймы, а второй подшипник расположен рядом со вторым концом обоймы. Первый и второй подшипники могут быть расположены внутри обоймы так, что обойма опирается на вал переходника стартера посредством подшипников. Обойма может дополнительно содержать кольцо, характеризующееся наличием внешней поверхности кольца и внутренней поверхности кольца. Внешняя поверхность кольца может входить в зацепление с внутренней поверхностью обоймы, в то время как внутренняя поверхность кольца может входить в зацепление с обгонной муфтой.

Устройство может дополнительно содержать по меньшей мере одну дисковую прокладку и по меньшей мере один фрикционный диск. По меньшей мере один дисковая прокладка и по меньшей мере один фрикционный диск функционально расположены между червячным колесом и обоймой и характеризуются пространственным взаимным расположением вдоль длины вала переходника стартера.

Устройство может дополнительно содержать поджимающий элемент, функционально входящий в зацепление с червячным колесом и внешней поверхностью обоймы. Внешняя поверхность обоймы дополнительно может содержать область крепления. Крепежный элемент может функционально находиться в зацеплении с областью крепления и поджимающим элементом. Крепежный элемент может быть расположен с возможностью избирательного размещения поджимающего элемента относительно обоймы и червячного колеса. За счет избирательного размещения поджимающего элемента можно отрегулировать пространственное взаимное расположение по меньшей мере одной дисковой прокладки относительно по меньшей мере одного фрикционного диска. Обойма может дополнительно содержать первый стопорный элемент, расположенный рядом с первым концом обоймы, и второй стопорный элемент, расположенный рядом со вторым концом обоймы.

Червячное колесо в сборе может быть расположено с возможностью передачи крутящего момента от стартера двигателя на вал переходника стартера для дальнейшей передачи этого крутящего момента на коленчатый вал двигателя. Дополнительно обгонная муфта может быть выбрана из группы, состоящей из муфты свободного хода с заклинивающими брусками, роликовой обгонной муфты, храповой муфты, рамповой обгонной муфты, муфты скольжения и рамповой обгонной муфты с клиновыми колодками.

Таким образом, основной целью настоящего изобретения является предоставление устройства, системы и способа передачи крутящего момента от стартера двигателя на двигатель.

Другой целью настоящего изобретения является предоставление устройства, которое функционально соединяет стартер двигателя с коленчатым валом двигателя.

Еще одной целью настоящего изобретения является предоставление устройства, которое может избирательно отсоединять стартер двигателя от коленчатого вала двигателя.

Другой целью настоящего изобретения является предоставление устройства, которое защищает стартер двигателя во время работы двигателя.

Еще одной целью настоящего изобретения является предоставление устройства, которое защищает стартер двигателя от усилий, которые могут быть получены от двигателя.

И еще одной целью настоящего изобретения является предоставление устройства, которое защищает стартер двигателя и компоненты двигателя от «обратных ударов» от двигателя.

Другой целью настоящего изобретения является предоставление переходника стартера, который соединяет стартер двигателя с валом переходника стартера двигателя и может избирательно отсоединять стартер двигателя от вала переходника стартера двигателя.

Другие и дополнительные объекты, признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники после прочтения следующего раскрытия в сочетании с прилагаемыми фигурами.

Краткое описание фигур

На фиг. 1 показан пример известной из уровня техники зубчатой передачи в сборе от стартера двигателя на коленчатый вал двигателя.

На фиг. 2 показан покомпонентный вид стартера и переходника стартера, показанных на фиг. 1 и содержащих кожух и сборочные детали.

На фиг. 3 показан покомпонентный вид устройства, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, содержащего червячное колесо в сборе.

На фиг. 4 показан вид в разрезе собранного устройства, показанного на фиг. 3.

На фиг. 5 показан общий вид устройства, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, на котором показан переходник вала стартера.

На фиг. 6 показан вид в разрезе узла, изображенного на фиг. 5.

На фиг. 7 показан вид в перспективе устройства, выполненного в соответствии с настоящим изобретением.

Подробное раскрытие настоящего изобретения

На фиг. 1-6 показано устройство и система, выполненные в соответствии с настоящим изобретением. В настоящем раскрытии термины, обозначающие положение, такие как «верхний», «нижний», «боковой», «вверху», «внизу», «вертикальный», «горизонтальный» и т.д. относятся к устройству, когда оно расположено в ориентации согласно фигуре. Специалисту в данной области техники будет очевидно, что объекты в соответствии с настоящим изобретением могут принимать разные ориентации при использовании.

Как показано на фиг. 3, устройство для функционального соединения стартера 1 двигателя с двигателем в целом обозначено ссылочной позицией 10. Устройство 10 также может быть описано как переходник 10 стартера двигателя. Двигатель (не показан на фиг. 3) характеризуется наличием коленчатого вала 3, как показано на фиг. 1, при этом стартер двигателя может быть аналогичным стартеру 1 двигателя, показанному на фиг. 1 и 2. Стартер 1 двигателя может содержать вал 12 переходника стартера, характеризующийся длиной 14 вала стартера в червяке, аналогичном червяку 4, показанному на фиг. 1 и 2. Червяк 4 предпочтительно удален наружу в радиальном направлении от вала 12 переходника стартера и находится в пределах длины 14 вала переходника стартера.

Устройство 10 содержит червячное колесо в сборе 16, которое функционально прикреплено к валу 12 переходника стартера. Червячное колесо в сборе 16 содержит червячное колесо 18, расположенное с возможностью зацепления с червяком 4. Также предусмотрена обгонная муфта 20, расположенная в радиальном направлении между червячным колесом 18 и валом 12 переходника стартера и расположенная с возможностью функционального зацепления с валом 12 переходника стартера. Обгонная муфта 20 может быть описана как расположенная внутри червячного колеса в сборе 16, или альтернативно описана как расположенная внутри червячного колеса 18. Эта обгонная муфта 20 может быть описана как расположенная внутри обгонной муфты 20, причем размещение внутри предполагает размещение внутри червячного колеса 18.

Согласно предпочтительному варианту осуществления обгонная муфта 20 может быть выбрана из группы муфт, состоящей из муфты свободного хода с заклинивающими брусками, роликовой обгонной муфты, храповой муфты, рамповой обгонной муфты, муфты скольжения и рамповой обгонной муфты с клиновыми колодками.

Червячное колесо в сборе 16 может дополнительно содержать обойму 22, расположенную вдоль длины вала 12 переходника стартера. Это размещение также может быть описано как приблизительно радиально выровненное с червяком 4. Обойма 22 может содержать внешнюю поверхность 24 обоймы и внутреннюю поверхность 26 обоймы. Внутренняя поверхность обоймы может образовывать центральную полость 28, в которой размещена обгонная муфта 20.

Обойма 22 также может содержать первый конец 30 обоймы и второй конец 32 обоймы, причем первый подшипник 34 расположен рядом с первым концом 30 обоймы, а второй подшипник 36 расположен рядом со вторым концом 32 обоймы. Первый и второй подшипники 34 и 36 расположены внутри обоймы 22, причем обойма 22 опирается на вал 12 переходника стартера посредством первого и второго подшипников 34 и 36.

Обойма 22 может дополнительно содержать кольцо 40, которое также может быть описано как кольцеобразный элемент. Кольцо 40 содержит внешнюю поверхность 42 кольца и внутреннюю поверхность 44 кольца. Внешняя поверхность 42 кольца может входить в зацепление с внутренней поверхностью 26 обоймы, в то время как внутренняя поверхность 44 кольца может входить в зацепление с обгонной муфтой 20. Альтернативно кольцо 40 может быть посажено с натягом в обойму 22, вследствие чего между внешней поверхностью 42 кольца 40 и внутренней поверхностью 26 обоймы 22 образуется фрикционное зацепление. Аналогично, внутренняя поверхность 44 кольца может быть посажена с натягом в обгонную муфту 20, вследствие чего между внутренней поверхностью 44 кольца 40 и обгонной муфтой 20 образует фрикционное зацепление.

Обойма 22 может дополнительно содержать первый стопорный элемент 46 и второй стопорный элемент 48. Первый стопорный элемент 46 может быть расположен рядом с первым концом 30 обоймы, а второй стопорный элемент 48 может быть расположен рядом со вторым концом 32 обоймы. Первый и второй стопорные элементы 46 и 48 могут входить в зацепление со стопорными областями 50 и 52 в обойме 22. Стопорные элементы и стопорные области могут закреплять элементы внутри обоймы 22, например обгонную муфту 20 и первый и второй подшипники 34 и 36.

Устройство может дополнительно содержать по меньшей мере одну дисковую прокладку 54 и по меньшей мере один фрикционный диск 56. Дисковая прокладка 54 может быть механически соединена с червячным колесом 18, а фрикционный диск 56 может быть механически соединен с обоймой 22. Согласно одному варианту осуществления предусмотрено множество дисковых прокладок 54 и множество фрикционных дисков 56. Согласно другому варианту осуществления предусмотрено два фрикционных диска 56 и три дисковых прокладки 54. Дисковые прокладки 54 и фрикционные диски 56 функционально расположены между червячным колесом 18 и обоймой 22 и способствуют размещению червячного колеса 18 относительно обоймы 22. Дисковые прокладки 54 и фрикционные диски 56 также дополнительно способствуют передаче крутящего момента между стартером 1 и валом 12 переходника стартера, и, в конечном итоге, передаче крутящего момента на коленчатый вал 3. Дисковая прокладка 54 и фрикционный диск 56, независимо от их количества, могут быть описаны как характеризующиеся пространственным взаимным расположением вдоль длины 14 вала 12 переходника стартера. Альтернативно близость расположения фрикционного диска 56 и дисковой прокладки 54, а также сходство материалов, из которых они выполнены, дополнительно способствует передаче крутящего момента между стартером 1 и валом 12 переходника стартера. Чем плотнее пространственное взаимное расположение между дисковой прокладкой 54 и фрикционным диском 56, тем больше будет крутящий момент, передаваемый между стартером 1 и валом 12 стартера, перед появлением проскальзывания дисковой прокладки 54 относительно фрикционного диска 56. При проскальзывании дисковой прокладки 54 относительно фрикционного диска 56 передача крутящего момента отсутствует, что может быть описано как пороговый момент проскальзывания.

Также предусмотрен поджимающий элемент 58, функционально входящий в зацепление с червячным колесом 18 и внешней поверхностью 24 обоймы 22. Согласно этому варианту осуществления внешняя поверхность 24 обоймы содержит область 25 крепления, и крепежный элемент 60 функционально входит в зацепление с областью 25 крепления и поджимающим элементом 58. Поджимающий элемент 58 может быть известным из уровня техники, например, может представлять собой пружину. Крепежный элемент 60 и область 25 крепления могут быть известными из уровня техники сопрягаемыми и крепежными устройствами, например резьбой и гайкой. При работе крепежный элемент 60 расположен с возможностью избирательного размещения поджимающего элемента 58. Размещение может быть описано как избирательное размещение поджимающего элемента 58 относительно обоймы 22 и червячного колеса 18. За счет этого избирательного размещения поджимающего элемента 58 посредством крепежного элемента 60 также можно отрегулировать пространственное взаимное расположение дисковой прокладки 54 и фрикционного диска 56 для дополнительного контроля порогового момента проскальзывания, а также величины крутящего момента, передаваемого от стартера 1 на вал 12 переходника стартера. Для обеспечения этого взаимодействия в конструкцию может быть включена проставка 59.

Устройство 10 согласно настоящему изобретению с червячным колесом в сборе 16 обладает преимуществами по сравнению с устройствами из известного уровня техники, которые заключаются в том, что указанное размещение обгонной муфты 20 обеспечивает работу в обгонном режиме, например, естественная работа двигателя и его обороты превышают скоростные возможности стартера 1. Таким образом, обгонная муфта 20 может защищать устройство 10 и любой прикрепленный к нему стартер 1 от основной причины отказов в обычных конструкциях стартера 1 и переходника 2. Дополнительно использование дисковой прокладки 54, фрикционного диска 56 и поджимающего элемента 58 предусматривает наличие механизма ограничения крутящего момента, или элемента ограничения крутящего момента, который может дополнительно защищать переходник 10 стартера, и потенциально любой соединенный с ним двигатель, от повреждения, вызванного «обратным ударом». Устройство 10 согласно настоящему изобретению и, более конкретно, червячное колесо в сборе 16 предпочтительно выполнено как единое целое с обычным стартером 1 и коленчатым валом 3, как известно из уровня техники.

При работе устройство 10 согласно настоящему изобретению содержит компоненты, расположенные с возможностью передачи крутящего момента от стартера 1 двигателя на вал 12 переходника стартера для дальнейшей передачи этого крутящего момента на коленчатый вал 3 двигателя для запуска двигателя. Крутящий момент от стартера 1 передается через обычный червяк 4 на червячное колесо 18 червячного колеса в сборе 16. Червячное колесо 18 фрикционно соединено с обоймой 22, которая также может быть описана как втулка 22, посредством дисковой прокладки 54 и фрикционного диска 56, которые совместно могут быть описаны как пакет фрикционных дисков. Пакет фрикционных дисков предпочтительно состоит из чередующихся дисковых прокладок 54 и фрикционных дисков 56, как показано на фиг. 3-6.

Крепежный элемент 60, такой как резьбовая гайка, взаимодействует с областью 25 крепления, такой как внешние витки резьбы, на внешней поверхности 24 обоймы для приложения сжимающего усилия к поджимающему элементу 58, такому как пружина. Этот поджимающий элемент 58 сжимает дисковую прокладку 54 и фрикционный диск 56 для приложения усилия с предварительной нагрузкой к поджимающему элементу 58, что позволяет предварительно установить пороговый момент проскальзывания.

Кольцо 40 может входить в центральную полость 28 обоймы 22, причем в самом кольцо 40 может размещаться обгонная муфта 20. Муфта 20 может входить в зацепление с валом 12 переходника стартера, который может быть соединен с коленчатым валом 3 посредством традиционных средств, таких как зубчатая передача.

Подшипники 34 и 36 поддерживают червячное колесо в сборе 16 на валу 12 переходника стартера, при этом стопорные элементы 46 и 48 удерживают подшипники 34 и 36, а также обгонную муфту 20 внутри центральной полости 28. Обгонная муфта 20, которая может быть описана как содержащая вставки, и подшипники 34 и 36 могут смазаны посредством масла, подаваемого под давлением двигателем, которое может передаваться по проходу 62 через центр вала 12 переходника стартера.

Обгонная муфта 20 также способствует отсоединению стартера 1 от вала 12 переходника стартера во время нормальной работы двигателя. Во время этого обгонного режима или работы двигателя вал 12 переходника стартера функционально находится в зацеплении с коленчатым валом 3 и вращается со скоростями коленчатого вала 3. Однако обгонная муфта 20 обеспечивает отсоединение и вращение вала 12 переходника стартера независимо от червячного колеса в сборе 16. Подшипники 34 и 36 обеспечивают вращение вала 12 переходника стартера, при этом остальная часть червячного колеса в сборе 16 остается в свободном состоянии без вращения относительно вала 12 переходника.

Устройство 10 согласно настоящему изобретению также может обеспечивать функцию ограничения крутящего момента. Это достигается, опять-таки, посредством фрикционного диска 56 и дисковой прокладки 54. Крепежный элемент 60 и поджимающий элемент 58 обеспечивают установку усилия с предварительной нагрузкой между дисковой прокладкой 54 и 56, и, в конечном итоге, между червячным колесом 18 и обоймой 22. Усилие с предварительной нагрузкой, вместе с характеристиками поверхностей дисковой прокладки 54 и фрикционного диска 56, устанавливает величину крутящего момента, который может передаваться между дисковой прокладкой 54 и фрикционным диском 56 без проскальзывания. Эта величина усилия также, в конечном итоге, приблизительно равна усилию, которое может передаваться между червячным колесом 18 и обоймой 22. Уровень момента проскальзывания может быть установлен так, чтобы обеспечить возможность передачи достаточного крутящего момента от стартера 1 через устройство 10 на вал 12 переходника стартера и, в конечном итоге, на коленчатый вал 3 для проворачивания коленчатого вала двигателя. Этот предварительно установленный уровень обладает противоположным эффектом, когда уровни крутящего момента превышают уровень момента проскальзывания и не передают усилия между червячным колесом 18 и обоймой 22. Таким образом, любое усилие от коленчатого вала 3, которое превышает уровень момента проскальзывания, не будет передаваться от коленчатого вала 3 на стартер 1. В конечном итоге, во время фазы проскальзывания поверхности фрикционного диска 56 скользят по поверхностям дисковой прокладки 54 или поворачиваются относительно них. Поскольку фрикционные диски 56 механически соединены с обоймой 22 и дисковые прокладки 54 механически соединены с червячным колесом 18, обойма 22 и червячное колесо 18 могут перемещаться с вращением независимо друг от друга. В этом режиме работы указанные две поверхности могут быть описаны как действующие подобно подшипниковому узлу.

Приведенные в качестве примера варианты осуществления

В дополнение ко всему, что описано выше или заявлено в настоящем документе, конкретно предполагается, что может быть заявлен любой из следующих вариантов осуществления.

Вариант осуществления 1. Устройство для функционального соединения стартера двигателя с двигателем, двигатель характеризуется наличием коленчатого вала двигателя, стартер двигателя характеризуется наличием вала стартера, характеризующегося длиной вала стартера и червяком, который расположен на расстоянии в радиальном направлении от вала переходника стартера и в пределах указанной длины, причем устройство содержит червячное колесо в сборе, червячное колесо в сборе функционально прикреплено к валу переходника стартера и содержит: червячное колесо, расположенное с возможностью зацепления с червяком; и обгонную муфту, расположенную в радиальном направлении между червячным колесом и валом переходника стартера и функционально входящую в зацепление с валом переходника стартера.

Вариант осуществления 2. Устройство для функционального соединения стартера двигателя с двигателем, двигатель характеризуется наличием коленчатого вала двигателя, стартер двигателя характеризуется наличием вала стартера, характеризующегося длиной вала стартера и червяком, который расположен на расстоянии в радиальном направлении от вала переходника стартера и в пределах указанной длины, причем устройство содержит: червячное колесо в сборе, червячное колесо в сборе функционально прикреплено к валу переходника стартера и червяку, червячное колесо в сборе содержит: обойму, расположенную вдоль длины вала переходника стартера и приблизительно выровненную в радиальном направлении с червяком, обойма характеризуется наличием внешней поверхности обоймы и внутренней поверхности обоймы, внутренняя поверхность обоймы образует центральную полость, в которой размещена обгонная муфта; червячное колесо, расположенное снаружи обоймы для зацепления с червяком; и обгонную муфту, расположенную в радиальном направлении между червячным колесом и валом переходника стартера и функционально входящую в зацепление с валом переходника стартера.

Вариант осуществления 3. Устройство для функционального соединения стартера двигателя с двигателем, двигатель характеризуется наличием коленчатого вала двигателя, стартер двигателя характеризуется наличием вала стартера, характеризующегося длиной вала стартера и червяком, который расположен на расстоянии в радиальном направлении от вала переходника стартера и в пределах указанной длины, причем устройство содержит: червячное колесо в сборе, червячное колесо в сборе функционально прикреплено к валу переходника стартера и червяку, червячное колесо в сборе содержит: обойму, расположенную вдоль длины вала переходника стартера и приблизительно выровненную в радиальном направлении с червяком, обойма характеризуется наличием внешней поверхности обоймы и внутренней поверхности обоймы, внутренняя поверхность обоймы образует центральную полость, в которой размещена обгонная муфта; червячное колесо, расположенное снаружи обоймы для зацепления с червяком; обгонную муфту, расположенную в радиальном направлении между червячным колесом и валом переходника стартера и функционально входящую в зацепление с валом переходника стартера; при этом червячное колесо в сборе расположено с возможностью передачи крутящего момента от стартера двигателя на вал переходника стартера для дальнейшей передачи крутящего момента на коленчатый вал двигателя.

Вариант осуществления 4. Любое из устройств согласно вариантам осуществления 1-3, в котором червячное колесо в сборе дополнительно содержит обойму, расположенную вдоль длины вала переходника стартера и приблизительно выровненную в радиальном направлении с червяком, причем обойма характеризуется наличием внешней поверхности обоймы и внутренней поверхности обоймы, внутренняя поверхность обоймы образует центральную полость, в которой размещена обгонная муфта.

Вариант осуществления 5. Любое из устройств согласно вариантам осуществления 1-4, в котором обойма содержит: первый и второй концы обоймы; первый подшипник, расположенный рядом с первым концом обоймы, и второй подшипник, расположенный рядом со вторым концом обоймы, первый и второй подшипники расположены внутри обоймы, и обойма опирается на вал переходника стартера посредством первого и второго подшипников.

Вариант осуществления 6. Любое из устройств согласно вариантам осуществления 1-5, в котором обойма содержит кольцо, характеризующееся наличием внешней поверхности кольца и внутренней поверхности кольца, внешняя поверхность кольца входит в зацепление с внутренней поверхностью обоймы, а внутренняя поверхность кольца входит в зацепление с обгонной муфтой.

Вариант осуществления 7. Любое из устройств согласно вариантам осуществления 1-6, дополнительно содержащее по меньшей мере одну дисковую прокладку и по меньшей мере один фрикционный диск, причем по меньшей мере одна дисковая прокладка и по меньшей мере один фрикционный диск функционально расположены между червячным колесом и обоймой и характеризуются пространственным взаимным расположением вдоль длины вала переходника стартера.

Вариант осуществления 8. Любое из устройств согласно вариантам осуществления 1-7, дополнительно содержащее: поджимающий элемент, функционально входящий в зацепление с червячным колесом и внешней поверхностью обоймы; причем внешняя поверхность обоймы содержит область крепления; и крепежный элемент, функционально входящий в зацепление с областью крепления и поджимающим элементом, крепежный элемент расположен с возможностью избирательного размещения поджимающего элемента относительно обоймы и червячного колеса, за счет указанного избирательного размещения регулируется пространственное взаимное расположение по меньшей мере одной дисковой прокладки относительно по меньшей мере одного фрикционного диска.

Вариант осуществления 9. Любое из устройств согласно вариантам осуществления 1-8, в котором обойма содержит первый стопорный элемент, расположенный рядом с первым концом обоймы, и второй стопорный элемент, расположенный рядом со вторым концом обоймы.

Вариант осуществления 10. Любое из устройств согласно вариантам осуществления 1-9, в котором червячное колесо в сборе расположено с возможностью передачи крутящего момента от стартера двигателя на вал переходника стартера для дальнейшей передачи на коленчатый вал двигателя.

Вариант осуществления 11. Любое из устройств согласно вариантам осуществления 1-10, в котором обгонная муфта выбрана из группы, состоящей из муфты свободного хода с заклинивающими брусками, роликовой обгонной муфты, храповой муфты, рамповой обгонной муфты, муфты скольжения и рамповой обгонной муфты с клиновыми колодками.

Вариант осуществления 12. Любое из устройств согласно вариантам осуществления 1-11, в котором обойма содержит: первый и второй концы обоймы; первый подшипник, расположенный рядом с первым концом обоймы, и второй подшипник, расположенный рядом со вторым концом обоймы, первый и второй подшипники расположены внутри обоймы, и обойма опирается на вал переходника стартера посредством множества подшипников; и первый стопорный элемент, расположенный рядом с первым концом обоймы напротив обгонной муфты со стороны первого подшипника, и второй стопорный элемент, расположенный рядом со вторым концом обоймы напротив обгонной муфты со стороны второго подшипника.

Вариант осуществления 13. Любое из устройств согласно вариантам осуществления 1-12, дополнительно содержащее: поджимающий элемент, функционально входящий в зацепление с червячным колесом и внешней поверхностью обоймы; причем внешняя поверхность обоймы содержит область крепления; и крепежный элемент, функционально входящий в зацепление с областью крепления и поджимающим элементом, крепежный элемент расположен с возможностью избирательного размещения поджимающего элемента относительно обоймы и червячного колеса, за счет указанного избирательного размещения регулируется пространственное взаимное расположение по меньшей мере одной дисковой прокладки относительно по меньшей мере одного фрикционного диска.

Вариант осуществления 14. Любое из устройств согласно вариантам осуществления 1-13, в котором обойма содержит: первый и второй концы обоймы; первый подшипник, расположенный рядом с первым концом обоймы, и второй подшипник, расположенный рядом со вторым концом обоймы, первый и второй подшипники расположены внутри обоймы, и обойма опирается на вал переходника стартера посредством множества подшипников; первый стопорный элемент, расположенный рядом с первым концом обоймы напротив обгонной муфты со стороны первого подшипника, и второй стопорный элемент, расположенный рядом со вторым концом обоймы напротив обгонной муфты со стороны второго подшипника; и кольцо, характеризующееся наличием внешней поверхности кольца и внутренней поверхности кольца, внешняя поверхность кольца входит в зацепление с внутренней поверхностью обоймы, а внутренняя поверхность кольца входит в зацепление с обгонной муфтой.

Вариант осуществления 15. Любое из устройств согласно вариантам осуществления 1-14, дополнительно содержащее: множество дисковых прокладок и множество фрикционных дисков, причем множество дисковых прокладок и множество фрикционных дисков функционально расположены между червячным колесом и обоймой и характеризуются пространственным взаимным расположением вдоль длины вала переходника стартера

Вариант осуществления 16. Любое из устройств согласно вариантам осуществления 1-15, дополнительно содержащее: поджимающий элемент, функционально входящий в зацепление с червячным колесом и внешней поверхностью обоймы; причем внешняя поверхность обоймы содержит область крепления; и крепежный элемент, функционально входящий в зацепление областью крепления и поджимающим элементом, крепежный элемент расположен с возможностью избирательного размещения поджимающего элемента относительно обоймы и червячного колеса, за счет указанного избирательного размещения регулируется пространственное взаимное расположение множества дисковых прокладок и множества фрикционных дисков.

Таким образом, очевидно, что благодаря устройствам и способам, раскрытым в настоящем документе, достигают целей и преимуществ, упомянутых ранее. Многочисленные изменения в компоновке и конструкции частей и стадий будут очевидны для специалистов в данной области техники и входят в предел объема и сущности настоящего изобретения. Кроме того, вышеописанные конкретные варианты осуществления не следует рассматривать как ограничивающие объем настоящего изобретения.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к передаче пускового крутящего момента от стартера на двигатель. В настоящем документе раскрывается устройство для функционального соединения стартера двигателя с двигателем, причем двигатель характеризуется наличием коленчатого вала двигателя, и стартер двигателя характеризуется наличием вала стартера с длиной и червяком или червячным винтом, червячного привода, который расположен на расстоянии в радиальном направлении от вала переходника стартера и в пределах указанной длины вала. Устройство содержит червячное колесо в сборе, функционально прикрепленное к валу переходника стартера. Червячное колесо в сборе содержит червячное колесо или червячную шестерню, расположенную с возможностью зацепления с червяком, и обгонную муфту, расположенную в радиальном направлении между червячным колесом и валом переходника стартера и функционально входящую в зацепление с валом переходника стартера. Изобретение обеспечивает повышение надежности стартера и снижение риска повреждения из-за обратного удара. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для функционального соединения стартера двигателя с двигателем, двигатель характеризуется наличием коленчатого вала двигателя, стартер двигателя характеризуется наличием вала стартера, характеризующегося длиной вала стартера и червяком, который расположен на расстоянии в радиальном направлении от вала переходника стартера и в пределах указанной длины, причем устройство содержит:

червячное колесо в сборе, червячное колесо в сборе функционально прикреплено к валу переходника стартера и содержит:

червячное колесо, расположенное с возможностью зацепления с червяком; и

обгонную муфту, расположенную в радиальном направлении между червячным колесом и валом переходника стартера и функционально входящую в зацепление с валом переходника стартера.

2. Устройство по п. 1, в котором червячное колесо в сборе дополнительно содержит обойму, расположенную вдоль длины вала переходника стартера и приблизительно выровненную в радиальном направлении с червяком, причем обойма характеризуется наличием внешней поверхности обоймы и внутренней поверхности обоймы, внутренняя поверхность обоймы образует центральную полость, в которой размещена обгонная муфта.

3. Устройство по любому из пп. 1, 2, в котором обойма содержит:

первый и второй концы обоймы;

первый подшипник, расположенный рядом с первым концом обоймы, и второй подшипник, расположенный рядом со вторым концом обоймы, первый и второй подшипники расположены внутри обоймы, и обойма опирается на вал переходника стартера посредством первого и второго подшипников.

4. Устройство по любому из пп. 1-3, в котором обойма содержит кольцо, характеризующееся наличием внешней поверхности кольца и внутренней поверхности кольца, внешняя поверхность кольца входит в зацепление с внутренней поверхностью обоймы, а внутренняя поверхность кольца входит в зацепление с обгонной муфтой.

5. Устройство по любому из пп. 1-4, дополнительно содержащее по меньшей мере одну дисковую прокладку и по меньшей мере один фрикционный диск, причем по меньшей мере одна дисковая прокладка и по меньшей мере один фрикционный диск функционально расположены между червячным колесом и обоймой и характеризуются пространственным взаимным расположением вдоль длины вала переходника стартера.

6. Устройство по любому из пп. 1-5, дополнительно содержащее:

поджимающий элемент, функционально входящий в зацепление с червячным колесом и внешней поверхностью обоймы;

причем внешняя поверхность обоймы содержит область крепления; и

крепежный элемент, функционально входящий в зацепление с областью крепления и поджимающим элементом, крепежный элемент расположен с возможностью избирательного размещения поджимающего элемента относительно обоймы и червячного колеса, за счет указанного избирательного размещения регулируется пространственное взаимное расположение по меньшей мере одной дисковой прокладки относительно по меньшей мере одного фрикционного диска.

7. Устройство по любому из пп. 1-6, в котором обойма содержит первый стопорный элемент, расположенный рядом с первым концом обоймы, и второй стопорный элемент, расположенный рядом со вторым концом обоймы.

8. Устройство по любому из пп. 1-7, в котором червячное колесо в сборе расположено с возможностью передачи крутящего момента от стартера двигателя на вал переходника стартера для дальнейшей передачи на коленчатый вал двигателя.

9. Устройство по любому из пп. 1-8, в котором обгонная муфта выбрана из группы, состоящей из муфты свободного хода с заклинивающими брусками, роликовой обгонной муфты, храповой муфты, рамповой обгонной муфты, муфты скольжения и рамповой обгонной муфты с клиновыми колодками.

10. Устройство для функционального соединения стартера двигателя с двигателем, двигатель характеризуется наличием коленчатого вала двигателя, стартер двигателя характеризуется наличием вала стартера, характеризующегося длиной вала стартера и червяком, который расположен на расстоянии в радиальном направлении от вала переходника стартера и в пределах указанной длины, причем устройство содержит:

червячное колесо в сборе, червячное колесо в сборе функционально прикреплено к валу переходника стартера и червяку, червячное колесо в сборе содержит:

обойму, расположенную вдоль длины вала переходника стартера и приблизительно выровненную в радиальном направлении с червяком, причем обойма характеризуется наличием внешней поверхности обоймы и внутренней поверхности обоймы, внутренняя поверхность обоймы образует центральную полость, в которой размещена обгонная муфта;

червячное колесо, расположенное снаружи обоймы для зацепления с червяком; и

обгонную муфту, расположенную в радиальном направлении между червячным колесом и валом переходника стартера и функционально входящую в зацепление с валом переходника стартера.

11. Устройство по п. 10, в котором червячное колесо в сборе расположено с возможностью передачи крутящего момента от стартера двигателя на вал переходника стартера для дальнейшей передачи крутящего момента на коленчатый вал двигателя.

12. Устройство по любому из пп. 10, 11, в котором обойма содержит:

первый и второй концы обоймы;

первый подшипник, расположенный рядом с первым концом обоймы, и второй подшипник, расположенный рядом со вторым концом обоймы, первый и второй подшипники расположены внутри обоймы, и обойма опирается на вал переходника стартера посредством множества подшипников; и

первый стопорный элемент, расположенный рядом с первым концом обоймы напротив обгонной муфты со стороны первого подшипника, и второй стопорный элемент, расположенный рядом со вторым концом обоймы напротив обгонной муфты со стороны второго подшипника.

13. Устройство по любому из пп. 10-12, в котором обойма содержит кольцо, характеризующееся наличием внешней поверхности кольца и внутренней поверхности кольца, внешняя поверхность кольца входит в зацепление с внутренней поверхностью обоймы, а внутренняя поверхность кольца входит в зацепление с обгонной муфтой.

14. Устройство по любому из пп. 10-13, дополнительно содержащее по меньшей мере одну дисковую прокладку и по меньшей мере один фрикционный диск, причем по меньшей мере одна дисковая прокладка и по меньшей мере один фрикционный диск функционально расположены между червячным колесом и обоймой и характеризуются пространственным взаимным расположением вдоль длины вала переходника стартера.

15. Устройство по любому из пп. 10-14, дополнительно содержащее:

поджимающий элемент, функционально входящий в зацепление с червячным колесом и внешней поверхностью обоймы;

причем внешняя поверхность обоймы содержит область крепления; и

крепежный элемент, функционально входящий в зацепление с областью крепления и поджимающим элементом, крепежный элемент расположен с возможностью избирательного размещения поджимающего элемента относительно обоймы и червячного колеса, за счет указанного избирательного размещения регулируется пространственное взаимное расположение по меньшей мере одной дисковой прокладки относительно по меньшей мере одного фрикционного диска.

16. Устройство по любому из пп. 10-15, в котором обгонная муфта выбрана из группы, состоящей из муфты свободного хода с заклинивающими брусками, роликовой обгонной муфты, храповой муфты, рамповой обгонной муфты, муфты скольжения и рамповой обгонной муфты с клиновыми колодками.

17. Устройство для функционального соединения стартера двигателя с двигателем, двигатель характеризуется наличием коленчатого вала двигателя, стартер двигателя характеризуется наличием вала стартера, характеризующегося длиной вала стартера и червяком, который расположен на расстоянии в радиальном направлении от вала переходника стартера и в пределах указанной длины, причем устройство содержит:

червячное колесо в сборе, червячное колесо в сборе функционально прикреплено к валу переходника стартера и червяку, червячное колесо в сборе содержит:

обойму, расположенную вдоль длины вала переходника стартера и приблизительно выровненную в радиальном направлении с червяком, причем обойма характеризуется наличием внешней поверхности обоймы и внутренней поверхности обоймы, внутренняя поверхность обоймы образует центральную полость, в которой размещена обгонная муфта;

червячное колесо, расположенное снаружи обоймы для зацепления с червяком;

обгонную муфту, расположенную в радиальном направлении между червячным колесом и валом переходника стартера и функционально входящую в зацепление с валом переходника стартера; и

при этом червячное колесо в сборе расположено с возможностью передачи крутящего момента от стартера двигателя на вал переходника стартера для дальнейшей передачи крутящего момента на коленчатый вал двигателя.

18. Устройство по п. 17, в котором обойма содержит:

первый и второй концы обоймы;

первый подшипник, расположенный рядом с первым концом обоймы, и второй подшипник, расположенный рядом со вторым концом обоймы, первый и второй подшипники расположены внутри обоймы, и обойма опирается на вал переходника стартера посредством множества подшипников;

первый стопорный элемент, расположенный рядом с первым концом обоймы напротив обгонной муфты со стороны первого подшипника, и второй стопорный элемент, расположенный рядом со вторым концом обоймы напротив обгонной муфты со стороны второго подшипника; и

кольцо, характеризующееся наличием внешней поверхности кольца и внутренней поверхности кольца, внешняя поверхность кольца входит в зацепление с внутренней поверхностью обоймы, а внутренняя поверхность кольца входит в зацепление с обгонной муфтой.

19. Устройство по любому из пп. 17, 18, дополнительно содержащее множество дисковых прокладок и множество фрикционных дисков, причем множество дисковых прокладок и множество фрикционных дисков функционально расположены между червячным колесом и обоймой и характеризуются пространственным взаимным расположением вдоль длины вала переходника стартера.

20. Устройство по любому из пп. 17-19, дополнительно содержащее:

поджимающий элемент, функционально входящий в зацепление с червячным колесом и внешней поверхностью обоймы;

причем внешняя поверхность обоймы содержит область крепления; и

крепежный элемент, функционально входящий в зацепление с областью крепления и поджимающим элементом, крепежный элемент расположен с возможностью избирательного размещения поджимающего элемента относительно обоймы и червячного колеса, за счет указанного избирательного размещения регулируется пространственное взаимное расположение множества дисковых прокладок и множества фрикционных дисков.

21. Устройство по любому из пп. 17-20, в котором обгонная муфта выбрана из группы, состоящей из муфты свободного хода с заклинивающими брусками, роликовой обгонной муфты, храповой муфты, рамповой обгонной муфты, муфты скольжения и рамповой обгонной муфты с клиновыми колодками.