CN103312073A - 电机以及制造电机的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于起动内燃机的电机(100)、特别是发电机或例如为起动机的起动装置，所述电机包括至少一个碳刷架装置(50)，该碳刷架装置具有多个电刷座单元(51)用于容纳和/或引导被保持在其中的碳刷(52)，其中，所述电刷座单元(51)中的至少一个以两件式的方式构造成具有两个共同作用的电刷座部件(51a)，为了将待容纳在其中的碳刷(52)轴向固定，这两个电刷座部件相互连接。本发明还涉及一种用于制造所述电机(100)的方法。

Description

电机以及制造电机的方法

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的用于起动内燃机的电机，特别是发电机或例如为起动机的起动装置。

此外，本发明还涉及一种按照权利要求9的前序部分所述的制造用于起动内燃机的电机、特别是起动装置的方法。

背景技术

本发明基于具有按照各独立权利要求所述类型的起动机或起动电动机的系统。

本发明的对象是用于带内燃机的车辆的起动机和启动器，所述车辆具有带电枢和换向器的电机，其中所述电枢具有带相应的电枢支承结构的电枢轴。

由现有技术已知具有启动继电器的启动器，所述启动继电器用于带内燃机的车辆，该车辆通常包括用于驱动内燃机的直流电动机。

在这种起动机或电动电动机中，例如具有相应继电器的继电器-拨叉系统确保啮合到齿圈中或到齿圈中的行程。在行程(也称为距离)、或更准确地说啮合运动中，继电器向后拉动拨叉。这通过相应地给继电器通电实现。在通电时，与磁芯相互作用的开关轴沿轴向朝触点的方向运动或从该触点移开。这种起动机具有电动机。该电动机具有被构造为磁体的定子。此外，电动机还具有转子。转子具有由带铁芯的线圈构成的电枢，该电枢可转动地支承在定子的极靴之间的磁场中。对于电枢的电流输入通过分成段的换向器和滑动触点、所谓的换向器电刷或碳刷实现。在给转子通电时，这里还产生与定子的磁场交互作用的磁场。

碳刷或换向器电刷被保持在所谓的碳刷座或碳刷导向装置中。通常，在起动机中使用四个或六个碳刷座。碳刷借助于铜绞线通过焊接与相应的正极或负极相连接。

由GB 1 416 827已知用于电机的电刷架，该电刷架由两个相同的由塑料制成的成形件构成。电刷架具有多个电刷座部件，其分别布置在被划分的支撑板上。通过将支撑板接合在一起，形成电刷架。

发明内容

与现有技术相比，具有相应独立权利要求或并列权利要求特征的根据本发明的电机和根据本发明的方法具有如下优点：根据本发明的电机涉及一种用于起动内燃机的电机、特别是发电机或例如为起动机的起动装置，所述电机包括至少一个碳刷架装置，该碳刷架装置具有多个电刷座单元用于容纳和/或引导被保持在所述电刷座单元中的碳刷，在这种电机中规定，所述电刷座单元中的至少一个以至少两件式的方式被构造为具有两个共同作用的电刷座部件，优选地以多件式的方式被构造为具有多个共同作用的电刷座部件，为了轴向固定待容纳在所述电刷座部件中的碳刷，这些电刷座部件相互连接。通过这种方式，易于制造电刷座部件。通过将电刷座部件接合在一起，实现了安全且可靠地引导容纳在电刷座部件中的碳刷。此外，更易于将碳装配到电刷座部件中。

电机优选地包括具有转子和定子的电动机。在此，在一种实施方式中，电机被构造为起动装置，特别地被构造为起动机。在另一实施方式中，起动机被构造为不具有继电器。在一种实施方式中，定子具有磁体或本身被构造为磁体。在此情况下，磁体在一种实施实施方式中被构造为永磁体。在另一实施方式中，磁体被构造为暂时的磁体，例如被构造为例如通过线圈激励的电磁体。特别地，作为用于内燃机的起动装置的电机被构造为所谓的起动机或起动电动机。在一种实施方式中，该电机包括换向器-电枢单元，其具有带换向器电刷或者说碳刷的换向器。碳刷被保持在一个碳刷架装置中。此外，换向器-电枢单元还包括具有可旋转的电枢轴的电枢。通过换向器给电枢输送电流并且驱动电枢轴。

为了适当地布置碳刷，在碳刷架装置中这些碳刷分别在一个电刷座单元中被引导并定位。电刷座单元被构造为壳件，其通过相互接合形成用于沿座的纵向方向引导碳刷的壳体或座。沿纵向方向在一端上布置有弹簧蓄能器单元，以便在碳刷磨损之后在另一端处基于预紧作用补充碳刷。通过将电刷座单元构造为两个电刷座部件，能够轻松地将弹簧蓄能器单元和碳刷嵌入到电刷座部件中并且通过将电刷座部件相互接合进行装配。

通过在从属权利要求中给出的措施，可以有利地改进和改善在独立权利要求和并列权利要求中规定的装置。

在一种实施方式中规定，电刷座部件、特别是所述两个电刷座部件被构造为镜像对称的和/或相同的。通过这种方式，降低制造技术方面的耗费。避免由于不同的部件而造成的装配错误。相应地减少支承止动。电刷座部件被构造为，其通过简单的接合形成电刷座单元。两个电刷座单元的连接可以以任意方式实现。例如，连接可以以材料连接、传力连接和/或形状配合连接的方式例如通过粘接、夹紧、卡锁、夹扣、铆接、超声波焊接、螺纹连接等实现。

另一实施方式规定，电刷座单元的多个电刷座部件中的至少一个具有凸缘单元，从而实现了用于轴向固定碳刷的轴向止挡以及电刷座部件的定向。通过这种方式，电刷座单元不必单独地布置在基体或支撑体上，而是能够简单地通过一个凸缘连接。所述凸缘优选地延伸超出电刷座部件的布置有弹簧蓄能器单元的端部。在另一实施方式中，所述凸缘被构造为与所述端部对齐并且如此形成一个更大的基面。由此，碳刷从电刷座端部在与所述凸缘对置的端部处从电刷座单元中伸出。通过这种方式实现电刷座部件的定向，这在装配时是有利的。

本发明的另一实施方式规定，多个相同定向的电刷座部件通过一个共同的凸缘单元相互连接。通过这种方式，多个电刷座部件通过一个共同的凸缘连接并且能够以一个步骤与同样通过一个共同的凸缘相互连接的多个电刷座部件组合。电刷座部件可以单独地固定在凸缘上或者构造为与所述凸缘集成。

又一实施方式规定，所有相同定向的电刷座部件以及构造在所述相同定向的电刷座部件上的凸缘单元被构造成集成的，特别是被构造成一体的。通过所有相同定向的电刷座部件和相应的凸缘部件的一体式实施方式，实现了能够相应地与唯一的配对件简单连接的、唯一的部件。特别地，实施方式可以为浇注件、特别是注塑件。部件的连接例如通过多个电刷座部件实现，所述多个电刷座部件形成一个用于电刷座单元的接合平面。

此外，在一种实施方式中规定，凸缘单元中的至少一个分别与一个传导电流的部件连接。优选地，所有凸缘单元与一个传导电流的部件连接，特别地在电刷座部件和凸缘单元集成的实施方式中，两个凸缘单元与一个传导电流的部件连接。所述传导电流的部件在一种实施方式中被构造为电流导轨或电刷板。电流导轨构成正极连接部。电刷板构成负极连接部。在一种实施方式中，碳刷架装置具有塑料盖。特别地，与一个传导电流的部件连接的凸缘单元具有塑料盖。所述塑料盖被构造用于降低在传导电流的部件之间短接的危险。

另一实施方式规定，凸缘单元和与该凸缘单元连接的部件被构造为集成的。通过这种方式，能够将电刷板和电流导轨简单地集成到两个壳状的碳刷部件中并且组合成一个电刷架。凸缘单元和电流导轨/电刷板集成的方案中，两个电刷座单元的连接可以以任意方式实现。例如连接可以以材料连接、传力连接和/或形状配合连接的方式例如通过粘接、夹紧、卡锁、夹扣、铆接、超声波焊接、螺纹连接、注塑包封等实现。借助于注塑包封，实现了一种塑料盖，其覆盖被注塑包封的部件，特别地覆盖至超过50％，优选地超过60％并且最多优选地覆盖到超过75％。在一种实施方式中规定，电刷架装置、特别是电刷座部件具有至少一个定位辅助件。由此可以实现轻松的装配。

相应地，在另一实施方式中规定，所述电刷架装置以两件式的方式被构造为具有两个相互轴向连接的电刷架装置部件。电刷架装置部件包括多个电刷座部件，其通过一个共同的凸缘单件式地构造并且集成地具有电刷板或电流导轨。由此，每个电刷架装置部件被构造为电刷架装置的一半，其能够通过电刷座部件的组合而接合成一个共同的、两件式的电刷架装置。优选地，所有部件被构造为镜像对称的和/或相同的。

在一种实施方式中规定，凸缘单元具有任意其他的形状。相应地，在一种实施方式中，凸缘单元并非被构造成盘状或板状，而是被构造成细长的、例如线形或连接片状。优选地沿轴向实现两个电刷架装置的连接，从而相应的轴向端面相互接触。在电刷架装置之间的连接以及在电刷座部件和/或凸缘单元及传导电流的部件之间的连接可以任意方式实施。例如通过粘接、夹扣、压接、卷边、螺纹连接、铆接等实施连接。

与现有技术相比，根据本发明的具有相应独立权利要求或并列权利要求的特征的方法具有如下优点：根据本发明的方法涉及一种制造根据本发明的用于起动内燃机的电机、特别是发电机或起动装置的方法，所述电机包括至少一个碳刷架装置，该碳刷架装置具有多个电刷座单元用于容纳和/或引导被保持在所述电刷座单元中的碳刷，在这种方法中规定，所述多个电刷座单元中的至少一个以至少两件式的方式制造成具有两个共同作用的电刷座部件，为了将待容纳在电刷座部件中的碳刷沿轴向固定，这两个电刷座部件相互连接。

在一种优选实施方式中规定，所述电刷座部件中的至少一个与传导电流的部件连接。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在下面的描述中对其进行详细阐述。附图中：

图1以横剖视图示出了被构造为起动装置的具有继电器的电机，

图2以第一视图立体地示出了碳刷架装置，该碳刷架装置具有带电刷座部件和构造在其上的凸缘单元的两个刷架装置部件，

图3以另一视图立体地示出了根据图2的碳刷架装置的另一实施方式，

图4以又一视图立体地示出了碳刷架装置的又一实施方式，以及

图5以立体图示出了具有集成的电刷座部件和集成的、传导电流的部件的碳刷架装置部件。

具体实施方式

图1以横剖视图示出了内燃机的被构造为起动装置的电机100，该电机具有继电器42，其也实施为配电继电器或接通继电器。

电机100的壳体10包括圆柱形的壳体件11和盖13，它们通过未进一步示出的螺钉相互连接。圆柱形的壳体件11在后面通过盖13封闭，在盖13的中间部分形成一个指向外的闭合的轮毂。支承部位位于在该轮毂中，起动电动机18的驱动轴或电枢轴17的后端部支承在该支承部位中，起动电动机的电枢用19表示。沿径向在电枢19的外部，在壳体件11的壁上设有起动电动机18的多个磁体，所述磁体在这里被构造为永磁体20，但也可以构造成其他形式，例如电励磁的磁体。

电枢轴17的前端部以在直径上减小的端部区段22支承在同轴延伸的、未进一步示出的从动轴24的盲孔23中。从动轴24的另一端部支承在封闭壳体件11的轴承盖25和形成在该轴承盖上的轮毂26中。电枢轴17在其靠近轴承盖25的端部附近具有齿28(太阳轮)，行星轮29啮合在该齿28中，该行星轮还与行星齿轮传动装置31的位于外部的、固定的齿圈30啮合(＝中间轴)。行星架12驱动从动轴24，在该从动轴24上布置有自由轮机构33，其内圈34具有突起部35(小齿轮)，在该突起部上构造有外齿36。自由轮机构33的外圈37通过大节距螺纹38与从动轴24连接。所谓的啮合弹簧39作用在该外圈上。通过自由轮机构37的轴向移动，外齿36可为了起动过程的目的与内燃机的齿圈40形成啮合。这借助于接通继电器42实现，在该接通继电器中，在接通电流时电磁衔铁通过突起部43使杆件44摆动，该杆件通过位于盘片46之间的滑槽45向左移动自由轮机构33。杆件44被构造成双臂式，并且借助于销48可摆动地布置在与壳体固定的轴承49中。仅简短地讨论这个过程，因为这对于本发明并不重要。

在图1中，被构造为弹簧钢盘片的电枢起动盘在电枢轴17的轴承侧的后端部附近配合在该电枢轴上，该电枢起动盘在一侧贴靠在换向器63上并且在另一侧贴靠在一个起动盘部件上，该起动盘部件布置在用作换向器轴承的盖13与换向器63之间。带电刷座单元51(碳刷52可移动地布置在该电刷座单元51中)的碳刷架装置50设有电刷板53和电流导轨。

电刷座单元51固定在电刷板53上，碳、碳刷或换向器电刷52布置在所述电刷座单元51中并且在弹簧压力下贴靠在换向器63上，该换向器布置在电枢轴17上。部分碳为负极碳，其它碳为正极碳。这些碳通过连接绞线与电缆接头套管连接，该电缆接头套管与接通继电器42的触头68连接。绞线穿过在壳体件11中布置在相应的孔中的密封件70。电刷板53通过螺钉62固定在盖13上。

两个连接绞线与连接片连接，该连接片为金属弯曲件并且向外穿过密封件70。

图2以第一视图立体地示出了具有两个电刷架装置部件50a和50b的碳刷架装置50，所述电刷架装置部件具有相应电刷座单元51的多个电刷座部件51a和构造在电刷座部件上的凸缘单元54。碳刷架装置50基本上环形地构造具有两个基本上相同构造的环形壳状的电刷架装置部件50a和50b。每个电刷架装置部件50a或50b包括多个电刷座部件51a，其构造用于与对应的电刷架装置部件50a或50b的对应的电刷架部件51a共同作用。因此，每个碳刷架装置50包括构造在第一电刷架装置部件50a上的第一电刷座部件51a和构造在第二电刷架装置部件50b上的第二电刷座部件51a。电刷座部件51a被构造为，使得这些电刷座部件能够组合成一个电刷座单元51并且如此具有大约至少在外表面为方形的电刷座单元51，该电刷座单元带有指向碳刷架装置50内部的用于相应碳刷52的孔。在所有其他方向上，通过电刷座单元51对容纳在那里的碳刷52进行导向，并且容纳在那里的碳刷52受到电刷座单元51的限制。在与所述孔对置的一侧，设有弹簧-蓄能器单元，其将碳刷52压向由碳刷架装置50包围的换向器63。相应地，碳刷架装置50在内部具有用于换向器63的圆筒状的容纳部。不同电刷架装置部件50a、50b的电刷座部件51优选地被构造为相同的和/或镜像对称的，从而其可以简单地接合在一起。为了并排地布置一个共同的电刷架装置部件50a、50b的多个电刷座部件51，电刷座部件51在一侧上具有凸缘单元54或者简称为凸缘。凸缘在侧面超出电刷座部件51伸出。通过这种方式实现了电刷座部件51的定向。在所示的实施例中，对于一个共同的电刷架装置部件50a或50b的所有电刷座部件51a设有一个共同的凸缘单元54。相应地，凸缘单元54被构造为圆环状的板件，电刷座部件51从该凸缘单元向内、即在相互组装成一个各自对应的电刷架装置部件50a、50b的状态下突出。在其他实施方式中，凸缘单元54也可以以其他方式构造，例如构造为弯曲的杆件、U型凸缘单元、C型凸缘单元或具有不封闭轮廓的凸缘单元。因此，电刷座部件51和凸缘单元54被构造成集成的部件、即一体式的部件。此外，在每一电刷架装置部件50a、50b中集成有传导电流的部件、电刷板53或电流导轨55。此外，电刷板53或电流导轨55由凸缘单元54容纳。电刷板53或电流导轨55通过电缆分别与各个电刷52导电连接。由此，两个电刷装置部件50a和50b被实施为相同的并且能够组合成一个碳刷架装置50。可以通过不同的方式实现这种组合，如在图3和图4中详细示出的实施例那样。在图2中，电刷装置部件50a和50b相互粘接。

图3以另一视图立体地示出了按照图2的碳刷架装置50的另一实施方式。对于相同或相似的部件，使用相同的附图标记。出于清楚的原因，省去对已描述的部件的再一次的详细说明。碳刷架装置50由两个电刷架装置部件50a和50b构成，其通过夹子56相互连接。此外，碳刷架装置50基本上对应于图2实施例的结构。

图4以另一立体视图示出了碳刷架装置50的另一实施方式。碳刷架装置50同样由两个基本上结构相同的电刷架装置部件50a和50b构成。然而，两个电刷架装置部件50a、50b没有通过夹子56相互连接，而是直接通过铆钉57相互连接。此外，碳刷架装置50的结构基本上对应于图2实施例的结构。在图5中详细地示出了电刷架装置部件50a、50b的结构。

图5以立体图示出了集成有电刷座部件51并且集成有传导电流的部件53或55的电刷架装置部件50a及50b。所示出的电刷架装置部件50a和50b包括六个相同定向的电刷座部件51a，其在用于换向器的容纳部方向上、即径向向内地以及在朝向对应的电刷架装置部件50b和50a的相应的电刷座部件51a的方向上敞开并且在其他情况下封闭。电刷座部件51a沿周向大致等间距地布置在共同的凸缘上。在凸缘的没有布置电刷座部件51a的一侧，以集成的方式容纳有电刷板53或电流导轨55。在所示的实施例中，电刷板53与凸缘单元54注塑包封。为了简单地组合，在几个电刷座部件51a上，对中辅助件或定位辅助件58朝对应的电刷架装置部件50a或50b的方向伸出。

Claims (10)

1.一种用于起动内燃机的电机(100)、特别是发电机或例如为起动机的起动装置，所述电机包括至少一个碳刷架装置(50)，该碳刷架装置具有多个电刷座单元(51)用于容纳和/或引导被保持在所述电刷座单元中的碳刷(52)，其特征在于，所述多个电刷座单元(51)中的至少一个以至少两件式的方式构造成具有两个共同作用的电刷座部件(51a)，为了将待容纳在所述电刷座部件中的碳刷(52)轴向固定，所述两个电刷座部件(51a)相互连接。

2.按照权利要求1所述的电机，其特征在于，所述电刷座部件(51a)是镜像对称的和/或相同的。

3.按照权利要求1或2所述的电机，其特征在于，电刷座单元(51)的电刷座部件(51a)中的至少一个具有凸缘单元(54)，从而实现用于将碳刷(52)轴向固定的轴向止挡以及电刷座部件(51a)的定向。

4.按照权利要求1或3所述的电机，其特征在于，多个相同定向的电刷座部件(51a)通过唯一的共同的凸缘单元(54)相互连接。

5.按照前述权利要求1至4中的任一项所述的电机(100)，其特征在于，所有相同定向的电刷座部件(51a)和构造在相同定向的电刷座部件(51)上的凸缘单元(54)是集成的，特别是一体的。

6.按照前述权利要求1至5中的任一项所述的电机(100)，其特征在于，所述凸缘单元(54)中的至少一个分别与一个传导电流的部件(53、55)连接。

7.按照前述权利要求1至6中的任一项所述的电机(100)，其特征在于，所述凸缘单元(54)和与所述凸缘单元连接的部件(53、55)是集成的。

8.按照前述权利要求1至7中的任一项所述的电机(100)，其特征在于，所述电刷架装置(50)以两件式的方式构造成具有两个沿轴向相互连接的电刷架装置部件(50a、50b)。

9.一种制造按照权利要求1至8中任一项所述的用于起动内燃机的电机(100)、特别是发电机或起动装置的方法，所述电机包括至少一个碳刷架装置(50)，该碳刷架装置具有多个电刷座单元(51)用于容纳和/或引导被保持在所述电刷座单元中的碳刷(52)，其特征在于，所述多个电刷座单元(51)中的至少一个以至少两件式的方式制造成具有两个共同作用的电刷座部件(51a)，为了将待容纳在电刷座部件(51a)中的碳刷(52)轴向固定，所述两个电刷座部件(51a)相互连接。

10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，所述电刷座部件(51a)中的至少一个与传导电流的部件(53、55)连接。

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