CN100527565C - 交流发电机及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种交流发电机(10)，具有一个由模型塑料制成的导电D.E.框架，其中伴随D.E.框架(14)的成形过程，一个密封轴承被模制在其中的合适位置处。当D.E.框架被从其塑料注射模具中取出时，并且在框架仍旧炙热时，定子被安装在该D.E.框架中，随后允许该框架发生冷却并环绕定子(24)发生收缩。配套的S.R.E.框架(16)最好由不导电的塑料材料制成。

Description

交流发电机及其制造方法
本公开结合了于2001年3月16日提交的临时专利申请No.60/276723中披露的交流发电机及其制造方法，本申请要求享有该申请的优先权。
技术领域
总体来说，本发明涉及用于内燃机等领域的交流发电机(alternator)以及制造这种交流发电机的方法，并且还涉及用于电气设备的模制塑料壳体的制造，所述电气设备通常具有一个用于支撑一根旋转轴的轴承。
相关现有技术
交流发电机，尤其是那些用于汽车发动机领域的交流发电机，被制造成带有一个驱动端(D.E.)框架和一个定子-调节器端(S.R.E.)框架，其中容纳有一个定子和一个转子，并且支撑着组成交流发电机的其他组件。定子通常被装配在D.E.框架中。两个框架一般由铝铸造而成，并且具有若干个需要进行二次机械处理的表面，以制备出用以支撑交流发电机中相应组件的表面。这些表面中之一是D.E.框架上的定子钻孔，其支撑着所述定子。一旦经过了机械处理，那么D.E.框架会被加热而使得定子钻孔发生扩展，此时将定子插入到D.E.框架内，并且框架随后发生冷却，来使得该D.E.框架环绕定子发生收缩，将定子卡持在合适的位置处。机械处理和加热操作增加了这种交流发电机的制造成本。
一般采用铝来制造D.E.框架，因为其能够为定子提供一个接地通路，并且在定子的较高工作温度下具有强度和尺寸的稳定性。
除了这种铝制D.E.框架上的其他机械处理表面，还包括一个轴承井(bearing well)，其内表面被机械加工成通过压配合接收一个密封的D.E.滚动轴承。该井包括一个由铝材料形成的唇缘，该唇缘环绕轴承井的开口进行延伸，并且在将轴承安装起来之后，被扩口(spunover)至外座圈(outer race)上，来将所述轴承轴向俘获在所述井内。二次机械处理和唇缘变形操作也增加了交流发电机的成本。还有，当需要改造一个废弃的交流发电机时，扩口唇缘必须被磨掉，并且经过改进带有一个改型金属卡持件的D.E.框架在前述扩口唇缘的位置处被紧固在轴承井上。这种工艺涉及对轴承井壁进行重新加工，取出扩口唇缘并且对框架进行机械处理，以便接收所述卡持环，并且需要提供和紧固所述卡持环，以使用其它类型的废弃铝制D.E.框架。这些增加了改造废弃交流发电机的成本。
其它需要进行机械处理的表面是D.E.框架与S.R.E.框架的匹配表面，它们贴靠在一起并且随后利用紧固件固定起来。其它需要进行机械处理的是若干个钻孔，它们与压制的钢套配合起来，用于安装使用的交流发电机。这种不同的金属材料(即钢非铝)存在有必须加以应对的腐蚀问题。
美国专利No.4705983描述了一种交流发电机，作为其结构的一部分，该交流发电机具有一个由绝缘塑料材料制成的端部屏蔽物，并且被制成带有一个中部模制衬套，在成形之后，该中部模制衬套用于置放一个滚动轴承。
美国专利No.5982057描述了模制一种塑料壳体，该塑料壳体环绕在一个与一个模制于其中的轴承衬一同的电动马达中定子周围的合适位置处。在模制处理之后，一个滚动轴承被安装在轴承衬中。提供模制于其中的轴承衬增加了结构的成本和复杂性。
本发明的目的在于克服或者大大减少前述限制，这些限制与交流发电机或者其它采用了一个塑料壳体来支撑现有技术中的轴承的电气设备相关联。
发明概述以及优点
本发明的技术方案如下：
根据本发明，提供一种交流发电机，包括：一个驱动端框架，其具有一个电接地部分；一个定子，其远离所述接地部分被固定在驱动端框架上；一个驱动端轴承，其被固定在所述驱动端框架上；一个定子-调节器端框架，其被固定在所述驱动端框架上；一个定子-调节器端轴承，其被固定在所述定子-调节器端框架上；一个转子，其被容置在所述驱动端框架和定子-调节器端框架内，并且由所述驱动端轴承和定子-调节器端轴承枢接起来，用于相对于所述驱动端框架和定子-调节器端框架进行旋转；其中，所述驱动端框架由塑料材料制造而成，并且包括一个导电接地线路，将所述定子电接合到所述接地部分上。
优选地，所述驱动端框架由一种导电的复合塑料材料制成。
优选地，所述接地线路包括一根接地导线，该接地导线在所述转子与驱动端框架上的接地部分之间延伸。
优选地，所述定子-调节器端框架由塑料材料制成。
优选地，相对于所述驱动端框架来说，所述定子-调节器端框架基本上不导电。
优选地，所述驱动端轴承被模制在所述驱动端框架内的合适位置处。
优选地，所述驱动端轴承包括一个密封轴承，该密封轴承具有一个内座圈、一个外座圈以及俘获在所述内座圈与外座圈之间的密封润滑滚动件。
优选地，所述驱动端框架包括一个轴承井，该轴承井具有一个底部和一个环绕所述外座圈从所述底部突伸出来的侧壁，和一个轴承卡持部分，该轴承卡持部分从所述侧壁向内径向突伸，覆盖住所述外座圈的端面，来将驱动端轴承俘获在所述井内。
优选地，所述外座圈的外表面成形有至少一个卡持沟槽，并且包括至少一个延伸入所述卡持沟槽内的由所述驱动端框架中的塑料材料形成的对应卡持凸肋。
优选地，所述轴承具有一根轴线，并且所述卡持沟槽横向于所述轴线进行延伸，以便通过与所述卡持凸肋发生配合来沿着所述轴承的轴向约束该轴承。
优选地，所述至少一个卡持沟槽包括多个横向于所述轴承的轴线以十字形图案排布的这种卡持沟槽，并且所述驱动端框架上的至少一个卡持凸肋包括相应多个延伸入所述卡持沟槽内的这种卡持凸肋。
优选地，所述驱动端框架包括一个定子井，该定子井具有一个与所述定子的外表面发生配合的内壁面，所述外表面包括多个沿着所述定子的轴向延伸的周向间隔通道，并且所述驱动端框架包括一个定位凸肋，该定位凸肋从所述内壁表面突伸入所述定子上的一个相应通道内，用于沿着圆周方向相对于所述驱动端框架对所述定子进行确切定位。
优选地，所述定子-调节器端轴承包括一个密封轴承，该密封轴承具有一个内座圈、一个外座圈以及位于所述内座圈与外座圈之间的润滑滚动件，所述定子-调节器端轴承被模制在所述定子-调节器端框架中的合适位置处。
优选地，所述驱动端框架包括与所述定子、驱动端轴承以及定子-调节器端框架发生配合的支撑表面，所述支撑表面处于被模制状态。
优选地，所述驱动端框架收缩配合在所述定子的周围。
根据本发明，提供一种制造交流发电机的方法，包括：提供一个密封轴承，该密封轴承具有一个内座圈、一个外座圈以及位于所述内座圈与外座圈之间的润滑滚动件；将所述密封轴承插入一个模具中，该模具的形状被构造成用于成形一个交流发电机中的塑料驱动端框架；并且将炙热的可流动塑料材料导入所述模具内，并且环绕所述密封轴承的外座圈对塑料材料进行模制，用以将所述轴承固定在最终模制而成的塑料驱动端框架上，同时控制所述模具中的热量，防止所述轴承受到热损坏。
优选地，包括在所述驱动端框架中模制一个轴承井，该轴承井包括有环绕在所述轴承的外座圈外表面周围的侧壁，和一个在其相对端部从侧壁向内径向突伸的卡持部分，覆盖住所述外座圈的相对端面，以便将所述轴承轴向俘获在所述轴承井中。
根据本发明，提供一种将密封的滚动轴承固定在一个模制的塑料壳体构件中的方法，其中所述密封的滚动轴承具有一个内座圈、一个外座圈以及位于所述内座圈与外座圈之间的润滑滚动件，该方法包括：将所述密封轴承插入一个模具中，该模具的形状被构造成用于成形所述壳体构件；将炙热的可流动塑料材料导入所述模具内，并且允许材料环绕所述密封轴承的外座圈进行流动，来将所述密封轴承固定在最终制成的壳体构件中；并且在模制过程中，保持所述密封滚动轴承的温度低于所述密封轴承将会被热损坏的温度。
优选地，所述外座圈具有一个外表面和相对的端面，并且塑料材料在模制过程中环绕所述外表面和端面进行流动，来周向和轴向包覆所述外座圈。
根据本发明，提供一种对废弃交流发电机进行再制造的方法，所述交流发电机具有一个金属的驱动端框架，一个固定在驱动端框架上的定子以及一个密封轴承，该密封轴承被容置在所述驱动端框架上的轴承井中，并且利用所述驱动端框架上的扩口唇缘轴向卡持起来，防止其移出，所述扩口唇缘覆盖在所述密封轴承的外座圈上，该方法包括：将所述定子和轴承从废弃交流发电机中的金属驱动端框架中取出；将一个密封轴承插入到一个模具中，该模具的形状被构造成用于成形一个塑料驱动端框架；将炙热的可流动塑料材料导入所述模具内，并且使得塑料材料环绕所插入的轴承进行流动，同时保持所述轴承的温度低于该轴承将会受到热损坏的温度，来将所述轴承模制在最终制成的塑料驱动端框架中的合适位置处；以及将塑料驱动端框架从所述模具中取出；并且在从所述模具中取出的塑料驱动端框架仍旧炙热时，将一个定子插入到该塑料驱动端框架中，允许塑料驱动端框架发生冷却并且环绕所述定子发生收缩，来将定子固定在该塑料驱动端框架上。
根据本发明，提供一种壳体总成，包括：一个密封轴承，该密封轴承具有一个内座圈，一个外座圈，以及位于所述内座圈与外座圈之间的润滑滚动件；一个模制而成的塑料壳体，该塑料壳体具有一个轴承井，所述密封的滚动轴承被模制在轴承井中的合适位置处，该轴承井包括一个与所述外座圈外表面发生配合的内壁表面，和从所述内壁向内径向延伸的轴向约束部分，覆盖住所述外座圈的轴向相对端面，用于轴向约束所述轴承，防止其从所述轴承壁移出。
根据本发明，提供一种壳体总成，包括：一个由注模塑料材料制成的第一壳体构件；一个可以结合在所述第一壳体构件上的第二壳体构件；所述第一壳体构件具有一个端壁部分和一个从所述端壁部分进行延伸的外周侧壁部分，以为所述第一壳体构件提供一个大体呈杯状的构造形状；一个成形在所述端壁部分中的轴孔，与所述外周侧壁部分呈径向向内间隔开；一个轴承井壁部分，环绕所述轴孔从所述端壁部分延伸至一个上端部，该轴承壁部分的内壁表面与所述轴孔间隔开并且与所述轴孔同心设置；所述端壁部分上一个圆环状端部凸缘，在所述轴孔与所述轴承井壁部分的内壁表面之间延伸并且与所述轴承井部分一同形成一个杯状的轴承井；一个位于所述轴承井中的轴承，该轴承具有一个与所述轴承井壁部分的所述内壁表面和所述端壁部分的所述圆环状端部凸缘发生配合的外座圈；以及一个圆环状卡持凸缘，与所述第一壳体构件上的轴承井壁部分模制成一件，并且向所述轴承井壁部分的内壁表面内径向延伸，覆盖住并且面对着所述轴承的外座圈，来将所述轴承卡持住，防止其从所述轴承井中移出。
优选地，所述轴承的所述外座圈具有一个大体呈圆柱形的外表面，并且包括有多个延伸入所述外表面内的凹槽，所述轴承井壁部分包括有延伸入所述凹槽内的互锁卡持凸起，这些卡持凸起相对于所述轴承井壁部分的内壁表面向内径向突伸。
优选地，所述外座圈上的凹槽包括一系列横向于所述轴开口的纵轴线设置的沟槽。
优选地，所述凹槽包括多个横向于所述轴开口的纵轴线并且横向于所述纵轴线的法向平面设置的十字形沟槽。
优选地，所述十字形沟槽相互交叉。
优选地，所述互锁卡持凸起填充在所述沟槽中。
优选地，所述轴承包括一个内座圈，该内座圈被支撑成相对于所述外座圈自由旋转。
优选地，所述轴承包括一个密封轴承。
优选地，所述密封轴承包括一个与所述外座圈间隔开的内座圈，多个位于所述内座圈与外座圈之间的间隙中的轴承件，以及一个密封件，该密封件在所述内座圈与外座圈之间延伸并且将所述间隙与外界隔绝开。
根据本发明，提供一种制造壳体总成的方法，包括：制造一个第一壳体构件；通过将炙热的塑料材料注射入一个模腔内并且环绕一个密封轴承的外座圈对塑料材料进行模制来制造一个第二壳体构件，以便将所述外座圈固定在该第二壳体构件上，同时约束所述轴承的内座圈的相对旋转运动。
优选地，包括在所述外座圈的外表面上成形凹槽，并且在模制过程中使得塑料材料流入这些凹槽内。
优选地，所述凹槽通过在所述外表面上成形一系列十字形沟槽而形成，并且在模制过程中利用塑料材料对这些沟槽进行填充。
优选地，包括环绕所述外座圈的相对端部对塑料材料进行模制。
优选地，包括使得所述塑料材料与内座圈间隔开。
根据本发明，提供一种电气设备的壳体，包括：一个由塑料材料模制而成的壳体本体；和一个由不同于所述塑料材料的导电材料形成的接地通路，其被模制就位并被包埋在所述塑料材料中。
根据本发明的一个方面，提供了一种交流发电机，该交流发电机包括一个具有一接地部分的D.E.框架；一个远离接地部分固定在D.E.框架上的D.E.轴承；一个固定在D.E.框架上的S.R.E.框架；一个固定在S.R.E.框架上的S.R.E.轴承；一个容置于D.E.框架和S.R.E.框架内的转子，并且由D.E.轴承和S.R.E.轴承枢接起来用于相对于转子进行旋转，其中，D.E.框架由塑料材料制成，并且包括有一个导电接地线路，该导电接地线路将所述定子电接合在所述接地部分上。本发明这个方面的优点在于，提供了一个塑料D.E.壳体，与铝制对应物相比，其成本较低并且重量较轻，并且也带有一条用于定子的接地通路。
根据本发明的另外一个方面，一个壳体总成，比如交流发电机中的D.E.框架或者S.R.E.框架，包括有一个密封的滚动轴承和一个模制而成的塑料壳体，所述滚动轴承具有内座圈和外座圈以及位于它们之间的滚动件，所述塑料壳体具有一个轴承井，在其中密封的滚动轴承被模制在合适的位置处。轴承井包括一个与外座圈的外表面发生配合的内壁表面，和轴向约束部分，该轴向约束部分从所述井的内壁向内径向延伸，覆盖住外表面上的轴向相对端面，用于轴向约束轴承防止从轴承井中移出。根据本发明的一种相关方法，在模制过程中，轴承在模具中保持在一个低于将对轴承造成热破坏的温度的温度。本发明这个方面的优点在于，提供了一种将一个密封的热敏感滚动轴承固定到一个诸如交流发电机框架这样的壳体内的简便并且有效方式，避免了进行机械加工或者压制操作，或者需要提供一个预先模制的轴承衬。同样的技术和特征还能够适用于电气设备的其他塑料壳体，其中轴承被模制在壳体中的合适位置处。
根据本发明的再一方面，一种交流发电机根据这样一种方法制成，即其中D.E.框架由塑料材料模制而成，并且被从模具中取出。在仍旧炙热的同时，定子被安装在D.E.框架中，随后允许塑料材料发生冷却来环绕定子发生收缩，将定子固定在D.E.框架中的合适位置处。
根据本发明的又一方面，在电气器件的塑料壳体上合适位置处模制出一条接地通路，来建立一条贯穿该塑料壳体的特定导电通路。
附图简述
在下面的描述和附图中公开了本发明的一个现有优选实施例，其中：
图1是一个根据本发明一现有优选实施例构造而成的交流发电机的分解透视图；
图2是D.E.框架内部的经放大正视图；
图3是在组装之前D.E.框架和定子的经放大分解透视图；
图4是一个类似于图3的视图，此时定子被组装在D.E.框架中；
图5是一个大体沿着图2中的线5-5的经放大局部横剖视图；而
图6是一个轴承的经放大透视图，其外座圈被制成带有卡持沟槽，此时卡持沟槽与壳体上的卡持凸缘相互锁合。
详细描述
首先参照图1，示出了一个根据本发明一现有优选实施例构造而成的交流发电机10的分解透视图。交流发电机10包括一个由驱动端(D.E.)框架14和一个定子-调节器端(S.R.E.)框架16组成的壳体总成12，框架14和16在匹配凸缘18、20处接合在一起，并且利用螺栓22固定起来，以便在其中容置一个定子24和一个转子26。
D.E.框架14由塑料材料模制而成，并且安装有一个D.E.轴承28。S.R.E.框架16同样最好由塑料材料制造而成，并且安装有一个相应的S.R.E.轴承30。轴承28、30是在图5中示意性图示类型的双密封滚动轴承，包括一个外座圈32、一个内座圈34以及多个俘获在外座圈32与内座圈34之间的滚动件，比如所示出的轴承滚珠36，以便使得内座圈34能够相对于外座圈32进行旋转。圆环状密封件38跨越内座圈与外座圈之间的间隙，来为滚动件36提供一个密封环境，利用油脂40对滚动件进行润滑。这种密封的滚动轴承28、30具有热敏感性，即如果轴承28、30被加热至高于一个临界的上极限工作温度，那么密封件38将会过热并且导致密封失败，和/或轴承28、30内的油脂40将会液化并且穿过密封件38从轴承中泄漏出去，导致轴承发生故障。所述临界的上极限工作温度将根据油脂的类型和在给定轴承中采用的密封件而发生变化，并且对工作极限的理解是交流发电机和轴承领域中那些普通技术人员的公知常识。轴承28、30环绕在框架14、16上的开口的周围，转子26的轴延伸穿过所述开口，并且由轴承枢接起来。
根据本发明的一个方面，至少D.E.轴承28通过伴随着D.E.框架14并且最好是S.R.E.框架16的成形操作被模制就位。正如在图5中清楚示出的那样，轴承28被插入在一个形状被构造成用于成形D.E.框架14的模具(未示出)中，炙热的可流动塑料材料被导入模具内，如图所示那样，环绕轴承28进行流动，以便将轴承28俘获在D.E.框架14上的轴承井42内。更具体地说，轴承井42由一个圆柱形衬套或者轴承井球部分44组成，它们从D.E.框架14的端壁46向内轴向突伸。衬套44的内壁表面48与外座圈32的外周表面50发生配合。一个与D.E.框架14模制成一体的圆环状卡持部分或者凸缘52在D.E.轴承28的相对轴向侧面上从内壁表面48向内径向突伸，覆盖住轴向相对的端面54、56，并且与内座圈34径向向外间隔开，用于在轴向上经由上方卡持部分52和下方卡持部分53并且在径向上经由内壁表面48将D.E.轴承卡持在轴承井42内。以这种方式，轴承28在模制过程中由D.E.框架的结构单独俘获在合适位置处。下部卡持部分53形成了所述框架上的端壁46的一部分，并且从端壁46上的开口55延伸至轴承井壁或者衬套44。
如图6中所示，外座圈32的外表面50可以被制成带有一系列卡持沟槽58，这些沟槽58凹陷入外表面50内。在模制过程中，利用D.E.框架14的塑料材料对沟槽58进行填充，以便形成D.E.框架14上的互锁卡持凸肋60。沟槽58和凸肋60最好横向于外座圈32的纵轴线和横向平面，以便使得互锁沟槽58和凸肋60相互呈十字交叉，并且限制外座圈32防止其沿着轴线发生纵向移动以及环绕外座圈32的轴线发生旋转。沟槽58可以在外表面50上研磨而成或者利用其他合适措施形成。沟槽的深度最好大约为0.020至0.030英寸，并且宽度大约为0.060英寸。用于在塑料壳体中合适地模制一个轴承的相同技术同样适用于其他壳体组件，比如电启动器和类似装置。
下面参照图2和3，D.E.框架14具有一个定子衬套62，该定子衬套62由框架14的外周壁形成，外周壁带有一个内侧定子承载表面64，在定子承载表面未经机械处理的被模制状态下，尺寸被制成以足够的摩擦干涉配合与定子24的外表面66发生配合，用以将定子24固定在D.E.框架14内。
根据本发明，D.E.框架14被模制成，使得定子承载表面64的尺寸与定子24的外表面66相关，当D.E.框架14被冷却至室温时，紧密地环绕定子24的外表面66发生收缩，并且抓持住该外表面66，以确保定子24位于D.E.框架14内就位。根据本发明的一个优选方面，D.E.框架14首先在没有定子24的情况下模制而成。在D.E.框架14的塑料材料发生固化的过程中，但是在D.E.框架14仍旧由于进行模制而炙热的同时，将D.E.框架14从模具中取出，在仍旧炙热的同时，将定子24插入到D.E.框架14上的定子衬套62内。当然，所述温度将根据用于成形D.E.框架14的材料发生变化。但是，在从模具中取出的温度下，D.E.框架14的热量会导致定子承载表面64处于延展状态，由此由于定子24与定子衬套62之间的径向间隙，可以利用非常小的作用力将定子24插入到定子衬套62内。一旦安装到位，允许D.E.框架14发生冷却，导致定子承载表面64紧密地收缩在定子24的外表面66的周围，将定子24固定起来，防止其相对于D.E.框架14发生轴向移动或旋转运动，并且防止其从框架14中移出。
优选的是，内侧的圆柱形定子承载表面64被制成带有一个校准凸肋68，其从表面64径向向内突伸。校准凸肋68沿着定子衬套62的表面64轴向延伸。校准凸肋68由此相对于框架14得以固定，并且从定子承载表面64向内突伸。定子24的外表面66被制成带有多个轴向沟槽70，其中的任何一个均可以接收凸肋68。在大多数情况下，定子24将相对于D.E.框架14具有一个优选的角度方位。如图3和4中所示，定子24可以带有一个可见的校准指示器72，该校准指示器72被定位成使得当与校准凸肋68对齐时，定子24相对于D.E.框架14处于合适的角度方位。如图4中所示，在安装定子24的过程中，当来自于模具的D.E.框架14仍旧炙热时，与校准指示器72相关联的适当沟槽70被导引至校准凸肋68的上方，来快速、方便并且确切可靠(positively)地相对于D.E.框架对定子24进行精确定位，以便消除组件之间的差异。
定子24最好包括一组金属叠片74和铜线绕组76。
D.E.框架14最好被制成带有至少一个呈凸耳形状的电接地部分78，图中所示为一对电接地部分78，它们具有模制于其中的金属衬套或者套筒80，限定出用于接收螺栓(未示出)的直线状排列螺栓孔，所述螺栓将交流发电机10安装到车辆或者类似设备的框架或者其他结构上，并且通过所述连接，提供一个接地车辆。套筒80最好由铝制成。
塑料模制而成的D.E.框架14包括有一个导电接地线路，其将定子24电接合到接地部分78上。根据本发明的一个方面，D.E.框架14由一种导电塑料复合材料模制而成，使得整个D.E.框架14具有导电性，并且由此形成接地通路。合适的材料是那些可以承受交流发电机的工作温度并且保持足够的强度和稳定性来对D.E.框架14提供必要支撑的材料。在候选的材料中，包括经过高温热稳定处理的聚酰胺树脂，其中填充有约35至50％体积比的碳纤维，使得合成材料具有导电性，以便提供从转子24至接地部分78的导电通路。一种这样的材料是由E.I.du Pont de Nemours(DuPont)以Zytel
Figure C02809157D0019104216QIETU
系列制造的材料。可选择地，或者除了由复合材料本身进行导电之外，接地通路82可以由一根包埋导线84形成，导线84通到套筒80并且在D.E.框架14的模制过程中被模制在合适位置处，或者一根在对D.E.框架14进行模制之后添加的外部导线86。用于提供模制于其中的接地通路的技术同样适用于诸如启动器和类似设备的其他电气设备的壳体。
根据本发明的另外一个方面，S.R.E.框架16由一种塑料材料制造而成，相对于D.E.框架14的导电性而言，这种塑料材料相对并不导电。换句话说，相对于D.E.框架14的性能来说，S.R.E.框架16的绝缘性能大于导电性能。S.R.E.框架16可以由一种基本上不导电的塑料材料制造而成。一种合适的材料可以是Zytel
Figure C02809157D0019104216QIETU
系列中以35至50％体积比填充有玻璃纤维的聚酰胺树脂。利用不导电塑料材料制造S.R.E.框架16的优点在于，将安装在该S.R.E.框架16上的许多组件隔离开，所述组件通常需要专门的绝缘罩或者类似物，以防止在这些组件与常用的铝制S.R.E.框架之间具有导电性。在S.R.E.框架16的后侧面上安装有一个调节器88、一个整流器90以及一个电刷架装置92。当安装到位时，这些组件由一个同样可以是塑料的端盖94遮蔽起来。利用不导电的塑料S.R.E.框架16，无需将调节器88和整流器90与S.R.E.框架16电隔离开，大大简化和减少了制造交流发电机的成本。
本发明还涉及对具有传统金属框架构造和具有本发明中所述塑料框架类型的废弃交流发电机进行再制造的方法。在任一种情况下，转子和轴承均与任何其他插件一同被从D.E.框架中取出，并且更换一个如前所述由塑料材料模制而成的新的D.E.框架14，最好包括有模制而成的端部轴承28。废弃的塑料D.E.框架14可以被碾碎并且回收再利用。定子24利用相同工艺进行安装，即在从模具中取出的框架14仍旧炙热时将其插入到框架14内。
所公开的实施例代表了本发明的现有优选形式，但是用于例证目的而非对本发明加以限制。本发明由权利要求加以限定。

Claims (36)

1.一种交流发电机，包括：
一个驱动端框架，其具有一个电接地部分；
一个定子，其远离所述接地部分被固定在驱动端框架上；
一个驱动端轴承，其被固定在所述驱动端框架上；
一个定子-调节器端框架，其被固定在所述驱动端框架上；
一个定子-调节器端轴承，其被固定在所述定子-调节器端框架上；
一个转子，其被容置在所述驱动端框架和定子-调节器端框架内，并且由所述驱动端轴承和定子-调节器端轴承枢接起来，用于相对于所述驱动端框架和定子-调节器端框架进行旋转；
其中，所述驱动端框架由塑料材料制造而成，并且包括一个导电接地线路，将所述定子电接合到所述接地部分上。
2.如权利要求1中所述的交流发电机，其特征在于：所述驱动端框架由一种导电的复合塑料材料制成。
3.如权利要求1中所述的交流发电机，其特征在于：所述接地线路包括一根接地导线，该接地导线在所述转子与驱动端框架上的接地部分之间延伸。
4.如权利要求1中所述的交流发电机，其特征在于：所述定子-调节器端框架由塑料材料制成。
5.如权利要求4中所述的交流发电机，其特征在于：相对于所述驱动端框架来说，所述定子-调节器端框架基本上不导电。
6.如权利要求1中所述的交流发电机，其特征在于：所述驱动端轴承被模制在所述驱动端框架内的合适位置处。
7.如权利要求6中所述的交流发电机，其特征在于：所述驱动端轴承包括一个密封轴承，该密封轴承具有一个内座圈、一个外座圈以及俘获在所述内座圈与外座圈之间的密封润滑滚动件。
8.如权利要求7中所述的交流发电机，其特征在于：所述驱动端框架包括一个轴承井，该轴承井具有一个底部和一个环绕所述外座圈从所述底部突伸出来的侧壁，和一个轴承卡持部分，该轴承卡持部分从所述侧壁向内径向突伸，覆盖住所述外座圈的端面，来将驱动端轴承俘获在所述井内。
9.如权利要求7中所述的交流发电机，其特征在于：所述外座圈的外表面成形有至少一个卡持沟槽，并且包括至少一个延伸入所述卡持沟槽内的由所述驱动端框架中的塑料材料形成的对应卡持凸肋。
10.如权利要求9中所述的交流发电机，其特征在于：所述轴承具有一根轴线，并且所述卡持沟槽横向于所述轴线进行延伸，以便通过与所述卡持凸肋发生配合来沿着所述轴承的轴向约束该轴承。
11.如权利要求10中所述的交流发电机，其特征在于：所述至少一个卡持沟槽包括多个横向于所述轴承的轴线以十字形图案排布的这种卡持沟槽，并且所述驱动端框架上的至少一个卡持凸肋包括相应多个延伸入所述卡持沟槽内的这种卡持凸肋。
12.如权利要求1中所述的交流发电机，其特征在于：所述驱动端框架包括一个定子井，该定子井具有一个与所述定子的外表面发生配合的内壁面，所述外表面包括多个沿着所述定子的轴向延伸的周向间隔通道，并且所述驱动端框架包括一个定位凸肋，该定位凸肋从所述内壁表面突伸入所述定子上的一个相应通道内，用于沿着圆周方向相对于所述驱动端框架对所述定子进行确切定位。
13.如权利要求1中所述的交流发电机，其特征在于：所述定子-调节器端轴承包括一个密封轴承，该密封轴承具有一个内座圈、一个外座圈以及位于所述内座圈与外座圈之间的润滑滚动件，所述定子-调节器端轴承被模制在所述定子-调节器端框架中的合适位置处。
14.如权利要求1中所述的交流发电机，其特征在于：所述驱动端框架包括与所述定子、驱动端轴承以及定子-调节器端框架发生配合的支撑表面，所述支撑表面处于被模制状态。
15.如权利要求1中所述的交流发电机，其特征在于：所述驱动端框架收缩配合在所述定子的周围。
16.一种制造交流发电机的方法，包括：
提供一个密封轴承，该密封轴承具有一个内座圈、一个外座圈以及位于所述内座圈与外座圈之间的润滑滚动件；
将所述密封轴承插入一个模具中，该模具的形状被构造成用于成形一个交流发电机中的塑料驱动端框架；并且
将炙热的可流动塑料材料导入所述模具内，并且环绕所述密封轴承的外座圈对塑料材料进行模制，用以将所述轴承固定在最终模制而成的塑料驱动端框架上，同时控制所述模具中的热量，防止所述轴承受到热损坏。
17.如权利要求16中所述的方法，包括在所述驱动端框架中模制一个轴承井，该轴承井包括有环绕在所述轴承的外座圈外表面周围的侧壁，和一个在其相对端部从侧壁向内径向突伸的卡持部分，覆盖住所述外座圈的相对端面，以便将所述轴承轴向俘获在所述轴承井中。
18.一种将密封的滚动轴承固定在一个模制的塑料壳体构件中的方法，其中所述密封的滚动轴承具有一个内座圈、一个外座圈以及位于所述内座圈与外座圈之间的润滑滚动件，该方法包括：
将所述密封轴承插入一个模具中，该模具的形状被构造成用于成形所述壳体构件；
将炙热的可流动塑料材料导入所述模具内，并且允许材料环绕所述密封轴承的外座圈进行流动，来将所述密封轴承固定在最终制成的壳体构件中；并且
在模制过程中，保持所述密封滚动轴承的温度低于所述密封轴承将会被热损坏的温度。
19.如权利要求18中所述的方法，其特征在于：所述外座圈具有一个外表面和相对的端面，并且塑料材料在模制过程中环绕所述外表面和端面进行流动，来周向和轴向包覆所述外座圈。
20.一种对废弃交流发电机进行再制造的方法，所述交流发电机具有一个金属的驱动端框架，一个固定在驱动端框架上的定子以及一个密封轴承，该密封轴承被容置在所述驱动端框架上的轴承井中，并且利用所述驱动端框架上的扩口唇缘轴向卡持起来，防止其移出，所述扩口唇缘覆盖在所述密封轴承的外座圈上，该方法包括：
将所述定子和轴承从废弃交流发电机中的金属驱动端框架中取出；
将一个密封轴承插入到一个模具中，该模具的形状被构造成用于成形一个塑料驱动端框架；
将炙热的可流动塑料材料导入所述模具内，并且使得塑料材料环绕所插入的轴承进行流动，同时保持所述轴承的温度低于该轴承将会受到热损坏的温度，来将所述轴承模制在最终制成的塑料驱动端框架中的合适位置处；以及
将塑料驱动端框架从所述模具中取出；并且
在从所述模具中取出的塑料驱动端框架仍旧炙热时，将一个定子插入到该塑料驱动端框架中，允许塑料驱动端框架发生冷却并且环绕所述定子发生收缩，来将定子固定在该塑料驱动端框架上。
21.一种壳体总成，包括：
一个密封轴承，该密封轴承具有一个内座圈，一个外座圈，以及位于所述内座圈与外座圈之间的润滑滚动件；
一个模制而成的塑料壳体，该塑料壳体具有一个轴承井，所述密封的滚动轴承被模制在轴承井中的合适位置处，该轴承井包括一个与所述外座圈外表面发生配合的内壁表面，和从所述内壁向内径向延伸的轴向约束部分，覆盖住所述外座圈的轴向相对端面，用于轴向约束所述轴承，防止其从所述轴承壁移出。
22.一种壳体总成，包括：
一个由注模塑料材料制成的第一壳体构件；
一个可以结合在所述第一壳体构件上的第二壳体构件；
所述第一壳体构件具有一个端壁部分和一个从所述端壁部分进行延伸的外周侧壁部分，以为所述第一壳体构件提供一个大体呈杯状的构造形状；
一个成形在所述端壁部分中的轴孔，与所述外周侧壁部分呈径向向内间隔开；
一个轴承井壁部分，环绕所述轴孔从所述端壁部分延伸至一个上端部，该轴承壁部分的内壁表面与所述轴孔间隔开并且与所述轴孔同心设置；
所述端壁部分上一个圆环状端部凸缘，在所述轴孔与所述轴承井壁部分的内壁表面之间延伸并且与所述轴承井部分一同形成一个杯状的轴承井；
一个位于所述轴承井中的轴承，该轴承具有一个与所述轴承井壁部分的所述内壁表面和所述端壁部分的所述圆环状端部凸缘发生配合的外座圈；以及
一个圆环状卡持凸缘，与所述第一壳体构件上的轴承井壁部分模制成一件，并且向所述轴承井壁部分的内壁表面内径向延伸，覆盖住并且面对着所述轴承的外座圈，来将所述轴承卡持住，防止其从所述轴承井中移出。
23.如权利要求22中所述的壳体总成，其特征在于：所述轴承的所述外座圈具有一个大体呈圆柱形的外表面，并且包括有多个延伸入所述外表面内的凹槽，所述轴承井壁部分包括有延伸入所述凹槽内的互锁卡持凸起，这些卡持凸起相对于所述轴承井壁部分的内壁表面向内径向突伸。
24.如权利要求23中所述的壳体总成，其特征在于：所述外座圈上的凹槽包括一系列横向于所述轴开口的纵轴线设置的沟槽。
25.如权利要求23中所述的壳体总成，其特征在于：所述凹槽包括多个横向于所述轴开口的纵轴线并且横向于所述纵轴线的法向平面设置的十字形沟槽。
26.如权利要求25中所述的壳体总成，其特征在于：所述十字形沟槽相互交叉。
27.如权利要求25中所述的壳体总成，其特征在于：所述互锁卡持凸起填充在所述沟槽中。
28.如权利要求22中所述的壳体总成，其特征在于：所述轴承包括一个内座圈，该内座圈被支撑成相对于所述外座圈自由旋转。
29.如权利要求22中所述的壳体总成，其特征在于：所述轴承包括一个密封轴承。
30.如权利要求29中所述的壳体总成，其特征在于：所述密封轴承包括一个与所述外座圈间隔开的内座圈，多个位于所述内座圈与外座圈之间的间隙中的轴承件，以及一个密封件，该密封件在所述内座圈与外座圈之间延伸并且将所述间隙与外界隔绝开。
31.一种制造壳体总成的方法，包括：
制造一个第一壳体构件；
通过将炙热的塑料材料注射入一个模腔内并且环绕一个密封轴承的外座圈对塑料材料进行模制来制造一个第二壳体构件，以便将所述外座圈固定在该第二壳体构件上，同时约束所述轴承的内座圈的相对旋转运动。
32.如权利要求31中所述的方法，包括在所述外座圈的外表面上成形凹槽，并且在模制过程中使得塑料材料流入这些凹槽内。
33.如权利要求32中所述的方法，其特征在于：所述凹槽通过在所述外表面上成形一系列十字形沟槽而形成，并且在模制过程中利用塑料材料对这些沟槽进行填充。
34.如权利要求31中所述的方法，包括环绕所述外座圈的相对端部对塑料材料进行模制。
35.如权利要求33中所述的方法，包括使得所述塑料材料与内座圈间隔开。
36.一种电气设备的壳体，包括：
一个由塑料材料模制而成的壳体本体；和
一个由不同于所述塑料材料的导电材料形成的接地通路，其被模制就位并被包埋在所述塑料材料中。
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