WO2010003909A1

WO2010003909A1 - Elektrisch erregte maschine

Info

Publication number: WO2010003909A1
Application number: PCT/EP2009/058473
Authority: WO
Inventors: Sven Ruof; Stephan Leonhardt; Hartmut Wanner; Hans-Juergen Kessler; Oliver Williams
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2008-07-11
Filing date: 2009-07-06
Publication date: 2010-01-14
Also published as: DE102008033519A1

Abstract

Elektrische Maschine, insbesondere Startvorrichtung, mit einem elektrischen Motor (13), wobei ein Stator elektrisch erregte Pole aufwiest, die durch eine Erregerwicklung (34) elektromagnetisch erregbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich im Strompfad der Erregerwicklung (34) befindender Leiterabschnitt (324) eine elektrische Sicherung (336) ist, wobei der Leiterabschnitt (324) einen Sicherungsbereich (333) aufweist, der einen Querschnitt hat, der kleiner ist als der Querschnitt benachbarter Bereiche des Leiterabschnitts (324).

Description

Beschreibung

Titel

Elektrisch erregte Maschine

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine elektrisch erregte Maschine, insbesondere Startvorrichtung mit einem elektrischen Motor, dessen Stator elektrisch erregte Pole aufweist. Eine entsprechende elektrische Maschine ist aus der deutschen Offenle- gungsschrift DE 28 43 006 Al bekannt.

Offenbarung der Erfindung

Mit der vorgeschlagenen Lösung wird angestrebt, eine elektrische Maschine zu schaffen, deren elektromagnetisch erregbare Erregerwicklung im Stator im

Strompfad einen Leiterabschnitt aufweist, der eine elektrische Sicherung ist. Es ist dabei vorgesehen, dass der Leiterabschnitt einen Sicherungsbereich aufweist, welcher einen Querschnitt hat, der kleiner ist als der Querschnitt benachbarter Leiterabschnitte. Dies hat den Vorteil, dass bei einem missbräuchlichen Betrieb der elektrischen Maschine, ganz besonders bei der Verwendung als Startvorrichtung, beispielsweise bei Entlüftungsvorgängen (Entlüften von Kraftstoff leitungen in Fahrzeugen) oder Fahren eines Fahrzeugs durch die Startvorrichtung (über den Zahnkranz der Brennkraftmaschine) oder Betreiben der Startvorrichtung an einem blockierten Motor zu verhindern. Insbesondere soll vermieden werden, dass bei derartigen missbräuchlichen Betriebsweisen der Startermotor bzw. die elektrische Maschine unzulässig hohe Temperaturen erreicht.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Querschnitt des Sicherungsbereichs 18 bis 35% kleiner ist als der Querschnitt benachbarter Leiterabschnitte. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Quer- schnitt des Sicherungsbereichs ein Loch, insbesondere eine Bohrung, oder mindestens eine Kerbe, insbesondere zwei aneinander gegenüberliegende Kerben, oder verdichtetes Material (Anstauchung), oder eine geringere Dicke als der Querschnitt benachbarter Bereiche des Leiterabschnitts hat. Durch derartige Maßnahmen wird eine Verringerung des Querschnitts erreicht.

Ganz besonders dann, wenn der Querschnitt des Sicherungsbereichs durch ein als Bohrung ausgeführtes Loch verringert ist, ist eine besonders leicht einstellbare Genauigkeit des reduzierten Leiterquerschnitts einstellbar.

Bezüglich des eine elektrische Sicherung seienden Leiterabschnitts ist vorgesehen, dass dieser aus einem Material besteht, welches eine schlechtere spezifische Stromleitfähigkeit oder schlechtere spezifische Wärmeleitfähigkeit als benachbarte Leiterabschnitte aufweist. Es ist vorgesehen, dass der Leiterabschnitt aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, insbesondere Messing, oder Stahl oder einer Stahllegierung besteht. Als besonders zweckmäßige, weil leicht herstellbare und geringen Materialausschuss erzeugende Stelle für diesen Sicherungsbereich hat sich gezeigt, dass der Leiterabschnitt günstiger Weise ein Leiterabschnitt zwischen der Erregerwicklung selbst und Litzen der Plusbürsten ist. Es ist des Weiteren vorgesehen, dass an dem Leiterabschnitt eine Litze einer Plusbürste stoffschlüssig befestigt ist.

Es ist vorgesehen, dass der Leiterabschnitt mit dem Sicherungsbereich eine Bohrung bzw. ein Loch aufweist, welches zwischen einem freien Ende des Lei- terabschnitts und der Befestigungsstelle der Litze angeordnet ist. Dieses Loch führt dazu, dass die Wärmekapazität des Leiterabschnitts verringert ist und dadurch eine Ansprechtemperatur bezüglich des Sicherungsbereichs schneller erreicht wird. Zudem kann dieses Loch bzw. diese Bohrung dazu verwendet werden, die Erregerwicklung in eine Haltevorrichtung einzuhängen, um beispielswei- se nach dem Imprägnieren mit Imprägniermittel das entsprechende Mittel abtropfen zu lassen. Selbstverständlich ist damit auch ein Eintauchen in das entsprechende Imprägniermittel möglich.

Kurze Beschreibungen der Zeichnungen Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Figuren näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine Startvorrichtung in einem Längsschnitt,

Figur 2 eine räumliche Ansicht einer Erregerwicklung in einer ersten Ausführungsform,

Figur 3 mehrere Ausführungsbeispiele eines als Sicherungselement funktionierenden

Leiterabschnitts,

Figur 4 einen Schaltplan der Erregerwicklung aus Figur 2,

Figur 5 eine räumliche Ansicht einer Erregerspule bzw. eines Leiterabschnitts,

Figur 6 eine Draufsicht auf eine Hälfte der Erregerspule aus Figur 2,

Figur 7 eine Anbindung einer Stromzuführung an die plusseitigen Anschlüsse zweier Erregerspulen,

Figur 8 eine räumliche Ansicht einer Erregerwicklung nach einem zweiten Ausführungs- beispiel,

Figur 9 eine Seitenansicht auf den als Sicherungselement arbeitenden Leiterabschnitt gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Ausführungsformen der Erfindung

Figur 1 zeigt eine elektrische Maschine 10 (Startvorrichtung) in einem Längsschnitt. Diese elektrische Maschine 10 (Startvorrichtung) weist beispielsweise ei- nen elektrischen Motor 13 (Startermotor) und eine Schubvorrichtung 16 auf. Der elektrische Motor 13 und die Schubvorrichtung 16 sind an einem gemeinsamen Antriebslagerschild 19 befestigt. Der elektrische Motor 13 dient funktionell dazu, ein Andrehritzel 22 anzutreiben, wenn es im Zahnkranz 25 der hier nicht dargestellten Brennkraftmaschine eingespurt ist.

Der elektrische Motor 13 weist als Gehäuse ein Polrohr 28 auf, das an seinem Innenumfang Polschuhe 31 trägt, die jeweils von einer Erregerspule 300, die Teil einer Erregerwicklung 34 sind, umwickelt sind. Die Polschuhe 31 umgeben wiederum einen Anker 37, der ein aus Lamellen 40 aufgebautes Ankerpaket 43 und eine in Nuten 46 angeordnete Ankerwicklung 49 aufweist. Das Ankerpaket 43 ist auf eine Antriebswelle 44 aufgepresst. An dem dem Andrehritzel 22 abgewandten Ende der Antriebswelle 44 ist des Weiteren ein Kommutator 52 angebracht, der unter anderem aus einzelnen Kommutatorlamellen 55 aufgebaut ist. Die Kommutatorlamellen 55 sind in bekannterweise mit der Ankerwicklung 49 derar- tig elektrisch verbunden, dass sich bei Bestromung der Kommutatorlamellen 55 durch Kohlebürsten 58 eine Drehbewegung des Ankers 37 im Polrohr 28 ergibt. Eine zwischen der Schubvorrichtung 16 und dem elektrischen Motor 13 angeordnete Stromzufuhr 61 versorgt im Einschaltzustand sowohl die Kohlebürsten 58 als auch die Erregerwicklung 34 mit Strom. Die Antriebswelle 44 ist kommuta- torseitig mit einem Wellenzapfen 64 in einem Gleitlager 67 abgestützt, welches wiederum in einem Kommutatorlagerdeckel 70 ortsfest gehalten ist. Der Kommutatordeckel 70 wiederum wird mittels Zuganker 73, die über den Umfang des Polrohrs 28 verteilt angeordnet sind (Schrauben, beispielweise zwei, drei oder vier Stück) im Antriebslagerschild 19 befestigt. Es stützt sich dabei das Polrohr 28 am Antriebslagerschild 19 ab und der Kommutatorlagerdeckel 70 am Polrohr 28.

In Antriebsrichtung schließt sich an den Anker 37 ein sogenanntes Sonnenrad 80 an, das Teil eines Planetengetriebes 83 ist. Das Sonnenrad 80 ist von mehreren Planetenrädern 86 umgeben, üblicherweise drei Planetenräder 37, die mittels Wälzlagern 89 auf Achszapfen 92 abgestützt sind. Die Planetenräder 37 wälzen in einem Hohlrad 95 ab, das im Polrohr 28 außenseitig gelagert ist. In Richtung zur Abtriebsseite schließt sich an die Planetenräder 37 ein Planetenträger 98 an, in dem die Achszapfen 92 aufgenommen sind. Der Planetenträger 98 wird wiederum in einem Zwischenlager 101 und einem darin angeordneten Gleitlager 104 gelagert. Das Zwischenlager 101 ist derartig topfförmig gestaltet, dass in diesem sowohl der Planetenträger 98, als auch die Planetenräder 86 aufgenommen sind. Des Weiteren ist im topfförmigen Zwischenlager 101 das Hohlrad 95 angeordnet, das letztlich durch einen Deckel 107 gegenüber dem Anker 37 geschlossen ist. Auch das Zwischenlager 101 stützt sich mit seinem Außenumfang an der Innen- seite des Polrohrs 28 ab. Der Anker 37 weist auf dem vom Kommutator 52 abgewandten Ende der Antriebswelle 44 einen weiteren Wellenzapfen 110 auf, der ebenfalls in einem Gleitlager 113 aufgenommen ist, ab. Das Gleitlager 113 wiederum ist in einer zentralen Bohrung des Planetenträgers 98 aufgenommen. Der Planetenträger 98 ist einstückig mit der Abtriebswelle 116 verbunden. Diese Ab- triebswelle ist mit ihrem vom Zwischenlager 101 abgewandten Ende 119 in einem weiteren Lager 122, welches im Antriebslagerschild 19 befestigt ist, abgestützt. Die Abtriebswelle 116 ist in verschiedene Abschnitte aufgeteilt: So folgt dem Abschnitt, der im Gleitlager 104 des Zwischenlagers 101 angeordnet ist, ein Abschnitt mit einer sogenannten Geradverzahnung 125 (Innenverzahnung), die Teil einer sogenannten Wellen-Nabe-Verbindung ist. Diese Welle-Nabe-

Verbindung 128 ermöglicht in diesem Fall das axial geradlinige Gleiten eines Mitnehmers 131. Dieser Mitnehmer 131 ist ein hülsenartiger Fortsatz, der einstückig mit einem topfförmigen Außenring 132 des Freilaufs 137 verbunden ist. Dieser Freilauf 137 (Richtgesperre) besteht des Weiteren aus dem Innenring 140, der radial innerhalb des Außenrings 132 angeordnet ist. Zwischen dem Innenring

140 und dem Außenring 132 sind Klemmkörper 138 angeordnet. Diese Klemmkörper 138 verhindern in Zusammenwirkung mit dem Innen- und dem Außenring eine Relativdrehung zwischen dem Außenring und dem Innenring in einer zweiten Richtung. Mit anderen Worten: Der Freilauf 137 ermöglicht eine umlaufende Relativbewegung zwischen Innenring 140 und Außenring 134 nur in eine Richtung. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Innenring 140 einstückig mit dem Andrehritzel 22 und dessen Verzahnung 143 ausgeführt.

Nachfolgend wird auf den Einspurmechanismus eingegangen. Die Schubvorrich- tung 16 weist einen Bolzen 150 auf, der ein elektrischer Kontakt ist und im Falle des Eingebautseins im Fahrzeug an dem Pluspol einer elektrischen Starterbatterie, die hier nicht dargestellt ist, elektrisch leitfähig angeschlossen ist. Dieser Bolzen 150 ist durch einen Deckel 153 hindurchgeführt. Dieser Deckel 153 schließt ein Gehäuse 156 ab, welches Mittels mehrerer Befestigungselemente 159 (Schrauben) am Antriebslagerschild 19 befestigt ist. In der Schubvorrichtung 16 sind weiterhin eine bekannte Wicklung 162 zum Einziehen und eine Wicklung 165 zum Halten angeordnet. Die Wicklung 162 zum Einziehen und die Wicklung 165 zum Halten bewirken jeweils im eingeschalteten Zustand ein elektromagnetisches Feld, welches verschiedene Bauteile durchströmt. Unter anderem wirkt sich dieses magnetische Feld auf einen linear beweglichen Anker, der hier als

Hubmittel 168 bezeichnet ist, und ggf. einen Rückschlusskern 171 aus. Das Hubmittel 168 trägt eine Schubstange 174, die beim linearen Einzug des Hubmittels 168 in Richtung zu einem Schaltbolzen 177 bewegt wird. Mit dieser Bewegung der Schubstange 174 zum Schaltbolzen 177 wird dieser aus seiner Ruhe- läge in Richtung zu zwei Kontakten 180 und 181 bewegt. Durch diese Bewegung der Schubstange 174 zum Schaltbolzen 177 wird dieser aus seiner Ruhelage in Richtung zu zwei Kontakten 180 und 181 bewegt, so dass eine am Ende des Schaltbolzens 177 angebrachte Kontaktbrücke 184 beide Kontakte 180 und 181 elektrisch miteinander verbindet. Es ist somit eine mit dem Hubmittel 168 fest verbundene Schubstange 174 in Schubrichtung einem Schaltbolzen 177 gegenüberstehend, wobei der Schaltbolzen 177 ein Schaltmittel, vorzugsweise eine Kontaktbrücke 184 eines Motorstromschalters trägt. Dadurch wird vom Bolzen 150 elektrische Leistung über die Kontaktbrücke 184 hinweg zur Stromzuführung 61 und damit zu den Kohlebürsten 58 geführt. Der elektrische Motor 13 wird da- bei bestromt. Die Schubvorrichtung 16 bzw. das Hubmittel 168 hat aber darüber hinaus auch die Aufgabe, mit einem Zugelement 187 einen in dem Antriebslagerschild 19 drehbeweglich angeordneten Hebel 190 zu bewegen. Dieser Hebel 190, üblicherweise als Gabelhebel ausgeführt, greift mit zwei hier nicht dargestellten „Zinken" bzw. Gabelarmen an seinem Außenumfang einen sich zwischen zwei Scheiben 193 und 194 befindenden Mitnehmerring 197, um diesen zum

Freilauf 137 hin gegen den Widerstand der Feder 200 zu bewegen und dadurch das Andrehritzel 22 in den Zahnkranz 25 einzuspuren. Figur 2 zeigt in ausgebautem Zustand die Erregerwicklung 34, die in diesem Fall vier Erregerspulen 300 aufweist. Jede der Erregerspulen weist einen plusseitigen Anschluss 303 und einen minusseitigen Anschluss 306 auf. Die in Figur 2 dargestellten vier Erregerspulen 300 werden insgesamt durch eine Anschlusslitze 309 versorgt. Diese Anschlusslitze 309 ist durch eine im Beispiel schlauchartige Isolierung 312 gegen andere leitfähige Gegenstände elektrisch isoliert. Die Anschlusslitze 309 weist an einem in Figur 2 dargestellten unteren Ende 315 einen abgeflachten Bereich auf, an dem zwei plusseitige Anschlüsse 303 zweier Erregerspulen 300 stoffschlüssig befestigt sind. Im Ausführungsbeispiel ist hier eine Hartlotverbindung realisiert. Denkbar ist hier alternativ auch eine Weichlotverbindung oder ein Schweißverbindung (vorzugsweise Widerstandsschweißen).

Ausgehend von diesem unteren Ende 315 bzw. den plusseitigen Anschluss 303 wird nachfolgend beschrieben, wie die beiden Erregerspulen 300, welche sich in der Figur 2 rechts bzw. unten befinden, mit einander verbunden sind. Die Erregerspule 300 zur rechten ist hier ausgehend vom plusseitigen Anschluss 303 und von außen, d. h. von rechts betrachtet, linksherum gewickelt, und endet in dem minusseitigen Anschluss 306, der in axialer Richtung an der radialen Innenseite der Windungen der Erregerspule 300 nach außen geführt ist. Die axiale Richtung ist hier in Figur 2 durch den Pfeil dargestellt und mit dem Bezugszeichen „X" bezeichnet. Ausgehend von diesem minusseitigen Anschluss 306 führt der Strompfad über eine Leiterbrücke 318 im Wesentlichen bogenförmig um die mittig zwischen den Erregerspulen 300 eingedachte Achse X zum plusseitigen Anschluss 303 der in Figur 2 dargestellten und der zum Betrachter gerichteten Erregerspule 300. Beide bisher besprochenen Erregerspulen 300 sind im Prinzip zunächst baugleich, wobei die Anschlüsse 306 bzw. 303 von ihrer elektrischen Wirkung her vertauscht sind. So wird vom plusseitigen Anschluss 303 der Erregerspule 300 der Strompfad zunächst in axialer Richtung zum Innenumfang 321 der Erregerspule 300 geführt von dort ausgehend in rechtsdrehender Weise (Uhrzeiger- sinn) in mehrfachen Windungen, die hier nicht dargestellt sind, zum minusseitigen Anschluss 306, der im Wesentlichen in Umfangsrichtung orientiert ist und in Umfangsrichtung zur Anschlusslitze 309 gerichtet ist. Dieser minusseitige Anschluss 306 ist an einem Leiterabschnitt 324 stoffschlüssig (Weichlöten, Hartlöten, Widerstandsschweißen, ...) elektrisch leitfähig verbunden. In Figur 2 endet damit für diese beiden in Reihe geschalteten Erregerspulen 300 der Strompfad in dem Leiterabschnitt 324.

Im Wesentlichen spiegelsymmetrisch (im Bezug zu einer Ebene, die durch die Anschlusslitze 309 und die zentrale Achse X durchgeht) dazu, befindet sich demgegenüber eine Anordnung zweier weiterer Erregerspulen 300, die ebenfalls ausgehend von der Anschlusslitze 309 in Reihe geschaltet sind. Ausgehend von der Position des Betrachters der Figur 2, ist die erste, der Anschlusslitze 309 nächstgelegene Erregerspule 300 mit ihrem plusseitigen Anschluss 303 an der An- schlusslitze 309 befestigt. Von radial außen und vom plusseitigen Anschluss 303 betrachtet sind in Uhrzeigerrichtung mehrere Windungen gewickelt. Der Bereich vor dem minusseitigen Anschluss 306 der Erregerspule 300 ist ausgehend von der letzten am Innenumfang 321 angeordneten Windung derart, dass der Leiter der Erregerspule 300 am Innenumfang der Erregerspule 300 entlang geführt und in axialer Richtung (X-Achse) weitergeführt und endet schließlich im minusseitigen Anschluss 306. Wie bereits erwähnt, ist der Aufbau spiegelsymmetrisch zu dem bereits beschriebenen Zweig der ersten beiden Erregerspulen 300, so dass dieser minusseitige Anschluss 306 stoffschlüssig an einer zweiten Leiterbrücke 318 befestigt ist, die in Umfangsrichtung über im Wesentlichen einen Viertelkreis zum plusseitigen Anschluss 303 der in Figur 2 am weitesten links angeordneten

Erregerspule 300 führt. Von dort geht in axialer Richtung zum Innenumfang 321 der linken Erregerspule 300 der Wicklungsdraht, um dann auf diese linke Spule von links gesehen in mehreren Linksdrehungen mehrere Windungen bildend am minusseitigen Anschluss 306 zu enden. Dieser minusseitige Anschluss 306 ist schließlich wie bereits beim anderen Strang der Erregerspulen 300 rechts ebenfalls an einem Leiterabschnitt 324 durch Schweißen oder Löten befestigt.

In dem Bereich, indem sich von radial innen gesehen die Leiterbrücke 318 und der Leiterabschnitt 324 kreuzen, befindet sich eine elektrische Isolierung 327 um die Leiterbrücke 318 herum. Diese elektrische Isolierung 327 ist dazu da, um einen Kurzschluss zwischen dem Leiterabschnitt 324 und der Leiterbrücke 318 zu verhindern. Diese elektrische Isolierung 327 kann beispielsweise als Bandage ausgeführt sein. Alternativ kann hier auch eine Schlauchisolierung um die Leiterbrücke 318 herum vorgesehen sein. Dementsprechend ist der Leiterabschnitt 324 nicht in unmittelbarem elektrischen Kontakt mit der Leiterbrücke 318. Den- noch sind der Leiterabschnitt 324 und die Leiterbrücke 318 miteinander verbunden. Der Leiterabschnitt 324 ist durch eine Befestigung 330 an die Leiterbrücke 318 derartig fixiert, dass hier Schwingungen, d. h. Relativbewegungen zwischen Leiterabschnitt 324 und Leiterbrücke 318 im Wesentlichen ausgeschlossen sind. Die Befestigung 330 ist auch hier im diesem Fall eine Bandage, die sozusagen diagonal über die Leiterbrücke 318 gewickelt ist. Der gleiche Zustand befindet sich bei den zuerst beschriebenen Erregerspulen 300.

Das in Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Leiterabschnitts 324 ist mit seinem in Figur 2 unteren Ende jeweils mit einem minusseitigen Anschluss 306 einer Erregerspule 300 befestigt. In Richtung zum in Figur 2 oberen Ende des Leiterabschnitts 324 befindet sich ein Sicherungsbereich 333 mit vermindertem Querschnitt. Dieser Sicherungsbereich 333 stellt eine elektrische Sicherung 336 dar.

In Figur 2 ist des Weiteren erkennbar, dass der Leiterabschnitt 324 eine Bohrung 410 aufweist, die zwischen einem freien Ende 413 des Leiterabschnitts 324 und einer Befestigungsstelle 416 der Litze 356 angeordnet ist.

Es ist demzufolge eine elektrische Maschine, insbesondere eine Startvorrichtung, mit einem elektrischen Motor 13 vorgesehen, wobei ein Stator elektrisch erregte Pole (Polschuhe 31, Erregerwicklung 34) aufweist, die durch eine Erregerwicklung 34 elektromagnetisch erregbar sind. Im Strompfad der Erregerwicklung 34 befindet sich ein Leiterabschnitt 324, der eine elektrische Sicherung 336 ist, wo- bei der Leiterabschnitt 324 einen Sicherungsbereich 333 aufweist, der einen

Querschnitt hat, welcher kleiner ist als der Querschnitt benachbarter Leiterabschnitte.

In Figur 3a, 3b, 3c sind insgesamt drei Ausführungsbeispiele von Leiterabschnit- ten 324 dargestellt. Diese drei Ausführungsbeispiele von Leiterabschnitten 324 mit Sicherungsbereichen 333 zeigen verschiedene Möglichkeiten den Querschnitt des Sicherungsbereichs 333 gegenüber Querschnitten benachbarter Leiterabschnitte - auch des Leiterabschnitts 324 - zu verringern. In Figur 3a ist ein Leiterabschnitt 324 mit einer seitlichen Kerbe 340 dargestellt, in Figur 3b ist ein Leiterabschnitt 324 mit zwei einander gegenüberliegenden seitlichen Kerben 340 dargestellt, in Figur 3c ist ein Leiterabschnitt 324 mit verdichtetem Material 343 dargestellt. Dieses verdichtete Material führt durch eine Anstauchung des Leiterabschnitts 324 über einen Bereich mit niedrigerem Querschnitt. Im Unterschied dazu ist gemäß Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ein Leiterabschnitt 324 vorge- sehen, dessen Sicherungsbereich 333 einen verringerten Querschnitt aufweist, der dadurch hergestellt ist, indem ein Loch in den Leiterabschnitt 324 eingebracht ist. Dieses Loch 346 kann beispielsweise als Bohrung ausgeführt sein.

Es ist für den Querschnitt des Sicherungsbereichs 333 vorgesehen, dass dieser Querschnitt 18 bis 35% kleiner ist als der Querschnitt benachbarter Leiterabschnitte.

Für den die elektrische Sicherung 336 seienden Leiterabschnitt 324 ist vorgesehen, dass dieser aus einem Material besteht, welches eine schlechtere spezifi- sehe Stromleitfähigkeit oder schlechtere spezifische Wärmeleitfähigkeit als benachbarte Leiterabschnitte, wie beispielsweise die Leiterbrücke 318, aufweist. Als Material für diesen Leiterabschnitt 324 kommt beispielsweise Kupfer oder eine Kupferlegierung, wie beispielsweise Messing, oder Stahl, oder eine Stahllegierung in Betracht.

In Figur 4 ist ein Schaltbild für die Erregerwicklung 34 dargestellt. Wie dort gut zu erkennen ist, sind jeweils zwei Erregerspulen 300 zueinander in Reihe geschaltet und durch eine Leiterbrücke 318 miteinander verbunden. Zwischen einer der Erregerspulen 300, nämlich derjenigen, welche dem in Figur 4 angedeuteten Kommutator 350 nächstgelegen ist und einer Plusbürste 353, befindet sich jeweils ein Leiterabschnitt 324 und eine Bürstenlitze 356. Die anderen beiden in Figur 4 dargestellten Bürsten sind Minusbürsten 359. An die Minusbürsten 359 schließen sich Minuslitzen 362 an. Die Minuslitzen 362 sind an einer Rückleitung oder eine masseführenden Metallteil elektrisch leitfähig befestigt.

Wie für den Leiterabschnitt 324 erkennbar ist, ist dieser einer zwischen der Erregerwicklung 34 bzw. einer Erregerspule 300 und Litzen 356 der Plusbürsten 353 angeordnet. In Figur 5 ist eine räumliche Ansicht auf die Erregerwicklung 34 und zwei Erregerspulen 300 darstellt. Es handelt sich hierbei um die beiden Erregerspulen 300, die in Figur 2 links bzw. oben dargestellt sind. Gut zu erkennen ist hier die Verbindung zwischen dem minusseitigen Anschluss 306 der linken (Figur 2) bzw. rechten vorderen (Figur 5) Erregerspule 300 an den Leiterabschnitt 324. Ebenso ist auch das Loch 346 gut zu erkennen. Der Leiterabschnitt 324 ragt durch eine Öffnung 370, die in eine Bürstenhalteplatte 373 eingebracht ist. An dem Ende des Leiterabschnitts 324, der der Befestigungsstelle des minusseitigen Anschlusses 306 abgewandt ist, ist eine Anschlusslitze 356 der Plusbürste 353 stoffschlüssig befestigt. Auch hierfür sind die bereits genannten Verfahren geeignet. Die Plusbürste 353 befindet sich radial beweglich in einem Bürstenköcher 376, der an der Bürstenhalteplatte 373 befestigt ist. Ausschnittweise ist in der Figur rechts oben auch noch ein Bürstenköcher 376 einer Minusbürste zu erkennen, die mittels einer Anschlusslitze 362 und einem Ende dieser Anschlusslitze 362 mit der Bürstenhalteplatte 373 elektrisch leitfähig verbunden ist. Dementsprechend enden die in Figur 4 mit Minus bezeichneten Enden der Anschlusslitzen 362 an der Bürstenhalteplatte 373.

In Figur 6 ist in Bezug zu Figur 2 eine Draufsicht auf den Leiterabschnitt 324 links oben dargestellt. Gut zu erkennen ist der plusseitige Anschluss 303, der ersten

Erregerspule 300, der minusseitige Anschluss 306 der Erregerspule, die Leiterbrücke 318 und die elektrische Verbindung zum plusseitigen Anschluss 303 der zweiten Erregerspule 300. Der minusseitige Anschluss 306 der zweiten Erregerspule ist am Leiterabschnitt 324 elektrisch leitfähig verbunden. Gut zu erkennen ist hier die Schichtung in radialer Richtung in Richtung zu der Achse X, wonach von radial innen gesehen zunächst eine Leiterbrücke 318 angeordnet ist, dann nach radial außen hin der Leiterabschnitt 324 folgt, dem am weitesten radial außen der minusseitige Anschluss 306 folgt. Zwischen dem Leiterabschnitt 324 und der Leiterbrücke 318 ist eine elektrische Isolierung 327 angeordnet. Nicht darge- stellt ist die Befestigung 330, die den minusseitigen Anschluss 306 der zweiten

Erregerspule 300 an die Leiterbrücke 318 bindet.

In Figur 7 ist die Anbindung der Anschlusslitze 306 an die beiden plusseitigen Anschlüsse 303 (siehe Figur 2) in einem Querschnitt durch die Verbindungsstelle dargestellt. So ist hier das untere Ende 315 der Anschlusslitze 309 dargestellt, an dem zwei plusseitige Anschlüsse 303 anliegen und jeweils über eine stoffschlüssige Verbindung 400 mit dem unteren Ende 315 der Anschlusslitze 309 verbunden sind. Die beiden plusseitigen Anschlüsse 303 stehen sich einander stumpf gegenüber.

In Figur 8 ist ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel sind sämtliche Erregerspulen 300 zueinander parallel verschaltet. Hierzu ist an die Anschlusslitze 309 eine Leiterbrücke 450 befestigt (geschweißt, gelötet) und radial innerhalb der Erregerspulen 300 angeordnet. Diese Leiterbrücke 450 überstreicht einen Bogen von ca. 270 Grad und ist mit den plusseitigen Anschlüssen 303 der Erregerspulen 300 befestigt. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Erregerspulen 300 zwar prinzipiell zunächst gleich aufgebaut wie beim ersten Ausführungsbeispiel, allerdings anders angeschlossen. So werden gemäß Figur 8 alle Erregerspulen 300 mittels sich in axialer Richtung erstreckenden Leiterabschnitten der Erregerspulen 300 an die Leiterbrücke 450 angeschlossen. Dagegen sind die minusseitigen Anschlüsse 306 der Erregerspulen 300 jeweils paarweise an einem Leiterabschnitt 324 befestigt. Demnach sind im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel von den Erregerspulen 300 jeweils paarweise zwei in Umfangsrichtung angeordnete Anschlüsse der Erregerspulen einander zugewandt (rechts im Bild und links im

Bild) und jeweils paarweise an einem Leiterabschnitt 324 befestigt, siehe auch Figur 9.

In Figur 9 ist von radial innen (von der Drehachse X aus gesehen) eine Ansicht auf eine Verbindungsstelle der minusseitigen Anschlüsse 306 mit dem Leiterabschnitt 324 gesehen. Man erkennt die Befestigungsstelle 416 einer Anschlusslitze 356 einer Plusbürste, die jenseits einer Bürstenhalteplatte 373 miteinander verbunden sind (unterhalb der Bürstenhalteplatte). Oberhalb der Bürstenhalteplatte befindet sich zunächst am weitesten radial innen die Leiterbrücke 450, ra- dial weiter außen der Leiterabschnitt 324 und wiederum weiter radial außen die minusseitigen und sich in Umgangsrichtung erstreckenden Anschlüsse 306, die paarweise am Leiterabschnitt 324 befestigt sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden minusseitigen Anschlüsse 306 ebenfalls einander gegenüberliegend auf gleicher axialer Höhe am Leiterabschnitt 324 befestigt. Die Erregerwicklung 34 kann gänzlich auch ohne die Merkmale der elektrischen Sicherung ausgeführt sein. Die bedeutet, dass der Leiterabschnitt 324 ohne die entsprechenden Merkmale ausgeführt sein kann.

Claims

Ansprüche

1. Elektrische Maschine, insbesondere Startvorrichtung, mit einem elektrischen Motor (13), wobei ein Stator elektrisch erregte Pole aufwiest, die durch eine Erregerwicklung (34) elektromagnetisch erregbar sind, dadurch gekennzeich- net, dass ein sich im Strompfad der Erregerwicklung (34) befindender Leiterabschnitt (324) eine elektrische Sicherung ((336)) ist, wobei der Leiterabschnitt (324) einen Sicherungsbereich (333) aufweist, der einen Querschnitt hat, der kleiner ist als der Querschnitt benachbarter Bereiche des Leiterabschnitts (324).

2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Sicherungsbereichs (333) 18 bis 35% kleiner ist als der Querschnitt benachbarter Leiterabschnitte.

3. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Sicherungsbereichs (333) ein Loch, insbesondere Bohrung, oder mindestens eine Kerbe (340), insbesondere zwei einander gegenüberliegende Kerben (340), oder verdichtetes Material oder eine geringere Dicke als der Querschnitt benachbarter Bereiche des Leiterabschnitts hat.

4. Elektrische Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der eine elektrische Sicherung (336) seiende Leiterabschnitt (324) aus einem Material besteht, das eine schlechtere spezifische Stromleitfähigkeit oder schlechtere spezifische Wärmeleitfähigkeit als benachbarte Leiterabschnitte aufweist.

5. Elektrische Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der eine elektrische Sicherung (336) seiende Leiterabschnitt (324) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, insbesondere Messing, oder Stahl, oder einer Stahllegierung besteht.

6. Elektrische Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiterabschnitt (324) ein Leiterabschnitt zwischen der Erregerwicklung (34) und Litzen (356) der Plusbürsten (353) ist.

7. Elektrische Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Leiterabschnitt (324) eine Litze (356) einer Plusbürste (353) stoffschlüssig befestigt ist.

8. Elektrische Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiterabschnitt (324) eine Bohrung (410) aufweist, die zwischen einem freien Ende (413) des Leiterabschnitts (324) und der Befestigungsstelle (416) einer Litze (356) angeordnet ist.

9. Elektrische Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der als elektrische Sicherung (336) arbeitende Leiterabschnitt (324) einerseits mit einem Ende einer Erregerspule (300) elektrisch leitfähig verbunden ist und andererseits mit einer Leiterbrücke (318) mittels einer Bandage (330) an die Leiterbrücke (318) von dieser elektrisch isoliert angebunden ist.