CN104179615A - 电机以及用于制造和/或运行该电机的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造和/或运行用于起动内燃机的电机(100)的方法以及该电机(100)，特别是如起动机的起动装置，该电机包括具有衔铁轴(17)的传动链，至少一个传动机构(130)相对于衔铁轴(17)不可相对旋转地设置在该衔铁轴上，其中传动机构(130)的至少一个传动件(135)相对于衔铁轴不可相对旋转地直接设置在衔铁轴(17)上并且传动机构(130)的另一传动件(136)不可相对旋转地设置在该至少一个不可相对旋转地设置在衔铁轴(17)上的传动件(135)上。

Description

电机以及用于制造和/或运行该电机的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于制造和/或运行用于起动内燃机的电机的方法，该电机特别是如起动机的起动装置。

本发明还涉及一种根据权利要求5的前序部分所述的用于起动内燃机的电机，特别是如起动机的起动装置。

背景技术

本发明以一种具有根据独立权利要求所述类型的起动机或起动马达的系统为基础。

本发明的主体是用于具有内燃机的车辆的起动机和起动器，该内燃机具有包含衔铁和换向器的电机，其中衔铁具有衔铁轴，该衔铁轴具有设置在其上的小齿轮。

现有技术已经公开了用于带有内燃机的车辆的具有起动继电器的起动器，该起动器通常包括用于驱动内燃机的直流电动机。

在这种起动机或起动马达中，为了起动静止的内燃机而将小齿轮推入齿圈中。然后通过起动马达起动内燃机。只要内燃机进入所谓的自行运转，那么该内燃机就比起动机更快并且超过起动机。为了在此保护起动机以免转速过快，从起动马达到小齿轮的传动链仅在一个方向上进行，即仅在一个周向上进行力传递。对此通常使用自由轮，该自由轮作用在小齿轮的轮缘上。

传动链包括衔铁轴，在该衔铁轴上或在该衔铁轴处设置有多个部件。衔铁轴通常具有用于换向器和摩擦片组的支座面。此外还需要一个合适的面用于支承衔铁。还应该设有一个周向间隙挡块。最后但并非不重要的是，必须确保衔铁扭矩从摩擦片组传递到衔铁轴上并且必须将该衔铁扭矩从衔铁轴传递到太阳轮上。一个至少满足上述功能的衔铁轴通常以不同的等级转动，因此构造有多个轴凸起部。为插齿额外地设置刻槽，通常设置4个刻槽。必须加工插齿并且必须磨削轴颈。

由现有技术已知有其上压装有部件的圆柱轴作为轴。然而，借助这样压装的部件不能或者不能可靠地传递高扭矩。因此，例如EP2 264 872A1或者US6,493,923B1公开了一种圆柱轴，其中多个部件借助压配合设置在该圆柱轴上，然而该圆柱轴并不适用于可靠地传递扭矩、特别是较大的扭矩。

发明内容

具有相应的独立权利要求或其并列权利要求的特征的根据本发明的起动装置以及根据本发明的方法相对于现有技术的优点在于，在用于制造和/或运行用于起动内燃机的电机、特别是如起动机的起动装置的方法中，电机包括具有衔铁轴的传动链，至少一个传动机构相对于衔铁轴不可相对旋转地设置在该衔铁轴上，传动机构的至少一个传动件相对于衔铁轴不可相对旋转地直接设置在衔铁轴上并且传动机构的另一传动件不可相对旋转地设置在该至少一个不可相对旋转地设置在衔铁轴上的传动件上，扭矩直接从一个传动件传递到另一传动件上并且不需要绕行通过衔铁轴。由此也可以将较大的扭矩从一个传动件可靠地传递到另一传动件上。此外仅还需要传动件和衔铁轴的不可相对旋转的连接。在需要传递的扭矩较大的情况下，第二传动件可额外地例如通过压接固定在衔铁轴上。因此在一个实施方式中，两个和/或所有传动件设置在衔铁轴上。在一个实施方式中，和衔铁轴不可相对旋转地连接的传动件构造成摩擦片组。在另一个实施方式中，和摩擦片组不可相对旋转地连接的传动件构造成行星齿轮传动机构的太阳轮。在一个实施方式中，摩擦片组和太阳轮是传动机构的组成部分。在一个实施方式中，至少其中一个传动件力配合地、形状配合和/或材料配合地设置在衔铁轴上。优选该至少一个传动件力配合地和/或材料配合地设置在衔铁轴上，从而不需要继续加工衔铁轴。在一个优选的实施方式中，构造成摩擦片组的传动件力配合地、例如借助压接不可相对旋转地设置在衔铁轴上。在一个实施方式中，多个传动件可松开地彼此不可相对旋转地连接在一起。在另一个实施方式中，多个传动件不可松开地相互连接在一起。

通过从属权利要求中所述的措施可以实现独立权利要求和其并列权利要求中所给出装置的有利的扩展方案和改善方案。

在另一个实施方式中，作为衔铁轴设置有构造成圆柱轴、特别是构造成无凸起和/或光滑的圆柱轴的衔铁轴。圆柱轴在一个实施方式中至少在圆柱轴与设置在圆柱轴上的部件相接触的区域中没有凸起部。圆柱轴优选构造成无凸起的，其中端面上的梯度(Phasen)或倒棱在本发明中不看作是凸起部。因此采用构造成圆柱轴的衔铁轴。圆柱轴可以以一个加工阶段制成，例如通过车削，而在此不会制造出凸起部。在一个实施方式中磨削圆柱轴，即在一个加工阶段进行表面加工。因此相对于现有技术的衔铁轴明显简化了制造工艺。衔铁轴在一个实施方式中构造成光滑的圆柱轴。对此在本发明中是指为支承座相应构造的经表面处理的圆柱轴。该圆柱轴相应地构造成光滑的和/或无凸起的，其中术语“光滑的”和“无凸起的”有部分重叠，因为光滑的轴也指至少在对于其它部件的接触区域中无凸起的轴。传动机构优选特别相对于衔铁轴位置固定地设置在就绪位置上。两个或所有传动件轴向位置固定地设置在就绪位置上。因此避免了传动件特别是沿轴向和/或周向的相对运动。因此这两个传动件没有形成能够产生相对运动的联接。更确切地说，这些传动件共同构成整体不可相对旋转地设置在衔铁轴上的传动机构。在一个实施方式中，传动机构还在轴向上相对于衔铁轴固定地实施。因此，传动机构优选相对于衔铁轴和/或相对于直接邻接的部件、例如轴套位置固定地设置。

本发明的另一个实施方式规定，至少一个不可相对旋转地设置在衔铁轴上的传动件借助力配合和/或材料配合的连接、特别是借助压配合设置在衔铁轴上。通过这种连接方式不需要另外加工衔铁轴。优选采用可以以已知方式实现的压配合。额外地或替代地设置材料配合的连接，例如借助粘合剂、粘结材料等。例如在传递特别高的扭矩的情况下设置两种连接方式的结合。

另一个实施方式还规定，与和衔铁轴不可相对旋转地相连的传动件连接的传动件借助间隙配合设置在衔铁轴上。因此仅需要一个传动件和衔铁轴不可相对旋转地连接。这些传动件彼此不可相对旋转地连接在一起。因此一个传动件、例如太阳轮能够轻松地套在衔铁轴上。例如借助联接机构实现传递。该联接机构在一个实施方式中实施为单独的部件。在另一个实施方式中，联接机构至少部分地集成在至少一个传动件中，优选集成在两个或所有传动件中。联接机构优选在两个传动件之间延伸并且相互地啮合在这两个传动件中。

根据本发明的具有相应独立权利要求特征或相应并列权利要求特征的装置相对于现有技术的优点在于，在用于起动内燃机的电机、特别是如起动机的起动装置中，电机包括具有衔铁轴的传动链，至少一个传动机构相对于衔铁轴不可相对旋转地设置在该衔铁轴上，设有用于实施上述方法的器件，特别是传动机构的至少一个传动件相对于衔铁轴不可相对旋转地直接设置在衔铁轴上并且传动机构的另一传动件不可相对旋转地设置在该至少一个不可相对旋转地设置在衔铁轴上的传动件上，扭矩直接从其中一个传动件传递到另一传动件上并且不需要绕行通过衔铁轴。和衔铁轴不可相对旋转地连接的传动件优选是摩擦片组。和摩擦片组不可相对旋转地连接的传动件优选是太阳轮。在一个实施方式中，这些传动件可松开地彼此不可相对旋转地连接在一起。在另一个实施方式中，这些传动件不可松开地相互连接在一起。

通过从属权利要求中描述的措施可以实现独立权利要求和其并列权利要求中所给出装置的有利的扩展方案和改善方案。

在一个实施方式中，这些器件包括至少一个构造成圆柱轴的衔铁轴，特别是无凸起和/或光滑的圆柱轴。圆柱轴在一个实施方式中优选构造成无凸起的，至少在对于和衔铁轴相连的部件的接触区域中构造成无凸起的。进一步优选使衔铁轴构造成光滑的衔铁轴，特别是构造成表面经连续加工的圆柱轴。

另一个实施方式规定，该器件包括衔铁轴上的不可相对旋转地设置在衔铁轴上的至少一个传动件，该传动件借助力配合和/或材料配合的连接、特别借助压配合与衔铁轴相连。因为衔铁轴优选构造成无凸起的，所以构造成摩擦片组的传动件优选力配合地与衔铁轴相连。

另一个实施方式还规定，该器件包括和与衔铁轴相连的传动件不可相对旋转地连接的传动件，特别是借助间隙配合设置在衔铁轴上的传动件。和衔铁轴不可相对旋转地连接的传动件构造成摩擦片组。和摩擦片组不可相对旋转地连接的传动件优选构造成行星齿轮传动机构的太阳轮。因为太阳轮和摩擦片组不可相对旋转地相连，所以不需要将扭矩从摩擦片组传递到需要和衔铁轴不可相对旋转地相连的太阳轮上。但是在一个实施方式中例如为了传递大的扭矩而使太阳轮和衔铁轴不可相对旋转地相连。优选太阳轮带有间隙地设置在衔铁轴上。

另一个实施方式规定，该器件包括至少一个用于联接传动件的联接机构，传动件借助该联接机构彼此不可相对旋转地啮合在一起。该联接机构在一个实施方式中实施为单独的部件。在一个优选的实施方式中，联接机构至少部分地集成构造在至少一个传动件中。一个优选的实施方式规定，联接机构和太阳轮以一件式构造。联接机构在一个实施方式中构造成太阳轮的环形隆起部。隆起部在远离太阳轮的一侧上具有凸缘状的环形凸起部。在一个实施方式中至少一个突出部、优选多个突出部从隆起部的远离太阳轮的端面伸出。这些突出部构造用于啮合在摩擦片组、即另一传动件的相应凹空部中。相应地摩擦片组具有优选和突出部互补的多个凹空部。这些突出部在一个实施方式中至少部分地具有非旋转对称的横截面。在一个实施方式中，在多个突出部的情况下设置多个非旋转对称的横截面。在仅有一个突出部的情况下必须设置一个非旋转对称的横截面。环形的隆起部，即凸缘状的凸起部和太阳轮之间的部分优选构造成用于轴套的支座。

相应地，一个实施方式规定，联接机构构造成支承座，以旋转地支承衔铁轴连同传动机构。因此衔铁轴仅以一个端部直接支承在轴套内部。衔铁轴以另一端部通过联接机构支承在轴套中。

传动机构设置用于动力传动装置。在一个构造成起动装置的电机的实施方式中规定，动力传动装置包括至少一个行星齿轮传动机构、一个自由轮、一个小齿轮、带动件和/或衔铁。该动力传动装置有利地确保了从衔铁轴到行星齿轮传动机构、自由轮、小齿轮、和/或衔铁的力传递，特别是扭力传递。动力传动装置优选确保了将力传递到所有这些部件上。

根据本发明，动力传动装置是行星齿轮传动机构、自由轮、小齿轮、带动件和/或衔铁。

附图说明

附图中示出了本发明的实施例并在下面的描述中详细对其进行阐述。附图中：

图1示出了构造为起动装置的电机的横剖视图，

图2示出了根据图1的电机围绕衔铁轴的局部剖面图，

图3示出了设置在衔铁轴上的两个传动件处于装配状态下的透视图，

图4示出了图3所示部件的剖面透视图，

图5示出了衔铁轴以及不可相对旋转地设置在其上的传动件的透视图，

图6示出了衔铁轴的单独透视图，

图7示出了具有太阳轮的传动件的单独透视图，和

图8示出了根据图7的具有太阳轮的传动件的另一透视图。

具体实施方式

图1在横剖视图中示出了构造成起动装置的具有继电器42的内燃机电机100，该继电器也实施为开关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和外罩13，该壳体件和外罩通过未详细示出的螺钉相互连接。圆柱形的壳体件11在后面通过外罩13而闭合，指向外的轮毂成型在外罩的中间部分中。轴颈位于轮毂中，电起动马达18的衔铁轴17的后端17a支承在该轴颈中，该电起动马达的衔铁用附图标记19表示。在衔铁19的径向外部有起动马达18的多个(永久)磁体28位于壳体件11的壁上。衔铁轴17的前端以直径相同的末端区段22支承在从动轴24的同轴延伸的未详细示出的盲孔23中。从动轴24的另一端部支承在闭合壳体件11的轴承端盖25和成型在其上的轮毂26中。衔铁轴17在其靠近轴承端盖25的端部附近具有带有齿部的太阳轮28，多个行星齿轮29啮合到该齿部中，这些行星齿轮也和行星齿轮传动机构31的位于外部的固定的内齿轮30相啮合(＝中间轴)。

行星齿轮架12驱动从动轴24，在该从动轴上设置有自由轮33，该自由轮的内圈34具有构造成隆起部的小齿轮35，外齿部36构造在该小齿轮上。自由轮33的外圈37也称为带动件，该外圈通过多头螺纹38和从动轴24相连。一个所谓的啮合弹簧39作用在多头螺纹上。通过自由轮33的轴向移动可以使外齿部36和内燃机的齿圈40相啮合从而实现起动过程。这借助于(接通)继电器42来实现，接通电流时在该继电器中衔铁通过隆起部43使得杆件44偏转，该杆件通过位于两个轮盘46之间的连杆45向左移动自由轮33。杆件44以双臂的形式构造并且借助销48可偏转地设置在相对于壳体固定的轴承49中。

电刷板53贴靠在外罩13上，该电刷板和外罩13用螺钉相连。电刷板53以一件式构造。特别是由塑料构成的电刷架固定在该电刷板上，在弹簧压力的作用下贴靠在换向器63处的碳刷安置在该电刷架中，该换向器设置在衔铁轴17上。碳刷通过联接用绞线连在电缆接线柱上，该电缆接线柱和接通继电器42的触点68相连。绞线穿过设置在壳体件11中的孔中的密封件70。电刷板53借助螺钉62固定在外罩13上。

接合线路110包括杆件44，该杆件移动外圈或带动件37。带动件37是自由轮组的一部分并且比自由轮33更短。该自由轮是动力传动装置120的组成部分。动力传动装置120包括传动机构130。该传动机构130包括这里示出的实施例中的两个传动件135、136。传动件135不可相对旋转地、这里通过压配合和衔铁轴17相连。传动件135构造成摩擦片组19a(参见图2)。另一个传动件136构造成太阳轮28。

图2示出了根据图1的电机100围绕着衔铁轴17的剖面图。衔铁轴17在轴向A上延伸。在所示实施例中，衔铁轴17构造成光滑的和/或无凸起的圆柱轴，该圆柱轴延伸穿过换向器63、衔铁19和太阳轮28。衔铁轴17在其后端17a上支承在轴套140中，该轴套又支承在构造成换向器支座的外罩13中。构造成摩擦片组19a的传动件135不可相对旋转地、这里借助压配合设置在衔铁轴17上。传动件136邻接在传动件135上并且不可相对旋转地和其相连。构造成太阳轮28的传动件136套在衔铁轴17上并且啮合到摩擦片组19a中。衔铁轴17通过传动件136支承在轴套141中。轴套141安置在中间轴承145中。

图3示出了设置在衔铁轴17上的两个传动件135、136处于装配状态下的透视图。构造成摩擦片组的传动件19a不可相对旋转地设置在光滑的衔铁轴17上。衔铁轴17穿过两个传动件135、136。传动件136邻接在传动件135上。同时传动件136一体式地具有联接机构150，借助该联接机构实现了和传动件135的不可相对旋转的连接。

图4在剖面透视图中示出了图3所示的部件。摩擦片组19a通过压配合设置在衔铁轴17上。传动件136借助联接机构150、更确切地借助联接机构150的突出部151接合入传动件135的相应凹空部152中。联接机构150和传动件136单件式地相互连接或单件式地构造。太阳轮28在此具有环形的隆起部153。该隆起部的直径大于太阳轮28的外直径。隆起部153的表面构造成支承座以容纳在轴套141中。一个凸缘状的凸起部154连接在隆起部153上。突出部151从凸起部的靠近摩擦片组19a的一侧伸出，然后该突出部啮合到摩擦片组19a的互补的凹空部152中以形成不可相对旋转的连接。

图5在透视图中示出了衔铁轴17和不可相对旋转地设置在其上的传动件135，该传动件构造成摩擦片组19a。摩擦片组19a具有用于容纳多个突出部151的多个凹空部152。这些凹空部152构造成沿轴向延伸的多个通孔152a。这些通孔位于和衔铁轴17径向等距相间隔的位置上，在衔铁轴17的周向上以大约120°相互错开地安置。其它的实施方式也是可以考虑的。

图6示出了衔铁轴17的单独透视图。衔铁轴17构造成无凸起的圆柱轴。该圆柱轴构造有抛光的表面。该圆柱轴在端面具有倒棱。因此，衔铁轴17构造成光滑而没有梯度、特殊的工作面、止动面以及没有插齿的圆柱轴。传动件136套在无插齿的衔铁轴17上。

图7示出了具有太阳轮28的传动件136的单独透视图。太阳轮28和与太阳轮28一件式构造的联接机构150具有共同的用于衔铁轴17的通孔。太阳轮28具有齿部。该齿部在径向上从邻接的隆起部153伸出或者这两者在径向上大致齐平。隆起部153的表面构造用于在轴套141中的支承。凸缘状的凸起部154连接在隆起部153的远离太阳轮28的端部上。三个突出部151从其靠近摩擦片组19a的端面轴向地伸出。这三个突出部与通孔径向等距相间隔地构造。这些突出部在周向上以大约120°相互错开。突出部的横截面为圆形并且具有逐渐变细的端部以更好地插入到摩擦片组19a的相应凹空部152中。

图8在另一透视图中示出了根据图7的具有太阳轮28的传动件136。这里可以明显看出突出部151在凸起部154的端面上的设置。代替三个突出部151，也可以设置其它数量的突出部151。这些突出部151可以具有不同或相同的横截面。在仅有一个突出部151的情况下必须使突出部和相应凹空部具有一个非旋转对称的横截面。

Claims (10)

1.用于制造和/或运行用于起动内燃机的电机(100)的方法，所述电机特别是如起动机的起动装置，所述电机包括具有衔铁轴(17)的传动链，至少一个传动机构(130)相对于所述衔铁轴(17)不可相对旋转地设置在该衔铁轴上，其特征在于，所述传动机构(130)的至少一个传动件(135)相对于所述衔铁轴不可相对旋转地直接设置在所述衔铁轴(17)上并且所述传动机构(130)的另一传动件(136)不可相对旋转地设置在该至少一个不可相对旋转地设置在所述衔铁轴(17)上的传动件(135)上。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述衔铁轴(17)是构造成圆柱轴、特别是构造成无凸起和/或光滑的圆柱轴的衔铁轴(17)。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述至少一个不可相对旋转地设置在衔铁轴(17)上的传动件(135)借助力配合和/或材料配合的连接、特别是借助压配合设置在所述衔铁轴(17)上。

4.按照前述权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，与和所述衔铁轴(17)不可相对旋转地相连的传动件(135)连接的传动件(136)借助间隙配合设置在所述衔铁轴(17)上。

5.用于起动内燃机的电机(100)，特别是如起动机的起动装置，所述电机包括具有衔铁轴(17)的传动链，至少一个传动机构(130)相对于所述衔铁轴(17)不可相对旋转地设置在该衔铁轴上，其特征在于，设有用于实施按照前述权利要求1至4中任一项所述的方法的器件，特别是，所述传动机构(130)的至少一个传动件(135)相对于所述衔铁轴不可相对旋转地直接设置在所述衔铁轴(17)上并且所述传动机构(130)的另一传动件(136)不可相对旋转地设置在该至少一个不可相对旋转地设置在所述衔铁轴(17)上的传动件(135)上。

6.按照权利要求5所述的电机(100)，其特征在于，所述器件包括至少一个构造成圆柱轴的衔铁轴(17)，特别是无凸起和/或光滑的圆柱轴。

7.按照权利要求5或6所述的电机(100)，其特征在于，所述器件包括所述衔铁轴(17)上的不可相对旋转地设置在所述衔铁轴(17)上的至少一个传动件(135)，所述传动件借助力配合和/或材料配合的连接、特别是借助压配合与所述衔铁轴(17)相连。

8.按照前述权利要求5至7中任一项所述的电机(100)，其特征在于，所述器件包括和与所述衔铁轴(17)相连的传动件(135)不可相对旋转地连接的传动件(136)，所述传动件(136)借助间隙配合设置在所述衔铁轴(17)上。

9.按照前述权利要求5至8中任一项所述的电机(100)，其特征在于，所述器件包括至少一个用于联接所述传动件(135、136)的联接机构(150)，所述传动件(135、136)借助所述联接机构彼此不可相对旋转地接合。

10.按照前述权利要求5至9中任一项所述的电机(100)，其特征在于，所述联接机构(150)是支承座，以旋转地支承所述衔铁轴(17)连同所述传动机构(130)。