DE102012203810A1

DE102012203810A1 - Electric machine e.g. generator, has carbon brush holder device comprising multiple brush holder units, where one of units is formed with two interacting brush holder parts that are connected together for axial securing of brush conductors

Info

Publication number: DE102012203810A1
Application number: DE201210203810
Authority: DE
Inventors: Rainer Stoeckl; Mathias Fein
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: FR2987951A1; CN103312073B; CN103312073A; FR2987951B1

Abstract

The machine (100) has a carbon brush holder device (50) comprising multiple brush holder units (51) for retaining and/or guiding of carbon brush conductors (52). One of the brush holder units is formed with two interacting brush holder parts that are connected together for axial securing of the carbon brush conductors. The brush holder parts are formed in an equal and/or mirror-symmetrical manner and comprise flange units such that an axial stop for axial securing of the carbon brush conductors and an orientation of the brush holder parts are realized. The flange unit is designed as an annular plate. The carbon brush conductors are designed as charcoal brushes or commutator brushes. An independent claim is also included for method for manufacturing an electric machine.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere ein Generator oder 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 generator or 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 9. In addition, 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 9.

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 oder Kohlebürsten. 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 or carbon brushes. When the rotor is energized, a magnetic field is also produced which interacts with the magnetic field of the stator.

Die Kohle- oder Kommutatorbürsten werden in sogenannten Kohlebürstenfassungen oder -führungen gehalten. Üblicherweise werden in Startern vier oder sechs Kohlebürstenfassung verwendet. Die Kohlebürsten werden mittels Kupferlitzen mit einem jeweiligen Plus- oder Minuspol durch Schweißen verbunden sind. The coal or commutator brushes are held in so-called carbon brush frames or guides. Usually four or six carbon brushes are used in starters. The carbon brushes are connected by means of copper strands with a respective plus or minus pole by welding.

Aus der GB 1 416 827 ist ein Bürstenhalter für eine elektrische Maschine bekannt, welcher aus zwei identischen Formteilen aus Kunststoff gebildet ist. Der Bürstenhalter weist mehrere Fassungsteile auf, die jeweils auf einer unterteilten Trägerplatte angeordnet sind. Durch Zusammenfügen der Trägerplatte wird der Bürstenhalter realisiert. From the GB 1 416 827 a brush holder for an electric machine is known, which is formed from two identical molded plastic parts. The brush holder has a plurality of socket parts, which are each arranged on a divided carrier plate. By assembling the carrier plate of the brush holder is realized.

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 ein Generator oder eine Andrehvorrichtung wie ein Starter, zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, umfassend mindestens eine Kohlenbürstenhaltereinrichtung mit mehreren Bürstenfassungseinheiten zur Aufnahme und/oder Führung von darin gehaltenen Kohlebürsten, vorgesehen ist, dass mindestens eine der Bürstenfassungseinheiten mindestens zweiteilig mit zwei zusammenwirkenden Bürstenfassungsteilen, bevorzugt auch mehrteilig mit mehreren zusammenwirkenden Bürstenfassungsteilen, ausgebildet ist, die zur axialen Sicherung der darin aufzunehmenden Kohlebürsten miteinander verbunden sind. Auf diese Weise ist ein Bürstenfassungsteil leicht herstellbar. Durch Zusammenfügen der Bürstenfassungsteile ist eine sichere und zuverlässige Führung in den Bürstenfassungsteilen aufgenommener Kohlebürsten realisiert. Zudem ist die Montage der Kohle in den Bürstenfassungsteilen einfacher. 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 generator or a starter, such as a starter, for cranking an internal combustion engine comprising at least one A carbon brush holder device with a plurality of brush detection units for receiving and / or guiding held therein carbon brushes, is provided that at least one of the brush detection units at least two parts with two cooperating brush holder parts, preferably also in several parts with a plurality of cooperating brush holder parts, formed, for axial securing of the carbon brushes to be accommodated therein are connected. In this way, a brush holder is easy to manufacture. By joining the brush holder parts, a safe and reliable guidance is achieved in the brush holder parts of incorporated carbon brushes. In addition, the installation of the coal in the brush holder parts is easier.

Die elektrische Maschine umfasst bevorzugt einen Elektromotor mit Rotor und Stator. Dabei ist in einer Ausführungsfrom die elektrische Maschine als Andrehvorrichtung, insbesondere als Starter, ausgebildet. Der Starter ist in einer Ausführungsform mit einem Relais ausgebildet. In einer anderen Ausführungsform ist der Starter ohne Relais ausgebildet. In einer Ausführnungsform weist der Stator einen Magneten auf bzw. ist selber als Magnet ausgebildet. Dabei ist der Magnet in einer Ausführungsform als Permanentmagnet ausgeführt. In einer anderen Ausführungsform ist der Magnet als temporärer Magnet, beispielsweise als Elektromagnet, der zum Beispiel mit einer Spule erregt ist, ausgebildet. Insbesondere ist die elektrische Maschine als Andrehvorrichtung für eine Brennkraftmaschine als sogenannter Starter oder Startermotor ausgebildet. Diese umfasst in einer Ausführung eine Kommutator-Anker-Einheit mit einem Kommutator mit Kommutatorbürsten bzw. Kohlebürsten. Die Kohlebürsten sind in einer Kohlebürstenhaltereinrichtung 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 one embodiment, the electric machine is designed as a starting device, in particular as a starter. The starter is formed in one embodiment with a relay. In another embodiment, the starter is formed without a relay. In one embodiment, the stator has a magnet or is itself designed as a magnet. The magnet is designed in one embodiment as a permanent magnet. In another embodiment, the magnet is designed as a temporary magnet, for example as an electromagnet, which is excited with a coil, for example. In particular, the electric machine is designed as a starting device for an internal combustion engine as a so-called starter or starter motor. In one embodiment, this comprises a commutator-armature unit with a commutator with commutator brushes or carbon brushes. The carbon brushes are in one Carbon brush holder device held. 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 Kohlebürsten ordnungsgemäß angeordnet sind, sind diese in der Kohlebürstenhaltereinrichtung in jeweils einer Bürstenfassungseinheit geführt und positioniert. Die Bürstenfassungseinheiten sind als Schalenteile ausgebildet, die durch Zusammenfügen ein Gehäuse bzw. eine Fassung zur Führung der Kohlebürsten in eine Längsrichtung der Fassung ausgebildet sind. An einem Ende in Längsrichtung ist eine Federspeichereinheit angeordnet, um bei einer Abnutzung der Kohlebürsten an dem anderen Ende diese aufgrund einer Vorspannung nachzuführen. Durch die Ausbildung der Bürstenfassungseinheit in zwei Bürstenfassungsteile lassen sich die Federspeichereinheit und die Kohlebürsten leicht in die Bürstenfassungsteile einlegen und durch Zusammenfügen der Bürstenfassungsteile montieren.In order for the carbon brushes to be arranged correctly, these are guided and positioned in the carbon brush holder device in a respective brush detection unit. The brush detection units are designed as shell parts, which are formed by joining a housing or a socket for guiding the carbon brushes in a longitudinal direction of the socket. At one end in the longitudinal direction, a spring storage unit is arranged to track in a wear of the carbon brushes at the other end, this due to a bias. By forming the brush holder unit in two brush holder parts, the spring storage unit and the carbon brushes can be easily inserted into the brush holder parts and assembled by assembling the brush holder parts.

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 Bürstenfassungsteile, insbesondere die beiden Bürstenfassungsteile, spiegelsymmetrisch und/oder gleich ausgebildet sind. In one embodiment, it is provided that the brush holder parts, in particular the two brush holder parts, are mirror-symmetrical and / or identical.

Auf diese Weise ist der fertigungstechnische Aufwand reduziert. Montagefehler aufgrund von unterschiedlichen Bauteilen sind vermieden. Eine Lagerhalterung ist entsprechend reduziert. Die Bürstenfassungsteile sind derart ausgebildet, dass diese durch einfaches Zusammenfügen die Bürstenfassungseinheit bilden. Die Verbindung der beiden Büstenfassungseinheiten kann beliebig erfolgen. Beispielsweise ist eine Verbindung stoffschlüssig, kraftschlüssig und/oder formschlüssig wie durch Kleben, Klemmen, Rasten, Clipsen, Nieten, Ultraschallschweißen, Schrauben und dergleichen möglich. In this way, the manufacturing effort is reduced. Assembly errors due to different components are avoided. A bearing bracket is reduced accordingly. The brush holder parts are designed such that they form the brush holder unit by simple assembly. The connection of the two bust detection units can be arbitrary. For example, a connection is cohesively, non-positively and / or positively as by gluing, clamping, locking, clipping, riveting, ultrasonic welding, screws and the like possible.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass mindestens eines der Bürstenfassungsteile einer Bürstenfassungseinheit eine Flanscheinheit aufweist, sodass ein axialer Anschlag zur axialen Sicherung der Kohlebürsten und eine Orientierung des Bürstenfassungsteils realisiert sind. Auf diese Weise muss die Bürstenfassungseinheit nicht separat auf einem Grund- oder Trägerkörper angeordnet werden, sondern lässt sich einfach über einen Flansch verbinden. Der Flansch erstreckt sich bevorzugt über ein Ende der Bürstenfassungsteile, an welchem die Federspeichereinheit angeordnet ist. In einer anderen Ausführungsform ist der Flansch bündig mit dem Ende ausgebildet und bildet so eine vergrößerte Grundfläche. Somit ragen die Kohlebürsten aus dem Bürstenfassungsende an einem dem Flansch gegenüberliegenden Ende aus der Bürstenfassungseinheit heraus. Auf diese Weise ist eine Orientierung der Bürstenfassungsteile realisiert, welche bei einer Montage vorteilhaft ist.A further embodiment provides that at least one of the brush holder parts of a brush holder unit has a flange unit, so that an axial stop for the axial securing of the carbon brushes and an orientation of the brush holder part are realized. In this way, the brush detection unit does not have to be arranged separately on a base or carrier body, but can be easily connected via a flange. The flange preferably extends over one end of the brush holder parts on which the spring storage unit is arranged. In another embodiment, the flange is formed flush with the end and thus forms an enlarged base. Thus, the carbon brushes protrude from the brush-receiving end at an end opposite to the flange out of the brush-holder unit. In this way, an orientation of the brush holder parts is realized, which is advantageous in a mounting.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass mehrere gleich orientierte Bürstenfassungsteile über eine gemeinsame Flanscheinheit miteinander verbunden sind. Auf diese Weise sind mehrere Bürstenfassungsteile über einen gemeinsamen Flansch verbunden und lassen sich mit einem Schritt mit mehreren Bürstenfassungsteilen, die ebenfalls über einen gemeinsamen Flansch miteinander verbunden sind, zusammenfügen. Die Bürstenfassungsteile können separat an dem Flansch befestigt sein oder integriert mit dem Flansch ausgebildet sein. A further embodiment of the present invention provides that a plurality of identically oriented brush holder parts are connected to one another via a common flange unit. In this way, a plurality of brush detection parts are connected via a common flange and can be combined with a step with a plurality of brush detection parts, which are also connected to each other via a common flange. The brush holder parts may be separately attached to the flange or integrally formed with the flange.

Noch eine andere Ausführungsform sieht vor, dass alle gleich orientierten Bürstenfassungsteile und die an den gleich orientierten Bürstenfassungsteilen ausgebildeten Flanscheinheiten integriert, insbesondere einteilig ausgebildet sind. Durch eine einteilige Ausführung aller gleich orientierten Bürstenfassungsteile und der entsprechenden Flanschteile ist ein einziges Bauteil realisiert, welches sich entsprechend mit einem einzigen Gegenstück einfach verbinden lässt. Insbesondere ist eine Ausführung als Gussteil, insbesondere Spritzgussteil möglich. Eine Verbindung der Bauteile erfolgt beispielsweise über die Bürstenfassungsteile, welche eine Fügeebene für die Bürstenfassungseinheiten bilden. Yet another embodiment provides that all identically oriented brush holder parts and the flange units formed on the identically oriented brush holder parts are integrated, in particular integrally formed. By a one-piece design of all identically oriented brush holder parts and the corresponding flange a single component is realized, which can be connected easily with a single counterpart accordingly. In particular, an embodiment as a casting, in particular injection molded part is possible. A connection of the components takes place for example via the brush holder parts, which form a joining plane for the brush holder units.

Zudem ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass mindestens eine der Flanscheinheiten mit jeweils einem den elektrischen Strom leitenden Bauteil verbunden ist. Bevorzugt sind alle Flanscheinheiten, insbesondere bei integrierter Ausführung von Bürstenfassungsteilen und Flanscheinheit, beide Flanscheinheiten mit einem den Strom leitenden Bauteil verbunden. Die den Strom leitenden Bauteile sind in einer Ausführungsform als Stromschiene bzw. als Bürstenplatte ausgebildet. Die Stromschiene bildet eine Pluspolverbindung. Die Bürstenplatte bildet eine Minuspolverbindung. In einer Ausführungsform weist die Kohlebürstenhaltereinrichtung eine Kunststoffabdeckung auf. Insbesondere weist die mit einem den elektrischen Strom leitenden Bauteil verbundene Flanscheinheit eine Kunststoffabdeckung auf. Die Kunststoffabdeckung ist ausgebildet, um die Gefahr eines Kurzsschlusses zwischen den elektrischen Strom leitenden Bauteilen zu reduzieren. In addition, in one embodiment it is provided that at least one of the flange units is connected in each case to a component which conducts the electrical current. Preferably, all flange units, in particular in the case of an integrated embodiment of brush detection parts and flange unit, are both flange units connected to a component which conducts the current. The current-conducting components are formed in one embodiment as a busbar or as a brush plate. The busbar forms a positive pole connection. The brush plate forms a negative pole connection. In one embodiment, the carbon brush holder device comprises a plastic cover. In particular, the flange unit connected to a component conducting the electrical current has a plastic cover. The plastic cover is designed to reduce the risk of a short circuit between the electrical current conducting components.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Flanscheinheit und das damit verbundene Bauteil integriert ausgebildet sind. Auf diese Weise lassen sich die Bürstenplatte und die Stromschiene in die beiden schaltenförmigen Kohlebürstenbauteile einfach integrieren und zu einem Bürstenhalter zusammenfügen. Die integrierte Ausbildung von Flanscheinheit und Stromschiene/Bürstenplatte Verbindung der beiden Büstenfassungseinheiten kann beliebig erfolgen. Beispielsweise ist eine Verbindung stoffschlüssig, kraftschlüssig und/oder formschlüssig wie durch Kleben, Klemmen, Rasten, Clipsen, Nieten, Ultraschallschweißen, Schrauben, umspritzen und dergleichen möglich. Mittels Umspritzen ist eine Kunststoffabdeckung realisiert, welche das umspritzte Bauteil abdeckt, insbesondere zu mehr als 50%, bevorzugt mehr als 60% und am meisten bevorzugt zu mehr als 75% abdeckt. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Bürstenhaltereinrichtung, insbesondere die Bürstenfassungsteile mindestens eine Positionierhilfe aufweist/aufweisen. Hierdurch ist eine leichte Montage möglich.A further embodiment provides that the flange unit and the associated Component are integrated. In this way, the brush plate and the bus bar can be easily integrated into the two switch-shaped carbon brush components and joined together to form a brush holder. The integrated formation of Flan unit and busbar / brush plate connection of the two bust detection units can be done arbitrarily. For example, a connection is cohesive, non-positive and / or positive, such as by gluing, clamping, detents, clips, rivets, ultrasonic welding, screws, overmoulding and the like possible. By means of encapsulation, a plastic cover is realized which covers the overmolded component, in particular covering more than 50%, preferably more than 60% and most preferably more than 75%. In one embodiment it is provided that the brush holder device, in particular the brush holder parts, has / have at least one positioning aid. As a result, easy assembly is possible.

Entsprechend ist in einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die Bürstenhaltereinrichtung zweiteilig mit zwei miteinander axial verbundenen Bürstenhaltereinrichtungsteilen ausgebildet ist. Ein Bürstenhaltereinrichtungsteil umfasst mehrere Bürstenfassungsteile, die über einen gemeinsamen Flansch einteilig ausgebildet sind und die Bürstenplatte bzw. die Stromschiene integriert aufweisen. Jedes Bürstenhaltereinrichtungsteil ist somit als eine Hälfte der Bürstenhaltereinrichtung ausgebildet, welche sich durch Zusammenfügen der Bürstenfassungsteile zu einer gemeinsamen, zweiteiligen Bürstenhaltereinrichtung fügen lassen. Bevorzugt sind alle Teile spiegelsymmetrisch und/oder gleich ausgebildet. Accordingly, it is provided in a further embodiment that the brush holder device is formed in two parts with two axially connected to each other Bürstenhalterereinrichtungsteilen. A brush holder part comprises a plurality of brush holder parts, which are integrally formed via a common flange and have the brush plate or the bus bar integrated. Each brush holder part is thus formed as a half of the brush holder means, which can be added by joining the brush holder parts to a common, two-part brush holder device. Preferably, all parts are mirror-symmetrical and / or identical.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Flanscheinheit eine beliebige andere Form aufweist. Entsprechend ist in einer Ausführungsform die Flanscheinheit nicht scheiben- oder plattenförmig, sondern schmaler, beispielsweise draht- oder stegförmig ausgebildet. Die Verbindung von zwei Bürstenhaltereinrichtungen erfolgt bevorzugt in axiale Richtung, sodass entsprechende axiale Stirnseiten einandern kontaktieren. Die Verbindung zwischen den Bürstenhaltereinrichtungen wie auch zwischen den Bürstenfassungsteilen und/oder der Flanscheinheit und dem den elektrischen Strom leitenden Bauteil ist beliebig ausführbar. Beispielsweise ist die Verbindung durch Kleben, Clipsen, Crimpen, Umbördeln, Schrauben, Nieten oder dergleichen ausgeführt. In an embodiment, it is provided that the flange unit has any other shape. Correspondingly, in one embodiment, the flange unit is not disk-shaped or plate-shaped, but narrower, for example designed as a wire or web. The connection of two brush holder devices is preferably carried out in the axial direction, so that corresponding axial end faces contact one another. The connection between the brush holder devices as well as between the brush detection parts and / or the Flanheitheit and the electrical current conducting component is arbitrarily executable. For example, the connection is made by gluing, clipping, crimping, beading, screws, rivets or 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 eines Generators oder einer Andrehvorrichtung, zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, umfassend mindestens eine Bürstenhaltereinrichtung mit mehreren Bürstenfassungseinheiten zur Aufnahme und/oder Führung von darin gehaltenen Kohlebürsten, vorgesehen ist, dass mindestens eine der Bürstenfassungseinheiten mindestens zweiteilig mit zwei zusammenwirkenden Bürstenfassungsteilen hergestellt wird, die zur axialen Sicherung der darin aufzunehmenden Kohlebürsten miteinander verbunden werden.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 generator or a starting device for turning an internal combustion engine comprising at least one brush holder device with a plurality of brush detection units Receiving and / or guide held therein carbon brushes, it is provided that at least one of the brush detection units is at least two parts with two cooperating brush socket parts, which are connected to the axial securing of the carbon brushes to be included therein.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens eines der Bürstenfassungsteile mit einem den elektrischen Strom leitenden Bauteil verbunden wird.In a preferred embodiment it is provided that at least one of the brush holder parts is connected to a component which conducts the electric current.

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 ersten Ansicht eine Kohlebürstenhaltereinrichtung mit zwei Bürstenhaltereinrichtungsteilen mit Bürstenfassungsteilen und daran ausgebildeter Flanscheinheit, 2 perspective view in a first view of a carbon brush holder device with two brush holder parts with brush detection parts and Flan unit formed thereon,

3 perspektivisch in einer anderen Ansicht eine weitere Ausführungsform einer Kohlebürstenhaltereinrichtung nach 2, 3 perspective view in another view, a further embodiment of a carbon brush holder device 2 .

4 perspektivischen in einer anderen Ansicht eine weitere Ausführungsform der Kohlebürstenhaltereinrichtung und 4 Perspective in another view, another embodiment of the carbon brush holder device and

5 in einer perspektivischen Ansicht Bürstenhaltereinrichtungsteil mit integriereten Bürstenfassungsteilen und integriertem, den elektrischen Strom leitenden Bauteil. 5 In a perspective view brush holder part with integrated brush socket parts and integrated, the electrical current conducting component.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

Die 1 zeigt in einer Querschnittsansicht eine als Andrehvorrichtung ausgebildete elektrische Maschine 100 einer Verbrennungskraftmaschine mit Relais 42, auch als Schalt- oder Einrückrelais ausgeführt. The 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 angeformt ist. In der Nabe befindet sich eine Lagerstelle, in welcher das hintere Ende 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 Magnete des Andrehmotors 18, die vorliegend als Permanentmagnete 20 ausgebildet sind, aber auch in anderen Formen, wie als elektrisch erregte Magnete, ausgebildet sein können.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 is formed. In the hub is a depository, in which the rear end of 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 magnets of the Andrehmotors 18 , in the present case as permanent magnets 20 are formed, but also in other forms, such as electrically excited magnets may be formed.

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 in 1 eine als Federstahl-Scheibe ausgebildete Ankeranlaufscheibe, welche einerseits an einem Kommutator 63 anliegt und andererseits an einem Anlaufscheibenteil, welcher zwischen dem als Kommutatorlager dienenden Deckel 13 und dem Kommutator 63 angeordnet ist. Eine Kohlenbürstenhaltereinrichtung 50 mit Bürstenfassungseinheiten 51, in denen Kohlebürsten 52 bewegbar angeordnet sind, mit einer Bürstenplatte 53 und einer Stromführungsschiene (hier nicht dargestellt) ist vorgesehen. On the armature shaft 17 sits near its back bearing end in 1 designed as a spring steel disc anchor stop disk, which on the one hand to a commutator 63 abuts and on the other hand on a thrust washer part which between the lid serving as a commutator 13 and the commutator 63 is arranged. A carbon brush holder device 50 with brush detection units 51 in which carbon brushes 52 are movably arranged, with a brush plate 53 and a current-carrying rail (not shown here) is provided.

An der Bürstenplatte 53 sind die Bürstenfassungseinheiten 51 befestigt, in welchen die Kohlen, Kohlenbürsten oder Kommutatorbürsten 52 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 entsprechenden Öffnung angeordnet ist. Die Bürstenplatte 53 ist mit Schrauben 62 am Deckel 13 befestigt.On the brush plate 53 are the brush detection units 51 fastened in which the coals, carbon brushes or commutator brushes 52 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 is arranged in a corresponding opening. 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.

Die 2 zeigt perspektivisch in einer ersten Ansicht die Kohlebürstenhaltereinrichtung 50 mit zwei Bürstenhaltereinrichtungsteilen 50a und 50b mit mehreren Bürstenfassungsteilen 51a der jeweiligen Bürstenfassungseinheit 51 und daran ausgebildeter Flanscheinheit 54. Die Kohlebürstenhaltereinrichtung 50 ist etwa ringförmig mit zwei im Wesentlichen gleich ausgebildeten ringschalenförmigen Bürstenhaltereinrichtungsteilen 50a und 50b ausgebildet. Jedes Bürstenhaltereinrichtungsteil 50a oder 50b umfasst mehrere Bürstenfassungsteile 51a, die zum Zusammenwirken mit dem korrespondierenden Bürstenfassungsteil 51a des korrespondierenden Bürstenhaltereinrichtungsteil 50a bzw. 50b ausgebildet sind. Jede Kohlenbürstenhaltereinrichtung 50 umfasst somit ein erstes Bürstenfassungsteil 51a, das ein einem ersten Bürstenhaltereinrichtungsteil 50a ausgebildet ist, und ein zweites Bürstenfassungsteil 51a, das an einem zweiten Bürstenhaltereinrichtungsteil 50b ausgebildet ist. Die Bürstenfassungsteile 51a sind so ausgebildet, dass diese sich zu einer Bürstenfassungseinheit 51 zusammenfügen lassen und so eine etwa zumindest äußerlich quaderförmige Bürstenfassungseinheit 51 mit einer nach zum Inneren der Kohlenbürstenhaltereinrichtung 50 gerichteten Öffnung für die jeweilige Kohlebürste 52 aufweist. In alle anderen Richtungen ist die dort aufgenomme Kohlebürste 52 geführt bzw. begrenzt durch die Bürstenfassungseinheit 51. Auf der der Öffnung gegenüberliegenden Seite ist eine Feder-Speicher-Einheit angeordnet, welche die Kohlebürste 52 gegen den von der Kohlebürstenhaltereinrichtung 50 umgebenden Kommutator 63 drückt. Entsprechend weist die Kohlebürstenhaltereinrichtung 50 innen eine kreiszylindrische Aufnahme für den Kommutator 63 auf. Die Bürstenfassungsteile 51 unterschiedlicher Bürstenhaltereinrichtungsteile 50a, 50b sind bevorzugt gleich und/oder spiegelsymmetrisch ausgebildet, sodass diese sich einfach zusammenfügen lassen. Um mehrere Bürstenfassungsteile 51 eines gemeinsamen Bürstenhaltereinrichtungsteils 50a, 50b nebeneinander anzuordnen, weisen die Bürstenfassungsteile 51 an einer Seite eine Flanscheinheit 54 oder kurz einen Flansch auf. Der Flansch ragt seitlich über die Bürstenfassungsteile 51 hervor. Auf diese Weise ist eine Orientierung der Bürstenfassungsteile 51 realisiert. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine gemeinsame Flanscheinheit 54 für alle Bürstenfassungsteile 51a eines gemeinsamen Bürstenhaltereinrichtungteils 50a bzw. 50b vorgesehen. Entsprechend ist die Flanscheinheit 54 als kreisringförmige Platte ausgebildet, von welcher die Bürstenfassungsteile 51 nach innen, das heißt in einem zusammengebauten Zustand zu dem jeweils korrespondierenden Bürstenhaltereinrichtungsteil 50a, 50b, abragen. Die Flanscheinheit 54 kann in anderen Ausführungsformen auch anders ausgebildet sein, beispielsweise als gebogen Stange, als U-förmige Flanscheinheit, als C-förmige Flanscheinheit oder als Flanscheinheit mit einer nicht geschlossenen Kontur. Die Bürstenfassungsteile 51 und die Flanscheinheit 54 sind somit als integriertes, das heißt als einteiliges, Bauteil ausgebildet. Weiter ist integriert in jedem Bürstenhaltereinrichtungsteil 50a, 50b ein den elektrischen Strom leitendes Bauteil, die Bürstenplatte 53 bzw. eine Stromschiene 55, vorgesehen. Hierzu ist die Bürstenplatte 53 bzw. die Stromschiene 55 von der Flanscheinheit 54 aufgenommen. Die Bürstenplatte 53 bzw. die Stromschiene 55 ist über ein Kabel mit den jeweiligen Kohlebürsten 52 elektrisch leitend verbunden. Beide Bürsteneinrichtungsteile 50a und 50b sind somit gleich ausgeführt und lassen sich zu einer Kohlebürstenhaltereinrichtung 50 zusammenfügen. Das Zusammenfügen kann auf verschiedene Weisen erfolgen, wie die Ausführungsbeispiele in den 3 und 4 verdeutlichen. In 2 sind die Bürsteneinrichtungsteile 50a und 50b miteinander verklebt.The 2 shows in perspective in a first view the carbon brush holder device 50 with two brush holder parts 50a and 50b with several brush holder parts 51a the respective brush detection unit 51 and flannability trained thereon 54 , The carbon brush holder device 50 is approximately annular with two substantially identically formed annular shell-shaped brush holder parts 50a and 50b educated. Each brush holder part 50a or 50b includes several brush socket parts 51a which cooperate with the corresponding brush sensing part 51a the corresponding brush holder part 50a respectively. 50b are formed. Each carbon brush holder device 50 thus comprises a first brush-holder part 51a comprising a first brush holder part 50a is formed, and a second brush detection part 51a attached to a second brush holder part 50b is trained. The brush frame parts 51a are designed so that these become a brush detection unit 51 can be joined together and so a roughly at least externally cuboid brush detection unit 51 with one to the inside of the carbon brush holder device 50 directed opening for the respective carbon brush 52 having. In all other directions is the carbon brush taken up there 52 guided or limited by the brush detection unit 51 , On the opposite side of the opening a spring-storage unit is arranged, which is the carbon brush 52 against the from the carbon brush holder device 50 surrounding commutator 63 suppressed. Accordingly, the carbon brush holder means 50 inside a circular cylindrical receptacle for the commutator 63 on. The brush frame parts 51 different brush holder parts 50a . 50b are preferably the same and / or mirror-symmetrical, so that they can be easily assembled. To several brush socket parts 51 a common brush holder part 50a . 50b to arrange next to each other, have the brush socket parts 51 on one side a flange unit 54 or just a flange on. The flange projects laterally over the brush socket parts 51 out. In this way is an orientation of the brush socket parts 51 realized. In the illustrated embodiment is a common Flan unit 54 for all brush mounting parts 51a a common brush holder part 50a respectively. 50b intended. The Flan unit is corresponding 54 formed as an annular plate, of which the brush holder parts 51 to the inside, that is, in an assembled state to the respectively corresponding brush holder part 50a . 50b , protrude. The Flan entity 54 may also be designed differently in other embodiments, for example as a bent rod, as a U-shaped Flan unit, as a C-shaped Flan unit or as Flan unit with a non-closed contour. The brush frame parts 51 and the Flan entity 54 are thus formed as an integrated, that is as a one-piece, component. Further, integrated in each brush holder part 50a . 50b a component conducting the electric current, the brush plate 53 or a busbar 55 , intended. For this purpose, the brush plate 53 or the busbar 55 from the Flan unit 54 added. The brush plate 53 or the busbar 55 is via a cable with the respective carbon brushes 52 electrically connected. Both brush parts 50a and 50b are thus made equal and can be a carbon brush holder device 50 put together. The joining can be done in various ways, as the embodiments in the 3 and 4 clarify. In 2 are the brush fitting parts 50a and 50b glued together.

Die 3 zeigt perspektivisch in einer anderen Ansicht eine weitere Ausführungsform einer Kohlebürstenhaltereinrichtung 50 nach 2. Für gleiche oder ähnliche Bauteile werden gleich Bezugszeichen verwendet. Eine erneute detaillierte Beschreibung bereits beschriebener Bauteile entällt aus Gründen der Übersichtlichkeit. Die Kohlebürstenhaltereinrichtung 50 wird aus zwei Bürstenhaltereinrichtungsteilen 50a und 50b gebildet, die über Klammern 56 miteinander verbunden sind. Der Aufbau der Kohlebürstenhaltereinrichtung 50 entspricht im Übrigen im Wesentlichen dem Aufbau des Ausführungsbeispiels aus 2.The 3 shows in perspective in another view, another embodiment of a carbon brush holder device 50 to 2 , The same reference numerals are used for identical or similar components. A renewed detailed description of already described components is necessary for reasons of clarity. The carbon brush holder device 50 is made up of two brush holder devices 50a and 50b formed over brackets 56 connected to each other. The structure of the carbon brush holder device 50 Incidentally, moreover, it substantially corresponds to the structure of the embodiment 2 ,

Die 4 zeigt in einer perspektivischen anderen Ansicht eine weitere Ausführungsform der Kohlebürstenhaltereinrichtung 50. Die Kohlebürstenhaltereinrichtung 50 wird ebenfalls aus zwei im Wesentlichen baugleichen Bürstenhaltereinrichtungsteilen 50a und 50b gebildet. Die beiden Bürstenhaltereinrichtungsteile 50a, 50b sind jedoch nicht über Klammern 56 miteinander verbunden sind, sondern sind direkt über Nieten 57 miteinander verbunden. Der Aufbau der Kohlebürstenhaltereinrichtung 50 entspricht im Übrigen im Wesentlichen dem Aufbau des Ausführungsbeispiels aus 2. In 5 ist der Aufbau eines Bürsteneinrichtungsteils 50a, 50b detaillierter dargestellt.The 4 shows in another perspective view another embodiment of the carbon brush holder device 50 , The carbon brush holder device 50 is also made of two substantially identical brush holder parts 50a and 50b educated. The two brush holder parts 50a . 50b but are not about parentheses 56 but are directly above rivets 57 connected with each other. The structure of the carbon brush holder device 50 Incidentally, moreover, it substantially corresponds to the structure of the embodiment 2 , In 5 is the structure of a brush device part 50a . 50b shown in more detail.

Die 5 in einer perspektivischen Ansicht Bürstenhaltereinrichtungsteil 50a bzw. 50b mit integriereten Bürstenfassungsteilen 51 und integriertem, den elektrischen Strom leitenden Bauteil 53 bzw. 55. Das dargestellte Bürstenhaltereinrichtungsteil 50a bzw. 50b umfasst sechs gleich orientierte Bürstenfassungsteile 51a, die in Richtung der Aufnahme für den Kommutator, das heißt radial nach innen, sowie in Richtung zu dem korrespondierenden Bürstenfassungsteil 51a des zugehörigen Bürstenhaltereinrichtungsteils 50b bzw. 50a geöffnet und ansonsten verschlossen sind. Die Bürstenfassungsteile 51a sind in Umfangsrichtung etwa gleich beabstandet auf dem gemeinsamen Flansch angeordnet. Auf der Seite des Flansches, an der keine Bürsenfassungsteile 51a angeordnet sind, ist integriet die Bürstenplatte 53 bzw. die Stromschiene 55 aufgenommen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Bürstenplatte 53 mit der Flanscheinheit 54 umspritzt. Für ein einfaches Zusammenfügen ragen an einigen Bürstenfassungsteilen 51a Zentrier- bzw. Positionierhilfen 58 in Richtung des korrespondierenden Bürstenhaltereinrichtungteils 50a bzw. 50b ab.The 5 in a perspective view brush holder part 50a respectively. 50b with integrated brush holder parts 51 and integrated, the electrical current conducting component 53 respectively. 55 , The illustrated brush holder part 50a respectively. 50b includes six equally oriented brush sockets 51a , which is in the direction of the receptacle for the commutator, that is radially inward, as well as in the direction of the corresponding brush holder part 51a the associated brush holder part 50b respectively. 50a opened and otherwise closed. The brush frame parts 51a are arranged approximately equidistantly spaced on the common flange in the circumferential direction. On the side of the flange, on which no Bürsenfassungsteile 51a are arranged, the brush plate is integrated 53 or the busbar 55 added. In the illustrated embodiment, the brush plate 53 with the Flan unit 54 molded. For easy fitting, protrude at some brush capture parts 51a Centering or positioning aids 58 in the direction of the corresponding brush holder part 50a respectively. 50b from.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

GB 1416827 [0008]

Claims

Electric machine ( 100 ), in particular a generator or a starting device such as a starter, for starting an internal combustion engine, comprising at least one carbon brush holder device ( 50 ) with several brush detection units ( 51 ) for receiving and / or guiding carbon brushes held therein ( 52 ), characterized in that at least one of the brush detection units ( 51 ) at least in two parts with two cooperating brush holder parts ( 51a ) is formed, which for the axial securing of the carbon brushes to be received therein ( 52 ) are interconnected.

Electric machine ( 100 ) according to claim 1, characterized in that the brush holder parts ( 51a ) are mirror-symmetrical and / or identical.

Electric machine ( 100 ) according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the brush holder parts ( 51a ) a brush detection unit ( 51 ) a flange unit ( 54 ), so that an axial stop for axially securing the carbon brush ( 52 ) and an orientation of the brush detection part ( 51a ) is realized.

Electric machine ( 100 ) according to claim 1 or 3, characterized in that a plurality of identically oriented brush holder parts ( 51a ) via a single common flange entity ( 54 ) are interconnected.

Electric machine ( 100 ) according to one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that all identically oriented brush holder parts ( 51a ) and at the equally oriented brush sensing parts ( 51 ) formed flange units ( 54 ) are integrated, in particular in one piece, are formed.

Electric machine ( 100 ) according to one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that at least one of the flange units ( 54 ) each having an electrical current conducting component ( 53 . 55 ) connected is.

Electric machine ( 100 ) according to one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the flange unit ( 54 ) and the associated component ( 53 . 55 ) are integrated.

Electric machine ( 100 ) according to one of the preceding claims 1 to 7, characterized in that the brush holder device ( 50 ) in two parts with two axially connected brush holder parts ( 50a . 50b ) is trained.

Method for producing an electrical machine ( 100 ), in particular a generator or a starting device, according to one of the preceding claims 1 to 8, for starting an internal combustion engine, comprising at least one carbon brush holder device ( 50 ) with several brush detection units ( 51 ) for receiving and / or guiding carbon brushes held therein ( 52 ), characterized in that at least one of the brush detection units ( 51 ) at least in two parts with two cooperating brush holder parts ( 51a ) which is used for the axial securing of the carbon brushes ( 52 ).

A method according to claim 10, characterized in that at least one of the brush holder parts ( 51a ) with an electrical current conducting component ( 53 . 55 ) is connected.