CN105703497B - 电机、特别是用于起动装置的起动马达 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机、特别是用于起动装置的起动马达，该电机具有定子，多个极靴借助于保持环固定在所述定子的内壁上。在保持环处并且在极靴的端侧处分别布置有沿轴向凹入的或耸起的形状配合轮廓，所述形状配合轮廓形状配合地相互嵌入。

Description

电机、特别是用于起动装置的起动马达

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的电机、特别是用于起动装置的起动马达。

背景技术

从文献DE 35 39 851 A1中已知一种用于起动装置的起动马达，该起动装置用于起动内燃机。该起动马达在定子侧的壳体的内侧处具有永磁体，为了引导磁通，为永磁体分配有极靴，所述极靴以在周边上分布的方式同样布置在定子壳体的内侧处并且由保持环固定。为每个永磁体分配一个通量引导件，其平行于永磁体伸延并且在其两个端侧处分别由保持环固定。在保持环处冲裁并弯出保持舌片，所述保持舌片贴靠在通量引导件的纵向侧处并且固定该通量引导件。

文献DE 10 2011 109 228 A1也示出了相似的起动马达，其同样在定子壳体的内侧处具有永磁体和通量引导件，它们在其两个轴向的端侧处由保持环固定。

发明内容

本发明的目标是，如此以简单的结构措施构造电机，使得将极靴可靠地保持在定子内壁上。

根据本发明，该目标通过权利要求1所述的特征实现。从属权利要求给出适宜的改进方案。

根据本发明的电机例如用作用于起动装置的起动马达，借助于该电机可起动内燃机。在此，起动马达驱动起动小齿轮，起动小齿轮可借助于起动继电器调整到前移的位置中，在该前移的位置中起动小齿轮与内燃机的齿圈啮合。

电机具有定子和转子并且特别是构造成内转子马达。在定子内壁确切地说在环绕的定子侧的壳体的内壁上设有激励线圈，在通电时所述激励线圈产生与在转子侧的电枢上的旋转磁场相互作用的磁场。电枢侧的磁场或者通过在转子上的永磁体产生，或者通过由换向装置通电的线圈产生。

替代定子侧的激励线圈，永磁体可布置在起动机内壁上；在这种情况下，转子侧的电枢具有通过换向装置通电的线圈。代替极靴，在这种情况下使用通量引导元件，其以与极靴相同的方式构造。

在定子内壁上，多个极靴分布地布置在周边上，这些极靴将定子侧的激励线圈或永磁体的磁通量转向转子侧的电枢的方向。为了固定极靴，使用至少一个保持环，该保持环支撑在定子内壁上并且在一个端侧处加载极靴。

原则上设置仅仅一个保持环便足够，其在端侧处支撑和固定极靴。在这种情况下，极靴以另一方式支撑在其相对而置的端侧处，例如支撑在定子内壁处的沿径向向内伸出的部段处。

而根据优选的实施方案，设置两个沿轴向间隔开的保持环，保持环支撑在定子内壁上并且在保持环的两个相对而置的端侧处保持和固定极靴。在这种情况下，极靴在其两个相对而置的端侧处优选地以同样的方式构造；多个保持环也实施成相同的并且镜像对称地布置在定子中。

可能的是，也可通过一个或多个保持环将激励线圈或永磁体保持和固定在定子内壁上。

极靴的端侧具有形状配合轮廓，其优选地实施成轴向凹入的槽，但是必要时也可构造成在轴向上耸起。为在极靴的端侧处的形状配合轮廓分配在保持环上的形状配合轮廓，其中，在已装配的状态中，在极靴上的形状配合轮廓和在保持环上的形状配合轮廓相互嵌入，从而在至少一个轴向方向上形成形状配合连接。由此，所述形状配合连接相对于马达纵轴线存在于径向方向上和/或轴向方向上和/或周向方向上。根据优选的实施方案，通过在极靴上的形状配合轮廓和在至少一个保持环上的形状配合轮廓实现在所有三个方向－即，径向方向、周向方向和轴向方向－上的形状配合连接。

通过形状配合轮廓在端侧相互嵌入，不再需要在极靴纵向侧处在极靴和保持环之间存在接触。有利地，仅仅通过极靴的端侧存在在极靴和保持环之间的接触。由此，极靴仅仅非常少地损害磁通量的引导。

根据有利的实施方案，在极靴的端侧处的形状配合轮廓具有至少一个至少近似在径向方向上延伸的区段和至少一个至少近似在周向方向上延伸的区段。为所述形状配合轮廓分配在保持环上的相应的形状配合轮廓，从而这些形状配合轮廓区段不仅在径向方向上而且在周向方向上相互嵌入。在此可为适宜的是，槽形的形状配合轮廓区段不是延伸直至极靴或保持环的端侧的边缘，而是在相关的构件之内结束，从而在另一构件处的耸起的形状配合轮廓区段止挡在槽的端侧的端部处，并且相应地给出在径向方向上或在周向方向上的形状配合连接。此外，在至少一个轴向方向上也存在形状配合的连接，因为极靴的端侧轴向地支撑在保持环上。但是也可考虑这样的实施方案，即，槽形的形状配合轮廓区段延伸直至端侧的边缘。

根据适宜的实施方案，在极靴的端侧处的形状配合轮廓构造成T形。该形状配合轮廓具有一个至少近似在径向方向上伸延的侧边(Schenkel)和另一至少近似在周向方向上伸延的侧边，其中，这些侧边优选地相互连接。在极靴的端侧处的槽形的凹入部和在保持环上的耸起的实施方案的情况下，保持环的耸起的形状配合轮廓贴靠在极靴的端侧处的T形部的槽形的侧边中，由此在所有三个空间方向上实现支撑、确切地说形状配合连接。

根据另一适宜的实施方案，在保持环的侧部上，在至少一个沿径向伸出的保持对接板上形成形状配合轮廓。该形状配合轮廓例如通过部分地冲裁由保持环形成。由此，得到完全地或者部分地在轴向方向上延伸的且由此在保持环的端侧上耸起的保持舌片。保持舌片在装配的位置中伸入在极靴的端侧处的槽形凹入的形状配合轮廓中。

附加地或可替代地也可为适宜的是，形状配合轮廓直接引入保持对接板的端侧的壁侧中，例如通过压制引入。

保持环可构造成冲裁件并且特别是可由板材制成。但是也可考虑保持环作为塑料构件的实施方案。

根据另一适宜的实施方案，在保持环上设有固定元件，其用于固定在定子内壁上。固定元件沿径向伸出超过保持环并且例如贴靠在定子内壁上的沿径向向内伸入的固定突出部上。通过例如在保持环的沿径向伸出的固定元件中的U形的凹口包围在定子内壁上的固定突出部，环侧的固定元件在此在轴向方向和/或周向方向上得到支撑。

附图说明

可从其他的权利要求、附图描述和附图中得到其他优点和适宜的实施方案。其中：

图1以纵剖视图示出了内燃机的起动装置，其具有用于驱动起动小齿轮的起动电马达，

图2以立体图示出了用于将极靴固定在起动电马达的定子内壁处的保持环，

图3示出了保持环的另一立体图，

图4示出了具有在端侧引入的槽形的形状配合轮廓的极靴的立体图，

图5示出了装配在定子内壁上的保持环和极靴的立体图，

图6示出了保持环支撑在定子内壁上的固定突出部处的细节视图，

图7示出了在保持环上的保持舌片接合到在极靴的端侧处的槽形的形状配合轮廓区段中的另一细节视图，

图8示出了环侧的固定元件在周向方向上在定子内壁上的固定突出部处的支撑，

图9示出了保持环在定子内壁上的固定突出部处的轴向支撑，

图10示出了在具有在径向地伸出的保持对接板处的压制的T形的形状配合轮廓的实施变型方案中的保持环，

图11示出了具有T形地在端侧处引入的槽形的形状配合轮廓的极靴，

图12示出了在装配位置中的根据图10和11的保持环和极靴。

在附图中相同的构件设有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中以纵剖视图示出了起动装置10。该起动装置10例如具有起动马达13和接通继电器(Einrückrelais)16。所述起动马达13和接通继电器16固定在一个共同的驱动端轴承盖19上。起动马达13在功能上用于当起动小齿轮22啮合在在此未示出的内燃机的齿圈25中时，驱动起动小齿轮22。

起动马达13具有极管28作为定子侧的壳体，所述极管在定子内壁处支承极靴31，这些极靴配属于在定子中的激励绕组34。极靴31又包围转子侧的电枢37，该电枢具有由薄片40构成的电枢铁芯(Ankerpaket)43和设置在槽46中的电枢绕组49。电枢铁芯43压紧到驱动轴44上。此外，在驱动轴14的远离起动小齿轮22的端部处还安装了整流子或换向器52，所述换向器是用于传递和转向电流的换向装置的一部分并且尤其由多个单个的换向片55构成。换向片55通过已知的方式与电枢绕组49电气连接，使得在通过碳刷58给换向片55通电时产生电枢37在极管28中的旋转运动。设置在接通继电器16和起动马达13之间的电流引线61在接通状态时不仅为碳刷58而且还为激励绕组34供电。可替代地，电流引线61可与定子侧的激励绕组34相连接，所述激励绕组与碳刷电气连接。

驱动轴44在换向器侧通过轴颈64支撑在滑动轴承67中，该滑动轴承又位置固定地保持在换向器轴承盖70中。所述换向器盖70又借助于拉杆73固定在驱动端轴承盖19中，所述拉杆(如螺杆，例如两个、三个或者四个)分布地布置在极管28的周边上。在此，极管28支撑在驱动端轴承盖19上，而且换向器轴承盖70支撑在极管28上。

沿驱动方向，在电枢37上连接有所谓的太阳轮80，该太阳轮是行星齿轮传动装置83的一部分。太阳轮80被多个行星齿轮86包围，通常是借助于滚动轴承89支撑在轴颈92上的三个行星齿轮86。行星齿轮86在内齿圈95中滚动，所述内齿圈以外侧支承在极管28中。朝向输出侧的方向，与行星齿轮86相接的是行星齿轮架98，轴颈92容纳在所述行星齿轮架中。行星齿轮架98又支承在中间支承件101和设置在该中间支承件中的滑动轴承104中。中间支承件101设计为盆形，使得在其中容纳行星齿轮架98以及行星齿轮86。此外，在盆形的中间支承件101中还设置了内齿圈95，该内齿圈最后通过盖107相对于电枢37封闭。中间支承件101也通过其外周边支撑在极管28的内侧处。电枢37在驱动轴44的背离换向器52的端部上具有另一个同样容纳在滑动轴承113中的轴颈110。所述滑动轴承113又容纳在行星齿轮架98的中央孔里。行星齿轮架98与输出轴116一体地连接。该输出轴116通过其背离中间支承件101的端部119支撑在另一个轴承122中，该另一轴承固定在驱动端轴承盖19中。输出轴116分为不同的区段：接在设置在中间支承件101的滑动轴承104中的区段后面的是带有所谓的直齿125(内齿)的区段，该直齿是所谓的轴毂连接结构的一部分。该轴毂连接结构128在这种情况下使带动件131沿轴向的直线滑动成为可能。该带动件131是套筒状的突出部，该突出部和自由轮137的盆形外圈132是一体的。自由轮137(定向止动器)此外还包括沿径向设置在外圈132内部的内圈140。在内圈140和外圈132之间设有夹紧体138。夹紧体138与内圈和外圈共同作用，防止在外圈和内圈之间在第二个方向上的相对转动。换句话说，自由轮137能实现在内圈140和外圈132之间只朝一个方向的相对运动。在该实施例中，内圈140实施为与起动小齿轮22和该起动小齿轮的斜齿143(外斜齿)是一体的。起动小齿轮22还可以替代地实施为直齿小齿轮。代替具有激励绕组34的以电磁激励的极靴31，还可使用永磁激励的极。

下面将详细讨论啮合机构。接通继电器16具有接线柱150，该接线柱是电气触头并且连接在电的起动电池(这里未示出)的正极上。该接线柱150穿过继电器盖153。继电器盖153封闭继电器壳体156，该继电器壳体借助于多个固定元件159(螺钉)固定在驱动端轴承盖19上。在接通继电器16中还设有吸引绕组162和所谓的保持绕组165。吸引绕组162和保持绕组165这两者分别在接通状态下产生电磁场，该电磁场通过继电器壳体156(由能传导电磁的材料制成)、可线性运动的衔铁168和衔铁轭铁(Ankerrückschluss)171。衔铁168撑住推杆174，在线性吸引所述衔铁168时，所述推杆朝向开关销177方向运动。通过推杆174朝向开关销177运动，使开关销从其静止位置向两个触头180和181的方向运动，从而安装在开关销177朝向触头180和181的端部处的接触桥184使两个触头180和181相互电气连接。由此电功率从接线柱150经过接触桥184传输到电流引线61并由此传输到碳刷58。起动马达13在此时被通电。

此外，接通继电器16或者更具体地说衔铁168还有一项任务，即，通过拉动元件187使相对于驱动端轴承盖19可转动地设置的杠杆运动。通常构造为叉形杠杆的杠杆190通过两个这里没有示出的齿端(Zinke)在其外周上包住两个盘片193和194，以使夹在这两个盘片之间的带动环197克服弹簧200的阻力向自由轮137运动，并且由此使起动小齿轮22啮合到齿圈25中。

在图2至图9中示出了借助于保持环201将极靴31固定和保持在定子内壁上的第一实施例。在周边上分布地布置的极靴31由两个轴向上彼此间隔开的、贴靠在极靴的每个端侧处的保持环201固定在壳体28中。相同构造的、彼此镜像对称地布置的保持环201中的每一个具有支承环202，在支承环上径向伸出地模制有保持对接板203，在保持对接板上部分地冲裁且弯出保持舌片204和205。第一保持舌片204近似地在轴向方向上延伸，第二保持舌片205比第一保持舌片204在径向上更加位于外部并且相对于径向弯曲不大于30°的相对小的角度。保持对接板203直接贴靠在极靴31的端侧处，保持舌片204和205形成形状配合轮廓208，所述形状配合轮廓沿轴向耸起超过保持对接板203的端侧并且伸入在极靴31的端侧处的槽形的形状配合轮廓209中。

此外，固定元件206和207以分布在保持环201的周边上的方式布置在保持环的支承环202上，该固定元件同样在径向上耸起超过支承环202并且用于将保持环201固定在定子内壁上。固定元件206构造成固定舌片，固定元件207同样构造成固定舌片，然而具有U形的凹口。

在极靴31的两个相对而置的端侧处的槽形的形状配合轮廓具有T形部，所述T形部具有沿径向伸延的侧边210和在周向方向上延伸的侧边211。在保持环201处的保持舌片205伸入到沿径向方向延伸的侧边210中，在保持环处的保持舌片204伸入到沿周向方向延伸的侧边211中。以这种方式，极靴31在径向方向上、在轴向方向上且在周向方向上以形状配合连接的方式通过保持环201保持在壳体28中。保持环201仅仅贴靠在每个极靴31的两个端侧处，在所述端侧的区域中形状配合轮廓208和209相互嵌入。

如从图5中得到的那样，在壳体28中四个极靴31分布地布置在周边上并且由两个在端侧框住的保持环201固定在壳体28中。保持环201通过其固定元件206、207支撑在壳体侧的固定突出部212上，该固定突出部布置在壳体28的内壁上并且径向地向内伸。对接板形的固定元件206在此轴向地支撑在固定突出部212(图6、图9)上，对接板形的固定元件207通过U形的凹口包围其他固定突出部212(图8)。

如从图7中得到的那样，保持环201的保持对接板203贴靠在极靴31的端侧处，其中，在保持对接板203处的保持舌片204和205伸入在极靴31的端侧处的槽形的形状配合轮廓209中。

在极靴31的端侧处的槽形的形状配合轮廓209的在周向方向上伸延的侧边位于径向内部的一侧上。

在图10至图12中示出了具有呈备选的实施方案的保持环201的另一实施例，而极靴31实施成与在第一实施例中基本相同并且在其两个端侧处分别具有T形的槽形的形状配合轮廓209，该形状配合轮廓具有在径向方向上的侧边210和在周向方向上的侧边211。极靴31的固定通过在保持环201上的沿径向伸出的保持对接板203实现，其中，与在极靴31上的形状配合轮廓209相同地构造成T形的形状配合轮廓208被压制到保持对接板203中。在保持对接板203上的形状配合轮廓208特别是通过压制制成，从而形状配合轮廓构造成相对于保持对接板203的表面沿轴向耸起。在装配的位置(图12)中，在保持环201上的耸起的形状配合轮廓208伸入在极靴31的端侧处的槽形的形状配合轮廓209中。

此外，保持环201设有多个在周边上分布地布置的支撑对接板213，这些支撑对接板在轴向方向上延伸。支撑对接板213分别位于两个保持对接板203之间。在根据图12的装配位置中，两个保持环201的支撑对接板213的端侧棱边彼此贴靠并且在轴向方向上彼此支撑。

保持环201在定子内壁上的轴向支撑通过沿径向向外延伸的保持对接板203实现。

Claims (13)

1.一种电机，其具有定子，极靴(31)借助于至少一个保持环(201)固定在所述定子的内壁上，其特征在于，所述极靴(31)在至少一个端侧处具有沿轴向凹入的或耸起的形状配合轮廓(209)，并且在所述保持环(201)上布置有沿轴向耸起的或凹入的形状配合轮廓(208)，其中，在所述极靴(31)的端侧处的形状配合轮廓(209)和在所述保持环(201)上的形状配合轮廓(208)相互嵌入，并且在至少一个轴向方向上形成形状配合连接，在所述至少一个保持环(201)上布置有用于固定在所述定子内壁上的沿径向伸出的固定元件(206、207)。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述极靴(31)在两个端侧处具有沿轴向耸起的或凹入的形状配合轮廓(209)，并且分别在邻近所述端侧布置的保持环(201)上布置有形状配合轮廓(208)。

3.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，在所述极靴的端侧处的形状配合轮廓(209)构造成T形。

4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，T形部的在周向方向上伸延的侧边(211)在沿径向远离所述定子内壁的一侧上引入所述极靴(31)中。

5.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，在所述至少一个保持环(201)上形成有具有形状配合轮廓(208)的、沿径向伸出的至少一个保持对接板(203)。

6.根据权利要求5所述的电机，其特征在于，所述形状配合轮廓(208)由从所述保持对接板(203)中冲裁出的保持舌片(204、205)形成。

7.根据权利要求5所述的电机，其特征在于，所述形状配合轮廓(208)被压制到所述保持对接板(203)的壁侧中。

8.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，在所述定子内壁上布置有固定突出部(212)，所述保持环(201)的固定元件(206、207)支撑在所述固定突出部(212)上。

9.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，通过所述形状配合轮廓(208、209)相互嵌入形成在轴向方向、周向方向和径向方向上的形状配合连接。

10.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，所述至少一个保持环(201)构造成冲裁件。

11.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，所述至少一个保持环(201)构造成塑料构件。

12.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述电机是用于内燃机的起动装置(10)的起动马达(13)。

13.一种内燃机的起动装置，其具有根据权利要求1至12中任一项所述的电机作为起动马达(13)。