電機(jī)中用于傳遞電流的換向裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于傳遞電流的換向裝置，所述換向裝置具有電樞側(cè)的換向器轉(zhuǎn)子，所述換向器轉(zhuǎn)子的端面被封閉蓋覆蓋，所述封閉蓋以形狀配合的方式與所述殼體連接。
【專利說明】電機(jī)中用于傳遞電流的換向裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的電機(jī)中用于傳遞電流的換向
裝直。
【背景技術(shù)】
[0002]在文獻(xiàn)WO 02/16763 Al中描述了一種電的起動(dòng)馬達(dá)，其為用于起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)裝置的一部分并且被實(shí)施成帶有永磁激勵(lì)的直流電動(dòng)機(jī)。為了將電流傳遞到旋轉(zhuǎn)地支承在起動(dòng)機(jī)中的電樞上以及使電流換向到該電樞上，使用換向裝置，該換向裝置包括電樞側(cè)的換向器轉(zhuǎn)子或集電器和多個(gè)貼靠在該集電器上的碳刷。這些碳刷支承在起動(dòng)馬達(dá)的殼體中并且貼靠在旋轉(zhuǎn)的集電器的周面上。集電器的自由端面被封閉蓋覆蓋，該封閉蓋被裝到殼體的支承拱頂上，換向器轉(zhuǎn)子的端側(cè)區(qū)段伸入該支承拱頂中。該封閉蓋例如通過螺紋連接與支承拱頂固定連接。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的為，以結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單的方式和便于裝配的方式實(shí)施在電機(jī)中的換向裝置。
[0004]根據(jù)本發(fā)明，該目的通過權(quán)利要求1所述的特征實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求給出了有利的改進(jìn)方案。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的換向 裝置用于在電機(jī)中、特別是內(nèi)轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)中、例如在用于內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)裝置的電起動(dòng)馬達(dá)中的電流傳遞和電流換向。原則上，既可考慮在直流電動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用也可考慮在交流電動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用。根據(jù)一種有利的實(shí)施方案，規(guī)定在帶有永磁激勵(lì)的直流電動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用，該直流電動(dòng)機(jī)構(gòu)造成內(nèi)轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)并且在定子的內(nèi)壁上載有永久磁鐵，其磁場(chǎng)與在馬達(dá)軸上的電樞的線圈中產(chǎn)生的交變電磁場(chǎng)互相作用。該換向裝置包括電樞側(cè)的換向器轉(zhuǎn)子，其與布置在殼體中且接觸換向器轉(zhuǎn)子或集電器的工作面的碳刷共同作用。該換向器轉(zhuǎn)子的端面被容納在殼體中的支承區(qū)段中并且被與殼體連接的封閉蓋覆蓋(iibergreifen)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，在封閉蓋和殼體之間存在形狀配合連接，該形狀配合連接在換向器轉(zhuǎn)子或封閉蓋的縱軸線的方向上起作用。由此，該封閉蓋在軸向上以形狀配合連接的方式與殼體相連接，從而不需要其它的連接措施，例如封閉蓋與殼體上的螺紋區(qū)段的螺紋連接。由此，也可省去必須在殼體上設(shè)置這種螺紋的必要性。
[0007]形狀配合連接(封閉蓋利用該形狀配合連接沿軸向固定在殼體的支承區(qū)段上)例如可以插旋式接頭的形式建立，在其中，該封閉蓋首先沿軸向套裝到換向器轉(zhuǎn)子的端側(cè)上以及殼體的支承區(qū)段的端側(cè)上，并且緊接著繞縱軸線旋轉(zhuǎn)限定的角度量，隨后建立形狀配合連接。在形狀配合連接位置中，有利地防止封閉蓋無意地松開。該實(shí)施方案具有的優(yōu)點(diǎn)為，將成型好的封閉蓋套裝到殼體上并且不再需要對(duì)封閉蓋進(jìn)行后續(xù)處理。
[0008]根據(jù)另一實(shí)施方案規(guī)定，在沿軸向?qū)⒎忾]蓋套裝上之后才建立在封閉蓋和殼體上的支承區(qū)段之間的形狀配合連接。因此，在該實(shí)施方案中，首先將封閉蓋套裝到殼體的該支承區(qū)段上并且緊接著使封閉蓋的壁變形，由此建立在封閉蓋和殼體的支承區(qū)段之間的形狀配合連接。在此，特別是沿徑向向內(nèi)壓入封閉蓋的圓柱形地成型的側(cè)壁，由此封閉蓋的內(nèi)直徑減小并且殼體上的形狀配合連接元件或區(qū)段被以形狀配合連接的方式從后側(cè)接合。該實(shí)施方案具有的優(yōu)點(diǎn)為，不需要附加的用于將封閉蓋保持和固定在殼體上的固定措施。
[0009]可以不同的方式實(shí)施封閉蓋的變形。通過以下方式機(jī)械的變形是可行的，S卩，通過將機(jī)械的力作用到封閉蓋的壁上并且使其塑性變形，使得在所述壁中持久地引入一個(gè)形狀配合連接元件，該形狀配合元件在封閉蓋的裝配位置通過側(cè)凹部(Hinterschnitt)貼靠在支承區(qū)段上的相對(duì)應(yīng)的形狀配合連接元件上。此外，也可行的是，通過磁性變形使該封閉蓋變形并且由此產(chǎn)生在封閉蓋的壁中的形狀配合連接區(qū)段。在該連接方法中利用了這樣的效應(yīng)，即，通過施加磁場(chǎng)使導(dǎo)磁性部件擴(kuò)大或減小，這可用于使封閉蓋的壁變形。特別是使封閉蓋的圓柱形側(cè)壁的外直徑減小，從而在封閉蓋的內(nèi)壁上產(chǎn)生沿徑向向內(nèi)伸入的減小了自由橫截面的封閉區(qū)段，該封閉區(qū)段伸入在殼體的支承區(qū)段上對(duì)應(yīng)的形狀配合連接區(qū)段中。借助于磁性變形(Magnet-Umformung)持久地進(jìn)行封閉蓋的壁的變形，使得在消除磁場(chǎng)之后封閉蓋的壁也保持其變形。
[0010]有利地，該封閉蓋由金屬、例如由鋼或鋁制成。如果在被套裝到殼體上的支承區(qū)段上之后應(yīng)借助于磁性變形使封閉蓋變形，那么強(qiáng)制性地，封閉蓋必須由導(dǎo)磁性材料制成。
[0011]在封閉蓋變形時(shí)，可實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的形狀配合連接或非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的形狀配合連接。例如可行的是，在殼體上設(shè)置環(huán)繞的周向槽，封閉蓋在變形之后以形狀配合連接的方式伸入該周向槽中。但是也可行的是，在殼體上的槽不是環(huán)繞的，而是在周向上僅僅在有限的角度區(qū)間上延伸，在該角度區(qū)間之內(nèi)與變形的封閉蓋形狀配合連接。此外，除了槽，在殼體上也可考慮突起部，其被變形的封閉蓋以形狀配合連接的方式從后側(cè)接合。該突起部可構(gòu)造成環(huán)繞的或者僅僅在周邊的一部分上延伸。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]從其它權(quán)利要求、附圖描述和附圖中得到其它優(yōu)點(diǎn)和有利的實(shí)施方案。附圖中:
[0013]圖1示出了用于內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)裝置,所述起動(dòng)裝置帶有起動(dòng)小齒輪,該起動(dòng)小齒輪以可通過起動(dòng)繼電器軸向地調(diào)整且可通過電起動(dòng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)的方式驅(qū)動(dòng)，
[0014]圖2示出了電機(jī)在用于將電流傳遞到電樞上的換向裝置的區(qū)域中的剖視圖，其中可套裝在端側(cè)上的封閉蓋處于未變形的初始狀態(tài)中，
[0015]圖3示出了相應(yīng)于圖2的圖示，然而其中封閉蓋通過使封閉蓋的側(cè)壁徑向向內(nèi)變形而處于變形狀態(tài)中，
[0016]圖4示出了在未變形的初始狀態(tài)中的封閉蓋。
[0017]在附圖中相同的部件設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。
【具體實(shí)施方式】
[0018]在圖1中示出的用于內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)裝置I具有起動(dòng)小齒輪2,為了起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)4,該起動(dòng)小齒輪2與內(nèi)燃機(jī)的齒圈3產(chǎn)生嚙合。起動(dòng)小齒輪2如利用雙箭頭指出的那樣以可軸向移動(dòng)的方式支承在軸5上，其中，起動(dòng)小齒輪2以不可相對(duì)旋轉(zhuǎn)的方式與軸5相聯(lián)接。起動(dòng)小齒輪2通過起動(dòng)繼電器6在被拉回的非工作位置和被推進(jìn)的與內(nèi)燃機(jī)4的齒圈3的嚙合位置之間調(diào)整，該起動(dòng)繼電器6被構(gòu)造成電磁的并且包括可通電的繼電器繞組7和抬升銜鐵S(Hubanker)，在給繼電器繞組7通電時(shí)該抬升銜鐵被沿軸向拉入該繼電器繞組中。抬升銜鐵8通過接通杠桿9在運(yùn)動(dòng)學(xué)上與起動(dòng)小齒輪2相聯(lián)接，從而抬升銜鐵8在靜止位置和調(diào)整位置之間的軸向調(diào)整運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的、起動(dòng)小齒輪2在非工作位置和嚙合位置之間的軸向調(diào)整運(yùn)動(dòng)。
[0019]對(duì)軸5或起動(dòng)小齒輪2的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)借助于電的起動(dòng)馬達(dá)11產(chǎn)生,該起動(dòng)馬達(dá)11通過傳動(dòng)裝置12、例如行星齒輪傳動(dòng)裝置與軸5相聯(lián)接。在操縱電的起動(dòng)馬達(dá)11時(shí)，軸5以及進(jìn)而起動(dòng)小齒輪2也被置于旋轉(zhuǎn)中。電的起動(dòng)馬達(dá)11實(shí)施成永磁激勵(lì)的內(nèi)轉(zhuǎn)子直流電動(dòng)機(jī)。
[0020]起動(dòng)裝置I分配有一個(gè)調(diào)節(jié)或控制設(shè)備10，通過該調(diào)節(jié)或控制設(shè)備10控制起動(dòng)繼電器6以及起動(dòng)馬達(dá)11的功能。
[0021]當(dāng)抬升銜鐵8在起動(dòng)繼電器6的操縱期間沿軸向做調(diào)整運(yùn)動(dòng)時(shí)，在達(dá)到調(diào)整位置時(shí)，通過開關(guān)元件與抬升銜鐵8的調(diào)整運(yùn)動(dòng)的在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的聯(lián)接，接通用于起動(dòng)馬達(dá)11的電流，從而使起動(dòng)馬達(dá)11運(yùn)動(dòng)并且旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)軸5以及起動(dòng)小齒輪2。
[0022]起動(dòng)裝置I設(shè)有自由輪裝置，該自由輪裝置被構(gòu)造為滾子自由輪機(jī)構(gòu)14。接通杠桿9作用到彈簧元件13上，該彈簧元件沿軸向?qū)L子自由輪機(jī)構(gòu)14的帶動(dòng)件15施加力，其中，滾子自由輪機(jī)構(gòu)14的支撐凸緣或滾子凸緣16與帶動(dòng)件15共同作用并且該支撐凸緣16與起動(dòng)小齒輪2構(gòu)造成一體。滾子自由輪機(jī)構(gòu)14允許在電的起動(dòng)馬達(dá)11的驅(qū)動(dòng)方向上傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。然而，一旦在內(nèi)燃機(jī)4起動(dòng)之后齒圈3的轉(zhuǎn)速高到使得驅(qū)動(dòng)方向反轉(zhuǎn)，則通過滾子自由輪機(jī)構(gòu)14撤消在帶動(dòng)件15和支撐凸緣16之間的運(yùn)動(dòng)學(xué)上的聯(lián)接。
[0023]圖2和圖3部分地示出了構(gòu)造成內(nèi)轉(zhuǎn)子的電起動(dòng)馬達(dá)的換向器轉(zhuǎn)子17，該換向器轉(zhuǎn)子是用于將電流傳遞到或使電流換向到電樞線圈上的換向裝置的組成部分，該電樞與馬達(dá)軸一起旋轉(zhuǎn)。碳刷貼靠在換向器轉(zhuǎn)子17的周面上，這些碳刷支承在電的起動(dòng)馬達(dá)的殼體18中并且用于傳遞電流。在換向器轉(zhuǎn)子17的自由端面17a附近，該換向器轉(zhuǎn)子17可旋轉(zhuǎn)地容納在殼體18的支承區(qū)段19中，通過被插入殼體18的支承區(qū)段19中且直接包圍換向器轉(zhuǎn)子17的軸套20實(shí)現(xiàn)支承。
[0024]支承區(qū)段19被實(shí)施為具有至少近似圓筒形的橫截面形狀的支承拱頂(Lagerdom)，并且在外周面上具有周向槽21，該周向槽21形成用于與封閉蓋23形狀配合連接的形狀配合連接元件(圖3)。該周向槽21布置成與支承區(qū)段19的自由端面(相對(duì)于換向器轉(zhuǎn)子17的縱軸線)軸向成間距。
[0025]封閉蓋23沿軸向被推到換向器轉(zhuǎn)子17的自由端面上以及構(gòu)造成支承拱頂?shù)闹С袇^(qū)段19上。該封閉蓋23具有鄰近其底部布置的圓柱形的第一壁區(qū)段24并且鄰近其自由端面具有圓柱形的第二壁區(qū)段25。底部附近的壁區(qū)段24具有比端側(cè)的壁區(qū)段25更小的直徑。該底部附近的壁區(qū)段24直接包圍換向器轉(zhuǎn)子17的與自由端面17a鄰接的區(qū)段，相反地，較大的第二壁區(qū)段25包圍殼體18的構(gòu)造成支承拱頂?shù)闹С袇^(qū)段19。
[0026]在封閉蓋23沿軸向被推到換向器轉(zhuǎn)子17以及殼體18的支承區(qū)段19上的初始狀態(tài)中，具有較大直徑的壁區(qū)段25被構(gòu)造為未變形的并且具有圓柱形形狀(圖2、圖4)。在軸向地推上之后，通過沿徑向向內(nèi)擠壓端側(cè)區(qū)域或使端側(cè)區(qū)域變形，使壁區(qū)段25變形(圖3)。由此，壁區(qū)段25的端側(cè)區(qū)域與在支承區(qū)段19上的周向槽21接合并且形成形狀配合連接區(qū)段26。該形狀配合連接區(qū)段26以形狀配合連接的方式接合到周向槽21中，使得封閉蓋23在軸向上以形狀配合連接的方式被固定在殼體18的支承區(qū)段19上。
[0027]該形狀配合連接區(qū)段26通過壁區(qū)段25的沿徑向向內(nèi)的變形產(chǎn)生。在此，也可以考慮通過一個(gè)相應(yīng)的徑向力從外向內(nèi)作用在壁區(qū)段25上而機(jī)械地變形。此外，在由導(dǎo)磁性的材料(例如鋼或鋁)制成的封閉蓋23的實(shí)施方案中也可考慮磁性變形。
[0028]在變形之后，產(chǎn)生在封閉蓋23的形狀配合連接區(qū)段26和殼體18的支承區(qū)段19之間有效的形狀配合連接，使得封閉蓋23在軸向上可靠地被保持在殼體上。
【權(quán)利要求】
1.一種用于將電流傳遞到電機(jī)、特別是用于內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)馬達(dá)(11)的電樞上的換向裝置，所述換向裝置具有電樞側(cè)的換向器轉(zhuǎn)子(17)，所述換向器轉(zhuǎn)子(17)的端面(17a)被容納在殼體(18)中的支承區(qū)段(19)中并且被封閉蓋(23)覆蓋，其特征在于，所述封閉蓋(23)以形狀配合連接的方式與所述殼體(18)相連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的換向裝置，其特征在于，所述封閉蓋(23)在被套裝到所述換向器轉(zhuǎn)子(17)的端面(17a)上之后變形以建立形狀配合連接。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的換向裝置，其特征在于，所述在殼體(18)中的支承區(qū)段(19)為支承拱頂，其中，所述封閉蓋(23)被套裝到所述支承拱頂上。
4.按照權(quán)利要求3所述的換向裝置，其特征在于，所述支承拱頂與其端面(17a)間隔開地具有直徑減小的周向槽(21)，在所述封閉蓋(23)的內(nèi)壁上的形狀配合連接區(qū)段(26)以形狀配合連接的方式伸入所述周向槽(21)中。
5.按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的換向裝置，其特征在于，使所述封閉蓋(23)機(jī)械地變形以產(chǎn)生形狀配合連接區(qū)段(26)。
6.按照權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的換向裝置，其特征在于，所述封閉蓋(23)由金屬、例如鋼或鋁制成。
7.按照權(quán)利要求6所述的換向裝置，其特征在于，通過磁性變形使金屬的所述封閉蓋(23)變形以產(chǎn)生形狀配合連接區(qū)段(26)。
8.一種電機(jī)、特別是用于內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)馬達(dá)(11)，其特征在于，所述電機(jī)具有按照權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的換向裝置。
【文檔編號(hào)】H02K13/00GK103516099SQ201310264088
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月27日
【發(fā)明者】I·恩格勒, E·克諾普 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司