位移電磁體、電機和用于制造位移電磁體的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有用于起動內(nèi)燃機的起動繼電器(13)的電機(100)，如發(fā)電機或起動裝置或起動機，該電機包括至少一個磁體，本發(fā)明還涉及一種用于制造特別是用于起動內(nèi)燃機的起動繼電器(42)的位移電磁體的方法，在該位移電磁體中設(shè)有至少一個具有至少一個第一導電繞組(421)和至少一個第二導電繞組(422)的線圈，其中導電繞組(421、422)圍繞線圈架(423)纏繞，其中，導電繞組(421、422)或形成導電繞組(421、422)的導線平行地圍繞線圈架(423)纏繞，從而在一個制造工序中進行纏繞。
【專利說明】位移電磁體、電機和用于制造位移電磁體的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于制造特別是用于起動內(nèi)燃機的起動繼電器的位移電磁體(elektrischer Hubmagnet)的方法，在該位移電磁體中設(shè)有至少一個具有至少一個第一導電繞組和至少一個第二導電繞組的線圈。
[0002]本發(fā)明還涉及一種根據(jù)權(quán)利要求9的前序部分所述的特別是用于電機的位移電磁體，所述電機例如是具有用于起動內(nèi)燃機的起動繼電器的起動機。
[0003]本發(fā)明還涉及一種根據(jù)權(quán)利要求10的前序部分所述的具有用于起動內(nèi)燃機的起動繼電器的電機，例如發(fā)電機或起動裝置或起動機。

【背景技術(shù)】
[0004]本發(fā)明基于根據(jù)獨立權(quán)利要求所述的一種具有起動機或起動馬達的系統(tǒng)以及一種具有起動繼電器的起動機。
[0005]本發(fā)明的主體是用于具有內(nèi)燃機的機動車輛的起動機和起動器，特別是應(yīng)用在起動機中的起動繼電器。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)公開了具有用于帶有內(nèi)燃機的機動車輛的起動繼電器的起動器，其通常包括用于驅(qū)動內(nèi)燃機的直流電動機。
[0007]在這種起動機或起動馬達中，例如具有相應(yīng)繼電器的繼電器-叉形桿系統(tǒng)用于到齒圈中的嚙合或上升。在行程、也稱為間隔、或更準確地稱為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)地通電來進行。在通電時，和磁芯共同作用的開關(guān)軸軸向地朝觸點方向運動或從觸點移開?；蛘邠Q句話說，在車輛起動機中使用繼電器以激發(fā)起動小齒輪的軸向運動并且連通主電路電流的電觸點。這種繼電器具有包括兩個繞組的線圈。在“吸引電樞”的接通狀態(tài)下給兩個繞組通電。在“保持電樞”的狀態(tài)下僅對所謂的保持繞組通電。另一個繞組稱為拉動繞組或吸引繞組。兩個繞組通常在兩個制造工序中重疊地、即層狀地纏繞在同一個繞組支架上。
[0008]DE 10 2006 033 174 Al公開了一種具有電磁驅(qū)動器的管狀線圈支架的線圈結(jié)構(gòu)，特別是一種二級繼電器。該線圈結(jié)構(gòu)包括一個保持繞組和一個吸引繞組。線圈支架在其一個端部上具有第一擋止并且在其另一個端部上具有第二擋止。保持繞組設(shè)置在兩個擋止之間。第一擋止在其遠離第二擋止的一側(cè)上具有用于容納吸引繞組的軸向凹空部。對此，導體設(shè)置在不同的位置上并且由此需要相對大的結(jié)構(gòu)空間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]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)利要求的特征的根據(jù)本發(fā)明的位移電磁體、根據(jù)本發(fā)明的起動裝置和根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)勢在于，在用于制造特別是用于起動內(nèi)燃機的起動繼電器的位移電磁體的方法中，在該位移電磁體中設(shè)有至少一個具有至少一個第一導電繞組和至少一個第二導電繞組的線圈，其中這些導電繞組圍繞線圈架纏繞，導電繞組或形成導電繞組的導線平行地圍繞線圈架纏繞，因此在一個制造工序中進行纏繞。由此簡化了線圈的制造過程。同時，借助這種纏繞改善了繼電器線圈中損耗功率的排放，由此改善了線圈作用區(qū)域。此外，通過經(jīng)這樣纏繞的線圈避免了如特別是在重疊地纏繞雙線圈而沒有中間薄膜的情況下可能出現(xiàn)的損壞并且改善了可靠性。
[0010]通過從屬權(quán)利要求中描述的措施可以有利地擴展和改進獨立權(quán)利要求以及并列的權(quán)利要求中所給出的裝置。
[0011]在另一個實施方式中，兩個或所有的導電繞組同時圍繞線圈架纏繞。對此，這兩個導電繞組至少逐段地同時圍繞線圈架纏繞。
[0012]另一個實施方式相應(yīng)地規(guī)定，兩個或所有的導電繞組在時間上相互錯開地圍繞線圈架纏繞。在時間上錯開在本發(fā)明的原則中包括一個導電繞組或?qū)Ь€的纏繞起點和/或纏繞終點與另一個導電繞組在不同的時間點上發(fā)生。也可以不同的速度進行纏繞。由此不僅能夠?qū)崿F(xiàn)具有相同匝數(shù)和/或具有相同的導線長度或?qū)Ь€幾何形狀的繞組，而且也可以實現(xiàn)具有不同匝數(shù)和/或不同的導線長度或?qū)Ь€幾何形狀的繞組。
[0013]在另一個實施方式中，兩個或所有的導電繞組特別是以不同的纏繞工具彼此獨立地纏繞。以這種方式能夠?qū)崿F(xiàn)各種導電繞組的任意纏繞方式。
[0014]還有另一個實施方式規(guī)定，兩個或所有的導電繞組特別是借助一個纏繞工具一起纏繞。對此，在一個實施方式中為每個纏繞成導電繞組的導線提供自己的纏繞工具。在另一個實施方式中為至少兩個導線提供一個共同的纏繞工具。
[0015]而另一個實施方式在于，至少兩個彼此不同的導電繞組圍繞線圈架纏繞。在一個實施方式中，兩個相同的導電繞組圍繞線圈架纏繞。對此，用于形成各個導電繞組的導線具有相同的幾何參數(shù)，即長度、直徑、形狀和/或相同的圈數(shù)或匝數(shù)。在另一個實施方式中，在有至少兩個繞組的情況下，導線或?qū)щ娎@組的至少一個上述參數(shù)不同。
[0016]相應(yīng)地，在一個實施方式中規(guī)定，至少兩個所述導電繞組以不同的匝數(shù)圍繞線圈架纏繞。在一個實施方式中，導電繞組以相同的匝數(shù)纏繞。
[0017]在一個實施方式中也規(guī)定，至少兩個所述導電繞組在圍繞線圈架纏繞之前相互連接并且之后圍繞線圈架纏繞。例如在導線起點或?qū)Ь€終點至少逐段地進行連接，必要時也可以在導線起點和導線尾端之間逐段地進行連接。因此，導線共同地、即同時和/或平行地、優(yōu)選通過一個工具圍繞線圈架纏繞。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的特別是用于如具有用于起動內(nèi)燃機的起動繼電器的起動機的電機的位移電磁體包括至少一個具有至少一個第一導電繞組和至少一個第二導電繞組的線圈，其中這些導電繞組圍繞線圈架纏繞，其中所述線圈根據(jù)上述方法制成，該位移電磁體具有這樣的優(yōu)勢，即，位移電磁體可更快且費用更少地制成并且改善了熱量排放。線圈具有至少兩個導電繞組。這些導電繞組平行地纏繞在線圈架上，從而不構(gòu)成導線層，而是這些導電繞組也能夠位于一個平面或?qū)又小?br> [0019]根據(jù)本發(fā)明的具有用于起動內(nèi)燃機的起動繼電器的電機，如發(fā)電機或起動裝置或起動機，該電機包括至少一個磁體，其中該磁體構(gòu)造為上述的位移電磁體。由此能夠?qū)崿F(xiàn)一種電機，該電機即使在轉(zhuǎn)換繼電器具有較長接通時間的情況下也具有可靠的功能以及改善的散熱效果。
[0020]在一個實施方式中，多個、特別是兩個導電繞組圍繞共同的鐵心纏繞。這些導電繞組各包括一個具有這樣橫截面的導線。該橫截面可以至少逐段地非旋轉(zhuǎn)對稱地構(gòu)造。在另一個實施方式中設(shè)有至少逐段地旋轉(zhuǎn)對稱的橫截面，例如圓形橫截面或圓環(huán)橫截面。在一個實施方式中導體整個長度上的橫截面構(gòu)造為不變的。在另一個實施方式中橫截面至少逐段地變化。對此橫截面的變化可以是連續(xù)的和/或間斷的或跳躍式的。優(yōu)選的是，導電繞組并非以至少一層第一導電繞組和至少一層第二導電繞組的形式交替層狀地設(shè)置，而是平行地纏繞并從而至少逐段地并排安置。在一個實施方式中不同的導電繞組交替地設(shè)置，即，接在第一繞組導體的旁邊、大約距離線圈架徑向相等的位置是第二繞組導體等。在一個實施方式中導電繞組至少局部互補地設(shè)置，因此兩個導線至少局部地相互嚙合。另外，在另一個實施方式中至少其中一個導線構(gòu)造為通過輥軋變形的一個導線，優(yōu)選兩個或所有導線構(gòu)造為通過輥軋變形的多個導線。該導線可以以不同的方式制造。已經(jīng)證實借助輥軋進行變形是特別有利的制造方式。通過不同的輥軋可靈活調(diào)整地制造出滿足不同的要求的導線。特別地，根據(jù)本發(fā)明的用于制造導線的費用低。這些導線在外側(cè)都具有絕緣體，因此這些導線絕緣地貼靠在相鄰的導線上。
[0021]通過該方法可以根據(jù)需要匹配繼電器的功率。這是必要的，因為繼電器的線圈中的功率損耗是繼電器的重要且限制功能的設(shè)計參數(shù)。主要特點在于能夠推導出線圈的熱量損耗。該關(guān)鍵的線圈通常是保持線圈，因為繼電器的停機時間比繼電器的拉動時間明顯更長。在繼電器接通時流過相當高的電流。在接通繼電器時出現(xiàn)磁感應(yīng)，該磁感應(yīng)強度取決于線圈的匝數(shù)和接通電流。為了避免在斷開時的自動停止，優(yōu)選將拉動繞組和保持繞組實施為具有相同匝數(shù)。在斷開時，拉動繞組和保持繞組相反地接通，由此相互抵消通過兩個線圈所產(chǎn)生的磁場。所述線圈可選地實施為沒有中間薄膜或帶有中間薄膜。優(yōu)選通過同時的纏繞來進行纏繞或纏繞過程。用于拉動繞組和保持繞組的導電繞組的匝數(shù)優(yōu)選相等。通過使用拉動繞組和保持繞組來從保持線圈中對損耗功率進行散熱實現(xiàn)了線圈更好的導熱并由此達到線圈更好的功能。通過避免在兩個線圈之間過渡的過程中造成損害而提高了質(zhì)量。在起動繼電器的勵磁線圈的改進方案中，拉動繞組和保持繞組同時纏繞在線圈架上。由此由拉動線圈和保持線圈形成雙繞組。兩個導電繞組的導電繞組或者導線的端部導線或端部區(qū)段在線圈的起始和末端分開。兩個交錯纏繞的實施為雙線圈的線圈可以具有相同的匝數(shù)或類似的匝數(shù)。繞組線的橫截面在該方法中可以是相同的或者可以將具有不同橫截面的繞組線用于拉動線圈和保持線圈。除了圓形的橫截面可以為繞組線采用任意其他的橫截面，特別是正方形和矩形的橫截面。根據(jù)制造方法、橫截面和所希望的堆積密度可以實施為整齊的繞組或雜亂的繞組。在具有相同匝數(shù)的應(yīng)用情況下可以借助適當?shù)碾p繞組裝置進行纏繞。但是本發(fā)明還包括線圈，在這些線圈中兩個繞組可以以明顯不同的匝數(shù)進行纏繞。對此必要時需要使用合適的纏繞裝置。相應(yīng)地也采用這樣在幾何結(jié)構(gòu)上相匹配的繞組線、例如具有相同或不同的線芯尺寸的矩形線，因此兩個線可以設(shè)置成具有非常高的堆積密度的雙線圈。也可以將多于兩個繞組、即三個或更多的繞組以上述方式交錯地纏繞。在一個實施方式中這些導線通過預制過程已經(jīng)結(jié)合成“雙芯線”并隨之實施為線圈。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]本發(fā)明的實施例在附圖中示出并且在下面的描述中詳細說明。在附圖中:
[0023]圖1示出了具有接通繼電器的起動裝置的橫向剖視圖，
[0024]圖2示出了接通繼電器的橫向剖視圖，以及
[0025]圖3示出了具有兩個導電繞組的線圈架的橫向剖視圖。

【具體實施方式】
[0026]圖1在橫向剖視圖中示出了構(gòu)造為起動裝置的具有起動繼電器42的內(nèi)燃機電機100，該起動繼電器也稱為接通繼電器。電機100的殼體10包括圓柱形的殼體件11和外罩13，該殼體件和外罩通過未進一步示出的螺釘相互連接。圓柱形的殼體件11在后面通過外罩13封閉，指向外的輪轂成型在外罩的中間部分中。軸承支撐架位于輪轂中，電起動馬達18的電樞軸17的后端17a支承在該軸承支撐架中，該電起動馬達的電樞用附圖標記19表示。在電樞19的徑向外部有起動馬達18的多個(永久)磁體20位于殼體件11的壁上。電樞軸17的前端以直徑減小的端部22安置在從動軸24的同軸延伸的未詳細示出的盲孔23中。從動軸24的另一端部安置在封閉殼體件11的軸承端蓋25和成型在其上的輪轂26中。電樞軸17在其靠近軸承端蓋25的端部附近具有齒部28 (太陽輪)，多個行星齒輪29嚙合到該齒部中，這些行星齒輪也和行星齒輪傳動機構(gòu)31的位于外部的固定的內(nèi)齒輪30相嚙合。行星齒輪架12驅(qū)動從動軸24，在該從動軸上設(shè)置有自由輪33，該自由輪的內(nèi)圈34具有構(gòu)造為隆起部的小齒輪35，外齒部36構(gòu)造在該小齒輪上。自由輪33的外圈37也稱為帶動件，該外圈通過多頭螺紋38和從動軸24相連。一個所謂的嚙合彈簧39作用在多頭螺紋上。為了實現(xiàn)起動過程，可以通過自由輪33的軸向移動使外齒部36和內(nèi)燃機的齒圈40相嚙合。這借助于(接通)繼電器42來實現(xiàn)，接通電流時在該繼電器中電樞通過隆起部43使得桿件44偏轉(zhuǎn)，該桿件通過位于兩個輪盤46之間的連桿45向左移動自由輪33。桿件44以兩個臂的形式構(gòu)造并且借助銷48可偏轉(zhuǎn)地設(shè)置在固定在殼體上的軸承49中。電刷板53貼靠在外罩13上，該電刷板和外罩13用螺釘相連。電刷板53以一件式構(gòu)造。特別由塑料構(gòu)成的電刷架固定在該電刷板上，在彈簧壓力的作用下貼靠在換向器63上的碳安置在該電刷架中，該換向器設(shè)置在電樞軸17上。碳通過聯(lián)接用絞線連在電纜接線柱上，該電纜接線柱和接通繼電器42的觸點68相連。絞線穿過在殼體件11中設(shè)置在孔中的密封件70。電刷板53借助螺釘62固定在外罩13上。嚙合路徑110包括桿件44，該桿件移動外圈或帶動件。帶動件37是自由輪組的一部分并且比自由輪33更短。該自由輪是動力傳動裝置120的組成部分。
[0027]構(gòu)造為起動裝置的這種類型的電機100主要用在機動車輛中并且稱為起動機，特別地稱為滑移式螺旋齒輪傳動起動機。構(gòu)造為電機的起動馬達18、傳動機構(gòu)31、特別地以及起動繼電器42、特別是電磁開關(guān)是主要組件。同樣構(gòu)造為電機的起動馬達18借助電樞軸17保持與傳動機構(gòu)31的機械有效連接。借助鄰接在電樞軸17上的分離件(這里未示出)、特別是蓋板或防塵蓋將傳動機構(gòu)31與起動馬達18分開。對此重要的是電樞軸17設(shè)有密封件，該密封件和分離件一起形成可轉(zhuǎn)動的密封。因此，借助本發(fā)明的技術(shù)方案提供了一種布置，在該布置中保護傳動機構(gòu)31以免受到微粒或介質(zhì)的侵入。在內(nèi)燃機的起動過程中，起動馬達18借助電磁開關(guān)短暫地通過齒輪傳動和內(nèi)燃機相連。由于起動馬達18通常具有高的轉(zhuǎn)速以及起動過程需要轉(zhuǎn)矩，所以需要大的傳動比。通過起動器上的小齒輪35、特別是起動小齒輪以及通過所對應(yīng)飛輪的比起動小齒輪相對大的小齒輪來達到所希望的傳動比。起動小齒輪在電樞軸17上可軸向無級地移動并且通過電磁開關(guān)或電磁體與飛輪的齒部相嚙合。然后通過閉合接觸開關(guān)接通起動馬達18，該接觸開關(guān)是各個推移式磁體的電磁開關(guān)的一部分。起動小齒輪配置有自由輪33，該自由輪防止通過起動馬達18的仍然嚙合的起動小齒輪以過高的轉(zhuǎn)速驅(qū)動已起動的內(nèi)燃機并由此使其受到損壞或毀壞。這種起動機通常作為起動馬達18而具有串聯(lián)馬達(Reihenschlussmotor)或永勵馬達。起動馬達18由不可運動的部件、即定子和可旋轉(zhuǎn)安置的部件、即轉(zhuǎn)子構(gòu)成。在本發(fā)明的情況中其為內(nèi)轉(zhuǎn)子式電機，其轉(zhuǎn)子限定起動馬達18的內(nèi)部部分并且其定子限定外部部分。轉(zhuǎn)子具有包括鐵心的線圈，該鐵心也稱為電樞19并且可旋轉(zhuǎn)地安置在定子的極靴之間的磁場中。在起動馬達18中，所謂的場繞組由永久磁體代替，該永久磁體也稱為永磁體。由于永久磁體極為先進，所以可以在用于機動車輛的起動裝置中省去定子繞組。通過換向器63操縱電樞19的線圈、特別是電樞繞組。換向器63例如通過兩個固定的、被壓在和電樞19 一起旋轉(zhuǎn)的磁鼓上的碳刷建立從殼體10到電樞19的繞組的導線連接。磁鼓的表面分割成相互絕緣的換向器片。如通常在直流電動機中一樣，電樞19具有換向器63設(shè)有的換向器片一半數(shù)量的繞組。對此，每個繞組在其端部和兩個彼此相對的換向器片相連。因為對扭矩和電流流動有特殊要求，所以換向器片和對應(yīng)的碳刷之間的橫截面特別寬。在四個碳刷的情況下可以有兩個繞組同時起作用以及在六個碳刷的情況下可以有三個繞組同時起作用。
[0028]根據(jù)位移電磁體的原理構(gòu)造的接通繼電器或者起動繼電器42具有一個位置固定的繼電器繞組，該繼電器繞組和另一個電樞101共同作用。另一個電樞101可軸向移動地安置并且由構(gòu)造為螺旋壓力彈簧的復位彈簧102在接通繼電器42非激勵的狀態(tài)下壓入第一位置。接通繼電器42還包括圍繞共同的鐵心423纏繞的多條導線，這些導線構(gòu)成導電繞組421、422。導體或?qū)Ь€具有在導線長度上不變或可變的橫截面。鐵心423也稱為線圈架423。
[0029]圖2示出了接通繼電器42的橫向剖視圖。在剖視圖中示出了圍繞例如構(gòu)造為鐵心的線圈架423的導電繞組421和422。導電繞組421、422同時圍繞線圈架423纏繞，因此導電繞組421、422并排地設(shè)置并且不是一層一層地重疊。一個導電繞組構(gòu)造為拉動繞組或吸引繞組421。另一個繞組構(gòu)造為保持繞組422。圖3詳細地示出了導電繞組421、422的布置。
[0030]圖3示出了具有兩個導電繞組421、422的線圈架423的橫向剖視圖。導電繞組421和422構(gòu)造為保持繞組422和拉動繞組421。這些繞組在一個工序中相互平行地圍繞線圈架423纏繞，使得這些繞組并排地貼靠在線圈架423的圓周上。導電繞組421、422的橫截面構(gòu)造為彼此不同的。拉動繞組421的導線的橫截面大于保持繞組422的導線的橫截面。兩個橫截面都構(gòu)造為圓形。由于兩種導電繞組421、422同時纏繞并且具有不同的橫截面，所以導電繞組421、422以無序且比現(xiàn)有技術(shù)中通過層狀布置的導電繞組更“雜亂”的布置構(gòu)造。
【權(quán)利要求】
1.用于制造特別是用于起動內(nèi)燃機的起動繼電器(42)的位移電磁體的方法，在所述位移電磁體中設(shè)有至少一個具有至少一個第一導電繞組(421)和至少一個第二導電繞組(422)的線圈，其中所述導電繞組(421、422)圍繞線圈架(423)纏繞，其特征在于，所述導電繞組(421、422)或形成所述導電繞組(421、422)的導線平行地圍繞所述線圈架(423)纏繞，從而在一個制造工序中進行纏繞。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，兩個或所有的所述導電繞組(421、422)同時圍繞所述線圈架(423)纏繞。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，兩個或所有的所述導電繞組(421、422)在時間上相互錯開地圍繞所述線圈架(423)纏繞。
4.按照前述權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，兩個或所有的所述導電繞組(421、422)特別是以不同的纏繞工具彼此獨立地纏繞。
5.按照前述權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，兩個或所有的所述導電繞組(421、422)特別是借助一個纏繞工具一起纏繞。
6.按照前述權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，其特征在于，至少兩個彼此不同的導電繞組(421、422)圍繞所述線圈架(423)纏繞。
7.按照前述權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，至少兩個所述導電繞組(421.422)以不同的匝數(shù)圍繞所述線圈架(423)纏繞。
8.按照前述權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法，其特征在于，至少兩個所述導電繞組(421.422)在圍繞所述線圈架(423)纏繞之前相互連接并且之后圍繞線圈架(423)纏繞。
9.特別是用于如具有用于起動內(nèi)燃機的起動繼電器(42)的起動機的電機(100)的位移電磁體，包括至少一個具有至少一個第一導電繞組(421)和至少一個第二導電繞組(422)的線圈，其中所述導電繞組(421、422)圍繞線圈架(423)纏繞，其特征在于，所述線圈根據(jù)前述權(quán)利要求1至8所述的方法制成。
10.具有用于起動內(nèi)燃機的起動繼電器(42)的電機(100)，如發(fā)電機或起動裝置或起動機，所述電機包括至少一個磁體，其特征在于，所述磁體為根據(jù)權(quán)利要求9所述的位移電磁體。
【文檔編號】H01F41/02GK104252965SQ201410286208
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月26日
【發(fā)明者】R·基米希, E·毛里茨, R·皮爾施, S·萊昂哈特 申請人:羅伯特·博世有限公司