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Die Erfindung betrifft ein Starterrelais für eine Andrehvorrichtung, insbesondere für einen Starter zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Weiter betrifft die Erfindung eine Andrehvorrichtung, insbesondere einen Starter zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
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Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Starterrelais mit einem Magnetkern und einer Kontakteinrichtung umfassend eine Schaltachse, wobei die Schaltachse an einem Ende bewegbar in dem Magnetkern gelagert ist, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem System mit einem Starter oder Startermotor und einem Starter mit internem Untersetzungsgetriebe und einem Getriebe zur Reduzierung der Drehzahl bei gleichzeitiger Erhöhung des Drehmoments nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Starter und Anlasser für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren und insbesondere ein Starterrelais, welches in einem Starter zum Einsatz kommt.
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Aus dem Stand der Technik sind Anlasser mit einem Anlasserrelais für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren bekannt, die in der Regel einen Gleichstromelektromotor zum Antreiben des Verbrennungsmotors umfassen.
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In derartigen Startern oder Startermotoren ist für ein Einspuren oder einen Hub in den Zahnkranz beispielsweise ein Relais-Gabelhebelsystem mit einem entsprechenden Relais verantwortlich. Bei einem Hub, auch als Distanz bezeichnet, oder genauer einer Einspurbewegung zieht ein Magnetrelais einen Gabelhebel nach hinten. Dies erfolgt durch eine entsprechende Bestromung des Relais. Bei einer Bestromung wird eine mit einem magnetischen Kern zusammenwirkende Schaltachse axial in Richtung eines Kontaktes hin oder von diesem weg bewegt. Auf der Schaltachse sitzt eine über eine Kontaktfeder vorgespannte Kontaktbrücke zum Zusammenwirken mit dem Kotakt. Durch die Bewegung der Schaltachse kontaktiert die Kontaktbrücke den Kontakt.
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Aus der
EP 778600 A1 ist ein Anlasserrelais für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem ein beweglicher Kontakt axial gleitend verschiebbar auf einem Mittelstück einer zylindrischen Schaltachse zwischen einer vorgezogenen Ruheposition und einer zurückgezogenen Wirkposition gelagert ist. Der bewegliche Kontakt wird axial zu seiner Ruheposition durch elastische Rückstellmittel beaufschlagt. Eine Auflagefläche des beweglichen Kontakts wirkt mit einer Anschlagfläche der Schaltachse zusammen, um die Ruheposition des beweglichen Kontakts bezogen auf die Schaltachse zu bestimmen. Die Schaltachse enthält eine mittige Aufnahme, die quer von einer Seite zur anderen durch diese hindurchgeht und von der eine hintere Querfläche eine Auflagefläche für die elastischen Rückstellmittel des beweglichen Kontakts bildet, die im Übrigen an einer hinteren Fläche des beweglichen Kontakts anliegen. Der bewegliche Kontakt kommt in der vorgezogenen Ruheposition an der Schaltachse durch eine vordere Fläche an einer vorn am Mittelstück der Schaltachse angeordneten axialen Anschlagfläche zur Anlage.
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Derartige Relais sind in einem Relaisgehäuse angeordnet. Der Kontakt ist dabei in oder an einem Deckel des Gehäuses ausgebildet, axial in Verlängerung zu der Schaltachse. Um eine vorbestimmte Kontaktierung der Kontaktbrücke und des Kontakts zu realisieren, weist der Deckel einen von einer Wandung umgebenden, in Richtung Schaltachse offenen Bereich auf, in dem der meist zwei Kontaktpole umfassende Kontakt liegt und in den die Kontaktbrücke zur Kontaktierung mit dem Kontakt geführt wird. Die Wandung und die Kontaktbrücke sind mit einem relativ großen Spiel zueinander ausgebildet. Entsprechend kann die Kontaktbrücke eine zumindest leichte Verdrehbewegung innerhalb des von der Wandung begrenzten Bereichs durchführen. Hierbei kann es je nach Materialpaarung aufgrund einer Berührung zwischen Kontaktbrücke und Wandung zu einem Abrieb kommen, welcher sich im Bereich des Kontakts ansammelt und dort zu einer verschlechterten Kontaktierung über eine Laufzeit führt.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Starterrelais, die erfindungsgemäße Andrehvorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des entsprechenden Hauptanspruches oder nebengeordneten Anspruches haben dem Stand der Technik gegenüber den Vorteil, dass ein Abrieb im Bereich des Kontakts reduziert ist. Bei dem Starterrelais für eine Andrehvorrichtung, insbesondere für einen Starter zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, umfassend einen Magnetkern und eine Kontakteinrichtung umfassend eine Schaltachse, wobei die Schaltachse an einem Ende bewegbar in dem Magnetkern gelagert ist, ist vorgesehen, dass an der Kontakteinrichtung und/oder dem Magnetkern eine Bewegungssicherung ausgebildet ist, um ein Verdrehen des Magnetkerns und/oder eine Axialbewegung wenigstens eines weiteren Bauteils der Kontakteinrichtung zumindest teilweise relativ zu der Schaltachse zu vermeiden, sodass langfistig eine verbesserte Kontaktierung realisiert ist. Die Kontakteinrichtung umfasst in einer Ausführungsform neben der Schaltachse eine über eine Kontaktfeder vorspannbare Kontaktbrücke. Die erfindungsgemäße Bewegungssicherung umfasst eine Verdrehsicherung, um ein Verdrehen der Kontakteinrichtung relativ zu dem Magnetkern und/oder der Bauteile der Kontakteinrichtung relativ zueinander zu vermeiden. In einer Ausführungsform umfasst die Bewegungssicherung einen Axialsicherungsbereich, um eine axiale Bewegung der Bauteile der Kontaktsicherung zumindest teilweise relativ zueinander zu vermeiden.
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Durch die an dem Magnetkern und/oder der Kontakteinrichtung ausgebildete Verdrehsicherung, also eine nicht an einem Deckel oder Gehäuse durch eine Wandung ausgebildete Verdrehsicherung, wird somit in anderen Worten ein Verdrehen der Kontakteinrichtung oder Teilen davon, insbesondere der Kontaktbrücke, relativ zu dem Kontakt vermieden. Damit wird ein Verschleiß aufgrund einer Verdrehung der Kontakteinrichtung, genauer der Kontaktbrücke an dem Kontakt, und damit eine Berührung zwischen Deckel oder Deckelwandung reduziert. Der Magnetkern ist bevorzugt relativ zu dem Deckel ortsfest ausgebildet. Die Kontakteinrichtung bewegt sich zur Herstellung einer Kontaktierung relativ zu dem Magnetkern zwischen Magnetkern und Deckel, wobei die Kontakteinrichtung axial beweglich in dem Magnetkern gelagert ist. Die Verdrehsicherung ist in einer Ausgetaltung in die Kontakteinrichtung und/oder in den Magnetkern integriert und erfordert keine zusätzlichen Bauteile. Zudem ist eine Montage des Starterrelais durch die Ausbildung der Verdrehsicherung an der Kontakteinrichtung vereinfacht. Somit ist das Starterrelais kleinbauend, leicht montierbar und die Lebensdauer ist durch den verringerten Verschleiß im Bereich des Kontakts erhöht.
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Die Bewegungssicherung umfasst in einer Ausgestaltung mindestens eine Verdrehsicherung, die mindestens zwei rotationsasymmetrische, insbesondere mindestens zwei zusammenwirkende, komplementäre, rotationssymmetrische Querschnitte umfasst. Durch eine entsprechende Querschnittspaarung im Bereich der Lagerung der Schaltachse in dem Magnetkern ist eine Verdrehung zwischen Schaltachse und Magnetkern vermieden. Durch eine verdrehabhängige Sperre der bewegbaren Kontaktbrücke, die auf der Schaltachse über die Kontaktfeder vorgespannt sitzt, relativ zu der Schaltachse, ist eine Art Bajonettverschluss zur Befestigung der Kontaktbrücke an der Schaltachse realisiert, wodurch der einfache Zusammenbau ermöglicht ist. Auf diese Weise ist eine Bewegungssicherung in Axialrichtung realisiert. Durch entsprechende Rastmittel, beispielsweise eine Nut an einer dem Kontakt zugewandten Seite, ist ein weiteres Verdrehen verhindert. Alternativ oder ergänzend sind in einer Ausführungsform weitere Sicherungsmittel vorgesehen, sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung. Diese sind beispielsweis als Formschlusskontur der Schaltachse ausgebildet, die dann in eine Öffnung der Kontaktbrücke greift. Zur axialen Sicherung lässt sich zudem ein Sicherungselement wie ein Sicherungsring vorsehen.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen und nebengeordneten Ansprüchen vorgegebenen Vorrichtungen möglich.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Bewegungssicherung eine Verdrehsicherung umfasst, die mindestens zwei rotationsasymmetrische, insbesondere mindestens zwei zusammenwirkende, komplementäre, antirotationssymmetrische Querschnitte, umfasst. Auf diese Weise ist eine einfache und platzsparende Integration der Verdrehsicherung an dem Magnetkern und/oder der Kontakteinrichtung, genauer der Schaltache, realisiert. Mögliche Ausführungen sind alle antirotationssymmetrischen Querschnitte, insbesondere alle Querschnitte mit Ausnahme von kreis – oder kreisringförmigen Querschnitten, also bevorzugt eckige, insbesondere dreieckige, viereckige, rechteckige, polygonale Querschnitte, aber auch elliptische und/oder ovale Querschnitte.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine an dem Magnetkern ausgebildete Verdrehsicherung als ein einen rotationsasymmetrischen Querschnitt aufweisender Führungsraum zur Aufnahme und Führung der Schaltachse ausgebildet ist. Der Führungsraum ist vorzugsweise als Öffnung, vorteilhaft als zentrische Öffnung, beispielsweise als Durchgangsöffnung ausgebildet. Der rotationsasymmetrische Querschnitt ist in einer Ausführungsform als Einsatz mit rotationsasymmetrischem Innenquerschnitt ausgebildet, der in die Öffnung gesteckt ist. Auf diese Weise ist eine kleinbauende Verdrehsicherung realisiert, die sich auch bei vorhandenen Magnetkernen mit rotationssymmetrischen Innenquerschnitten nachrüsten lässt. Der Einsatz fungiert dann als Adapter und ist an dem Magnetkern durch entsprechende Verbindungsmittel fixiert.
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Weiterhin sieht ein Ausführungsbeispiel vor, dass eine an der Kontakteinrichtung ausgebildete Verdrehsicherung als ein erster Bereich mit einem rotationsasymmetrischen Querschnitt, insbesondere mit einem komplementär zu dem rotationsasymmetrischen Querschnitt des Führungsraums rotationsasymmetrischer Querschnitt, der Schaltachse ausgebildet ist, der zumindest teilweise in dem Führungsraum gelagert ist. Der rotationsasymmetrische Querschnitt ist beispielsweise integriert, das heißt einteilig, oder separat, beispielsweise durch einen aufgesteckten Aufsatz, an der Schaltachse ausgebildet. Die beiden rotationsasymmetrischen Querschnitte von Magnetkern und Schaltachse wirken so platzsparend und formschlüssig zusammen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Schaltachse zumindest in einem zweiten Bereich, an dem eine Aufnahme einer Kontaktbrücke der Kontakteinrichtung vorgesehen ist, einen Querschnitt, insbesondere einen rotationssymmetrischen Querschnitt aufweist, der geeignet ist, die Kontaktbrücke verdrehbar aufzunehmen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zudem vorgesehen, dass die Bewegungssicherung einen Axialsicherungsbereich angrenzend an oder in dem zweiten Bereich umfasst, um ein axiales Bewegen der Kontaktbrücke über diesen Bereich hinaus in Abhängigkeit von einer Verdrehung der Kontaktbrücke freizugeben oder zu sperren. Auf diese Weise wird eine leichte Montage durch eine bajonettverschlussartige Verbindung von Kontaktbrücke und Schaltachse realisiert.
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In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Axialsicherungsbereich als Bereich mit einem antirotationssymmetrischen oder rotationsasymmetrischen Querschnitt ausgebildet ist. Dabei ist die Außenkontur des Axialsicherungsbereichs, zumindest in radialer Richtung betrachtet, größer als die Außenkontur des Querschnitts des zweiten Bereichs in radialer Richtung, sodass der Axialsicherungsbereich über den zweiten Bereich zumindest teilweise vorsteht.
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In wiederum einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Kontaktbrücke zur Aufnahme und Axialsicherung auf der Schaltachse eine Durchgangsöffnung mit einem rotationsasymmetrischen Querschnitt, insbesondere einen komplementär zu dem rotationsasymmetrischen Querschnitt des Axialsicherungsbereichs ausgebildeten Querschnitt aufweist. Der Querschnitt der Durchgangsöffnung ist zumindest leicht größer als der Querschnitt des zweiten Bereichs, sodass ein Verdrehen der Kontaktbrücke in dem zweiten Bereich möglich ist.
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Vorzugsweise sind in einer Ausführungsform Arretiermittel vorgesehen, um eine Verdrehung der Kontaktbrücke zumindest teilweise zu begrenzen. Diese Arretiermittel umfassen beispielsweise eine Nut an der dem Kontakt zugewandten Seite der Kontaktbrücke. Alternativ oder ergänzend sind Rastelemente, beispielsweise an dem zweiten Bereich, vorgesehen, die mit der Kontaktbrücke zusammenwirken. Bevorzugt ist eine Nut mit einer Vertiefung vorgesehen, die komplementär zu dem Querschnitt der Axialsicherung ausgebildet ist, jedoch verdreht, das heißt deckungsungleich zu der Durchgangsöffnung der Kontaktbrücke. Bei einer entsprechenden Verdrehung erfolgt dann ein Einrasten der Kontaktbrücke in der Vertiefung bei einer Axialbewegung, welche zum Beispiel durch eine vorgespannte Kontaktfeder bewirkt wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schaltachse aus einem antimagnetischen und/oder antimagnetisierbaren Material, vorzugsweise aus Kunststoff, hergestellt ist. Auf diese Weise ist der Schaltachse leicht bauend herstellbar.
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Die Andrehvorrichtung, insbesondere ein Starter zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, umfassend ein Starterrelais zum Schalten eines Einspurvorgangs, wobei das Starterrelais als erfindungsgemäßes Starterrelais ausgebildet ist, hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass an dem meist aus einem weicheren Material hergestellten Deckel, an dem der Kontakt ausgebildet ist, ein Materialabrieb vermieden wird und so ein hochwertigerer Kontakt realisierbar ist. Die Anzahl der Störungen aufgrund von Verschleißmaterial zwischen Kontaktbrücke und Kontakt ist dadurch reduziert. Das Starterrelais der Andrehvorrichtung umfasst einen Magnetkern, eine zumindest teilweise in dem Magnetkern bewegbar gelagerte Kontakteinrichtung und einen gegenüber der Kontakteinrichtung und/oder dem Magnetkern ortsfesten Kontakt, wobei die Kontakteinrichtung zur Herstellung einer Kontaktierung gegen den Kontakt bewegt wird, und wobei an der Kontakteinrichtung und/oder dem Magnetkern eine Verdrehsicherung ausgebildet ist, um ein Verdrehen der Kontakteinrichtung relativ zu dem Kontakt magnetkernseitig zu vermeiden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Starterrelais, mit einem Magnetkern und einer Kontakteinrichtung umfassend eine Schaltachse, wobei die Schaltachse an einem Ende bewegbar in dem Magnetkern gelagert ist, umfassend die Schritte: Verdrehen der Kontaktbrücke bis die rotationsasymmetrische Durchgangsöffnung über den rotationsasymmetrischen Querschnitt des Axialsicherungsbereichs axial führbar und eine Axialbewegung freigegeben ist, axiales Verschieben der Kontaktbrücke über den Axialsicherungsbereich auf die Schaltachse und Verdrehen der Kontaktbrücke, sodass eine Axialbewegung zurück über den Axialsicherungsbereich gesperrrt ist, weist gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil auf, dass auf diese Weise das Starterrelais wesentlich einfacher herzustellen ist. Die Axialbewegung über den Axialsicherungsbereich erfolgt entgegen der Federkraft einer Kontaktfeder. Die Kontaktbrücke wird nach Art eines Bajonettverschlusses an der Schaltachse befestigt. Die Kontaktfeder wird einfach über die Schaltachse geschoben. Eine aufwendige Montage entfällt.
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Ein Ausführungsbeispiel sieht vor, dass der bajonettartige Verschluss auch separat, das heißt, ohne Verdrehsicherung an der Steuerachse oder Schaltachse und dem Magnetkern ausgebildet sein kann. In diesem Fall weisen der erste Bereich der Steuerachse bzw. der Schaltachse, mit dem die Schaltachse in dem Magnetkern gelagert ist, und der korrespondierende Bereich des Magnetkerns, das heißt des Führungsraums, jeweils einen rotationssymmetrischen Querschnitt auf, insbesondere einen komplementären rotationssymmetrischen Querschnitt. Die verbleibenden Bereiche der Schaltachse sowie der Kontaktbrücke bleiben unverändert. Eine Verdrehsicherung ist beispielsweise durch eine Wandung an dem den Kontakt umgebenden Bereich in dem Deckel vorgesehen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 in einer Querschnittsansicht eine Andrehvorrichtung mit Einrückrelais,
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2 in einer perspektivischen Ansicht einen Teil einer Kontakteinrichtung mit Verdrehsicherung,
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3 in einer anderen perspektivischen Ansicht die teilweise geschnittene Ausführungsform nach 2,
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4 in der perspektivischen Ansicht nach 2 die teilweise geschnittene Ausführungsform nach 2,
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5 in einer perspektivischen Ansicht eine Schaltachse mit Verdrehsicherung,
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6–17 in mehreren perspektivischen Ansichten Schritte zur Herstellung des Starterrelais und
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18 in einer Draufsicht einen Teil des Magnetkerns.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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1 zeigt in einer Querschnittsansicht eine Andrehvorrichtung 10 einer Verbrennungskraftmaschine mit Starterrelais 13, auch Einrückrelais genannt. Andrehvorrichtungen 10 dieser Art werden vorwiegend in Kraftfahrzeugen eingesetzt und als Starter, insbesondere Schub-Schraubtrieb-Starter, bezeichnet. Zu den Hauptkomponenten zählen eine elektrische Maschine 11, insbesondere Andrehmaschine, ein Getriebe 12, insbesondere Planetengetriebe, und das Starterrelais 13, insbesondere ein Magnetschalter. Die elektrische Maschine 11 steht mit dem Getriebe 12 mittels einer Ankerwelle 14 in einer mechanischen Wirkverbindung. Das Getriebe 12 ist mittels eines an die Ankerwelle 14 angrenzenden Trennelements 15, insbesondere Abdeckplatte oder auch Abdeckscheibe, von der elektrischen Maschine 11 separiert. Wesentlich ist hierbei, dass die Ankerwelle 14 mit einem Dichtelement versehen ist, das mit dem Trennelement 15 eine drehbewegliche Dichtung bildet. Die Dichtung befindet sich in einem Bereich, der von einem Markierungsfenster 17 eingefasst ist. Mit der vorliegenden technischen Lösung ist somit eine Anordnung geschaffen, bei der das Getriebe 12 vor einem Partikel oder auch Medieneintrag geschützt ist.
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Beim Startvorgang der Verbrennungskraftmaschine wird die elektrische Maschine 11 durch den Magnetschalter kurzzeitig über einen Zahnradtrieb mit der Verbrennungskraftmaschine verbunden. Aufgrund der typischerweise hohen Drehzahl des Elektromotors 11 und eines für den Startvorgang erforderlichen Drehmoments ist ein großes Übersetzungsverhältnis erforderlich. Das gewünschte Übersetzungsverhältnis wird durch ein Ritzel, insbesondere ein Starterritzel, am Anlasser und durch ein zu dem Starterritzel vergleichsweise großes Ritzel eines zugeordneten Schwungrades erreicht. Das Starterritzel ist auf der Ankerwelle 14 axial stufenlos verschiebbar und wird durch den Magnetschalter oder auch Elektromagneten mit der Verzahnung des Schwungrads in Eingriff gebracht. Im Anschluss daran wird dann die elektrische Maschine bzw. der Elektromotor 11 durch das Schließen eines Kontaktschalters, der Teil des Magnetschalters respektive Einschiebemagneten ist, eingeschaltet. Das Starterritzel ist mit einem Freilauf ausgerüstet, der verhindert, dass die gestartete Verbrennungskraftmaschine über das noch eingespurte Starterritzel die elektrische Maschine 11 mit einer zu hohen Drehzahl antreibt und dadurch beschädigt oder zerstört. Derartige Starter weisen im Allgemeinen als elektrische Maschine 11 einen Reihenschlussmotor oder einen permanenterregten Motor auf.
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Die elektrische Maschine 11 besteht aus einem unbeweglichen Teil, dem Stator, und einem drehbar gelagerten Teil, dem Rotor. Im vorliegenden Fall handelt es sich um einen Innenläufer, dessen Rotor den inneren Teil und dessen Stator den äußeren Teil der elektrischen Maschine 11 definiert. Der Rotor weist eine Spule mit Eisenkern auf, der auch als Anker bezeichnet wird und drehbar im Magnetfeld zwischen Polschuhen des Stators gelagert ist. Bei der elektrischen Maschine 11 ist die sogenannte Feldwicklung durch einen Permanentmagneten, sprich Dauermagneten, ersetzt. Aufgrund hochentwickelter Permanentmagnete kann bei Andrehvorrichtungen für Kraftfahrzeuge auf eine Ständerwicklung verzichtet werden. Die Spule, insbesondere Ankerwicklung, des Ankers wird über einen Kommutator angesteuert. Der Kommutator schafft beispielsweise über zwei feststehende Kohlebürsten, die gegen eine zusammen mit dem Anker rotierende Trommel gedrückt werden, eine Leitungsverbindung von einem Gehäuse zu den Wicklungen des Ankers. Die Oberfläche der Trommel ist in gegeneinander isolierte Segmente aufgeteilt. Wie bei einer Gleichstrom-Elektromaschine üblich, weist der Anker halb so viele Wicklungen auf, wie der Kommutator mit Segmenten versehen ist. Dabei ist jede Wicklung an ihren Enden mit zwei einander gegenüberliegenden Segmenten verbunden. Wegen der besonderen Anforderung an das Drehmoment und an den Stromfluss ist der Querschnitt zwischen den Segmenten und den zugeordneten Kohlebürsten besonders breit. Bei vier Kohlebürsten können zwei Wicklungen und bei sechs Kohlebürsten können drei Wicklungen zur gleichen Zeit wirksam sein.
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Der Kontaktschalter umfasst in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel einen Kontakt 16, der gehäuseseitig an einem Gehäusedeckel oder kurz Deckel 18 ausgebildet ist.
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2 zeigt in einer perspektivischen Ansicht einen Teil einer Kontakteinrichtung 20 umfassend eine Schaltachse 21 mit einer Bewegungssicherung 30 für das Starterrelais 13 gemäß 1. Die Bewegungssicherung 30 umfasst eine Verdrehsicherung 30a und einen Axialsicherungsbereich 27. Die Kontakteinrichtung 20 umfasst gemäß 2 neben der Schaltachse 21 eine Kontaktbrücke 22 und eine Kontaktfeder 23, welche die Kontaktbrücke 22 auf der Schaltachse 21 axial vorspannt. Die Kontakteinrichtung 20 weist die Verdrehsicherung 30a auf, die in den dargestellten Abbildungen integriert, das heißt einteilig, mit dem entsprechenden Bauteil der Kontakteinrichtung 20, ausgebildet ist, nämlich mit der Schaltachse 21. Die Verdrehsicherung 30a umfasst einen ersten rotationsasymmetrischen Querschnitt 31 in einem ersten Bereich der Schaltachse 21, in dem diese in einem korrespondierenden Führungsraum 24a des Magnetkerns 24 (siehe hierzu 16–18) gelagert ist. Der Querschnitt 31 wird durch zwei radial von einem kreiszylindrischen Grundkörper 21a der Schaltachse 21 abstehende, quaderförmige Anformungen 31a gebildet, die gegenüberliegend an dem Grundkörper 21a angeordnet sind.
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In einem zweiten Bereich, in dem die Schaltachse 21 aus dem Führungsraum 24a des Magnetkerns 24 herausragt, und/oder an dem eine Aufnahme der Kontaktbrücke 22 vorgesehen ist, weist die Schaltachse 21 einen rotationssymmetrischen Querschnitt auf, um die Kontaktbrücke 22 an diesem rotationssymmetrischen Querschnitt verdrehbar aufzunehmen. In dem zweiten Bereich der Schaltachse 21 ist zwischen einem Anschlagring 25, der als ringförmiger Absatz ausgebildet ist, und der aufgenommenen Kontaktbrücke 22 die Kontaktfeder 23, die als Spiraldruckfeder ausgebildet ist, angeordnet. Diese drückt die aufgenommene Kontaktbrücke 22 gegen den als Anschlagplatte 27a ausgebildeten Axialsicherungsbereich 27. Dieser dritte Bereich oder Axialsicherungsbereich 27 weist angrenzend an den rotationssymmetrischen zweiten Bereich zur Aufnahme der Kontaktbrücke 22 einen nichtrotationssymmetrischen oder rotationsasymmetrischen Querschnitt in Form eines Rechtecks auf. Dieser Querschnitt korrespondiert zu einem Querschnitt einer Durchgangsöffnung 22a der Kontaktbrücke 22, welcher komplementär zu der Durchgangsöffnung 22a, d. h. ebenfalls rechteckig, ausgebildet ist. Über diese Durchgangsöffnung 22a ist die Kontaktbrücke 22 über die Anschlagplatte 27a axial bewegbar, soweit die Durchgangsöffnung 22a und die Anschlagplatte 27a entsprechend ausgerichtet sind. Ist die Durchgangsöffnung 22a entsprechend verdreht gegenüber der Anschlagplatte 27a, etwa um 90°, wie in 2 bis 4 dargestellt, spannt die Kontaktfeder 23 die aufgenommene Kontaktbrücke 22 gegen die Anschlagplatte 27a, sodass die Kontaktbrücke 22 gegen die Anschlagplatte 27a gedrückt ist. Die Kontaktbrücke 22 weist einen zentralen ringförmigen Teil 22b auf, von dem radial gegenüberliegend jeweils radial ein Kontaktteil 22c, mit dem die Kontaktbrücke 22 den entsprechenden Kontakt 16 kontaktiert, absteht. Die beiden Kontaktteile 22c weisen vorliegend die gleiche Form auf und sind leicht geneigt zu dem zentralen ringförmigen Teil 22b angeordnet.
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3 und 4 zeigen in unterschiedlichen perspektivischen Ansichten die teilweise geschnittene Ausführungsform der Kontakteinrichtung 20 nach 2. Dabei ist zu erkennen, dass der zentrale, ringförmige Teil 22b der Kontaktbrücke 22, ebenso wie die Kontaktteile 22c in der dargestellten Ausführungsform jeweils als ebene Platten ohne axiale Anformungen ausgebildet sind. Anformungen und/oder Ausnehmungen, abgesehen von der Durchgangsöffnung 22a, können vorgesehen sein, beispielsweise in Form einer Nut, falls ein weiteres ungewolltes Verdrehen der Kontaktbrücke 22 ausgeschlossen werden soll.
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5 zeigt in einer perspektivischen Ansicht die Schaltachse 21 mit der integrierten Bewegungssicherung 30 und dem integrierten Axialsicherungsbereich 27. Deutlich sind die verschiedenen Bereiche der Schaltachse 21 mit den unterschiedlichen Querschnitten zu erkennen. Dabei realisieren die antirotationssymmetrischen oder rotationsasymmetrischen Querschnitte die Bewegungssicherung 30, wie aus der nachfolgenden Beschreibung deutlich wird.
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In den 5–17 sind in mehreren perspektivischen Ansichten verschiedene Schritte zur Herstellung des Starterrelais 13 dargestellt. Zuerst wird dabei die Kontaktfeder 23 über die Anschlagplatte 27a geführt und zwischen dem Anschlagring 25 und der Anschlagplatte 27a in dem zweiten Bereich zur Aufnahme der Kontaktbrücke 22 angeordnet (6 und 7). Dann wird die Kontaktbrücke 22 derart verdreht, dass deren Durchgangsöffnung 22a oder der Querschnitt der Durchgangsöffnung 22a, passend oder komplementär zu dem Querschnitt der Anschlagplatte 27a ausgerichtet ist. Anschließend wird die Kontaktbrücke 22 axial über die Anschlagplatte 27a bewegt, wobei die Kontaktfeder 23 gegen den Anschlagring 25 durch das axiale Bewegen der Kontaktbrücke 22 komprimiert und somit vorgespannt wird. Sobald die Kontaktbrücke 22 über die Anschlagplatte 27a axial bewegt ist, wird die Kontaktbrücke 22 verdreht, sodass eine axiale Bewegung über die Anschlagplatte 27a zurück nicht mehr möglich ist. Dabei wird die Kontaktbrücke 22 vorzugsweise um 90° verdreht. Zur Erleichterung des richtigen Verdrehens sind beispielsweise Rasthilfen oder Nuten vorgesehen. Die Kontaktfeder 23 drückt in der verdrehten Stellung die Kontaktbrücke 22 gegen die Anschlagplatte 27a. Die vorstehend beschriebenen Schritte sind in den 8–11 und 12–15 aus unterschiedlichen Ansichten dargestellt. In dem so zusammengebauten Zustand wird die Schaltachse 21 in den Magnetkern 24, genauer in dessen Führungsraum 24a eingesteckt. Der Führungsraum 24a ist als zentrale Durchgangsöffnung durch den Magnetkern 24 ausgebildet. Dabei weist die Durchgangsöffnung ebenfalls einen rotationsasymmetrischen Querschnitt auf, in dem Bereich, in dem der rotationsasymmetrische Querschnitt der Schaltachse 21 gelagert oder aufgenommen wird. Die Querschnitte sind entsprechend komplementär ausgebildet, sodass eine Verdrehsicherung 30a der Schaltachse 21 in dem Magnetkern 24 ausgebildet ist. Bei einer axialen Bewegung, wie sie in den 16 und 17 dargestellt ist, ist die Schaltachse 21 so verdrehsicher durch den Magnetkern 24 geführt.
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18 zeigt in einer Draufsicht einen Teil des Magnetkerns 24. Der Magnetkern 24 weist zentral den als Durchgangsöffnung ausgebildeten Führungsraum 24a auf. Der Führungsraum 24a weist einen Querschnitt auf, der komplementär zu dem Querschnitt des entsprechenden ersten Bereichs der Schaltachse 21 ausgebildet ist. Dazu weist der Querschnitt einen kreisförmigen Mittelteil auf, an dem radial gegenüberliegend zwei rechteckförmige Ausformungen angeordnet sind. Durch diesen rotationsasymmetrischen Querschnitt ist im Zusammenwirken mit dem korrespondierenden und komplementären rotationsasymmetrischen Querschnitt der Schaltachse 21 eine integriert ausgebildete Verdrehsicherung 30 realisiert. Durch die beiden Ausformungen bzw. Anformungen wird lediglich eine axiale Bewegung der Schaltachse 21, nicht aber eine rotatorische Bewegung ermöglicht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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