DE3316047A1

DE3316047A1 - Device for the attachment of pole masses

Info

Publication number: DE3316047A1
Application number: DE19833316047
Authority: DE
Inventors: Alfred Bruno 69200 Venissieux Mazzorana
Original assignee: Societe de Paris et du Rhone SA
Current assignee: Societe de Paris et du Rhone SA
Priority date: 1982-05-07
Filing date: 1983-05-03
Publication date: 1983-11-10
Also published as: FR2526602A1; FR2526602B1

Description

Societe de Paris et du RhoneSociete de Paris et du Rhone

Societe AnonymeSociete Anonyme

36 avenue Jean Mermoz36 avenue Jean Mermoz

LYON 8eme, RhoneLYON 8eme, Rhone

FrankreichFrance

M 83 240M 83 240

Vorrichtung zum Befestigen von PolmassenDevice for attaching pole masses

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befestigen von Polmassen bzw. Polschuhen in einem Gehäuse einer sich drehenden elektrischen Maschine, insbesondere einer Gleichstrommaschine für Kraftfahrzeuge und insbesondere für Anlasser, sowie ein Verfahren zum Befestigen von Polmassen.The invention relates to a device for fastening pole masses or pole shoes in a housing of a itself rotating electrical machine, especially a DC machine for motor vehicles and especially for starters, and a method for attaching pole masses.

Bei sich drehenden Maschinen, wie elektrischen Anlassern, die in Kraftfahrzeugen eingebaut sind, werden die Polmassen des Stators oder "Induktors" im allgemeinen im Polgehäuse mittels einer Schraube befestigt, wobei dies folgendes erfordert: Bohren und Fräsen des Gehäuses, Bohren und Schneiden des Innengewindes bei jeder Polmasse und die Verwendung einer Schraube. Die Schraubverbindung erfordert außerdem eine relativ lange Montagezeit.In the case of rotating machines, such as electric starters that are installed in motor vehicles, the pole masses of the stator or "inductor" is generally fixed in the pole housing by means of a screw, this requiring the following: Drilling and milling of the housing, drilling and cutting of the internal thread for each pole mass and the use one screw. The screw connection also requires a relatively long assembly time.

Es sind ebenfalls Polmassen bekannt, die auf das Gehäuse genietet sind, wobei die Niete mit der Polmasse aus einem Stück gefertigt sein kann, was aber die Kosten wesentlich erhöht. Bei den beiden Ausführungsformen entweder mit Verschraubung oder Vernietung durch die Polmasse wird in nachteiliger Weise eine Vertiefung geschaffen, die an dieser Stelle einen sehr großen Luftspalt bewirkt, wobei dies dadurch vorhanden ist, daß ζ. B. die Schraube in der Polmasse zurückgesetzt ist, um nicht Gefahr zu laufen, den Rotor zu berühren. Außerdem wird eine gute Verteilung des Magnetflusses verhindert und es werden auch Sättigungszonen ge-There are also pole masses known that are riveted to the housing, the rivet with the pole mass from a Piece can be made, but this increases the cost significantly. In the two embodiments either with a screw connection or riveting through the pole mass creates a recess in this disadvantageous way Place causes a very large air gap, this being due to the fact that ζ. B. the screw in the pole mass reset to avoid the risk of touching the rotor. It also ensures a good distribution of the magnetic flux prevented and saturation zones are also

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schaffen. Bei Verwendung einer einstückig mit der Polmasse verbundenen Niete ist nachteilig, daß die Polrnasse und die Niete aus gleichem Material bestehen, was aber hinsichtlich der unterschiedlichen Anforderungen nachteilig ist.create. When using a rivet integrally connected to the pole mass, it is disadvantageous that the pole mass and the Rivets are made of the same material, but this is disadvantageous in terms of the different requirements.

Andere bekannte Möglichkeiten hingegen zielen darauf ab, eine oder mehrere Ausnehmungen an jeder Polmasse vorzusehen und zum Verbinden Gehäusematerial in diese Ausnehmungen hineinzudrängen. Bei der französischen Patentanmeldung 2 447 631 weist jede Polmasse zwei Ausnehmungen mit schrägen Achsen auf, bei denen es sich jedoch als schwierig erwiesen hat, das Gehäusematerial hineinzudrängen. Bei der französischen Patentanmeldung 2 488 74g wird das Hineindrängen von Gehäusematerial in einen kegelstumpfartigen Hohlraum der Polmasse mittels zweier nacheinander eingreifender Werkzeuge realisiert. Diese letzten Lösungen sind zwar weniger beschwerlich als die erste Möglichkeit, sie gewährleisten jedoch keine so gute Befestigung der Polmassen am Gehäuse. Bei der erstgenannten Möglichkeit wird die Polmasse und das Gehäuse durch eine gewisse elastische Vorspannung der Schraube gut zusammengehalten, so daß in diesem Falle im Magnetfluß der sich drehenden Maschine zwischen Polmasse und dem Gehäuse kein störender Luftspalt auftritt.Other known possibilities, however, aim to provide one or more recesses on each pole mass and for connecting the housing material to be forced into these recesses. At the French patent application 2,447,631, each pole mass has two recesses with inclined axes, which, however, have proven to be difficult has to force the housing material into it. In the French patent application 2 488 74g this is Forcing the housing material into a truncated cone-like cavity of the pole mass by means of two successively intervening tools realized. These last solutions are less burdensome than the first way however, they do not ensure that the pole masses are attached to the housing so well. The first option is the pole mass and the housing held together by a certain elastic pretensioning of the screw, so that in In this case, in the magnetic flux of the rotating machine, there is no disruptive air gap between the pole mass and the housing occurs.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Vermeidung der vorerwähnten Nachteile eine Befestigungsmöglichkeit für Polmassen im Statorgehäuse zu schaffen, bei der einerseits die Polmasse unter Vorspannung gegen das Gehäuse gepreßt werden und wobei der Arbeitsgang zum Verbinden dieser Polmassen mit dem Gehäuse wesentlich vereinfacht ist.The object of the present invention is to provide a means of fastening for, while avoiding the aforementioned disadvantages To create pole masses in the stator housing in which, on the one hand, the pole mass is pressed against the housing under prestress and the operation for connecting these pole masses to the housing is significantly simplified.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere vorgeschlagen, daß die Polmasse im Gehäuse mittels mindestens eines glatten Bolzens befestigt ist, der ein radiales Loch im Gehäuse durchsetzt und wobei sein inneres Ende mitIn order to achieve this object, according to the invention, in particular proposed that the pole mass is attached in the housing by means of at least one smooth bolt, which is a radial Hole in the housing penetrated and with its inner end with

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der Polmasse verschweißt und sein äußeres Ende mit dem Gehäuse vernietet ist.the pole mass is welded and its outer end is riveted to the housing.

Dies ergibt eine große Vereinfachung der Einzelteile und auch die Montagearbeiten sind wesentlich einfacher durchzuführen. Diese Vereinfachung wird insbesondere dadurch erzielt, daß das Haltestück die Form eines glatten Zapfens hat, das Loch im Gehäuse ist eben und kann ohne besondere Präzision gefertigt werden und die Polmasse ist nicht mit einem Loch mit Innengewinde versehen^ Der Zusammenbau kann unter einer Schweißpresse in einem einzigen Arbeitsgang schnell vorgenommen werden, wobei zunächst das elektrische Anschweißen des Zapfens auf dem Polmasserücken und dann das Warmschmieden des äußeren Bolzenendes zur Bildung eines abgeflachten Kopfes zur Halterung an der Gehäusewand erfolgt. This results in a great simplification of the individual parts and the assembly work is much easier to carry out. This simplification is achieved in particular in that the holding piece has the shape of a smooth pin has, the hole in the housing is flat and can be manufactured without special precision and the pole mass is not with a hole with an internal thread ^ The assembly can be carried out under a welding press in a single operation can be made quickly, initially the electrical welding of the pin on the pole mass back and then hot forging of the outer pin end to form a flattened head for mounting on the housing wall takes place.

Man erhält schließlich eine unter Spannung stehende Befestigung der Polmasse mit Anlage an der Innenseite des Gehäuses, was insbesondere durch das Zusammenziehen des Bolzens beim Erkalten zurückzuführen ist, da dieser nicht nur geschweißt, sondern auch warmgenietet wird. Um das Anschweißen des Bolzens auf die Polmasse zu erleichtern, kann vorteilhafterweise am Rücken jeder Polmasse im Bereich der Schweißzone eine insbesondere sacklochartige Vertiefung für das innere Ende des Bolzens vorgesehen sein. Dabei ist es vorteilhaft, wenn ausgehend vom Boden der Vertiefung in der Polmasse eine etwa kegelförmige, nach außen sich konisch verjüngende Anformung vorgesehen ist.Finally, a tensioned fastening of the pole mass with contact on the inside of the housing is obtained, which is due in particular to the contraction of the bolt when it cools, since this is not only welded, but also hot riveted. In order to facilitate the welding of the bolt onto the pole mass, each pole mass can advantageously be placed on the back In the area of the welding zone, a particularly blind hole-like depression is provided for the inner end of the stud be. It is advantageous if, starting from the bottom of the depression in the pole mass, an approximately conical, outwardly conically tapering molding is provided.

Wenn die Ausnehmung im gleichen Durchmesser wie der Bolzen ausgebildet ist, so ergibt dies eine Zentrierung der Polmasse durch den Bolzen. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen·, daß die Vertiefung in der Polmasse einen größeren Durchmesser hat als der Außendurchmesser des Bolzens beträgt. Dadurch ist ein ringförmiger Freiraum geschaffen, der eine im Laufe des Schweißens sich bildende Wulst aufnimmt. Eine abgewandelte Ausführungsform sieht vor, daß der ZapfenIf the recess is designed with the same diameter as the bolt, this results in a centering of the pole mass by the bolt. However, it is preferably provided that the recess in the pole mass has a larger diameter than the outer diameter of the bolt. As a result, an annular free space is created which accommodates a bead that forms in the course of welding. A modified embodiment provides that the pin

am inneren Ende konisch ausgebildet ist. Dies ist gegebenenfalls einfacher herzustellen als eine entsprechende Bodenausformung bei der Ausnehmung in der Polmasse, die in diesem Falle flach ausgebildet sein kann. Zweckmäßigerweise weist das Loch im Gehäuse außenseitig eine Ansenkung zum zumindest teilweisen Aufnehmen des während des Warranietens des Zapfens gebildeten Kopfes auf. Bei entsprechender Ausbildung dieser Ansenkung erzielt man somit eine glatte Außenseite des Gehäuses. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Bolzen aus einer härteren Stahlsorte besteht als die Polmasse, auf die er angeschweißt ist. Versuche haben gezeigt, daß dadurch die Schweißzone, nachdem der Bolzen etwas eingedrungen ist, sich mehr im Inneren der Polmasse befindet, so daß der Halt der Polmasse verbessert ist.is conical at the inner end. This may be easier to produce than a corresponding one Bottom formation at the recess in the pole mass, which in this case can be flat. The hole in the housing expediently has a countersink on the outside for at least partially receiving the head formed during warran riveting of the tenon. Achieved with appropriate training of this countersink you thus have a smooth outside of the housing. Another embodiment of the invention provides that the bolt is made of a harder type of steel than the pole mass to which it is welded. Tests have shown that thereby the welding zone, after the bolt has penetrated somewhat, is more in the interior of the pole mass is located, so that the hold of the pole mass is improved.

Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher erläutert.The invention and its essential details are explained in more detail below with reference to the drawing.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 einen Querschnitt einer Polmasse mit einem Gehäuseabschnitt in einer ersten Ausführungsform vor dem Zusammenbau,1 shows a cross section of a pole mass with a housing section in a first embodiment before assembly,

Fig. 2 eine etwa Fig. 1 entsprechende Darstellung, hier jedoch nach dem Zusammenbau,FIG. 2 shows an illustration corresponding approximately to FIG. 1, here but after assembly,

Fig. 3 eine etwa Fig. 1 entsprechende Darstellung, hier jedoch in einer abgewandelten Ausführungsform und3 shows an illustration corresponding approximately to FIG. 1, but here in a modified embodiment and

Fig. A die in Fig. 3 gezeigten Teile nach dem Verbinden.Fig. A shows the parts shown in Fig. 3 after joining.

Die Figuren zeigen im Querschnitt Teile des Stators bzw. Induktors einer sich drehenden elektrischen Maschine, insbesondere eines Anlassers für ein Kraftfahrzeug. DieserThe figures show, in cross section, parts of the stator or Inductor of a rotating electrical machine, in particular a starter for a motor vehicle. This

weist ein Gehäuse 1 mit Polmassen 2 auf, von denen jede innen am Gehäuse 1 befestigt und von einer Wicklung 3 umgeben ist, die von den Polschuhrändern 2 a gehalten wird. In jedem Bereich des Gehäuses 1, in dem eine Polmasse 2 anzubringen ist, ist in dem Gehäuse 1 ein glattes Loch 1 a .vorgesehen, dessen Achse k etwa radial zur Mitte hin (bezogen auf das Gehäuse 1) ausgerichtet ist. In· das Loch 1 a wird ein glatter, im allgemeinen zylindrischer Bolzen 5 eingesteckt, dessen Außendurchmesser d etwa dem des Loches 1 a entspricht und der das Haltestück der Polmasse 2 bildet. has a housing 1 with pole masses 2, each of which is attached to the inside of the housing 1 and is surrounded by a winding 3 which is held by the pole shoe edges 2a. In each area of the housing 1 in which a pole mass 2 is to be attached, a smooth hole 1a is provided in the housing 1, the axis k of which is oriented approximately radially towards the center (with respect to the housing 1). A smooth, generally cylindrical bolt 5 is inserted into the hole 1 a, the outside diameter d of which corresponds approximately to that of the hole 1 a and which forms the holding piece of the pole mass 2.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 11 und 2 weist der Bolzen 5 zunächst eine zylindrische Form auf. Am Rücken der Polmasse 2 ist eine Ausnehmung, 6 mit einem Durchmesser D vorgesehen, wobei dieser Durchmesser größer ist als der Durchmesser d des Bolzens 5. Am Boden der Ausnehmung 6 ist eine konische Ausformung 6 a bzw. eine Spitze vorgesehen, die zu dem inneren, flachen Ende 5 a des Bolzens 5 weist. Der Zusammenbau erfolgt zwar in zwei Phasen, jedoch in einem einzigen Arbeitsgang auf einer Schweißpresse od. dgl., die entsprechend der Achse 4, wie durch den Pfeil 7 angedeutet, auf das äußere Ende 5 b des Bolzens 5 Druck ausübt, während die Polmasse an ihrer Innenseite auf einer Elektrode in Form eines hier nicht dargestellten Widerlager abgestützt ist. Zum Verbinden der Polmasse 2 mit dem Gehäuse 1 wird zunächst das innere Ende 5 a des Bolzens 5 elektrisch auf dem Rücken der Polmasse 2 angeschweißt. Die mit 8 in Fig. 2 gezeichnete Schweißzone kann dabei einen Wulst bilden, der sich in den kreisförmigen Ringraum erstreckt, wobei dieser Ringraum dadurch gebildet ist, daß der Durchmesser D der Ausnehmung 6 größer ist als der anfängliche Außendurchmesser d des Bolzens 5. In der zweiten Phase des Befestigens erfolgt dann eine Warmverformung bzw. Nietung des äußeren Endes 5 b des Bolzens auf der Außenseite des Gehäuses 1. Dieses äußere Ende 5 b wird dabei so verformt, daß eine Art Nietkopf gebildet wird, der gemäß Fig. 2 vollständig in einer Einsenkung 1 bIn the embodiment according to FIGS. 11 and 2, the bolt 5 initially has a cylindrical shape. On the back of the pole mass 2 there is a recess 6 with a diameter D, this diameter is greater than the diameter d of the bolt 5. At the bottom of the recess 6 is a conical formation 6 a or a tip is provided which points to the inner, flat end 5 a of the bolt 5. The assembly takes place in two phases, but in a single operation on a welding press or the like corresponding to the axis 4, as indicated by the arrow 7, exerts pressure on the outer end 5 b of the bolt 5, while the pole mass is supported on its inside on an electrode in the form of an abutment, not shown here. To connect the pole mass 2 to the housing 1, the inner end 5 a of the bolt 5 is first electrically on the back the pole mass 2 welded on. The weld zone marked 8 in FIG. 2 can thereby form a bead which is extends into the circular annulus, this annulus thereby is formed so that the diameter D of the recess 6 is greater than the initial outer diameter d of the bolt 5. In the second phase of fastening, a hot deformation or riveting of the outer end 5 b of the bolt then takes place on the outside of the housing 1. This outer end 5 b is deformed so that a kind of rivet head is formed is, which according to FIG. 2 completely in a depression 1 b

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:;-:; 3 316 ο α 7:; - :; 3 316 ο α 7

m »β * m »β *

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des Loches 1 a liegt.of the hole 1 a is located.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und k ist der Bolzen 5 zunächst konisch angespitzt. Das äußere Ende 5 b des Bolzens 5 kann zunächst flach oder gegebenenfalls auch konisch ausgebildet sein und bildet nach der Verformung einen Kopf, der in diesem Falle nur zum Teil in der Einsenkung 1 b eingebettet ist.In the embodiment according to FIGS. 3 and k , the bolt 5 is initially conically pointed. The outer end 5 b of the bolt 5 can initially be flat or possibly also conical and, after the deformation, forms a head which in this case is only partially embedded in the recess 1 b.

Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch inAll of the features shown in the description, the claims and the drawing can be used both individually and in

beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.any combination with one another be essential to the invention.

- Zusammenfassung -- Summary -

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Claims

Expectations

Device for fastening pole masses in the housing of a rotating electrical machine, in particular a direct current machine for motor vehicles and in particular an electric starter, characterized in that each Pole mass (2) is fastened in the housing (1) by means of at least one smooth bolt (5) which has a radial Hole (1 a) in the housing (1) penetrated, and that its inner end (5 a) is welded to the pole mass (2) and its outer end (5 b) is riveted to the housing (1).

Device according to claim 1, characterized in that the inner end (5 a) of the bolt (5) is electrical is welded on the back of the pole mass (2), while the outer end (5 b) of the bolt (5) vzw. warm on the outside of the housing (1) is forged in the form of a head, and that for this attachment a so-called welding press is preferably provided in a single operation.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that on the back of the pole mass (?.) In the area of the welding zone (8) a particularly sack-like

"3 'ό Ί b U 4 / "3 'ό Ί b U 4 /

Hole-like recess (6) for the inner end (5 a) of the bolt (5) is provided.

A. Apparatus according to claim 3, characterized in that the recess (6) in the pole mass (2) a Has diameter (D) which is greater than the outer diameter (d) of the bolt (5).

5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that that starting from the bottom of the recess (6) of the pole mass (2) an approximately conical, outwardly conically tapering projection (6 a) is provided.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the bolt (5) at the inner end (5 a) is conical. j

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the hole (1 a) of the housing (1) on the outside a countersink (1 b) for at least partially receiving the during the hot riveting of the bolt (5) formed head (5 b).

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the bolt (5) consists of a harder one Steel type exists as the pole mass (2).

9. A method for attaching pole masses or pole shoes to the housing, in particular of an electrical starter, a bolt being riveted to the housing, characterized in that the bolt (5) initially has one end is welded to the pole mass and then riveted with its other end to the housing (1).

10. The method according to claim 9, characterized in that connecting the bolt (5) to the pole mass on the one hand and to the housing (1) on the other hand in an approximately continuous manner in particular electrical welding press process takes place.

11. The method according to claim 9 or 1o, characterized in that the bolt is pushed through a hole (1 a) in the housing, then welded to the pole piece (2) held on the inside in the housing and then on the outside Housing is deformed in particular to a rivet head.

- Description -