DE3316047A1

DE3316047A1 - Vorrichtung zum befestigen von polmassen

Info

Publication number: DE3316047A1
Application number: DE19833316047
Authority: DE
Inventors: Alfred Bruno 69200 Venissieux Mazzorana
Original assignee: Societe de Paris et du Rhone SA
Current assignee: Societe de Paris et du Rhone SA
Priority date: 1982-05-07
Filing date: 1983-05-03
Publication date: 1983-11-10
Also published as: FR2526602B1; FR2526602A1

Description

Societe de Paris et du Rhone

Societe Anonyme

36 avenue Jean Mermoz

LYON 8eme, Rhone

Frankreich

M 83 240

Vorrichtung zum Befestigen von Polmassen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befestigen von Polmassen bzw. Polschuhen in einem Gehäuse einer sich drehenden elektrischen Maschine, insbesondere einer Gleichstrommaschine für Kraftfahrzeuge und insbesondere für Anlasser, sowie ein Verfahren zum Befestigen von Polmassen.

Bei sich drehenden Maschinen, wie elektrischen Anlassern, die in Kraftfahrzeugen eingebaut sind, werden die Polmassen des Stators oder "Induktors" im allgemeinen im Polgehäuse mittels einer Schraube befestigt, wobei dies folgendes erfordert: Bohren und Fräsen des Gehäuses, Bohren und Schneiden des Innengewindes bei jeder Polmasse und die Verwendung einer Schraube. Die Schraubverbindung erfordert außerdem eine relativ lange Montagezeit.

Es sind ebenfalls Polmassen bekannt, die auf das Gehäuse genietet sind, wobei die Niete mit der Polmasse aus einem Stück gefertigt sein kann, was aber die Kosten wesentlich erhöht. Bei den beiden Ausführungsformen entweder mit Verschraubung oder Vernietung durch die Polmasse wird in nachteiliger Weise eine Vertiefung geschaffen, die an dieser Stelle einen sehr großen Luftspalt bewirkt, wobei dies dadurch vorhanden ist, daß ζ. B. die Schraube in der Polmasse zurückgesetzt ist, um nicht Gefahr zu laufen, den Rotor zu berühren. Außerdem wird eine gute Verteilung des Magnetflusses verhindert und es werden auch Sättigungszonen ge-

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schaffen. Bei Verwendung einer einstückig mit der Polmasse verbundenen Niete ist nachteilig, daß die Polrnasse und die Niete aus gleichem Material bestehen, was aber hinsichtlich der unterschiedlichen Anforderungen nachteilig ist.

Andere bekannte Möglichkeiten hingegen zielen darauf ab, eine oder mehrere Ausnehmungen an jeder Polmasse vorzusehen und zum Verbinden Gehäusematerial in diese Ausnehmungen hineinzudrängen. Bei der französischen Patentanmeldung 2 447 631 weist jede Polmasse zwei Ausnehmungen mit schrägen Achsen auf, bei denen es sich jedoch als schwierig erwiesen hat, das Gehäusematerial hineinzudrängen. Bei der französischen Patentanmeldung 2 488 74g wird das Hineindrängen von Gehäusematerial in einen kegelstumpfartigen Hohlraum der Polmasse mittels zweier nacheinander eingreifender Werkzeuge realisiert. Diese letzten Lösungen sind zwar weniger beschwerlich als die erste Möglichkeit, sie gewährleisten jedoch keine so gute Befestigung der Polmassen am Gehäuse. Bei der erstgenannten Möglichkeit wird die Polmasse und das Gehäuse durch eine gewisse elastische Vorspannung der Schraube gut zusammengehalten, so daß in diesem Falle im Magnetfluß der sich drehenden Maschine zwischen Polmasse und dem Gehäuse kein störender Luftspalt auftritt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Vermeidung der vorerwähnten Nachteile eine Befestigungsmöglichkeit für Polmassen im Statorgehäuse zu schaffen, bei der einerseits die Polmasse unter Vorspannung gegen das Gehäuse gepreßt werden und wobei der Arbeitsgang zum Verbinden dieser Polmassen mit dem Gehäuse wesentlich vereinfacht ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere vorgeschlagen, daß die Polmasse im Gehäuse mittels mindestens eines glatten Bolzens befestigt ist, der ein radiales Loch im Gehäuse durchsetzt und wobei sein inneres Ende mit

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der Polmasse verschweißt und sein äußeres Ende mit dem Gehäuse vernietet ist.

Dies ergibt eine große Vereinfachung der Einzelteile und auch die Montagearbeiten sind wesentlich einfacher durchzuführen. Diese Vereinfachung wird insbesondere dadurch erzielt, daß das Haltestück die Form eines glatten Zapfens hat, das Loch im Gehäuse ist eben und kann ohne besondere Präzision gefertigt werden und die Polmasse ist nicht mit einem Loch mit Innengewinde versehen^ Der Zusammenbau kann unter einer Schweißpresse in einem einzigen Arbeitsgang schnell vorgenommen werden, wobei zunächst das elektrische Anschweißen des Zapfens auf dem Polmasserücken und dann das Warmschmieden des äußeren Bolzenendes zur Bildung eines abgeflachten Kopfes zur Halterung an der Gehäusewand erfolgt.

Man erhält schließlich eine unter Spannung stehende Befestigung der Polmasse mit Anlage an der Innenseite des Gehäuses, was insbesondere durch das Zusammenziehen des Bolzens beim Erkalten zurückzuführen ist, da dieser nicht nur geschweißt, sondern auch warmgenietet wird. Um das Anschweißen des Bolzens auf die Polmasse zu erleichtern, kann vorteilhafterweise am Rücken jeder Polmasse im Bereich der Schweißzone eine insbesondere sacklochartige Vertiefung für das innere Ende des Bolzens vorgesehen sein. Dabei ist es vorteilhaft, wenn ausgehend vom Boden der Vertiefung in der Polmasse eine etwa kegelförmige, nach außen sich konisch verjüngende Anformung vorgesehen ist.

Wenn die Ausnehmung im gleichen Durchmesser wie der Bolzen ausgebildet ist, so ergibt dies eine Zentrierung der Polmasse durch den Bolzen. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen·, daß die Vertiefung in der Polmasse einen größeren Durchmesser hat als der Außendurchmesser des Bolzens beträgt. Dadurch ist ein ringförmiger Freiraum geschaffen, der eine im Laufe des Schweißens sich bildende Wulst aufnimmt. Eine abgewandelte Ausführungsform sieht vor, daß der Zapfen

am inneren Ende konisch ausgebildet ist. Dies ist gegebenenfalls einfacher herzustellen als eine entsprechende Bodenausformung bei der Ausnehmung in der Polmasse, die in diesem Falle flach ausgebildet sein kann. Zweckmäßigerweise weist das Loch im Gehäuse außenseitig eine Ansenkung zum zumindest teilweisen Aufnehmen des während des Warranietens des Zapfens gebildeten Kopfes auf. Bei entsprechender Ausbildung dieser Ansenkung erzielt man somit eine glatte Außenseite des Gehäuses. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Bolzen aus einer härteren Stahlsorte besteht als die Polmasse, auf die er angeschweißt ist. Versuche haben gezeigt, daß dadurch die Schweißzone, nachdem der Bolzen etwas eingedrungen ist, sich mehr im Inneren der Polmasse befindet, so daß der Halt der Polmasse verbessert ist.

Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt einer Polmasse mit einem Gehäuseabschnitt in einer ersten Ausführungsform vor dem Zusammenbau,

Fig. 2 eine etwa Fig. 1 entsprechende Darstellung, hier jedoch nach dem Zusammenbau,

Fig. 3 eine etwa Fig. 1 entsprechende Darstellung, hier jedoch in einer abgewandelten Ausführungsform und

Fig. A die in Fig. 3 gezeigten Teile nach dem Verbinden.

Die Figuren zeigen im Querschnitt Teile des Stators bzw. Induktors einer sich drehenden elektrischen Maschine, insbesondere eines Anlassers für ein Kraftfahrzeug. Dieser

weist ein Gehäuse 1 mit Polmassen 2 auf, von denen jede innen am Gehäuse 1 befestigt und von einer Wicklung 3 umgeben ist, die von den Polschuhrändern 2 a gehalten wird. In jedem Bereich des Gehäuses 1, in dem eine Polmasse 2 anzubringen ist, ist in dem Gehäuse 1 ein glattes Loch 1 a .vorgesehen, dessen Achse k etwa radial zur Mitte hin (bezogen auf das Gehäuse 1) ausgerichtet ist. In· das Loch 1 a wird ein glatter, im allgemeinen zylindrischer Bolzen 5 eingesteckt, dessen Außendurchmesser d etwa dem des Loches 1 a entspricht und der das Haltestück der Polmasse 2 bildet.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 11 und 2 weist der Bolzen 5 zunächst eine zylindrische Form auf. Am Rücken der Polmasse 2 ist eine Ausnehmung, 6 mit einem Durchmesser D vorgesehen, wobei dieser Durchmesser größer ist als der Durchmesser d des Bolzens 5. Am Boden der Ausnehmung 6 ist eine konische Ausformung 6 a bzw. eine Spitze vorgesehen, die zu dem inneren, flachen Ende 5 a des Bolzens 5 weist. Der Zusammenbau erfolgt zwar in zwei Phasen, jedoch in einem einzigen Arbeitsgang auf einer Schweißpresse od. dgl., die entsprechend der Achse 4, wie durch den Pfeil 7 angedeutet, auf das äußere Ende 5 b des Bolzens 5 Druck ausübt, während die Polmasse an ihrer Innenseite auf einer Elektrode in Form eines hier nicht dargestellten Widerlager abgestützt ist. Zum Verbinden der Polmasse 2 mit dem Gehäuse 1 wird zunächst das innere Ende 5 a des Bolzens 5 elektrisch auf dem Rücken der Polmasse 2 angeschweißt. Die mit 8 in Fig. 2 gezeichnete Schweißzone kann dabei einen Wulst bilden, der sich in den kreisförmigen Ringraum erstreckt, wobei dieser Ringraum dadurch gebildet ist, daß der Durchmesser D der Ausnehmung 6 größer ist als der anfängliche Außendurchmesser d des Bolzens 5. In der zweiten Phase des Befestigens erfolgt dann eine Warmverformung bzw. Nietung des äußeren Endes 5 b des Bolzens auf der Außenseite des Gehäuses 1. Dieses äußere Ende 5 b wird dabei so verformt, daß eine Art Nietkopf gebildet wird, der gemäß Fig. 2 vollständig in einer Einsenkung 1 b

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des Loches 1 a liegt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und k ist der Bolzen 5 zunächst konisch angespitzt. Das äußere Ende 5 b des Bolzens 5 kann zunächst flach oder gegebenenfalls auch konisch ausgebildet sein und bildet nach der Verformung einen Kopf, der in diesem Falle nur zum Teil in der Einsenkung 1 b eingebettet ist.

Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in

beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

- Zusammenfassung -

Leerseite

Claims

Ansprüche

Vorrichtung zum Befestigen von Polmassen im Gehäuse einer sich drehenden elektrischen Maschine, insbesondere einer Gleichstrommaschine für Kraftfahrzeuge und insbesondere eines elektrischen Anlassers, dadurch gekennzeichnet, daß jede Polmasse (2) im Gehäuse (1) mittels mindestens eines glatten Bolzens (5) befestigt ist, der ein radiales Loch (1 a) im Gehäuse (1) durchsetzt, und daß sein inneres Ende (5 a) mit der Polmasse (2) verschweißt und sein äußeres Ende (5 b) mit dem Gehäuse (1) vernietet ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende (5 a) des Bolzens (5) elektrisch auf den Rücken der Polmasse (2) aufgeschweißt ist, während das äußere Ende (5 b) des Bolzens (5) vzw. warm bei der Außenseite des Gehäuses (1) in Form eines Kopfes ausgeschmiedet ist, und daß für diese Befestigung vorzugsweise in einem einzigen Arbeitsgang eine sogenannte Schweißpresse vorgesehen ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Rücken der Polmasse (?.) im Bereich der Schweißzone (8) eine insbesondere sack-

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lochartige Vertiefung (6) für das innere Ende (5 a) des Bolzens (5) vorgesehen ist.

A. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (6) in der Polmasse (2) einen Durchmesser (D) hat, der größer ist als der Außendurchmesser (d) des Bolzens (5).

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend vom Boden der Vertiefung (6) der Polmasse (2) eine etwa kegelförmige, nach außen sich konisch verjüngende Anformung (6 a) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (5) am inneren Ende (5 a) konisch ausgebildet ist. j

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch (1 a) des Gehäuses (1) außenseitig eine Ansenkung (1 b) zum zumindest teilweisen Aufnehmen des während des Wamrnietens des Bolzens (5) gebildeten Kopfes (5 b) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (5) aus einer härteren Stahlsorte besteht als die Polmasse (2).

9. Verfahren zum Befestigen von Polmassen bzw. Polschuhen am Gehäuse insbesondere eines elektrischen Anlassers, wobei ein Bolzen mit dem Gehäuse vernietet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (5) zunächst mit einem Ende an der Polmasse angeschweißt und anschließend mit seinem anderen Ende am Gehäuse (1) ernietet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbinden des Bolzens (5) mit der Polmasse einerseits und dem Gehäuse (1) andererseits in einem etwa kontinuierlichen insbesondere elektrischen Schweißpreßverfahren erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 1o, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen durch ein Loch (1a) des Gehäuses hindurchgesteckt, dann mit dem innerseitig im Gehäuse gegengehaltenen Polschuh (2) verschweißt und anschließend außenseitig am Gehäuse insbesondere zu einem Nietkopf verformt wird.

- Beschreibung -