DE102008040107A1

DE102008040107A1 - Elektrische Maschine mit elektrischen Anschlüssen, Stecker und Steckverbindungen

Info

Publication number: DE102008040107A1
Application number: DE200810040107
Authority: DE
Inventors: Mathias Fein; Reiner Hirning
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-07-03
Filing date: 2008-07-03
Publication date: 2010-01-07
Also published as: JP2011526664A; WO2010000821A2; EP2297449A2; US20110168115A1; CN102138275A; WO2010000821A3; US8967108B2; JP5250105B2

Abstract

Es wird eine elektrische Maschine (1) in einem Fahrzeug, insbesondere ein Starter oder eine Startvorrichtung zum Starten einer Brennkraftmaschine, beschrieben, mit einem ersten elektrischen Anschluss (2) und mit mindestens einem zweiten elektrischen Anschluss (3). Um den Aufbau und die Montage der elektrischen Maschine in einem Fahrzeug kostengünstig zu vereinfachen, sind die mindestens zwei elektrischen Anschlüsse (2, 3) derart angeordnet, so dass mit einer eine Einheit bildenden Anschlussvorrichtung mit mindestens zwei elektrischen Stromleitungen eine elektrische Anschlussverbindung mit den mindestens zwei Anschlüssen (2, 3) herstellbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Maschine in einem Fahrzeug, insbesondere einen Starter bzw. Startervorrichtung zum Starten einer Brennkraftmaschine, mit einem ersten elektrischen Anschluss und mit mindestens einem zweiten elektrischen Anschluss. Die Erfindung bezieht sich ferner auf einen Stecker für ein, insbesondere eine oben beschriebene, elektrische Maschine. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine elektrische Steckverbindung für eine elektrische Maschine von einem Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Starter und ein Herstellungsverfahren eines Fahrzeugs.
Es ist bekannt, eine elektrische Maschine, wie beispielsweise einen Starter in einem Fahrzeug mit einem Einspurrelais in einem Gehäuse zu verbauen. Das Einspurrelais hat einen ersten elektrischen Anschluss, der von einer elektrischen Zündvorrichtung entweder manuell oder mittels einer elektrischen zeitgesteuerten Elektronik angesteuert wird. Die zeitgesteuerte Elektronik wird beispielsweise mittels eines Tasters beim Starten des Kraftfahrzeugs aktiviert. Das Einspurrelais wird mit einem kleinen Strom im Verhältnis zu einem großen Strom, der zum Anlassen der Verbrennungskraftmaschine am Starter notwendig ist, angesteuert. Das Einspurrelais schließt gewöhnlich einen Schalter vom Stromkreis des Starters, so dass der Starter mit Strom zum Drehen des Einspurritzels versorgt wird. Am Einspurrelais befin det sich somit ein zweiter elektrischer Anschluss, um den großen elektrischen Strom für den Starter zu schalten. Der zweite elektrische Anschluss ist direkt mit der elektrischen Energiequelle, d. h. einer Fahrzeugbatterie, verbunden. Diese zwei Anschlüsse sind mit separaten Kabelschuhen an elektrischen Stromleitungen verbunden. Am Einspurrelais führt ferner vom Schalter ein Stromkabel zur elektrischen Maschine. Die Anschlüsse am Starter sind wegen der unterschiedlichen Funktionen mit ihren verschiedenen Stromkreisen und den unterschiedlich ausgelegten Stromleitungen deutlich von einander getrennt angeordnet.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Maschine, einen Stecker, eine Steckverbindung und ein Herstellungsverfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, so dass der Aufbau und die Montage der elektrischen Maschine in einem Fahrzeug vereinfacht und kostengünstiger ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Gegenstand der Patentansprüche 1, 8, 9 und 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Ein Erfindungsgedanke ist, die mindestens zwei elektrischen Anschlüsse zu vereinen und somit die Montage an der elektrischen Maschine im Fahrzeug, insbesondere am Starter oder einer Startvorrichtung, bei der Fahrzeugherstellung deutlich zeitlich zu verringern und zu vereinfachen. Eine Startvorrichtung kann eine Schaltvorrichtung umfassen, die den Starter gemäß einer bevorzugten Ausführungsform schaltbar steuert. Das Starterritzel kann mittels eines Einspurrelais eingespurt werden. Gemäß anderen Ausführungsformen steht das Starterritzel immer in Kontakt mit einem Zahnkranz einer Brennkraftmaschine oder es wird von einer besonderen Schaltvorrichtung in den Zahnkranz ein- und ausgerückt.
Die Aufgabe wird mit einer elektrischen Maschine dadurch gelöst, dass die mindestens zwei elektrischen Anschlüsse derart angeordnet sind, dass mit einer Anschlussvorrichtung mit mindestens zwei elektrischen Stromleitungen eine elektrische Verbindung mit den Anschlüssen herstellbar ist. Durch eine Einheit, die die Anschlussvorrichtung bildet, wird somit die Montagezeit der elektrischen Anschlüsse an der elektrischen Maschine um mindestens die Hälfte reduziert. Mit der Herstellung des elektrischen Kontakts von einem Anschluss wird sofort auch mindestens der zweite Anschluss elektrisch kontaktiert. Die Montagezeit ist deshalb deutlich verringert. Es ist eine einfachere, kompakte Bauweise möglich, die Bauraum einspart. Außerdem ist während der Montage vom Monteur ein sogenanntes blindes Zusammenfügen der Anschlüsse mit der Anschlussvorrichtung vereinfacht möglich, da eine größere Anschlussvorrichtung an die vorhandenen Anschlüsse angeschlossen wird.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform, um ein richtiges Zusammenfügen zu 100% zu gewährleisten und eine falsche Zusammenbaubarkeit vollständig zu vermeiden, sind die elektrischen Anschlüsse mit einer Aufnahmeposition ausgebildet, die die Anschlussvorrichtung, insbesondere einen Stecker, in einer einzigen, definierten Aufnahmeposition aufnimmt.
Gemäß einer die Erfindung weiterbildenden Ausführungsform ist hierfür die Aufnahmeposition durch unterschiedlich ausgebildete Querschnitte der elektrischen Anschlüsse festgelegt. Dies ist eine besonders einfache Ausgestaltung, um eine definierte Aufnahmeposition zu schaffen. Gleichzeitig sind die Anschlüsse funktional ausgelegt, d. h. für den Anschluss, der einen höheren Strom benötigt, ist der Anschluss entsprechend mit einem größeren Querschnitt ausgebildet und ein Anschluss mit einem kleineren Strom, beispielsweise für den Steuerstrom einer Steuervorrichtung, wie das Einspurrelais, ist mit einem entsprechend kleineren Querschnitt ausgebildet.
Gemäß bevorzugten Ausführungsformen sind die elektrischen Anschlüsse rund, flach, rechteckig und/oder polygonal ausgebildet. Runde Anschlüsse sind einfach fertigbar, eckige Anschlüsse, beispielsweise dreieckig, viereckig oder polygonal, schaffen eine definierte eindeutige, unverwechselbare Aufnahmeposition.
Gemäß einer besonders preiswerten und einfachen Ausführungsform sind die elektrischen Anschlüsse als Bolzen ausgebildet.
Vorteilhafterweise ist die Anschlussvorrichtung als weiblicher Stecker zur Aufnahme mindestens zweier männlicher Anschlüsse ausgebildet. Somit ist die Vorrichtung, aus der der Strom übertragen wird, eine Aufnahmevorrichtung, die keine nach außen hervorstehenden, elektrisch leitenden Kontaktflächen aufweist. Damit wird eine Unfallgefahr bei der Montage oder Demontage der Anschlussvorrichtung verhindert, wenn atypisch die Anschlussvorrichtung doch bestromt sein sollte.
Um die Montage zu vereinfachen, kann bevorzugt, abhängig von den baulichen Anforderungen, die elektrische Anschlussverbindung am Polgehäuse, Antriebslager, Kommutatorlager oder einer Schaltvorrichtung, insbesondere einem Einspurrelais, positionierbar sein.
Damit die Anschlussvorrichtung an den Anschlüssen im Fahrzeugbetrieb über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs fest zusammenhält, ist die elektrische Anschlussverbindung durch Einrasten und/oder Klemmen sicherbar.
Die Aufgabe wird auch mit einem Stecker dadurch gelöst, dass der Stecker ein Anschlusskabel mit mindestens zwei elektrischen Stromleitungen aufweist, wobei der Stecker mindestens eine Stromleitung für eine Vorrichtung zur Ansteuerung der elektrischen Maschine und eine Stromleitung zur Stromversorgung der elektrischen Maschine aufweist. Mit dem Stecker und der elektrischen Maschine wird bei einer Montage eine Drehmomentabsicherung nicht mehr benötigt, da der Stecker auf die vorhandenen Anschlüsse einfach aufgesteckt wird. Der Stecker bietet einen zusätzlichen Korrosionsschutz. Ferner führt er zu einem ästhetisch ansprechenden Design mit einem einheitlichen Aussehen und einfachen Formen in klaren Linien. Zudem können durch einen flach gebauten Stecker mögliche Bauraumprobleme im Fahrzeugmotorraum gelöst werden. Der Stecker ist, wie oben beschrieben, zu 100% richtig einbaubar. Somit wird die Verkabelung eines Fahrzeugs deutlich einfacher und kann schnell erfolgen, da durch einen einzigen Montagevorgang ein elektrischer Kontakt an zwei Anschlüssen gleichzeitig geschaffen wird.
Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform wird die Aufgabe auch mit einer elektrischen Steckverbindung dadurch gelöst, dass die elektrische Steckverbindung mit mindestens einem ersten Adapterteil ausgebildet ist, das an einer elektrischen Maschine, insbesondere einem Starter, befestigbar, besonders bevorzugt anschraubbar ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die elektrische Steckverbindung mit einem zweiten Adapterteil ausgebildet, wobei ein Anschlusskabel mit mindestens zwei elektrischen Stromleitungen am ersten oder zweiten Adapterteil ausgebildet ist, wobei besonders bevorzugt das erste Adapterteil eine Steckeraufnahme und das zweite Adapterteil ein Stecker ist. Die beiden Adapterteile sind formschlüssig zusammenfügbar, so dass elektrische Kontakte an den elektrischen Anschlüssen in beiden Adapterteilen geschlossen werden. Weiter bevorzugt sind die Anschlüsse des ersten und zweiten Adapterteils gemäß den oben beschriebenen Merkmalen ausgebildet. Die elektrische Steckverbindung hat den Vorteil, dass sie an der elektrischen Maschine, insbesondere einem Starter, dort positionierbar ist, wo die Montage oder Demontage der elektrischen Steckverbindung am einfachsten ist. Sie ist somit nicht zwingend an die Position beispielsweise die rückwärtige Stirnseite des Einspurrelais gebunden.
Ferner wird die Aufgabe auch durch ein Herstellungsverfahren dadurch gelöst, dass in einem einzigen Montagevorgang eine elektrische Anschlussverbindung mit mindestens zwei elektrischen Anschlüssen und mit einer elektrischen Anschlussvorrichtung erzeugt wird. Das Herstellungsverfahren ist somit gegenüber einem Fahrzeug mit einem herkömmlichen Starter mit zwei verschiedenen, getrennten elektrischen Anschlüssen wesentlich vereinfacht und rationalisiert.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind.
Kurzbezeichnungen der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Ausschnitt von einer Seitenansicht eine Startervorrichtung mit einem Starter,
2 eine Draufsicht der 1,
3 eine alternative Ausführungsform zur 2 in der Seitenansicht und
4 eine Stirnansicht der 3.
Die 1 zeigt vereinfacht und schematisch einen Ausschnitt einer Startvorrichtung einer elektrischen Maschine 1, die als Starter für eine Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. Örtlich über der elektrischen Maschine 1 ist gemäß der in 1 gezeigten ein Einspurrelais 4 angeordnet mit einem am rückwärtigen, stirnseitigen Ende größeren ersten elektrischen Anschluss 2 und einem zweiten kleineren elektrischen Anschluss 3. Das Einspurrelais 4 spurt ein nicht gezeigtes Einspurritzel der elektrischen Maschine 1 ein, wenn durch eine Zündung, die von einem Fahrer veranlasst wird, ein elektrischer Strom am zweiten Anschluss 3 fließt. Das Einspurrelais 4 schließt beim Einziehen des nicht dargestellten Ankers einen Schaltkreis der elektrischen Maschine 1, so dass diese mit elektrischer Energie versorgt wird und das Einspurritzel dreht, um die Verbrennungskraftmaschine zu star ten. Am ersten Anschluss 2 liegt somit die maximale elektrische Energie, der elektrischen Energiequelle, wie beispielsweise der Fahrzeugbatterie an. Wird der elektrische Schalter im Einspurrelais 4 geschlossen, die den Schalter ausbildet, so fließt über ein Stromkabel 5 vom Bolzen 8 ein elektrischer Strom aus dem rückwärtigen Ende des Einspurrelais 4 in den Starter.
Die 2 zeigt eine Draufsicht der 1 schematisch. Am rückwärtigen stirnseitigen Ende des Einspurrelais 4 befindet sich der erste Anschluss 2, der als Bolzen ausgebildet ist und den Strom für die elektrische Maschine 1 aufnimmt. Daneben ist ein kleinerer Bolzen mit dem zweiten Anschluss 3 ausgebildet. Durch die unterschiedlich groß ausgebildeten Querschnitte des ersten Anschlusses 2 und des zweiten Anschlusses 3 ergibt sich eine exakt definierte einzige Aufnahmeposition für den Stecker 6. Der Stecker 6 weist ein Anschlusskabel 7 auf mit mindestens zwei elektrischen Stromleitungen, die entsprechend der Umgebungsanforderungen mit einem widerstandsfähigen Kunststoff ummantelt sind. Eine Stromleitung am Stecker 6 ist zur Ansteuerung des Einspurrelais 4 als Vorrichtung zur Ansteuerung der elektrischen Maschine 1 vorgesehen und eine zweite Stromleitung dient zur Stromversorgung der elektrischen Maschine 1.
An der stirnseitigen Außenfläche des Einspurrelais 4 ist parallel zum ersten Anschluss 2 und zum zweiten Anschluss 3 ein Bolzen 8 angeordnet, der eine elektrische Verbindung zum Stromkabel 5 schafft. Der Stecker 6 ist in einer weiblichen Form zur Aufnahme der zwei männlichen, elektrischen Anschlüssen 2 und 3 ausgebildet. Ein Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugs mit einem Starter ist deutlich vereinfacht, da in einem einzigen Montagevorgang mit einem Stecker 6 als Anschlußvorrichtung eine elektrische Anschlussverbindung zwischen den elektrischen Anschlüssen 2, 3 und dem Stecker 6 erzeugbar ist.
Die 3 zeigt eine alternative Ausführungsform zur 2. Bei der 3 ist die Anschlussvorrichtung als Adapter 9 ausgebildet. Der Adapter 9 mit einer Anschlußkabel 7 ist auf das Einspurrelais 4 mit dem ersten Anschluss 2 und dem zweiten Anschluss 3 aufschraubbar. In dieser Ausführungsform ist der erste Anschluss 2 deutlich stärker ausgebildet als der zweite Anschluss 3. Bei der Ausführungsform in der 3 werden die Anschlüsse 2 und 3 entweder an Bolzen oder die Bolzen als Schrauben am Einspurrelais 4 angeschraubt.
Die 4 zeigt eine Stirnansicht der 3 vom Einspurrelais 4 mit dem Adapter 9. Die 4 verdeutlicht, dass neben dem ersten Anschluss 2 und dem zweiten Anschluss 3 mindestens ein dritter, elektrischer Anschluss 10 vorgesehen ist, der ebenfalls am Einspurrelais 4 angeschraubt ist. Der mindestens eine weitere dritte Anschluss 10 dient beispielsweise um ein Einspurrelais 4 mit einer Einzugs- und einer Haltewicklung definiert anzusteuern.
Neben dem dritten Anschluss 10 sind weitere Anschlüsse möglich, um weitere Funktionen zum Ansteuern des Einspurrelais 4 oder des Starters zu realisieren. Gemäß einer alternativen Ausführungsform verlässt ein Anschlußkabel 7 oder eine feste Stromschiene den Adapter 9. [Bitte an den Erfinder: diese letzte Funktion des letzten Satzes evtl. näher erläutern]
Alle Figuren zeigen lediglich schematische nicht maßstabsgerechte Darstellungen. Im Übrigen wird insbesondere auf die zeichnerischen Darstellungen für die Erfindung als wesentlich verwiesen.

Claims

Elektrische Maschine (1) in einem Fahrzeug, insbesondere Starter bzw. Startvorrichtung zum Starten einer Brennkraftmaschine, mit einem ersten elektrischen Anschluß (2) und mit mindestens einem zweiten elektrischen Anschluß (3), dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei elektrischen Anschlüsse (2, 3) derart angeordnet sind, dass mit einer Anschlußvorrichtung mit mindestens zwei elektrischen Stromleitungen eine elektrische Anschlußverbindung mit den mindestens zwei Anschlüssen (2, 3) herstellbar ist.
Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Anschlüsse (2, 3) in einer Aufnahmeposition ausgebildet sind, die die Anschlußvorrichtung in einer einzigen definierten Aufnahmeposition aufnimmt.
Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeposition durch unterschiedlich ausgebildete Querschnitte der elektrischen Anschlüsse (2, 3) festgelegt ist.
Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte der elektrischen Anschlüsse (2, 3) rund, flach, rechteckig und/oder polygonal, besonders bevorzugt als Bolzen ausgebildet sind.
Elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Anschlußvorrichtung als ein weiblicher Stecker (6) zur Aufnahme mindestens zweier männlicher Anschlüsse (2, 3) ausgebildet ist.
Elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Anschlußverbindung am Polge häuse, Antriebslager, Kommutatorlager oder Einspurrelais (4) angeordnet ist.
Elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Anschlußverbindung durch Einrasten und/oder Klemmen sicherbar ist.
Stecker (6) für eine elektrische Maschine (1), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecker (6) ein Anschlußkabel (8) mit mindestens zwei elektrischen Stromleitungen aufweist, wobei der Stecker (6) mindestens eine Stromleitung für eine Vorrichtung zur Ansteuerung der elektrischen Maschine (1) und eine Stromleitung zur Stromversorgung der elektrischen Maschine (1) aufweist.
Elektrische Steckverbindung für eine elektrische Maschine (1) von einem Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Starter, mit mindestens einem ersten Adapterteil, das an der elektrischen Maschine (1) befestigbar, bevorzugt anschraubbar, ist und besonders bevorzugt mit einem zweiten Adapterteil, wobei ein Anschlußkabel (8) mit mindestens zwei elektrischen Stromleitungen am ersten oder zweiten Adapterteil ausgebildet ist, wobei besonders bevorzugt das erste Adapterteil eine Steckeraufnahme und das zweite Adapterteil ein Stecker (6) ist, die formschlüssig zusammenfügbar sind, so dass elektrische Kontakte an elektrischen Anschlüssen an den beiden Adapterteilen geschlossen werden und insbesondere die Anschlüsse des ersten und zweiten Adapterteils nach einem der Ansprüche 2 bis 6 ausgebildet sind.
Herstellungsverfahren eines Fahrzeugs mit einem Starter für eine Brennkraftmaschine mit mindestens zwei elektrischen Anschlüssen (2, 3), dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Anschlußverbindung mit einer elektrischen Anschlußvorrichtung und mit mindestens zwei elektrischen Anschlüssen am Starter in einem Montagevorgang erzeugt wird.