DE102011081168A1

DE102011081168A1 - Electrical machine, particularly cranking device for use as starter for starting internal combustion engine of vehicle, has commutator armature unit with commutator provided with brush holder

Info

Publication number: DE102011081168A1
Application number: DE201110081168
Authority: DE
Inventors: Rainer Stoeckl; Patrick Hallas
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-08-18
Filing date: 2011-08-18
Publication date: 2013-02-21

Abstract

The electric machine (100) has a commutator armature unit with a commutator provided with a brush holder (53a). The brush commutator and an armature are held with a rotatable armature shaft. A transport lock (80) is provided to secure the commutator into the brush holder, during the installation, and is fixedly arranged in the ready-electric machine, during the operation. The transport lock is arranged between the commutator brush and a commutator bearing (13a), having a rotational security against rotation corresponding to the commutator bearing and the commutator brush. An independent claim is included for a method for manufacturing an electrical machine.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere eine Andrehvorrichtung wie ein Starter, zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to an electric machine, in particular a starting device such as a starter, for starting an internal combustion engine, according to the preamble of claim 1.

Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Maschine, insbesondere einer Andrehvorrichtung, zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10. Moreover, the invention relates to a method for producing an electric machine, in particular a starting device, for starting an internal combustion engine, according to the preamble of claim 10.

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem System mit einem Starter oder Startermotor nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a system with a starter or starter motor according to the preamble of the independent claims.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Starter und Anlasser für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren, die eine elektrische Maschine mit Anker und Kommutator aufweisen, wobei der Anker eine Ankerwelle mit entsprechender Ankerlagerung aufweist. The present invention starters and starters for vehicles with internal combustion engines, which have an electric machine with armature and commutator, wherein the armature has an armature shaft with corresponding armature bearing.

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.From the prior art, starters with a starter relay for vehicles with internal combustion engines are known, which generally comprise a DC electric motor for driving the internal combustion engine.

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 Relais 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. Derartige Starter weisen einen Elektromotor auf. Dieser Elektromotor weist einen Stator auf, der als Magnet ausgebildet ist. Weiter weist der Elektromotor einen Rotor auf. Der Rotor weist einen aus Spule mit Eisenkern ausgebildeten Anker auf, der drehbar in einem Magnetfeld zwischen Polschuhen des Stators gelagert ist. Eine Stromzuführung für den Anker erfolgt über einen segmentierten Kommutator und Schleifkontakte, sogenannte Kommutatorbürsten. Bei einer Bestromung des Rotors entsteht auch hier ein Magnetfeld, welches in Wechselwirkung mit dem Magnetfeld des Stators steht. In such starters or starter motors, for example, a relay fork lever system with a corresponding relay is responsible for a meshing or a hub in the sprocket. In a stroke, also referred to as distance, or more precisely a meshing movement, a relay pulls a fork lever to the rear. This is done by a corresponding energization of the relay. When energized, a switching axis cooperating with a magnetic core is moved axially in the direction of a contact or away from it. Such starters have an electric motor. This electric motor has a stator which is designed as a magnet. Next, the electric motor has a rotor. The rotor has an armature formed of a coil with iron core, which is rotatably mounted in a magnetic field between pole pieces of the stator. A current supply for the armature via a segmented commutator and sliding contacts, so-called commutator brushes. When the rotor is energized, a magnetic field is also produced which interacts with the magnetic field of the stator.

Damit bei der Montage des Kommutators die Kommutatorbürsten nicht herausfallen, sind sogenannte Bürstenhalter mit einer Transportsicherung vorgesehen. Die Transportsicherung verhindert ein Herausfallen der Kommutatorbürsten aus dem Bürstenhalter.So that the commutator brushes do not fall out during assembly of the commutator, so-called brush holders are provided with a transport lock. The transport lock prevents the commutator brushes from falling out of the brush holder.

Aus der DE 298 01 079 U1 ist eine Andrehvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem, in einem Gehäuse angeordneten Andrehmotor bekannt, dessen Ankerwelle vorzugsweise über ein Vorgelege mit einer Abtriebswelle in Verbindung steht, auf welcher axial verschiebbar ein mit einem Freilauf verbundenes Ritzel angeordnet ist, das durch Verschiebung mit Hilfe eines Einrückrelais und eines mit diesem verbundenen Hebel mit dem Zahnkranz der Brennkraftmaschine in Eingriff gebracht werden kann und wobei das hintere Ende der Ankerwelle einen Kommutator trägt, an dem mehrere, in radial verlaufenden Bürstenfassungen einer Bürstenplatte angeordnete Kohlen anliegen und die Ankerwelle in einer Nabe gelagert ist, wobei die Nabe ein geschlossenes Teil eines das Gehäuse der Andrehvorrichtung verschließenden Deckels ist.From the DE 298 01 079 U1 is a starting device for internal combustion engines with a arranged in a housing Andrehmotor known whose armature shaft is preferably connected via a countershaft with an output shaft in which axially displaceably connected to a freewheel pinion is arranged by displacement by means of a contactor and a the rear end of the armature shaft carries a commutator against which a plurality of arranged in radially extending brush holders of a brush plate coals and the armature shaft is mounted in a hub, wherein the hub a closed part of the housing of the starter closing lid is.

Bei einer Montage der Kommutatorbürsten werden diese an der Bürstenplatte über eine lösbare Transportsicherung gesichert. Bei der Montage wird dann die Bürstenplatte mit der Transportsicherung in ein Polgehäuse und über den Kommutator des Ankers im Starter montiert. Dabei wird die Transportsicherung axial herausgeschoben und wieder in einen Montage- und Logistikkreislauf zugeführt.When mounting the commutator brushes they are secured to the brush plate via a removable transport lock. During assembly, the brush plate with the transport lock is then mounted in a pole housing and via the commutator of the armature in the starter. The transport lock is pushed out axially and fed back into an assembly and logistics cycle.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße elektrische Maschine und das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des entsprechenden Hauptanspruches oder nebengeordneten Anspruches haben dem Stand der Technik gegenüber den Vorteil, dass bei einer elektrischen Maschine, insbesondere einer Andrehvorrichtung wie einem Starter, zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, umfassend mindestens eine Kommutator-Anker-Einheit mit mindestens einem Kommutator mit Bürstenhalter und darin gehaltenen Kommutatorbürsten und mindestens einem Anker mit drehbarer Ankerwelle, wobei eine Transportsicherung, die zur Sicherung der Kommutatorbürsten in dem Bürstenhalter während der Montage vorgesehen ist, fest in der betriebsbereiten Andrehvorrichtung auch während des Betriebs angeordnet ist. Das heißt, die Transportsicherung ist nicht lösbar ausgebildet und wird nicht wieder zurück in einen Logistikkreislauf zugeführt. Dadurch wird der Montageprozess vereinfacht. Zudem wird der Aufwand für Logistik und Transport gesenkt. The electric machine according to the invention and the inventive method with the features of the corresponding main claim or independent claim have the advantage over the prior art that in an electric machine, in particular a starter, such as a starter, for cranking an internal combustion engine comprising at least one commutator armature Unit with at least one commutator with brush holder and commutator brushes held therein and at least one armature with a rotatable armature shaft, wherein a transport lock, which is provided for securing the Kommutatorbürsten in the brush holder during assembly, is fixedly disposed in the operational start-up device during operation. That is, the transport lock is not detachable and is not fed back into a logistics cycle. This simplifies the assembly process. In addition, the cost of logistics and transport is reduced.

Die elektrische Maschine umfasst bevorzugt einen Elektromotor mit Rotor und Stator. Insbesondere ist die elektrische Maschine als Andrehvorrichtung für eine Brennkraftmaschine als sogenannter Starter oder Startermotor ausgebildet. Diese umfasst eine Kommutator-Anker-Einheit mit einem Kommutator mit Kommutatorbürsten. Die Kommutatorbürsten sind in einem Bürstenhalter gehalten. Weiter umfasst die Kommutator-Anker-Einheit einen Anker mit einer drehbaren Ankerwelle. Über den Kommutator wird dem Anker Strom zugeführt und die Ankerwelle angetrieben. The electric machine preferably comprises an electric motor with rotor and stator. In particular, the electric machine is designed as a starting device for an internal combustion engine as a so-called starter or starter motor. This includes a commutator armature unit with a Commutator with commutator brushes. The commutator brushes are held in a brush holder. Furthermore, the commutator armature unit comprises an armature with a rotatable armature shaft. Power is supplied to the armature via the commutator and the armature shaft is driven.

Damit die Kommutatorbürsten ordnungsgemäß angeordnet sind, sind diese in dem Bürstenhalter positioniert. Da die Kommutatorbürsten in dem Bürstenhalter bei der Montage dem Starter separat zugeführt werden, müssen die Kommutatorbürsten in dem Bürstenhalter für den Transport während der Montage gesichert werden. Erfindungsgemäß ist die Transportsicherung für einen Verbleib in der elektrischen Maschine ausgebildet. Das heißt, nach Montage wird die Transportsicherung nicht von dem Bürstenhalter getrennt, sondern verbleibt als Bauteil in der elektrischen Maschine. In order for the commutator brushes to be properly positioned, they are positioned in the brush holder. Since the commutator brushes in the brush holder are separately supplied to the starter during assembly, the commutator brushes must be secured in the brush holder for transport during assembly. According to the invention, the transport lock is designed to remain in the electrical machine. That is, after assembly, the transport lock is not separated from the brush holder, but remains as a component in the electric machine.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen und nebengeordneten Ansprüchen vorgegebenen Vorrichtungen möglich.The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the independent and independent claims predetermined devices are possible.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Transportsicherung zwischen den Kommutatorbürsten und einem Kommutatorlager mit mindestens einer Rotationssicherung drehfest in Bezug auf das Kommutatorlager und/oder die Kommutatorbürsten angeordnet ist. Der Kommutator ist in der elektrischen Maschine mittels des Kommutatorlagers gelagert. Dabei ist das Kommutatorlager an einer Seite des Kommutators beispielsweise als Teil eines Gehäusedeckels oder dergleichen ausgebildtet. Die Transportsicherung ist zwischen dem Kommutator, genauer den Kommutatorbürsten, und dem Kommutatorlager angeordnet. Dabei ist die Transportsicherung drehfest in Bezug auf das Kommutatorlager und/oder die Kommutatorbürsten angeordnet. Das heißt, die Transportsicherung dreht sich nicht. Statt dessen steht die Transportsicherung in einer Wirkfunktion mit dem Kommutator und/oder dem Kommutatorlager. Gegen ein Rotieren weist die Transportsicherung eine Rotationssicherung auf. Diese Rotationssicherung ist derart ausgebildet, dass ein Mitdrehen, beispielsweise mit der Ankerwelle verhindert ist.In one embodiment, it is provided that the transport lock between the Kommutatorbürsten and a Kommutatorlager with at least one rotational security rotatably with respect to the Kommutatorlager and / or the Kommutatorbürsten is arranged. The commutator is mounted in the electric machine by means of the commutator. In this case, the commutator bearing is formed on one side of the commutator, for example as part of a housing cover or the like. The transport lock is arranged between the commutator, more precisely the commutator brushes, and the commutator bearing. The transport lock is non-rotatably arranged with respect to the commutator and / or the commutator brushes. That means the transport lock does not turn. Instead, the transport lock is in an active function with the commutator and / or the commutator. Against rotation, the transport lock on a rotation lock. This anti-rotation device is designed such that co-rotation, for example with the armature shaft is prevented.

Deshalb sieht eine Ausführungsform vor, dass die Rotationssicherung als eine Formschlusssicherung an der Transportsicherung und/oder dem Kommutatorlager ausgebildet ist. Bevorzugt ist die Rotationssicherung als Formschlusssicherung ausgebildet. Hierzu steht zumindest ein Teil der Transportsicherung im Eingriff mit zumindest einem Teil des Kommutatorlagers. In anderen Ausführungen ist auch eine Kraftschlusssicherung und/oder eine Stoffschlusssicherung bzw. Kombinationen daraus vorgesehen.Therefore, an embodiment provides that the anti-rotation device is designed as a positive locking device on the transport securing device and / or the commutator bearing. Preferably, the anti-rotation device is designed as a positive locking device. For this purpose, at least part of the transport lock is engaged with at least part of the commutator bearing. In other embodiments, a power circuit fuse and / or a material safety fuse or combinations thereof is provided.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Formschlusssicherung mindestens eine Aussparung an der Transportsicherung und/oder dem Kommutatorlager aufweist und mindestens eine korrespondierende Anformung an dem Kommutatorlager und/oder der Transportsicherung aufweist, welche miteinander in Eingriff stehen. Über den Eingriff ist eine einfach realisierbare Rotationssicherung relativ zwischen Kommutator, Transportsicherung und/oder Kommutatorlager gewährleistet. A further embodiment of the present invention provides that the positive locking device has at least one recess on the transport securing device and / or the commutator bearing and has at least one corresponding projection on the commutator bearing and / or the transport securing device, which engage with one another. By means of the intervention, an easily realizable rotation safeguard is ensured relatively between the commutator, transport securing device and / or commutator bearing.

Noch eine andere Ausführungsform sieht vor, dass die Formschlusssicherung als Zackenringpaar ausgebildet ist, bei dem ein transportsicherungsseitiger Zackenring formschlüssig in einen kommutatorlagerseitigen Zackenring eingreift und so eine drehfeste Anordnung realisiert ist. Über die Ausbildung als Zackenring ist eine entlang des gesamten Zackenrings geeignete Kraftübertragung gewährleistet, sodass eine zuverlässige Rotationssicherung gewährleistet ist. Insbesondere ist über den Zackenring eine optimale Lastverteilung realisiert. Zudem ist die Ausbildung als Zackenringpaar kleinbauend und leicht herstellbar. Yet another embodiment provides that the positive locking device is designed as Zackenringpaar in which a transportsicherungsseitiger toothed ring engages positively in a Kommutatorlagerseitigen toothed ring and so a rotationally fixed arrangement is realized. About the training as a toothed ring a suitable along the entire toothed ring power transmission is guaranteed, so that a reliable anti-rotation is guaranteed. In particular, an optimal load distribution is realized via the serrated ring. In addition, the training as Zackenringpaar kleinbauend and easy to produce.

Zudem ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Transportsicherung mindestens einen Anlaufscheibenteil aufweist, mit dem diese an einer Ankeranlaufscheibe anliegt. Damit eine optimale Positionierung der Transportsicherung erfolgt, liegt diese an der Ankeranlaufscheibe an. Die Ankeranlaufscheibe rotiert mit der drehenden Ankerwelle mit. Dagegen steht der Anlaufscheibenteil in Bezug auf die Rotation der Ankerwelle mittels der Rotationssicherung still. In addition, it is provided in one embodiment that the transport lock has at least one thrust washer part, with which this rests against an anchor thrust washer. In order to ensure optimum positioning of the transport lock, it rests against the anchor stop disc. The anchor stop disc rotates with the rotating armature shaft. In contrast, the thrust washer part is silent with respect to the rotation of the armature shaft by means of the anti-rotation device.

Damit es im Bereich zwischen dem Anlaufscheibenteil und der Ankeranlaufscheibe zu möglichst geringem Abrieb und Energieverlusten kommt, sieht eine Ausführungsform vor, dass reibungsreduzierende Mittel an dem Anlaufscheibenteil und/oder der Ankeranlaufscheibe vorgesehen sind, um eine Reibung zwischen dem Anlaufscheibenteil und der mit der Ankerwelle rotierenden Ankeranlaufscheibe zu reduzieren. Diese umfassen in einer Ausführungsform beispielsweise gleitfähige Kunststoffe wie PTFE, PFA etc, Sintermetalle, Beschichtungen, zum Beispiel mit Lagerwerkstofff, Gleitlack, chemisch Nickel und dergleichen. In order to minimize wear and energy losses in the area between the thrust washer part and the anchor thrust washer, one embodiment provides friction reducing means on the thrust washer part and / or the armature thrust washer for friction between the thrust washer part and the armature stop disk rotating with the armature shaft to reduce. In one embodiment, these include, for example, lubricious plastics such as PTFE, PFA, etc., sintered metals, coatings, for example with Lagerwerkstofff, lubricating varnish, chemically nickel and the like.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Transportsicherung zwischen dem Anlaufscheibenteil und dem Kommutatorlager ein Feder-Speicher-Element aufweist, welches eine Vorspannung zwischen Kommutatorlager und Anlaufscheibenteil in axiale Richtung bewirkt. Auf diese Weise ist ein Axiallängsspiel der Ankerwelle reduzierbar bzw. vermeidbar. Einerseits liegt die Ankerwelle über die Ankeranlaufscheibe an dem Anlaufscheibenteil an. Andererseits spannt die Transportsicherung axial gegen das Kommutatorlager vor. Auf diese Weise ist eine Axialsicherung gewährleistet. In a further embodiment, it is provided that the transport lock between the thrust washer part and the commutator has a spring-memory element which causes a bias between commutator and thrust washer part in the axial direction. In this way, a Axiallängsspiel the armature shaft can be reduced or avoided. On the one hand, the armature shaft is located above the anchor thrust washer on the Thrust washer part. On the other hand, the transport lock clamps axially against the commutator bearing. In this way, an axial securing is ensured.

Wiederum eine weitere Ausführung sieht vor, dass die Feder-Speicher-Einheit und der Anlaufscheibenteil oder der Anlaufscheibenteil und die Rotationssicherung oder die Feder-Speicher-Einheit und der Anlaufscheibenteil und die Rotationssicherung miteinander fest verbunden als einteilige Einheit ausgebildet sind. Auf diese Weise ist eine mutlifunktionale Transportsicherung als ein Bauteil ausgebildet, welches sowohl die Kommutatorbürsten gegen Herausfallen sichert, als auch ein Axiallängsspiel der Ankerwelle reduziert. Dazu sind der Anlaufscheibenteil und die Feder-Speicher-Einheit bevorzugt unlösbar miteinander verbunden, beispielsweise mittels verschweißen, umbördeln, verpressen, Ultraschallschweißen und dergleichen. Yet another embodiment provides that the spring-storage unit and the thrust washer part or the thrust washer part and the anti-rotation device or the spring-storage unit and the thrust washer part and the rotation lock are firmly connected together as a one-piece unit. In this way, a mutlifunktionale transport lock is designed as a component which ensures both the commutator brushes against falling out, as well as reduced axial play of the armature shaft. For this purpose, the thrust washer part and the spring-storage unit are preferably connected to one another inseparably, for example by means of welding, beading, pressing, ultrasonic welding and the like.

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des entsprechenden Hauptanspruches oder nebengeordneten Anspruches haben dem Stand der Technik gegenüber den Vorteil, dass bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine, insbesondere einer Andrehvorrichtung, zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, umfassend mindestens eine Kommutator-Anker-Einheit mit einem Kommutator mit Bürstenhalter und darin gehaltenen Kommutatorbürsten und mindestens einen Anker mit drehbarer Ankerwelle, wobei eine Transportsicherung, die zur Sicherung der Kommutatorbürsten in dem Bürstenhalter während der Montage vorgesehen ist, fest in der elektrischen Maschine bzw. der Andrehvorrichtung angeordnet wird, sodass diese auch während des Betriebs dort angeordnet ist, ein Logistikaufwand und ein Montageaufwand reduziert wird.The inventive method with the features of the corresponding main claim or independent claim have the prior art over the advantage that in the manufacture of an electric machine according to the invention, in particular a starting device for turning an internal combustion engine comprising at least one commutator armature unit with a commutator with brush holder and held Kommutatorbürsten and at least one armature with rotatable armature shaft, wherein a transport lock, which is provided for securing the Kommutatorbürsten in the brush holder during assembly, is fixedly arranged in the electric machine or the starter, so that they also during operation arranged there, a logistics effort and assembly costs is reduced.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Transportsicherung über eine Rotationssicherung drehfest und/oder vorgespannt in der elektrischen Maschine angeordnet wird. In one embodiment, it is provided that the transport safety device is arranged rotatably and / or prestressed in the electrical machine via a rotational securing device.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description. Show it:

1 in einer Querschnittsansicht eine als Andrehvorrichtung ausgebildete elektrische Maschine mit Relais, 1 in a cross-sectional view designed as a starting device electrical machine with relay,

2 perspektivisch in einer geschnittenen Ansicht einen Ausschnitt einer Ausführungsform der elektrischen Maschine nach 1 mit Transportsicherung, 2 perspective view in a sectional view of a section of an embodiment of the electric machine according to 1 with transport lock,

3 perspektivisch in einer anderen geschnittenen Ansicht und unterschiedlicher Detaillierungen einen Ausschnitt der elektrischen Maschine nach 2, 3 perspective view in a different sectional view and different detailing a section of the electric machine after 2 .

4 in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform der Transportsicherung mit Rotationssicherung, 4 in a perspective view of an embodiment of the transport lock with anti-rotation,

5 in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform des Kommutatorlagers mit Rotationssicherung, 5 in a perspective view of an embodiment of the commutator with anti-rotation,

6 in einer geschnittenen Querschnittsansicht eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Transportsicherung und 6 in a sectional cross-sectional view of a schematic representation of another embodiment of the transport lock and

7 in einer Vorderansicht schematisch die Transportsicherung nach 6. 7 in a front view schematically the transport lock after 6 ,

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

1 zeigt in einer Querschnittsansicht eine als Andrehvorrichtung ausgebildete elektrische Maschine 100 einer Verbrennungskraftmaschine mit Relais 42, auch als Schalt- oder Einrückrelais ausgeführt. 1 shows in a cross-sectional view designed as a starting device electrical machine 100 an internal combustion engine with relays 42 , also designed as a switching or contact relay.

Ein Gehäuse 10 der elektrischen Maschine 100 besteht aus einem zylindrischen Gehäuseteil 11 und einem Deckel 13, die durch nicht weiter dargestellte Schrauben miteinander verbunden sind. Das zylindrische Gehäuseteil 11 ist hinten durch den Deckel 13 verschlossen, in dessen Mittelteil eine nach außen gerichtete, geschlossene Nabe 14 angeformt ist. In der Nabe 14 befindet sich eine Lagerstelle, in welcher das hintere Ende 17a einer Antriebswelle oder Ankerwelle 17 eines elektrischen Andrehmotors 18 gelagert ist, dessen Anker mit 19 bezeichnet ist. Radial außerhalb des Ankers 19 befinden sich an der Wand des Gehäuseteils 11 mehrere Parmanentmagnete 20 des Andrehmotors 18.A housing 10 the electric machine 100 consists of a cylindrical housing part 11 and a lid 13 , which are interconnected by screws, not shown. The cylindrical housing part 11 is behind the lid 13 closed, in the middle part of an outwardly directed, closed hub 14 is formed. In the hub 14 there is a storage location, in which the rear end 17a a drive shaft or armature shaft 17 an electric starter motor 18 is stored, whose anchor with 19 is designated. Radially outside the anchor 19 are located on the wall of the housing part 11 several Parmanent magnets 20 the Andrehmotors 18 ,

Das vordere Ende der Ankerwelle 17 ist mit einem im Durchmesser reduzierten Endabschnitt 22 in einer achsgleich verlaufenden, nicht weiter dargestellten Sackbohrung 23 einer Abtriebswelle 24 gelagert. Das andere Ende der Abtriebswelle 24 ist in einem das Gehäuseteil 11 verschließenden Lagerschild 25 und einer an diesen angeformte Nabe 26 gelagert. Die Ankerwelle 17 hat nahe ihres dem Lagerschild 25 zugewandten Ende eine Verzahnung 28 (Sonnenrad), in welche Planetenräder 29 eingegreifen, die auch mit einem außenliegenden, feststehenden Hohlrad 30 eines Planetengetriebes 31 kämmen (= Vorgelege). Ein Planetenträger 12 treibt die Abtriebswelle 24 an, auf welcher ein Freilauf 33 angeordnet ist, dessen Innenring 34 einen Fortsatz 35 (Ritzel) aufweist, an dem eine Außenverzahnung 36 ausgebildet ist. Der Außenring 37 des Freilaufs 33 ist über ein Steilgewinde 38 mit der Abtriebswelle 24 verbunden. Auf ihn wirkt eine sogenannte Einspurfeder 39 ein. Durch axiales Verschieben des Freilaufs 33 kann die Außenverzahnung 36 mit einem Zahnkranz 40 der Brennkraftmaschine zwecks des Startvorgangs in Eingriff gebracht werden. Dies geschieht mit Hilfe des Einrückrelais 42, in welchem beim Einschalten des Stroms ein Magnetanker über einen Fortsatz 43 einen Hebel 44 verschwenkt, der über eine Kulisse 45, die zwischen Scheiben 46 liegt, den Freilauf 33 nach links verschiebt. Der Hebel 44 ist zweiarmig ausgebildet und mittels Zapfen 48, in einem gehäusefesten Lager 49 schwenkbar angeordnet. Auf diesen Vorgang ist nur kurz eingegangen, da nicht erfindungswesentlich.The front end of the armature shaft 17 is with a reduced diameter end portion 22 in a coaxially extending, not shown blind bore 23 an output shaft 24 stored. The other end of the output shaft 24 is in one the housing part 11 closing end shield 25 and a hub formed on this 26 stored. The armature shaft 17 has near their the bearing shield 25 facing end a gearing 28 (Sun wheel), in which planetary gears 29 engage, which also with an external, stationary ring gear 30 a planetary gear 31 combing (= transfer). A planet carrier 12 drives the output shaft 24 on which a freewheel 33 is arranged, whose inner ring 34 an extension 35 (Pinion), on which an external toothing 36 is trained. The outer ring 37 of the freewheel 33 is over a steep thread 38 with the output shaft 24 connected. A so-called Einspurfeder acts on him 39 one. By axial displacement of the freewheel 33 can the external teeth 36 with a sprocket 40 the engine are engaged for the purpose of starting. This is done with the help of the engagement relay 42 in which, when the current is switched on, a magnet armature is connected via an extension 43 a lever 44 swung over a backdrop 45 between slices 46 lies, the freewheel 33 moves to the left. The lever 44 is designed with two arms and by means of pins 48 , in a housing-proof warehouse 49 arranged pivotally. On this process is received only briefly, since not essential to the invention.

Auf der Ankerwelle 17 sitzt nahe ihrem hinteren lagerseitigen Ende 17a eine als Federstahl-Scheibe ausgebildete Ankeranlaufscheibe 51 (siehe 3), welche einerseits an einem Kommutator 63 anliegt und andererseits an einem Anlaufscheibenteil 89 (siehe 4) einer Transportsicherung 80 (sieh 2, 3), welche zwischen dem als Kommutatorlager 13a dienenden Deckel 13 und dem Kommutator 63 angeordnet ist. Eine Bürstenplatte 53 ist einstückig ausgebildet vorgesehen. On the armature shaft 17 sits near her rear bearing end 17a designed as a spring steel disc anchor stop disk 51 (please refer 3 ), which on the one hand to a commutator 63 abuts and on the other hand on a thrust washer part 89 (please refer 4 ) a transport safety device 80 (see 2 . 3 ), which between the as Kommutatorlager 13a serving lid 13 and the commutator 63 is arranged. A brush plate 53 is provided integrally formed.

In der Bürstenplatte 53 sind Bürstenhalter befestigt, in welchen Kohlen oder Kommutatorbürsten angeordnet sind, die sich unter Federdruck an den Kommutator 63 anlegen, welcher an der Ankerwelle 17 angeordnet ist. Bei einigen Kohlen handelt es sich um Minuskohlen, bei anderen Kohlen um Pluskohlen. Diese sind über Anschlusslitzen an einen Kabelschuh angeschlossen, der mit einem Kontakt 68 des Einrückrelais 42 verbunden ist. Die Litzen durchdringen eine Dichtung 70, welche im Gehäuseteil 11 in einer Öffnung 71 angeordnet ist. Die Bürstenplatte 53 ist mit Schrauben 62 am Deckel 13 befestigt.In the brush plate 53 brush holders are fastened, in which coals or commutator brushes are arranged, which are under spring pressure to the commutator 63 create, which at the armature shaft 17 is arranged. Some coals are minus coals, others coals plus coals. These are connected via connecting leads to a cable lug, which comes with a contact 68 the engagement relay 42 connected is. The strands penetrate a seal 70 , which in the housing part 11 in an opening 71 is arranged. The brush plate 53 is with screws 62 on the lid 13 attached.

Die beiden Anschlußlitzen sind mit einer Anschlußfahne verbunden, die ein metallisches Biegeteil ist und durch die Dichtung 70 nach außen hindurchdringt.The two pigtails are connected to a terminal lug, which is a metallic bending part and through the seal 70 penetrates to the outside.

2 zeigt perspektivisch in einer geschnittenen Ansicht einen Ausschnitt einer Ausführungsform der elektrischen Maschine 100 nach 1 mit einer Transportsicherung 80. Die Transportsicherung 80 ist zwischen dem Kommutator 63 (hier nicht dargestellt) und dem als Kommutatorlager 13a dienenden Teil des Deckels 13 angeordnet. Dabei weist die Transportsicherung 80 eine Rotationssicherung auf, damit ein Drehen oder Rotieren der Transportsicherung 80 relativ zu dem Kommutatorlager 13a und/oder den Kommutatorbürsten vermieden ist. Die Roationssicherung ist vorliegend als Formschlusssicherung ausgebildet, das heißt, die Rotationssicherung weist überwiegend Mittel auf, die einen Formschluss bewirken und so ein Drehen oder Rotieren verhindern. In dem Ausführungsbeispiel nach 2 bis 5 ist die Formschlusssicherung als Zackenringpaar ausgebildet. Dazu ist ein kommutatorlagerseitiger Zackenring 82 an einer der Transportsicherung 80 zugewandten Seite ausgebildet. Weiter ist ein transportsicherungsseitiger Zackenring 83 an einer dem Kommutatorlager 13a zugewandten Seite ausgebildet. Die Zackenringe 82 und 83 stehen im betriebsbereiten Zustand im Eingriff miteinander. Hierzu sind die Zackenringe 82 und 83 entsprechend komplementär ausgebildet. Das heißt, eine zackenförmige Anformung des einen Zackenrings 82, 83 greift in eine komplementäre zackenförmige Ausnehmung des anderen Zackenrings 83, 82 und umgekehrt. 2 shows a perspective view in a sectional view of a section of an embodiment of the electrical machine 100 to 1 with a transport lock 80 , The transport security 80 is between the commutator 63 (not shown here) and the commutator 13a serving part of the lid 13 arranged. In this case, the transport protection 80 a rotation lock on, thus turning or rotating the transport lock 80 relative to the commutator bearing 13a and / or the commutator brushes is avoided. The Roationssicherung is presently designed as positive locking, that is, the anti-rotation device has predominantly means that cause positive engagement and thus prevent rotation or rotation. In the embodiment according to 2 to 5 the positive locking device is designed as Zackenringpaar. This is a Kommutatorlagerseitiger toothed ring 82 at one of the transport lock 80 formed facing side. Next is a transport safety side serrated ring 83 at a commutator camp 13a formed facing side. The toothed rings 82 and 83 are in operative condition in engagement with each other. These are the serrated rings 82 and 83 designed to be complementary. That is, a jagged Anformung the one serrated ring 82 . 83 engages in a complementary serrated recess of the other serrated ring 83 . 82 and vice versa.

Neben dem Zackenringpaar umfasst die Transportsicherung 80 weiter den Anlaufscheibenteil 89, der in 3 deutlich dargestellt ist. Mit diesem Anlaufscheibenteil 89 liegt die Transportsicherung 80 an der Anlaufscheibe 51 des Ankers 19 an. Die Ankeranlaufscheibe 51 sitzt auf der Ankerwelle 17 und rotiert mit dieser mit. Der Anlaufscheibenteil 89 ist drehfest ausgebildet. Um eine Reibung zwischen Ankeranlaufscheibe 51 und dem Anlaufscheibenteil 89 zu minimieren, sind reibungsmindernde Mittel (hier nicht dargestellt) zumindest in dem Kontaktbereich von Ankeranlaufscheibe 51 und Anlaufscheibenteil 89 vorgesehen. In addition to the Zackenringpaar includes the transport lock 80 continue the thrust washer part 89 who in 3 is clearly shown. With this thrust washer part 89 is the transport protection 80 at the thrust washer 51 of the anchor 19 at. The anchor stop disk 51 sits on the armature shaft 17 and rotates with this. The thrust washer part 89 is formed rotatably. To a friction between anchor stop disk 51 and the thrust washer part 89 minimize friction reducing means (not shown here) at least in the contact area of the anchor thrust washer 51 and thrust washer part 89 intended.

3 zeigt perspektivisch in einer anderen geschnittenen Ansicht und unterschiedlicher Detaillierungen einen Ausschnitt der elektrischen Maschine 100 nach 2. In 3 ist ein größerer Ausschnitt als in 2 dargestellt, sodass auch der Anker 19 und die Anlaufscheibe 51 deutlich zu erkennen sind. Wie in 2 beschrieben, stehen die beiden Zackenringe 82 und 83 der Transportsicherung 80 im Eingriff, wobei die Zackenringe 82 und 83 in 3 nicht explizit dargestellt sind. Weiterhin kontaktiert der Anlaufscheibenteil 89 der Transportsicherung 80 die Ankeranlaufscheibe 51 des Ankers 19. Zudem weist die Transportsicherung 80 zwischen dem Anlaufscheibenteil 89 und dem Kommutatorlager 13a ein Feder-Speicher-Element 85 auf, welches eine Vorspannung zwischen Kommutatorlager 13a und Anlaufscheibenteil 89 in axiale Richtung bewirkt. Dabei wird ein Axiallängsspiel der Ankerwelle 17 reduziert. Denn durch die vorgespannte Anlage an der Ankeranlaufscheibe 51 und dem Kommuatorlager 13a ist die Ankerwelle 17 in axiale Richtung über eine Vorspannkraft oder Federkraft des Feder-Speicher-Elements 85 axial festgelegt. 3 shows in perspective in another sectional view and different detailing a section of the electric machine 100 to 2 , In 3 is a larger section than in 2 represented, so that also the anchor 19 and the thrust washer 51 are clearly visible. As in 2 described, stand the two toothed rings 82 and 83 the transport security 80 engaged, with the serrated rings 82 and 83 in 3 are not explicitly shown. Furthermore contacted the thrust washer part 89 the transport security 80 the anchor stop disk 51 of the anchor 19 , In addition, the transport protection 80 between the thrust washer part 89 and the commutator camp 13a a spring-storage element 85 on which a bias between Kommutatorlager 13a and thrust washer part 89 effected in the axial direction. This is a Axiallängsspiel the armature shaft 17 reduced. Because of the preloaded system on the anchor stop disk 51 and the commuator camp 13a is the armature shaft 17 in the axial direction via a biasing force or spring force of the spring-storage element 85 fixed axially.

4 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform der Transportsicherung 80 mit Rotationssicherung gemäß 2 und 3. Die Transportsicherung 80 weist den Anlaufscheibenteil 89 auf, in dem der Zackenring 83 integriert ausgebildet ist. Der Zackenring 83 ist durch sich in radiale Richtung erstreckende Nuten, die umfänglich äquidistant zueinander beabstandet sind und so ein Sternmuster bilden, ausgebildet. An dem Anlaufscheibenteil 89 ist ein als Spiraldruckfeder 85a ausgebildetes Feder-Speicher-Element 85 angeordnet. Die Spiraldruckfeder 85a und der Anlaufscheibenteil 89 sind fest miteinander zu einem Bauteil verbunden, beispielsweise durch Verschweißen, Umbördeln, Verpressen oder Ultraschallschweißen. Die gesamte Transportsicherung 80 ist somit ringförmig ausgebildet. 4 shows in a perspective view of an embodiment of the transport lock 80 with antirotation according to 2 and 3 , The transport security 80 indicates the thrust washer part 89 on, in which the serrated ring 83 is integrated. The serrated ring 83 is by extending in the radial direction grooves, the are circumferentially equidistant from each other and thus form a star pattern formed. At the thrust washer part 89 is a coil spring 85a trained spring-storage element 85 arranged. The spiral compression spring 85a and the thrust washer part 89 are firmly connected together to form a component, for example by welding, beading, compression or ultrasonic welding. The entire transport security 80 is thus annular.

5 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform des Kommutatorlagers 13a mit Rotationssicherung. Die Rotationssicherung ist als Zackenring 82 ausgebildet, der komplementär zu dem Zackenring 83 der Transportsicherung 80 geformt ist. Dabei ist der Zackenring 82 an einem ringförmigen oder buchsenförmigen Vorsprung des Deckels 13 ausgebildet. 5 shows in a perspective view of an embodiment of the commutator 13a with anti-rotation. The rotation lock is as a serrated ring 82 formed, which is complementary to the serrated ring 83 the transport security 80 is shaped. Here is the serrated ring 82 on an annular or sleeve-shaped projection of the lid 13 educated.

6 zeigt in einer geschnittenen Querschnittsansicht eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Transportsicherung 80. Die Transportsicherung 80 weist hier eine als Feder-Nut ausgebildete Rotationssicherung auf. Dabei ist statt des Zackenringpaars eine Feder 86 und eine Nut 87 vorgesehen. Die Feder 86 ist als Ansatz an dem Kommutatorlager 13a ausgebildet und erstreckt sich in Richtung Kommutator 63. Dabei greift die Feder 86 in die Nut 87 ein, die in dem Anlaufscheibenteil 89 ausgebildet ist. Auf diese Weise ist eine Drehmomentenstütze realisiert, welche eine dreheste Anordnung der Transportsicherung 80 gewährleistet. Deutlich ist auch die Spiraldruckfeder 85a zu erkennen, welche eine Federkraft zwischen das Kommutatorlager 13a und die Transportsicherung 80 aufbringt, sodass die Transportsicherung 80 gegenüber dem Kommutatorlager 13a gespannt ist. Die Federkraft wird auf die Ankeranlaufscheibe 51 übertragen, sodass die Ankerwelle 17 in axiale Richtung festgelegt ist bzw. ein Axiallängsspiel der Ankerwelle 17 begrenzt ist. 6 shows in a sectional cross-sectional view a schematic representation of another embodiment of the transport lock 80 , The transport security 80 has here designed as a spring-groove rotation lock. Here, instead of the Zackenringpaars a spring 86 and a groove 87 intended. The feather 86 is as an approach to the commutator 13a formed and extends in the direction of the commutator 63 , The spring is engaged 86 in the groove 87 a, which is in the thrust washer part 89 is trained. In this way, a torque arm is realized, which is a dreheste arrangement of the transport lock 80 guaranteed. The spiral compression spring is also clear 85a to recognize which spring force between the commutator 13a and the transport security 80 so that the transport protection 80 opposite the commutator bearing 13a is curious. The spring force is applied to the anchor thrust washer 51 transferred so that the armature shaft 17 is fixed in the axial direction or a Axiallängsspiel the armature shaft 17 is limited.

7 zeigt in einer Vorderansicht schematisch die Transportsicherung 80 nach 6. Hier ist das Zusammenwirken der Feder 86 mit der Nut 87 zu erkennen. Die Nut 87 in dem Anlaufscheibenteil 89 ist als Durchgangsöffnung mit etwa rechteckigem Querschnitt ausgebildet. Die an dem Kommutatorlager 13a angeformte Feder 86 weist einen dazu komplementären rechteckigen Querschnitt auf, mit welchem die Feder 86 zumindest teilweise in die Nut 87 hineinragt. In 7 ist somit eine Feder-Nut-Rotationssicherung dargestellt. Zur Erhöhung der Drehmonentabstützung sind in anderen Ausführungsbeispielen weitere Feder-Nut-Rotationssicherungen vorgesehen. 7 shows in a front view schematically the transport lock 80 to 6 , Here is the interaction of the spring 86 with the groove 87 to recognize. The groove 87 in the thrust washer part 89 is formed as a passage opening with an approximately rectangular cross-section. The at the commutator camp 13a molded spring 86 has a complementary rectangular cross section, with which the spring 86 at least partially into the groove 87 protrudes. In 7 Thus, a spring-groove anti-rotation device is shown. To increase the Drehmonentabstützung other spring-groove anti-rotation devices are provided in other embodiments.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 29801079 U1 [0008]

Claims

Electric machine ( 100 ), in particular a starting device such as a starter, for starting an internal combustion engine, comprising at least one commutator armature unit with at least one commutator ( 63 ) with brush holder ( 53a ) and commutator brushes and at least one anchor ( 19 ) with rotatable armature shaft ( 17 ), characterized in that a transport lock ( 80 ) used to secure the commutator brushes in the brush holder ( 53a ) is provided during assembly, fixed in the electrical machine ( 100 ) is also arranged during operation.

Electric machine ( 100 ) according to claim 1, characterized in that the transport lock ( 80 ) between the commutator brushes and a commutator bearing ( 13a ) with at least one rotational security with respect to the commutator ( 13a ) and / or the commutator brushes arranged.

Electric machine ( 100 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the anti-rotation device as a positive locking device on the transport lock ( 80 ) and / or the commutator bearing ( 13a ) is trained.

Electric machine ( 100 ) according to claim 1 or 3, characterized in that the positive locking device at least one recess on the transport lock ( 80 ) and / or the commutator bearing ( 13a ) and at least one corresponding Anformung on the commutator ( 13a ) and / or the transport lock ( 80 ), which engage with each other.

Electric machine ( 100 ) according to one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the positive locking device is designed as Zackenringpaar in which a transportsicherungsseitiger toothed ring ( 82 ) form fit in a commutator bearing side toothed ring ( 83 ) engages and so a rotationally fixed arrangement is realized.

Electric machine ( 100 ) according to one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that the transport lock ( 80 ) at least one thrust washer part ( 89 ), with which this at an anchor stop disk ( 51 ) is present.

Electric machine ( 100 ) according to one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that friction-reducing means on the thrust washer part ( 89 ) and / or the anchor thrust washer ( 51 ) are provided to a friction between the thrust washer part ( 89 ) and with the armature shaft ( 17 ) rotating anchor thrust washer ( 51 ) to reduce.

Electric machine ( 100 ) according to one of the preceding claims 1 to 7, characterized in that the transport lock ( 80 ) between the thrust washer part ( 89 ) and the commutator bearing ( 13a ) a spring storage element ( 85 ), which has a bias voltage between Kommutatorlager ( 13a ) and thrust washer part ( 89 ) in the axial direction.

Electric machine ( 100 ) according to one of the preceding claims 1 to 8, characterized in that the spring-storage unit ( 85 ) and the thrust washer part ( 89 ) or the thrust washer part ( 89 ) and the anti-rotation device or the spring-loaded unit and the thrust washer part ( 89 ) and the rotation lock firmly connected to each other are formed as a one-piece unit.

Method for producing an electrical machine ( 100 ), in particular a starter device, according to one of the preceding claims 1 to 9, for starting an internal combustion engine, comprising at least one commutator armature unit with a commutator ( 63 ) with brush holder ( 53a ) and commutator brushes held therein and at least one anchor ( 19 ) with rotatable armature shaft ( 17 ), characterized in that a transport lock ( 80 ) used to secure the commutator brushes in the brush holder ( 53a ) is provided during assembly, fixed in the electrical machine ( 100 ) is arranged so that it is arranged there during operation.

A method according to claim 10, characterized in that the transport lock ( 80 ) rotatably and / or biased in the electrical machine via a rotation lock ( 100 ) is arranged.