电机及其安装方法

专利名称：电机及其安装方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的用于起动内燃机的电机，尤其是发电机或例如起动机的起动装置。此外本发明还涉及一种根据权利要求9的前序部分所述的安装用于起动内燃机的电机、尤其是发电机或例如起动机这样的起动装置的方法。
背景技术：
本发明根据各独立权利要求的主题部分所述分别涉及一种用于起动特别是机动车或商用车的内燃机的起动机，特别是同轴式起动机，以及用于两个部件之间的传递力的插拔连接装置，例如用于固定已套在相应的轴上的小齿轮的插接小齿轮连接装置。本发明的主题是用于带有内燃机的车辆的起动机和启动器，而所述起动机和启动器包括带有电枢和转换器的电机，其中电枢具有带有相应电枢轴承的电枢轴。特别是本发明的内容还有载重货车-起动机，其带有电动机和啮合系统，例如悬臂式起动机或开口式起动机的类型。从现有技术中已知用于带有内燃机的车辆的带有起动继电器的启动器，这些启动器一般包括用于驱动内燃机的直流电动机。已知的起动装置包括带有以间隙支承的、可旋转的小齿轮的自由轮传动机构。用于轿车和商用车的相应的起动机一般是已知的。它们具有套装在小齿轮轴上面的起动小齿轮，其通过形状配合连接的连接部，特别是借助于细齿槽连接部的方式，由小齿轮轴驱动。此种起动机例如是悬臂式起动机。特别是在针对起-停-应用的起动机中，也可以针对所谓的开口式起动机使用 这种插接小齿轮。此种起动小齿轮的轴向固定一般通过锁紧涨圈或通过锁紧涨圈和止动环的组合来实施。安装时，此种小齿轮克服压力弹簧而安插在小齿轮轴上面，并且随后安装锁紧涨圈，这样所述压力弹簧朝锁紧涨圈推小齿轮。所述小齿轮的弹簧加载在此改善啮合特性并减小小齿轮和齿圈端面侧的磨损。此外还已知此种连接可借助于卡口式连接装置实现。为了保证所述卡口式连接装置不会意外松开，设有相应的轴向路径限制器。它在已知的解决方案中构造为U型垫片，其在完成连接后，轴向地在需要连接的部分之间被插在所述小齿轮轴上。在小齿轮轴的转数很高的情况下，则由于垫片的非对称造型产生不平衡度。此外所述垫片有时会由于小齿轮或从动轴的高转数而脱落，这样就不再有更稳定的轴向路径限制，并且所述卡口式连接装置可能意外地松开。

发明内容
相对于现有技术而言，具有相应的独立权利要求以及并列的权利要求所述特征的、依据本发明的电机和依据本发明的安装电机的方法具有如下优点，即在用于起动内燃机的电机中，特别是发电机或例如起动机这样的起动装置中，而所述电机包括插拔连接装置，特别是插接小齿轮连接装置，用于两个部件的传递力的连接，所述插拔连接装置带有具有轴向路径限制器的卡口式连接装置以避免卡口式连接装置的意外松开，其中规定，这样的轴向路径限制器具有至少用于在径向锁定轴向路径限制器的器件以阻止轴向路径限制器的意外松开。由于径向固定，轴向路径限制器在径向上的松开得以避免。因此也避免了卡口式连接装置意外打开，这样可以实现更保险的插拔连接装置。通过从属权利要求中列举的措施可以对独立权利要求和并列权利要求中给出的装置进行有利地改进和优化。在一种实施方式中规定，所述器件包括至少一个在插拔连接装置的两个部件中的第一部件上、特别是在小齿轮轴上的固定部，而所述小齿轮轴也被称作驱动轴或从动轴，并且其上安插有插拔连接装置的两个部件中的第二部件，特别是小齿轮。通过该固定部可以简单方式确保轴向路径限制器不会意外地松开。所述固定部例如以材料连接、传力连接和/或形状配合连接的方式构造。所述固定部优选被构造为材料连接的，例如被构造为所述轴向路径限制器在第一部分上的焊接部或粘接部。所述固定部优选地被构造为通过轴向路径限制器补偿或避免不平衡度。另一个实施方式规定，所述器件包括在插拔连接装置的第二部件上，特别是在小齿轮上的至少一个固定部，而所述第二部件套装在插拔连接装置的第一部件，特别是从动轴上。所述固定部例如以材料连接、传力连接和/或形状配合连接的方式构造。所述固定部优选为材料连接的形式，例如构造为所述轴向路径限制器在第一部分上的焊接部或粘接部。所述固定部优选地被构造为通过轴向路径限制器补偿不平衡度。所述轴向路径限制器优选地设置在小齿轮的远离驱动轴的区段上，也就是设置在与驱动轴的端面相邻的或在驱动端轴承侧的区段上。本发明的另一个实施方式规定，所述器件在第二部件上包括延伸到用于第一部件的容纳腔中的并且由此限定该容纳腔的、位于内部的止挡。所述第一部件，例如驱动轴或从动轴在安装时被插入到第二部件、例如小齿轮的容纳腔中。在该处轴被旋转并且在与插入方向相反的方向上抽出，这样卡口式连接装置起作用。为防止所述插拔连接装置松开，通过轴向路径限制器闭锁轴向路径。这种闭锁通过位于内部的止挡实现。它可以如此设置在容纳腔内，使得第一部件，例如从动轴，不能在沿轴向在插入方向上移动。例如将止挡构造为在容纳腔内延伸的圆柱销。另一个实施方式还规定，所述器件在第二部件上具有容纳部，而位于内部的止挡至少部分容纳在所述容纳部中。为将止挡固定在其位置上，设计一个相应的容纳部。所述容纳部与止挡共同作用，从而使所述止挡至少在轴向上固定。在一个实施方式中将所述止挡此外还在另一个方向上固定，从而保证所述止挡的安全地固定。所述止挡和与相应的容纳部优选在横向上延伸，优选地与轴向垂直，优选地在径向上。因此还规定，也要在径向上锁定所述止挡。此外，在一个实施方式中规定，所述器件在第二部件上具有用于固定止挡的固定部。优选在容纳部的区域内实现对止挡的固定。在一个实施方式中，所述止挡通过压配合的方式固定在容纳部内。在另一个实施方式中，所述止挡通过变形、焊接、粘接或附加的固定方式被材料连接、传力连接和/或形状配合连接地固定在容纳部内。所述附加的固定方式例如通过限定容纳部的、附加的部件，例如套筒、柱塞等构造而成。在另一个实施方式中规定，所述止挡构造为至少一个横向销，其横向于插拔连接装置的轴向延伸方向对准。 所述止挡优选构造为横向销，例如横向延伸或被横向容纳的圆柱销。与之相配的容纳部被相应地构造为圆柱孔。在优选的实施方式中，所述圆柱孔在横向上，优选地沿径向贯穿整个小齿轮直至其外侧表面。在另一个实施方式中，所述圆柱孔从容纳腔内向外延伸地被实施为盲孔。而再一个实施方式规定，所述器件构造为可以改变的器件，尤其是可以变形的和/或可以伸缩的器件，或者包括可以变形的和/或可以伸缩的器件。可变形的器件例如通过可变形的材料或通过长度可变的止挡实现。例如在第一部件(例如小齿轮轴)的伸入容纳腔的端部上设置止挡，其中所述止挡可以伸缩，这样它就能在容纳部中延伸。在另一个实施方式中，所述止挡受离心力控制并且只有在旋转时才延伸至容纳部内。在又一个实施方式中，所述止挡可以发生形变，例如塑性变形，这样所述止挡被压入容纳腔中并且在该处由于弹性的变形部分而被压靠容纳部的侧壁且被止动在该处。本发明涉及用于起动内燃机的电机，尤其是安装发电机或例如起动机这样的起动装置，所述电机包括用于两个部件传递力的连接、特别是插接小齿轮连接的插拔连接装置，该插拔连接装置具有卡口式连接装置，其具有轴向路径限制器以防止卡口式连接装置的意外松开，用于安装着电机的方法包括将轴向路径限制器设置在插拔连接装置上的步骤，而相对于现有技术而言，具有相应的独立权利要求或并列权利要求所述特征的、依据本发明的方法具有如下优点，即规定了至少在径向上锁定轴向路径限制器，从而避免轴向路径限制器的意外脱落。第一部件被插入第二部件的容纳腔内，被旋转并在与插入方向相反的方向上从容纳腔中抽出直至到达止挡。插拔连接装置或卡口式连接装置的松开就是与插入运动相反的运动。为此第一部件首先要在与插入方向相反的方向上移动。如果闭锁这一路径，则这种连接无法松开。为防止意外的脱开，设计有轴向路径限制器。构造卡口式连接装置后，所述轴向路径通过安置轴向路径限制器而被限定。因此在运行时，所述轴向路径限制器不会脱落，而是能至少在径向上被锁定。这可通过粘接、焊接等方式实现。与此相应的是，一种实施方式规定，即所述固定包括借助于至少用于径向锁定的器件将轴向路径限制器固定在插拔连接装置上的步骤。这种固定优选地在插入在容纳腔中的第一部分的端部上 实现。优选地在这一区域内设计止挡。所述止挡在此与用于止挡的容纳部一起作用，这样能在径向和轴向上固定所述止挡。所述容纳部被实施为例如小齿轮内的横向孔，而所述止挡至少部分伸入该容纳部。在横向孔内例如附加地固定所述止挡，特别是通过变形或设置例如胶黏剂这样的固定器件。


本发明的实施例在附图中示出，并在下述说明中进行详细阐述。其中:图1以横向剖视图示出了被构造成起动装置的电机；图2 以横向剖视图示出了第一状态下的小齿轮在从动轴上的、构造为卡口式连接装置的插拔连接装置，其具有轴向路径限制器的第一实施方式；图3 以横向剖视图示出了第二状态下的小齿轮在从动轴上的、构造为卡口式连接装置的插拔连接装置，其具有轴向路径限制器的第二实施方式；图4以横向剖视图示出了根据图3的轴向路径限制器的实施方式的放大示图；图5以横向剖视图示出了轴向路径限制器的另一个实施方式的放大示图；图6以横向剖视图示出了轴向路径限制器的另一个实施方式的放大示图7以横向剖视图示出了轴向路径限制器的另一个实施方式的放大示图；图8示意性地以横向剖视图和纵向视图示出了在第一安装状态下的根据图3的实施例；图9示意性地以横向剖视图和纵向视图示出了在第二安装状态下的根据图8的实施例；图10示意性地以横向剖视图和纵向视图示出了在第三安装状态下的根据图8的实施例；图11示意性地以横向剖视图和纵向视图示出了在第四安装状态下的根据图8的实施例；图12示意性地以横向剖视图和纵向视图示出了在第五安装状态下的根据图8的实施例；图13以横向剖视图示出了带有容纳部的小齿轮；以及图14以立体图示出了根据图13的小齿轮。
具体实施例方式图1以横向剖视图示出了被构造为起动装置的电机100，该电机具有继电器42，其也实施为配电继电器或接通继电器。电机的壳体10包括圆柱形的壳体件11和盖13,它们通过未进一步示出的螺钉相互连接。圆柱形的壳体件11在后面通过盖13封闭，在盖13的中间部分形成一个指向 外的轮毂。支承部位位于在该轮毂中，起动电动机18的电枢轴17的后端部17a支承在该支承部位中，起动电动机的电枢用19表不。沿径向在电枢19的外部，在壳体件11的壁上设有起动电动机18的多个(永)磁体。电枢轴17的前端部以在直径上减小的端部区段22支承在同轴延伸的、未进一步示出的从动轴24的盲孔23中。从动轴24的另一端部支承在封闭壳体件11的轴承盖25和形成在该轴承盖25上的轮毂26中。电枢轴17在其靠近轴承盖25的端部附近具有齿部28 (太阳轮)，行星轮29接合在该齿部28中，该行星轮还与行星齿轮传动装置31的位于外部的、固定的齿圈30啮合(=中间轴)。行星架12驱动从动轴24，在该从动轴24上布置有自由轮机构33，其内圈34具有突起部35 (小齿轮)，在该突起部上构造有外齿部36。自由轮机构33的外圈37通过大节距螺纹38与从动轴24连接。所谓的啮合弹簧39作用在该外圈上。通过自由轮机构33的轴向移动，外齿部36可为了起动过程的目的与内燃机的齿圈40接合。这借助于(接通)继电器42发生，在该接通继电器中，在接通电流时电磁衔铁通过突起部43使杆件44摆动，该杆件通过位于盘片46之间的滑槽45向左移动自由轮机构33。杆件44被构造成双臂式，并且借助于枢轴48可摆动地布置在与壳体固定的轴承49中。仅简短地讨论这个过程，因为这对于本发明并不重要。该电枢轴17在靠近其后部轴承侧的端部17a上通过止动装置在轴向上固定。在盖13上设有电刷板53，该电刷板与盖13螺接。该电刷板53—体式形式。在该电刷板上固定有特别地由塑料制成的电刷架，在该电刷架中设有碳，碳在弹簧压力作用下贴靠在换向器63上，该换向器设置在电枢轴17上。碳通过连接绞线与电缆接头套管连接，该电缆接头套管与接通继电器42的触头68连接。绞线穿过在壳体件11中布置在孔中的密封件70。电刷板53通过螺钉62固定在盖13上。
图2至14以不同视图和不同的详细程度示出被构造为小齿轮35的第一部件与被构造为小齿轮轴或从动轴24的第二部件的被构造为卡口式连接装置210的插拔连接装置200。所述小齿轮35在此与自由轮机构33的内圈34 —体式构造。针对其他描述，在此使用小齿轮35的概念。相同或相似部件使用同一个附图标记表示。出于简明清楚的原因，在此省去对已描述部件的详细说明。图2以横向剖视图示出了小齿轮35在从动轴24上面的被构造为卡口式连接装置210的插拔连接200，其带有轴向路径限制器220的第一实施方式，而所述轴向路径限制器带有至少用于径向锁定轴向路径限制器220的器件300。箭头A表示轴向。所述轴向路径限制器220包括两个U型垫片221，其在从动轴轴肩24a上被沿周向套装到从动轴24上。此处借助于焊接在从动轴24上设置固定部310作为用于径向锁定的器件300。通过这一方式有效地防止两个垫片221在径向上脱落。所述垫片221自从动轴24开始在径向上延伸，使得它们能够达到与所述小齿轮35的止动面35a接触。所述垫片221的宽度被设置为，以使得所述小齿轮35的轴向路径相对于从动轴24受限，这样所述卡口式连接装置210不能打开并且所述从动轴24不能从容纳腔240中移动出来。所述固定部310被构造为，使得其能够补偿旋转非对称的这些垫片221的不平衡度。图3以横向剖视图示出了处于第二状态下的小齿轮35在从动轴24上面的被构造为卡口式连接装置210的插拔连接装置200，其带有轴向路径限制器220的第二实施方式。所述轴向路径限制器220在此构造为圆柱销222。所述器件300包括容纳部320，该容纳部被构造为穿过容纳腔24 0的横向孔321并且所述容纳部与所述圆柱销222共同作用。由此，不再是在从动轴轴肩24a、轴向路径限制器220和止动面35a之间，而是在从动轴24的端面和轴向路径限制器220 (准确地说是圆柱销222)之间实现限定轴向路径的止挡。在所述止挡上产生的止挡力通过圆柱销222传递到横向孔壁部上。所述器件300在图4至图7中得以更详细地描述。图4以横向剖视图示出了根据图3所示的轴向路径限制器220的实施方式的放大视图。所述轴向路径限制器220在此构造为圆柱销222。所述器件300 —方面包括横向孔321，所述横向孔一方面形成针对圆柱销222的轴向固定部。所述孔另一方面包括在此被构造为压配合部311的固定部310。通过这个压配合部311以传力连接的方式确保所述圆柱销222不做径向移动。图5以横向剖视图示出了所述轴向路径限制器220的另一个实施方式的放大示图。这一结构基本上与图4所示结构一致，但所述固定部310在此被构造为机械变形部312。此处的横向孔321发生机械变形，这样在径向上锁定所述圆柱销222。在另一个实施方式中，例如该圆柱销222发生机械形变，或该圆柱销222和横向孔321均发生机械形变。图6以横向剖视图示出了所述轴向路径限制器220的另一个实施方式的放大示图。在此，除了与图4以及图5中的相同实施以外，在该实施方式中径向的固定部310通过附加的部件313替代通过变形部312而实现。所述附加的部件313在此构造为设置在横向孔312上的套筒或环313a。图7以横向剖视图示出了所述轴向路径限制器220的另一个实施方式的放大示图。这一结构基本与根据图6所示结构一致，但附加部件313被构造为柱塞313b，其沿径向封闭横向孔321。如此构造器件300，使得它避免或至少减小插拔连接装置200的不平衡度。相应地校正所述器件300的重量分配。所述器件300优选地构造为至少轴对称，进一步优选地构造为围绕轴向A的旋转对称。图8至图12示出用于制造卡口式-插拔连接装置200、210的不同步骤。图8示意性地以横向剖视图和纵向视图示出了在第一安装状态下的根据图3的实施例；在这一状态下或步骤中，所述从动轴24部分插入容纳腔240中，其中小齿轮35和从动轴24并未彼此沿轴向抵靠。所述横向孔321和容纳腔240不是通过轴向路径限制器220封闭。所述小齿轮35的导向兀件35b构成内部导向路径35c。所述从动轴24的导向兀件24b构成配对导向路径24c。配对止挡24d分别交替地限定配对导向路径24c，这样配对导向路径24c朝小齿轮35的方向打开并且相邻的配对导向路径24朝小齿轮35的方向被闭锁。设计旋转路径24e，从而使得配对导向路径24c在横向上，也就是沿周向彼此连接。在所示步骤中，所述导向元件35b在配对止挡24d之间滑到配对导向路径24c中，这样导向路径24c和35c共同作用。在此，所述导向路径35c相互之间的间隔是所述配对导向路径24c之间间隔的两倍。图9示出图8所示实施例在第二安装状态下或第二步骤中的横向剖视图和纵剖面图。在这一步骤中，如此将所述从动轴24插入容纳腔240中，使从动轴24轴向上的前端部在径向上闭锁横向孔321。在此,小齿轮轴肩35a和轴的轴肩24a彼此相邻。所述导向兀件35b可以在周向上沿着周向上的旋转路径24e运动。图10示出这种旋转。图10示意性地以横向剖视图和纵向视图示出了在第三安装状态下的根据图8所示的实施例，在此安装状态下所述从动轴24相对于小齿轮35在周向上围绕轴向A旋转。为此，所述导向元件35b沿着旋转路径24e运动直至其接合到下一个配对导向路径24c。下一个或相邻的配对导向路径24c在与插入方向相反的方向上通过配对止挡24d限定。图11示出所述导向元件35b在相 对止挡24d方向上的运动。图11示意性地以横向剖视图和纵向视图示出了在第四安装状态下的根据图8所示的实施例，在此安装状态下所述导向元件35b沿着配对导向路径24c朝配对止挡24d的方向运动。与之相应的是，所述从动轴24在与插入方向相反的方向上运动,直至横向孔321被打开。如果横向孔321打开，则如图12所示嵌入轴向路径限制器220。图12示意性地以横向剖视图和纵向视图示出了在第五安装状态下的根据图8所示的实施例，在此安装状态下嵌入了轴向路径限制器220。所述轴向路径限制器220被构造为位于横向孔321内的圆柱销221。如此固定的圆柱销221阻止所述从动轴24在插入方向上的运动，从而安全地锁止卡口式连接装置221。图13以横向剖视图示出了带有容纳部320和容纳腔240的小齿轮35。所述容纳部320在径向方向上穿透所述小齿轮35和容纳腔240，其中所述容纳腔240通过横向孔321在轴向上被分为两部分。所述容纳腔240的从横向孔321沿轴向A至远离从动轴的端部的部分是打开卡口式连接装置210所必需的，而且它由此也基本上与所述导向路径35c轴向
长度一致。图14示出了根据图13所示的小齿轮35的立体图。在此清晰可见横向孔321的布置。它在中央沿径向延伸穿过小齿轮35。
权利要求
1.用于起动内燃机的电机(100),特别是发电机或起动装置,如起动机,所述电机包括用于两个部件的传递力的连接的、带有卡口式连接装置(210)的插拔连接装置(200)，所述卡口式连接装置具有轴向路径限制器(220)，用于防止所述卡口式连接装置(210)的意外松开，其特征在于，所述轴向路径限制器(220)具有至少用于径向锁定轴向路径限制器(220)的器件(300)，以避免所述轴向路径限制器(220)的意外松开。
2.根据权利要求I所述的电机(100)，其特征在于，所述器件(300)包括在插拔连接装置(200)的两个部件中的第一部件上的至少一个固定部(310)，在所述第一部件上套装有插拔连接装置(200)的两个部件中的第二部件。
3.根据权利要求I或2所述的电机(100)，其特征在于，所述器件(300)包括在插拔连接装置(200)的第二部件上的至少一个固定部(310)，所述第二部件套装在所述插拔连接装置(200)的所述第一部件上。
4.根据权利要求I至3中任一所述的电机(100)，其特征在于，所述器件(300)在所述第二部件上包括延伸到用于第一部件的容纳腔(240)内并且由此限定所述容纳腔(240)的、位于内部的止挡。
5.根据权利要求I至4中任一所述的电机(100)，其特征在于，所述器件(300)在所述第二部件上具有容纳部(320)，位于内部的止挡至少部分地容纳在所述容纳部中。
6.根据权利要求I至5中任一所述的电机(100)，其特征在于，所述器件(300)在所述第二部件上具有用于固定所述止挡的固定部(310)。
7.根据权利要求I至6中任一所述的电机(100)，其特征在于，所述止挡为至少一个横向销，所述横向销横向于所述插拔连接装置(200)的轴向延伸方向对准。
8.根据权利要求I至7中任一所述的电机(100)，其特征在于，所述器件(300)是能够改变的器件，特别是能够变形的和/或能够伸缩的器件。
9.用于安装一种用于起动内燃机的电机(100)，特别是发电机或如起动机的起动装置的方法，所述电机包括用于两个部件的传递力的连接的、带有卡口式连接装置(210)的插拔连接装置(200)，所述卡口式连接装置具有轴向路径限制器(220)，用于避免所述卡口式连接装置(210)的意外松开，所述方法包括将轴向路径限制器(220)设置在插拔连接装置(200)上的步骤，其特征在于，至少在径向上锁定所述轴向路径限制器(220)，以避免所述轴向路径限制器(220)的意外松开。
10.根据权利要求9所述方法，其特征在于，所述固定包括将所述轴向路径限制器(220)通过至少用于径向锁定的器件(300)固定在插拔连接装置(200)上的步骤。
全文摘要
本发明的内容涉及电机及其安装方法，具体提出一种用于起动内燃机的电机(100)，特别是发电机或如起动机的起动装置，所述电机包括带有卡口式连接装置(210)的插拔连接装置(200)，尤其是插接小齿轮连接装置，所述卡口式连接装置具有轴向路径限制器(220)，用于避免卡口式连接装置(210)的意外打开，其中所述轴向路径限制器(220)具有至少用于径向锁定所述轴向路径限制器(220)的器件(300)，以避免所述轴向路径限制器(220)的意外松开。本发明还涉及一种用于安装电机(100)的方法。
文档编号F02N15/02GK103256164SQ20121059940
公开日2013年8月21日 申请日期2012年12月28日 优先权日2011年12月29日
发明者B·赖策, R·斯科萨托, M·塔尼卡瓦, A·加尔哈多, O·科佐, F·索察, J·博雷斯, S·卡斯克 申请人:罗伯特·博世有限公司