DE102012203809A1

DE102012203809A1 - Electrical machine e.g. starter for vehicle with internal combustion engine, has force device that is provided for generating force field to partially surround powertrain so that force acts upon powertrain

Info

Publication number: DE102012203809A1
Application number: DE201210203809
Authority: DE
Inventors: Mathias Fein; Michael Bayer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: SEG Automotive Germany GmbH
Priority date: 2012-03-12
Filing date: 2012-03-12
Publication date: 2013-09-12
Also published as: CN103312076A; FR2987952A1; CN103312076B

Abstract

The electrical machine (100) has a play drive train mounted with an axial play in the electrical machine. A force device is provided for generating force field to partially surround powertrain so that force acts upon powertrain. The force unit is arranged such that the shaft (17,24) of powertrain experiences force in axial direction (A). The force device is provided with reaction force unit. An independent claim is included for method for calming of backlash-afflicted powertrain of electric machine.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere eine Andrehvorrichtung wie ein Starter oder ein Generator, zur Kopplung, insbesondere zum Andrehen oder angetrieben werden, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to an electric machine, in particular a starting device such as a starter or a generator, for coupling, in particular for cranking or driven, according to the preamble of claim 1.

Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Beruhigung eines spielbehafteten Antriebsstranges einer elektrischen Maschine, insbesondere einer Andrehvorrichtung wie einem Starter oder einem Generator, zur Kopplung, insbesondere zum Andrehen oder angetrieben werden, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10. Furthermore, the invention relates to a method for calming a play-related drive train of an electric machine, in particular a starter device such as a starter or a generator for coupling, in particular for cranking or driven, 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 und einem Starter bzw. mit einem Generator mit internem Untersetzungsgetriebe und einem Getriebe zur Reduzierung der Drehzahl bei gleichzeitiger Erhöhung des Drehmoments nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a system with a starter or starter motor and a starter or with a generator with internal reduction gear and a transmission for reducing the speed while increasing the torque according to the type of independent claims.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Starter, Direktstarter, Anlasser und Generatoren für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren, bei denen ein Antriebsstrang spielbehaftet, insbesondere mit Axialspiel, gelagert ist.The present invention relates to starters, direct starters, starters and generators for vehicles with internal combustion engines, in which a drive train with play, in particular with axial play, is mounted.

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. Derartige Gleichstromelektromotoren weisen einen Rotor oder auch Anker auf, der auf eine Welle wirkt. Der Rotor ist mit einem Kommutator versehen, an dessen Segmenten eine Rotorwicklung angeschlossen ist. Der Kommutator wirkt mit einer Kohlebürstenanordnung zusammen. Ferner ist ein Polrohr mit Dauermagneten oder ein Stator mit Statorwicklung vorgesehen. Der Rotor oder Anker weist eine Ankerwelle auf. Die Ankerwelle ist üblicherweise schwimmend, vorzugsweise mit einem Axialspiel gelagert. Dabei kann aufgrund von Fertigungstoleranzen ein relativ großes Ankerwellenlängsspiel auftreten, welches bis zu 2 mm betragen kann. Durch das Ankerwellenlängsspiel tritt ein erhöhter Verschleiß an den Kohlebürsten auf. Entsprechend soll ein Ankerwellenlängsspiel reduziert werden. 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. Such DC electric motors have a rotor or armature which acts on a shaft. The rotor is provided with a commutator to whose segments a rotor winding is connected. The commutator interacts with a carbon brush assembly. Furthermore, a pole tube with permanent magnets or a stator with stator winding is provided. The rotor or armature has an armature shaft. The armature shaft is usually floating, preferably mounted with an axial play. In this case, due to manufacturing tolerances, a relatively large armature longitudinal play can occur, which can be up to 2 mm. Due to the armature shaft clearance, increased wear on the carbon brushes occurs. Accordingly, an anchor wavelength play is to be reduced.

Bei bekannten Lösungen ist es vorgesehen, Federelemente an einer Seite des Antriebsstrangs vorzusehen, welche eine Welle in eine Richtung kraftbeaufschlagen. Derartige Lösungen stehen im Kontakt mit der Welle und im Betrieb wird an der Kontaktstelle Reibung erzeugt. In known solutions, it is provided to provide spring elements on one side of the drive train, which force a shaft in one direction. Such solutions are in contact with the shaft and in operation friction is generated at the contact point.

Aus der DE 198 04 328 A1 ist eine axiale Fixierung eines eine Ankerwelle lagernden Wälzlagers bekannt. Die axiale Fixierung des die Welle aufnehmenden Wälzlagers vorzugsweise für elektrische Maschinen ist derart gestaltet, dass beispielsweise ein Innenring desselben durch am Außenring anliegende, federnde Ringe gegen eine Wellenschulter gedrückt wird. Die axiale Fixierung der Federringe und des Lagers wird durch eine spezielle Federscheibe bewerkstelligt, welche mit außenliegenden Krallen versehen ist, die sich in die Bohrungswand des Wälzlagers hineindrücken. Auf diese Weise erreicht man eine einfache und preiswerte axiale Fixierung des Wälzlagers und der Welle.From the DE 198 04 328 A1 is an axial fixation of an armature shaft rolling bearing known. The axial fixation of the bearing receiving the shaft preferably for electrical machines is designed such that, for example, an inner ring thereof is pressed by abutting the outer ring, resilient rings against a shaft shoulder. The axial fixation of the spring rings and the bearing is accomplished by a special spring washer, which is provided with external claws, which press into the bore wall of the bearing. In this way one achieves a simple and inexpensive axial fixation of the rolling bearing and the shaft.

Bei der bekannten Lösung wird das Wälzlager über die Krallscheibe gehalten. Zwischen Krallscheibe und Lager ist mindestens ein elastisches Element angeordnet. Hierbei erfolgt das Anstellen oder Einstellen des Axiallängsspiels über die Vorspannung des elastischen Elements und die Positionierung der Krallscheibe. Zudem erfolgt die Fixierung über die Krallscheibe durch ein Krallen am Wälzlager. Diese Art der Einstellung bzw. Reduzierung eines Axiallängsspiels ist relativ aufwendig.In the known solution, the rolling bearing is held on the Krallscheibe. Between Krallscheibe and bearing at least one elastic element is arranged. Here, the hiring or adjusting the Axiallängsspiels on the bias of the elastic element and the positioning of the Krallscheibe done. In addition, the fixation on the claw disk by a claw on the rolling bearing. This type of adjustment or reduction of a Axiallängsspiels is relatively expensive.

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 der elektrischen Maschine, insbesondere einer Andrehvorrichtung wie einem Starter oder einem Generator, zur Kopplung, insbesondere zum Andrehen oder angetrieben werden, umfassend einen spielbehafteten Antriebsstrang, der mit einem Axialspiel in der elektrischen Maschine gelagert ist, vorgesehen ist, dass mindestens eine Krafteinrichtung zur Erzeugung eines den Antriebsstrang zumindest teilweise umgebenden und/oder mit diesem zusammenwirkenden Kraftfelds vorgesehen ist, um den Antriebsstrang zumindest im Betrieb kraftbeaufschlagt zu beruhigen. The electric machine according to the invention and the method according to the invention with the features of the corresponding main claim or independent claim have the advantage over the prior art that in the electric machine, in particular a starter device such as a starter or a generator, for coupling, in particular for cranking or driven are provided, comprising a play-driven drive train, which is mounted with an axial clearance in the electrical machine, is provided that at least one force means for generating a drive train at least partially surrounding and / or cooperating with this force field is provided to the drive train at least during operation kraftbeaufschlagt to calm down.

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.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Krafteinrichtung als magnetische oder magnetisierte Einrichtung ausgebildet ist, um ein magnetisches Kraftfeld zu erzeugen. Auf diese Weise ist ein Kraftfeld erzeugbar, welches kontaktlos mit dem Antriebsstrang zusammenwirkt. Die sich drehenden Teile werden durch das Kraftfeld kontaktlos kraftbeaufschlagt. Somit ist ein Verschleiß reduziert. Die Krafteinrichtung ist in einer Ausführung magnetisch ausgeführt. In einer anderen Ausführungsform ist die Krafteinrichtung als magnetisierte Einrichtung ausgebildet, welche beispielsweise bedarfsweise magnetisiert ist. Die magnetische Einrichtung umfasst in einer Ausführung genau eine Einrichtung. In anderen Ausführungsformen sind mehrere Einrichtungen, beispielsweise zwei, drei, vier oder mehrere Einrichtungen vorgesehen. Die magnetische Einrichtung ist geeignet, ein Magnetfeld zu erzeugen, welches mit dem Antriebsstrang zusammenwirkt bzw. dieses zumindest teilweise umgibt. Dadurch, dass der Antriebsstang zumindest teilweise in dem Magnetfeld angeordnet ist, wirken Magnetkräfte auf den in dem Magnetfeld angeordneten Teil. Auf diese Weise ist gezielt eine Magnetkraft auf den Antriebsstrang aufbringbar.An advantageous embodiment provides that the force device is designed as a magnetic or magnetized device to generate a magnetic force field. In this way, a force field can be generated, which interacts contactlessly with the drive train. The rotating parts are force-fed by the force field without contact. Thus, wear is reduced. The power device is magnetic in one embodiment executed. In another embodiment, the force device is designed as a magnetized device which, for example, is magnetized as required. The magnetic device comprises in one embodiment exactly one device. In other embodiments, multiple devices, such as two, three, four or more devices are provided. The magnetic device is suitable for generating a magnetic field which interacts with the drive train or at least partially surrounds it. Due to the fact that the drive rod is at least partially arranged in the magnetic field, magnetic forces act on the part arranged in the magnetic field. In this way, a magnetic force can be selectively applied to the drive train.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Krafteinrichtung beabstandet zu dem Antriebsstrang ausgebildet ist. Da die Krafteinrichtung kontaktlos mit dem Antriebsstrang zusammenwirken kann, ist die Krafteinrichtung in einer Ausführungsform beabstandet zu dem Antriebsstrang angeordnet. Hierdurch ist ein auf den Antriebsstrang zu übertragende Kraft einstellbar. Je näher die Krafteinrichtung zu dem Antriebsstrang angeordnet ist, desto stärker wirkt das Kraftfeld auf diesen ein. Durch die Beabstandung entsteht keine Reibung zwischen sich bewegenden Teilen des Antriebsstrangs und der Krafteinrichtung. Somit ist die elektrische Maschine reibungsarm ausgebildet. In einer anderen Ausführungsform kontaktiert die Krafteinrichtung zumindest teilweise den Antriebsstrang bzw. Teile davon. In an advantageous embodiment, it is provided that the force device is formed at a distance from the drive train. Since the force device can interact in a contactless manner with the drive train, in one embodiment the force device is arranged at a distance from the drive train. As a result, a force to be transmitted to the drive train is adjustable. The closer the force device is arranged to the drive train, the stronger the force field acts on it. The spacing creates no friction between moving parts of the powertrain and the power unit. Thus, the electric machine is designed friction. In another embodiment, the force device at least partially contacts the drive train or parts thereof.

Deshalb sieht ein Ausführungsbeispiel vor, dass die Krafteinrichtung zumindest teilweise in dem Antriebsstrang integriert ausgebildet ist. Der Antriebsstrang bzw. Teile davon weisen hierzu eine entsprechende Aufnahme auf, in welcher die Krafteinrichtung anordenbar ist. Bevorzugt ist die Krafteinrichtung komplett in dem Antriebsstrang angeordnet, sodass diese bündig oder vertieft zu einer Oberfläche des entsprechenden Bauteils des Antriebsstrangs angeordnet ist. Die Aufnahme weist in einer Ausführungform eine Isolierung auf, welche das von der Krafteinrichtung erzeugte Kraftfeld zumindest teilweise abschirmt. Auf diese Weise sind Kraftlinien des Kraftfeldes einstellbar. Therefore, an embodiment provides that the force device is formed at least partially integrated in the drive train. The drive train or parts thereof have for this purpose a corresponding receptacle, in which the power device can be arranged. Preferably, the force device is arranged completely in the drive train, so that it is arranged flush or recessed to a surface of the corresponding component of the drive train. In one embodiment, the receptacle has an insulation which at least partially shields the force field generated by the force device. In this way, force lines of the force field are adjustable.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Antriebsstrang mindestens eine Welle, insbesondere eine Antriebs- oder Ankerwelle und/oder eine Abtriebswelle, und/oder ein mit dieser zusammenwirkendes Bauteil wie einen Kommutator, ein Kommutatorlager, ein Planetengetriebe, eine Ritzelwelle und/oder einen Planetenträger oder einen Anker umfasst. Bevorzugt ist die Krafteinrichtung zum Zusammenwirken mit mindestens einem dieser Bauteile ausgebildet. In einer Ausführungsform ist die Krafteinrichtung für ein Zusammenwirken mit dem Anker vorgesehen. Hierzu ist in einer Ausführungsform die Krafteinrichtung als ein Magnet, insbesondere ein Permanentmagnet ausgebildet. Der Magnet ist bevorzugt auf der Seite der Antriebswelle oder in der Antriebswelle angeordnet, sodass eine Magnetkraft auf den Anker in Richtung des Magneten wirkt. Der Anker ist aus einem entsprechenden ferromagnetischen Material ausgebildet. Somit wird der Anker von dem Magneten angezogen und dadurch beruhigt. In einer anderen Ausführungsform ist der Magnet auf der Seite eines Kommutatorlagers angeordnet. Auch hier wirkt die Magnetkraft so, dass der Anker in Richtung des Magneten gezogen wird, wodurch dieser eine Beruhigung erfährt. Noch ein weiteres Ausführungsbeispiel sieht vor, dass der Magnet in der Ankerwelle auf der Seite des Kommutatorlagers angeordnet ist. Das Kommutatorlagor ist dabei bevorzugt magnetisch ausgebildet. In dieser Ausführungsform wirkt das erzeugte Magnetfeld so, dass der Anker in Richtung des Kommutatorlagers angezogen wird. Wiederum eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass der Magnet in der Ankerwelle auf der Seite des Antriebslagers angeordnet ist. Dabei ist die Antriebswelle magnetisch ausgebildet. Hier wirkt die Magnetkraft derart, dass der Anker in Richtung des Antriebslagers gezogen wird. Auch hierdurch erfährt der Anker eine Beruhigung. In noch einem anderen Ausführungsbeispiel ist der Magnet in der Ankerwelle auf der Seite des Kommutatorlagers angeordnet. Zudem ist ein Magnet an dem Kommutatorlager angeordnet. Je nach Ausrichtung der Magnete wirkt das generierte Kraftfeld so, dass der Anker in Richtung Kommutatorlager angezogen oder von diesem abgestoßen wird. Beide Krafteinwirkungen beruhigen den Anker. Zudem sieht eine Ausführungsform vor, dass der Magnet in der Ankerwelle auf der Seite des Antriebslagers angeordnet ist. Außerdem ist ein Magnet an dem Kommutatorlager angeordnet. Auch hier wirkt je nach Ausrichtung der Magnete das generierte Kraftfeld so, dass der Anker in Richtung Kommutatorlager angezogen oder von diesem abgestoßen wird. Auch hier beruhigen beide Krafteinwirkungen beruhigen den Anker. In wiederum einer anderen Ausführungsform ist der Magnet an dem Kommutator angeordnet. Dabei wird ein Magnetfeld erzeugt, welches eine Kraft auf den Anker ausübt, welche diesen in Richtung Kommutatorlagerdeckel zwingt. Außerdem sieht eine Ausführungsform vor, dass ein Magnet am Kommutator und ein Magnet am Kommutatorlagerdeckel angeordnet ist. Je nach magnetischer Ausrichtung der Magnete wirkt eine Kraft auf den Anker, welche diesen zum Kommutatorlagerdeckel anzieht oder von diesem abstößt. In an advantageous embodiment it is provided that the drive train at least one shaft, in particular a drive or armature shaft and / or an output shaft, and / or a cooperating with this component such as a commutator, a commutator, a planetary gear, a pinion shaft and / or a Planet carrier or an anchor includes. Preferably, the force device is designed to cooperate with at least one of these components. In one embodiment, the force means is provided for cooperation with the anchor. For this purpose, in one embodiment, the force device is designed as a magnet, in particular a permanent magnet. The magnet is preferably arranged on the side of the drive shaft or in the drive shaft, so that a magnetic force acts on the armature in the direction of the magnet. The armature is formed of a corresponding ferromagnetic material. Thus, the armature is attracted to the magnet and thereby calmed. In another embodiment, the magnet is arranged on the side of a commutator bearing. Again, the magnetic force acts so that the armature is pulled in the direction of the magnet, whereby this undergoes reassurance. Yet another embodiment provides that the magnet is arranged in the armature shaft on the side of the commutator. The commutator is preferably magnetically formed. In this embodiment, the generated magnetic field acts so that the armature is attracted towards the commutator. Yet another embodiment provides that the magnet is arranged in the armature shaft on the side of the drive bearing. In this case, the drive shaft is magnetically formed. Here, the magnetic force acts such that the armature is pulled in the direction of the drive bearing. This also gives the anchor a reassurance. In yet another embodiment, the magnet is disposed in the armature shaft on the side of the commutator bearing. In addition, a magnet is arranged on the commutator. Depending on the orientation of the magnets, the generated force field acts in such a way that the armature is attracted to or repelled by the commutator bearing. Both forces calm the anchor. In addition, an embodiment provides that the magnet is arranged in the armature shaft on the side of the drive bearing. In addition, a magnet is arranged on the commutator. Here as well, depending on the orientation of the magnets, the generated force field acts in such a way that the armature is attracted towards or repelled by the commutator bearing. Here, too, both force effects calm the anchor. In yet another embodiment, the magnet is disposed on the commutator. In this case, a magnetic field is generated which exerts a force on the armature, which forces it in the direction of Kommutatorlagerdeckel. In addition, an embodiment provides that a magnet is arranged on the commutator and a magnet on the commutator bearing cap. Depending on the magnetic orientation of the magnets, a force acts on the armature, which attracts it to the commutator bearing cover or repels it.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist deshalb vorgesehen, dass die Krafteinrichtung derart angeordnet und/oder ausgebildet ist, dass die Welle des Antriebsstrangs eine in Axialrichtung wirkende Kraft erfährt. Bevorzugt ist die Welle aus einem ferromagnetischen Werkstoff hergestellt. Durch die Krafteinwirkung auf die Welle wird diese in eine axiale Richtung gedrängt, wodurch die Welle und die daran angeordneten Teile beruhigt werden.In a further preferred embodiment, it is therefore provided that the force device is arranged and / or formed such that the shaft of the drive train experiences a force acting in the axial direction. Preferably, the shaft is made of a ferromagnetic material. By the action of force on the shaft is urged in an axial direction, which calms the shaft and the parts disposed thereon.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Krafteinrichtung als Permanentkrafteinrichtung und/oder als Temporärkrafteinrichtung ausgebildet ist/sind. Bevorzugt ist die Krafteinrichtung als Permanentmagnet ausgerichtet, sodass hier keine weitere Steuerung oder Magnetisierung vorzunehmen ist. In einer anderen Ausführungsform ist die Krafteinrichtung als Temporärkrafteinrichtung ausgebildet. Diese Krafteinrichtung bildet ein Kraftfeld temporär aus und ist entsprechend anzusteuern. Beispielsweise ist die temporäre Krafteinrichtung als Elektromagnet ausgebildet. Entsprechend ist eine Bestromung erforderlich, um das Kraftfeld zu erzeugen. Je nach Betriebsart ist ein Magnetfeld gerade bei mehreren Temporärkrafteinrichtungen umkehrbar.In another advantageous embodiment, it is provided that the force device is / is designed as a permanent force device and / or as a temporary force device. Preferably, the force device is aligned as a permanent magnet, so that no further control or magnetization is to be made here. In another embodiment, the force device is designed as a temporary force device. This force device forms a force field temporarily and is to be controlled accordingly. For example, the temporary force device is designed as an electromagnet. Accordingly, a current supply is required to generate the force field. Depending on the operating mode, a magnetic field is reversible, especially with several temporary power devices.

In wiederum einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Krafteinrichtung eine Krafteinheit und eine Gegenkrafteinheit aufweist. Auf diese Weise ist gezielt ein Kraftfeld generierbar. Die Krafteinheit ist beispielsweise als Kraftfeldquelle ausgebildet. Die Gegenkraftenheit ist als Kraftfeldsenke ausgebildet. In einer anderen Ausführungsform ist die Gegenkrafteinheit ebenfalls als Kraftfeldquelle ausgebildet. In einer Ausführungsform ist eine Krafteinheit vorgesehen. In anderen Ausführungsformen sind mehrere Krafteinheiten vorgesehen. Zudem ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass eine Gegenkrafteinheit ausgebildet ist. In einer anderen Ausführungsform sind mehrere Gegenkrafteinheiten ausgebildet. Eine Krafteinheit und/oder Gegenkrafteinheit ist beispielsweise als Magnet ausgebildet. Die Gegenkrafteinheit ist in einer Ausführungsform integriert in ein Bauteil des Antriebsstrangs und/oder des Ankers ausgeführt. Hierbei ist die Gegenkrafteinheit als magnetisierbarer oder magnetischer Werkstoff ausgeführt. Somit wirkten Krafteinheit und Gegenkrafteinheit zusammen, um eine Kraft auszuüben. In yet another embodiment, it is provided that the force device has a force unit and a counter-force unit. In this way, a force field can be specifically generated. The power unit is designed for example as a force field source. The Gegenkraftenheit is designed as a force field sink. In another embodiment, the counter-force unit is likewise designed as a force field source. In one embodiment, a power unit is provided. In other embodiments, multiple units of force are provided. In addition, it is provided in one embodiment that a counter-force unit is formed. In another embodiment, a plurality of counter-force units are formed. A force unit and / or counter-force unit is designed, for example, as a magnet. The counter-force unit is implemented in one embodiment integrated into a component of the drive train and / or the armature. Here, the counter-force unit is designed as a magnetizable or magnetic material. Thus, the force unit and the counter-force unit worked together to exert a force.

Zudem sieht eine Ausführungsform vor, dass die Krafteinheit und/oder die Gegenkrafteinheit axial fluchtend beabstandet zueinander ausgebildet sind. Auf diese Weise ergibt sich ein symmetrisches, axial ausgerichtetes Kraftfeld. Insbesondere sind die Krafteinheit und die Gegenkrafteinheit koaxial zu dem Antriebsstrang ausgebildet. In einer anderen Ausführungsform sind die Krafteinheiten versetzt, insbesondere radial und/oder umfänglich versetzt zueinander ausgebildet. Über die unterschiedliche Anordnung lässt sich vorzugsweise der Weg von Kraftlinien in dem Kraftfeld definieren. Zudem sieht eine Ausführungsform vor, dass mindestens eine Kraftumlenkeinheit, beispielsweise ein magnetisches Bauteil, vorgesehen ist, um die Kraftlinien des zwischen Krafteinheit und Gegenkrafteinheit erzeugten Kraftfelds umzulenken.In addition, an embodiment provides that the force unit and / or the counter-force unit are formed axially aligned with each other. In this way results in a symmetrical, axially aligned force field. In particular, the power unit and the counter-force unit are formed coaxially with the drive train. In another embodiment, the force units are offset, in particular radially and / or circumferentially offset from one another. The different arrangement preferably allows the path of lines of force in the force field to be defined. In addition, an embodiment provides that at least one force deflection unit, for example a magnetic component, is provided in order to divert the lines of force of the force field generated between the force unit and the counterforce unit.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Beruhigung eines spielbehafteten Antriebsstranges einer elektrischen Maschine, insbesondere einer Andrehvorrichtung wie einem Starter oder einem Generator, zur Kopplung, insbesondere zum Andrehen oder angetrieben werden, hat dem Stand der Technik gegenüber den Vorteil, dass zumindest im Betrieb ein Kraftfeld erzeugt wird, welches den Antriebsstrang zumindest teilweise umgibt, mit welchem der Antriebsstrang zumindest in Axialrichtung kraftbeaufschlagt wird, um den Antriebsstrang zumindest im Betrieb kraftbeaufschlagt zu beruhigen. Das Kraftfeld wird in einer Ausführungsform permanent erzeugt, beispielsweise durch Permanentmagnete. In einer anderen Ausführungsform wird das Kraftfeld temporär erzeugt, beispielsweise während eines Betriebs oder während der Montage. Bevorzugt wird das Kraftfeld konstant generiert. In anderen Ausführungsformen wird ein Kraftfeld über einen Zeitverlauf verändert.The method according to the invention for calming a play-related drive train of an electrical machine, in particular a starter device such as a starter or a generator, for coupling, in particular for starting or driving, has the advantage over the prior art that a force field is generated at least during operation. which at least partially surrounds the drive train, with which the drive train is subjected to force at least in the axial direction in order to calm the drive train at least during operation kraftbeaufschlagt. The force field is permanently generated in one embodiment, for example by permanent magnets. In another embodiment, the force field is generated temporarily, for example during operation or during assembly. The force field is preferably generated constantly. In other embodiments, a force field is changed over time.

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, 1 in a cross-sectional view of an electric machine designed as a starting device,

2–13 jeweils in einer Querschnittsansicht unterschiedliche Ausführungsformen der elektrischen Maschine nach 1 und 2 - 13 each in a cross-sectional view of different embodiments of the electric machine according to 1 and

14 in einer Querschnittsansicht eine Ausführungsform einer magnetischen Krafteinrichtung und Gegenkrafteinheit. 14 in a cross-sectional view of an embodiment of a magnetic force and counter-force unit.

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. Ein Gehäuse 10 der elektrischen Maschine 100 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, geschlossene Nabe 14 angeformt ist (siehe 2). In der Nabe 14 befindet sich eine Lagerstelle 15, in welcher das hintere Ende 17a der Ankerwelle oder Antriebswelle 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 (Parmanent-)Magnete 20 des Andrehmotors 18. Das vordere Ende der Antriebswelle 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 diesem angeformten Nabe 26 gelagert. Die Antriebswelle 17 hat nahe ihrem 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 einer Brennkraftmaschine zwecks des Startvorgangs in Eingriff gebracht werden. Dies geschieht mit Hilfe eines (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, 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. Die Antriebswelle 17 ist nahe ihrem hinteren lagerseitigen Ende 17a mit einer Sicherungsscheibe 51 (siehe 2) gesichert. Diese ist etwa U-förmig ausgebildet – und liegt einerseits an einem Ende des Deckels 13 an, andererseits an einem Ende der Lagerstelle 15 an (siehe 2). An dem Deckel 13 liegt eine Bürstenplatte 53, 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 Antriebswelle 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 71 angeordnet ist. Die Bürstenplatte 53 ist mit Schrauben 62 am Deckel 13 befestigt. 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. A housing 10 the electric machine 100 comprises 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 (see 2 ). In the hub 14 there is a depository 15 in which the rear end 17a the armature shaft or drive 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 , The front end of the drive 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 one at this molded hub 26 stored. The drive shaft 17 has near her 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 an internal combustion engine for the purpose of the starting operation are brought into engagement. This is done by means of an (engagement) relay 42 in which, when turning on a current, a magnet armature 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. The drive shaft 17 is near its rear bearing end 17a with a lock washer 51 (please refer 2 ) secured. This is approximately U-shaped - and is on the one hand at one end of the lid 13 on the other hand at one end of the depository 15 on (see 2 ). On the lid 13 is a brush plate 53 which with the lid 13 is screwed. The brush plate 53 is integrally formed. At her particular brush holder made of plastic are attached, in which coals are arranged, which are under spring pressure to a commutator 63 create, which on the drive shaft 17 is arranged. The coals 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 2 bis 13 zeigen in einer Schnittdarstellung verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Andrehvorrichtung nach 1. Eine Krafteinrichtung 80 ist hier als magnetische Krafteinrichtung 81, genauer als Magnet(en) 81 ausgebildet. The 2 to 13 show in a sectional view different embodiments of the starter device according to the invention 1 , A power facility 80 is here as a magnetic force device 81 , more precisely as magnet (s) 81 educated.

Dabei ist der Magnet 81 oder sind die Magneten 81 in den unterschiedlichen Ausführungsformen an unterschiedlichen Stellen angeordnet. Here is the magnet 81 or are the magnets 81 arranged in different embodiments at different locations.

In 2 ist die magnetische Krafteinrichtung als ein Permanentmagnet 81 ausgebildet. Der Permanentmagnet 81 ist in einer Ausnehmung 82 an einer der Abtriebswelle 24 zugeordneten Stirnseite der Ankerwelle 17, also antriebslagerseitig, angeordnet. Die Ausnehmung 82 ist axial in Richtung Abtriebswelle 24 geöffnet. Die Ankerwelle 17 ist aus einem Werkstoff gebildet, der magnetisch ist. Somit wirkt auf den Anker 19 eine Magnetkraft, welche diesen in Richtung Antriebslager zieht, wie durch den Pfeil F dargestellt. Der Permanentmagnet 81 ist derart in der Ausnehmung 82 angeordnet, dass dieser nicht über die Stirnseite in axiale Richtung A, das heißt in Richtung der Abtriebsewelle 24, hervorragt. In 2 is the magnetic force device as a permanent magnet 81 educated. The permanent magnet 81 is in a recess 82 on one of the output shaft 24 associated end face of the armature shaft 17 , ie drive bearing side, arranged. The recess 82 is axially in the direction of the output shaft 24 open. The armature shaft 17 is made of a material that is magnetic. Thus acts on the anchor 19 a magnetic force which pulls this toward the drive bearing, as shown by the arrow F. The permanent magnet 81 is so in the recess 82 arranged that this is not on the front side in the axial direction A, that is in the direction of the output shaft 24 , stands out.

In den 3a und 3b ist die als Magnet 81 ausgebildete Krafteinrichtung 80 in dem Kommutatorlagerdeckel (3a) bzw. an der Ankerwelle 17 benachbart zu dem Kommutatorlagerdeckel (3b) angeordnet. Dabei weist der Kommutatordeckel (bzw. die Ankerwelle 17) die entsprechende, als Ausnehmung 82 ausgebildete Aufnahme auf. Der Magnet 81 ist dabei in 3a in axialer Verlängerung der Ankerwelle 17 beabstandet von der Ankerwelle 17 angeordnet. Die Ankerwelle 17 ist als magnetische Ankerwelle 17 aus einem ferromagnetischen Material ausgebildet. Durch die Magnetkraft wirkt eine Kraft F auf den Anker 19, sodass dieser von dem Magneten 81 angezogen wird. Auf diese Weise wird der Anker 19 in Richtung des Magneten 81 gezwungen. Hierdurch wird eine Beruhigung der Ankerwelle 17 erreicht, welche ein sogenanntes Flattern der Ankerwelle 17 bzw. des damit verbundenen Ankers 19 verhindert. In 3b ist der Magnet in der Ausnehmung 82 der Ankerwelle axial beabstandet von dem Deckel 13 angeordnet. Der Deckel 13 ist als Deckel 13 aus ferromagnetischem Material ausgebildet. Durch die Magnetkraft wirkt eine Kraft F auf den Anker 19, sodass dieser in Richtung des Deckels 13 gezwungen wird. Hierdurch wird eine Beruhigung der Ankerwelle 17 erreicht, welche ein sogenanntes Flattern der Ankerwelle 17 bzw. des damit verbundenen Ankers 19 verhindert.In the 3a and 3b is that as a magnet 81 trained force facility 80 in the commutator bearing cap ( 3a ) or at the armature shaft 17 adjacent to the commutator bearing cap ( 3b ) arranged. In this case, the commutator (or the armature shaft 17 ) the corresponding, as a recess 82 trained recording on. The magnet 81 is in 3a in axial extension of the armature shaft 17 spaced from the armature shaft 17 arranged. The armature shaft 17 is as a magnetic armature shaft 17 formed of a ferromagnetic material. Due to the magnetic force, a force F acts on the armature 19 so this one from the magnet 81 is attracted. That way, the anchor becomes 19 in the direction of the magnet 81 forced. This will calm the armature shaft 17 achieved, which is a so-called fluttering of the armature shaft 17 or the associated anchor 19 prevented. In 3b is the magnet in the recess 82 the armature shaft axially spaced from the lid 13 arranged. The lid 13 is as a lid 13 made of ferromagnetic material. Due to the magnetic force, a force F acts on the armature 19 so that this towards the lid 13 is forced. This will calm the armature shaft 17 achieved, which is a so-called fluttering of the armature shaft 17 or the associated anchor 19 prevented.

4 zeigt das gleiche Ausführungsbeispiel wie 3a, mit dem Unterschied, dass ein Durchbruch 65 in dem Deckel 13 ausgebildet, welcher von außen zugänglich ist. In dem Durchbruch 65 ist die als Magnet 81 ausgebildete Krafteinrichtung 80 an einer von außen zugänglichen Stelle in und/oder an dem Kommutatorlager, genauer dem Kommutatordeckel, angeordnet. Der Durchbruch 65 erstreckt sich vom Inneren der elektrischen Maschine 100 nach außen. Auf diese Weise ist der Magnet 81 nachträglich in/an dem Kommutatorlager anbringbar. Der Durchbruch 65 ist als Durchgangsöffnung ausgebildet, welche nach außen von einer Verschlusskappe (hier nicht dargestellt) verschlossen wird. Entsprechend ist der Magnet 81 in dem Durchbruch 65 und/oder in der Verschlusskappe angeordnet. Bei einer Anordnung in/an der Verschlusskappe ragt der Magnet 81 je nach Magnetkraft teilweise in den Durchbruch 65 hinein, sodass ein Abstand zu der kommutatorseitigen Strinseite der Ankerwelle 17 verkürzt ist. Über den Abstand ist die Kraftwirkung des Magneten 81 auf die Ankerwelle 17 und somit den Anker 19 einstellbar. 4 shows the same embodiment as 3a , with the difference that a breakthrough 65 in the lid 13 trained, which is accessible from the outside. In the breakthrough 65 is that as a magnet 81 trained force facility 80 at an externally accessible location in and / or at the commutator, more precisely the commutator, arranged. The breakthrough 65 extends from the interior of the electric machine 100 outward. This is the magnet 81 subsequently attachable to / in the commutator bearing. The breakthrough 65 is formed as a passage opening, which is closed to the outside by a closure cap (not shown here). Accordingly, the magnet 81 in the breakthrough 65 and / or arranged in the closure cap. In an arrangement in / on the cap of the magnet protrudes 81 Depending on the magnetic force partially in the breakthrough 65 into, so that a distance to the commutator side Strinseite the armature shaft 17 is shortened. About the distance is the force of the magnet 81 on the armature shaft 17 and thus the anchor 19 adjustable.

In 5 ist die als Magnet 81 ausgebildete Krafteinrichtung 80 in der Abtriebswelle 24 – die auch je nach Auslegung als Antriebswelle bezeichnet wird – angeordnet. Die Abtriebswelle 24 weist hierzu eine Aufnahme 93 auf, in welcher der Magnet 81 angeordnet ist. Der Magnet 81 ist benachbart zu der Ankerwelle 17 angeordnet, sodass der Magnet 81 die Ankerwelle 17 nicht kontaktiert. Der Abstand von Ankerwelle 17 und Magnet 81 ist dabei entsprechend einer gewünschten Kraftwirkung eingestellt. Die Ankerwelle 17 ist magnetisch ausgebildet. Der Magnet 81 wirkt nun auf die Ankerwelle 17 derart, dass diese eine Kraft erfährt, welche die Ankerwelle 17 in Richtung des Magneten 81 anzieht. Auf diese Weise wird die Ankerwelle 17 beruhigt.In 5 is that as a magnet 81 trained force facility 80 in the output shaft 24 - Which is also called depending on the design as a drive shaft - arranged. The output shaft 24 has a recording for this purpose 93 on, in which the magnet 81 is arranged. The magnet 81 is adjacent to the armature shaft 17 arranged so that the magnet 81 the armature shaft 17 not contacted. The distance from armature shaft 17 and magnet 81 is set according to a desired force effect. The armature shaft 17 is magnetically formed. The magnet 81 now acts on the armature shaft 17 such that it experiences a force affecting the armature shaft 17 in the direction of the magnet 81 attracts. In this way, the armature shaft 17 calmed down.

In 6a ist die als Magnet 81 ausgebildete Krafteinrichtung 80 abtriebslagerseitig in der Abtriebswelle 24 benachbart zu dem Abtriebslager bzw. dem als Nabe 26 ausgebildeten Abtriebslager angeordnet. Außer in der Position des Magneten 81 in der Abtriebswelle 24 entspricht dieses Ausführungsbeispiel im Wesentlichen der Ausführung nach 5. Entsprechend ist die Kraftwirkung auf die Abtriebswelle 24 in Richtung des Magneten 81 gerichtet. Zwischen der Abtriebswelle 24 und der Ankerwelle 17 ist eine Kugel 92 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel wird nur die Abtriebswelle 24 beruhigt.In 6a is that as a magnet 81 trained force facility 80 output bearing side in the output shaft 24 adjacent to the output bearing or the hub 26 trained output bearing arranged. Except in the position of the magnet 81 in the output shaft 24 This embodiment corresponds essentially to the embodiment 5 , Accordingly, the force on the output shaft 24 in the direction of the magnet 81 directed. Between the output shaft 24 and the armature shaft 17 is a ball 92 arranged. In this embodiment, only the output shaft 24 calmed down.

In 6b ist die Ausführung nach 6a gezeigt, wobei zusätzlich noch ein Magnet 81 im Abtriebslager vorgesehen ist. Der Magnet 81 im Abtriebslager und der Magnet 81 in der Abtriebswelle 24 sind derart ausgebildet, dass diese sich voneinander abstoßen. Auf diese Weise wird die Abtriebswelle 24 von dem Abtriebslager abgestoßen und übt über die Kugel 92 einen Druck auf die Ankerwelle 17 aus. Hierdurch werden sowohl die Ankerwelle 17 als auch die Abtriebswelle 24 beruhigt. In 6b is the execution after 6a shown, with an additional magnet 81 is provided in the output bearing. The magnet 81 in the output bearing and the magnet 81 in the output shaft 24 are designed so that they repel each other. In this way, the output shaft 24 repelled from the output bearing and exercises over the ball 92 a pressure on the armature shaft 17 out. This will both the armature shaft 17 as well as the output shaft 24 calmed down.

In 7 ist die als Magnet 81 ausgebildete Krafteinrichtung 80 an der Antriebsseite in der Antriebswelle bzw. Abtriebswelle 24 angeordnet. Hierzu weist die Abtriebswelle 24 eine entsprechende Aufnahme auf. Der Magnet 81 ist derart in der Aufnahme angeordnet, dass dieser in der Aufnahme versenkt angeordnet ist und somit nicht über die Stirnfläche der Abtriebswelle 24 herausragt. In der Ausführungsform nach 7 ist die Krafteinrichtung 80 zweiteilig mit einer Krafteinheit, die als Magnet 81 ausgebildet ist, und einer Gegenkrafteinheit 90 ausgebildet. Als Gegenkrafteinheit 90 ist ein Magnet 94 in der antriebsseitigen Lagerstelle angeordnet. Der Magnet 94 ist derart ausgebildet, dass dieser eine Durchgangsöffnung der Lagerstelle verschließt. Die Magnetisierung des Magneten 81 und des Magneten 94 ist so gewählt, dass eine gewünschte Kraftwirkung auf die Antriebswelle bzw. Abtriebswelle 24 ausgeübt wird. Zwischen der Abtriebswelle 24 und der Ankerwelle 17 ist eine Kugel 92 analog 6 angeordnet. Gemäß 7 ziehen sich die Magneten 81 und 94 an, sodass die Abtriebswelle 24 in Richtung Abtriebslager gezogen wird. In 7 is that as a magnet 81 trained force facility 80 on the drive side in the drive shaft or output shaft 24 arranged. For this purpose, the output shaft 24 a corresponding recording on. The magnet 81 is arranged in the receptacle such that it is sunk in the receptacle and thus not over the end face of the output shaft 24 protrudes. In the embodiment according to 7 is the powerhouse 80 two-piece with a power unit acting as a magnet 81 is formed, and a counter-force unit 90 educated. As a counter-force unit 90 is a magnet 94 arranged in the drive-side bearing. The magnet 94 is formed such that it closes a passage opening of the bearing. The magnetization of the magnet 81 and the magnet 94 is chosen so that a desired force on the drive shaft or output shaft 24 is exercised. Between the output shaft 24 and the armature shaft 17 is a ball 92 analogous 6 arranged. According to 7 the magnets are pulling 81 and 94 on, so that the output shaft 24 is pulled towards the output bearing.

Die 8 bis 13 zeigen weitere Ausführungsformen einer Andrehvorrichtung, bei denen eine entsprechende Magnetkraft ausgeübt wird. Die Andrehvorrichtungen nach 8, 9, 12 und 13 sind dabei als freiausstoßende Starter ausgebildet. The 8th to 13 show further embodiments of a starter, in which a corresponding magnetic force is exerted. The starting devices after 8th . 9 . 12 and 13 are trained as a free ejecting starter.

In 8 ist die als Magnet 81 ausgebildete Krafteinrichtung 80 an dem Plantengetriebe 31 angeordnet. Während in den vorausgegangenen Ausführungsbeispielen die Krafteinrichtung 80 zentrisch oder mittig angeordnet ist, ist in den 8 und 9 eine exzentrische oder außermittige Position der Krafteinrichtung 80 vorgesehen. In der in 8 dargestellten Ausführungsform ist der Magnet 81 an dem Planetengetriebe 31 benachbart zu dem Kommutator 63 ausgebildet. Zusätzliche erzeugt die Spuleneinrichtung des Kommutators 63 weitere Magnetkräfte. Dabei ist die Polarisierung bzw. Magnetisierung des Magneten 81 bzw. der Spuleneinrichtung so ausgebildet, dass eine gewünschte Krafteinwirkung auf den Anker 19 bzw. den Kommutator 63 erfolgt, sodass der Kommutator 63 beruhigt wird. Der Magnet 81 ist insbesondere auf Höhe der Spulenwicklung angeordnet, das heißt radial entfernt von einem Zentrum der Spulenwicklung möglichst auf radialer Höhe der Magneten 20 der Andrehvorrichtung. In 8th is that as a magnet 81 trained force facility 80 at the planetary gearbox 31 arranged. While in the previous embodiments, the power device 80 Centric or centered is in the 8th and 9 an eccentric or off-center position of the power device 80 intended. In the in 8th illustrated embodiment is the magnet 81 at the planetary gear 31 adjacent to the commutator 63 educated. Additional generates the coil means of the commutator 63 more magnetic forces. Here is the polarization or magnetization of the magnet 81 or the coil device designed so that a desired force on the armature 19 or the commutator 63 takes place so that the commutator 63 calmed down. The magnet 81 is in particular arranged at the level of the coil winding, that is radially away from a center of the coil winding possible at the radial height of the magnet 20 the cranking device.

In 9 ist die als Magnet 81 ausgebildete Krafteinrichtung 80 an einer Stirnseite der Ritzelwelle 35 etwa mittig ausgebildet. Die Ritzwelle weist eine entsprechende Aufnahme für den Magneten 81 auf, sodass dieser versenkt, das heißt nicht vorstehend, angeordnet ist. Auf diese Weise ist eine Beruhigung der Ritzelwelle 35 zumindest in der Ruhelage realisiert.In 9 is that as a magnet 81 trained force facility 80 on an end face of the pinion shaft 35 formed approximately centrally. The scribe shaft has a corresponding receptacle for the magnet 81 so that it is sunk, that is not above, arranged. In this way, a reassurance of the pinion shaft 35 realized at least in the rest position.

In 10 ist die als Magnet 81 ausgebildet Krafteinrichtung 80 zentral an dem Planetenträger 12 angeordnet. Hierzu weist der Planetenträger 12 eine entsprechende Aufnahme 12a auf. Die Aufnahme 12a ist in dem dargestellten Beispiel zu der antriebsseitigen Stirnseite der Ankerwelle 17 geöffnet. Dabei ist der Magnet 81 derart in der Aunfahme 12a eingesetzt, dass dieser versenkt dort und/oder beabstandet zu der Stirnseite der Ankerwelle 17 angeordnet ist. Die Ankerwelle ist als magnetische Ankerwelle 17 ausgebildet. Entsprechend wird die Ankerwelle 17 von dem Magneten 81 angezogen. In 10 is that as a magnet 81 trained power facility 80 centrally on the planet carrier 12 arranged. For this purpose, the planet carrier 12 a corresponding recording 12a on. The recording 12a is in the example shown to the drive-side end face of the armature shaft 17 open. Here is the magnet 81 so in the mood 12a used that sunk there and / or spaced from the end face of the armature shaft 17 is arranged. The armature shaft is called magnetic armature shaft 17 educated. Accordingly, the armature shaft 17 from the magnet 81 dressed.

11 zeigt eine als Direktstarter ausgebildet elektrische Maschine 100. Diese weist eine durchgehende Welle 17 im Antriebsstrang auf. Grundsätzlich sind alle vorstehend und nachfolgend aufgeführten Ausführungsbeispiele auch auf den Direktstarter anwendbar, wobei eine Anordnung des Magneten 81 oder der Kugel 92 zwischen einteilig ausgeführter Welle hiervon ausgeschlossen ist. Ebenso lassen sich die Ausführungsbeispiele nach 11 bis 13 auch auf Nicht-Direktstarter anwenden. 11 shows an electric machine designed as a direct starter 100 , This has a continuous wave 17 in the drive train. In principle, all embodiments listed above and below are also applicable to the direct starter, wherein an arrangement of the magnet 81 or the ball 92 is excluded between integrally executed wave thereof. Likewise, the embodiments can be after 11 to 13 also apply to non-direct starters.

In 12 ist die als Magnet 81 ausgebildete Krafteinrichtung 80 an einem kommutatordeckelseitigen Ende des Kommutators 63 angeordnet. Der Kommutator 63 weist hierzu eine entsprechende Aufnahme 63a auf, um den Magneten 81 aufzunehmen. Der Magnet 81 ist hier ringförmig ausgebildet. Entsprechend ist die Aufnahme 63a auch ringförmige korrespondierend zu dem Magneten 81 ausgebildet. Der Magnet 81 ist radial beabstandet zu der Ankerwelle 17 und axial beabstandet zu dem Kommutatordeckel angeordnet. Entsprechend wirkt der Magnet 81 derart auf den Anker 19, dass dieser zu dem Kommutatordeckel hin angezogen wird.In 12 is that as a magnet 81 trained force facility 80 at a commutator lid end of the commutator 63 arranged. The commutator 63 has a corresponding recording 63a on to the magnet 81 take. The magnet 81 is here annular. The recording is accordingly 63a also annular corresponding to the magnet 81 educated. The magnet 81 is radially spaced from the armature shaft 17 and axially spaced from the commutator cover. The magnet works accordingly 81 so on the anchor 19 in that it is attracted to the commutator cover.

Das Ausführungsbeispiel nach 13 entspricht im Wesentlichen dem nach 12, mit der Ausnahme, dass ein zusätzlicher Magnet 95 in dem Kommutatordeckel vorgesehen ist. In der in 13 dargestellten Ausführungsform ist der ringförmige Magnet 95, der als Gegenkrafteinheit 90 fungiert, in einer entsprechenden ringförmigen Aufnahme 64a in dem Kommutatorlager, das heißt an dem Kommutatordeckel 13 ausgebildet. Je nach Magnetisierung wirken die Magnete 81 und 95 anziehend oder abstoßend. Entsprechend ist die Wirkung auf den Anker 19 ausgebildet.The embodiment according to 13 is essentially the same 12 , except that an additional magnet 95 is provided in the commutator cover. In the in 13 illustrated embodiment, the annular magnet 95 , the counterweight unit 90 acts in a corresponding annular receptacle 64a in the commutator bearing, that is on the commutator cover 13 educated. Depending on the magnetization, the magnets act 81 and 95 attractive or repulsive. Accordingly, the effect on the anchor 19 educated.

Die Magnete sind bevorugt als Permanentmagnete ausgebildet. Diese können in anderen Ausführungsformen durch temporäre Magenete erstetzt werden. Vorzugsweise sind die Magnete als einpolige Magnete ausgebildet. The magnets are preferably designed as permanent magnets. These can be replaced by temporary ones in other embodiments. Preferably, the magnets are formed as unipolar magnets.

In 14 ist eine mehrpolige Ausführungsform des Magneten 81 dargestellt, der sich beliebig in den vorgenannten Ausführungsformen einsetzen lässt. Die Pole P1, P2 des mehrpoligen Magneten 81 können gleiche Pole oder ungleiche Pole sein. In der dargestellten Ausführungsform ist eine Quertrennung 81a des Magneten 81 vorgesehen. Der Magnet 81 weist zudem zwei unterschiedliche Pole P1, P2 auf. Entsprechend sind die Magnetflusslinien dargestellt. In 14 is a multi-pole embodiment of the magnet 81 represented, which can be used arbitrarily in the aforementioned embodiments. The poles P1, P2 of the multipolar magnet 81 can be the same poles or unequal poles. In the illustrated embodiment, a transverse separation 81a of the magnet 81 intended. The magnet 81 also has two different poles P1, P2. Accordingly, the magnetic flux lines are shown.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19804328 A1 [0007]

Claims

Electric machine ( 100 ), in particular a starter device such as a starter or a generator, for coupling, in particular for cranking or driven, comprising a play-loaded drive train, with an axial clearance in the electric machine ( 100 ), characterized in that at least one force device ( 80 ) is provided for generating a powertrain at least partially surrounding and / or cooperating with this force field to calm the drive train at least during operation kraftbeaufschlagt.

Electric machine ( 100 ) according to claim 1, characterized in that the force device ( 80 ) is formed as a magnetic or magnetized device to generate a magnetic force field.

Electric machine ( 100 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the force device ( 80 ) spaced from the drive train is formed.

Electric machine ( 100 ) according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the force device ( 80 ) is formed at least partially integrated in the drive train.

Electric machine ( 100 ) according to one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the drive train at least one shaft ( 24 . 17 ), in particular an armature shaft ( 17 ) and / or an output shaft ( 24 ), and / or a cooperating with this component such as a commutator ( 63 ), a commutator bearing, a planetary gear ( 31 ), a pinion shaft ( 35 ) and / or a planet carrier ( 12 ) or an anchor ( 19 ).

Electric machine ( 100 ) according to one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that the force device ( 80 ) is arranged and / or formed such that the shaft ( 17 . 24 ) experiences a force acting in the axial direction (A) force of the drive train.

Electric machine ( 100 ) according to one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the force device ( 80 ) is designed as a permanent power device and / or as a temporary power device.

Electric machine ( 100 ) according to one of the preceding claims 1 to 7, characterized in that the force device ( 80 ) a force unit and a counter-force unit ( 90 ) having.

Electric machine ( 100 ) according to one of the preceding claims 1 to 8, characterized in that the force unit and the counter-force unit ( 90 ) are formed axially aligned spaced from each other.

Method for calming a play-related drive train of an electrical machine ( 100 ), in particular a starter device such as a starter or a generator, for coupling, in particular for cranking or driven, characterized in that at least during operation, a force field is generated, which surrounds the drive train at least partially, with which the drive train at least in the axial direction (A ) is subjected to force to calm the drive train at least during operation kraftbeaufschlagt.