專利名稱：電機以及用于制造電機的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于起動內(nèi)燃機的電機、特別是起動裝置，例如起動機。此外本發(fā)明還涉及一種根據(jù)權(quán)利要求10的前序部分所述的用于制造用于起動內(nèi)燃機的電機、特別是起動裝置的方法。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及根據(jù)獨立權(quán)利要求的類型的帶有起動機或起動馬達(dá)的系統(tǒng)。本發(fā)明的對象為用于具有內(nèi)燃機的車輛的起動機和起動器，其具有帶有電樞和換向器的電機，其中，電樞具有帶有相應(yīng)的電樞軸承的電樞軸。從現(xiàn)有技術(shù)中已知用于帶有內(nèi)燃機的車輛的帶有起動繼電器的起動器，其通常包括用于起動內(nèi)燃機的直流電機。在這種類型的起動機或起動馬達(dá)中，例如帶有相應(yīng)的繼電器的繼電器叉形桿系統(tǒng)負(fù)責(zé)到齒圈中的嚙合或推進(jìn)。在推進(jìn)、也稱為間隔或更準(zhǔn)確地說嚙合運動中，磁繼電器向后拉動叉形桿。這通過對繼電器相應(yīng)的通電實現(xiàn)。在通電時，使與磁性的鐵心共同作用的開關(guān)軸沿軸向朝觸點的方向上運動或遠(yuǎn)離觸點運動。這種類型的起動機具有電動機。該電動機具有被構(gòu)造成磁體的定子。此外，電動機具有轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子具有由帶有鐵心的線圈構(gòu)成的電樞，電樞可旋轉(zhuǎn)地被支承在定子的極靴之間的磁場中。通過成段的換向器和滑動觸點、所謂的換向器刷實現(xiàn)用于電樞的電流輸送。在此，在轉(zhuǎn)子通電時也產(chǎn)生磁場，其與定子的磁場相互作用。在這種類型的起動器中，應(yīng)用以浮動的方式被支承的電樞軸。為了限制電樞軸的軸向間隙，已知軸向鎖止裝置。這種類型的軸向鎖止裝置包括配合安裝在電樞軸上的止動墊片。止動墊片在槽中的配合具有公差。由于多個單件相對于電樞的公差鏈，在裝配起動器時單件公差累積，從而電樞軸可具有軸向的縱向間隙，其可為十分之幾毫米以及更大。從DE29704299U1中已知用于帶有起動馬達(dá)的內(nèi)燃機的起動裝置，其驅(qū)動軸通過中間軸與從動軸處于有效連接，從動軸為帶有自由輪機構(gòu)和起動小齒輪的嚙合傳動機構(gòu)的一部分，起動小齒輪以可軸向地移動的方式布置在從動軸上，并且通過軸向的移動使起動小齒輪與內(nèi)燃機的起動傳動機構(gòu)的齒圈進(jìn)入接合，其中，在從動軸上在起動小齒輪之后(相對于朝向起動馬達(dá)的方向)布置有用于起動小齒輪的止擋裝置，該止擋裝置位于在起動小齒輪與齒圈接合時的運動的終端區(qū)域內(nèi)，其中，止擋裝置具有軸向地作用的彈性元件。

發(fā)明內(nèi)容
與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有相應(yīng)的獨立權(quán)利要求或并列權(quán)利要求所述的特征的根據(jù)本發(fā)明的電機和根據(jù)本發(fā)明的方法具有的優(yōu)點為，在用于起動內(nèi)燃機的電機中，特別是起動裝置、例如起動機，包括換向器-電樞單元，該換向器-電樞單元帶有在軸向上從中伸出的電樞軸，該電樞軸在其一個端部處借助于換向器軸承以浮動的方式被支承，其中，在換向器電樞單元和換向器軸承之間設(shè)置有在軸向上可變的軸向鎖止裝置，通過軸向鎖止裝置的變化可使電樞軸的軸向間隙最小化。由于軸向鎖止裝置與電樞軸的軸向的縱向間隙無關(guān)并且可與此無關(guān)地在軸向上變化，可將十分之幾毫米的軸向電樞縱向間隙減小到百分之幾毫米。由此明顯減小起動裝置的換向器系統(tǒng)的磨損以及特別地明顯減小碳刷的磨損。軸向縱向間隙或電樞縱向間隙不再通過相對不精確地加工的多個構(gòu)件的公差限定。優(yōu)選地，以可逆的、特別是彈性的方式實現(xiàn)軸向鎖止裝置在軸向上的變化。由此實現(xiàn)與變化的縱向間隙的匹配。優(yōu)選地，電機包括帶有轉(zhuǎn)子和定子的電動機。特別是，電機被構(gòu)造成用于內(nèi)燃機的起動裝置、所謂的起動機或起動馬達(dá)。該電機包括帶有具有換向器刷的換向器的換向器-電樞單元。換向器刷被保持在電刷架中。此外，換向器-電樞單元包括帶有可旋轉(zhuǎn)的電樞軸的電樞。通過換向器將電流輸送給電樞并且驅(qū)動電樞軸。通過在從屬權(quán)利要求中闡述的措施，可實現(xiàn)在獨立權(quán)利要求和并列權(quán)利要求中給出的裝置的有利的改進(jìn)方案和改善方案。在一個實施方式中規(guī)定，軸向鎖止裝置包括彈簧-儲能器裝置，其可在軸向上彈性變形。換向器借助于換向器軸承被支承在電機中。在此，換向器軸承在換向器的一側(cè)處例如被構(gòu)造成殼體蓋或類似部件的一部分。彈簧-儲能器裝置被布置在換向器和殼體蓋之間。另一實施方式規(guī)定，彈簧-儲能器裝置被構(gòu)造成帶有彈性元件的環(huán)、特別是彈簧環(huán)。在一種結(jié)構(gòu)緊湊的實施方式中，軸向鎖止裝置包括一個彈簧環(huán)。其在環(huán)平面中波形彎曲。在另一實施方式中，軸向鎖止裝置被構(gòu)造成具有從環(huán)中由環(huán)平面伸出的彈簧元件(例如彈簧臂等)的環(huán)。本發(fā)明的另一實施方式規(guī)定，軸向鎖止裝置鄰近彈簧-儲能器裝置設(shè)有至少一個止推盤。該止推盤可被設(shè)置在換向器側(cè)或蓋部側(cè)，也就是說，在彈簧-儲能器裝置的兩側(cè)中的每一側(cè)上。同樣，例如可將多個盤設(shè)置在彈簧-儲能器單元的一側(cè)或另一側(cè)上，例如以用于調(diào)整軸向鎖止裝置的寬度。又一實施方式規(guī)定，軸向鎖止裝置鄰近彈簧-儲能器單元的兩側(cè)至少分別具有一個止推盤，從而彈簧-儲能器單元以層夾式的方式布置在止推盤之間。以這種方式，通過止推盤實現(xiàn)在鄰近的構(gòu)件處的支承面。因此，可補償在電樞軸或鄰接的構(gòu)件的徑向方向或周向上的不同。此外，由此以簡單的方式確保軸向鎖止裝置的緊湊的結(jié)構(gòu)單元。此外，在一種實施方式中規(guī)定，電樞軸在彈簧-儲能器裝置的區(qū)域中被構(gòu)造成無槽的。以這種方式，節(jié)省了加工步驟。軸向固定通過在換向器-電樞單元和換向器軸承或蓋部之間的間距或軸向鎖止裝置的寬度(也就是說彈簧-儲能器單元和一個或多個止推盤的軸向長度)實現(xiàn)。為了在止推盤部分和彈簧-儲能器單元之間的區(qū)域中產(chǎn)生盡可能小的摩擦和能量損失，一種實施方式規(guī)定，在止推盤和/或彈簧儲能器單元上設(shè)置減小摩擦的器件。在該實施方式中，所述減小摩擦的器件例如包括滑移性塑料(例如PTFE、PFA等)、燒結(jié)金屬、例如通過軸承材料、滑動漆、化學(xué)的鎳等形成的涂層。在另一實施方式中規(guī)定，彈簧-儲能器單元和/或止推盤在周向或徑向上伸出超過電樞軸，使得其在軸向上被布置在換向器電樞單元和換向器軸承之間。由此，可通過在換向器軸承和換向器-電樞單元之間的間距或軸向鎖止裝置的寬度(更準(zhǔn)確地說彈簧-儲能器單元和止推盤的寬度)確定彈簧儲能器單元和/或止推盤在軸向上的位置。另一實施方案又規(guī)定，軸向鎖止裝置在軸向上具有至少一個相應(yīng)于在換向器-電樞單元和換向器軸承之間的間距并且優(yōu)選地在初始的狀態(tài)中比在換向器-電樞單元和換向器軸承之間的間距更寬的寬度。在未被預(yù)緊的狀態(tài)中，包括彈簧-儲能器單元的軸向鎖止裝置具有大致相應(yīng)于在換向器-電樞單元和換向器軸承之間的間距的寬度。優(yōu)選地，該寬度大于該間距，從而在裝配之后軸向鎖止裝置至少被少許預(yù)緊。可根據(jù)應(yīng)用情況調(diào)整寬度和間距的比例。預(yù)緊所用的寬度與間距的可能比例的示例性值處于大于等于I至約小于等于1.5、優(yōu)選地小于等于1.4且更為優(yōu)選地小于等于1.3的范圍中。相應(yīng)地，可設(shè)想任意比例，例如約 I ；1.025 ；1.05 ；1.075 ；1.1 ；1.15 ；1.25 ；1.3 ；1.35 ；1.4 ；1.45 ；1.5 等。在此，初始的狀態(tài)相當(dāng)于未被預(yù)緊的狀態(tài)。本發(fā)明的再另一實施方式規(guī)定，軸向鎖止裝置與彈簧-儲能器單元成間距地、特別是在換向器軸承的另一側(cè)上具有軸向鎖止元件、特別是止動墊片。以這種方式，附加地設(shè)置減小軸向縱向間隙的鎖止。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有相應(yīng)的獨立權(quán)利要求和并列權(quán)利要求所述的特征的根據(jù)本發(fā)明的方法具有的優(yōu)點為，在制造用于起動內(nèi)燃機的根據(jù)本發(fā)明的電機、特別是根據(jù)本發(fā)明的起動裝置時，在已裝配的狀態(tài)中減小了電樞軸的軸向間隙，根據(jù)本發(fā)明的電機包括換向器-電樞單元，該換向器-電樞單元帶有在軸向上從中伸出的電樞軸，該電樞軸在其一個端部處借助于換向器軸承以浮動的方式被支承，其中，在將電樞軸插入換向器軸承中之前，將在軸向上可變的軸向鎖止裝置以包圍電樞軸的方式定位在電樞軸上。由于可變的特性，不需要高成本地調(diào)整軸向鎖止裝置。通過可變的特性實現(xiàn)了自動調(diào)整。


在附圖中示出并且在以下描述中詳細(xì)解釋本發(fā)明的實施例。其中:圖1以橫截面視圖顯示了被構(gòu)造成起動裝置的電機，圖2立體地以分解圖顯示了電機的另一實施方式的局部，圖3a、圖3b以橫截面視圖和立體視圖顯示了在準(zhǔn)備就緒的狀態(tài)中的根據(jù)圖2的起動裝置的局部，圖4以立體視圖顯示了軸向鎖止裝置的一種實施方式，以及圖5以立體視圖顯示了軸向鎖止裝置的另一實施方式。
具體實施例方式圖1以橫截面視圖顯示了內(nèi)燃機的被構(gòu)造成起動裝置的電機100，該電機帶有也被構(gòu)造成配電繼電器或接通繼電器的繼電器42。電機100的殼體10包括通過未進(jìn)一步示出的螺栓相互連接的圓柱形的殼體件11以及蓋部13。圓柱形的殼體件11在后部通過蓋部13封閉，在蓋部13的中央部分中模制有向外指向的、封閉的套筒14(見圖2)。在套筒14中設(shè)有軸承支承架15(見圖2)，電的起動馬達(dá)18的驅(qū)動軸17的后端部17a被支承在該軸承支承架15中，以19表示起動馬達(dá)18的電樞。在電樞19的徑向外部，在殼體件11的壁部上，設(shè)有起動馬達(dá)18的多個(永)磁體20。驅(qū)動軸17的前端部利用在直徑上減小的端部區(qū)段22被支承在從動軸24的同軸地伸延的、未進(jìn)一步示出的盲孔23中。從動軸24的另一端部被支承在將殼體11封閉的軸承蓋25中和被模制在該軸承蓋上的套筒26中。驅(qū)動軸17在其面對軸承蓋25的端部附近具有齒部28 (太陽輪)，行星齒輪29接合到該齒部28中，行星齒輪還與行星齒輪傳動機構(gòu)31的位于外部的固定的齒圈30嚙合(=傳動裝置(Vorgelege))。行星架12驅(qū)動從動軸24，自由輪機構(gòu)33布置在該從動軸24上，自由輪機構(gòu)的內(nèi)環(huán)34具有突出部35 (小齒輪)，在其上構(gòu)造有外齒部36。自由輪機構(gòu)33的外環(huán)37通過多線螺紋38與從動軸24相連接。所謂的接合彈簧39作用到該外環(huán)上。為了起動過程的目的，可通過自由輪機構(gòu)33的軸向移動使外齒部36與內(nèi)燃機的齒圈40進(jìn)入接合。這借助于(接通)繼電器42實現(xiàn)，在該繼電器中，在接通電流時銜鐵通過突出部43使杠桿44擺動，杠桿44通過位于盤件46之間的搖桿45使自由輪機構(gòu)33向左移動。杠桿44構(gòu)造成雙臂式的，并且借助于銷48可擺動地布置在固定在殼體上的軸承49中。該過程僅僅簡單地闡述，因為其對于本發(fā)明不是重要的。利用止動墊片51在驅(qū)動軸17的后部的軸承側(cè)的端部17a附近鎖止該驅(qū)動軸17 (見圖2)。止動墊片51構(gòu)造成近似U形，并且一側(cè)貼靠在蓋部13的一個端部52上，另一側(cè)貼靠在軸承支承架15的端部15a上(見圖2)。在蓋部13上貼靠有電刷板53，其與蓋部13旋接。電刷板53構(gòu)造成單件。在電刷板53上固定有特別地由塑料制成的電刷架，在該電刷架中布置有碳刷，所述碳刷在彈簧壓力下緊貼到換向器63上，該換向器63布置在驅(qū)動軸17上。碳刷通過聯(lián)接絞合線與電纜接線柱連接，該電纜接線柱與接通繼電器42的觸點68相連接。絞合線穿透在殼體件11中布置在孔71中的密封裝置70。電刷板53利用螺栓62被固定在蓋部13處。圖2立體地以分解圖顯示了電機100的另一實施方式的局部。相同的附圖標(biāo)記被用于相同的或相似的部件。對已經(jīng)描述過的部件不再進(jìn)行詳細(xì)描述。在圖2中示出可在軸向A上變化的軸向鎖止裝置80。軸向鎖止裝置80在軸向A上布置在作為換向器軸承起作用的軸承支承架15和換向器-電樞單元、更準(zhǔn)確地說換向器63之間。為此，軸向鎖止裝置80包括在軸向A上起作用的彈簧-儲能器裝置。彈簧-儲能器裝置包括彈簧環(huán)3，其以層夾式的方式布置在兩個止推盤4之間。電樞軸17在布置有軸向鎖止裝置80、更準(zhǔn)確地說帶有兩個止推盤4的彈簧環(huán)3的區(qū)域中被構(gòu)造成是無槽的。軸向鎖止裝置80周向地包圍電樞軸17，并且由此在相對于電樞軸17的徑向上被固定在預(yù)定的間隙之內(nèi)。帶有兩個止推盤4的彈簧盤3布置在換向器63和蓋部13之間。在軸向A上在蓋部13的另一側(cè)上布置有止動墊片51作為軸向鎖止元件。該止動墊片51與卡環(huán)51a —起設(shè)置在電樞軸17的環(huán)槽50中。同樣在圖3a和3b中不出了組合在一起的布置方案。圖3a和3b以橫截面視圖和立體圖顯示了在準(zhǔn)備就緒的狀態(tài)中的根據(jù)圖2的起動裝置的局部?？擅黠@看出(在軸向A上觀察)換向器-電樞單元、第一止推盤4、彈簧環(huán)3、第二止推盤4和蓋部13的層夾式的布置方案。在此，止推盤-彈簧盤組件的寬度B (在此示意性地繪出)在放松的狀態(tài)中(也就是說在起動裝置拼合之前)比在軸向A上在換向器電樞單元和蓋部13之間的間距D更寬。在所示出的已裝配的狀態(tài)中，止推盤-彈簧盤組件被夾緊在換向器-電樞-單元和蓋部13之間，也就是說，彈簧盤3被預(yù)緊。在該狀態(tài)下，被預(yù)緊的止推盤-彈簧盤組件的寬度B相應(yīng)于間距D。由此，通過被預(yù)緊的彈簧盤3減小軸向間隙或電樞軸縱向間隙。在圖4和5中示出了的彈簧盤3的實施方式。圖4和5分別以立體的視圖顯示了軸向鎖止裝置80、更準(zhǔn)確地說彈簧盤3的實施方式。在圖4中，彈簧盤3構(gòu)造成這樣的環(huán)，S卩，其從環(huán)平面中彎出并且由此由于因此產(chǎn)生的波形也被稱為波形盤。在圖5中，彈簧盤3構(gòu)造成帶有多個彈簧臂3a的環(huán)。彈簧臂3a從環(huán)平面中的環(huán)伸出，并且因此實現(xiàn)在軸向A上的彈簧行程。根據(jù)圖5的彈簧盤3具有環(huán)形的支座區(qū)域3b。多個彈簧臂3a在該支座區(qū)域的徑向的外側(cè)處從該支座區(qū)域3b中延伸出。作為在彈簧盤3方面的最小化的要求規(guī)定，從支座區(qū)域3b延伸出至少一個彈簧臂3a。該至少一個彈簧臂3a在相對于軸向A的周向上延伸。為了實現(xiàn)用于彈簧盤3的結(jié)構(gòu)空間的盡可能合理的利用，從支座區(qū)域3b的周邊開始在周邊部分上分別延伸出兩個彼此背離地指向的彈簧臂3a。彈簧臂3a具有如此設(shè)計的橫截面，使得軸向力負(fù)載在彈簧臂3a中引起基本上相同的機械應(yīng)力。支座區(qū)域3b用于，使彈簧盤3相對于電樞軸17對中。彈簧盤3的通過部相應(yīng)地與電樞軸17的直徑相匹配。優(yōu)選地，彈簧盤3的通過部或通孔的直徑大于在相應(yīng)的區(qū)域中的電樞軸17的外徑，從而彈簧盤3松弛地圍繞電樞軸17配合。相應(yīng)地，彈簧盤3不隨電樞軸17 —起旋轉(zhuǎn)。然而，通過在相對于電樞軸17抗扭地配合在電樞軸17上的且由此與電樞軸17 —起旋轉(zhuǎn)的止推盤4之間的層夾式布置方案以及與此相關(guān)的在兩個止推盤4之間的夾緊作用，彈簧盤通過在止推盤4和彈簧環(huán)3之間的摩擦力在相應(yīng)的大的摩擦力下，與止推盤一起旋轉(zhuǎn)。對于彈簧盤3，不同的物理特性已證實為特別有利的。為了在塑性的壓縮行程上僅出現(xiàn)允許的軸向力增大，規(guī)定，根據(jù)通常的定義的彈簧常數(shù)在18和70N/mm之間。此外，已證實，彈簧盤3的變形的塑性范圍適宜地在在2至3.5mm之間的彈性壓縮行程之后開始。此外，已得出，在1.5至3.5mm之間的塑性壓縮行程中，軸向力變化DeltaFA在100N的范圍中。對于適宜的使用壽命預(yù)測，需要彈簧盤3應(yīng)以350至650N的軸向力作用。
權(quán)利要求
1.一種用于起動內(nèi)燃機的電機(100)，特別是起動裝置、例如起動機，包括換向器-電樞單元，所述換向器-電樞單元具有在軸向上從中伸出的電樞軸(17)，所述電樞軸在其一個端部(17a)上借助于換向器軸承以浮動的方式被支承，其特征在于，在所述換向器-電樞單元和所述換向器軸承之間設(shè)有在軸向(A)上可變的軸向鎖止裝置(80)，以減小所述電樞軸(17)的軸向間隙。
2.按照權(quán)利要求1所述的電機(100)，其特征在于，所述軸向鎖止裝置(80)包括能在軸向(A)上彈性變形的彈簧-儲能器裝置。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的電機(100)，其特征在于，所述彈簧-儲能器裝置被構(gòu)造為具有彈性元件的環(huán)、特別是彈簧環(huán)(3)。
4.按照權(quán)利要求1至3中任一項所述的電機(100)，其特征在于，所述軸向鎖止裝置(80)包括至少一個鄰近所述彈簧-儲能器裝置的止推盤(4)。
5.按照前述權(quán)利要求1至4中任一項所述的電機(100)，其特征在于，所述軸向鎖止裝置(80)鄰近所述彈簧-儲能器單元的兩側(cè)至少分別具有一個止推盤(4)，從而所述彈簧儲能器裝置以層夾式的方式布置在所述止推盤(4)之間。
6.按照前述權(quán)利要求1至5中任一項所述的電機(100)，其特征在于，所述電樞軸(17)在所述彈簧-儲能器裝置的區(qū)域中被構(gòu)造成無槽的。
7.按照前述權(quán)利要求1至6中任一項所述的電機(100)，其特征在于，所述彈簧-儲能器單元和/或所述止推盤(4)周向地或徑向地伸出超過所述電樞軸(17)，使得所述彈簧-儲能器單元和/或所述止推盤(4)在軸向(A)上被布置在換向器-電樞單元和所述換向器軸承之間。
8.按照前述權(quán)利要求1至7中任一項所述的電機(100)，其特征在于，所述軸向鎖止裝置(80)在軸向(A)上具有至少一個寬度(B)，該寬度相應(yīng)于在所述換向器-電樞單元和所述換向器軸承之間的間距(D)并且優(yōu)選地在初始狀態(tài)下比在所述換向器-電樞單元和所述換向器軸承之間的間距⑶更寬。
9.按照前述權(quán)利要求1至7中任一項所述的電機(100)，其特征在于，所述軸向鎖止裝置(80)與所述彈簧-儲能器裝置間隔地、特別是在所述換向器軸承的另一側(cè)處具有軸向鎖止元件、特別是具有止動墊片(51)。
10.一種用于制造用于起動內(nèi)燃機的按照前述權(quán)利要求1至9中任一項所述的電機(100)、特別是起動裝置的方法,所述電機包括換向器-電樞單元,該換向器-電樞單元具有在軸向(A)上從中伸出的電樞軸(17)，該電樞軸在其一個端部(17a)上借助于換向器軸承以浮動的方式被支承，其特征在于，在將所述電樞軸(17)插入到所述換向器軸承中之前，將在軸向(A)上可變的軸向鎖止裝置(80)以包圍所述電樞軸(17)的方式定位在所述電樞軸上，以便在已裝配的狀態(tài)下減小所述電樞軸(17)的軸向間隙。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電機以及用于制造電機的方法，具體地提出一種用于起動內(nèi)燃機的電機(100)，特別是起動裝置、例如起動機，包括換向器-電樞單元，所述換向器-電樞單元具有在軸向上從中伸出的電樞軸(17)，所述電樞軸在其一個端部(17a)上借助于換向器軸承以浮動的方式被支承，其中，在所述換向器-電樞單元和所述換向器軸承之間設(shè)有在軸向(A)上可變的軸向鎖止裝置(80)，以減小所述電樞軸(17)的軸向間隙，以及本發(fā)明還提出了一種用于制造電機(100)的方法。
文檔編號H02K15/00GK103107635SQ201210379770
公開日2013年5月15日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者R·希恩金, P·哈爾斯 申請人:羅伯特·博世有限公司