DE10019914A1 - Durch ein internes Kühlmittel gekühlter Wechselstromgenerator für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Abstract

Die rotierende elektrische Maschine umfaßt ein Gehäuse (2) und einen Ständer (4), der mit dem Gehäuse über wenigstens einen Schwingungsdämpfer (32, 34) verbunden ist. Das Gehäuse weist eine Umhüllung (20) für die Zirkulation eines Kühlmittels auf, wobei der Dämpfer die Abdichtung zwischen der Umhüllung (20) und einem Innenteil (38) des Ständers bewirkt.

Description

Die Erfindung betrifft rotierende elektrische Maschinen, insbesondere Wechselstromgeneratoren für Kraftfahrzeuge.

Aus der FR-2 727 807 in Fig. 1 ist bereits ein Wechselstromgenerator für Fahrzeuge bekannt, der ein Gehäuse und einen Ständer umfaßt, der mit dem Gehäuse über zwei Ringdichtungen verbunden ist, welche die mechanischen Schwingungen des Ständers dämpfen und ihre Übertragung an das Gehäuse begrenzen. Die Dichtungen sind in radialer und axialer Richtung wirksam. Diese Schwingungen werden im Ständer durch die Magnetflußänderungen im Luftspalt erzeugt. Die Dichtungen verhindern die Ausbreitung der Schwingungen an das Gehäuse und an andere Teile, da diese Ausbreitung andernfalls eine Geräuschquelle des Wechselstromgenerators bilden würde. Eine solche Dichtung ermöglicht die Befestigung des Ständers am Gehäuse ohne Übertragung der Schwingungen.

Im übrigen sind beispielsweise aus der FR-A-2 749 109 rotierende elektrische Maschinen bekannt, deren Gehäuse durch die Zirkulation eines Fluids, etwa einer Flüssigkeit, gekühlt wird. Die Gestaltung eines solchen Gehäuses fällt im allgemeinen kompliziert aus.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine elektrische Maschine bereitzustellen, die eine geringe Geräuschentwicklung erzeugt und durch ein Fluid gekühlt wird, wobei sie gleichzeitig eine einfache Gesamtstruktur aufweisen soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Der Dämpfer erfüllt dabei die zweifache Funktion zur Dämpfung der Schwingungen und zur Abdichtung gegenüber dem Kühlmittel. Dadurch wird die Struktur der Maschine vereinfacht, wobei die Teilezahl verringert wird. Von daher umfaßt ihr Zusammenbau entsprechend weniger Arbeitsgänge.

Darüber hinaus verhindert das Vorhandensein von Dichtungsmitteln am äußeren Umfang des Ständers das Eindringen von Fluid in das Innere der Maschine und daher deren Zerstörung. Die Dämpfer bestehen aus dichtem elastischem Material, etwa aus Elastomer.

Die Erfindung kann außerdem eine oder mehrere der folgenden Merkmaie aufweisen:

• - Der Ständer definiert für sich genommen eine zylindrische Fläche der Umhüllung.
• - Der Ständer umfaßt ein Blechpaket, das die zylindrische Fläche definiert.
• - Der bzw. wenigstens einer der Dämpfer kommt mit einem Abschlußblech des Blechpakets in Kontakt.
• - Der Ständer umfaßt ein Rohr, das die zylindrische Fläche definiert.
• - Der bzw. jeder Dämpfer kommt mit einem Abschlußrand des Rohrs in Kontakt.
• - Wenigstens ein axialer Abschlußrand des Rohrs, der dazu bestimmt ist, mit dem Dämpfer in Kontakt zu kommen, hat eine konisch erweiterte Form.
• - Das Gehäuse umfaßt ein einstückiges Gestell, das eine zylindrische Wand des Gehäuses und ein Endlager bildet, und einen Deckel, der das Gestell verschließt und ein anderes Endlager bildet.
• - Der bzw. wenigstens einer der Dämpfer kommt mit dem Gestell in Kontakt.
• - Der bzw. wenigstens einer der Dämpfer kommt mit dem Deckel in Kontakt.
• - Wenigstens eines der Elemente Gestell und Deckel weist eine Auskehlung auf, die den bzw. einen der Dämpfer aufnimmt und einen Rand des Rohrs aufnehmen kann.
• - Das Fluid ist eine Flüssigkeit. Und:
• - Die Maschine ist ein Wechselstromgenerator für Kraftfahrzeuge.

Außerdem ist erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Maschine vorgesehen, bei dem der bzw. jeder Dämpfer auf dem Rohr aufgeformt wird.

Als Variante wird diese Aufformung durch eine Verklebung oder jedes andere Mittel ersetzt, das eine feste Verbindung des Dämpfers mit dem Rohr ermöglicht.

Die Dämpfer und das Rohr bilden daher ein einheitliches Teil für den Zusammenbau, der somit darin besteht, eine geringe Anzahl von Teilen zusammenzufügen.

Der Ständer wird vorteilhafterweise im Anschluß an den Aufform- oder Verklebevorgang in das Rohr eingesetzt.

Die Wärmeverluste werden grundsätzlich durch den Ständer der rotierenden Maschine abgegeben. Die durch diese Wärmeverluste erzeugte Wärme wird an die am weitesten innen liegende Wand des Gehäuses übertragen. Anschließend wird diese Wärme an die in Umlauf befindliche Kühlflüssigkeit übertragen. Daraufhin leitet die Kühlflüssigkeit die Wärme in einen Kühlkreislauf ab, an den die in Höhe des Ständers offene Umhüllung angeschlossen ist.

Um die Effizienz der Kühlung des Ständers der rotierenden elektrischen Maschinen noch weiter zu verbessern, ist vorgesehen, daß sich wenigstens ein Umfangsteil eines Blechs nach außen vorstehend in die Umhüllung erstreckt.

Das Vorhandensein eines (oder mehrerer) nach außen in der Umhüllung vorstehender Umfangsteile an einem (oder mehreren) Blechen ermöglicht daher eine bessere Ableitung der durch die Bleche gespeicherten Wärme vom inneren Teil des Ständers nach außen in der Umhüllung, indem die Wärmeaustauschfläche zwischen dem in der Umhüllung befindlichen Kühlmittel und den Blechen vergrößert wird.

Das Gehäuse umfaßt vorteilhafterweise eine hohle Wandung, die eine Kammer und somit die Umhüllung bildet. Die erfindungsgemäßen Dämpfer bewirken die Abdichtung der Umhüllung, in der sich jeder Umfangsteil vorstehend erstreckt und eine Flüssigkeit zirkuliert, die jeden vorstehenden Umfangsteil bespült, um ihn zu kühlen.

Um die Abdichtung zwischen dem Außen- und Innenbereich der Umhüllung zu verbessern, sind in allen Fällen die Oberflächen der miteinander in Kontakt stehenden benachbarten Bleche mit einer feinen Substanz überzogen, um die Abdichtung zwischen den Blechen zu gewährleisten. Bei der feinen Schicht kann es sich um einen Lack, einen Anstrich, eine Teflonbeschichtung usw. handeln. Die Schicht bewirkt außerdem einen Schutz vor Korrosion.

Als Variante wird der äußere Umfang in die Substanz eingetaucht, um die Abdichtung herbeizuführen. Die Substanz wird so gewählt, daß sie dicht ist und den Ständer vor Korrosion schützt.

Um die Verwirbelung und den konvektiven Wärmeaustauschkoeffizienten zwischen einem vorstehenden Umfangsteil und der Mitte, in die er eingetaucht ist, zu vergrößern, weist dieser Umfangsteil Einschnitte auf. Bei diesen Einschnitten handelt es sich beispielsweise um Zähne, die am Rand eines Umfangsteils angeordnet sind, oder um Löcher, die durch einen Umfangsteil senkrecht zu dessen Hauptfläche hindurchgehen, usw.

Vorteilhafterweise erstreckt sich wenigstens ein Umfangsteil radial zwischen zwei Seitenwänden der die Umhüllung bildenden Kammer.

Außerdem begünstigt vorteilhafterweise die Form jedes Umfangsteils die radiale Zirkulation der Kühlflüssigkeit in der Kammer.

Um nach dem Verdichten der Bleche zur Herbeiführung der Abdichtung ein Zusammenschweißen der Bleche zu ermöglichen, weisen die Bleche vorstehende Umfangsteile, die Rippen bilden, und Umfangsbereiche ohne Rippen auf.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von zwei bevorzugten Ausführungsarten, die als Beispiele ohne einschränkende Wirkung angeführt werden. In den beigefügten Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine als Axialschnitt ausgeführte Teilansicht eines Wechselstromgenerators für ein Fahrzeug nach einer ersten Ausführungsart der Erfindung;

Fig. 2 eine ähnliche Ansicht zur Veranschaulichung einer zweiten Ausführungsart;

Fig. 3 eine ähnliche Ansicht zur Veranschaulichung einer Variante der zweiten Ausführungsart;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Axialteilschnittansicht eines Wechselstromgenerators für Kraftfahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung zu einem dritten Ausführungsbeispiel;

Fig. 5 eine als Axialschnitt ausgeführte schematische Darstellung eines Teil, der dem Ständer einer Variante des in Fig. 4 dargestellten Wechselstromgenerators entspricht;

Fig. 6 eine als Draufsicht ausgeführte schematische Darstellung eines Blechs einer Variante des in den Fig. 4 und 5 dargestellten Wechselstromgenerators;

Fig. 7 eine entsprechend einer Ansicht ähnlich wie in Fig. 6 ausgeführte Darstellung einer anderen Blechvariante für den in den Fig. 4 und 5 dargestellten Wechselstromgenerator; und

Fig. 8 eine entlang einem Schnitt ähnlich wie in Fig. 4 ausgeführte Ansicht einer Variante des in den Fig. 4 und 5 dargestellten Wechselstromgenerators.

In Fig. 1 ist eine erste bevorzugte Ausführungsart eines Wechselstromgenerators für Kraftfahrzeuge dargestellt. Der Wechselstromgenerator umfaßt ein Gehäuse 2, einen Ständer 4 und einen nicht veranschaulichten Läufer in herkömmlicher Ausführung mit der Achse 6. Zu weiteren Einzelheiten kann auf die vorerwähnte FR-A- 2 727 807 mit einer eingehenderen Darstellung der Baueinheit aus Läufer und Läuferwelle verwiesen werden, die im Gehäuse angebracht ist, in dem die Lager zur Lagerung der Enden der Läuferwelle angeordnet sind. Das Gehäuse umfaßt in Fig. 1 ein einstückiges Gestell 8, das eine zylindrische Wand 10 mit der Achse 6 und ein axiales Endlager 12 umfaßt, das über ein nicht dargestelltes Wälzlager mittig die Läuferwelle trägt. Im übrigen umfaßt das Gehäuse einen Deckel 14 zum Verschluß eines axialen Endes des Gestells, der ein anderes axiales Endlager oder bewegliches Lager bildet und ebenfalls über ein nicht dargestelltes Wälzlager die Läuferwelle trägt. Der Deckel 14 umfaßt insbesondere eine ebene Wand 16, die am freien Abschlußrand der zylindrischen Wand 10 zur Anlage kommt, und eine zylindrische Einfassung 18, die konzentrisch in der zylindrischen Wand 10, in Kontakt mit dieser, aufgenommen ist.

Zwischen der Einfassung 18 und der Wand 10 kommen Dichtungsmittel zum Einsatz. In den Fig. 2 und 3 bestehen diese Dichtungsmittel aus einer Dichtung, die in einer nicht durch eine Bezugsnummer bezeichneten Auskehlung der Einfassung 18 eingesetzt ist. Natürlich ist auch die umgekehrte Anordnung möglich, wobei die Dichtung in einer Auskehlung der Wand 16 eingesetzt ist.

Das Gestell 8 weist eine Umhüllung 20 für die Zirkulation eines Kühlmittels auf, bei dem es sich hier um eine Flüssigkeit handelt. Die Umhüllung 20 greift auf die axial ausgerichtete Wand 10 sowie auf das quer ausgerichtete ortsfeste Lager 12 über. Die Wand 10 und das Lager 12 sind daher ausgetieft. Im einzelnen definiert das Gestell in Höhe der Wand 10 eine zylindrische Außenfläche 24 dieser Umhüllung und teilweise eine zylindrische Innenfläche 22 dieser Umhüllung, die sich gegenüber der Außenfläche 24 und koaxial zu dieser erstreckt. Diese Innenfläche 22 ist einerseits in der Nähe des freien axialen Abschlußrands des Gestells und andererseits in der Nähe seines ortsfesten Lagers 12 ausgebildet. Diese Innenfläche 22 ist zwischen diesen beiden Bereichen unterbrochen, so daß das Gestell dort diese Umhüllung offen definiert. An den Stellen, an denen es diese Innenfläche 22 definiert, weist das Gestell daher eine zylindrische Innenwand 26 auf, die gegenüber seiner zylindrischen Außenwand 28 unterbrochen ist, wobei diese beiden Wände die Wand 10 bilden.

Der Ständer 4 umfaßt herkömmlicherweise ein auf die Achse 6 zentriertes Blechpaket 30 und eine Ständerwicklung 31, deren Endstücke sich in dem Blechpaket erstrecken, das dazu mit Ausnehmungen versehen ist, die Nuten für die Aufnahme der Endstücke bilden, wobei davon auszugehen ist, daß sich die Enden der Wicklung 31 beiderseits des Blechpakets axial vorstehend erstrecken, um Schaltenden zu bilden. Der Ständer 4 ist am Gehäuse 2 über das Blechpaket 30 befestigt, das den Läufer umgibt. In der Nähe des ortsfesten Lagers 12 ist das Blechpaket mittels der Abschlußbleche durch seinen Rand in einer ringförmigen Schulter der ortsfesten Innenwand 26 des Gestells unter Einfügung eines ringförmigen Schwingungsdämpfers 32, beispielsweise aus Elastomer, aufgenommen. In der Nähe des beweglichen Lagers 14 sind die Bleche des gegenüberliegenden Endes des Blechpakets 30 in einer Schulter aufgenommen, deren zylindrische Fläche mit der Achse 6 und daher mit axialer Ausrichtung durch die Innenwand des Gestells 8 gebildet wird, während die zur Achse 6 senkrechte ebene Fläche durch die Einfassung 18 gebildet wird. Auch hier erfolgt diese Aufnahme über einen Dämpfer 34 der gleichen Art. Die zylindrische Außenfläche 36 des Blechpakets 30 definiert daher teilweise die Innenfläche der Umhüllung der Kühlflüssigkeit, wobei der Ständer durch diese Fläche in die Flüssigkeit eingetaucht ist. Die Dämpfer 32, 34 bewirken jedoch die Abdichtung zwischen der Umhüllung 20 und dem inneren Teil 38 des Ständers, der die Wicklungen 31 und den Läufer umschließt. Außerdem begrenzen diese zwischen dem Gehäuse und dem Ständer eingefügten Dämpfer die Übertragung der Schwingungen vom Ständer zum Gehäuse.

Im einzelnen haben die Dämpfer 32 und 34 einen winkelförmigen Querschnitt, wobei die Schulter der Wand 26 zur Aufnahme der Dichtung 32 eine dazu passende Form aufweist und daher eine zylindrische Fläche und eine senkrechte ebene Fläche umfaßt.

Für die Montage des Wechselstromgenerators wird der Dämpfer 32 an der Schulter der Wand 26 installiert, woraufhin der Ständer 4 in das Gestell 8 in Anlage an den Dämpfer 32 eingesetzt und anschließend der andere Dämpfer 34 angebracht und schließlich das Gestell mittels des beweglichen Lagers 14 verschlossen wird. Das Anziehen dieses Lagers am Gestell bewirkt das axiale Zusammendrücken der Baueinheit für eine effiziente Sicherung des Ständers im Gehäuse und eine einwandfreie Abdichtung des Ständers. Die Dämpfer 32, 34 bewirken den Spielausgleich. Diese Dämpfer 32, 34 sind axial und radial wirksam. Die Dämpfer 32, 34 sind im allgemeinen aus einem dichten elastischen Werkstoff ausgeführt. Wenn die Bleche des Blechpakets 30 Einschnitte an ihrem äußeren Rand aufweisen, werden die Dämpfer ausreichend breit vorgesehen, um die Abdichtung an diesen Einschnitten zu gewährleisten.

Um das Blechpaket 30 abzudichten, wird dieses vorzugsweise im voraus beim Verdichtungsvorgang zusammengedrückt, so daß der äußere Umfang des Blechpakets und daher des Ständers dicht ist, um keinen Kurzschluß zu verursachen und die Abdichtung zwischen der Umhüllung 20 und dem inneren Teil 38 des Ständers zu gewährleisten.

In der Ausführungsart von Fig. 2 ist der Wechselstromgenerator im wesentlichen identisch wie in der vorangehenden Ausführungsart von Fig. 1 ausgeführt. In dieser Ausführungsart umfaßt der Ständer 4 ein zylindrisches Rohr 40, in dem das Blechpaket 30 aufgeschrumpft, das heißt fest eingepaßt ist. Der Rand der Innenwand 26 des Gestells in der Nähe des ortsfesten Lagers 12 weist eine Auskehlung 42 mit "U"- förmigem Profil auf, die in Richtung des anderen Lagers 14 offen ist. Ebenso weist der Rand der Einfassung 18 des beweglichen Lagers 14 eine identische Auskehlung 42 auf, die in Richtung der anderen Auskehlung offen ist. Die Auskehlungen nehmen die jeweiligen Dämpfer 32, 34 auf, die ringförmig und diesmal mit rechteckigem Profil ausgeführt sind. Jede Auskehlung 42 nimmt einen axialen Abschlußrand des Rohrs 40 in Anlage an dem betreffenden Dämpferelement auf, das in axialer und radialer Richtung wirksam ist.

In dieser Ausführungsart definiert der Ständer 4 eine zylindrische Innenfläche 36 der Umhüllung 20 für die Flüssigkeit mittels des Rohrs 40, das in die Kühlflüssigkeit eingetaucht ist. Die Dämpfer bewirken die Abdichtung zwischen dieser Umhüllung und dem Blechpaket und verhindern die Übertragung der Schwingungen vom Ständer bis zum Gehäuse. Das Rohr 40 ist vorzugsweise ein guter Wärmeleiter.

Für die Montage wird jeder Dämpfer 32, 34 in die zugehörige Auskehlung 42 eingesetzt, woraufhin der Ständer 4 in das Gestell 8 eingefügt wird, das anschließend mittels des beweglichen Lagers 14 verschlossen wird. Alternativ dazu können die Dämpfer 32, 34 am Rohr 40, das den Ständer enthält, befestigt werden, woraufhin die Baueinheit am Deckel 14 angebracht und das Ganze mit dem Gestell 8 abgedeckt wird.

Der Ständer 4 weist daher an seinem äußeren Umfang Dichtungsmittel in Form eines Rohrs 40 auf, das sich im Verhältnis zum Blechpaket 30 axial vorstehend beiderseits dieses Pakets erstreckt und die Umhüllung 20 teilweise begrenzt. Dieses Rohr schützt den Ständer vor Korrosion.

In der Variante von Fig. 3 sind die beiden axialen Abschlußränder des Rohrs 40 konisch erweitert, so daß der Innendurchmesser der Dämpfer 32, 34 nach ihrer Anbringung an den Rändern des Rohrs größer als der Gesamtdurchmesser des Ständers 4 ist, der hier dem Durchmesser des Blechpakets 30 entspricht. Diese Gestaltung ermöglicht das Einsetzen des Ständers in das Rohr, nachdem die Dämpfer an den Rändern des Rohrs angebracht wurden, ohne daß die Dämpfer den Durchgang des Ständers behindern. Es besteht auch die Möglichkeit, die zwei Dämpfer 32, 34 beispielsweise am Rohr 40 aufzuformen und anschließend den Ständer in das Rohr einzusetzen. Dadurch wird die Anzahl der zusammenzubauenden Teile von fünf auf drei verringert. Darüber hinaus verringert diese Aufformung das Leckagerisiko zwischen dem Rohr und den Dämpfern, wobei zwischen diesen eine sehr gute Abdichtung herbeigeführt wird. Als Variante wird die Aufformung durch eine Verklebung ersetzt.

In diesen beiden Ausführungsarten fördert der direkte Kontakt zwischen der Außenfläche 36 des Ständers 4 und dem Kühlmittel, dessen Umhüllung teilweise durch diese Fläche definiert wird, die Kühlwirkung des Kühlmittels. Darüber hinaus ist das Gestell 8 leichter auszuführen, als wenn es die einander gegenüberliegenden Außen- und Innenflächen der Umhüllung vollständig bildet.

Man kann den Ständer, der sich direkt in Kontakt mit dem Kühlmittel erstreckt, einsetzen und gleichzeitig die Verringerung der Geräuschentwicklung und die Abdichtung durch Dichtungen und Dämpfer in gesonderter Ausführung herbeiführen.

Die Befestigung des Rohrs 40 mit dem Blechpaket 30 kann natürlich durch Verkleben, Schweißen oder jedes andere Mittel erfolgen. Die Dämpferelemente 32 und 34 der Fig. 2 und 3 weisen eine ringförmige Auskehlung für die Aufnahme des Rohrs 40 auf. Als Variante kann vorgesehen werden, daß die Dämpferelemente ohne Auskehlung ausgeführt sein können, insbesondere wenn diese Dämpfer im voraus am Rohr befestigt werden.

Das Lager 12 kann natürlich durch ein dicht am Gestell 8 angefügtes Teil ersetzt werden. Dieses Teil hat beispielsweise eine ähnliche Form wie der Deckel 14. Das Gehäuse ist in diesem Fall dreiteilig ausgeführt.

Das mit zylindrischer Form ausgeführte Gehäuse 2 kann natürlich, wie in Fig. 4 dargestellt, auch aus zwei Teilen bestehen.

Das Gehäuse besteht daher aus mindestens zwei Teilen und umfaßt eine Umhüllung, die innen durch eine in Höhe des äußeren Umfangs des Ständers unterbrochene Wand begrenzt wird. Die Umhüllung ist in Höhe des Ständers offen.

In Fig. 4 umfaßt das Gehäuse zwei Lager 9, 11, die den Ständer 4 und den schematisch dargestellten Läufer 6 einschließen.

Dieser Läufer kann eine Wicklung mit Schaltenden 110 in der gleichen Weise wie der Ständer umfassen, dessen Schaltenden ebenfalls in Fig. 4 bei 110 dargestellt sind.

Als Variante ist der Läufer 6 ohne Schaltenden und mit Klauen ausgeführt, wie dies in der vorerwähnten FR-A-2 727 807 beschrieben wird.

Jedes Lager 9, 11 ist topfförmig ausgebildet und besitzt daher die Form eines axial ausgerichteten Zylinders, der an einem seiner axialen Enden durch eine Querwand 5 verschlossen ist.

Das Gehäuse weist daher eine zylindrische Form auf.

Der Ständer 4 umfaßt eine Reihe von Blechen 112, 114, die entlang einer Richtung parallel zur Läuferachse O-O aneinander geschichtet sind, so daß sie einen Blechstapel oder ein Blechpaket 30 bilden.

Jedes Blech 112, 114 hat eine ebene Ringform, deren Kreissymmetrie auf die Läuferachse O-O zentriert ist. Am inneren Umfangsrand der Bleche 112, 114 ist eine Reihe von (in Fig. 5 nicht dargestellten) Ausnehmungen 15 eingearbeitet, in denen die Drähte der Wicklung des Ständers 4 verlaufen.

Der in Fig. 4 dargestellte Ständer 4 umfaßt zwei Arten von Blechen 112, 114, und zwar kleine Bleche 112 (klein bezogen auf ihren Außendurchmesser) und große Bleche 114 mit größerem Außendurchmesser als die kleinen Bleche 112.

Im Innern der Umhüllung 20 bildet der Teil jedes großen Blechs 114, der sich radial über die kleinen Bleche 112 hinaus erstreckt, eine Rippe 116, die in die Mitte im Innern der Umhüllung 20 eingetaucht ist.

Das Blechpaket 30 aus kleinen 112 und großen 114 Blechen wird durch Einfügung eines kleinen Blechs 112 zwischen zwei großen Blechen 114 ausgeführt. Zwei benachbarte Rippen 116 sind um die Dicke eines kleinen Blechs 112 zueinander beabstandet. Jede Rippe 116 weist in Kontakt mit der Mitte im Innern der Umhüllung 20 zwei Hauptflächen 118 auf, die den Wärmeaustausch zwischen den Blechen 112, 114 und dieser Mitte im Innern der Umhüllung 20 begünstigen.

Ein Teil der Energie des Wechselstromgenerators wird in Form von Wärme im Innern des Gehäuses 2 und des Ständer 4 abgegeben. Ein Teil dieser Wärme wird zu den Blechen 112, 114 übertragen, um ihn in Höhe der Rippen 116 zur Mitte im Innern der Umhüllung 20 abzuleiten.

Im einzelnen umfaßt das Gehäuse 2 eine vertiefte und zylindrische Wandung, die durch die Querwand 5 verschlossen ist. Diese vertiefte Wandung bildet die Umhüllung 20, die eine ringförmige Kammer 20 bildet, die durch eine Innenwand 120 und eine Außenwand 122 in koaxialer Anordnung begrenzt wird. In der Kammer 20 zirkuliert eine Kühlflüssigkeit. Diese Kammer 20 steht mit einem Kühlkreislauf 126 in Verbindung, dessen Einlaß und Auslaß in die Kammer 20 sich in winklig um die Achse O-O versetzten Längsebenen befinden, um eine radiale Ausrichtung der Kühlflüssigkeit zu begünstigen. Dieses in der Kammer 20 zirkulierende Kühlmittel, beispielsweise Wasser, bespült die Rippen 116 und transportiert dank des Kühlkreislaufs 126 die durch den Wechselstromgenerator abgegebene Wärme von diesem weg.

Der Wechselstromgenerator umfaßt eine Dichtung 128 zwischen dem Blechpaket 30 aus den Blechen 112, und 114 und der Innenwand 120 des Gehäuses 2 in Höhe der Öffnung, die durch die freien Ränder 123 der Lager 9, 11 gebildet wird, sowie eine Dichtung 29 zwischen den freien Rändern der Außenwände 122. Die, beispielsweise aus Elastomer ausgeführte Dichtung 128 bildet daher einen Schwingungsdämpfer für die Bleche 112, 114 im Verhältnis zum Gehäuse 2. Diese Dichtung 128 hat eine Ringform mit einer Nut, die an einer ihrer Hauptflächen eingearbeitet ist, wobei die Breite dieser Nut der Dicke der Innenwand 120 in radialer Richtung entspricht.

Die Dichtung 128 wird dann zwischen den Blechen 112, 114 der axialen Enden des Blechpakets 30 und dem Rand 123 der Innenwand 20 angebracht, so daß dieser Rand 123 in den Boden der Nut jeder Dichtung 128 eingesetzt wird.

Während der Montage des Wechselstromgenerators wird die erste Dichtung 128 am freien Rand des ersten Lagers 9 angebracht, woraufhin der Ständer 4 in dieses erste Lager 9 eingefügt wird, wobei das Blechpaket 30 aus den Blechen 112, 114 an der ersten Dichtung 128 anliegt. Das zweite Lager 11 wird anschließend am ersten Lager 9 und am Blechpaket 30 angebracht, wobei die zweite Dichtung 128 zwischen dem Blechpaket 30 und dem zweiten Lager 11 eingefügt wird. Die Lager 9, 11 werden daraufhin axial zueinander hin zusammengedrückt, um eine Einspannung der Dichtungen 128 und eine Sicherung des Ständers 4 im Gehäuse 2 herbeizuführen und um die Abdichtung zu verbessern. Damit die Dichtungen 128 so eine Dämpfungsfunktion zur Dämpfung der Schwingungen des Ständers 4 im Verhältnis zum Gehäuse 2 erfüllen, ist es notwendig, daß der Ständer 4 nur mit diesen Dichtungen 28 im Gehäuse 2 gesichert wird. Eine starre Verbindung des Ständers 4 mit dem Gehäuse 2 würde, wie vorstehend erwähnt, die Ausbreitung der Schwingungen von einem Element zum andern ermöglichen. Die Einheit aus diesen beiden Lagern 9, 11 und dem Ständer 4 wird anhand von Klemmschrauben 35 in Position gehalten. Die Dichtungen 128 bewirken einen Spielausgleich. Die Dichtungen 128 und 129 gewährleisten die Abdichtung der Kammer 20, welche die Umhüllung bildet. Die Dichtungen 128 sind axial und radial wirksam.

Vorzugsweise erstrecken sich auf die Achse O-O zentrierte Erhebungen 136 vorstehend von der zur Außenwand 122 gerichteten Fläche der Innenwand 120 aus, um den Wärmeaustausch zwischen dem Innern des Gehäuses und dem in der Kammer 20 zirkulierenden Kühlmittel noch weiter zu vergrößern. Die Erhebungen 136 können sich vorstehend an der zur Wand 120 gerichteten Fläche der Wand 122 erstrecken. Alle Kombinationen sind möglich.

Um die Abdichtung zwischen den Blechen 112, 114 zu gewährleisten, wird eine dichte und vorzugsweise korrosionshemmende Beschichtung mit geringer Dicke vor dem Verdichten der Bleche 112, 114 zur Ausführung des Blechpakets 30 auf den Hauptflächen der Bleche 112, 114 wenigstens auf einem Teil dieser Flächen aufgebracht, der dazu bestimmt ist mit einem benachbarten Blech 112, 114 in Kontakt zu kommen. Die Beschichtung kann aus einem Lack, einem Anstrich usw. bestehen.

Als Variante kann der äußere Umfang des Ständers in eine dichte Substanz, wie etwa einen Lack oder eine Anstrichfarbe, eingetaucht werden. In allen Fällen bestehen die Beschichtung bzw. die Substanz aus einem dichten und korrosionshemmenden Material.

Die Rippen 116 können nach zahlreichen Varianten ausgeführt sein, die eine Erhöhung des Wärmeaustauschkoeffizienten zwischen diesen Rippen 116 und dem Kühlmittel ermöglichen. Die Fig. 5, 6, 7 und 8 veranschaulichen als Beispiel einige dieser Varianten.

Fig. 5 stellt eine vierte Ausführungsart des Wechselstromgenerators dar. Dieser umfaßt ein Blechpaket 30 aus Blechen 112, 114, in dem die großen Bleche 114 einen veränderlichen Außendurchmesser aufweisen. Einige dieser großen Bleche 114, diejenigen, deren Außendurchmesser am größten ist, bilden Rippen 116, die sich radial von der Innenwand 120 bis zur Außenwand 122 erstrecken. Diese begünstigen eine kreisförmige Strömung des Kühlmittels um die Läuferachse O-O. Sie erstrecken sich nicht durchgehend auf dem gesamten Umfang der Bleche 114, von der Innenwand 120 bis zur Außenwand 122. Denn es sind Einschnitte 132 wenigstens in die Bleche 114 eingearbeitet, deren Außendurchmesser am größten ist, um eine axiale Strömung des Kühlmittels zu begünstigen (Fig. 6). Die wechselnde Abfolge von Rippen 116, die sich mehr oder weniger radial zwischen der Innenwand 120 und der Außenwand 122 erstrecken, sowie die Ausführung der Einschnitte 132 in den Rippen 116, die sich radial zwischen der Innenwand 120 und der Außenwand 122 erstrecken, begünstigen eine turbulente Strömung des Kühlmittels, die eine Erhöhung des Wärmeaustauschkoeffizienten zwischen den Rippen 116 und diesem Kühlmittel ermöglicht.

Die Fig. 6 und 7 stellen Beispiele für die Geometrie der Einschnitte 132 dar.

In der in Fig. 6 dargestellten fünften Ausführungsart sind diese Einschnitte 132 in Form von Zähnen ausgeführt, die am äußeren Umfangsrand der Bleche 112, 114 angeordnet sind.

In der in Fig. 6 dargestellten sechsten Ausführungsart sind die Einschnitte 132 in Form von kreisrunden Löchern ausgebildet. Es können zahlreiche andere Geometrien in Betracht gezogen werden. Diese Einschnitte 132 können auch von einem großen Blech 114 zum anderen umfangsmäßig zueinander versetzt sein.

Vorzugsweise sind außerdem am Umfang der Bleche 112, 114 Bereiche 133 ohne Rippen 116 vorgesehen, um die Bleche 112, 114 nach ihrer Verdichtung zusammenzuschweißen (Fig. 6) und die Abdichtung zu verbessern.

Nach der in Fig. 8 veranschaulichten siebten Ausführungsart des Wechselstromgenerators gemäß der vorliegenden Erfindung haben alle Bleche 112, 114 den gleichen Außendurchmesser. Nach dieser Ausführungsart existieren keine zueinander beabstandeten Rippen 116 im eigentlichen Sinne. Dagegen bilden Einschnitte 132, die in die Teile der Bleche 112, 114 eingearbeitet sind, die sich radial außerhalb des Gehäuses 2 erstrecken, nach der Ausführung des Blechpakets 30 Kanäle 134 für die Zirkulation des Kühlmittels (Fig. 8). Ein winkliger Versatz um die Achse O-O und/oder ein radialer Versatz der Einschnitte 132 können eine Zirkulation des Kühlmittels radial und axial beispielsweise entsprechend den spiralförmigen Kanälen 134 um die Achse O-O herum ermöglichen.

Das in der Umhüllung zirkulierende Kühlmittel kann jede beliebige Beschaffenheit aufweisen. Es kann sich um ein Gas, etwa Luft, oder um eine geeignete Flüssigkeit handeln.

Die rotierende elektrische Maschine kann natürlich reversibel ausgeführt sein und die elektrische Energie in mechanische Energie umwandeln. Die Maschine kann daher außerdem als Anlasser für das Kraftfahrzeug dienen, wobei die Maschine dann als Anlassergenerator bezeichnet wird.

Es ist darauf hinzuweisen, daß in Fig. 6 die Dichtungen 228, die einen Dämpfer bilden, Flachdichtungen sind, die beispielsweise durch Aufformung oder Verklebung auf den Abschlußblechen des Blechpakets 30 befestigt werden, um mit den Rändern 123 zusammenzuwirken.

In Fig. 8 werden die Dichtungen 228 von Fig. 6 durch eine Dichtung 34 von Fig. 1 bzw. eine Dichtung 128 von Fig. 4 ersetzt. Alle Kombinationen sind möglich.

Claims (26)

1. Rotierende elektrische Maschine, umfassend ein Gehäuse (2) und einen Ständer (4), der mit dem Gehäuse über wenigstens einen axial und radial wirksamen Schwingungsdämpfer (32, 34) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine in Höhe des Ständers offene Umhüllung (20) für die Zirkulation eines Kühlmittels aufweist, wobei der Dämpfer die Abdichtung zwischen der Umhüllung (20) und einem Innenteil (38) des Ständers gewährleistet, und daß der Ständer (4) an seinem äußeren Umfang Dichtungsmittel umfaßt.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer (4) eine zylindrische Fläche (34) der Umhüllung (20) definiert.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer (4) ein Blechpaket (30) umfaßt, das die zylindrische Fläche (36) definiert.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. wenigstens einer der Dämpfer (32, 34) mit einem Abschlußblech des Blechpakets (30) in Kontakt steht.

5. Maschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmittel aus einer feinen Substanz bestehen, welche die Oberflächen der miteinander in Kontakt stehenden benachbarten Bleche bedeckt.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer (4) ein Rohr (40) umfaßt, das die zylindrische Fläche (36) definiert und die am Ständer angebrachten Dichtungsmittel bildet.

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Dämpfer (32, 34) mit einem Abschlußrand des Rohrs (40) in Kontakt steht.

8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein axialer Abschlußrand des Rohrs (40), der dazu bestimmt ist, mit dem Dämpfer (32, 34) in Kontakt zu kommen, eine konisch erweiterte Form hat.

9. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) ein einstückiges Gestell (8), das eine hohlzylindrische Wand des Gehäuses, welche die Umhüllung (20) begrenzt, und ein Endlager (12) bildet, und einen Deckel (14) umfaßt, der das Gestell verschließt und ein anderes Endlager bildet.

10. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. wenigstens einer (32, 34) der Dämpfer mit dem Gestell (8) in Kontakt kommt.

11. Maschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. wenigstens einer (34) der Dämpfer mit dem Deckel (14) in Kontakt kommt.

12. Maschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8 und nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Elemente Gestell (8) und Deckel (14) eine Auskehlung (42) aufweist, die den bzw. einen der Dämpfer (32, 34) aufnimmt und einen Rand des Rohrs (40) aufnehmen kann.

13. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) aus zwei Lagern (9, 11) besteht, wobei jedes Lager (9, 11) eine hohlzylindrische Wand umfaßt, die durch eine Innenwand (120) und eine Außenwand (122) begrenzt wird, welche die Umhüllung für die Kühlmittelzirkulation begrenzen.

14. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel eine Flüssigkeit ist.

15. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 14, umfassend eine Umhüllung (20) und einen Ständer (4) mit einem Blechpaket (112, 114), dadurch gekennzeichnet, daß sich wenigstens ein Umfangsteil eines Blechs (12, 14) vorstehend in der Umhüllung (20) erstreckt.

16. Maschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Blechpaket (112, 114) und dem Gehäuse (2) eine Dichtung (128) angeordnet ist.

17. Maschine nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (112, 114) vorstehende Umfangsteile, die Rippen (116) bilden, und Umfangsbereiche (133) ohne Rippen (116) aufweisen, um ein Zusammenschweißen der Bleche (112, 114) nach ihrer Verdichtung zu ermöglichen.

18. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) eine hohle Wand umfaßt, die eine Kammer (20) bildet, welche die Umhüllung bildet, in der sich jeder vorstehende Umfangsteil erstreckt und ein Kühlmittel zirkuliert, das jeden Umfangsteil bespült, um ihn zu kühlen.

19. Maschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß sich wenigstens ein Umfangsteil radial zwischen zwei Seitenwänden der Kammer (20) erstreckt.

20. Maschine nach einem der Ansprüche 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Form jedes Umfangsteils eine radiale Zirkulation der Kühlflüssigkeit in der Kammer (20) begünstigt.

21. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein vorstehender Umfangsteil einen Einschnitt (132) aufweist.

22. Maschine nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Einschnitt (132) ein Zahn ist, der sich am Rand eines Umfangsteils befindet.

23. Maschine nach einem der Ansprüche 21 und 22, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Einschnitt (132) ein Loch ist, das in einen Umfangsteil senkrecht zu dessen Hauptfläche eingearbeitet ist.

24. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine ein Wechselstromgenerator für Kraftfahrzeuge ist.

25. Verfahren zur Herstellung einer Maschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Dämpfer (32, 34) auf dem Rohr (40) aufgeformt wird.

26. Verfahren nach Anspruch 25 zur Herstellung einer Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer (4) nach dem Aufformvorgang in das Rohr (40) eingesetzt wird.