EP1435128A2 - Elektrische maschine, insbesondere startvorrichtung - Google Patents

Elektrische maschine, insbesondere startvorrichtung

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Publication number
EP1435128A2
EP1435128A2 EP02776728A EP02776728A EP1435128A2 EP 1435128 A2 EP1435128 A2 EP 1435128A2 EP 02776728 A EP02776728 A EP 02776728A EP 02776728 A EP02776728 A EP 02776728A EP 1435128 A2 EP1435128 A2 EP 1435128A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shaft
seat
electrical machine
machine according
contour
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02776728A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ngoc-Thach Nguyen
Quang-Ngoc Tran
Holger Roesner
Stefan Ossenkopp
Gerd Kirsten
Quoc-Dat Nguyen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1435128A2 publication Critical patent/EP1435128A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/003—Couplings; Details of shafts
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K23/00—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
    • H02K23/02—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting
    • H02K23/04—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting having permanent magnet excitation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/13—Machine starters

Definitions

  • the invention relates to an electrical machine, in particular a starting device according to the preamble of the independent claim.
  • an electrical machine in the form of a starter generator which has a hollow shaft with different shaft sections.
  • the hollow shaft is made in several pieces and consists of a first part, with a bearing point, to which a seat for a magnetically active rotor part is molded.
  • a support tube is arranged inside the seat for the magnetically effective rotor part, which reinforces the shaft.
  • two disks are placed within the support tube, which in turn reinforce the support tube or support its effect.
  • the first shaft part with the seat for the magnetically active rotor part is closed on one end face by means of a further shaft part and is supported in a bearing with the aid of this further shaft part.
  • a pinion shaft part is inserted in the further shaft part and serves to transmit the starter generator.
  • the electrical machine according to the invention with the features of the main claim has the advantage that the manufacturing effort is considerably reduced by the design of the shaft as a one-piece tube.
  • the assembly process is the Wave kept to a minimum.
  • This tube is either formed, for example, by so-called round kneading or by widening radially outward to a defined contour.
  • the inside of the pipe is pressurized hydraulically, for example.
  • the shaft comprises a seat for a magnetically active rotor part, since the electrically active region of the shaft with the magnetically active rotor part can thereby be reduced to a necessary degree.
  • the load due to the mass of the magnetically active rotor part is thereby reduced.
  • the friction and wear in the bearings is reduced.
  • the power loss is less and the service life is increased.
  • the seat of the rotor part and an inner section of the rotor part each have a contour that is repeated on their circumference at regular intervals, both parts can be connected to one another in a form-fitting manner.
  • the pressure between the magnetically active rotor part and the seat of the shaft can be reduced.
  • the forces that occur when joining the rotor part to the shaft are also lower, the risk of the shaft being bent during production is significantly reduced.
  • the axial position of the magnetically active rotor part can be precisely determined during production.
  • the shaft is carried out on a first side of the seat for the magnetically effective rotor part with a bearing seat for mounting the shaft and the shaft is mounted on a second side by means of a pinion, the shaft is mounted in a cost-effective manner.
  • bearing seats are provided for the magnetically active rotor part both on the first side and on the second side of the seat.
  • the shaft is designed with an axial contact surface for at least one bearing element, there is an inexpensive possibility of arranging the shaft in an axially defined manner.
  • the shaft comprises a seat for a commutator electrically connected to the rotor winding and this seat has a contour that is repeated at regular intervals on its circumference
  • the commutator can be positively attached to the shaft if the commutator is designed in this way. If both the recurring contour for the commutator and for the magnetically effective rotor part are aligned with one another in a targeted manner, the commutator with its lamellae distributed around the circumference can be optimally and electrically aligned with the rotor part.
  • both transition forms can also be implemented on a shaft.
  • the shaft section with which the torque of the motor is to be transmitted is designed in such a way that it has a contour, a particularly favorable form for transmitting the torque is given.
  • FIG. 1 shows schematically an electrical machine according to the invention
  • FIG. 2 the motor of the electrical machine according to the invention
  • FIG. 3A shows a first exemplary embodiment of the hollow shaft
  • FIG. 3B the inner section of the rotor part
  • FIG. 3C the inner section of the
  • FIG. 4 and FIG. 5 a second embodiment of the hollow shaft
  • the electrical machine 20 is shown schematically in FIG.
  • An electric motor 27 is arranged within a two-part housing, which consists of the drive bearing housing 23 and the pole housing 24, to which a planetary gear 30 is arranged.
  • An output shaft 33 arranged downstream of this is driven via the planetary gear 30.
  • FIG. 1 A longitudinal section through the motor 27 is shown in FIG.
  • a stator 36 and a rotor 39 are arranged within the pole housing 24.
  • the stator 36 consists of individual permanent magnets 42 arranged on an inner circumference of the pole housing 24.
  • the rotor 39 with its magnetically active rotor part 45 is arranged within the stator 36.
  • the magnetically active rotor part 45 here consists of a disk set 48 which has a plurality of grooves on its outer circumference. Electrical conductors 51 are inserted into these grooves and can be energized via a commutator 54.
  • the commutator 54 has lamellae 57 arranged on its circumference in the axial direction, which are connected on the one hand to the electrical conductors 51 and on the other hand can be connected at least indirectly to both the ground and the positive pole of a stator battery via a brush arrangement 60.
  • Both the magnetically effective rotor part 45 and the commutator 54 are firmly seated on a hollow shaft 63 which is mounted on a first side 66 in the pole housing 24 by means of a bearing part 69.
  • the hollow shaft 63 is supported in a housing flange 78 by means of a further bearing part 75.
  • the housing flange 78 is fixedly seated in the pole housing 24.
  • the shaft 63 is hollow throughout, is a one-story tube and has different shaft sections over its length.
  • the shaft sections of the in FIG. 2 The first variant of the hollow shaft 63 shown has, starting from the first side 66, the following shaft sections:
  • the first section is a bearing seat 81 which supports the hollow shaft 63 via the bearing part 69. This is followed by an undercut transition 84.
  • This transition 84 serves to allow a grinding wheel, which is necessary for machining the bearing seat 81, to run out freely. In addition, it serves to reduce the notch effect.
  • the undercut transition 84 is followed by a disk-shaped transition 87, which at the same time serves as an axial contact surface 88 for the bearing element 69.
  • the disk-shaped transition 87 ends radially on the outside in a stop 90.
  • This stop 90 serves to limit the axial position of the magnetically active rotor part 45 toward the first side 66.
  • the stop 90 is followed by a seat 93 for the magnetically active rotor part 45.
  • the seat 93 is followed by a radially inward tapered transition 96 which ends in a seat 99 for the commutator 54.
  • the seat 99 for the commutator 54 is followed by a bearing seat 102, around which the bearing part 75 is arranged.
  • the hollow shaft 63 is, as already mentioned, supported on the housing flange 78.
  • the bearing seat 102 is followed by a further conical transition 105, which ends in a shaft section contour 108.
  • the shaft section contour 108 serves to carry out the transmission of a torque to a contour of a torque transmission part 111.
  • the torque transmission part 111 here is a pinion, which serves as the sun gear of the planetary gear 30 already mentioned.
  • the motor 27 is self-supported. This means that the rotor 39 is completely supported by two bearing seats 81, 102 in the pole housing 24 or housing parts such as the housing flange 78. No further bearings are required for the rotor 39.
  • the housing flange 78 is part of a motor housing 79, which consists of the housing flange 78 and the pole housing 24. Due to the tapered transition 96, an outer diameter of adjacent shaft sections of different sizes, such as the seat 93 for the rotor part 45, is graduated to the seat 99 of the commutator 54. Likewise through the disc-shaped transition 87.
  • the hollow shaft 63 is shown as a single part in a further embodiment.
  • the hollow shaft 63 has two further features.
  • the seat 93 for the magnetically active rotor part 45 is profiled here and has a contour that is repeated on its circumference at regular intervals 114, see also FIG. 4.
  • this contour 114 consists of a multi-tooth profile, alternatively, wave-like repeating contours are also suitable.
  • An inner section 115 of the rotor part 45 has corresponding individual contours, FIG. 3B.
  • the seat 99 for the commutator as can be seen in FIG. 3A and also in FIG.
  • the shaft section contour 108 also has regularly repeating individual contours, so that there is a regular multi-tooth. This multi-tooth of the shaft section contour 108 can be used on the one hand to attach a torque transmission part 111 or on the other hand itself to be used as a torque transmission part and, for example, as a pinion.
  • FIG. 5 shows a cross section of the hollow shaft 63 in a further variant.
  • the essential difference from the illustration in FIG. 2 is that the seat 99 for the commutator 54 - apart from the conical transitions - is followed first by the shaft section contour 108 and only then by the bearing seat 102. In this way, it is not possible to obtain a self-mounted motor 27. Rather, in this variant, the bearing seat 102 is mounted in the planetary gear 30, specifically in the ring gear carrier, not shown.
  • FIG. 7 A further variant of the hollow shaft 63 is shown in FIG.
  • the first side 66 and the second side 72 are interchanged. While in this exemplary embodiment the hollow shaft 63 is mounted in the pole housing 24 via the bearing seat 81 and the seat 99 for the commutator 54 then follows, the seat 93 for the rotor part follows, which is followed by the stop 90.
  • the shaft section contour 108 is arranged on the second side 72 of the hollow shaft 63.
  • the torque transmission part 111 is slipped onto the shaft section contour 108.
  • FIG. 6 A variant of the exemplary embodiment from FIG. 6 is shown in detail in FIG.
  • the bearing seat 102 is arranged between the disk-shaped transition 87 and the shaft section contour 108, so that again with the one known from FIG. 7 or FIG. 6 Embodiment a self-mounted motor 27 is achieved.
  • the bearing seat 102 and the shaft section contour 108 can be interchanged, as in the exemplary embodiment illustrated in FIG.
  • the bearing seat 102 is omitted, so that the hollow shaft 63 is mounted on the second side 72 in the planetary gear 30 by means of the shaft section contour 108 or a torque transmission part 111.

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Abstract

Es wird eine elektrische Maschine, insbesondere Startvorrichtung für Kraftfahrzeuge, mit einem Stator (36) und einem Rotor (39) vorgeschlagen, wobei der Rotor eine hohle Welle (63) mit unterschiedlichen Wellenabschnitten aufweist. Die elektrische Maschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (63) zwischen einem Lagersitz (81) und einer Wellenabschnittskontur (108) zur Übertragung eines Drehmoments ein einstöckiges Rohr ist.

Description

Elektrische Maschine, insbesondere Startvorrichtung
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere Startvorrichtung nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruches. Aus der WO 95/29529 ist eine elektrische Maschine in Form eines Startergenerators bekannt, die eine hohle Welle mit unterschiedlichen Wellenabschnitten aufweist. Die hohle Welle ist mehrstückig ausgeführt und besteht aus einem ersten Teil, mit einer Lagerstelle, an das ein Sitz für ein magnetisch wirksames Rotorteil angeformt ist. Innerhalb des Sitzes für das magnetisch wirksame Rotorteil ist ein Stützrohr angeordnet, dass die Welle verstärkt. Darüber hinaus sind innerhalb des Stützrohrs zwei Scheiben plaziert, die ihrerseits wiederum das Stützrohr verstärken bzw. in seiner Wirkung unterstützen. Das erste Wellenteil mit dem Sitz für das magnetisch wirksame Rotorteil ist mittels eines weiteren Wellenteils an einer Stirnseite verschlossen und mit Hilfe dieses weiteren Wellenteils in einem Lager abgestützt. Ein Ritzelschaftteil ist in dem weiteren Wellenteil eingesetzt und dient zur Kraftübertragung des Startergenerators. Bei dieser Ausführung ist nachteilig, dass die Fertigung des Läufers dieser dort offenbarten elektrischen Maschine mit einem erheblichen Aufwand verbunden ist.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass durch die Ausbildung der Welle als ein einstückiges Rohr der Fertigungsaufwand erheblich verringert ist. Darüber hinaus ist der Montagevorgang der Welle auf ein Minimum beschränkt. Dieses Rohr wird entweder beispielsweise durch sogenanntes Rundkneten oder durch Aufweiten nach radial außen an eine definierte Kontur ausgeformt. Dazu wird das Rohrinnere beispielsweise hydraulisch mit Druck beaufschlagt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführte Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der elektrischen Maschine nach dem Hauptanspruch möglich.
Besonders günstig ist, wenn die Welle einen Sitz für ein magnetisch wirksames Rotorteil umfasst, da dadurch der elektrisch wirksame Bereich der Welle mit dem magnetisch wirksamen Rotorteil auf ein notwendiges Maß reduziert werden kann. Die Belastung durch die Masse des magnetisch wirksamen Rotorteils wird dadurch verringert. Die Reibung und der Verschleiß in den Lagern wird reduziert. Ferner ist der Leistungsverlust geringer und die Lebensdauer erhöht. Weist der Sitz des Rotorteils und ein Innenabschnitt des Rotorteils jeweils eine sich an ihrem Umfang in regelmäßigen Abständen wiederholende Kontur auf, lassen sich beide Teile zueinander formschlüssig miteinander verbinden. Dadurch ist die Drehmomentübertragung zwischen dem magnetisch wirksamen Rotorteil zu dem Sitz der Welle optimiert. Die Pressung zwischen dem magnetisch wirksamen Rotorteil und dem Sitz der Welle kann dadurch verringert werden. Die Kräfte, die beim Fügen vom Rotorteil auf die Welle auftreten, sind dadurch ebenfalls geringer, die Gefahr, dass die Welle während der Fertigung verbogen wird, ist deutlich verringert.
Führt man den Sitz der Welle für das magnetisch wirksame Rotorteil auf einer Seite mit einem Anschlag aus, so kann die axiale Lage des magnetisch wirksamen Rotorteils bei der Fertigung genau bestimmt werden.
Führt man die Welle auf einer ersten Seite des Sitzes für das magnetisch wirksame Rotorteil mit einem Lagersitz zur Lagerung der Welle aus und lagert die Welle mittels eines Ritzels auf einer zweiten Seite, ergibt sich eine kostengünstige Ausführung der Lagerung der Welle. Eine ebenso kostengünstige Alternative zur eben beschriebenen Variante ist dadurch gegeben, dass sowohl auf der ersten Seite als auch auf der zweiten Seite des Sitzes für das magnetisch wirksame Rotorteil Lagersitze vorgesehen sind.
Lagert man sowohl den ersten Lagersitz als auch den zweiten Lagersitz jeweils in Motorgehäuseteilen, so kann man den Motor der elektrischen Maschine eigengelagert ausführen. Dies hat den Vorteil, dass die Motoren bereits vollständig vorgefertigt und auf Funktionssicherheit vorab geprüft werden können.
Führt man die Welle mit einer axialen Anlauffläche für zumindest ein Lagerelement aus, ergibt sich eine kostengünstige Möglichkeit die Welle axial definiert anzuordnen.
Dadurch, dass die Welle einen Sitz für einen mit der Rotorwicklung elektrisch verbundenen Kommutator umfasst und dieser Sitz jeweils eine sich an ihrem Umfang in regelmäßigen Abständen wiederholende Kontur aufweist, kann bei einer ebensolchen Ausbildung des Kommutators dieser formschlüssig auf der Welle befestigt werden. Richtet man sowohl die sich in regelmäßigen Abständen wiederholende Kontur für den Kommutator als auch für das magnetisch wirksame Rotorteil aufeinander gezielt aus, so lässt sich der Kommutator mit seinen am Umfang verteilten Lamellen elektrisch optimal wirksam auf das Rotorteil ausrichten.
Führt man einen Übergang zwischen unterschiedlich großen Außendurchmessern von benachbarten Wellenabschnitten durch ein kegeligen Übergang aus, so erreicht man einen steifen und leichten Übergang. Führt man den Übergang zwischen zwei unterschiedlich großen Durchmessern von benachbarten Wellenabschnitten durch einen scheibenförmigen Übergang aus, so erreicht man einen besonders kurzen Übergang. Je nach Anforderung können auf einer Welle auch beide Übergangsformen realisiert sein.
Führt man den Wellenabsclinitt, mit dem das Drehmoment des Motors übertragen werden soll, derart aus, dass dieser eine Kontur aufweist, so ist eine besonders günstige Form zur Übertragung des Drehmoments gegeben.
Zeichnungen
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine bzw. ihrer dazugehörigen hohlen Welle dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 schematisch eine erfindungsgemäße elektrische Maschine,
Figur 2 den Motor der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine, Figur 3A ein erstes Ausführungsbeispiel der hohlen Welle,
Figur 3B den Innenabschnitt des Rotorteils und Figur 3C den Innenabschnitt des
Kommutators,
Figur 4 und Figur 5 ein zweites Ausführungsbeispiel der hohlen Welle,
Figur 6 bis 9 Längsschnitte in verschiedenen Ausführungsbeispielen der hohlen Welle.
Beschreibung
In der Figur 1 ist die erfindungsgemäße elektrische Maschine 20 schematisch dargestellt. Innerhalb eines zweiteiligen Gehäuses, das aus dem Antriebslagergehäuse 23 und dem Polgehäuse 24 besteht, ist ein elektrischer Motor 27 angeordnet, dem ein Planetengetriebe 30 nachgeordnet ist. Über das Planetengetriebe 30 wird eine diesem nachgeordnete Abtriebswelle 33 angetrieben.
In Figur 2 ist ein Längsschnitt durch den Motor 27 dargestellt. Innerhalb des Polgehäuses 24 ist ein Stator 36 und ein Rotor 39 angeordnet. Der Stator 36 besteht aus einzelnen an einem Innenumfang des Polgehäuses 24 angeordneten Permanentmagneten 42. Innerhalb des Stators 36 ist der Rotor 39 mit seinem magnetisch wirksamen Rotorteil 45 angeordnet. Das magnetisch wirksame Rotorteil 45 besteht hier aus einem Lamellenpaket 48, dass an seinem Außenumfang mehrere Nuten aufweist. In diesen Nuten sind elektrische Leiter 51 eingefügt, die über einen Kommutator 54 bestrombar sind. Der Kommutator 54 trägt an seinem Umfang in Axialrichtung angeordnete Lamellen 57, die einerseits mit den elektrischen Leitern 51 verbunden sind, und andererseits über eine Bürstenanordnung 60 sowohl mit Masse als auch mit dem Pluspol einer Stalterbatterie zumindest mittelbar verbindbar sind. Sowohl das magnetisch wirksame Rotorteil 45 als auch der Kommutator 54 sitzen fest auf einer hohlen Welle 63, die auf einer ersten Seite 66 mittels eines Lagerteils 69 im Polgehäuse 24 gelagert ist. Auf der zweiten Seite 72 ist die hohle Welle 63 mittels eines weiteren Lagerteils 75 in einem Gehäuseflansch 78 gelagert. Der Gehäuseflansch 78 ist im Polgehäuse 24 festsitzend gelagert.
Die Welle 63 ist durchgängig hohl, ist ein einstöckiges Rohr und weist über ihre Länge hinweg unterschiedliche Wellenabschnitte auf. Die Wellenabschnitte der in Figur 2 gezeigten ersten Variante der hohlen Welle 63 weist, von der ersten Seite 66 beginnend, folgende Wellenabschnitte auf:
Der erste Abschnitt ist ein Lagersitz 81, der über das Lagerteil 69 die hohle Welle 63 abstützt. Dem anschließend folgt ein freistichartiger Übergang 84. Dieser Übergang 84 dient dazu, dass eine Schleifscheibe, die zur Bearbeitung des Lagersitzes 81 notwendig ist, frei auslaufen kann. Darüber hinaus dient sie dazu, die Kerbwirkung zu verringern.
Dem freistichartigen Übergang 84 folgt ein scheibenförmiger Übergang 87, der gleichzeitig eine axiale Anlauffläche 88 für das Lagerelement 69 dient. Der scheibenförmige Übergang 87 endet radial außen in einem Anschlag 90. Dieser Anschlag 90 dient dazu, die axiale Lage des magnetisch wirksamen Rotorteils 45 zur ersten Seite 66 hin zu begrenzen. Dem Anschlag 90 folgt ein Sitz 93 für das magnetisch wirksame Rotorteil 45. Dem Sitz 93 folgt ein nach radial innen verlaufender kegeliger Übergang 96, der in einem Sitz 99 für den Kommutator 54 endet. Dem Sitz 99 für den Kommutator 54 folgt ein Lagersitz 102, um den das Lagerteil 75 angeordnet ist. Über dem Lager sitz 102 wird die hohle Welle 63, wie bereits erwähnt, über den Gehäuseflansch 78 abgestützt. Dem Lagersitz 102 folgt ein weiterer kegeliger Übergang 105, der in einer Wellenabschnittskontur 108 endet. Die Wellenabschnittskontur 108 dient dazu, die Übertragung eines Drehmoments auf eine Kontur eines Drehmomentübertragungsteils 111 vorzunehmen. Das Drehmomentübertragungsteil 111 ist hier ein Ritzel, das als Sonnenrad des bereits erwähnten Planetengetriebes 30 dient.
In dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Motor 27 eigengelagert ausgeführt. Dies bedeutet, dass der Rotor 39 über zwei Lagersitze 81, 102 im Polgehäuse 24 bzw. Gehäuseteilen wie dem Gehäuseflansch 78 vollständig gelagert ist. Es sind keine weiteren Lagerstellen für den Rotor 39 notwendig. Der Gehäuseflansch 78 ist Teil eines Motorgehäuses 79, das aus dem Gehäuseflansch 78 und dem Polgehäuse 24 besteht. Durch den kegeligen Übergang 96 wird ein unterschiedlich großer Aussendurchmesser benachbarter Wellenabschnitte wie beispielsweise des Sitzes 93 für das Rotorteil 45 zum Sitz 99 des Kommutators 54 abgestuft. Ebenso durch den scheibenförmigen Übergang 87.
In Figur 3A ist die hohle Welle 63 als Einzelteil in einem weiteren Ausführungsbeispiel dargestellt. Im Unterschied zur Figur 2 weist die hohle Welle 63 zwei weitere Merkmale auf. Der Sitz 93 für das magnetisch wirksame Rotorteil 45 ist hier profiliert ausgeführt und weist eine sich an seinem Umfang in regelmäßigen Abständen wiederholende Kontur 114 auf, siehe auch Figur 4. Diese Kontur 114 besteht im Prinzip aus einem Vielzahnprofil, wobei alternativ auch wellenartige sich wiederholende Konturen geeignet sind. Im Ausführungsbeispiel sind es insgesamt vierzehn Einzelkonturen bzw. Zähne bzw. Wellen am Sitz 93. Ein Innenabschnitt 115 des Rotorteils 45 weist korrespondierende Einzelkonturen auf, Fig. 3B. Auch der Sitz 99 für den Kommutator weist, wie Figur 3A und auch in Figur 4 zu sehen ist, diverse einzelne regelmäßig beabstandete, sich wiederholende Konturen auf, die Konturen eines Innenabschnitts 116 entsprechen, Fig. 3C. Während der Sitz 93 vierzehn zusammenhängende Konturen aufweist, weist der Sitz 99 die Hälfte, also sieben Konturen auf. Dies ermöglicht die Zuordnung einer einzelnen Lamelle des Kommutators 54 zu einer einzelnen Nut des Rotorteils 45, wodurch Lageabweichungen zwischen Kommutator 54 und Rotorteil 45 geringstmöglich gehalten werden. Auch die Wellenabschnittskontur 108 weist sich regelmäßig wiederholende einzelne Konturen auf, so dass sich ein regelmäßiger Vielzahn ergibt. Dieser Vielzahn der Wellenabschnittskontur 108 kann einerseits dazu genützt werden ein Drehmomentübertragungsteil 111 aufzustecken oder andererseits selbst als Drehmomentübertragungsteil und bspw. als Ritzel genutzt zu werden.
In Figur 5 ist ein Querschnitt der hohlen Welle 63 in einer weiteren Variante dargestellt. Der wesentliche Unterschied zu der Darstellung in Figur 2 besteht darin, das dem Sitz 99 für den Kommutator 54 - abgesehen von den kegeligen Übergängen - zunächst die Wellenabschnittskontur 108 und erst daran anschließend der Lagersitz 102 folgt. Auf diese Art und Weise ist es zwar nicht möglich einen eigengelagerten Motor 27 zu erhalten. Vielmehr wird bei dieser Variante der Lagersitz 102 im Planetengetriebe 30 gelagert und zwar im nicht dargestellten Hohlradträger.
In Figur 6 ist eine weitere Variante der hohlen Welle 63 abgebildet. Hierbei sind die erste Seite 66 und die zweite Seite 72 vertauscht. Während in diesem Ausführungsbeispiel die hohle Welle 63 über den Lagersitz 81 im Polgehäuse 24 gelagert ist und daran anschließend der Sitz 99 für den Kommutator 54 folgt, folgt darauf der Sitz 93 für das Rotorteil, dem sich den Anschlag 90 anschließt. An der zweiten Seite 72 der hohlen Welle 63 ist schließlich die Wellenabschnittskontur 108 angeordnet. Auf die Wellenabschnittskontur 108 wird wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen das Drehmomentübertragungsteil 111 aufgesteckt. Eine Variante des Ausführungsbeispiels aus Figur 6 ist in Figur 7 ausschnittsweise dargestellt. Hier ist zwischen dem scheibenförmigen Übergang 87 und der Wellenabschnittskontur 108 der Lagersitz 102 angeordnet, sodass wiederum mit dem aus Figur 7 bzw. Figur 6 bekannten Ausführungsbeispiel ein eigengelagerter Motor 27 erreicht wird. Alternativ zu dem Ausführungsbeispiel aus Figur 7 kann wie in dem Figur 8 dargestellten Ausführungsbeispiel der Lagersitz 102 und die Wellenabschnittskontur 108 vertauscht sein.
In Figur 9 ist ausgehend von dem Ausführungsbeispiel aus Figur 5 der Lagersitz 102 entfallen, sodass die hohle Welle 63 mittels der Wellenabschnittskontur 108 bzw. einem Drehmomentübertragungsteil 111 an der zweiten Seite 72 im Planetengetriebe 30 gelagert ist.

Claims

Ansprüche
1. Elektrische Maschine, insbesonders Startvorrichtung für Kraftfahrzeuge, mit einem Stator (36) und einem Rotor (39), der eine hohle Welle (63) mit unterschiedlichen Wellenabschnitten aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (63) zwischen einem Lagersitz (81) und einer Wellenabschnittskontur (108) zur Übertragung eines Drehmoments ein einstückiges Rohr ist.
2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (63) einen Sitz (93) für ein magnetisch wirksames Rotorteil (45) umfaßt.
3. Elektrische Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sitz (93) und ein Innenabschnitt (115) des Rotorteils (45) jeweils eine sich an ihrem Umfang in regelmäßigen Abständen wiederholende Kontur aufweisen und dadurch formschlüssig miteinander verbunden sind.
4. Elektrische Maschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sitz für das magnetisch wirksame Rotorteil (45) auf einer Seite einen Anschlag (90) aufweist.
5. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (63) auf einer ersten Seite des Sitzes (93) einen Lagersitz (81) zur Lagerung der Welle (63) hat und auf einer zweiten Seite (72) die Welle (63) mittels eines Drehmomentübertragungsteils (111) gelagert ist.
6. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer ersten Seite (66) des Sitzes (93) für das magnetisch wirksame Rotorteil (45) ein erster Lagersitz (81) und auf einer zweiten Seite (72) ein zweiter Lagersitz (102) angeordnet ist.
7. Elektrische Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (63) mittels beider Lagersitze (81, 102) in einem Motorgehäuse (79) eigengelagert ist.
8. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (63) eine axiale Anlauffläche (88) für zumindest ein Lagerteil (69) hat.
9. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (63) einen Sitz (99) für einen mit der Rotorwicklung elektrisch verbundenen Kommutator (54) umfasst und der Sitz (99) für den Kommutator (54) und ein rnnenabschnitt (116) des Kommutators (54) jeweils eine sich an ihrem Umfang in regelmäßigen Abständen wiederholende Kontur aufweisen und dadurch formschlüssig miteinander verbunden sind.
10. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedlich große Außendurchmesser von benachbarten Wellenabschnitten durch einen kegeligen Übergang (96) abgestuft sind.
11. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedlich große Außendurchmesser von benachbarten Wellenabständen durch einen scheibenförmigen Übergang (87) abstuft sind.
12. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wellenabschnitt die Wellenabschnittskontur (108) aufweist, die zur Übertragung eines Drehmoments auf eine Kontur eines Drehmomentübertragungsteils (111) dient.
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