CN105391218A - 具有构造为驱动端支架的壳体和支承在其中的齿圈的电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有构造为驱动端支架的壳体和支承在其中的齿圈的电机，具体而言，电机具有构造为驱动端支架(19)的壳体件、作为驱动器的电动马达(13)、行星齿轮传动机构(153)和驱动元件(22)，其中，行星齿轮传动机构(153)具有至少一个行星齿轮(16)，该行星齿轮与齿圈(73)啮合，并且通过行星齿轮(160)可驱动与驱动元件(22)联接的轮架(95)，其中，齿圈(73)具有至少一个接合元件，并且壳体件具有至少一个接合元件，并且至少两个接合元件交错地彼此接合，其特征在于，中间轴承支架(98)具有至少一个接合元件，并且壳体件具有至少一个接合元件，并且至少两个接合元件交错地彼此接合。

Description

具有构造为驱动端支架的壳体和支承在其中的齿圈的电机
技术领域
本发明涉及一种具有构造为驱动端支架的壳体和支承在其中的齿圈的电机。
背景技术
由文献EP460824Al和EP0863309Al分别已知用作用于内燃机的起动装置的电机。为了改变在此设置的作为驱动器的电动马达的转速和转矩特性以驱动优选实施为小齿轮的驱动元件，公开了行星齿轮传动机构。行星齿轮传动机构具有齿圈，齿圈支承在构造为驱动端支架的壳体件中。为此，齿圈的接合元件接合到壳体或驱动端支架的接合元件中。
设置成将在齿圈中产生的振动直接传递给在声学方面具有有利的空气声辐射和减振特性的构件。壳体或驱动端支架基于其几何结构实现该特性，壳体或驱动端支架具有多个截面变化并且与此相关地具有多个刚性突变和很小的辐射面。
在机动车中的很小的且在听觉的感观方面可接受的噪声越来越得到重视。即使在仅仅几秒钟之后结束的起动过程中也同样如此。起停应用和在将来所谓的“滑行”进一步提高了要求并且需要相应的在声学方面最佳的起动器。所谓的滑行在技术方面已知一种方法，即在交通运输运行期间、在内燃机不必传递驱动功率期间，内燃机被切断并且仅当必须传递驱动功率时才再次将内燃机接通。此类行驶状态例如在下坡行驶期间存在，从而仅在例如再次过渡到平面中或甚至再次过渡到上坡行驶中之后才传递驱动力矩或需要驱动功率并且由此在行驶期间必需实施起动过程。
在起动器中的主噪声源中的一个是通常实施为行星齿轮传动装置的行星齿轮传动机构。由于交替的齿啮合和由此引起的刚性波动使邻接的构件受到激励并且由此置于振动中。振动的一部分在构件处作为空气噪音发出或传导给其他的周围的起动器构件或甚至马达侧的构件(即，内燃机的构件)(固体传声)。在上述的传动装置实施方案中，构件直接受到激励，构件的几何形状仅少许地具有横截面变化并且具有很低的固有频率和很大的辐射面。因此，该构件具有不利于避免噪声的振动性能。首先，齿圈直接连接到极靴、中间轴承和轴承盖处在声学方面是不利的。
应考虑作为噪声源的齿圈固定在起动器中使得尽可能少的构件受到激励。需要的力矩支撑应在此通过具有很好的减振特性的不对称的构件来实现。对邻接的构件的激励应得到避免或减少。
发明内容
根据独立权利要求1的特征规定，电机配备有构造为驱动端支架的壳体、作为驱动器的电动马达、行星齿轮传动机构和驱动元件。行星齿轮传动机构具有与齿圈啮合的至少一个行星齿轮，并且其中，可通过至少一个行星齿轮驱动与驱动元件联接的轮架。齿圈具有至少一个接合元件，并且壳体件具有至少一个接合元件。两个接合元件交错地彼此接合。设置成中间轴承支架具有至少一个接合元件，并且壳体件具有至少一个接合元件，并且两个接合元件交错地彼此接合。
如果齿圈的接合元件为榫部，并且驱动端支架的接合元件为凹槽，则得到具有更少凹口的齿圈，凹口可削弱齿圈的机械负载能力。在一种替代的实施方案中，如果齿圈的接合元件为凹槽，并且驱动端支架的接合元件为榫部，则比起相反的情况齿圈的质量将更大。这是因为，由于凹槽处在外周处并且凹槽用作凹口，齿圈的环必须整体实施得稍微更坚固些，以便获得相同的强度。这具有的优点是，由此、即通过齿圈的更高的质量，由于高的频率会产生更少的壳体激励。齿圈不那么容易地对激励有所反应。
此外，规定中间支承支架的接合元件和齿圈的接合元件沿轴向相继地支承在壳体件中。这使得在中间轴承支架中将例如承受的由驱动元件引起的力传递到壳体中，而没有通过该力使齿圈受到不利影响。作为力在此可能是轴向力和/或径向力和/或横向力或切向力。从驱动元件来看，力还在齿圈之前在壳体中进行吸收。这例如可通过中间轴承支架的柱状的配合部(Einpass)发生和/或通过优选模制在中间轴承支架处的接合元件发生，该配合部装入到壳体的筒状的容纳部中。此时，作用到齿圈上的力沿轴向(行星齿轮轴的转动轴线)仅在中间轴承支架的柱状的配合部之后传递到壳体中。作为替代或附加地，还可将施加到中间轴承支架上的力在齿圈的相同的周向位置处传递到壳体中，这又可通过优选模制在中间轴承支架处的接合元件实现。在另一替代方案中或附加地还可将施加到中间轴承支架上的力在齿圈的相同的轴向位置处传递到壳体中，这又可通过优选模制在中间轴承支架处的接合元件实现。
通过这种类型的解耦还使在齿圈中的滚动的行星齿轮免受相应的力和由此施加的振动的负荷并且由此提高行星齿轮传动机构的疲劳强度并且还减少噪声生成。解耦还相反地引起这样的效果：由太阳轮施加的转动加速度和与此相关的转动力波动通过齿圈的接合元件传递到驱动端支架的接合元件中。通过与齿圈解耦的、在小齿轮和行星齿轮传动机构之间的中间轴承支架使中间轴承支架仅就间接地通过力波动加载。由此显著降低中间轴承支架的激励，从而首先显著降低地激励中间轴承支架的平面区域。根据一种变型方案还可规定，中间轴承支架的接合元件和齿圈的接合元件类型相同(榫部或凹槽)并且与此相应地齿圈的接合元件以及中间轴承支架的接合元件(例如实施为榫部)接合到壳体的共同的凹槽中。作为替代可规定，壳体的实施为榫部的接合元件相互彼此接合到中间轴承支架的凹槽中以及在齿圈的凹槽中。尤其规定，中间轴承支架的接合元件和齿圈的接合元件类型相同并且接合到壳体的相同的接合元件中。作为替代还可规定，中间轴承支架的接合元件接合到壳体的配合件或接合元件中，并且齿圈的接合元件接合到壳体的配合件或接合元件中，其中，壳体的用于齿圈的接合元件是与例如在壳体中的用于中间轴承支架的接合元件不同的接合元件。
根据另一替代方案规定，齿圈的接合元件和中间轴承支架的接合元件在壳体的内周处交替，并且在此通过壳体件的接合元件分开。在这种布置方案中，齿圈的接合元件和中间轴承支架的接合元件还是毗邻。
根据另一替代方案规定，齿圈的接合元件和中间轴承支架的接合元件布置在壳体的相同的周向位置处。
优选地规定，在起动小齿轮和齿圈之间的中间轴承支架以及另一中间轴承支架之间布置有齿圈，并且该另一中间轴承支架支承电动马达的转子轴。在此齿圈和该另一中间轴承支架组合成一个单元(一体式地或装配成一个单元)。此外，优选地规定，在壳体的内周处的桥接部能导电地与电动马达的构件(优选电动马达的极管)优选通过端侧的贴靠连接。这实现从电动马达的构件(其例如与所谓的负极电刷电气连接)通过壳体到负的端子(优选接地路径，内燃机的壳体)处的传导电流的路径。
本发明不限于所谓的自由悬臂式起动装置。本发明同样可用在所谓的嘴式起动器(Maulstarter)中。在嘴式起动器中，驱动端支架盖开口状地搭接起动小齿轮，参见文献DE19955061A。
附图说明
下面在多个附图中示出了实施例。其中：
图1示出了根据本发明的起动装置的纵截面，
图2示出了图1的起动装置的零件的分解图示，
图3示出了图1的电机的横截面，
图4示出了根据图3中的截面线IV的周向截面，
图5示出了图1的电机的细节的部分截面的立体视图，
图6根据图3中的截面线VI示出了行星齿轮传动机构的局部截面图示，
图7根据图3中的截面线VII示出了行星齿轮传动机构的局部截面图示，
图8示出了起动装置的第二实施例的零件的分解图示。
具体实施方式
图1以纵截面示出了呈起动装置的形式的电机10。该起动装置例如具有起动马达13和预啮合致动器16，预啮合致动器例如实施为继电器更确切地说是起动继电器。起动马达13和电的预啮合致动器16固定在共同的驱动端支架护罩19上。起动马达13在功能上用于当驱动元件22接合至在此未示出的内燃机的齿轮圈25中时转动地驱动该驱动元件，驱动元件在此实施为起动小齿轮。预啮合致动器16用于借助于叉形杆24使驱动元件22接合到齿轮圈25中。
起动马达13具有带有极管28的壳体26，极管在其内周承载极体31。由此形成定子29。极体31又包围转子37(电枢)，转子具有由薄片构造的电枢铁芯43和布置在凹槽中的电枢绕组。此外，在驱动轴44的背离驱动元件22的端部处安装有整流器52。整流器52更确切地说其整流器片55在运行中通过碳刷58通电。
在转动轴线63的方向上在转子37两侧分别存在支撑轴承组件66和69。支撑轴承组件66是可选的。在起动小齿轮或驱动元件22和电枢铁芯43之间的可选的支撑轴承组件66在此以如下方式建造：在极管28中插入中间轴承支架68，中间轴承支架在这种情况下布置在齿圈73和电枢铁芯43之间。中间轴承支架68具有中央的容纳部72，容纳部具有基本上筒状的轴套75。容纳部72具有防止轴套75朝驱动元件22的方向上移位的边缘78。在轴套75中支撑有驱动轴44。对此使用尤其特别光滑的轴承区段81。支撑轴承组件66不仅适合于使轴向的支承力作用到所支承的零件上，而且适合于使径向的支承力作用到所支承的零件上。
在转子37的另一侧上、即在转子的背离驱动元件22的一侧上有另一支撑轴承组件69。支撑轴承组件69在此如此建造，即，例如与驱动轴44实施成一体的轴颈85支承在轴套88中。轴套88又容纳在盆状的成形部91中。成形部91与封闭壳体26的轴承盖60实施成一体。
从驱动元件22来看，在驱动元件22和齿圈73之间存在在此简短地用关键词提及的以下构件：驱动元件22坐落在空心轴93上，空心轴可转动移动地支承在驱动端支架护罩19中的滚子轴承94中。驱动轴的右侧的端部形成自由轮机构86的内圈。自由轮机构86又在带动轴89中运转，带动轴在其内侧处具有多线螺纹内齿部90。多线螺纹内齿部90与加工在行星齿轮轴92的外侧上的多线螺纹外齿部96啮合。行星齿轮轴92借助于两个滑动轴承套筒97支承已经提到的从动轴，并且行星齿轮轴在其右端、即面向行星齿轮传动机构或行星齿轮传动装置的端部处优选终止在行星齿轮架95中。
随后说明的结构说明了在齿圈73两侧的布置方案。在齿圈73和在驱动端支架护罩19中的凸肩100之间优选存在中间轴承支架98。中间轴承支架98具有中央的轴承容纳部102，轴承容纳部基本上具有筒状的内轮廓。该筒状的内轮廓容纳滑动轴承105。滑动轴承105在行星齿轮架95和多线螺纹之间支撑行星齿轮轴92。在轴承容纳部102或滑动轴承105和行星齿轮架95之间存在套环108，其防止滑动轴承105朝行星齿轮架95的方向移动。
图2示出了第一实施例的一些零件的分解图示。驱动端支架护罩19具有第一开口110，在其中插入中间轴承支架98。通过用于支承在此没有示出但已经在图1中示出的叉形杆的开口113使开口116(在其中接合有预啮合致动器16(接通继电器))与开口110连接。未示出的小板对于在此未示出的叉形杆的在此未示出的螺栓末端用作力吸收部、或作为转动支承。未示出的密封元件通过预啮合致动器16压向小板。
中间轴承支架98总地具有扁平的盆状形状，其具有中央的轴承容纳部102和其中央开口。沿径向向外联接有环状的护板区域125，其过渡到沿轴向很短的环状壁127中。从环状壁127沿径向向外延伸出环状的凸缘128。在周向方向上不同的、一件式地模制到中间轴承支架98处的区域起始于环状的凸缘128。因此，四个护板区域130基本上以90°间隔地相对而置。在护板区域130之间存在四个部分弧状的桥接部132。在总计四个桥接部132和护板区域130之间分别存在间隙135。因此在两个护板区域130之间存在间隙135，其由桥接部132和另一间隙135紧接。护板区域130基本上是柱形外罩状。
桥接部132具有贴靠在凸肩100的端面139处的后壁137。护板区域130同样具有贴靠在凸肩100的端面139处的后壁142。
凸肩100的柱状部分、用于中间轴承支架98的配合部吸收通过驱动元件22作用的横向力。
在观察构造为驱动端支架护罩19的壳体的开口110时可识别出在壳体的内周处的结构。在此，该结构例如包括被间隙147中断的、向内取向的桥接部145。因此，在该示例中，在此还与图3相比，总计八个桥接部145和八个间隙147在开口110的内周处交替。在筒状环形部段状的间隙147中，通过推入中间轴承支架98将四个护板区域130和四个桥接部132分别在两个桥接部145之间推入到间隙147中，直至护板区域130和桥接部132的所提到的后壁137或142贴靠在桥接部145之间的端面139处。
在推入中间轴承支架98时，利用中间轴承支架98装配轴92，即，行星齿轮传动机构153的行星齿轮支架的法兰150处在护板区域125之前。在这种情况下在法兰150中插入三个轮销156。在在此例如为行星齿轮轴的轮销上分别坐落有压入到行星齿轮160中的滑动轴承套筒159或滚针套筒。在在此示出的三个行星齿轮160之间居中地存在太阳轮161。太阳轮161在中间具有用作带动件的齿部。该齿部最终用于插装到转子轴上。齿圈73围绕着例如三个行星齿轮160布置。该齿圈在其外周处优选具有中断基本上柱状的外周的四个榫部163。在此在该示例中，四个榫部163以90°的间距间隔开。
如此预装配的齿圈73在此布置成使得在护板区域130之间(近似居中地在护板区域130之间)布置有榫部163。最终在该示例中装配另一中间轴承支架68。该中间轴承支架68优选护板状地构造，即，在中间轴承支架68的外周和轴套75的外周之间设置有闭合的环状的壁175。沿径向在环状的壁175之外存在被间隙177中断的外轮廓。因此，该外轮廓具有多个桥接部180和182。桥接部180和182在中间轴承支架68的外周处交替。桥接部180在其在周向方向上的延伸方面与桥接部132匹配。桥接部182又与护板区域130的周向上的延伸匹配。与中间轴承支架68的外周沿径向稍微向内错位地在轴向方向上延伸有优选四个弧状的桥接部186，该桥接部以其径向外侧用于对极管28在其内周处进行对中，也可参考图1。
在图3中示出了根据图1的截面线的横截面。在两个桥接部145之间相应优选地容纳有榫部163。在两个示例性的其间没有布置榫部163的桥接部之间存在护板区域130。在该图示中没有示出桥接部132布置在两个桥接部145之间，在桥接部145之间容纳有榫部163。这意味着，桥接部132在图3的观察者的观察方向上来看布置在榫部163之后。
图4对这种情况进行了说明。在此根据在图3中的截面线IV–IV示出了沿径向外部的相应于截面线的展开视图。在此可很好地看出桥接部132和180容纳在榫部163之间。在容纳在护板区域130之间的两个其他的桥接部145之间还存在桥接部182，其以端面190朝护板区域130指向。
在图1至图6中示出了构造为起动器或起动装置的电机10。电机10具有构造为驱动端支架19的壳体件。此外，电机具有作为驱动器的电动马达13和行星齿轮传动机构153。通过电动马达13驱动驱动元件22或可由此驱动驱动元件22。驱动元件22示例性地实施为驱动小齿轮或起动小齿轮。行星齿轮传动机构153例如具有与齿圈73啮合的行星齿轮160–在该示例中优选有三个行星齿轮。通过行星齿轮160可驱动轮架95，其在此例如为行星齿轮架。轮架95与驱动元件22联接，从而可通过电动马达13驱动驱动元件22。齿圈73具有接合元件，并且壳体件同样具有接合元件，其中，两种接合元件交错地彼此接合。齿圈73的接合元件在此优选实施为榫部163，并且壳体件的接合元件优选实施为一个或多个桥接部145。例如在图3和图4中清楚地示出了齿圈73的接合元件和壳体件的接合元件的相互接合。在齿圈73和壳体件之间吸收和传递切向力并且必要时还吸收和传递径向力。因此优选设置成，齿圈的接合元件形成榫部163，并且驱动端支架19的接合元件优选在两个桥接部145之间形成构造为凹槽的间隙147。设置成，中间轴承支架98具有接合元件，并且壳体件具有接合元件，并且两种接合元件彼此相互接合。
此外，设置成中间轴承支架98布置在分开的齿圈73和驱动元件22之间。中间轴承支架98支承在壳体件中，其中，中间轴承支架98具有接合元件，并且壳体件具有接合元件。两种接合元件彼此相互接合。尤其设置成中间轴承支架98具有作为接合元件的桥接部132，并且壳体件具有作为接合元件的、在两个桥接部145之间的间隙147。
如尤其在图3中示出的那样，在电机中尤其设置成，齿圈的、优选呈榫部163的形式的接合元件和中间轴承支架98的接合元件布置在壳体件的相同的周向位置处。
此外，设置成榫部163在壳体件中的间隙147中在一轴向方向上通过中间轴承支架98的作为接合元件的桥接部132来限制，并且在另一轴向方向上通过盖的桥接部180来限制，其中，盖优选构造为另一中间轴承支架68并且支承电动马达13的转子轴84。由此中间轴承支架98的接合元件和齿圈73的接合元件沿轴向关于轮架的转动轴线相继支承在壳体件中。
图5示出了第一实施例的另一细节。如可很好地识别出的那样，桥接部145穿过中间轴承支架68的间隙177伸出。因此，在此未示出的极靴螺杆(其将电刷侧的盖60压向极管28并且将极管压向桥接部145)在桥接部145的沿轴向取向的端面178和极管28的与该端面178相反取向的端面之间建立能导电的接触。极管28的相应的端面具有附图标记200。
在图6中示出了构造为凹槽的、优选在两个桥接部145之间的间隙147的部分纵向截面。以轴向的顺序得到中间轴承支架98的凸肩100与凸肩的端面139、桥接部132的后壁137、桥接部132、榫部163、中间轴承68的桥接部180和极管28。
在图7中示出了构造为凹槽的、优选在两个桥接部145之间的间隙的部分纵向截面。该间隙容纳护板130。以轴向的顺序得到中间轴承支架98的凸肩100与凸肩的端面139、护板区域130的后壁137、中间轴承68的桥接部182和极管28。
在第一实施例中，不仅桥接部132而且护板区域130设置为中间轴承支架侧的接合元件，其相应吸收力，例如横向力和/或径向力和/或切向力。
作为替代，该实施例可如此修改，即，为了吸收力，作为中间轴承支架98的接合元件仅存在桥接部132。
作为替代，该实施例可如此修改，即，为了吸收力，作为中间轴承支架98的接合元件仅存在护板区域130。
在图8中示出了第一实施例的修改方案。简而言之概括成，修改大部分涉及在行星齿轮传动机构153和转子37之间的中间轴承支架和齿圈。齿圈和中间轴承支架组合成一个构件并且优选实施成一体(例如实施成一件式的注塑件或组装单元)。相比于第一实施例，由齿圈和中间轴承支架构成的单元202相对于第一实施例的两个零件组合成一个零件。中间轴承支架98的接合元件和齿圈73的接合元件–并且由此在此单元的接合元件–在壳体的内周位置中交替。这是因为作为接合元件的护板区域130和作为接合元件的榫部163在周向方向上相继。
在相同的实施例中，中间轴承支架98的作为接合元件的桥接部132和齿圈73的作为接合元件的榫部163-并且由此在此单元的接合元件–如此布置，即，齿圈73的接合元件和中间轴承支架98的接合元件布置在壳体件相同的周向位置处。因此，齿圈73的接合元件不仅在周向方向上而且在轴向方向上与中间轴承支架98的接合元件毗邻。
作为替代，该实施例可如此改变，即，为了吸收力，作为中间轴承支架98的接合元件仅存在桥接部132。
作为替代，该实施例可如此改变，即，为了吸收力，作为中间轴承支架98的接合元件仅存在护板区域130。

Claims (10)

1.一种电机，其具有构造为驱动端支架(19)的壳体件、作为驱动器的电动马达(13)、行星齿轮传动机构(153)和驱动元件(22)，其中，所述行星齿轮传动机构(153)具有至少一个行星齿轮(16)，该行星齿轮与齿圈(73)啮合，并且通过所述行星齿轮(160)能够驱动与所述驱动元件(22)联接的轮架(95)，其中，所述齿圈(73)具有至少一个接合元件，并且所述壳体件具有至少一个接合元件，并且所述至少两个接合元件交错地彼此接合，其特征在于，中间轴承支架(98)具有至少一个接合元件，并且所述壳体件具有至少一个接合元件，并且所述至少两个接合元件交错地彼此接合。
2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述齿圈(73)的至少一个接合元件为榫部(163)，并且所述驱动端支架(19)的至少一个接合元件为间隙(147)。
3.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述齿圈(73)的至少一个接合元件为凹槽(203)，并且所述驱动端支架的至少一个接合元件为榫部(206)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，所述中间轴承支架(98)的至少一个接合元件和所述齿圈(73)的至少一个接合元件相继支承在所述壳体件中。
5.根据上述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，所述齿圈(73)的至少一个接合元件和所述中间轴承支架(98)的至少一个接合元件在所述壳体的内周位置中交替。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电机，其特征在于，所述齿圈(73)的至少一个接合元件和所述中间轴承支架(98)的至少一个接合元件布置在所述壳体件的相同的周向位置处。
7.根据上述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，在所述中间轴承支架(98)和另一中间轴承支架(68)之间布置有分开的所述齿圈(73)，并且所述另一中间轴承支架(68)支承所述电动马达(13)的转子轴(84)。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的电机，其特征在于，在所述中间轴承支架(98)和另一中间轴承支架(68)之间布置有所述齿圈(73)，并且所述另一中间轴承支架(68)支承所述电动马达(13)的转子轴(84)，其中，所述齿圈(73)和所述另一中间轴承支架(68)组合成一个构件。
9.根据上述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，所述齿圈(73)的至少一个接合元件不仅在周向方向上而且在轴向方向上与所述中间轴承支架(98)的至少一个接合元件毗邻。
10.根据上述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，在所述壳体件的内周处的桥接部(145)能够导电地与所述电动马达(13)的构件、优选与所述电动马达(13)的极管(18)优选通过端侧的贴靠连接。
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