CN104157514A - 具有起动继电器的电机以及用于其制造和/或装配的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造和/或装配电机(100)的方法，该电机特别是用于起动内燃机的起动装置、例如起动机，所述电机包括起动继电器(42)，其中，在起动继电器(42)中在磁芯(110)和接触桥(120)之间设有隔离件(160)，其中，除隔离件(160)之外还在接触桥(120)和芯子(110)之间设有减振单元(170)。此外，本发明为此还涉及一种起动继电器(42)以及一种电机(100)。

Description

具有起动继电器的电机以及用于其制造和/或装配的方法

技术领域

本发明涉及到一种根据权利要求1的前序部分的用于制造和/或装配电机的方法。

此外本发明涉及一种根据权利要求4的前序部分的用于电机的起动继电器，所述电机特别是用于起动内燃机的起动装置、例如起动机。

此外本发明涉及一种根据权利要求9的前序部分的电机，特别是用于起动内燃机的起动装置、例如起动机。

背景技术

本发明基于根据独立权利要求的类型的一种具有起动机或者起动马达的系统和一种具有内置的减速器和一种用于在增大转矩的同时减小转速的变速器。

本发明的主题是用于具有内燃机的车辆的起动机和起动器，特别是应用在起动机中的起动继电器。

根据现有技术，用于具有内燃机的车辆的具有起动继电器的起动器是已知的，这样的起动器通常包括用于驱动内燃机的直流电机。

在这种起动机或者起动马达中，例如具有相应的继电器的继电器叉形杆系统负责齿圈内的啮合或行程。当行程(也被表示为距离)或者更确切地说啮合运动的时候磁继电器向后拉动叉形杆。这通过相应的对继电器通电来实现。当通电时与磁芯共同作用的转搭轴轴向沿着朝向或者背离接触部的方向进行运动。在转搭轴上布置通过接触弹簧预紧的接触桥用于与接触部共同作用。通过转搭轴的运动使接触桥与接触部相接触。

由US 2005/0173235A1已知一种电磁的微型开关装置。该开关装置包括第一电极和第二电极。两个电极被布置成固定的。可运动的电极关于第一和第二电极如下布置，即，可运动的电极的位置可选地位于两个相互对置的由第一电极和第二电极限定的位置中。可运动的电极所储存的电势能及其灵活的结构用于在两种状态之间进行切换。静电的保持电压用于将可运动的电极保持在两个位置中之一上。

这种继电器布置在继电器壳体内。接触部在此构造在壳体的盖板之中或之上，轴向位于相对转搭轴的延长线上。为了实现接触桥和接触部的预设的接触，盖板具有由壁包围的、在转搭轴的方向上开放的区域，通常包括两个接触极的接触部位于该区域中，同时接触桥被导入该区域中用于与接触部接触。壁和接触桥构造成相互间具有相对较大的间隙。相应地，接触桥可以在由壁限制的区域内部进行至少轻微的转动运动。在此根据配对材料由于接触桥和壁之间的接触可能导致磨损，这在接触部的区域中聚集并在那里导致在运行时间上的接触质量的下降。

发明内容

具有相应的主权利要求和并列权利要求的特征的根据本发明的起动继电器、根据本发明的电机和根据本发明的方法相对现有技术具有以下优点：在一种用于制造和/或装配电机的方法中，该电机特别是用于起动内燃机的起动装置、如起动机，该电机包括起动继电器，其中，在起动继电器中在芯子和接触桥之间设有隔离件，在此设置成，除了隔离件之外在接触桥和芯子之间还设有减振单元，使芯子和接触桥之间的冲击得到缓冲。转搭轴通过芯子在轴向上相对于接触部来回运动。接触桥在转搭轴上设置在芯子和接触部之间。为了建立导电的接触使该接触桥朝向接触部运动，或者使接触桥从接触部离开。在芯子和接触桥之间在转搭轴上另布置一个隔离件。该隔离件防止接触桥和芯子之间的接触。除了该隔离件之外还设有减振单元，该减振单元吸收接触桥相对于芯子的运动。

如果继电器断开，则附属于芯子的线圈中的磁力减小。如果该力小于使接触桥从固定的接触部上脱离的弹簧力，则继电器上的接触部打开。接着，接触桥以及相关的质量——根据继电器结构例如衔铁——被加速，直到接触桥与芯子相撞。这里这时发生撞击过程，该撞击过程由于减振器造成接触桥的回弹。通过弹簧和质量调整使该回弹减小到预设的值。该值比轴向的接触距离小。根据继电器类型由此分配电学上需要的接触距离，从而可以在断开之后重新闭合接触部。对此基于物理学上的碰撞过程进行调节。在本发明中该碰撞有针对性地得到减振。由此减小断开之后的回弹高度，并且使用更小的接触距离。这在结构空间和部件成本方面带来优点。为了减振使用不同的附件。基本上由断开产生的能量通过摩擦减小。原则上部件(在该部件之间产生碰撞)的几何结构和/或部件的材料的减振特性得到优化。材料通过热载荷和强度特性确定。其他的摩擦损失通过所涉及的部件的几何结构得到优化。此外设计成，部件自身发生变形并通过内部摩擦减少能量。这特别是通过集合结构配合实现，从而使部件吸收更大的变形。

通过在从属权利要求中阐述的措施可以实现在独立权利要求和并列权利要求中给出的装置的有利的改进方案和改善方案。

在一种实施方式中规定，使减振单元集成在芯子、接触桥和/隔离件中。在一种实施方式中，在芯子和接触桥以及隔离件之间设有独立的减振单元。优选地，减振单元构造成与接触桥、芯子和/或隔离件集成一体。优选地，减振单元构造成与隔离件集成一体。

相应地由另一种实施方式可知，将减振单元与隔离件一体式构成。由此减振单元和隔离件构造成一个部件。该部件在一种实施方式中构造成复合部件。在另一种实施方式中该部件由一种材料构成。

用于电机的起动继电器，所述电机特别是用于起动内燃机的起动装置、例如起动机，所述起动继电器包括接触单元、与接触单元至少轴向间隔开的磁芯(简称芯子)和在接触单元和磁芯之间可运动的用于接触单元的暂时接触的接触桥，其中，在接触桥和磁芯之间设有用于接触桥的暂时接触的隔离件，在此设计成，设有用于实现上述方法的机构，该机构相对现有技术具有以下优点：通过额外的减振单元实现更少的噪声产生和更长的使用寿命。

在一种实施方式中规定，该机构包括设置在接触桥和磁芯之间的减振单元，该减振单元缓冲接触桥在隔离件上的撞击。

在另一种实施方式中规定，减振单元构造成至少部分集成在磁芯、接触桥和/或隔离件中。

由另一种实施方式可知，减振单元与隔离件一体式构成。

在另一种实施方式中规定，减振单元构造成隔离件的材料改变部分。

电机，特别是用于起动内燃机的起动装置、例如起动机，所述电机包括至少一个继电器，其中，该继电器包括上述的起动继电器和/或根据上述的方法制造和/或装配，所述电机相对于现有技术具有如下优点：通过额外的减振单元实现更少的噪声产生和更长的使用寿命。起动装置的起动继电器包括磁芯、至少部分可运动地支承在磁芯中的接触装置和相对于接触装置和/或磁芯位置固定的接触部，其中，用于建立接触的接触装置相对于接触部发生运动，并且其中，设有扭转止动器，从而防止接触装置相对于接触部在磁芯一侧的转动。接触装置优选构造成接触桥。位置固定的接触部或者位置固定的接触单元具有两个相互间隔的接触元件，这两个接触元件通过接触桥桥接并由此相互导电连接。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并在以下的说明中进行详细阐述。附图示出了：

图1示出了构造成起动装置的具有起动继电器的电机的横截面图；

图2示出了根据图1的起动继电器的单件立体图；

图3示出了根据图2的起动继电器的横截面图；

图4示出了根据图3的起动继电器在断开状态下的局部横截面示意图；

图5示出了根据图4的起动继电器在接通状态下的局部横截面示意图；

图6示出了第一实施方式的起动继电器的具有减振单元的隔离件的立体图；

图7示出了第二实施方式的具有减振单元的隔离件的立体图；

图8示出了第三实施方式的具有减振单元的隔离件的立体图；

图9示出了第四实施方式的具有减振单元的隔离件的立体图；

图10示出了第五实施方式的具有减振单元的隔离件的立体图；以及

图11示出了第六实施方式的具有减振单元的隔离件的立体图。

具体实施方式

图1至图11以不同的视图和不同的细节程度示出了电机100以及具有不同实施方式的带有用于起动继电器42的减振单元170的隔离件160。

图1以横截面视图示出了内燃机的作为起动装置的电机100，该电机具有起动继电器42或者简称继电器，或者也实施成开关继电器或接通继电器。构造成起动机的电机100的壳体10包括圆柱形的壳体部件11和盖板13，该壳体部件和盖板通过未表示出的螺钉相互连接。圆柱形的壳体部件11在后部由盖板13封闭。在盖板的中间部分之中或之上布置有内轴承或者换向器轴承，借助内轴承或者换向器轴承支承电的起动马达18的电枢轴17的后端部17a，该起动马达的电枢用19表示。在电枢19的径向外部在壳体部件11的壁上布置有起动马达18的多个(永)磁铁20。电枢轴17的前端部利用直径变小的端部区段22支承在从动轴24的同轴延伸的未示出的盲孔23中。从动轴24的另一端部支承在封闭壳体部件11的轴承盖25和在其上模制出的套筒26中。电枢轴17在其面向轴承盖25的一端附近具有齿部28(太阳轮)，行星轮29与齿部28啮合，行星轮29也与行星齿轮传动机构31的位于外侧的固定的空心轮30相啮合(＝传动)。

行星架12驱动从动轴24，在该从动轴上布置自由轮33，自由轮的内圈34具有突起部35(小齿轮)，在该突起部上构造有外齿部36。自由轮33的外圈37通过多头螺纹38与从动轴24相连。所谓的接合弹簧39作用在多头螺纹上。通过轴向推动自由轮33可以使外齿部36与内燃机的齿圈40出于起动过程的目的相互啮合。这借助(接通)继电器42实现，在其中当接通电流时衔铁通过突起部43使杆44发生偏移，该杆通过位于盘件46之间的滑环45向左推动自由轮33。杆44构造成双臂的并且借助销48可摆动地布置在固定在壳体上的轴承49中。对该过程仅仅简短说明，因为这对于本发明并不重要。

电枢轴17在其后部的轴承侧的端部17a借助内轴承或者换向器轴承支承。内轴承具有轴向间隙限制部(这里未详细示出)，通过轴向间隙限制部将电枢轴17保持在轴向A上。在盖板13上贴靠有电刷板53，该电刷板与盖板13借助螺纹连接。电刷板53构造成一体的。在电刷板上固定特别是由塑料制成的刷握，碳刷设置在刷握中，碳刷在弹簧压力的作用下紧贴在设置于电枢轴17上的换向器63上。碳刷通过连接绞线连接在接线柱上，接线柱与接通继电器42的接触部68相连。绞线穿过密封件70，密封件在壳体部件11中被布置在孔中。电刷板53借助螺钉62固定在盖板13上。

在内燃机的起动过程中，电机100借助磁继电器暂时通过齿轮传动机构与内燃机相连。由于电机11典型的高转速和起动过程所需的转矩需要大传动比。所期望的传动比通过起动机上的小齿轮35、特别是起动小齿轮以及所对应的飞轮的与起动小齿轮相比较大的小齿轮实现。起动小齿轮通过磁继电器或者也可以通过电磁铁与飞轮的齿部相啮合。接下来，电机100或者说电动马达11则通过关闭接触继电器接通，该接触继电器是磁继电器或者说插入式磁铁(Einschiebemagneten)的一部分。起动小齿轮装备有自由轮33，自由轮避免已起动的内燃机由于仍然接合的起动小齿轮以过高的转速驱动电机100或者说电动马达11从而对其造成损害或者毁坏。

继电器42包括接触继电器。该接触继电器在这里示出的实施例中包括接触单元130，该接触单元在壳体侧构造在壳体盖或者简称盖板上。起动小齿轮42的结构在图2中详细示出。

图2示出了根据图1的起动继电器42的单独立体图。起动继电器42包括圆柱形的继电器壳体90，该继电器壳体在端侧具有底板91。起动继电器42的结构将在图3中详细示出。

图3示出了根据图2的起动继电器42的横截面图。磁芯110——简称芯子——被布置成与起动机壳体90同轴。在芯子110的轴向的穿孔中轴向可移动地布置转搭轴150。转搭轴150的一部分向接触单元130的方向突出于芯子110。在该突出的部分上布置隔离件160。隔离件160在这里构造成隔离衬套161。隔离衬套161借助中心的轴向穿孔安装在转搭轴150上。在此，隔离衬套161通过弹簧162有弹性的保持在轴向上。此外在转搭轴150上，更确切地说在隔离件160上设有接触桥120。该接触桥120借助中心的轴向穿孔安装在隔离件160上。接触桥120构造成用于接触单元130的暂时接触。在此，接触单元130具有两个相互分隔的电学分离的接触元件131。这两个接触元件在贴靠到接触桥120上时桥接。为了在贴靠到接触桥120上之后使接触桥在接通时从接触元件131离开，设有接触回位弹簧132。在与接触桥120贴靠时该接触回位弹簧进行预紧。当断开时，接触回位弹簧向芯子110的方向挤压接触桥120。为了在断开时减小接触桥120的回弹，设有减振单元170。该减振单元170在这里示出的实施例中被集成在隔离衬套161中，在此与隔离衬套一体构成。

图4示出了根据图3的起动继电器42在断开状态下的局部横截面示意图。图5示出了根据图4的起动继电器42在接通状态下的局部横截面示意图。在根据图4的断开状态下，隔离衬套161借助其一侧端面贴靠在芯子110上。隔离衬套具有两个圆柱形的区段162、163。圆柱形区段162被布置在芯子110的附近或者说面向芯子110的一侧上。紧接着同轴相邻的构造圆柱形区段163，该圆柱形区段面向接触单元130。圆柱形区段162具有比圆柱形区段163更大的直径，从而在两个区段之间设计凸肩。在该凸肩上相邻地在圆柱形区段163上布置接触桥120。在断开的状态下接触桥120通过圆柱形区段162的宽度与芯子间隔开。此外接触桥120与接触单元130分隔开。如果这时接通起动继电器42，则转搭轴150向接触单元130的方向从芯子110移出。在此，隔离件160与接触桥120一起运动，直到接触桥120贴靠在接触单元130的接触元件131上。在此，对接触回位弹簧140进行预紧。在接通期间，接触桥120贴靠在接触单元上。如果这时断开继电器42，则转搭轴150受到压力在芯子110中往回运动。在此，隔离件160相应地一起运动。通过接触回位弹簧140使运动重新开始，该接触回位弹簧迫使接触桥120从接触单元130离开向芯子110的方向运动。如果这时隔离件160撞在芯子110上，则隔离件160与接触桥120一起被弹回从而又向接触单元130的方向运动。通过减振单元170减少该回弹，从而保证更安全和可靠的接通。图6至图11示出了具有减振单元170的隔离件160的不同实施方式。

图6示出了第一实施方式的起动继电器42的具有减振单元170的隔离件160的立体图。在这个实施方式中隔离衬套161具有两个圆柱形的区段162、163。减振单元170构造成集成在圆柱形的第一区段162中。在所示出的实施方式中减振单元170包括圆柱形区段162中的径向穿孔171。该穿孔171径向的从圆柱形区段162的外表面延伸至内侧的轴向穿孔，这里该内侧的轴向穿孔构造成适合于转搭轴110的圆柱形穿孔。径向的穿孔171相互间隔地分布设置在圆柱形区段162的圆周上。穿孔171的轮廓在圆柱形区段162的外圆周上近似椭圆形。径向穿孔171的外圆周从圆柱形区段162的外圆周到轴向穿孔逐渐变细。此外，减振单元170包括波形的轮廓172，该波形的轮廓构造在隔离件160指向芯子的端面上。端面因此不是平坦的贴靠在芯子110上，而是构造成在不受载荷的状态下部分地与芯子存在间隙。通过侧向的开孔圆柱形区段162的壁可以被压缩，从而通过内部摩擦使能量削减。

图7示出了第二实施方式的具有减振单元170的隔离件160的立体图。在第二实施方式中隔离件160构造成如图6所述的隔离衬套161。但是减振单元170在这里不包括如图6中所示的径向穿孔171，而是具有径向上构造在圆柱形区段162上的槽口172。该槽口172从面向芯子110的端面向第二圆柱形区段163的方向延伸。在此，槽口172在径向上延伸穿过整个圆柱形区段162，这意味着从外表面直到内部的轴向穿孔。在一端上槽口被倒圆角从而更好地吸收力。在所示的实施方式中可见地示出了两个槽口172。这两个槽口构造成在周向上相互间隔开。当隔离衬套161撞在芯子110上的时候，槽口172允许该隔离衬套的径向运动。撞击面的倾斜有利于该运动。由此通过芯子110上的变形和摩擦削减能量。

图8示出了第三实施方式的具有减振单元170的隔离件160的立体图。在第二实施方式中，隔离件160构造成如图6所述的隔离衬套161。减振单元170构造成额外的，即单独的部件。该减振单元被布置在隔离衬套161的指向芯子110的端面上。隔离衬套161和减振单元170优选构造成连接部件。减振单元170在这里包括环形的减振体173。该减振体由一种适合减振的材料构成，该材料优选与隔离衬套的材料不同。减振体173被安装在隔离衬套161上。如此能量的减小发生在该减振体173中。减振体173优选由一种在隔离衬套160的温度和强度方面没有特定要求的减振材料制成。减振体可以以不同的方式被安装并且可以被安装在不同的位置。该位置可以根据设计选择。

图9示出了第四实施方式的具有减振单元170的隔离件160的立体图。在这个实施方式中隔离衬套161的结构与图6至图8中所示出的结构有所不同。在根据图9的实施方式中圆柱形区段162的外圆周向指向芯子110的端面倾斜。减振单元170构造成独立的部件。在此，减振单元170包括与圆柱形区段162的倾斜部相适应的减振元件174。减振元件174优选由一种与隔离衬套161不同的材料构成。此外减振单元170除了隔离衬套161上的倾斜部和额外的减振元件174之外还包括芯子110上的倾斜部，该倾斜部与减振元件174以及隔离衬套161，更确切地说与相应的倾斜部共同作用。为了实现优化的减振，额外的将特殊成形的减振元件174的摩擦使用为附加件。在此，隔离衬套161具有用于倾斜部的限定的角度。芯子110上的相应的配合件或者相应的区段具有类似的角度，从而在撞击时，相应的部件产生内部摩擦并对准中心。在此产生消除撞击能量的摩擦。此外附加件在芯子110上摩擦，从而消除能量。

图10示出了第五实施方式的具有减振单元170的隔离件160的立体图。这里的隔离衬套161也具有如图9中所示的倾斜部。此外芯子110上的相应的区段具有相应的倾斜部。相应地，减振单元170包括这样两个倾斜部，使减振单元170不仅构造成集成在隔离件160中，也集成在芯子110中。用于减振的摩擦在这里在隔离衬套161和芯子110之间产生。对应于隔离衬套161的倾斜部，这里芯子具有圆锥形的轮廓。隔离衬套在接触时贴靠在圆锥形的轮廓上，或者说隔离衬套161在断开时撞击在圆锥形的轮廓上。在一种实施方式中隔离衬套161设有额外的槽口的结构，从而改善隔离衬套的变形。一方面由此将更多的能量转化为摩擦，另一方面将轴向的力作用成角度地分散到不同方向上，从而减小回弹力。这种实施方案将在图11中示出。

图11示出了第六实施方式的具有减振单元170的隔离件160的立体图。如上所述，隔离衬套161具有如图9和图10所示的倾斜部。此外，芯子110上的相应的区段具有相应的倾斜部。相应地，减振单元170包括这样两个倾斜部，使减振单元170不仅构造成集成在隔离件160中，也集成在芯子110中。此外，减振单元170包括一个槽口或者多个槽口172，如图7中已经所述。用于减振的摩擦在这里在隔离衬套161和芯子110之间产生。这里，对应于隔离衬套161的倾斜部，芯子具有圆锥形的轮廓。隔离衬套在接触时贴靠在圆锥形的轮廓上，或者说隔离衬套161在断开时撞击在圆锥形的轮廓上。槽口172用于改善隔离衬套161的变形。由此将更多的能量转化为摩擦。此外将轴向的力作用成角度地分散到不同方向上，从而减小回弹力。

在本发明中回弹冲击被有针对性地被吸收。由此断开后的回弹高度被减小，因此可以使用更小的接触距离。这在结构空间和部件成本方面带来优点。对于减振可以使用不同的附件。实际上断开产生的能量必须通过摩擦减小。原则上可以对在其之间产生冲击的部件的几何结构，和/或部件的材料的减振特性进行优化。材料通过热载荷和强度特性确定。为了产生额外的摩擦损失在一种实施方式中对所涉及的部件的几何结构进行优化。为此在一种实施方式中使相应的部件自身发生变形，并且通过部件的内部摩擦减小能量。这可以通过合适的几何结构配合来实现，从而使每个部件都可以吸收更大的变形。

Claims (11)

1.用于电机(100)的起动继电器(42)，所述电机特别是用于起动内燃机的起动装置、例如起动机，所述起动继电器具有接触单元(130)、与所述接触单元(130)至少轴向间隔开的磁芯(110)和能够在所述接触单元(130)和所述磁芯(110)之间运动的用于所述接触单元(130)的暂时接触的接触桥(120)，其中，在所述接触桥(120)和所述磁芯(110)之间设有隔离件(160)，其特征在于，除所述隔离件(160)之外还设有用于在所述接触桥(120)和所述磁芯(110)之间进行减振的机构。

2.根据权利要求1所述的起动继电器(42)，其特征在于，所述机构包括设置在所述接触桥(120)和所述磁芯(110)之间的减振单元(170)，所述减振单元缓冲所述接触桥(120)在所述隔离件(160)上的撞击。

3.根据权利要求2所述的起动继电器(42)，其特征在于，所述减振单元(170)至少部分集成地构造在所述磁芯(110)和/或所述隔离件(160)中。

4.根据前述权利要求1至3中任一项所述的起动继电器(42)，其特征在于，所述减振单元(170)与所述隔离件(160)一体式构成。

5.根据前述权利要求1至4中任一项所述的起动继电器(42)，其特征在于，所述减振单元(170)为所述隔离件(160)的可变形的区域，其中，所述隔离件(160)具有至少两个区域，用于减振的可变形的区域比所述隔离件(160)的与所述接触单元(120)贴靠的区域更容易变形。

6.根据权利要求5所述的起动继电器(42)，其特征在于，所述减振单元(170)用于减振的可变形的区域具有槽口(172)，使该区域更容易变形，其中，所述槽口(172)优选从面向所述磁芯(110)的端面向第二圆柱形区段(163)的方向延伸并且在此优选从外表面延伸至内部的轴向穿孔。

7.根据权利要求6所述的起动继电器(42)，其特征在于，所述减振单元(170)用于减振的可变形的区域相对于面向所述磁芯(110)的端面具有槽口(172)，使该区域更容易变形，其中，所述槽口(172)优选从面向磁芯(110)的端面向第二圆柱形区段(163)的方向延伸并且在此优选从外表面延伸至内部的轴向穿孔。

8.根据权利要求5所述的起动继电器(42)，其特征在于，所述减振单元(170)用于减振的可变形的区域具有穿孔(171)，使该区域更容易变形。

9.根据权利要求1至3所述的起动继电器(42)，其特征在于，在所述隔离件(160)和所述磁芯(110)之间布置有减振体(173)，所述减振体或者是独立的或者与所述隔离件(161)相连。

10.根据权利要求9所述的起动继电器(42)，其特征在于，所述隔离件(160)的圆柱形区段(162)的外圆周朝指向所述磁芯(110)的端面倾斜，被布置在所述隔离件(16)和所述磁芯(110)之间的减振体(173)与该倾斜相匹配，其中，所述磁芯(110)与所述减振体(173)的倾斜相匹配。

11.电机(100)，特别是用于起动内燃机的起动装置、例如起动机，所述电机具有至少一个继电器，其特征在于，所述继电器具有根据前述权利要求1至9中任一项所述的起动继电器(42)。