DE102011090128B4

DE102011090128B4 - Elektrische Maschine und Verfahren zu deren Montage

Info

Publication number: DE102011090128B4
Application number: DE102011090128.0A
Authority: DE
Inventors: Rafael Scorsato; Fabio Souza; Andre Galhardo; Javier Bores; Marcelo Tanikawa; Breno Raizer; Omar Corsso; Stephan Kaske
Original assignee: SEG Automotive Germany GmbH
Current assignee: SEG Automotive Germany GmbH
Priority date: 2011-12-29
Filing date: 2011-12-29
Publication date: 2020-11-26
Anticipated expiration: 2031-12-30
Also published as: DE102011090128A1; CN103256164A; FR2985872A1; CN103256164B

Abstract

Elektrische Maschine (100) zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, umfassend eine Steckverbindung (200) zur kraftübertragenden Verbindung zweier Bauteile mit einem Bajonettverschluss (210), der eine Axialwegbegrenzung (220) aufweist, um ein ungewolltes Öffnen des Bajonettverschlusses (210) zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialwegbegrenzung (220) Mittel (300) zumindest zur Radialsicherung der Axialwegbegrenzung (220) aufweist, um ein ungewolltes Lösen der Axialwegbegrenzung (220) zu vermeiden.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere einen Generator oder eine Andrehvorrichtung wie ein Starter, zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zudem betrifft die Erfindung Verfahren zur Montage einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Generators oder einer Andrehvorrichtung wie einem Starter, zum Andrehen einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Starter, insbesondere einem Koaxialstarter, zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, insbesondere von Kraft- und Nutzfahrzeugen und einer Steckverbindung zur kraftübertragenden Verbindung zweier Bauteile, wie beispielsweise einer Steckritzelverbindung zum Befestigen eines aufgesteckten Ritzels auf einer entsprechenden Welle, nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
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. Insbesondere sind Gegenstand der vorliegenden Erfindung auch Pkw-Starter, mit Elektromotor und Einspursystem, zum Beispiel nach Art eines frei ausstoßenden Starters oder eines Maulstarters.
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.
Bekannte Andrehvorrichtungen umfassen ein Freilaufgetriebe mit einem spielbehaftet gelagerten, drehbaren Ritzel. Entsprechende Starter für Personenkraftwagen und Nutzkraftwagen sind allgemein bekannt. Diese weisen ein auf eine Ritzelwelle aufgestecktes Starterritzel auf, das über eine formschlüssige Verbindung, insbesondere mittels einer Kerbverzahnung, von der Ritzelwelle angetrieben wird. Derartige Starter sind zum Beispiel als frei ausstoßende Starter bekannt. Insbesondere bei Startern für Start-Stopp-Anwendungen werden derartige Steckritzel auch für sogenannte Maulstarter eingesetzt. Die axiale Fixierung derartiger Starterritzel wird üblicherweise mit einem Sprengring oder einer Kombination aus Sprengring und Anschlagring ausgeführt. Bei der Montage werden solche Ritzel gegen eine Druckfeder auf die Ritzelwelle aufgeschoben und anschließend wird der Sprengring montiert, sodass die Druckfeder das Ritzel gegen den Sprengring schiebt. Die Anfederung des Ritzels verbessert dabei das Einspurverhalten und reduziert den stirnseitigen Verschleiß von Ritzel und Zahnkranz.
Andere Arten der axialen Fixierung umfassen ein Sicherungselement, welches mittels Presspassung in einer Hohlwelle ( DE 10 2009 060 957 A1 ) oder mittels einer Konuskopplung ( DE 602 13 239 T2 ) angebracht wird.
Bekannt ist weiterhin, dass derartige Verbindungen mittels eines Bajonettverschlusses erfolgen. Damit der Bajonettverschluss sich nicht ungewollt löst, ist eine entsprechende Axialwegbegrenzung vorgesehen. Diese ist bei den bekannten Lösungen als U-förmige Scheibe ausgebildet, die nach der Herstellung der Verbindung axial zwischen die zu verbindenden Teile auf die Ritzelwelle gesteckt wird. Bei hohen Drehzahlen der Ritzelwelle kommt es aufgrund der asymmetrischen Ausformung der Scheibe zu Unwuchten. Weiter löst sich die Scheibe aufgrund der hohen Drehzahlen bisweilen von der Ritzelwelle oder Abtriebswelle, sodass eine sichere Axialwegbegrenzung nicht mehr gegeben ist und sich der Bajonettverschluss ungewollt öffnen kann.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße elektrische Maschine und das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage einer elektrischen Maschine mit den Merkmalen des entsprechenden Hauptanspruches oder nebengeordneten Anspruches haben dem Stand der Technik gegenüber den Vorteil, dass bei einer elektrischen Maschine, insbesondere einem Generator oder einer Andrehvorrichtung wie einem Starter, zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, umfassend eine Steckverbindung, zur kraftübertragenden Verbindung zweier Bauteile, insbesondere eine Steckritzelverbindung, mit einem Bajonettverschluss, der eine Axialwegbegrenzung aufweist, um ein ungewolltes Öffnen des Bajonettverschlusses zu verhindern, vorgesehen ist, dass die Axialwegbegrenzung Mittel zumindest zur Radialsicherung der Axialwegbegrenzung aufweist, um ein ungewolltes Lösen der Axialwegbegrenzung zu vermeiden. Aufgrund der Radialsicherung ist ein Lösen der Axialwegbegrenzung in radiale Richtung verhindert. Somit ist auch ein ungewolltes Öffnen des Bajonettverschlusses verhindert, sodass eine sichere Steckverbindung realisiert ist.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen und nebengeordneten Ansprüchen vorgegebenen Vorrichtungen möglich.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Mittel zumindest eine Fixierung an einem ersten der zwei Bauteile der Steckverbindung, insbesondere an einer Ritzelwelle, auch als Antriebswelle bzw. Abtriebswelle bezeichnet, auf welches das zweite der zwei Bauteile der Steckverbindung, insbesondere das Ritzel, aufsteckt ist, umfassen. Durch die Fixierung ist die Axialwegbegrenzung gegen ein unbeabsichtigtes Lösen auf einfache Weise gesichert. Die Fixierung ist beispielsweise stoff- , kraft- und/oder formschlüssig ausgebildet. Bevorzugt ist die Fixierung stoffschlüssig, beispielsweise als Verschweißung oder Klebung der Axialwegbegrenzung an das erste Teil ausgebildet. Die Fixierung ist bevorzugt so ausgebildet, dass eine Unwucht durch die Axialwegbegrenzung ausgeglichen oder verhindert ist.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Mittel zumindest eine Fixierung an dem zweiten Bauteil der Steckverbindung, insbesondere an dem Ritzel, welches auf das erste Bauteil der Steckverbindung, insbesondere auf die Abtriebswelle, aufgesteckt ist, umfassen. Die Fixierung ist beispielsweise stoff-, kraft- und/oder formschlüssig ausgebildet. Bevorzugt ist die Fixierung stoffschlüssig, beispielsweise als Verschweißung oder Klebung der Axialwegbegrenzung an das erste Teil ausgebildet. Die Fixierung ist bevorzugt so ausgebildet, dass eine Unwucht durch die Axialwegbegrenzung ausgeglichen ist. Bevorzugt ist die Axialwegbegrenzung an einem antriebswellenfernen Abschnitt des Ritzels, das heißt an einem zu der Stirnseite der Antriebswelle benachbarten oder antriebslagerseitigen Abschnitt, angeordnet.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Mittel an dem zweiten Bauteil eine sich in einen Aufnahmeraum für das erste Bauteil erstreckenden und so den Aufnahmeraum begrenzenden, innenliegenden Anschlag umfassen. Das erste Bauteil, beispielsweise die Antriebs- bzw. Abtriebswelle, wird bei der Montage in dem Aufnahmeraum des zweiten Bauteils, beispielsweise des Ritzels, gesteckt. Dort wird die Welle verdreht und entgegen der Einsteckrichtung etwas herausgezogen, sodass der Bajonettverschluss wirkt. Um das Lösen der Steckverbindung zu verhindern, ist ein Axialweg durch die Axialwegbegrenzung gesperrt. Diese Sperre wird durch einen innenliegenden Anschlag realisiert. Dieser ist derart in dem Aufnahmeraum angeordnet, dass das erste Bauteil, beispielsweise die Abtriebswelle, sich nicht axial in Einsteckrichtung bewegen lässt. Beispielsweise ist der Anschlag als Zylinderstift ausgebildet, der sich in den Aufnahmeraum erstreckt.
Noch eine andere Ausführungsform sieht vor, dass die Mittel an dem zweiten Bauteil eine Aufnahme aufweisen, in welcher der innenliegende Anschlag zumindest teilweise aufgenommen ist. Um den Anschlag selber hinsichtlich seiner Position zu fixieren, ist eine entsprechende Aufnahme vorgesehen. Die Aufnahme wirkt mit dem Anschlag derart zusammen, dass der Anschlag zumindest in Axialrichtung fixiert ist. In einer Ausführungsform ist der Anschlag zudem in eine weitere Richtung fixiert, sodass eine sichere Positionierung des Anschlags gewährleistet ist. Bevorzugt erstrecken sich der Anschlag und die korrespondierende Aufnahme in eine Querrichtung, bevorzugt senkrecht zu der Axialrichtung, bevorzugt in eine Radialrichtung. Deshalb ist es vorgesehen, dass der Anschlag auch in die Radialrichtung gesichert ist.
Zudem ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Mittel an dem zweiten Bauteil eine Fixierung zur Festlegung des Anschlags aufweisen. Die Fixierung des Anschlags erfolgt bevorzugt in dem Bereich der Aufnahme. In einer Ausführungsform ist der Anschlag durch eine Presspassung in der Aufnahme fixiert. In einer anderen Ausführungsform ist der Anschlag über eine Umformung, eine Verschweißung, ein Kleben oder eine Zusatzsicherung, form-, kraft- und/oder formschlüssig in der Aufnahme fixiert. Die Zusatzsicherung ist beispielsweise über ein die Aufnahme begrenzendes zusätzliches Bauteil wie eine Hülse, ein Stopfen oder dergleichen ausgebildet.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Anschlag als mindestens ein Querstift ausgebildet ist, welcher quer zu einer Axialerstreckung der Steckverbindung ausgerichtet ist. Bevorzugt ist der Anschlag als Querstift, beispielsweise als quer verlaufender oder quer aufgenommener Zylinderstift, ausgebildet. Die korrespondierende Aufnahme ist entsprechend als Zylinderbohrung ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform durchdringt die Zylinderbohrung das gesamte Ritzel in Querrichtung, bevorzugt in Radialrichtung, bis zu den äußeren Oberflächen. In einer anderen Ausführungsform ist die Zylinderbohrung von dem Aufnahmeraum nach außen führend als Sackbohrung ausgeführt.
Wiederum eine weitere Ausführung sieht vor, dass die Mittel als veränderbare Mittel, insbesondere als verformbare und/oder ausfahrbare Mittel ausgebildet sind bzw. verformbare und/oder ausfahrbare Mittel umfassen. Die verformbaren Mittel sind beispielsweise durch einen verformbaren Werkstoff oder durch einen längenveränderbaren Anschlag realisiert. Beispielsweise ist ein Anschlag an dem in den Aufnahmeraum ragenden Ende des ersten Bauteils, beispielsweise der Ritzelwelle, angeordnet, wobei der Anschlag teleskopierbar ist, sodass dieser sich in die Aufnahme erstreckt. In einer anderen Ausführung ist der Anschlag fliehkraftgesteuert und erstreckt sich erst bei Drehung in die Aufnahme. In noch einer anderen Ausführungsform ist der Anschlag verformbar, beispielsweise plastisch verformbar, sodass der Anschlag in den Aufnahmeraum gepresst wird und dort aufgrund eines elastischen Verformanteils sich gegen die Seitenwandungen der Aufnahme presst und dort arretiert ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des entsprechenden Hauptanspruches oder nebengeordneten Anspruches hat dem Stand der Technik gegenüber den Vorteil, dass bei einem Verfahren zur Montage einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Generators oder einer Andrehvorrichtung wie einem Starter, zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, umfassend eine Steckverbindung zur kraftübertragenden Verbindung zweier Bauteile, insbesondere eine Steckritzelverbindung, mit einem Bajonettverschluss, der eine Axialwegbegrenzung aufweist, um ein ungewolltes Öffnen des Bajonettverschlusses zu verhindern, umfassend den Schritt Anordnen der Axialwegbegrenzung an der Steckverbindung, vorgesehen ist, dass die Axialwegbegrenzung zumindest in Radialrichtung gesichert wird, um ein ungewolltes Lösen der Axialwegbegrenzung zu vermeiden. Das erste Bauteil wird in den Aufnahmeraum des zweiten Bauteils gesteckt, verdreht und entgegen der Einsteckrichtung aus dem Aufnahmeraum bis zum Erreichen eines Anschlags herausgezogen. Ein Lösen der Steckverbindung bzw. des Bajonettverschlusses sieht ein Bewegen entgegen der Einsteckbewegung vor. Hierzu wird das erste Bauteil zuerst entgegen der Einsteckrichtung axial bewegt. Ist dieser Weg versperrt, so kann das Lösen der Verbindung nicht erfolgen. Gegen das ungewollte Lösen ist die Axialwegbegrenzung vorgesehen. Nach einem Herstellen des Bajonettverschlusses wird der Axialweg durch Anordnen der Axialwegbegrenzung begrenzt. Damit während des Betriebs sich die Axialwegbegrenzung nicht löst, wird diese zumindest in Radialrichtung gesichert. Dies erfolgt durch Ankleben, Verschweißen oder dergleichen.
Entsprechend sieht eine Ausführungsform vor, dass das Sichern den Schritt Fixieren der Axialwegbegrenzung an der Steckverbindung mit Mitteln zumindest zur Radialsicherung umfasst. Das Fixieren wird bevorzugt an einem Ende des ersten Teils durchgeführt, welches in den Aufnahmeraum gesteckt wird. Bevorzugt wird ein Anschlag in diesem Bereich vorgesehen. Der Anschlag wirkt dabei mit einer Aufnahme für den Anschlag zusammen, sodass der Anschlag axial und radial gesichert wird. Die Aufnahme ist beispielsweise als Querbohrung in dem Ritzel ausgeführt, in welche der Anschlag zumindest teilweise hineinragt. In der Querbohrung wird der Anschlag beispielsweise zusätzlich fixiert, insbesondere durch Verformen oder Vorsehen von Fixiermitteln wie Kleber.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

1 in einer Querschnittsansicht eine als Andrehvorrichtung ausgebildete elektrische Maschine,
2 in einer Querschnittsansicht eine als Bajonettverschluss ausgebildete Steckverbindung von einem Ritzel auf einer Abtriebswelle mit einer ersten Ausführung einer Axialwegbegrenzung in einem ersten Zustand,
3 in einer Querschnittsansicht eine als Bajonettverschluss ausgebildete Steckverbindung von einem Ritzel auf einer Abtriebswelle mit einer zweiten Ausführung einer Axialwegbegrenzung in einem zweiten Zustand,
4 in einer Querschnittsansicht eine vergrößerte Darstellung der Ausführungsform der Axialwegbegrenzung nach 3,
5 in einer Querschnittsansicht eine vergrößerte Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Axialwegbegrenzung,
6 in einer Querschnittsansicht eine vergrößerte Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Axialwegbegrenzung,
7 in einer Querschnittsansicht eine vergrößerte Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Axialwegbegrenzung,
8 schematisch in einer Querschnittsansicht und einem Längsschnitt das Ausführungsbeispiel nach 3 in einem ersten Montagezustand,
9 schematisch in einer Querschnittsansicht und einem Längsschnitt das Ausführungsbeispiel nach 8 in einem zweiten Montagezustand,
10 schematisch in einer Querschnittsansicht und einem Längsschnitt das Ausführungsbeispiel nach 8 in einem dritten Montagezustand,
11 schematisch in einer Querschnittsansicht und einem Längsschnitt das Ausführungsbeispiel nach 8 in einem vierten Montagezustand,
12 schematisch in einer Querschnittsansicht und einem Längsschnitt das Ausführungsbeispiel nach 8 in einem fünften Montagezustand,
13 in einer Querschnittsansicht ein Ritzel mit einer Aufnahme und
14 in einer perspektivischen Ansicht das Ritzel nach 13.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die 1 zeigt in einer Querschnittansicht eine als Andrehvorrichtung ausgeführte elektrische Maschine 100 mit Relais 42, auch als Schalt- oder Einrückrelais ausgeführt. Ein Gehäuse 10 der Andrehvorrichtung umfasst einen zylindrischen Gehäuseteil 11 und einen 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, Nabe angeformt ist. In der Nabe befindet sich eine Lagerstelle, in welcher ein hinteres Ende 17a der 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 (Permanent-)Magnete 20 des 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 dem Lagerschild 25 angeformten Nabe 26 gelagert. Die Ankerwelle 17 weist nahe ihrem dem Lagerschild 25 zugewandten Ende eine Verzahnung 28 (Sonnenrad) auf, in welche Planetenräder 29 eingreifen, die auch mit einem außenliegenden, feststehenden Hohlrad 30 eines Planetengetriebes 31 kämmen (=Vorgelege).
Ein Planetenträger 12 treibt die Abtriebswelle 24 an, auf welcher ein Freilaufgetriebe 33 angeordnet ist, dessen Innenring 34 einen Fortsatz 35 (Ritzel) aufweist, an dem eine Außenverzahnung 36 ausgebildet ist. Der Außenring 37 des Freilaufgetriebes 33 ist über ein Steilgewinde 38 mit der Abtriebswelle 24 verbunden. Auf ihn wirkt eine sogenannte Einspurfeder 39 ein. Durch axiales Verschieben des Freilaufgetriebes 33 kann die Außenverzahnung 36 mit einem Zahnkranz 40 einer Brennkraftmaschine zwecks des Startvorgangs in Eingriff gebracht werden. Dies geschieht mit Hilfe des (Einrück-)Relais 42, in welchem beim Einschalten eines Stroms ein Magnetanker über einen Fortsatz 43 einen Hebel 44 verschwenkt, der über eine Kulisse 45, die zwischen Scheiben 46 liegt, das Freilaufgetriebe 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.
Die Ankerwelle 17 ist an ihrem hinteren lagerseitigen Ende 17a mit einer Arretiervorrichtung in axiale Richtung gesichert. An dem Deckel 13 liegt eine Bürstenplatte 53 an, welche mit dem Deckel 13 verschraubt ist. Die Bürstenplatte 53 ist einstückig ausgebildet. An ihr sind insbesondere aus Kunststoff bestehende Bürstenhalter befestigt, in welchen Kohlen angeordnet sind, die sich unter Federdruck an einen Kommutator 63 anlegen, welcher an der Ankerwelle 17 angeordnet ist. Die Kohlen 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 angeordnet ist. Die Bürstenplatte 53 ist mit Schrauben 62 am Deckel 13 befestigt.
Die 2 bis 14 zeigen in verschiedenen Ansichten und unterschiedlichen Detaillierungsgraden eine als Bajonettverschluss 210 ausgebildete Steckverbindung 200 eines als Ritzel 35 ausgebildeten ersten Bauteils mit dem als Ritzel- oder Abtriebswelle 24 ausgebildeten zweiten Bauteil. Das Ritzel 35 ist hierbei einteilig mit dem Innenring 34 des Freilaufgetriebes 33 ausgebildet. Für die weitere Beschreibung wird hierfür der Begriff Ritzel 35 verwendet. Gleiche oder ähnliche Bauteile werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Eine detaillierte Beschreibung bereits beschriebener Bauteile entfällt aus Gründen der Übersichtlichkeit.
Die 2 zeigt in einer Querschnittsansicht die als Bajonettverschluss 210 ausgebildete Steckverbindung 200 von dem Ritzel 35 auf der Abtriebswelle 24 mit einer ersten Ausführung einer Axialwegbegrenzung 220 mit Mitteln 300 zumindest zur Radialsicherung der Axialwegbegrenzung 220. Eine Axialrichtung ist durch den Pfeil A gekennzeichnet. Die Axialwegbegrenzung 220 umfasst zwei U-förmige Scheiben 221, die an einem Abtriebswellenabsatz 24a umfänglich auf die Abtriebswelle 24 aufgesetzt sind. Als Mittel 300 zur Radialsicherung ist hier eine Fixierung 310 an der Abtriebswelle 24 mittels Verschweißen vorgesehen. Auf diese Weise sind die beiden Scheiben 221 wirkungsvoll gegen ein Lösen in Radialrichtung gesichert. Die Schreiben 221 erstrecken sich in Radialrichtung soweit von der Abtriebswelle 24 weg, dass diese in Kontakt mit einer Anschlagsfläche 35a des Ritzels 35 gelangen können. Eine Breite der Scheiben 221 ist so bemessen, dass ein Axialweg des Ritzels 35 relativ zu der Abtriebswelle 24 begrenzt ist, sodass sich der Bajonettverschluss 210 nicht öffnen kann und die Abtriebswelle 24 nicht aus einem Aufnahmeraum 240 hinaus bewegt werden kann. Die Fixierung 310 ist so ausgebildet, dass diese eine Unwucht der rotationsasymmetrischen Scheiben 221 ausgleicht.
Die 3 zeigt in einer Querschnittsansicht die als Bajonettverschluss 210 ausgebildete Steckverbindung 200 des Ritzels 35 auf der Abtriebswelle 24 mit einer zweiten Ausführung einer Axialwegbegrenzung 220 in einem zweiten Zustand. Die Axialwegbegrenzung 220 ist hier als Zylinderstift 222 ausgebildet. Die Mittel 300 umfassen eine Aufnahme 320, die als Querbohrung 321 durch den Aufnahmeraum 240 ausgebildet ist und die mit dem Zylinderstift 222 zusammenwirkt. Somit erfolgt ein axialwegbegrenzender Anschlag nicht mehr zwischen Abtriebswellenabsatz 24a, Axialwegbegrenzung 220 und Anschlagsfläche 35a sondern zwischen einer Stirnseite der Abtriebswelle 24 und der Axialwegbegrenzung 220, genauer dem Zylinderstift 222. Eine bei dem Anschlag resultierende Anschlagskraft wird über den Zylinderstift 222 auf Querbohrungswandungen übertragen. Die Mittel 300 sind in den 4 bis 7 detaillierter beschrieben.
Die 4 zeigt in einer Querschnittsansicht eine vergrößerte Darstellung der Ausführungsform der Axialwegbegrenzung 220 nach 3. Die Axialwegbegrenzung 220 ist als Zylinderstift 222 ausgebildet. Die Mittel 300 umfassen zum einen die Querbohrung 321, welche zum einen eine Axialfixierung für den Zylinderstift 222 bildet. Zum anderen weist die Bohrung die Fixierung 310 auf, welche hier als Presspassung 311 ausgebildet ist. Durch diese Presspassung 311 ist der Zylinderstift 222 gegen eine Radialbewegung kraftschlüssig gesichert.
Die 5 zeigt in einer Querschnittsansicht eine vergrößerte Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Axialwegbegrenzung 220. Der Aufbau entspricht im Wesentlichen dem der 4, jedoch ist die Fixierung 310 hier als mechanische Deformation 312 ausgebildet. Dabei ist vorliegend die Querbohrung 321 mechanisch deformiert, sodass der Zylinderstift 222 in radiale Richtung gesichert ist. In einer anderen Ausführungsform ist beispielsweise der Zylinderstift 222 oder sind der Zylinderstift 222 und die Querbohrung 321 mechanisch deformiert.
Die 6 zeigt in einer Querschnittsansicht eine vergrößerte Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Axialwegbegrenzung 220. Bei ansonsten gleicher Ausführung wie in den 4 und 5 ist hier die radiale Fixierung 310 durch ein zusätzliches Bauteil 313 statt durch eine Deformation 312 realisiert. Dabei ist das zusätzliche Bauteil 313 als Buchse oder Ring 313a ausgebildet, welcher über der Querbohrung 321 angeordnet ist.
Die 7 zeigt in einer Querschnittsansicht eine vergrößerte Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Axialwegbegrenzung 220. Der Aufbau entspricht im Wesentlichen dem Aufbau nach 6, jedoch ist das zusätzliche Bauteil 313 als Stopfen 313b ausgebildet, welcher die Querbohrung 321 in radiale Richtung verschließt. Die Mittel 300 sind so ausgebildet, dass diese eine Unwucht der Steckverbindung 200 verhindern oder zumindest reduzieren. Entsprechend ist eine Gewichtsverteilung der Mittel 300 ausgerichtet. Bevorzugt sind die Mittel 300 zumindest achssymmetrisch, weiter bevorzugt rotationssymmetrisch um die Axialrichtung A ausgebildet.
Die 8 bis 12 zeigen verschiedene Schritte zur Herstellung der Bajonett-Steckverbindung 200, 210.
Die 8 zeigt schematisch in einer Querschnittsansicht und einem Längsschnitt das Ausführungsbeispiel nach 3 in einem ersten Montagezustand. In diesem Zustand oder Schritt ist die Abtriebswelle 24 teilweise in den Aufnahmeraum 240 eingesteckt, wobei Ritzel 35 und Abtriebswelle 24 nicht gegeneinander axial anschlagen. Die Querbohrung 321 und der Aufnahmeraum 240 sind nicht durch eine Axialwegbegrenzung 220 verschlossen. Führungselemente 35b des Ritzels 35 bilden einen inneren Führungspfad 35c aus. Führungselemente 24b der Abtriebswelle24 bilden einen Gegenführungspfad 24c aus. Gegenanschläge 24d begrenzen jeweils alternierend einen Gegenführungspfad 24c, sodass ein Gegenführungspfad 24c in Richtung Ritzel 35 geöffnet ist und ein benachbarter Gegenführungspfad 24 in Richtung Ritzel 35 gesperrt ist. Ein Rotationspfad 24e ist vorgesehen, um die Gegenführungspfade 24c untereinander in Querrichtung, das heißt in eine Umfangsrichtung, zu verbinden. In dem dargestellten Schritt beginnen die Führungselemente 35b zwischen den Gegenanschlägen 24d in den Gegenführungspfad 24c zu gleiten, sodass die Führungspfade 24c und 35c zusammenwirken. Die Führungspfade 35c sind dabei doppelt so weit voneinander beabstandet wie die Gegenführungspfade 24c.
Die 9 zeigt schematisch in einer Querschnittsansicht und einem Längsschnitt das Ausführungsbeispiel nach 8 in einem zweiten Montagezustand oder einen zweiten Schritt. In diesem Schritt ist die Abtriebswelle 24 soweit in den Aufnahmeraum 240 eingesteckt, dass ein vorderes Ende der Abtriebswelle 24 in axiale Richtung die Querbohrung 321 in radiale Richtung versperrt. Dabei grenzen der Ritzelabsatz 35a und der Wellenabsatz 24a aneinander an. Die Führungselemente 35b sind in Umfangsrichtung entlang des Rotationspfads 24e in Umfangsrichtung bewegbar. Die Verdrehung ist in 10 dargestellt.
Die 10 zeigt schematisch in einer Querschnittsansicht und einem Längsschnitt das Ausführungsbeispiel nach 8 in einem dritten Montagezustand, in dem die Abtriebswelle 24 relativ zu dem Ritzel 35 in Umfangsrichtung um die Axialrichtung A verdreht wird. Hierbei werden die Führungselemente 35b entlang des Rotationspfads 24e bewegt, bis diese in den nächsten Gegenführungspfad 24c greifen. Der nächste oder benachbarte Gegenführungspfad 24c ist entgegen einer Einsteckrichtung mit einem Gegenanschlag 24d begrenzt. Die Bewegung des Führungselements 35b in Richtung des Gegenanschlags 24d ist in 11 dargestellt.
Die 11 zeigt schematisch in einer Querschnittsansicht und einem Längsschnitt das Ausführungsbeispiel nach 8 in einem vierten Montagezustand, in dem die Führungselemente 35b entlang des Gegenführungspfads 24c in Richtung des Gegenanschlags 24d bewegt werden. Entsprechend wird die Abtriebswelle 24 entgegen der Einsteckrichtung bewegt, solange, bis die Querbohrung 321 freigegeben ist. Ist die Querbohrung 321 freigegeben, so wird die Axialwegbegrenzung 220 eingesetzt, wie in 12 dargestellt.
Die 12 zeigt schematisch in einer Querschnittsansicht und einem Längsschnitt das Ausführungsbeispiel nach 8 in einem fünften Montagezustand, in dem die Axialwegbegrenzung 220 eingesetzt ist. Die Axialwegbegrenzung 220 ist als Zylinderstift 221 ausgebildet, welcher sich in der Querbohrung 321 befindet. Der so festgelegte Zylinderstift 221 blockiert eine Bewegung der Abtriebswelle 24 in Einsteckrichtung, sodass der Bajonettverschluss 221 sicher schließt.
Die 13 zeigt in einer Querschnittsansicht das Ritzel 35 mit einer Aufnahme 320 und einem Aufnahmeraum 240. Die Aufnahme 320 durchdringt das Ritzel 35 und den Aufnahmeraum 240 in radialer Richtung, wobei der Aufnahmeraum 240 durch die Querbohrung 321 axial in zwei Teile unterteilt wird. Der von der Querbohrung 321 in Axialrichtung A zu dem abtriebswellenfernen Ende gelegenen Teil des Aufnahmeraums 240 ist erforderlich, um den Bajonettverschluss 210 zu öffnen und entspricht somit im Wesentlichen der axialen Länge eines Führungspfads 35c.
Die 14 zeigt in einer perspektivischen Ansicht das Ritzel 35 nach 13. Hier ist deutlich die Anordnung der Querbohrung 321 zu erkennen. Diese verläuft zentral in radiale Richtung durch das Ritzel 35.

Claims

Elektrische Maschine (100) zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, umfassend eine Steckverbindung (200) zur kraftübertragenden Verbindung zweier Bauteile mit einem Bajonettverschluss (210), der eine Axialwegbegrenzung (220) aufweist, um ein ungewolltes Öffnen des Bajonettverschlusses (210) zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialwegbegrenzung (220) Mittel (300) zumindest zur Radialsicherung der Axialwegbegrenzung (220) aufweist, um ein ungewolltes Lösen der Axialwegbegrenzung (220) zu vermeiden.
Elektrische Maschine (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (300) zumindest eine Fixierung (310) an einem ersten der zwei Bauteile der Steckverbindung (200), auf welches das zweite der zwei Bauteile der Steckverbindung (200), aufgesteckt ist, umfassen.
Elektrische Maschine (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (300) zumindest eine Fixierung (310) an dem zweiten Bauteil der Steckverbindung (200), welches auf das erste Bauteil der Steckverbindung (200), aufgesteckt ist, umfassen.
Elektrische Maschine (100) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (300) an dem zweiten Bauteil eine sich in einen Aufnahmeraum (240) für das erste Bauteil erstreckenden und so einen den Aufnahmeraum (240) begrenzenden, innenliegenden Anschlag umfassen.
Elektrische Maschine (100) nach dem vorherigen Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (300) an dem zweiten Bauteil eine Aufnahme (320) aufweisen, in welcher der innenliegende Anschlag zumindest teilweise aufgenommen ist.
Elektrische Maschine (100) nach einem der vorherigen Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (300) an dem zweiten Bauteil eine Fixierung (310) zur Festlegung des Anschlags aufweisen.
Elektrische Maschine (100) nach einem der vorherigen Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag als mindestens ein Querstift ausgebildet ist, welcher quer zu einer Axialerstreckung der Steckverbindung (200) ausgerichtet ist.
Elektrische Maschine (100) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (300) als veränderbare Mittel, insbesondere als verformbare und/oder ausfahrbare Mittel ausgebildet sind.
Elektrische Maschine (100), nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine als ein Generator oder eine Andrehvorrichtung ausgebildet ist.
Verfahren zur Montage einer elektrischen Maschine (100) zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, umfassend eine Steckverbindung (200) zur kraftübertragenden Verbindung zweier Bauteile, mit einem Bajonettverschluss (210), der eine Axialwegbegrenzung (220) aufweist, um ein ungewolltes Öffnen des Bajonettverschlusses (210) zu verhindern, umfassend den Schritt Anordnen der Axialwegbegrenzung (220) an der Steckverbindung (200), dadurch gekennzeichnet, dass die Axialwegbegrenzung (220) zumindest in Radialrichtung gesichert wird, um ein ungewolltes Lösen der Axialwegbegrenzung (220) zu vermeiden.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Sichern den Schritt Fixieren der Axialwegbegrenzung (220) an der Steckverbindung (200) mit Mitteln (300) zumindest zur Radialsicherung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine als ein Generator oder eine Andrehvorrichtung ausgebildet ist.