EP2647831B1 - Elektrische Maschine und Verfahren zur Montage einer elektrischen Maschine - Google Patents

Elektrische Maschine und Verfahren zur Montage einer elektrischen Maschine Download PDF

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EP2647831B1
EP2647831B1 EP13157243.0A EP13157243A EP2647831B1 EP 2647831 B1 EP2647831 B1 EP 2647831B1 EP 13157243 A EP13157243 A EP 13157243A EP 2647831 B1 EP2647831 B1 EP 2647831B1
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EP
European Patent Office
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bearing
bearing block
elements
electrical machine
starter
Prior art date
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EP13157243.0A
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English (en)
French (fr)
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EP2647831A3 (de
EP2647831A2 (de
Inventor
Bernhard Bauer
Steffen Huemmer
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.)
SEG Automotive Germany GmbH
Original Assignee
SEG Automotive Germany GmbH
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Publication date
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Publication of EP2647831A3 publication Critical patent/EP2647831A3/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N15/00—Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • F02N15/006—Assembling or mounting of starting devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N15/00—Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • F02N15/02—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof
    • F02N15/04—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears
    • F02N15/06—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears the toothed gears being moved by axial displacement
    • F02N15/067—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears the toothed gears being moved by axial displacement the starter comprising an electro-magnetically actuated lever
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2250/00—Problems related to engine starting or engine's starting apparatus
    • F02N2250/08—Lubrication of starters; Sealing means for starters

Definitions

  • the invention relates to an electrical machine for cranking an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • the invention relates to a method for assembling an electrical machine according to the preamble of claim 6.
  • the invention also relates to a method for producing an electrical machine according to the preamble of claim 7.
  • the invention is based on a system with a starter or starter motor according to the type of the independent claims.
  • the present invention relates to starters and starters for vehicles with internal combustion engines, which have an electrical machine with an output shaft connected to a freewheel, both with and without a planetary gear for reduction.
  • Starters with a starter relay for vehicles with internal combustion engines are known from the prior art, which generally comprise a direct current electric motor for driving the internal combustion engine.
  • a relay lever system with a corresponding pinion is responsible for an engagement or a stroke in a ring gear.
  • A is used to transmit the movement of the relay armature to the pinion Lever, also called fork lever, used.
  • the fork lever has a bearing, generally called a bearing block, on a drive bearing, or A-bearing for short. This bearing point is not sealed against the A-bearing when assembled, so that dirt and moisture can penetrate through the bearing block, the relay and the A-bearing. These impurities negatively affect the lifespan of the starter.
  • the steep thread for the freewheel and the pinion can corrode and / or become so dirty that the pinion movement is completely prevented, so that the starter can no longer function properly.
  • the bearing block is stored in the A-bearing with play. This makes it possible to shift the fulcrum within the manufacturing tolerances of these components.
  • a toe-in dimension is the stroke of the relay that causes the pinion to move for the first time. Since the pinion is not yet completely moved into the desired position due to this movement alone, a screw path is also provided.
  • the screw path is the path that the pinion covers under load through the steep thread. The total pinion travel thus results from the toe-in dimension and the screw travel.
  • Such starters are disclosed in the DE 10 2006 024465 A1 , DE 101 53 893 A1 , US 5 277 075 A , DE 31 05 772 A1 , DE 25 48 358 A1 or the DE 195 27 345 A1 .
  • additional components preferably made of rubber, are used in the case of conventional starters at the connection of the bearing block to the A-bearing, which, however, have to be installed under pretension.
  • this requires more complicated assembly of the starter and additional components.
  • the electrical machine according to the invention and the method according to the invention for assembling an electrical machine with the features of the corresponding main claim or subordinate claim have the advantage over the prior art that, in the case of an electrical machine, in particular a starter device such as a starter, for turning on an internal combustion engine At least one bearing block that can be inserted into a bearing for the movable bearing of a lever coupled to a relay armature is provided that at least one compensating element is designed for the play-free insertion of the bearing block into the bearing, in particular into the drive bearing or, in short, A-bearing.
  • a play between the bearing block and the A-bearing in the assembled state is advantageously avoided by means of the compensating elements.
  • the lever can be moved with a fixed pivot point in the A-bearing, more precisely on the bearing block, so that displacements of the pivot point during operation of the starter and associated damage to the starter are avoided.
  • the bearing more precisely the bearing block, serves to mount the fork lever and thus to transmit a movement of the relay armature to the starter pinion in order to engage the starter pinion in a ring gear.
  • the lever in particular the fork lever, is provided, which is coupled to the relay armature and possibly to the freewheel and in doing so transmits a movement from the relay armature to the pinion.
  • the bearing block is arranged on an intermediate bearing of the bearing and is formed integrally with the intermediate bearing. It protrudes from the intermediate bearing in the radial direction and has a shoulder or a taper in the axial direction.
  • the intermediate storage serves as a counterpart when inserting and securing the lever on or in the storage.
  • the starter has at least one compensating element and / or sealing element.
  • the at least one compensating element and / or at least one sealing element is aligned longitudinally or transversely with respect to the joining direction of the bearing block, the at least one compensating element and / or the at least one sealing element being integrated in the bearing block, i.e. that means in particular in one piece with this and is at least partially deformable.
  • the at least one compensating element is used for the safe positioning or play-free insertion of the bearing block in the A-bearing.
  • the at least one compensating element serves to compensate for manufacturing tolerances of these components in the assembled state, a size / strength of the tolerance compensation depending on the individual manufacturing tolerances and being automatically adjusted during assembly. This is achieved, for example, by means of a press fit or with a form fit of the two components.
  • the at least one sealing element is designed for the sealed arrangement of the bearing block in the bearing. It is intended to seal the bearing, more precisely the A-bearing, with the bearing block. In particular, that seals at least one sealing element from the bearing block to the A-bearing. In one embodiment, exactly one compensating element and / or sealing element is formed.
  • the compensating elements and / or sealing elements are preferably formed on the A-bearing in the area of the bearing block.
  • the compensating elements and / or sealing elements preferably protrude into a connection area between the bearing block and the A-bearing, for example on two opposite sides of the bearing block.
  • the compensating elements and / or sealing elements are arranged, for example, on two opposite sides of the bearing block or the A-bearing.
  • the at least one sealing element is formed at least partially circumferentially on a circumference of the bearing block.
  • the at least one compensating element and / or sealing element is aligned transversely to the mounting direction and / or to another compensating element and / or sealing element.
  • a longitudinal extent of a compensating element and / or sealing element is oriented transversely, in particular perpendicularly, to the longitudinal extent of at least one other compensating element and / or sealing element.
  • the compensating elements and / or sealing elements are accordingly aligned transversely to the axial or assembly direction, in particular perpendicularly thereto.
  • An extension of the compensating elements and / or sealing element, or elements for short, along the bearing block is advantageously greater than a height protruding from the bearing block, the orientation of the longitudinal extension in each case defining the orientation of the elements.
  • the compensating element and the sealing element are designed to be integrated with one another.
  • the compensating element formed in one piece with the sealing element, so that the compensation and sealing element serves both to compensate for play and to seal.
  • several compensating and sealing elements are provided.
  • the plurality of compensating and sealing elements are designed differently, in particular are oriented differently.
  • At least one compensating element and / or sealing element is aligned along an assembly direction.
  • the mounting direction preferably corresponds to an axial direction of the A-bearing.
  • the at least one compensating element and / or the at least one sealing element have a shape that tapers, in particular away from the bearing block.
  • a base area of the elements on the bearing block is larger than an area at an opposite end, in particular a tip of the elements.
  • the elements preferably have a shape or a cross section selected from the group of shapes or cross sections comprising triangles, in particular isosceles triangles, right-angled triangles, U-shapes, polygons, knife edges and the like.
  • the elements are tapered, that is to say with a taper extending from the bearing block.
  • the elements are preferably triangular in cross section.
  • the compensating elements and / or sealing elements are designed, for example, as isosceles triangles with an apex at an angle in a range from approximately 15 ° to 45 °, approximately in the range from 30 ° plus / minus 5 °, in particular in the form of a knife edge.
  • Other compensating elements and / or sealing elements are, for example, triangular or U-shaped.
  • the shape of the elements is preferably selected such that they can be bent in a direction of force, that is to say against an assembly direction, during assembly. Accordingly, the compensating elements and / or sealing elements are preferably designed in the manner of a sealing lip.
  • the at least one compensating element and / or the at least one sealing element is / are at least partially deformable.
  • the elements are advantageously designed to be deformable at least in a tapered section pointing away from the bearing block. This enables an interference fit or a positive and / or non-positive connection when inserting the bearing block into the bearing with the appropriate clearance compensation and the seal. The play compensation or the sealing function is thus realized or supported by the deformation.
  • the bearing block with the elements is preferably made of a softer material than the A-bearing.
  • the method according to the invention with the features of the corresponding main claim or subordinate claim have the advantage over the prior art that in a method for mounting an electrical machine according to the invention, in particular a starter device such as a starter, for turning an internal combustion engine, with at least one into a bearing usable bearing block for the movable bearing of a lever coupled to a relay armature, comprising the step of inserting the bearing block into the bearing, it is provided that before or during insertion a compensating element and / or a sealing element on the bearing block, in particular by deforming the at least one compensating element and / or sealing element is provided, so that after inserting the bearing block in the bearing, in particular in the A-bearing, it is arranged without play and / or sealed.
  • the bearing block, in particular at least one compensating and / or sealing element is at least partially deformed when inserted, so that the at least one bearing is arranged and / or sealed without play.
  • the lever is inserted into the bearing in a first step.
  • the bearing block with or without the intermediate storage, is inserted into the bearing.
  • the compensating elements are partially removed and / or deformed by counter-pressure of the bearing, so that a press fit with partial or complete positive locking of the components connected to one another is realized.
  • the play between the bearing block and the bearing is hereby preferably completely avoided, the tolerance compensation being self-regulating and adapted to the dimensions of the components to be connected to one another.
  • This backlash-free assembly enables a fixed, rotatable attachment of the lever so that the pivot point of the lever does not shift.
  • sealing elements on the bearing block preferably completely seal the connection against impurities. According to the invention, no additional components are required for sealing and for tolerance compensation, and the assembly is advantageously carried out without pre-tensioning, so that only a small assembly force is required.
  • the Figure 1 shows a cross-sectional view of an electrical machine 100 designed as a starting device of an internal combustion engine with relay 42, also designed as a switching or engagement relay.
  • a housing 10 of the starter device comprises a cylindrical housing part 11 and a cover 13, which are connected to one another by screws (not shown).
  • the cylindrical housing part 11 is closed at the rear by the cover 13, in the middle part of which an outwardly directed hub is formed (not shown in detail here).
  • a bearing point is located in the hub, in which a rear end 17a of the armature shaft 17 of an electric starter motor 18 is stored, the anchor is designated 19.
  • the front end of the armature shaft 17 is with a reduced diameter end portion 22 in an axially extending blind bore 23 of an output shaft, not shown 24 stored.
  • the other end of the output shaft 24 is mounted in a bearing plate 25 which closes the housing part 11 and in a hub 26 integrally formed thereon.
  • a planet carrier 12 drives the output shaft 24, on which a freewheel 33 is arranged, the inner ring 34 of which has a pinion 35 on which an external toothing 36 is formed.
  • the outer ring 37 of the freewheel 33 is connected to the output shaft 24 via a steep thread 38.
  • a so-called engagement spring 39 acts on it.
  • the armature shaft 17 is secured at its rear end 17a on the bearing side with a locking device in the axial direction.
  • a brush plate 53 bears against the cover 13 and is screwed to the cover 13.
  • the brush plate 53 is formed in one piece.
  • Brush holders made of plastic are attached to it, in which coals are arranged, which bear under spring pressure on a commutator 63 which is arranged on the armature shaft 17.
  • the coals are connected via connecting leads to a cable lug which is connected to a contact 68 of the relay 42.
  • the strands penetrate a seal 70 which is arranged in an opening in the housing part 11.
  • the brush plate 53 is fastened to the cover 13 with screws 62.
  • the Figure 2 shows a perspective view of the bearing 49 in a partially exploded view in an unassembled state, that is to say with an intermediate bearing 50, the latter having not yet been inserted into the bearing 49.
  • a bearing block 51 is integrally formed on the intermediate bearing 50.
  • the bearing block 51 serves, among other things, to position the intermediate bearing 50 in a corresponding receiving region 49a of the bearing 49.
  • the bearing block 51 projects in the radial direction from the approximately ring-shaped intermediate bearing 50 approximately in the 12 o'clock position.
  • the intermediate bearing 50 is approximately circular disk-shaped.
  • the bearing block 51 is approximately cuboid. In the axial direction A, the bearing block 51 has a shoulder or a taper.
  • elements 1 and 2 that is to say compensating elements and / or sealing elements 1, 2, are formed on the bearing block 51 for inserting the bearing block 51 without play and / or for sealing the bearing 49 or the bearing block 51.
  • These elements 1 and 2 are designed as longitudinally aligned compensating elements and / or sealing elements 1 or as transversely aligned compensating elements and / or sealing elements 2.
  • the compensating elements and / or sealing elements 1, 2 serve to compensate for tolerances or to avoid play between the bearing block 51 and the bearing 49 (see Figures 4 and 5 ) and at the same time to seal the bearing 49 against the ingress of contaminants.
  • the compensating elements and / or sealing elements 1, 2 are integrated with one another in the embodiment shown. In other embodiments, the compensating elements and / or the sealing elements 1, 2 are formed separately from one another.
  • the elements 1 and 2 are made in one piece, that is to say integrated, with the bearing block 51. In the present case, this is achieved by means of injection molding from a plastic. Furthermore, the elements 1 and 2 are at least partially deformable. According to the embodiment of the Figure 2 the longitudinally aligned compensating elements and / or sealing elements 1 are aligned in the mounting direction A and the transversely aligned compensating elements and / or sealing elements 2 are arranged approximately perpendicularly, that is to say at right angles thereto. Accordingly, the longitudinally aligned compensating elements and / or sealing elements 1 extend in an axial direction A of the bearing 49, which at the same time corresponds to the mounting direction A when the bearing block 51 is inserted into the receiving region 49a of the bearing 49. Correspondingly, the compensating elements and / or sealing elements 2 extend approximately at right angles to the assembly or axial direction A.
  • the compensating elements and / or sealing elements 1 are formed on the bearing block 51.
  • Two longitudinally aligned compensating elements and / or sealing elements 1 are arranged on two opposite side surfaces of the bearing block 51.
  • Two more longitudinally aligned compensation elements and / or sealing elements 1 are arranged spaced apart from one another on a side surface arranged therebetween.
  • the compensating elements and / or sealing elements 1 each protrude from the side surfaces of the bearing block 51 with a predetermined height.
  • the compensating elements and / or sealing elements 1 have an isosceles-triangular shape with a tip at an angle of approximately 30 °, similar to a knife edge.
  • transversely aligned compensating elements and / or sealing elements 2 are formed.
  • the transversely aligned compensating elements and / or sealing elements 2 are formed on the same side faces of the bearing block 51 as the longitudinally aligned compensating elements and / or sealing elements 1 and extend in the circumferential direction adjacent to the elements 1 or between the elements 1.
  • the elements 2 are on a rear end of the bearing block 51, viewed in the axial direction A, which is first inserted into the receiving region 49a during assembly.
  • the elements 2 function here as a sealing lip for sealing the connection area in the assembled state (see Figures 4 and 5 ). According to the embodiment of the Figure 2 the elements 2 protrude transversely to the axial direction A from the bearing block 51.
  • a height of the elements 2 corresponds to the height of the elements 1.
  • the intermediate bearing 50 is designed here as an intermediate bearing 50 for the planetary gear 31.
  • the intermediate bearing 50 is designed as a ring gear, for example with a toothing.
  • the Figure 3 shows in a perspective view the intermediate storage 50 with the bearing block 51 according to the Figure 2 with elements 1 and 2 on their own.
  • the longitudinally oriented elements 1 and the partially circumferential, transversely oriented elements 2 can be seen here in particular.
  • the elements 1 extend along the assembly or axial direction A and the two elements 2 are oriented transversely, more precisely perpendicular to the elements 1 and thus transversely to the axial direction A.
  • the elements 1 contact the elements 2, so that a circumferential sealing function is guaranteed.
  • This illustration shows in particular the one-piece design of the bearing block 51 with the elements 1 and 2 or the integration of the elements 1 and 2 in the bearing block 51.
  • the Figure 4 shows a cross section of a section of the intermediate bearing 50 with the bearing block 50 in an assembled state, the bearing 49 of the electrical machine 100 being partially shown.
  • the bearing 49 and the intermediate storage 50 with the bearing block 51 and the elements 1 and 2 integrated thereon correspond to Embodiment of the Figures 2 and 3 , wherein the elements 2 are not shown due to the selected cross-sectional plane.
  • the same components are identified by the same reference symbols. A detailed description of components already described is therefore omitted.
  • the lever 44 (not shown here) is first inserted into the bearing 49 and then the intermediate bearing 50 with the bearing block 51 is inserted.
  • the bearing block 51 when the bearing block 51 is inserted into the corresponding receiving area 49a of the bearing 49, a play between these components is compensated for by means of the elements 1 and 2 and, on the other hand, the bearing 49 is sealed against contamination by means of the elements 1 and 2.
  • the height of the elements 1 and / or 2 is greater than a maximum play between these components.
  • the bearing block 51 is inserted into the bearing 49 in the axial direction A.
  • the elements 1 and / or 2 are partially deformed, compressed or scraped or rubbed off, so that their height decreases and their shape changes, in particular becomes flatter and wider. This corresponds to a press fit or a frictional connection of the two components.
  • the bearing block 51 is fitted or pressed into the receiving space of the bearing 49 without play.
  • the elements 1 and / or 2 or their change in shape is individually adapted to the manufacturing tolerances of these components. This clearance or tolerance compensation is therefore self-regulating and is carried out without additional work steps during assembly.
  • the elements 2 arranged transversely to the axial direction A deform or bend against the axial direction A when the bearing block 51 is inserted. This bending takes place as far as is necessary due to the tolerances between the components. Due to the alignment, there is greater deformation than abrasion. Conversely, the elements are more abraded rather than deformed.
  • the elements 2 accordingly function to a greater extent as sealing lips.
  • the bearing 49 with the inserted intermediate bearing 50 and the bearing block 51 is thus sealed against the ingress of dirt and moisture, so that the lifespan of the starter is increased. Sealing takes place automatically during assembly, i.e. without additional work steps, such as pre-stressing additional components.
  • the Figure 5 shows in another cross-sectional view the bearing 49 of the electrical machine 100 in the assembled state according to FIG Figure 4 .
  • the cross-sectional plane of the view of the Figure 5 is perpendicular to the cross sectional plane of the view of the Figure 4 . Therefore, only the elements 1 are shown in cross section in this illustration.
  • a press fit of the bearing block 51 in the bearing 49 is produced by means of the elements 1 during assembly. The game between these components can thus be completely avoided.
  • a fulcrum of the lever 44 (not shown here) which is movably arranged in the bearing 49 is stationary.
  • a shift of the pivot point is consequently avoided by means of the elements 1. This increases the lifespan and reduces wear on the starter.
  • the bearing block 51 is in the embodiment according to Fig. 5 formed with a stiffening rib.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine zum Andrehen einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage einer elektrischen Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
  • Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
    • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem System mit einem Starter oder Startermotor nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Starter und Anlasser für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren, die eine elektrische Maschine mit einer mit einem Freilauf verbundenen Abtriebswelle, sowohl mit als auch ohne Planetengetriebe zur Untersetzung, aufweisen.
  • Aus dem Stand der Technik sind Anlasser mit einem Anlasserrelais für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren bekannt, die in der Regel einen Gleichstromelektromotor zum Antreiben des Verbrennungsmotors umfassen.
  • In derartigen Startern oder Startermotoren ist für ein Einspuren bzw. einen Hub in einen Zahnkranz beispielsweise ein Relais-Hebelsystem mit einem entsprechenden Ritzel verantwortlich. Zur Bewegungsübertragung des Relaisankers zum Ritzel wird ein Hebel, auch Gabelhebel genannt, verwendet. Der Gabelhebel weist eine Lagerstelle, im allgemeinen Lagerbock genannt, an einem Antriebslager, kurz A-Lager genannt, auf. Diese Lagerstelle ist im montierten Zustand gegenüber dem A-Lager nicht abgedichtet, sodass Schmutz und Feuchtigkeit über den Lagerbock, das Relais und das A-Lager eindringen kann. Diese Verunreinigungen beeinflussen die Lebensdauer des Starters negativ. Zum Beispiel kann das Steilgewinde für den Freilauf und das Ritzel korrodieren und/oder so stark verschmutzen, dass die Ritzelbewegung komplett verhindert wird, sodass eine Funktion des Starters nicht mehr gewährleistet ist. Des Weiteren ist der Lagerbock spielbehaftet in dem A-Lager gelagert. Damit ist im Rahmen der fertigungsbedingten Toleranzen dieser Bauteile eine Verschiebung des Drehpunkts möglich. Hierdurch werden ein Vorspurmaß und ein Schraubweg beeinflusst. Bei einem Vorspurmaß handelt es sich um den Hub des Relais, der eine erste Bewegung des Ritzels bewirkt. Da das Ritzel allein aufgrund dieser Bewegung noch nicht vollständig in die Sollposition bewegt ist, ist weiter ein Schraubweg vorgesehen. Der Schraubweg ist der Weg, welchen das Ritzel unter Last durch das Steilgewinde zurücklegt. Der gesamte Ritzelweg ergibt sich somit aus dem Vorspurmaß und dem Schraubweg. Solche Starter werden unter anderem offenbart in der DE 10 2006 024465 A1 , DE 101 53 893 A1 , US 5 277 075 A , DE 31 05 772 A1 , DE 25 48 358 A1 oder der DE 195 27 345 A1 . Um das Eintreten von Feuchtigkeit und Schmutz zu verhindern, werden bei herkömmlichen Startern zusätzliche Bauteile, vorzugsweise aus Gummi, an der Verbindung des Lagerbocks mit dem A-Lager eingesetzt, welche jedoch unter Vorspannung montiert werden müssen. Dies erfordert jedoch eine aufwendigere Montage des Starters und zusätzliche Bauteile.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße elektrische Maschine und das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage einer elektrischen Maschine mit den Merkmalen des entsprechenden Hauptanspruches oder nebengeordneten Anspruches haben dem Stand der Technik gegenüber den Vorteil, dass bei einer elektrischen Maschine, insbesondere einer Andrehvorrichtung wie ein Starter, zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, umfassend mindestens ein in ein Lager einsetzbaren Lagerbock zum bewegbaren Lagern eines mit einem Relaisanker gekoppelten Hebels, vorgesehen ist, dass mindestens ein Ausgleichselement zum spielfreien Einsetzen des Lagerbocks in das Lager, insbesondere in das Antriebslager oder kurz A-Lager, ausgebildet ist. Bei einer derartigen elektrischen Maschine bzw. einer derartigen Andrehvorrichtung wird ein Spiel zwischen dem Lagerbock und dem A-Lager im montierten Zustand mittels der Ausgleichselemente vorteilhafterweise vermieden. Dadurch ist der Hebel mit einem festen Drehpunkt bewegbar in dem A-Lager, genauer an dem Lagerblock, lagerbar, sodass Verschiebungen des Drehpunkts bei einem Betrieb des Starters und damit verbundene Schädigungen des Starters vermieden werden. Das Lager, genauer der Lagerblock, dient zur Lagerung des Gabelhebels und damit zum Übertragen einer Bewegung des Relaisankers auf das Starterritzel, um ein Einspuren des Starterritzels in einen Zahnkranz auszuführen. Dazu ist der Hebel, insbesondere der Gabelhebel, vorgesehen, welcher mit dem Relaisanker und ggf. mit dem Freilauf gekoppelt ist und dabei eine Bewegung vom Relaisanker auf das Ritzel überträgt. Der Lagerbock ist in einer Ausführungsform an einem Zwischenlager des Lagers angeordnet und integriert mit dem Zwischenlager ausgebildet. Er ragt in radialer Richtung von dem Zwischenlager ab und weist in axialer Richtung einen Absatz oder eine Verjüngung auf. Das Zwischenlager dient als Gegenstück beim Einlegen und Sichern des Hebels an bzw. in dem Lager.
  • Erfindungsgemäß weist der Starter, vorzugsweise im Bereich des Lagers, mindestens ein Ausgleichselement und/oder Dichtelement auf. Das mindestens eine Ausgleichselement und/oder mindestens eine Dichtelement ist bezüglich der Fügerichtung des Lagerbockes längsausgerichtet oder querausgerichtet, wobei das mindestens eine Ausgleichselement und/oder das mindestens eine Dichtelement in den Lagerbock integriert, d.h. das heißt insbesondere einteilig mit diesem ausgebildet und zumindest teilweise verformbar ausgeführt ist. Dies ermöglicht eine einfache Fertigung der Bauteile ohne zusätzlichen Arbeitsaufwand, also bevorzugt in einem einzigen Arbeitsschritt, zum Beispiel bei einem Spritzgussverfahren zur Herstellung des als KunststoffSpritzteil ausgebildeten Lagerbocks.
  • Das mindestens eine Ausgleichselement dient zum sicheren Positionieren bzw. spielfreien Einsetzen des Lagerbocks in dem A-Lager. Insbesondere dient das mindestens eine Ausgleichselement zum Ausgleichen von Fertigungstoleranzen dieser Bauteile im montierten Zustand, wobei eine Größe/Stärke des Toleranzausgleichs jeweils von den individuellen Fertigungstoleranzen abhängt und bei der Montage selbsttätig angepasst wird. Dies wird beispielsweise mittels einer Presspassung bzw. mit einem Formschluss der beiden Bauteile erreicht. Das mindestens eine Dichtelement ist zum abgedichteten Anordnen des Lagerbocks in das Lager ausgebildet. Es ist zum Abdichten des Lagers, genauer des A-Lagers, mit dem Lagerbock vorgesehen ist. Insbesondere dichtet das mindestens eine Dichtelement den Lagerbock zu dem A-Lager ab. In einer Ausführungsform ist genau ein Ausgleichselement und/oder Dichtelement ausgebildet. Andere, bevorzugte Ausführungsformen sehen mehr als ein, beispielsweise zwei, drei oder vier, Ausgleichselemente und/oder Dichtelemente vor. Die Ausgleichselemente und/oder Dichtelemente sind bevorzugt an dem A-Lager im Bereich des Lagerbocks ausgebildet. Dabei ragen die Ausgleichselemente und/oder Dichtelemente im montierten Zustand bevorzugt in einen Verbindungsbereich zwischen dem Lagerbock und dem A-Lager hinein, beispielsweise an zwei gegenüberliegenden Seiten des Lagerbocks. Die Ausgleichselemente und/oder Dichtelemente sind beispielsweise an zwei gegenüberliegenden Seiten des Lagerbocks bzw. des A-Lagers angeordnet. Das mindestens eine Dichtelement ist in einer Ausführungsform zumindest teilweise umlaufend an einem Umfang des Lagerbocks ausgebildet. Mittels der Dichtelemente wird das Lager vorzugsweise vollständig gegenüber dem Eindringen von Schmutz und/oder Feuchtigkeit geschützt, sodass es über eine Lebensdauer des Starters nicht zu Schädigungen oder Betriebsausfällen kommt. Hierfür sind insbesondere keine zusätzlichen Bauteile sowie eine aufwendige Montage notwendig.
  • Erfindungsgemäß ist außerdem vorgesehen, dass das mindestens ein Ausgleichselement und/oder Dichtelement quer zu der Montagerichtung und/oder zu einem anderen Ausgleichselement und/oder Dichtelement ausgerichtet ist. Insbesondere ist eine Längserstreckung eines Ausgleichselement und/oder Dichtelements quer, insbesondere senkrecht, zu der Längserstreckung mindestens eines anderen Ausgleichselements und/oder Dichtelements ausgerichtet. Entsprechend sind die Ausgleichselemente und/oder Dichtelemente in einer bevorzugten Ausführungsform quer zur Axial- bzw. Montagerichtung, insbesondere senkrecht hierzu, ausgerichtet. Dabei ist eine Erstreckung der Ausgleichselemente und/oder Dichtelement, kurz Elemente genannt, längs des Lagerbocks vorteilhafterweise größer als eine von dem Lagerbock abragende Höhe, wobei die Ausrichtung der Längserstreckung jeweils die Ausrichtung der Elemente definiert.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen und nebengeordneten Ansprüchen vorgegebenen Vorrichtungen möglich.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Ausgleichselement und das Dichtelement integriert miteinander ausgebildet sind. Insbesondere ist das Ausgleichselement einteilig mit dem Dichtelement ausgebildet, sodass das Ausgleichs- und Dichtelement sowohl zum Spielausgleich als auch zum Abdichten dient. In einer Ausführungsform sind mehrere Ausgleichs- und Dichtelemente vorgesehen. Die mehreren Ausgleichs- und Dichtelemente sind in einer Ausführungsform unterschiedlich ausgebildet, insbesondere unterschiedliche ausgerichtet.
  • In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens ein Ausgleichselement und/oder Dichtelement längs einer Montagerichtung ausgerichtet ist. Vorzugsweise entspricht die Montagerichtung einer Axialrichtung des A-Lagers.
  • Entsprechend ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass das mindestens eine Ausgleichselement und/oder das mindestens eine Dichtelement eine sich, insbesondere von dem Lagerbock weg, verjüngende Form aufweisen. Vorteilhafterweise ist eine Basisfläche der Elemente an dem Lagerbock größer als eine Fläche an einem entgegengesetzten Ende, insbesondere eine Spitze der Elemente. Bevorzugt weisen die Elemente eine Form bzw. einen Querschnitt ausgewählt aus der Gruppe der Formen bzw. Querschnitte umfassend Dreiecke, insbesondere gleichschenkeliges Dreiecke, rechtwinklige Dreiecke, U-Formen, Polygone, Messerschneiden und dergleichen auf. Beispielsweise sind die Elemente spitz zulaufend, das heißt mit einer von dem Lagerbock sich erstreckenden Verjüngung, ausgebildet. Weiterhin bevorzugt sind die Elemente im Querschnitt dreieckig ausgebildet. Die Ausgleichselemente und/oder Dichtelemente sind beispielsweise als gleichschenklige Dreiecke mit einer Spitze im Winkel in einem Bereich von etwa 15° bis 45°, etwa im Bereich von 30° plus/minus 5°, insbesondere in Form einer Messerschneide, ausgebildet. Andere Ausgleichselemente und/oder Dichtelemente sind beispielsweise dreieckig oder U-förmig ausgebildet. Dabei ist die Form der Elemente vorzugweise derart ausgewählt, dass diese in eine Kraftrichtung, also entgegen einer Montagrichtung, bei der Montage verbiegbar sind. Entsprechend sind die Ausgleichselemente und/oder Dichtelemente bevorzugt nach Art einer Dichtlippe ausgebildet.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das mindestens eine Ausgleichselement und/oder das mindestens eine Dichtelement zumindest teilweise verformbar ausgebildet ist/sind. Vorteilhafterweise sind die Elemente zumindest in einem von dem Lagerbock weg weisenden, verjüngten Abschnitt verformbar ausgebilded. Dies ermöglicht eine Presspassung bzw. einen Form- und/oder Kraftschluss beim Einsetzen des Lagerbocks in das Lager mit dem entsprechenden Spielausgleich und der Abdichtung. Der Spielausgleich bzw. die Dichtfunktion wird somit durch die Verformung realisiert bzw. unterstützt. Bevorzugt ist der Lagerbock mit den Elementen aus einem weicheren Material gefertigt als das A-Lager.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des entsprechenden Hauptanspruches oder nebengeordneten Anspruches haben dem Stand der Technik gegenüber den Vorteil, dass bei einem Verfahren zur Montage einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine, insbesondere einer Andrehvorrichtung wie ein Starter, zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, mit mindestens einem in ein Lager einsetzbaren Lagerbock zum bewegbaren Lagern eines mit einem Relaisankers gekoppelten Hebels, umfassend den Schritt Einsetzen des Lagerbocks in das Lager, vorgesehen ist, dass vor oder beim Einsetzen ein Ausgleichslement und/oder ein Dichtelement an dem Lagerbock, insbesondere durch Verformen des mindestens einen Ausgleichselementes und/oder Dichtelements, vorgesehen wird, sodass nach dem Einsetzen der Lagerbock in dem Lager, insbesondere in dem A-Lager, spielfrei angeordnet und/oder abgedichtet ist. In einer Ausführungsform ist dabei vorgesehen, dass der Lagerbock, insbesondere mindestens ein Ausgleichs- und/oder Dichtelement, beim Einsetzten zumindest teilweise verformt wird, sodass das mindestens eine Lager spielfrei angeordnet und/oder abgedichtet wird.
  • Bei der Montage wird in einem ersten Schritt der Hebel in das Lager eingelegt. In einem weiteren Schritt wird der Lagerbock, mit oder ohne das Zwischenlager, in das Lager eingesetzt. Beim Einsetzen des Lagerbocks werden die Ausgleichselemente durch einen Gegendruck des Lagers teilweise abgetragen und/oder verformt, sodass eine Presspassung mit teilweisem oder kompletten Formschluss der miteinander verbundenen Bauteile realisiert wird. Das Spiel zwischen Lagerbock und Lager wird hierdurch vorzugsweise vollständig vermieden, wobei der Toleranzausgleich selbstregulierend, angepasst an die Maße der miteinander zu verbindenden Bauteile erfolgt. Dabei ermöglicht diese spielfreie Montage eine ortsfeste, drehbare Befestigung des Hebels, sodass Verschiebungen des Drehpunktes des Hebels nicht auftreten. Weiterhin dichten Dichtelemente an dem Lagerbock die Verbindung vorzugsweise vollständig gegenüber Verunreinigungen ab. Zur Abdichtung und für den Toleranzausgleich werden erfindungsgemäß keine zusätzlichen Bauteile benötigt, wobei die Montage vorteilhafterweise vorspannungsfrei durchgeführt wird, sodass lediglich eine geringe Montagekraft notwendig ist.
  • Insgesamt werden mit der erfindungsgemäßen Andrehvorrichtung und dem erfindungsgemäßen Montageverfahren die folgenden Vorteile realisiert:
    Zwischen dem A-Lager und dem Lagerbock erfolgt ein nahezu vollständiger Spiel- bzw. Toleranzausgleich des Lagerbocks, sodass eine feste Position des Drehpunktes des Gabelhebels und somit eine Funktionssicherheit des Starters gewährleistet wird. Weiterhin wird das Eindringen vom Schmutz und Feuchtigkeit in das A-Lager im Vorspurtrieb des Starters vermieden. Schließlich werden keine zusätzlichen Bauteile zur Abdichtung mehr benötigt, sodass die Montage trotz Funktionszugewinn vereinfacht wird.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    in einer Querschnittsansicht eine als Andrehvorrichtung ausgebildete elektrische Maschine,
    Figur 2
    in einer perspektivischen Ansicht ein Lager mit Zwischenlager und Lagerbock in einer teilweisen Explosionsdarstellung in einem unmontierten Zustand,
    Figur 3
    in einer perspektivischen Ansicht ein Zwischenlager mit Lagerbock gemäß der Figur 2 in Alleinstellung,
    Figur 4
    in einer Querschnittansicht einen Ausschnitt des Zwischenlagers mit Lagerbock in einem montierten Zustand, und
    Figur 5
    in einer anderen Querschnittansicht das Lager in dem montierten Zustand gemäß der Figur 4.
    Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Die Figur 1 zeigt in einer Querschnittansicht eine als Andrehvorrichtung ausgebildete elektrische Maschine 100 einer Verbrennungskraftmaschine mit Relais 42, auch als Schalt- oder Einrückrelais ausgeführt. Ein Gehäuse 10 der Andrehvorrichtung umfasst einen zylindrischen Gehäuseteil 11 und einen Deckel 13, die durch nicht weiter dargestellte Schrauben miteinander verbunden sind. Das zylindrische Gehäuseteil 11 ist hinten durch den Deckel 13 verschlossen, in dessen Mittelteil eine nach außen gerichtete, Nabe angeformt ist (hier nicht detailliert gezeigt). In der Nabe befindet sich eine Lagerstelle, in welcher ein hinteres Ende 17a der Ankerwelle 17 eines elektrischen Andrehmotors 18 gelagert ist, dessen Anker mit 19 bezeichnet ist. Radial außerhalb des Ankers 19 befinden sich an der Wand des Gehäuseteils 11 mehrere (Permanent-)Magnete 20 des Andrehmotors 18. Das vordere Ende der Ankerwelle 17 ist mit einem im Durchmesser reduzierten Endabschnitt 22 in einer achsgleich verlaufenden, nicht weiter dargestellten Sackbohrung 23 einer Abtriebswelle 24 gelagert. Das andere Ende der Abtriebswelle 24 ist in einem das Gehäuseteil 11 verschließenden Lagerschild 25 und einer an dieser angeformten Nabe 26 gelagert. Die Ankerwelle 17 weist nahe ihrem dem Lagerschild 25 zugewandten Ende eine Verzahnung 28 (Sonnenrad) auf, in welche Planetenräder 29 eingreifen, die auch mit einem außenliegenden, feststehenden Hohlrad 30 eines Planetengetriebes 31 kämmen (=Vorgelege).
  • Ein Planetenträger 12 treibt die Abtriebswelle 24 an, auf welcher ein Freilauf 33 angeordnet ist, dessen Innenring 34 ein Ritzel 35 aufweist, an dem eine Außenverzahnung 36 ausgebildet ist. Der Außenring 37 des Freilaufs 33 ist über ein Steilgewinde 38 mit der Abtriebswelle 24 verbunden. Auf ihn wirkt eine sogenannte Einspurfeder 39 ein. Durch axiales Verschieben des Freilaufs 33 kann die Außenverzahnung 36 mit einem Zahnkranz 40 einer Brennkraftmaschine zwecks des Startvorgangs in Eingriff gebracht werden. Dies geschieht mit Hilfe des (Einrück-) Relais 42, in welchem beim Einschalten eines Stroms ein Magnetanker über einen Fortsatz 43 einen Hebel 44, auch Gabelhebel genannt, verschwenkt, der über eine Kulisse 45, die zwischen Scheiben 46 liegt, den Freilauf 33 nach links verschiebt. Der Hebel 44 ist zweiarmig ausgebildet und mittels Zapfen 48, in einem gehäusefesten Lager 49 schwenkbar angeordnet. Dabei ist das Lager 49 mittels verschiedener Elemente 1 und 2 gegenüber der Ausbildung eines Spiels und dem Eindringen von Verunreinigungen gesichert (siehe Figuren 2 bis 6).
  • Die Ankerwelle 17 ist an ihrem hinteren lagerseitigen Ende 17a mit einer Arretiervorrichtung in axiale Richtung gesichert. An dem Deckel 13 liegt eine Bürstenplatte 53 an, welche mit dem Deckel 13 verschraubt ist. Die Bürstenplatte 53 ist einstückig ausgebildet. An ihr sind insbesondere aus Kunststoff bestehende Bürstenhalter befestigt, in welchen Kohlen angeordnet sind, die sich unter Federdruck an einen Kommutator 63 anlegen, welcher an der Ankerwelle 17 angeordnet ist. Die Kohlen sind über Anschlußlitzen an einen Kabelschuh angeschlossen, der mit einem Kontakt 68 des Relais 42 verbunden ist. Die Litzen durchdringen eine Dichtung 70, welche im Gehäuseteil 11 in einer Öffnung angeordnet ist. Die Bürstenplatte 53 ist mit Schrauben 62 am Deckel 13 befestigt.
  • Die Figur 2 zeigt in einer perspektivischen Ansicht das Lager 49 in einer teilweisen Explosionsdarstellung in einem unmontierten Zustand, das heißt mit einem Zwischenlager 50, wobei dieses noch nicht in das Lager 49 eingesetzt ist. An dem Zwischenlager 50 ist einteilig ein Lagerbock 51 integriert ausgebildet. Der Lagerbock 51 dient bei der Montage des Lagers 49 unter anderem zum Positionieren des Zwischenlagers 50 in einem korrespondierenden Aufnahmebereich 49a des Lagers 49. Der Lagerbock 51 ragt in radiale Richtung von dem etwa ringförmigen Zwischenlager 50 etwa in 12-Uhr-Position ab. Dabei ist das Zwischenlager 50 etwa kreisscheibenförmig ausgebildet. Der Lagerbock 51 ist etwa quaderförmig ausgebildet. In Axialrichtung A weist der Lagerbock 51 einen Absatz oder eine Verjüngung auf. Erfindungsgemäß sind an dem Lagerbock 51 Elemente 1 und 2, das heißt Ausgleichselemente und/oder Dichtelemente 1,2, zum spielfreien Einsetzen des Lagerbocks 51und/oder zum Abdichten des Lagers 49 bzw. des Lagerbocks 51 ausgebildet. Diese Elemente 1 und 2 sind als längsausgerichete Ausgleichselemente und/oder Dichtelemente 1 oder als querausgerichtete Ausgleichselemente und/oder Dichtelemente 2 ausgebildet. Hierbei dienen die Ausgleichselemente und/oder Dichtelemente 1,2 zum Ausgleichen von Toleranzen bzw. zum Vermeiden eines Spiels zwischen dem Lagerbock 51 und dem Lager 49 (siehe Figuren 4 und 5) und zugleich zum Abdichten des Lagers 49 gegenüber einem Eindringen von Verunreinigungen. Die Ausgleichselemente und/oder Dichtelemente 1,2 sind in der gezeigten Ausführungsform integriert miteinander ausgebildet. In anderen Ausführungsformen sind die Ausgleichselemente und/oder die Dichtelemente 1,2 separat zueinander ausgebildet.
  • Die Elemente 1 und 2 sind einteilig, das heißt integriert, mit dem Lagerbock 51 ausgebildet. Dies wird vorliegend mittels einer Spritzgussfertigung aus einem Kunststoff realisiert. Weiterhin sind die Elemente 1 und 2 zumindest teilweise verformbar ausgebildet. Gemäß der Ausführungsform der Figur 2 sind die längsausgerichteten Ausgleichselemente und/oder Dichtelemente 1 in Montagerichtung A ausgerichtet und die querausgerichteten Ausgleichselemente und/oder Dichtelemente 2 etwa senkrecht, also im rechten Winkel dazu, angeordnet. Entsprechend erstrecken sich die längsausgerichteten Ausgleichselemente und/oder Dichtelemente 1 in eine Axialrichtung A des Lagers 49, welche gleichzeitig die Montagerichtung A beim Einführen des Lagerbocks 51 in den Aufnahmebereich 49a des Lagers 49 entspricht. Entsprechend erstrecken sich die Ausgleichselemente und/oder Dichtelemente 2 etwa rechtwinklig zu der Montage- bzw. Axialrichtung A.
  • In der Ausführungsform der Figur 2 sind genau vier längsausgerichtete Ausgleichselemente und/oder Dichtelemente 1 an dem Lagerbock 51 ausgebildet. Zwei längsausgerichtete Ausgleichselemente und/oder Dichtelemtene 1 sind an zwei gegenüberliegenden Seitenflächen des Lagerbocks 51 angeordnet. Zwei weitere längsausgerichtete Ausgleichselemente und/oder Dichtelemente 1 sind an einer dazwischen angeordneten Seitenfläche beabstandet zueinander angeordnet. Die Ausgleichselemente und/oder Dichtelemente 1 ragen jeweils von den Seitenflächen des Lagerbocks 51 mit einer vorbestimmten Höhe ab. Gemäß der Figur 1 weisen die Ausgleichselemente und/oder Dichtelemente 1 eine gleichschenkelig-dreieckige Form mit einer Spitze in einem Winkel von ca. 30° auf, ähnlich einer Messerschneide.
  • Weiterhin sind in der Ausführungsform der Figur 2 genau zwei querausgerichtete Ausgleichselemente und/oder Dichtelemente 2 ausgebildet. Die querausgerichteten Ausgleichselemente und/oder Dichtelemente 2 sind an den gleichen Seitenflächen des Lagerbocks 51 ausgebildet, wie die längsausgerichteten Ausgleichselemente und/oder Dichtelemente 1 und erstrecken sich in Umfangsrichtung an die Elemente 1 angrenzend bzw. zwischen den Elementen 1. Dabei sind die Elemente 2 an einem in Axialrichtung A betrachtet hinteren Ende des Lagerbocks 51, welches bei der Montage zuerst in den Aufnahmebereich 49a eingeführt wird, angeordnet. Die Elemente 2 fungieren hier als Dichtlippe zum Abdichten des Verbindungsbereichs im montierten Zustand (siehe Figuren 4 und 5). Gemäß der Ausführungsform der Figur 2 ragen die Elemente 2 quer zu der Axialrichtung A von dem Lagerbock 51 ab. Dabei entspricht in dieser Ausführungsform eine Höhe der Elemente 2 der Höhe der Elemente 1. Das Zwischenlager 50 ist hier als Zwischenlager 50 für das Planetengetriebe 31 ausgebildet. In einer anderen Ausführungsform ist das Zwischenlager 50 als Hohlrad ausgeführt, beispielsweise mit einer Verzahnung.
  • Die Figur 3 zeigt in einer perspektivischen Ansicht das Zwischenlager 50 mit dem Lagerbock 51 gemäß der Figur 2 mit den Elementen 1 und 2 in Alleinstellung. Hier sind besonders die längsausgerichteten Elemente 1 und die teilweise umlaufenden querausgerichteten Elemente 2 zu erkennen. Die Elemente 1 erstrecken sich längs der Montage- bzw. Axialrichtung A und die zwei Elemente 2 sind quer, genauer senkrecht zu den Elementen 1 und damit quer zur Axialrichtung A ausgerichtet. Dabei Kontaktieren die Elemente 1 die Elemente 2, sodass eine umlaufende Dichtfunktion gewährleistet ist. In dieser Darstellung ist insbesondere die einteilige Ausführung des Lagerbocks 51 mit den Elementen 1 und 2 bzw. die Integration der Elemente 1 und 2 in den Lagerbock 51 gezeigt.
  • Die Figur 4 zeigt in einer Querschnittansicht einen Ausschnitt des Zwischenlagers 50 mit dem Lagerbock 50 in einem montierten Zustand, wobei das Lager 49 der elektrischen Maschine 100 teilweise mit dargestellt ist. Das Lager 49 und das Zwischenlager 50 mit dem Lagerbock 51 und den hieran integrierten Elementen 1 und 2 entsprechen der Ausführungsform der Figuren 2 und 3, wobei die Elemente 2 aufgrund der gewählten Querschnittebene nicht dargestellt sind. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Auf eine detaillierte Beschreibung bereits beschriebener Bauteile wird daher verzichtet. Bei der Montage wird zuerst der Hebel 44 (hier nicht gezeigt) in das Lager 49 eingelegt und anschließend das Zwischenlager 50 mit dem Lagerbock 51 eingesetzt. Erfindungsgemäß wird beim Einsetzen des Lagerbocks 51 in den entsprechenden Aufnahmebereich 49a des Lagers 49 mittels der Elemente 1 und 2 ein Spiel zwischen diesen Bauteilen ausgeglichen und zum anderen wird das Lager 49 mittels der Elemente 1 und 2 gegen Verunreinigungen abgedichtet.
  • Um ein Spiel zwischen dem Lagerbock 51 und dem Lager 49 zu verhindern bzw. um Fertigungstoleranzen zwischen diesen Bauteilen auszugleichen, ist die Höhe der Elemente 1 und/oder 2 größer als ein maximal vorhandenes Spiel zwischen diesen Bauteilen. Bei der Montage des Lagers 49 wird der Lagerbock 51 in Axialrichtung A in das Lager 49 eingeführt. Dabei werden die Elemente 1 und/oder 2 teilweise verformt, gestaucht bzw. abgeschabt oder abgerieben, sodass sich deren Höhe verringert und deren Form ändert, insbesondere flacher und breiter wird. Dies entspricht einer Presspassung bzw. einem Kraftschluss der beiden Bauteile. Durch diese Formänderung der Elemente 1 und/oder 2 wird der Lagerbock 51 spielfrei in den Aufnahmeraum des Lagers 49 eingepasst bzw. eingepresst. Die Elemente 1 und/oder 2 bzw. deren Formänderung erfolgt individuell angepasst an die Fertigungstoleranzen dieser Bauteile. Somit erfolgt dieser Spiel- bzw. Toleranzausgleich selbstregulierend und wird ohne zusätzliche Arbeitsschritte bei der Montage durchgeführt.
  • Weiterhin verformen oder verbiegen sich die quer zur Axialrichtung A angeordneten Elemente 2 (hier aufgrund der gewählten Querschnittebene nicht dargestellt) beim Einführen des Lagerbocks 51 entgegen der Axialrichtung A. Dieses Verbiegen erfolgt so weit, wie dies aufgrund der Toleranzen zwischen den Bauteilen notwendig ist. Aufgrund der Ausrichtung erfolgt hier zu größeren Anteilen eine Verformung als ein Abrieb. Dahingegen erfolgt bei den Elementen umgekehrt ein eherer größerer Abrieb als ein Verformen. Die Elemente 2 fungieren entsprechend zu einem größeren Anteil als Dichtlippen. Somit ist das Lager 49 mit dem eingesetzten Zwischenlager 50 und dem Lagerbock 51 gegen das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit abgedichtet, sodass sich die Lebensdauer des Starters erhöht. Das Abdichten erfolgt bei der Montage selbsttätig, also ohne zusätzliche Arbeitsschritte, wie beispielsweise ein Vorspannen zusätzlicher Bauteile.
  • Die Figur 5 zeigt in einer anderen Querschnittansicht das Lager 49 der elektrischen Maschine 100 in dem montierten Zustand gemäß der Figur 4. Die Querschnittebene der Ansicht der Figur 5 ist rechtwinkelig zu der Querschnittebene der Ansicht der Figur 4. Daher sind in dieser Darstellung lediglich die Elemente 1 im Querschnitt dargestellt. Mittels der Elemente 1 wird bei der Montage eine Presspassung des Lagerbocks 51 in dem Lager 49 erzeugt. Das Spiel zwischen diesen Bauteilen kann somit vollständig vermieden werden. Hierdurch ist ein Drehpunkt des in dem Lager 49 bewegbar angeordneten Hebels 44 (hier nicht gezeigt) ortsfest. Eine Verschiebung des Drehpunktes wird mittels der Elemente 1 folglich vermieden. Dies erhöht die Lebensdauer bzw. verringert den Verschleiß des Starters. Der Lagerbock 51 ist in der Ausführungsform nach Fig. 5 mit einer Versteifungsrippe ausgebildet.

Claims (7)

  1. Elektrische Maschine (100), insbesondere eine Andrehvorrichtung wie ein Starter, zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (10), das ein zylindrisches Gehäuseteil (11) aufweist, in dem ein elektrischer Andrehmotor (18) und ein Planetengetriebe (31) aufgenommen ist, und das hinten durch einen Deckel (13) und vorne durch ein Lagerschild (25) verschlossen ist, wobei an dem Deckel (13) eine Ankerwelle (17) des elektrischen Andrehmotors (18) hinten und an dem Lagerschild (25) eine Abtriebswelle (24) des Planetengetriebes (31) vorne gelagert ist, und mit einem lagerschildseitig an dem zylindrischen Gehäuseteil (11) angeordneten kreisscheibenförmig ausgebildeten Zwischenlager (50), sowie mit einem in dem zylindrisches Gehäuseteil (11) vorne angeordneten gehäusefesten Lager (49) mit einem einsetzbaren Lagerbock (51) zum bewegbaren Lagern eines mit einem Relaisanker (42) gekoppelten Hebels (44),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Lagerbock (51) integriert mit dem Zwischenlager (50) ausgebildet ist und in radialer Richtung von diesem abragt und in axialer Richtung einen Absatz oder eine Verjüngung aufweist,
    an dem Lagerbock (51) mindestens ein längsausgerichtetes oder querausgerichtetes Ausgleichselement (1, 2) und/oder Dichtelement (2, 1) zum spielfreien und/oder abgedichteten Anordnen des Lagerbocks (51) in das Lager (49) ausgebildet ist, wobei das mindestens eine Ausgleichselement (1, 2) und/oder das mindestens eine Dichtelement (2, 1) in den Lagerbock (51) integriert ausgebildet und zumindest teilweise verformbar ausgeführt ist.
  2. Elektrische Maschine (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (1, 2) und das Dichtelement (2, 1) integriert miteinander ausgebildet sind.
  3. Elektrische Maschine (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
    mindestens ein Ausgleichselement (1, 2) und/oder Dichtelement (2, 1) längs einer Montagerichtung (A) ausgerichtet ist.
  4. Elektrische Maschine (100) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
    mindestens eine Ausgleichselement (1, 2) und/oder Dichtelement (2, 1) quer zu der Montagerichtung (A) ausgerichtet ist.
  5. Elektrische Maschine (100) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das mindestens eine Ausgleichselement (1,2) und/oder das mindestens eine Dichtelement (2,1) eine sich verjüngende Form aufweisen.
  6. Verfahren zur Montage einer elektrische Maschine (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, insbesondere einer Andrehvorrichtung wie ein Starter, zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, mit mindestens einem in ein Lager (49) einsetzbaren Lagerbock (51) zum bewegbaren Lagern eines mit einem Relaisankers (42) gekoppelten Hebels (44)
    umfassend den Schritt
    Einsetzen des Lagerbocks (51) in das Lager (49),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    vor oder beim Einsetzen ein Ausgleichselement (1, 2) und/oder ein Dichtelement (2, 1) an dem Lagerbock (51) vorgesehen wird, sodass nach dem Einsetzen der Lagerbock (51) in dem Lager (49) spielfrei und/oder abgedichtet angeordnet ist, wobei der Lagerbock (51) beim Einsetzen zumindest teilweise verformt wird.
  7. Verfahren zur Herstellung einer elektrische Maschine (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, insbesondere einer Andrehvorrichtung wie ein Starter, zum Andrehen einer Brennkraftmaschine,
    mit mindestens einem in ein Lager (49) einsetzbaren Lagerbock (51) zum bewegbaren Lagern eines mit einem Relaisankers (42) gekoppelten
    Hebels (44)
    umfassend den Schritt
    Herstellen des Lagerbocks (51),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    beim Herstellen mindestens ein Ausgleichselement (1, 2) und/oder mindestens ein Dichtelement (2, 1) integriert mit dem Lagerbock (51) hergestellt wird.
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