DE10228667A1

DE10228667A1 - Combustion engine starter armature has winding elements consisting of at least 2 series conductor pieces, each with 2 leg parts joined by winding head section in grooves

Info

Publication number: DE10228667A1
Application number: DE2002128667
Authority: DE
Inventors: Siegfried Schustek
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2004-01-29

Abstract

The device has an armature plate packet with grooves closed or constricted at the radially outer ends and containing parts of armature winding elements (16). Each winding element consists of at least two conductor pieces (28) connected in series. At least part of a conductor piece has two leg parts (34) joined by a winding head section (32) passing axially through two grooves. The protruding end sections (30) are at least partly crossed and welded at the ends (36) to the adjacent ends of another conductor piece. Independent claims are also included for the following: (a) a starter with an inventive armature (b) a method of manufacturing an armature for a starter for an internal combustion engine (c) and a device for implementing the inventive method.

Description

Die Erfindung betrifft einen Anker für einen Starter einer Verbrennungskraftmaschine mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen, ein Verfahren zur Herstellung eines Ankers für einen Starter einer Verbrennungskraftmaschine mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 12 genannten Merkmalen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 19 genannten Merkmalen.The invention relates to an anchor for a starter an internal combustion engine with the in the preamble of the claim 1 mentioned features, a method for producing an anchor for one Starter of an internal combustion engine with the in the preamble of Features mentioned claim 12, and a device for execution of the method with those mentioned in the preamble of claim 19 Features.

Bei den augenblicklich im Einsatz befindlichen Startern, bei denen Ankerwicklungen mit mehr als zwei Leitern pro Nut verwendet werden, wie beispielsweise bei den Serienstartern DM 12V 0,8–1,0 kW und DW 24V 1,6 kW der Anmelderin, werden die aus Formspulen bestehenden Wickelelemente der Ankerwicklung radial in die Nuten eingesetzt, die dazu an ihrem radial äußeren Ende offen sind. Während bei direkttreibenden Startern auf Sicherungsmaßnahmen gegen ein radiales Herausschleudern der Wickel elemente oder einzelner Leiter verzichtet wird, ist bei dem vorgenannten Vorgelegestarter DW 24V 1,6 kW der Anmelderin wegen der hohen Drehzahlen des Ankers zur Sicherung der Leiter gegen Herausschleudern ein Verprägen der Nuten in mehreren Ebenen erforderlich. Als Alternativen können die Anker auch bandagiert, nach dem Wickeln ein Glasfaserkeil in die Nuten geschlagen, oder die Nuten an ihrem radial äußeren Ende auf der gesamten Länge des Ankers enger gemacht werden, wie zum Beispiel bei einigen neueren Startern der Firma DENSO, bei denen die zunächst nahezu radial nach außen stehenden Zahnköpfe nach dem Einbringen der Wicklung eingerollt werden, um den Öffnungsquerschnitt der Nuten an ihrem radial äußeren Ende zu verkleinern. Bei Elektromotoren mit weniger als 4 Polen werden die Anker bei einer größeren Anzahl von Leitern pro Nut in der Regel direkt bewickelt.At the moment in use located starters, in which armature windings with more than two Ladders per slot are used, such as in the series starters DM 12V 0.8-1.0 kW and DW 24V 1.6 kW from the applicant, are made of molded coils Winding elements of the armature winding inserted radially into the slots, which at their radially outer end are open. While with direct-driving starters on safety measures against a radial The winding elements or individual conductors are not ejected, is the applicant for the aforementioned starter DW 24V 1.6 kW because of the high speed of the anchor to secure the ladder against being ejected a chasing of the grooves required in several levels. As alternatives, the Anchor also bandaged, after wrapping a glass fiber wedge in the Grooves struck, or the grooves at their radially outer end along the entire length anchor, such as some newer ones Starters from the DENSO company, where the ones that initially stand almost radially outwards tooth tips after inserting the winding to be rolled up to the opening cross section of the grooves at their radially outer end to zoom out. For electric motors with less than 4 poles the anchors with a larger number usually wound directly by conductors per slot.

Die sogenannte DM-Wickeltechnik mit radial in die Nuten eingebrachten Formspulen ist bei Starterankern für 42 V jedoch nicht oder nur bedingt ausführbar, weil die Leiter bei kleinen Starterbaugrößen nur sehr geringe Drahtstärken aufweisen, so dass die Formspulen eine unzureichende Formstabilität besitzen. Außerdem führt das Verfahren selbst bei Verwendung von sichelförmigen Nuten zur Ausbildung verhältnismäßig langer Wickelköpfe und damit zu einem erhöhten Materialeinsatz an Kupferdraht.The so-called DM winding technology with is in the form of radially inserted coils in starter anchors for 42 V, however, cannot be carried out or only to a limited extent, because the conductors at small starter sizes only very thin wire have, so that the form coils have insufficient dimensional stability. Moreover does that Method even when using crescent-shaped grooves to form relatively long winding heads and thus to an increased Use of material on copper wire.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Der erfindungsgemäße Anker mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen, das Verfahren gemäß Anspruch 12 und die zur Durchführung des Verfahrens verwendete Vorrichtung gemäß Anspruch 19 gestatten es demgegenüber, selbst dünne Drähte in Ankerblechpakete einzubringen, die infolge der geschlossenen oder mit einer Querschnittsverengung versehenen radial äußeren Enden der Nuten ein Herausschleudern der Leiter aus diesen sicher verhindern und damit auch für sehr hohe Drehzahlen geeignet sind. Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Ankers bestehen darin, dass er für alle Leistungsbereiche geeignet ist und neben einem hohen Kupferfüllfaktor aufgrund der kurzen überstehenden Wickelköpfe auch einen geringen Verbrauch an Leitermaterial ermöglicht. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist darüber hinaus auch ein hohen Ausbringen in der Fertigung gegeben.The anchor according to the invention with the in the claim 1 mentioned features, the method according to claim 12 and the implementation of the Device used in the method according to claim 19 allow it In contrast, even thin wires to be brought into anchor plate packages, which are the result of the closed or with radially outer ends provided with a cross-sectional constriction the grooves safely prevent the conductors from being thrown out of them and therefore also for very high speeds are suitable. Further advantages of the anchor according to the invention consist of being for all performance ranges are suitable and in addition to a high copper fill factor due to the short protruding winding heads also allows a low consumption of conductor material. With the method according to the invention is about it there is also a high output in production.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Leiterstücke in jeder der geradlinigen Rufnahmennuten jeweils in einer Reihe radial übereinander angeordnet sind, und dass in geringem Abstand radial übereinander angeordnete und axial ausgerichtete freie Enden der Endabschnitte paarweise verschweißt sind.In a preferred embodiment of the Invention is provided that the conductor pieces in each of the rectilinear Call grooves are arranged radially one above the other in a row, and that at a short distance radially one above the other and axially aligned free ends of the end sections are welded in pairs.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass sämtliche Leiterstücke in der glei chen axialen Richtung in die Nuten eingeschoben werden, was grundsätzlich von beiden Stirnenden des Ankerblechpakets her möglich ist. Bevorzugt werden die Leiterstücke von einem Stirnende des Ankerblechpakets her eingeschoben, das einem Kommutator des Ankers zugewandt ist, und werden am entgegengesetzten Stirnende des Ankerbleckpakets umgebogen und verschweißt, weil dort die Zugänglichkeit besser ist.Another preferred embodiment the invention provides that all Head pieces are inserted into the grooves in the same axial direction, what basically is possible from both ends of the anchor plate package. To be favoured the ladder pieces inserted from one end of the armature core, which is a commutator facing the anchor, and are on the opposite end of the anchor sheet bundle bent and welded because of the accessibility is better.

Gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Wickelelemente mit dem Kommutator jeweils an dem zu den Schweißstellen entgegengesetzten Stirnende des Ankerblechpakets durch doppelt zusammengebogene axial ausgerichtete Mittelabschnitte der Jochteile zweier U-förmiger Leiterstücke verbunden, die gleichzeitig einen Teil zweier anschließender Wickelelemente bilden, so dass die Anzahl der beim Anschweißen an den Kommutator zu führenden Anschlussdrähte verringert wird.According to yet another preferred embodiment of the invention are the winding elements with the commutator at that to the welds opposite end of the anchor plate package by double bent axially aligned central sections of the yoke parts connected to two U-shaped conductor pieces, which simultaneously form part of two subsequent winding elements, so that the number of leads to be welded to the commutator leads is reduced.

Das Umbiegen und Verschränken der überstehenden Endabschnitte der Leiterstücke, das zusammen auch als "Schränken" bezeichnet wird, erfolgt bevorzugt mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die eine der Anzahl der übereinander liegenden Leiterstücke in jeder Nut des Ankerblechpakets entsprechende Anzahl von konzentrischen Zylinderhülsen umfasst, die an einem Stirnende jeweils mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung im Abstand angeord neten einseitig offenen axialen Ausnehmungen zur Aufnahme der freien Enden der Leiterstücke versehen ist, und von denen die erste, dritte, fünfte usw. mit Hilfe eines Antriebs im Uhrzeigersinn und die zweite, vierte, sechste usw. entgegen dem Uhrzeigersinn, oder umgekehrt, um eine Mittelachse der Zylinderhülsen drehbar ist und es somit gestattet, die Endabschnitte sämtlicher Leiterstücke gleichzeitig umzubiegen und zu verschränken.The bending and interlacing of the protruding ones End sections of the conductor pieces, collectively referred to as "closets" is preferably carried out with the aid of the device according to the invention, which is one of the Number of one above the other lying conductor pieces corresponding number of concentric in each groove of the anchor plate stack cylinder sleeves comprises, each at a front end with a plurality of in Circumferential direction at a distance angeord Neten one-sided open axial Provide recesses for receiving the free ends of the conductor pieces and the first, third, fifth, etc. with the help of a drive clockwise and the second, fourth, sixth, etc. counterclockwise Clockwise, or vice versa, rotatable about a central axis of the cylinder sleeves is and thus allows the end portions of all conductor pieces at the same time to bend and interlock.

Zeichnungendrawings

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is hereinafter in embodiments based on the associated Drawings closer explained. Show it:

1 bis 3 schematische Darstellungen von Abwicklungen von drei verschiedenen Ausführungsformen von in Reihenschaltung verschweißten Leiterstücken eines Wickelelements einer 3-windigen 2-Schicht-Ankerwicklung; 1 to 3 schematic representations of developments of three different embodiments of conductor pieces welded in series connection of a winding element of a 3-turn 2-layer armature winding;

4 eine perspektivische Ansicht des Wickelelements aus 2 in Nuten eines teilweise dargestellten Ankerblechpakets; 4 a perspective view of the winding element 2 in grooves of an armature core package shown in part;

5 eine Längsschnittansicht eines Teils des Ankerblechpakets aus 3 und eines Werkzeugs zum Verschränken von stirnseitig über die Nuten überstehenden Endabschnitten der Leiterstücke; 5 a longitudinal sectional view of part of the armature core 3 and a tool for entangling end sections of the conductor pieces projecting beyond the grooves;

6 eine Querschnittsansicht des Teils des Werkzeugs aus 5 entlang der Linie A-A vor dem Verschränken der überstehenden Endabschnitte; 6 a cross-sectional view of the part of the tool 5 along the line AA before interlacing the protruding end sections;

7 eine teilweise geschnittene Oberseitenansicht des Teils des Ankerblechpakets und des Werkzeugs aus 5 vor dem Verschränken der überstehenden Endabschnitte. 7 a partially sectioned top view of the part of the armature core and the tool from 5 before interlacing the protruding end sections.

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription of the embodiments

Der in der Zeichnung nur teilweise dargestellte Anker 10 für einen Starter einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs besteht wie bekannte Starteranker im Wesentlichen aus einer Ankerwelle (nicht dargestellt), einem drehfest mit der Ankerwelle verbundenen Ankerblechpaket 12 mit ausgesparten Nuten 14 für Wickelelemente 16 einer Ankerwicklung 18, sowie einem an einem Stirnende des Ankerblechpakets 12 drehfest mit der Ankerwelle verbundenen Kommutator (nicht dargestellt), der wie bei bekannten Starterankern aus einer Mehrzahl von gegeneinander isolierten Segmenten besteht, die paar weise mit entgegengesetzten Enden jedes Wickelelements 16 der Ankerwicklung 18 verbunden sind.The anchor shown only partially in the drawing 10 For a starter of an internal combustion engine of a motor vehicle, like known starter armatures, it essentially consists of an armature shaft (not shown), an armature lamination stack that is non-rotatably connected to the armature shaft 12 with recessed grooves 14 for winding elements 16 an armature winding 18 , as well as one at one end of the anchor plate package 12 Commutator (not shown) connected to the armature shaft in a manner fixed against relative rotation, which, as in known starter armatures, consists of a plurality of segments which are insulated from one another, the pair of which have opposite ends of each winding element 16 the armature winding 18 are connected.

Zur Verringerung der Magnetisierungsverluste besteht das Ankerblechpaket 12 in bekannter Weise aus einer Vielzahl von einzelnen dünnen radialen Weicheisenblechlamellen 20 (5), die gegeneinander isoliert und zu einem Paket auf der Ankerwelle zusammengepresst sind, wobei die Nuten 14 von zuvor aus den Blechlamellen ausgestanzte Aussparungen gebildet werden.The armature plate package is used to reduce magnetization losses 12 in a known manner from a large number of individual thin radial soft iron lamellae 20 ( 5 ), which are insulated from each other and pressed into a package on the armature shaft, the grooves 14 recesses are previously punched out of the sheet metal lamellae.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Anker 10 sind die Nuten 14 axial ausgerichtet und verlaufen geradlinig durch das Ankerblechpaket 12. Die Nuten 14 weisen jeweils einen gerundeten Nutgrund und parallele Seitenwände auf, deren Abstand geringfügig größer ist als der Durchmesser der im Querschnitt kreisförmigen Kupferdrähte, aus denen die Wickelelemente 16 der Ankerwicklung 18 bestehen.In the anchor shown in the drawing 10 are the grooves 14 axially aligned and run straight through the anchor plate package 12 , The grooves 14 each have a rounded groove base and parallel side walls, the spacing of which is slightly greater than the diameter of the copper wires which are circular in cross section and form the winding elements 16 the armature winding 18 consist.

Um zu verhindern, dass die Wickelelemente 16 der Ankerwicklung 18 infolge starker Fliehkräfte bei hohen Ankerdrehzahlen ganz oder teilweise radial aus den Nuten 14 herausgeschleudert werden, sind die Nuten 14 an ihrem radial äußeren Ende über ihre gesamte Länge mit einer Querschnittsverengung 22 versehen (vgl. 4), die durch eine entsprechende Formgebung der aus den Blechlamellen 20 ausgestanzten Aussparungen geschaffen wird.To prevent the winding elements 16 the armature winding 18 due to strong centrifugal forces at high armature speeds completely or partially radially out of the grooves 14 flung out are the grooves 14 at its radially outer end over its entire length with a cross-sectional constriction 22 provided (cf. 4 ) by a corresponding shaping of the sheet metal fins 20 punched recesses is created.

Wie am besten in 4 und 5 dargestellt, enthält jede der Nuten 14 insgesamt sechs Leiterabschnitte 24a, 24b von jeweils zwei 3-windigen Wickelelementen 16 der Ankerwicklung 18, wobei diese sechs Leiterabschnitte 22 jeweils radial übereinander in den Nuten 14 angeordnet sind. Die Schleifen oder Windungen des einen Wickelelements 16 bilden dabei in einer ersten Nut 14a die drei obersten Leiterabschnitte 24a und in einer in Umfangsrichtung im Abstand angeordneten zweiten Nut 14b die drei untersten Leiterabschnitte 24b und sind jeweils an den Stirnenden des Ankerblechpakets 12 unter Bildung eines Wickelkopfs 26 miteinander verbunden.As best in 4 and 5 shown contains each of the grooves 14 a total of six conductor sections 24a . 24b of two 3-wind winding elements each 16 the armature winding 18 , with these six conductor sections 22 radially one above the other in the grooves 14 are arranged. The loops or turns of one winding element 16 form in a first groove 14a the top three conductor sections 24a and in a circumferentially spaced second groove 14b the three lowest conductor sections 24b and are each at the ends of the armature core 12 forming a winding head 26 connected with each other.

Da die Wickelelemente 16 infolge der Querschnittsverengungen 22 der Nuten 14 an ihrem radial äußeren Ende nicht wie üblich als fertige Formspulen radial von außen her in die Nuten 14 eingebracht werden können, werden sie aus einzelnen getrennten Leiterstücken 28 (5) zusammengesetzt, die axial in die Nuten 14 eingeschoben werden und deren über die Nutenden überstehenden Endabschnitte 30 nach dem Einführen der Leiterstücke 28 in die Nuten 14 geschränkt und in Reihenschaltung miteinander verbunden werden.Because the winding elements 16 due to the narrowing of the cross-section 22 of the grooves 14 at their radially outer end not as usual as finished coils radially from the outside into the grooves 14 can be introduced, they are made of individual separate conductor pieces 28 ( 5 ) assembled axially in the grooves 14 are inserted and their end portions projecting beyond the groove ends 30 after inserting the conductor pieces 28 in the grooves 14 restricted and connected in series.

Wie am besten in den 1 bis 4 dargestellt, besteht zumindest ein Teil der Leiterstücke 28 jedes Wickelelements 16 aus zwei durch einen Wickel kopfabschnitt 32 verbundenen Schenkelteilen 34, die nacheinander oder gleichzeitig in axialer Richtung in die beiden Nuten 14a, 14b (4) eingeschoben werden, bis ihr Wickelkopfabschnitt 32 gegen ein Stirnende des Ankerblechpakets 12 anliegt und an dessen anderem Stirnende die freien Endabschnitte 30 (5) der Schenkelteile 34 aus den Nuten 14 überstehen. Diese Endabschnitte 30 werden anschließend geschränkt, d.h. im Wesentlichen in Umfangsrichtung des Ankers 10 aufeinander zu umgebogen, bis sie in radialer Richtung abwechselnd übereinander angeordnet sind. Die freien Enden 36 der Endabschnitte 30 bleiben dabei axial ausgerichtet. Anschließend werden diese axialen Enden 36 jeweils paarweise mit dem benachbarten freien Ende 36 eines darüber bzw. darunter angeordneten Endabschnitts 30 eines anderen Leiterstücks 28 verschweißt, um dadurch die Leiterstücke 28 in Reihenschaltung miteinander zu verbinden.As best in the 1 to 4 shown, there is at least part of the conductor pieces 28 each winding element 16 from two by a winding head section 32 connected leg parts 34 , one after the other or simultaneously in the axial direction in the two grooves 14a . 14b ( 4 ) are inserted until their end section 32 against an end face of the anchor plate package 12 abuts and at the other end of the free end sections 30 ( 5 ) of the leg parts 34 from the grooves 14 survive. These end sections 30 are then set, ie essentially in the circumferential direction of the anchor 10 towards each other until they are alternately arranged one above the other in the radial direction. The free ends 36 of the end sections 30 remain axially aligned. Then these axial ends 36 in pairs with the adjacent free end 36 an end section arranged above or below 30 of another conductor section 28 welded to thereby the conductor pieces 28 to be connected in series.

Das in 1 schematisch in Draufsicht dargestellte, in Reihe verschaltete Wickelelement 16 besteht aus insgesamt drei U-förmig oder haarnadelförmig gebogenen Leiterstücken 28a, 28b, 28c, deren Schenkelteile 34a, 34b, 34c jeweils unterschiedliche Längen aufweisen und sämtlich von der vom Kommutator abgewandten Seite her in die Nuten 14 des Ankerblechpakets 12 eingeschoben werden. Während das mittlere Leiterstück 28b zwei gleichlange Schenkelteile 34b1, 34b2 aufweist, die nach dem Einführen in die Nuten 14 einem Schränkvorgang unterzogen, d.h. in Umfangsrichtung aufeinander zu umgebogen und in der Mitte zwischen den beiden Nuten 14a, 14b radial übereinander angeordnet werden, weisen das obere und das untere Leiterstück 28a bzw. 28c jeweils einen kürzeren und einen längeren Schenkelteil 34a1 und 34a2 bzw. 34c1 und 34c2 auf. Der jeweils kürzere Schenkelteil 34a2, 34c1 besitzt eine der Länge der Schenkelteile 34b1, 34b2 entsprechende Länge und wird wie diese zur Mitte zwischen den beiden Nuten 14a, 14b hin umgebogen, während die jeweils längeren Schenkelteile 34a1, 34c2 in Umfangsrichtung auseinander gebogen werden und als Kommutatoranschlussdrähte dienen, die mit dem jeweils zugehörigen Kupfersegment des Kommutators verbunden werden. Die freien Enden 36 von sämtlichen der Schenkelteile 34 behalten beim Schränken bzw. Umbiegen der Endabschnitte 30 ihre vorherige axiale Ausrichtung bei. Die beiden freien Enden 36 der Schenkelteile 34a1 und 34c2 sind länger als die übrigen freien Enden 36, so dass sie sich bis zum Kommutator führen lassen. Die übrigen freien Enden 36 sind nach dem Schränken in der Mitte zwischen den beiden Nuten 14a, 14b radial übereinander angeordnet, wobei sich jeweils das freie Ende 36 eines von links her zur Mitte umgebogenen Endabschnitts 30 und das freie Ende 36 eines von rechts her zur Mitte umgebogenen Endabschnitts 30 abwechseln. Jedes dieser freien Enden 36 wird dann mit einem radial darüber oder darunter angeordneten benachbar ten freien Ende 36 verschweißt, so dass der gewünschte Wicklungszug entsteht.This in 1 schematically shown in plan view, interconnected winding element 16 consists of a total of three U-shaped or hairpin-shaped curved conductor pieces 28a . 28b . 28c whose leg parts 34a . 34b . 34c each different Have lengths and all from the side facing away from the commutator into the grooves 14 of the anchor plate package 12 be inserted. While the middle ladder section 28b two legs of equal length 34b1 . 34b2 has after insertion into the grooves 14 subjected to a setting process, ie bent towards one another in the circumferential direction and in the middle between the two grooves 14a . 14b are arranged radially one above the other, have the upper and the lower conductor piece 28a respectively. 28c a shorter and a longer leg section 34a1 and 34a2 respectively. 34c1 and 34c2 on. The shorter leg section 34a2 . 34c1 has one of the length of the leg parts 34b1 . 34b2 appropriate length and like this becomes the middle between the two grooves 14a . 14b bent over while the longer leg parts 34a1 . 34c2 are bent apart in the circumferential direction and serve as commutator connecting wires which are connected to the respectively associated copper segment of the commutator. The free ends 36 of all of the leg parts 34 keep when setting or bending the end sections 30 their previous axial alignment. The two free ends 36 of the leg parts 34a1 and 34c2 are longer than the other free ends 36 so that they can be led to the commutator. The remaining free ends 36 are after the cabinet in the middle between the two grooves 14a . 14b arranged radially one above the other, each with the free end 36 one end section bent from the left to the center 30 and the free end 36 one end section bent from the right to the center 30 alternate. Each of these free ends 36 is then arranged with a radially above or below neighboring th free end 36 welded so that the desired winding tension is created.

Im Unterschied dazu besteht das in 2 dargestellte, in Welle verschaltete Wickelelement 16 aus insgesamt vier Leiterstücken 28d, 28e, 28f, 28g, die sämtlich von der dem Kommutator zugewandten Seite her in die Nuten 14 eingeschoben werden. Vor dem Einführen in die Nuten 14 weisen die beiden mittleren der vier Leiterstücke 28e, 28f die oben bereits beschriebene U-förmige Gestalt mit zwei durch einen Wickelkopfabschnitt 32 verbundenen Schenkelteilen 34, 34 auf, während die beiden äußeren Leiterstücke 28d, 28g jeweils einen geradlinigen Abschnitt 38 zum Einschieben in eine der Nuten 14a bzw. 14b sowie einen kommutatorseitig an diesen Abschnitt 38 anschließenden, als Kommutatoranschlussdraht dienenden angeformten Abschnitt 40 aufweisen, der nach dem Einschieben der Leiterstücke 28d, 28g in die Nuten 14a, 14b auseinander gebogen sind und ein axial ausgerichtetes Ende 42 zum Verschweißen mit dem Kommutator aufweisen.The difference is in 2 shown winding element connected in shaft 16 from a total of four conductor pieces 28d . 28e . 28f . 28g , all of them from the side facing the commutator into the grooves 14 be inserted. Before insertion into the grooves 14 point the middle two of the four conductor pieces 28e . 28f the U-shape already described above with two through a winding head section 32 connected leg parts 34 . 34 on while the two outer conductor pieces 28d . 28g one straight section each 38 for insertion into one of the grooves 14a respectively. 14b and a commutator side to this section 38 connecting molded section serving as a commutator connecting wire 40 have the after inserting the conductor pieces 28d . 28g in the grooves 14a . 14b are bent apart and an axially aligned end 42 for welding to the commutator.

Nach dem Einschieben der Leiterstücke 28d, 28e, 28f und 28g in die Nuten 14 werden ihre vorderen, über die Nutenden überstehenden Endabschnitte 30 einem Schränkvorgang unterzogen, wie oben beschrieben, und ihre radial übereinander angeordneten freien Enden 36 paarweise miteinander verschweißt, um die gewünschte Reihenschaltung herzustellen. Bei dem inAfter inserting the conductor pieces 28d . 28e . 28f and 28g in the grooves 14 become their front end sections projecting beyond the groove ends 30 subjected to a setting process, as described above, and their radially superposed free ends 36 welded in pairs to create the desired series connection. At the in

2 dargestellten Wickelelement 16 können die freien Enden 36 aller Leiterstücke 28 auf der vom Kommutator abgewandten Seite des Ankerblechpakets 12 verschweißt werden, wo sie besser zugänglich sind. Wie bei dem Wickelelement 16 aus 1 sind jedoch beim Anschweißen an den Kommutator zwei Einzeldrähte 42 zu führen. 2 shown winding element 16 can the free ends 36 of all conductor sections 28 on the side of the armature plate stack facing away from the commutator 12 be welded where they are more accessible. As with the winding element 16 out 1 however, there are two single wires when welding to the commutator 42 respectively.

Um dies zu vermeiden, besteht das in 3 und 4 dargestellte Wickelelement 16 aus zwei mittleren Uförmig gebogenen Leiterstücken 28h und 28i sowie zwei äußeren, im Wesentlichen ebenfalls U-förmig gebogenen Leiterstücken 28k und 28l, deren voneinander abgewandte Hälften zugleich einen Teil eines im Wicklungszug anschließenden Wickelelements 16 bilden, während ihre einander zugewandten Hälften jeweils die Nuten 14a bzw. 14b durchsetzen und mit einem Schenkelteil 34 der beiden mittleren Leiterstücke 28h bzw. 28i verbunden sind. Bei diesen beiden Leiterstücken 28k und 28l ist jeweils ein Mittelteil 44 ihres Wickelkopfabschnitts 32 in der Mitte zwischen den beiden Hälften doppelt umgebogen und steht in axialer Richtung über. Diese beiden doppelt umgebogenen Abschnitte 44 dienen sowohl für das dargestellte Wickelelement 16 als auch für jeweils eines der beiden im Wicklungszug anschließenden Wickelelemente 16 als Kommutatoranschlussdraht, so dass beim Anschweißen am Kommutator nur dieser in sich verbundene Doppeldraht zu führen ist.To avoid this, it consists of 3 and 4 shown winding element 16 made of two middle U-shaped conductor pieces 28h and 28i and two outer, essentially also U-shaped conductor pieces 28k and 28l , whose halves facing away from one another also form part of a winding element adjoining the winding pull 16 form, while their mutually facing halves each the grooves 14a respectively. 14b enforce and with a thigh part 34 of the two middle conductor pieces 28h respectively. 28i are connected. With these two pieces of ladder 28k and 28l is a middle part 44 of its winding head section 32 bent twice in the middle between the two halves and protrudes in the axial direction. These two double-bent sections 44 serve both for the winding element shown 16 as well as for one of the two winding elements connecting in the winding train 16 as a commutator connection wire, so that only this double wire, which is connected to itself, has to be guided when welding onto the commutator.

Das Schränken der überstehenden Endabschnitte 30 der Leiterstücke 28 und das paarweise Verschweißen ihrer freien Enden 36 erfolgt in gleicher Weise wie bei den Wickelelementen 16 in 1 und 2, wobei die zuerst genannten Arbeitsschritte bevorzugt mit Hilfe des in den 5 bis 7 teilweise dargestellten Werkzeugs 48 durchgeführt werden.The setting of the protruding end sections 30 the conductor pieces 28 and welding their free ends in pairs 36 takes place in the same way as for the winding elements 16 in 1 and 2 , the first-mentioned work steps preferably using the in the 5 to 7 partially shown tool 48 be performed.

Dieses umfasst entsprechend der Anzahl der in jeder Nut 14 radial übereinander angeordneten Leiterstücke 28 sechs konzentrische zylindrische Kammhülsen 50, 52, 54, 56, 58, 60, mit deren Hilfe die über die Nutenden überstehenden Endabschnitte 30 der Leiterstücke 28 alternierend verschränkt werden, sowie jeweils eine zu den Kammhülsen 50, 52, 54, 56, 58, 60 konzentrische Innen- und Außenhülse 62, 64, deren Aufgabe es ist, beim Verschränken der Endabschnitte 30 ein Ausweichen derselben radial nach innen bzw. nach außen zu verhindern.This includes according to the number of in each groove 14 conductor pieces arranged radially one above the other 28 six concentric cylindrical comb sleeves 50 . 52 . 54 . 56 . 58 . 60 , with the help of the end portions projecting beyond the groove ends 30 the conductor pieces 28 are alternately interlaced, as well as one to the comb sleeves 50 . 52 . 54 . 56 . 58 . 60 concentric inner and outer sleeve 62 . 64 whose job it is to cross the end sections 30 prevent the same from escaping radially inwards or outwards.

Zur Aufnahme der freien Enden 36 der in die Nuten 14 eingeschobenen Leiterstücke 28 weisen jede der sechs Kammhülsen 50, 52, 54, 56, 58, 60 an ihrem einen Stirnende jeweils mehrere axial offene Ausnehmungen 66 auf, deren Anzahl der Anzahl der Anzahl der Wickelelemente 16 entspricht. Das andere Stirnende der Kammhülsen 50, 52, 54, 56, 58, 60 ist mit einem Drehantrieb (nicht dargestellt) verbunden, der es gestattet, die erste, dritte und fünfte Kammhülse 50, 54, 58 radial von außen gesehen ge meinsam im Uhrzeigersinn und gleichzeitig die zweite, vierte und sechste Kammhülse 52, 56, 60 gemeinsam entgegen dem Uhrzeigersinn um ihre Mittelachse zu verdrehen, wie durch die Pfeile in 6 dargestellt. Die Innen- und Außenhülse 62, 64 können dabei ortsfest oder drehfest mit der jeweils benachbarten Kammhülse 50 bzw. 60 verbunden sein.To accommodate the free ends 36 the one in the grooves 14 inserted conductor pieces 28 point each of the six comb sleeves 50 . 52 . 54 . 56 . 58 . 60 at one end each have several axially open recesses 66 on, their number the number the number of winding elements 16 equivalent. The other end of the comb sleeves 50 . 52 . 54 . 56 . 58 . 60 is connected to a rotary drive (not shown) the one that allows the first, third and fifth comb sleeves 50 . 54 . 58 seen radially from the outside together clockwise and at the same time the second, fourth and sixth comb sleeve 52 . 56 . 60 rotate together counterclockwise around its central axis, as indicated by the arrows in 6 shown. The inner and outer sleeve 62 . 64 can be stationary or rotatable with the adjacent comb sleeve 50 or 60 connected.

Um beim Umbiegen der Endabschnitte 30 der Leiterstücke 28 eine Axialbewegung zwischen den Kammhülsen 50, 52, 54, 56, 58, 60 und dem Ankerblechpaket 12 zu ermöglichen, sind sämtliche Kammhülsen 50, 52, 54, 56, 58, 60 mit der Innen- und Außenhülse 62, 64 sowie vorzugsweise mit ihrem Antrieb gemeinsam in Bezug zum Anker 12 in axialer Richtung verschiebbar gelagert.To when bending the end sections 30 the conductor pieces 28 an axial movement between the comb sleeves 50 . 52 . 54 . 56 . 58 . 60 and the anchor plate package 12 All comb sleeves are to be made possible 50 . 52 . 54 . 56 . 58 . 60 with the inner and outer sleeve 62 . 64 and preferably together with their drive in relation to the anchor 12 Slidably mounted in the axial direction.

Wie am besten in 7 dargestellt, weisen die jeweils zwischen zwei benachbarten Ausnehmungen 66 am Stirnende jeder Kammhülse 50, 52, 54, 56, 58, 60 angeordneten Kammzähne 68 zum Schutz der Leiterisolation der Leiterstücke 28 und zum Erzielen eines vorbestimmten Biegeradius in Umfangsrichtung gerundete Begrenzungsflächen 70 auf.As best in 7 shown, each have between two adjacent recesses 66 at the front of each comb sleeve 50 . 52 . 54 . 56 . 58 . 60 arranged comb teeth 68 to protect the conductor insulation of the conductor pieces 28 and circumferentially rounded boundary surfaces to achieve a predetermined bending radius 70 on.

Bei der Herstellung eines Ankers 10 gemäß 3 und 4 mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zuerst das Werkzeug 48 in eine Ausgangsstellung gebracht, in der sein mit den Ausnehmungen 66 versehenes Stirnende mit den Kammzähnen 68 gegen das vom Kommutator abgewandte Stirnende des Ankerblechpakets 12 anschlägt und sämtliche Ausnehmungen 66 mit einer der Nuten 14 fluchten, wie in 6 dargestellt. Anschließend werden Schenkelteile 34 der einzelnen Leiterstücke 28 jedes Wickelelements 16 vom kommutatorseitigen Stirnende des Ankerblechpakets 12 her gleichzeitig oder geordnet nacheinander in axialer Richtung in die Nuten 14 des Ankerblechpakets 12 eingeführt und dann gemeinsam durch die Nuten 14 hindurch geschoben, bis ihre freien Enden 36 gegen den Boden der jeweiligen Ausnehmung 66 der Kammhülsen 50, 52, 54, 56, 58, 60 anschlagen. Sobald sich die Leiterstücke 28 sämtlicher Wickelelemente 16 in dieser Stellung befinden, werden sie gemeinsam bis zum Anschlagen ihrer Jochteile 32 gegen das benachbarte Stirnende des Ankerblechpakets 12 in die Nuten 14 eingeschoben, wobei sich das Werkzeug 48 von dessen entgegengesetztem Stirnende entfernt, wie in 5 und 7 dargestellt. Danach werden die erste, dritte und fünfte Kammhülse 50, 54, 58 bzw. die zweite, vierte und sechste Kammhülse 52, 56, 60 jeweils gemeinsam um den halben Winkelabstand der beiden Nuten 14a, 14b jedes Wickelelements 16 gegensinnig aus ihrer Ausgangsposition in eine vorzugsweise durch verstellbare Anschläge definierbare Endposition gedreht, wobei das Werkzeug 48 gleichzeitig in axialer Richtung gegen die freien Enden 36 der Leiterstücke 28 angedrückt wird. Beim Verdrehen der Kammhülsen 50, 52, 54, 56, 58, 60 werden die überstehenden Endabschnitte 30 der Schenkelteile 34 der Leiterstücke 28 geschränkt, d.h. im Wesentlichen in Umfangsrichtung aufeinander zu umgebogen und abwechselnd radial übereinander angeordnet, um so die gewünschte Kröpfung der Halb-Wickelköpfe zu erhalten.When making an anchor 10 according to 3 and 4 with the inventive method, the tool is first 48 brought into a starting position in the be with the recesses 66 provided front end with the comb teeth 68 against the end face of the armature lamination stack facing away from the commutator 12 strikes and all recesses 66 with one of the grooves 14 swear as in 6 shown. Then leg parts 34 of the individual conductor pieces 28 each winding element 16 from the commutator end of the armature core 12 forth simultaneously or sequentially in the axial direction in the grooves 14 of the anchor plate package 12 introduced and then together through the grooves 14 pushed through until their free ends 36 against the bottom of the respective recess 66 the comb sleeves 50 . 52 . 54 . 56 . 58 . 60 attacks. Once the ladder pieces 28 all winding elements 16 in this position, they are together until their yoke parts stop 32 against the adjacent front end of the armature core 12 in the grooves 14 inserted, with the tool 48 from its opposite end, as in 5 and 7 shown. After that, the first, third and fifth comb sleeves 50 . 54 . 58 and the second, fourth and sixth comb sleeves 52 . 56 . 60 together by half the angular distance of the two grooves 14a . 14b each winding element 16 rotated in opposite directions from its starting position into an end position, which can preferably be defined by adjustable stops, the tool 48 at the same time in the axial direction against the free ends 36 the conductor pieces 28 is pressed. When twisting the comb sleeves 50 . 52 . 54 . 56 . 58 . 60 become the protruding end sections 30 of the leg parts 34 the conductor pieces 28 limited, ie essentially bent towards each other in the circumferential direction and alternately arranged radially one above the other in order to obtain the desired offset of the half-winding heads.

Um beim Verdrehen der Kammhülsen 50, 52, 54, 56, 58, 60 eine gewisse Annäherung der jeweils miteinander zu verschweißenden benachbarten freien Enden 36 zweier Leiterstücke 28 zu erzielen, ist es vorteilhaft, die Ausnehmungen 66 zwischen den benachbarten Kammzähnen 68 jeder Kammhülse 50, 52, 54, 56, 58, 60 nicht in Form von radialen Schlitzen auszubilden, wie in 6 dargestellt, sondern die Schlitze etwas schräg zur Radialen auszurichten.To twist the comb sleeves 50 . 52 . 54 . 56 . 58 . 60 a certain approximation of the adjacent free ends to be welded together 36 two pieces of ladder 28 to achieve, it is advantageous to the recesses 66 between the neighboring comb teeth 68 every comb sleeve 50 . 52 . 54 . 56 . 58 . 60 not in the form of radial slots, as in 6 shown, but to align the slots somewhat obliquely to the radial.

Nach dem Verschränken der überstehenden Endabschnitte 30 der Leiterstücke 28 wird das Werkzeug 48 in axialer Richtung vom Ankerblechpaket 12 entfernt, um die in den Ausnehmungen 66 verbliebenen axial ausgerichteten freien Enden 36 der Leiterstücke 28 freizulegen und sie anschließend paarweise zu verschweißen, wodurch die Leiterstücke 28 in Reihenschaltung miteinander verbunden werden.After the overlapping end sections have been folded 30 the conductor pieces 28 becomes the tool 48 in the axial direction from the anchor plate package 12 removed to the in the recesses 66 remaining axially aligned free ends 36 the conductor pieces 28 Expose and then weld them in pairs, creating the conductor pieces 28 can be connected in series.

Falls es infolge einer unterschiedlichen Härte des Kupfermaterials der Leiterstücke 28 zu einer unterschiedlich starken Rückfederung einzelner Endabschnitte 30 kommen sollte, könnten diese bis zum Verschweißen durch radial von außen eingeschobene flache Finger (nicht dargestellt) festgehalten werden, die gleichzeitig für einen Schutz der Ankerwicklung 18 vor Schweißspritzern sorgen würden.If it is due to a different hardness of the copper material of the conductor pieces 28 to different degrees of springback of individual end sections 30 should come, these could be held until they are welded by radially inserted flat fingers (not shown), which at the same time protect the armature winding 18 would worry about welding spatter.

Claims

Armature for a starter of an internal combustion engine, with an armature lamination stack with a plurality of grooves which are closed at their radially outer end or are provided with a cross-sectional constriction and contain parts of winding elements of an armature winding, characterized in that each winding element ( 16 ) from at least two individual conductor pieces connected in series ( 28 ) there is at least part of the conductor sections ( 28 ) two through a winding head section ( 32 ) connected leg parts ( 34 ) includes two of the grooves ( 14a . 14b ) axially penetrate, with their over an outlet-side end of the grooves ( 14a . 14b ) protruding end sections ( 30 ) at least partially entangled and at the end ( 36 ) with an adjacent end ( 36 ) of another conductor section ( 28 ) are welded.

Anchor according to claim 1, characterized in that the conductor pieces ( 28 ) in each of the grooves ( 14 ) are arranged radially one above the other in a row.

Anchor according to one of the preceding an sayings, characterized in that the grooves ( 14 ) are straightforward.

Anchor according to one of the preceding claims, characterized in that the welded ends ( 36 ) the conductor pieces ( 28 ) are aligned axially.

Anchor according to one of the preceding claims, characterized in that the free ends arranged radially one above the other at a short distance ( 36 ) are connected in pairs by welding.

Anchor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the ends welded together in pairs ( 36 ) the conductor pieces ( 28a . 28b . 28c ) at one end of the anchor plate package ( 12 ) are arranged, which is a commutator of the armature ( 10 ) is facing.

Anchor according to claim 6, characterized in that the winding elements ( 16 ) with the commutator through the end sections ( 30 ) two conductor pieces ( 28a . 28c ) are connected, which are bent apart in opposite directions.

Anchor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the ends welded together in pairs ( 36 ) the conductor pieces ( 28d . 28e . 28f . 28g ; 28h . 28i . 28k . 28l ) at one end of the anchor plate package ( 12 ) are arranged by a commutator of the armature ( 10 ) is turned away.

Anchor according to claim 8, characterized in that the winding elements ( 16 ) with the commutator through sections ( 40 ) two conductor pieces ( 28d . 28g ) are connected, which are bent apart in opposite directions.

Anchor according to claim 8, characterized in that the winding elements ( 16 ) with the commutator by means of double-bent axially aligned middle parts ( 44 ) of winding head sections ( 32 ) two conductor pieces ( 28k . 28l ) are connected.

Starter with an anchor according to one of the preceding claims.

A method for producing an armature for a starter of an internal combustion engine, in which an armature plate package of the armature is provided with a plurality of grooves which are closed at their radially outer end or have a cross-sectional constriction, and in which the armature plate package is subsequently fitted with winding elements of an armature winding , characterized in that each winding element ( 16 ) from at least two individual conductor sections ( 28 ) is produced, which after insertion into the grooves ( 14 ) of the anchor plate package ( 12 ) connected in series so that at least some of the conductor pieces ( 28 ) two through a winding head section ( 32 ) connected leg parts ( 34 ) includes two of the grooves ( 14a . 14b ) ensure that the conductor pieces ( 28 ) axially into the two grooves ( 14a . 14b ) are inserted, and that then their via an outlet end of the grooves ( 14a . 14b ) protruding end sections ( 30 ) are at least partially entangled before the last adjacent free ends ( 36 ) the conductor pieces ( 28 ) welded together in pairs and thereby the conductor pieces ( 28 ) can be connected in series.

A method according to claim 12, characterized in that the conductor pieces ( 28 ) in each of the slots ( 14 ) are arranged radially one above the other in a row.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that all conductor pieces ( 28 ) in the same axial direction into the grooves ( 14 ) can be inserted.

A method according to claim 14, characterized in that the conductor pieces ( 28d . 28e . 28f . 28g ; 28h . 28i . 28k . 28l ) from one end of the anchor plate package ( 12 ) can be inserted here, which is a commutator of the armature ( 10 ) is facing.

A method according to claim 14, characterized in that the conductor pieces ( 28a . 28b . 28c ) from one end of the anchor plate package ( 12 ) inserted by a commutator of the armature ( 10 ) is turned away.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the projecting end sections ( 30 ) of all winding elements ( 16 ) the armature winding ( 18 ) are entangled at the same time.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that when the end sections ( 30 ) the conductor pieces ( 28 ) whose free ends ( 36 ) remain axially aligned.

A method according to claim 18, characterized in that adjacent free ends ( 36 ) are arranged radially one above the other during interlacing and that there is a space between the adjacent free ends ( 36 ) is bridged during welding.

Device for carrying out the method according to one of claims 12 to 19, characterized by one of the number of one above the other the conductor pieces ( 28 ) in every groove ( 14 ) of the anchor plate package ( 12 ) corresponding number of concentric cylinder sleeves ( 50 . 52 . 54 . 56 . 58 . 60 ), which each have a plurality of axially open-sided axial recesses arranged at a distance in the circumferential direction ( 66 ) to accommodate free ends ( 36 ) the conductor pieces ( 28 ), and the first, third, fifth ( 50 . 54 . 58 ) etc. together in relation to the second, fourth, sixth ( 52 . 56 . 60 ) etc. in opposite directions around a central axis of the cylinder sleeves ( 50 . 52 . 54 . 56 . 58 . 60 ) are rotatable, and by a drive for rotating the cylinder sleeves in opposite directions ( 50 . 52 . 54 . 56 . 58 . 60 ).

Device according to claim 20, characterized in that the recesses ( 66 ) boundary surfaces rounded on the opening side ( 70 ) exhibit.

Device according to claim 20 or 21, characterized in that the cylinder sleeves ( 50 . 52 . 54 . 56 . 58 . 60 ) together in relation to the anchor ( 10 ) are axially displaceable.