WO2017108424A1 - Coil former device - Google Patents

Coil former device Download PDF

Info

Publication number
WO2017108424A1
WO2017108424A1 PCT/EP2016/080212 EP2016080212W WO2017108424A1 WO 2017108424 A1 WO2017108424 A1 WO 2017108424A1 EP 2016080212 W EP2016080212 W EP 2016080212W WO 2017108424 A1 WO2017108424 A1 WO 2017108424A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
axial portion
spring stiffness
hollow
rotor
profile
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/080212
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Vassilios Sekertzis
Martin Schulz
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2017108424A1 publication Critical patent/WO2017108424A1/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/24—Rotor cores with salient poles ; Variable reluctance rotors
    • H02K1/243—Rotor cores with salient poles ; Variable reluctance rotors of the claw-pole type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/28—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/022—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies with salient poles or claw-shaped poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00—Synchronous motors or generators
    • H02K19/16—Synchronous generators
    • H02K19/22—Synchronous generators having windings each turn of which co-operates alternately with poles of opposite polarity, e.g. heteropolar generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/52—Fastening salient pole windings or connections thereto
    • H02K3/527—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to rotors only
    • H02K3/528—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to rotors only of the claw-pole type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00—Synchronous motors or generators
    • H02K19/16—Synchronous generators
    • H02K19/26—Synchronous generators characterised by the arrangement of exciting windings

Definitions

  • Coil body devices are known from the prior art, which are provided for winding with at least one coil. These bobbin devices typically have a hollow-profile-like region which is rigid and usually also not intended to be compressed in the longitudinal extent of the hollow-profile-like region. In recent years, it is increasingly envisaged that so-called rotor windings or exciter windings of claw pole rotors will also be coupled with the compression of the claw pole boards. In this compacting typically such coil body devices break when they are made of plastic (thermoplastic, thermosetting plastic).
  • the second axial subregion comprises a wavy section in longitudinal section. has.
  • This corrugated section allows for the same material for the bobbin device as a whole, a targeted reduction of the spring stiffness of the second axial portion by a special shape, which is achieved here by the undulating portion.
  • the wave-shaped portion is arranged in a circumferential groove of the pole core of the rotor. It is particularly provided that this circumferential groove is positioned at a very specific point of the pole core.
  • the second axial portion is in the direction of the central axis in a center of the hollow profile-like region.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through an electrical machine, which is designed as an alternating current generator
  • FIG. 2 shows a coil body device in a spatial representation
  • FIG. 3 shows a schematic longitudinal section through a spool device according to the first exemplary embodiment
  • 4 shows the bobbin device according to the first embodiment and its schematic arrangement on a pole core
  • Figure 5 shows a second embodiment of a bobbin device, in which an axial portion with less Federsteifig- speed is arranged eccentrically.
  • FIG. 1 shows a cross section through an electric machine 10, here in the embodiment as a generator or alternator, in particular three-phase alternator for motor vehicles, is shown.
  • This electrical machine 10 has, inter alia, a two-part housing 13, which comprises a first end shield 13.1 and a second end shield 13.2.
  • the bearing plate 13.1 and the bearing plate 13.2 take in and between themselves a so-called stator 16, on the one hand comprises a substantially annular stator iron 17, in which radially inwardly directed, axially extending grooves, a stator winding 18 is inserted.
  • This annular stator 16 surrounds with its radially inwardly directed grooved surface, which is an electromagnetically effective surface 19, a rotor 20 which is formed here, for example, as a claw-pole rotor.
  • the rotor 20 includes, inter alia, two claw pole boards 22 and 23, on the outer circumference of which each claw pole finger extending in the axial direction are arranged as electromagnetically excitable poles 24 and 25. Both claw-pole boards 22 and 23 are arranged in the rotor 20 such that their claw-pole fingers or poles 24 and 25, which extend in the axial direction, alternate with one another on the circumference of the rotor 20. Accordingly, the rotor 20 likewise has an electromagnetically active surface 26. Magnetically required interspaces 21, which are also referred to here as claw pole interspaces, are produced by the poles 24 and 25, which are alternating at the circumference.
  • the rotor 20 is rotatably supported in the respective end shields 13.1 and 13.2, respectively, by means of a shaft 27 and one respective rolling bearing 28 located on each side of the rotor.
  • An axis of rotation is a central axis 29 of the machine 10.
  • the rotor 20 has a total of two axial end faces, on each of which a fan 30 is attached. This fan 30 essentially consists of a plate-shaped or disk-shaped section from which fan blades originate in a known manner.
  • These fans 30 serve, via openings 40 in the end shields 13.1 and 13.2, to allow an exchange of air, for example, from an axial end face of the electric machine 10 through the interior of the electric machine 10 to a radially outer environment.
  • the openings 40 are provided essentially at the axial ends of the end shields 13.1 and 13.2, via which cooling air is sucked into the interior of the electric machine 10 by means of the fan 30.
  • This cooling air is accelerated by the rotation of the fan 30 radially outward, so that they can pass through the cooling air permeable winding overhang 45.
  • the winding overhang (winding head) 45 is cooled.
  • the cooling air after passing through the winding overhang (winding head) 45 or, after flowing around this winding overhang 45, through openings not shown here in this FIG. 14, takes a path radially outwards.
  • FIG. 2 shows a coil body device 60 in a three-dimensional representation.
  • This bobbin device 60 serves to the above-mentioned
  • the bobbin device 60 has a hollow profile-like region 63.
  • This hollow-profile-like region 63 serves to be wound from its outer circumference or circumference 65 with the wire of the field winding 51. The winding is not shown here.
  • the coil body device 60 has, in addition to the hollow-profile-like region 63, in each case a flange 68 or 71, in each case at the axial end of the hollow-profile-like region 63.
  • This flange 68 or 71 extends in each case from the hollow body-like region 63 and the reference to the central axis 29 radially outward.
  • each flange 68 and 71 further extend in each case on the central axis 29 in the direction of a center of the hollow-profile-like region 63 in each case lobes 74 and 77, which are weggesp Sont for winding with the exciter winding 51, ie, that this lobe 74th 77 are either bent into a radial position in a direct extension of the flanges 68 or 71 or, moreover, are deflected slightly further axially outward to the right or to the left.
  • the lap pen 74 and 77 bent back again, so that these lobes 74 and 77, the exciter winding 51 from the outside radially at least partially cover.
  • the hollow profile-like region 63 is designed in this first embodiment according to Figure 2 and Figure 3 and also according to Figure 4 such that it has a first axial portion 80, which also has a certain spring stiffness Cl. With this spring stiffness Cl, a spring stiffness of the first axial portion 80 in the direction of the central axis 29 is meant.
  • This first axial portion 80 extends between the flange 71 and a second axial portion 83, which is arranged in the axial center of the hollow profile-like portion 63 in this embodiment.
  • the second axial portion 83 also has a spring stiffness, which is denoted here by C2.
  • This spring stiffness also relates to a spring rigidity of the second axial portion in the direction of the central axis 29. It is provided on the whole that the spring stiffness C2 of the second axial portion 83 is smaller than the spring stiffness Cl of the first axial portion 80.
  • FIG. 3 shows, in a schematic manner, a longitudinal section through the coil body device 60.
  • the essential content of this illustration refers to the second axial portion 83 and its execution.
  • the second axial portion 83 has a wavy section 89 in longitudinal section. This wavy portion 89 leads to the mentioned lower or lower spring rigidity due to the easier compressibility compared to the first axial portion 80, which is purely cylindrical C2 of the second axial portion.
  • FIG. 4 shows how the bobbin device 60 sits on the rotor 20 or on the pole core 86.
  • the pole core 86 is formed by the fact that on the claw pole 22, a Polkernhquest 89 and on the Claw pole 23 a Polkernhtube 92 is formed.
  • each Polkernhtube 89, 92 to the joint 95 towards each a paragraph 98 and 99, respectively. Since both paragraphs 98 and 99 are arranged at the joint 95 to each other or side by side, these two paragraphs 98 and 99 together form a circumferential groove 101 of the pole core 86.
  • the second axial portion 83 engages with its undulating Section 89 in the circumferential groove 101 of the pole core 86 and is thus arranged in this circumferential groove 101 of the rotor 20.
  • the circumferential groove 101 is thus arranged at a joint 95 at which the two pole core parts 89 and 92 of the rotor 20 adjoin one another or butt against each other. It is thus clear that the second axial portion 83 in the direction of the central axis 29 in a center of the hollow-profile-like portion 63.
  • a step is typically taken in which the two claw-pole plates 22, 23 are compressed until a joint 95, if possible, has a joint dimension of zero.
  • this compression typically the field winding 51 and thus also the bobbin device 60 is axially compressed. While in prior known and used bobbin devices such compression was rarely made, this is now being used more and more often.
  • the second axial portion 83 is there, which has a lower spring stiffness C2 than adjacent or an adjacent axial portion 80.
  • the hollow-profile-like region 63 it is merely provided for the hollow-profile-like region 63 to use a first axial section 80 with a spring stiffness Cl and a second axial section 83 with a second spring stiffness C2. Again, the spring Stiffness Cl, C2 in the direction of the central axis 29 to measure. As can be clearly seen here, the second axial portion 83 is not in the middle in the direction of the central axis 29. Rather, the second axial portion 83 is arranged off-center.
  • the electric machine 10 with the rotor 20 and with the pole core 86 has a coil body device 60 with a field winding 51, as described above.

Abstract

The invention relates to a coil former device (60) for winding with at least one exciter winding (51), which coil former device has a hollow-profile-type region (63), wherein the hollow-profile-type region (63) has a central axis (29) and a periphery (65), and the hollow-profile-type region (63) has a first axial partial region (80) having a spring stiffness (C1) in the direction of the central axis (29), wherein the hollow-profile-type region (63) has a second axial partial region (83), which also has a spring stiffness (C2) in the direction of the central axis (29), wherein the spring stiffness (C2) of the second axial partial region (83) is less than the spring stiffness (C1) of the first axial partial region (80).

Description

Beschreibung  description
Titel title
Spulenkörpervorrichtung  Bobbin unit
Stand der Technik State of the art
Aus dem Stand der Technik sind Spulenkörpervorrichtungen bekannt, die zum Bewickeln mit mindestens einer Spule vorgesehen sind. Diese Spulenkörpervorrichtungen weisen typischer Weise einen hohlprofilartigen Bereich auf, der starr ist und üblicher Weise auch nicht dazu vorgesehen ist, in der Längserstreckung des hohlprofilartigen Bereichs komprimiert zu werden. In den letzten Jahren wird immer öfter vorgesehen, dass so genannten Läuferwicklungen bzw. Erregerwicklungen von Klauenpolrotoren mit dem Zusammenpressen der Klauenpolplatinen ebenfalls konnpaktiert werden. Bei diesem Kompaktieren brechen typischer Weise derartige Spulenkörpervorrichtungen, wenn diese aus Kunststoff (Thermoplast, Duroplast) hergestellt sind. Coil body devices are known from the prior art, which are provided for winding with at least one coil. These bobbin devices typically have a hollow-profile-like region which is rigid and usually also not intended to be compressed in the longitudinal extent of the hollow-profile-like region. In recent years, it is increasingly envisaged that so-called rotor windings or exciter windings of claw pole rotors will also be coupled with the compression of the claw pole boards. In this compacting typically such coil body devices break when they are made of plastic (thermoplastic, thermosetting plastic).
Es ist vorgesehen, eine neue Gestaltung für derartige Spulenkörpervorrichtungen vorzuschlagen, die zusammengepresst werden können, dabei aber nicht brechen. It is envisaged to propose a new design for such bobbin devices that can be compressed but not break.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Dies hat den ersten Vorteil, dass beim Komprimieren dieser Spulenkörpervorrichtung auf dem Klauenpol bzw. dem Klauenpolkern bzw. Polkern der zweite axiale Teilbereich gezielt beansprucht wird und demzufolge dort eine gezielte Komprimierung der Spulenkörpervorrichtung stattfindet. This has the first advantage that when compressing this bobbin device on the claw pole or the claw pole core or pole core of the second axial portion is specifically claimed and therefore there takes place a targeted compression of the bobbin device.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist konkret vorgesehen, dass der zweite axiale Teilbereich einen im Längsschnitt wellenförmigen Abschnitt auf- weist. Dieser wellenförmige Abschnitt ermöglicht bei gleichem Material für die Spulenkörpervorrichtung als Ganzes eine gezielte Verringerung der Federsteifig- keit des zweiten axialen Teilbereichs durch eine spezielle Formgebung, die hier durch den wellenförmigen Abschnitt erreicht wird. Beim Kompaktieren der Spu- lenkörpervorrichtung und damit des wellenförmigen Abschnitts wird typischerAccording to a further aspect of the invention, it is concretely provided that the second axial subregion comprises a wavy section in longitudinal section. has. This corrugated section allows for the same material for the bobbin device as a whole, a targeted reduction of the spring stiffness of the second axial portion by a special shape, which is achieved here by the undulating portion. When compacting the coil body device and thus the wavy portion becomes more typical
Weise erreicht, dass dieser seine Erstreckung in radialer Richtung verändert. Es ist daher vorgesehen, dass der wellenförmige Abschnitt in einer Umfangsnut des Polkerns des Rotors angeordnet ist. Ganz besonders ist dabei vorgesehen, dass diese Umfangsnut an einer ganz bestimmten Stelle des Polkerns positioniert ist. So ist bei vielen Polkernen ein so genannter angeformter Polkernteil vorhanden.Way achieved that this changes its extension in the radial direction. It is therefore provided that the wave-shaped portion is arranged in a circumferential groove of the pole core of the rotor. It is particularly provided that this circumferential groove is positioned at a very specific point of the pole core. Thus, in many Polkernen a so-called molded Polkernteil exists.
Diese Polkernteile stoßen dabei in der Mitte des Polkerns und damit auch in der Mitte der Spulenkörpervorrichtung an aneinander. Es ist dabei vorgesehen, dass diese Umfangsnut an dieser Stoßstelle angeordnet ist. Dies ermöglicht eine einfache Einarbeitung der Nut bzw. von Nutteilen in die Polkerne bzw. Polkernteile und deren Ende. These Polkernteile abut in the middle of the pole core and thus also in the middle of the bobbin device to each other. It is provided that this circumferential groove is arranged at this joint. This allows a simple incorporation of the groove or groove parts in the Polkerne or Polkernteile and their end.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass dementsprechend der zweite axiale Teilbereich in Richtung der zentralen Achse in einer Mitte des hohlprofilartigen Bereichs ist. Schließlich ist vorgesehen, dass diese Spu- lenkörpervorrichtung auf einem Polkern sitzt, der Teil eines Klauenpolrotors ist, welcher in einer elektrischen Maschine eingebaut ist. According to a further aspect of the invention, it is provided that, accordingly, the second axial portion is in the direction of the central axis in a center of the hollow profile-like region. Finally, it is provided that this coil body device sits on a pole core, which is part of a claw pole rotor, which is installed in an electric machine.
Die Erfindung wird nachfolgen von einigen Figuren näher erläutert. Figur 1 zeigt dabei einen Längsschnitt durch eine elektrische Maschine, die als Wechselstromgenerator ausgeführt ist, The invention will be explained in more detail by a few figures. FIG. 1 shows a longitudinal section through an electrical machine, which is designed as an alternating current generator,
Figur 2 zeigt eine Spulenkörpervorrichtung in einer räumlichen Darstellung, FIG. 2 shows a coil body device in a spatial representation,
Figur 3 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch Spulenkörpervorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel, Figur 4 zeigt die Spulenkörpervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und dessen schematische Anordnung auf einem Polkern, FIG. 3 shows a schematic longitudinal section through a spool device according to the first exemplary embodiment, 4 shows the bobbin device according to the first embodiment and its schematic arrangement on a pole core,
Figur 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Spulenkörpervorrichtung, bei der ein axialer Teilbereich mit geringerer Federsteifig- keit außermittig angeordnet ist. Figure 5 shows a second embodiment of a bobbin device, in which an axial portion with less Federsteifig- speed is arranged eccentrically.
In Figur 1 ist ein Querschnitt durch eine elektrische Maschine 10, hier in der Ausführung als Generator bzw. Wechsel-, insbesondere Drehstromgenerator für Kraftfahrzeuge, dargestellt. Diese elektrische Maschine 10 weist u. a. ein zweiteiliges Gehäuse 13 auf, das ein erstes Lagerschild 13.1 und ein zweites Lagerschild 13.2 umfasst. Das Lagerschild 13.1 und das Lagerschild 13.2 nehmen in und zwischen sich einen sogenannten Ständer 16 auf, der einerseits ein im Wesentlichen kreisringförmiges Ständereisen 17 umfasst, in dessen nach radial innen gerichteten, sich axial erstreckenden Nuten eine Ständerwicklung 18 eingefügt ist. Dieser ringförmige Stator 16 umgibt mit seiner radial nach innen gerichteten genuteten Oberfläche, die eine elektromagnetisch wirksame Oberfläche 19 ist, einen Rotor 20, der hier beispielsweise als Klauenpolläufer ausgebildet ist. Der Rotor 20 umfasst u. a. zwei Klauenpolplatinen 22 und 23, an deren Außenumfang jeweils sich in axialer Richtung erstreckende Klauenpolfinger als elektromagnetisch erregbare Pole 24 und 25 angeordnet sind. Beide Klauenpolplatinen 22 und 23 sind im Rotor 20 derart angeordnet, dass deren sich in axiale Richtung erstreckende Klauenpolfinger bzw. Pole 24 bzw. 25 am Umfang des Rotors 20 einander abwechseln. Der Rotor 20 hat demnach ebenfalls eine elektromagnetisch wirksame Oberfläche 26. Es ergeben sich durch die sich am Umfang abwechselnden Pole 24 bzw. 25 magnetisch erforderliche Zwischenräume 21, die hier auch als Klauenpolzwischenräume bezeichnet werden. Der Rotor 20 ist mittels einer Welle 27 und je einem auf je einer Rotorseite befindlichen Wälzlager 28 in den jeweiligen Lagerschilden 13.1 bzw. 13.2 drehbar gelagert. Eine Drehachse ist eine zentrale Achse 29 der Maschine 10. An beiden Klauenpolplatinen 22 und 23 ist je eine Polkernhälfte angeformt, die zusammen einen Polkern ausmachen. Der Rotor 20 weist insgesamt zwei axiale Stirnflächen auf, an denen jeweils ein Lüfter 30 befestigt ist. Dieser Lüfter 30 besteht im Wesentlichen aus einem plat- tenförmigen bzw. scheibenförmigen Abschnitt, von dem Lüfterschaufeln in bekannter Weise ausgehen. Diese Lüfter 30 dienen dazu, über Öffnungen 40 in den Lagerschilden 13.1 und 13.2 einen Luftaustausch bspw. von einer axialen Stirnseite der elektrischen Maschine 10 durch den Innenraum der elektrischen Maschine 10 hindurch zu einer radial außen befindlichen Umgebung zu ermöglichen. Dazu sind die Öffnungen 40 im Wesentlichen an den axialen Enden der Lagerschilde 13.1 und 13.2 vorgesehen, über die mittels der Lüfter 30 Kühlluft in den Innenraum der elektrischen Maschine 10 eingesaugt wird. Diese Kühlluft wird durch die Rotation der Lüfter 30 nach radial außen beschleunigt, so dass diese durch den für Kühlluft durchlässigen Wicklungsüberhang 45 hindurchtreten kann. Durch diesen Effekt wird der Wicklungsüberhang (Wickelkopf) 45 gekühlt. Die Kühlluft nimmt nach dem Hindurchtreten durch den Wicklungsüberhang (Wi- ckelkopf) 45 bzw. nach dem Umströmen dieses Wicklungsüberhangs 45 durch hier in dieser Figur 14 nicht dargestellte Öffnungen einen Weg nach radial außen. 1 shows a cross section through an electric machine 10, here in the embodiment as a generator or alternator, in particular three-phase alternator for motor vehicles, is shown. This electrical machine 10 has, inter alia, a two-part housing 13, which comprises a first end shield 13.1 and a second end shield 13.2. The bearing plate 13.1 and the bearing plate 13.2 take in and between themselves a so-called stator 16, on the one hand comprises a substantially annular stator iron 17, in which radially inwardly directed, axially extending grooves, a stator winding 18 is inserted. This annular stator 16 surrounds with its radially inwardly directed grooved surface, which is an electromagnetically effective surface 19, a rotor 20 which is formed here, for example, as a claw-pole rotor. The rotor 20 includes, inter alia, two claw pole boards 22 and 23, on the outer circumference of which each claw pole finger extending in the axial direction are arranged as electromagnetically excitable poles 24 and 25. Both claw-pole boards 22 and 23 are arranged in the rotor 20 such that their claw-pole fingers or poles 24 and 25, which extend in the axial direction, alternate with one another on the circumference of the rotor 20. Accordingly, the rotor 20 likewise has an electromagnetically active surface 26. Magnetically required interspaces 21, which are also referred to here as claw pole interspaces, are produced by the poles 24 and 25, which are alternating at the circumference. The rotor 20 is rotatably supported in the respective end shields 13.1 and 13.2, respectively, by means of a shaft 27 and one respective rolling bearing 28 located on each side of the rotor. An axis of rotation is a central axis 29 of the machine 10. At both Klauenpolplatinen 22 and 23 each a Polkernhälfte is formed, which together make up a pole core. The rotor 20 has a total of two axial end faces, on each of which a fan 30 is attached. This fan 30 essentially consists of a plate-shaped or disk-shaped section from which fan blades originate in a known manner. These fans 30 serve, via openings 40 in the end shields 13.1 and 13.2, to allow an exchange of air, for example, from an axial end face of the electric machine 10 through the interior of the electric machine 10 to a radially outer environment. For this purpose, the openings 40 are provided essentially at the axial ends of the end shields 13.1 and 13.2, via which cooling air is sucked into the interior of the electric machine 10 by means of the fan 30. This cooling air is accelerated by the rotation of the fan 30 radially outward, so that they can pass through the cooling air permeable winding overhang 45. By this effect, the winding overhang (winding head) 45 is cooled. The cooling air, after passing through the winding overhang (winding head) 45 or, after flowing around this winding overhang 45, through openings not shown here in this FIG. 14, takes a path radially outwards.
In Figur 2 ist eine Spulenkörpervorrichtung 60 in einer räumlichen Darstellung dargestellt. Diese Spulenkörpervorrichtung 60 dient dazu, die eingangs erwähnteFIG. 2 shows a coil body device 60 in a three-dimensional representation. This bobbin device 60 serves to the above-mentioned
Erregerwicklung 51 aufzunehmen. Hierzu weist die Spulenkörpervorrichtung 60 einen hohlprofilartigen Bereich 63 auf. Dieser hohlprofilartige Bereich 63 dient dazu, von seinem Außenumfang bzw. Umfang 65 mit dem Draht der Erregerwicklung 51 bewickelt zu werden. Die Wicklung ist hier nicht dargestellt. Die Spu- lenkörpervorrichtung 60 weist neben dem hohlprofilartigen Bereich 63 jeweils am axialen Ende des hohlprofilartigen Bereichs 63 jeweils einen Flansch 68 bzw. 71 auf. Dieser Flansch 68 bzw. 71 erstreckt sich jeweils vom hohlkörperartigen Bereich 63 und dem Bezug zur zentralen Achse 29 nach radial außen. Von einem jeden Flansch 68 bzw. 71 erstrecken sich des Weiteren jeweils auf die zentrale Achse 29 bezogen in Richtung einer Mitte des hohlprofilartigen Bereichs 63 jeweils Lappen 74 bzw. 77, die zum Bewickeln mit der Erregerwicklung 51 weggespreizt werden, d. h., dass dieser Lappen 74 bzw. 77 entweder in eine radiale Position in einer direkten Verlängerung der Flansche 68 bzw. 71 gebogen oder darüber hinaus nach etwas weiter axial außen nach rechts bzw. nach links gebo- gen werden. Nach dem Bewickeln mit der Erregerwicklung 51 werden die Lap- pen 74 bzw. 77 wieder zurückgebogen, damit diese Lappen 74 bzw. 77 die Erregerwicklung 51 von radial außen zumindest teilweise abdecken. Diese Lappen 74 bzw. 77 dienen später im eingebauten Zustand dazu, einen Schutz der Erregerwicklung 51 gegen die nach radial innen gerichtete Oberfläche der Pole 24 bzw. 25 zu bilden. Der hohlprofilartige Bereich 63 ist bei diesem ersten Ausführungsbeispiel nach Figur 2 und Figur 3 und auch nach Figur 4 derartig gestaltet, dass dieser einen ersten axialen Teilbereich 80 aufweist, der auch eine bestimmte Federsteifigkeit Cl aufweist. Mit dieser Federsteifigkeit Cl ist eine Federstei- figkeit des ersten axialen Teilbereichs 80 in Richtung der zentralen Achse 29 gemeint. Dieser erste axiale Teilbereich 80 verläuft zwischen dem Flansch 71 und einem zweiten axialen Teilbereich 83, der in diesem Ausführungsbeispiel in der axialen Mitte des hohlprofilartigen Bereichs 63 angeordnet ist. Zwischen dem zweiten axialen Teilbereich 83 und dem Flansch 68 befindet sich ein weiterer, dritter axialer Teilbereich 86, der in diesem Fall die gleiche Federsteifigkeit Cl, wie der erste axiale Teilbereich aufweist. Der zweite axiale Teilbereich 83 hat ebenfalls eine Federsteifigkeit, die hier mit C2 bezeichnet ist. Auch diese Federsteifigkeit bezieht sich auf eine Federsteifigkeit des zweiten axialen Teilbereichs in Richtung der zentralen Achse 29. Dabei ist insgesamt vorgesehen, dass die Federsteifigkeit C2 des zweiten axialen Teilbereichs 83 kleiner als die Federsteifigkeit Cl des ersten axialen Teilbereichs 80 ist. Energizer 51 to record. For this purpose, the bobbin device 60 has a hollow profile-like region 63. This hollow-profile-like region 63 serves to be wound from its outer circumference or circumference 65 with the wire of the field winding 51. The winding is not shown here. The coil body device 60 has, in addition to the hollow-profile-like region 63, in each case a flange 68 or 71, in each case at the axial end of the hollow-profile-like region 63. This flange 68 or 71 extends in each case from the hollow body-like region 63 and the reference to the central axis 29 radially outward. From each flange 68 and 71 further extend in each case on the central axis 29 in the direction of a center of the hollow-profile-like region 63 in each case lobes 74 and 77, which are weggespreizt for winding with the exciter winding 51, ie, that this lobe 74th 77 are either bent into a radial position in a direct extension of the flanges 68 or 71 or, moreover, are deflected slightly further axially outward to the right or to the left. After winding with the excitation winding 51, the lap pen 74 and 77 bent back again, so that these lobes 74 and 77, the exciter winding 51 from the outside radially at least partially cover. These tabs 74 and 77 are later used in the installed state to form a protection of the field winding 51 against the radially inwardly directed surface of the poles 24 and 25 respectively. The hollow profile-like region 63 is designed in this first embodiment according to Figure 2 and Figure 3 and also according to Figure 4 such that it has a first axial portion 80, which also has a certain spring stiffness Cl. With this spring stiffness Cl, a spring stiffness of the first axial portion 80 in the direction of the central axis 29 is meant. This first axial portion 80 extends between the flange 71 and a second axial portion 83, which is arranged in the axial center of the hollow profile-like portion 63 in this embodiment. Between the second axial portion 83 and the flange 68 there is another, third axial portion 86, which in this case has the same spring stiffness Cl as the first axial portion. The second axial portion 83 also has a spring stiffness, which is denoted here by C2. This spring stiffness also relates to a spring rigidity of the second axial portion in the direction of the central axis 29. It is provided on the whole that the spring stiffness C2 of the second axial portion 83 is smaller than the spring stiffness Cl of the first axial portion 80.
In Figur 3 ist in schematischer Art und Weise ein Längsschnitt durch die Spulen- körpervorrichtung 60 dargestellt. Der wesentliche Inhalt dieser Darstellung bezieht sich hierbei auf den zweiten axialen Teilbereich 83 und dessen Ausführung. Wie hier gut erkennbar ist, hat der zweite axiale Teilbereich 83 einen im Längsschnitt wellenförmigen Abschnitt 89. Dieser wellenförmige Abschnitt 89 führt aufgrund der leichteren Stauchbarkeit gegenüber dem ersten axialen Teilbereich 80, welcher hier rein zylinderringartig ausgeführt ist, zu der erwähnten geringeren bzw. kleineren Federsteifigkeit C2 des zweiten axialen Teilbereichs. FIG. 3 shows, in a schematic manner, a longitudinal section through the coil body device 60. The essential content of this illustration refers to the second axial portion 83 and its execution. As can be clearly seen here, the second axial portion 83 has a wavy section 89 in longitudinal section. This wavy portion 89 leads to the mentioned lower or lower spring rigidity due to the easier compressibility compared to the first axial portion 80, which is purely cylindrical C2 of the second axial portion.
In Figur 4 ist dargestellt, wie die Spulenkörpervorrichtung 60 auf dem Rotor 20 bzw. auf dem Polkern 86 sitzt. Wie bereits erwähnt, ist der Polkern 86 dadurch gebildet, dass an der Klauenpolplatine 22 eine Polkernhälfte 89 und an der Klauenpolplatine 23 eine Polkernhälfte 92 angeformt ist. Wie hier gut zu erkennen ist, weist jede Polkernhälfte 89, 92 zur Stoßstelle 95 hin jeweils einen Absatz 98 bzw. 99 auf. Da beide Absätze 98 bzw. 99 an der Stoßstelle 95 aneinander bzw. nebeneinander angeordnet sind, bilden diese beiden Absätze 98 bzw. 99 zusammen eine Umfangsnut 101 des Polkerns 86. Wie hier gut zu erkennen ist, greift der zweite axiale Teilbereich 83 mit seinem wellenförmigen Abschnitt 89 in die Umfangsnut 101 des Polkerns 86 ein und ist somit in dieser Umfangsnut 101 des Rotors 20 angeordnet. Wie bereits erwähnt, ist damit die Umfangsnut 101 an einer Stoßstelle 95 angeordnet, an der die zwei Polkernteile 89 bzw. 92 des Ro- tors 20 aneinander grenzen bzw. stoßen. Es wird damit auch deutlich, dass der zweite axiale Teilbereich 83 in Richtung der zentralen Achse 29 in einer Mitte des hohlprofilartigen Bereichs 63 ist. FIG. 4 shows how the bobbin device 60 sits on the rotor 20 or on the pole core 86. As already mentioned, the pole core 86 is formed by the fact that on the claw pole 22, a Polkernhälfte 89 and on the Claw pole 23 a Polkernhälfte 92 is formed. As can be clearly seen here, each Polkernhälfte 89, 92 to the joint 95 towards each a paragraph 98 and 99, respectively. Since both paragraphs 98 and 99 are arranged at the joint 95 to each other or side by side, these two paragraphs 98 and 99 together form a circumferential groove 101 of the pole core 86. As can be seen here, the second axial portion 83 engages with its undulating Section 89 in the circumferential groove 101 of the pole core 86 and is thus arranged in this circumferential groove 101 of the rotor 20. As already mentioned, the circumferential groove 101 is thus arranged at a joint 95 at which the two pole core parts 89 and 92 of the rotor 20 adjoin one another or butt against each other. It is thus clear that the second axial portion 83 in the direction of the central axis 29 in a center of the hollow-profile-like portion 63.
Ist ein Rotor 20 soweit vorgeformt, dass auf der Welle 27 die beiden Klauenpol- platinen 22 und 23 mit der Erregerwicklung 51 bewickelten Spulenkörpervorrich- tung 60 vormontiert sind, so wird typischer Weise ein Schritt vorgenommen, bei dem die beiden Klauenpolplatinen 22, 23 zusammengedrückt werden, bis eine Stoßstelle 95 nach Möglichkeit ein Fugenmaß von Null aufweist. Bei diesem Zusammenpressen wird typischer Weise die Erregerwicklung 51 und damit auch die Spulenkörpervorrichtung 60 axial zusammengepresst. Während bei bisher bekannten und verwendeten Spulenkörpervorrichtungen ein derartiges Zusammenpressen nur selten vorgenommen wurde, so wird dies mittlerweile immer öfter verwendet. Um dabei ein Brechen des hohlprofilartigen Bereichs 63 zu vermeiden, ist der zweite axiale Teilbereich 83 da, der eine geringere Federsteifigkeit C2 als benachbarte bzw. ein benachbarter axialer Teilbereich 80 aufweist. Bei diesem Kompaktieren bzw. Zusammenpressen ist es dem axialen Teilbereich 83 möglich, in die Nut 95 auszuweichen. Doch selbst wenn die Klauenpolplatinen 22 und 23 keine Absätze 98 bzw. 99 aufweisen, so ermöglicht doch dieser zweite axiale Teilbereich 83 ein Ausweichen, beispielsweise in Zwischenräume zwischen die typischer Weise orthozyklisch gewickelte Erregerwicklung 51. If a rotor 20 is preformed so far that the two claw-pole plates 22 and 23 are wound with the field winding 51 wound bobbin device 60 on the shaft 27, a step is typically taken in which the two claw-pole plates 22, 23 are compressed until a joint 95, if possible, has a joint dimension of zero. In this compression typically the field winding 51 and thus also the bobbin device 60 is axially compressed. While in prior known and used bobbin devices such compression was rarely made, this is now being used more and more often. In order to avoid thereby breaking the hollow profile-like portion 63, the second axial portion 83 is there, which has a lower spring stiffness C2 than adjacent or an adjacent axial portion 80. In this compacting or compressing it is the axial portion 83 possible to dodge into the groove 95. However, even if the claw pole boards 22 and 23 have no paragraphs 98 and 99, but this second axial portion 83 allows evasion, for example, in spaces between the typically orthocyclically wound field winding 51st
Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Spulenkörpervorrichtung 60 ist für den hohlprofilartigen Bereich 63 lediglich vorgesehen, einen ersten axialen Teilbereich 80 mit einer Federsteifigkeit Cl und einen zweiten axialen Teilbereich 83 mit einer zweiten Federsteifigkeit C2 zu verwenden. Auch hier sind die Feder- Steifigkeiten Cl, C2 in Richtung der zentralen Achse 29 zu messen. Wie hier gut zu erkennen ist, ist der zweite axiale Teilbereich 83 nicht in der Mitte in Richtung der zentralen Achse 29. Vielmehr ist der zweite axiale Teilbereich 83 außermittig angeordnet. According to a second embodiment of the bobbin device 60, it is merely provided for the hollow-profile-like region 63 to use a first axial section 80 with a spring stiffness Cl and a second axial section 83 with a second spring stiffness C2. Again, the spring Stiffness Cl, C2 in the direction of the central axis 29 to measure. As can be clearly seen here, the second axial portion 83 is not in the middle in the direction of the central axis 29. Rather, the second axial portion 83 is arranged off-center.
Schließlich ist vorgesehen, dass die elektrische Maschine 10 mit dem Rotor 20 und mit dem Polkern 86 eine Spulenkörpervorrichtung 60 mit einer Erregerwicklung 51 aufweist, wie sie zuvor beschrieben ist. Finally, it is provided that the electric machine 10 with the rotor 20 and with the pole core 86 has a coil body device 60 with a field winding 51, as described above.

Claims

Ansprüche claims
1. Spulenkörpervorrichtung (60) zum Bewickeln mit mindestens einer Erregerwicklung (51), die einen hohlprofilartigen Bereich (63) aufweist, wobei der hohlprofilar- tige Bereich (63) eine zentrale Achse (29) und einen Umfang (65) aufweist, und der hohlprofilartige Bereich (63) einen ersten axialen Teilbereich (80) mit einer Fe- dersteifigkeit (Cl) in Richtung der zentralen Achse (29) hat, dadurch gekennzeichnet, dass der hohlprofilartige Bereich (63) einen zweiten axialen Teilbereich (83) aufweist, der ebenfalls eine Federsteifigkeit (C2) in Richtung der zentralen Achse (29) aufweist, wobei die Federsteifigkeit (C2) des zweiten axialen Teilbereichs (83) kleiner als die Federsteifigkeit (Cl) des ersten axialen Teilbereichs (80) ist. A bobbin device (60) for winding with at least one excitation winding (51) having a hollow profile-like region (63), wherein the hollow profile-type region (63) has a central axis (29) and a circumference (65), and hollow profile-like region (63) has a first axial portion (80) with a spring stiffness (Cl) in the direction of the central axis (29), characterized in that the hollow profile-like portion (63) has a second axial portion (83) also has a spring stiffness (C2) in the direction of the central axis (29), wherein the spring stiffness (C2) of the second axial portion (83) is smaller than the spring stiffness (Cl) of the first axial portion (80).
2. Spulenkörpervorrichtung (60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite axiale Teilbereich (83) einen im Längsschnitt wellenförmigen Abschnitt (89) aufweist. 2. bobbin device (60) according to claim 1, characterized in that the second axial portion (83) has a wavy section in longitudinal section (89).
3. Spulenkörpervorrichtung (60) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wellenförmige Abschnitt (89) in einer Umfangsnut (101) des Polkerns (86) des Rotors (20) angeordnet ist. 3. bobbin device (60) according to claim 2, characterized in that the wave-shaped portion (89) in a circumferential groove (101) of the pole core (86) of the rotor (20) is arranged.
4. Spulenkörpervorrichtung (60) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsnut (101) an einer Stoßstelle (95) angeordnet ist, an der zwei Polkernteile (89, 92) des Rotors (20) aneinander grenzen. 4. bobbin device (60) according to claim 3, characterized in that the circumferential groove (101) at a joint (95) is arranged, at the two pole core parts (89, 92) of the rotor (20) adjoin one another.
5. Spulenkörpervorrichtung (60) nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite axiale Teilbereich (83) in Richtung der zentralen Achse (29) in einer Mitte des hohlprofilartigen Bereichs (63) ist. A bobbin device (60) according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the second axial portion (83) is in the center axis (29) direction in a center of the hollow-profile-like portion (63).
6. Elektrische Maschine (10) mit einem Rotor (20) mit einem Polkern (86), auf 6. Electrical machine (10) with a rotor (20) with a pole core (86), on
dem eine Spulenkörpervorrichtung (60) nach einem der vorstehenden Ansprüche sitzt.  a spool device (60) according to any one of the preceding claims sits.
PCT/EP2016/080212 2015-12-21 2016-12-08 Coil former device WO2017108424A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015226366.5A DE102015226366A1 (en) 2015-12-21 2015-12-21 Bobbin unit
DE102015226366.5 2015-12-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017108424A1 true WO2017108424A1 (en) 2017-06-29

Family

ID=57544419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/080212 WO2017108424A1 (en) 2015-12-21 2016-12-08 Coil former device

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102015226366A1 (en)
WO (1) WO2017108424A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1613572A1 (en) * 1967-08-01 1971-01-28 Bosch Gmbh Robert Claw-pole type alternator
GB2032199A (en) * 1978-09-29 1980-04-30 Hitachi Ltd Rotor for induction type ac generator
FR2612349A1 (en) * 1987-03-09 1988-09-16 Ducellier & Cie Electrical conductor coil former intended to be mounted on a rigid core, and its method of manufacture
DE102006057293A1 (en) * 2006-05-17 2007-11-22 Mitsubishi Electric Corp. Dynamoelectric rotor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1613572A1 (en) * 1967-08-01 1971-01-28 Bosch Gmbh Robert Claw-pole type alternator
GB2032199A (en) * 1978-09-29 1980-04-30 Hitachi Ltd Rotor for induction type ac generator
FR2612349A1 (en) * 1987-03-09 1988-09-16 Ducellier & Cie Electrical conductor coil former intended to be mounted on a rigid core, and its method of manufacture
DE102006057293A1 (en) * 2006-05-17 2007-11-22 Mitsubishi Electric Corp. Dynamoelectric rotor

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015226366A1 (en) 2017-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013002354A1 (en) ROTOR OF AN ELECTRIC ENGINE THAT HAS A CONSTRUCTION FOR THE SAFE APPLICATION OF MAGNETS TO AN EXTERNAL CIRCULAR SURFACE OF A ROTOR CORE, AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF
EP3450782B1 (en) Active radial magnetic bearing with a yoke coil
DE102013213554A1 (en) ELECTRICAL PERMANENT MAGNET ROTATION MACHINE
DE102008020138A1 (en) Motor with embedded magnet
DE102011001530A1 (en) turbomachinery
DE102012100332A1 (en) Stator for a rotating electrical machine and method for its manufacture
EP2946463A1 (en) Electric machine with separated stator
DE102010032764A1 (en) Electric machine and stator for the same
DE112013006518T5 (en) Electric rotary machine of the permanent magnet type
DE102012212775A1 (en) Rotor assembly for internal rotor machine of electronically commutated electric motor, has sheet slats arranged in stack arrangement such that recesses project steering regions from stack arrangement and extend case for receiving magnet
EP3171497A1 (en) Two-pole brush-commuted dc electric motor
DE102019126373A1 (en) ROTOR CORE
AT522826A1 (en) rotor
WO2019171218A1 (en) Rotor unit and electric motor
DE102014113760A1 (en) Motor with brush
DE102015114711A1 (en) DC motor
DE102015222271A1 (en) Rotor as well as electrical machine
WO2017108424A1 (en) Coil former device
DE102018202329A1 (en) rotor
DE102012218995A1 (en) Rotor assembly for permanent magnet-energized rotary electric machine, has permanent magnets whose tangential thickness of portion near to the rear end region is smaller than portion far from the rear end region
DE102017114351A1 (en) ROTOR AND ROTATING ELECTRIC MACHINE WITH PERMANENT MAGNETS
DE102019207879A1 (en) Rotor of an electrical machine
WO2019171219A1 (en) Rotor unit and electric motor
DE102014208715A1 (en) Flux guiding element for an electric machine, machine component, electric machine and method for constructing an electrical machine
DE102013202006A1 (en) Rotor assembly for electric machine, has permanent magnet with first and second portions that are transverse to arrangement direction of pole shoes, while thickness of the pole shoes are different in arrangement direction

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16810317

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16810317

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1