-
Die
Erfindung betrifft ein Schutzkappensystem zum bereichsweisen Abdecken
einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Generators.
-
Stand der Technik
-
Die
DE 3439665 beschreibt eine
mehrteilige Schutzkappe, wobei die Schutzkappe aus einem Grundteil
besteht, welches in seinem Randbereich eine Ausnehmung aufweist.
In die Ausnehmung ist ein weiteres Schutzkappenteil einsteckbar,
um elektrische Bauteile der elektrischen Maschine, die durch die
Ausnehmung im Grundteil der Schutzkappe zugänglich sind,
abzudecken.
-
Die
EP 0753930 beschreibt eine
mehrteilige Schutzkappe für eine elektrische Maschine,
welche eine Öffnung aufweist, die wahlweise von einem oberhalb
der Öffnung anbringbaren Deckel verschlossen oder mittels
einer Hutze abgedeckt werden kann.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Erfindungsgemäß ist
ein Kappenaußenteil und mehrere Kappeninnenteile vorgesehen,
die jeweils mindestens einen Durchbruch für mindestens einen
elektrischen Anschlusszapfen aufweisen und die sich in Position
und/oder Formgebung des Durchbruchs unterscheiden, wobei das Kappenaußenteil mindestens
eine Ausnehmung aufweist, in die die Kappeninnenteile jeweils alternativ
befestigbar einsetzbar sind, und für die Befestigung eine
jeweils einheitliche Befestigungskonfiguration vorgesehen ist. Vorteilhaft
hierbei ist, dass das Schutzkappensystem auf einfache Weise hergestellt
werden kann und gleichzeitig in der Ausgestaltung hoch flexibel
ist. Die Kappeninnenteile sind derart gestaltet, dass sie einer bestimmten
Ausführungsform der elektrischen Maschine angepasst sind,
indem der Durchbruch dort angeordnet ist, wo er bei Einsatz des
Schutzkappensystems den Anschlusszapfen aufnehmen kann. Somit wird
die Ausgestaltung der Kappeninnenteile insbesondere durch die Position
des Anschlusszapfens an der elektrischen Maschine und dessen Lage,
beispielsweise axial und/oder radial, zur elektrischen Maschine
bestimmt. Hierdurch wird erreicht, dass einem Kundenwunsch bezüglich
der Ausgestaltung des Anschlusszapfens schnell und flexibel nachgekommen
werden kann. Die Befestigungskonfiguration ist für alle
Kappeninnenteile im Zusammenspiel mit dem Kappenaußenteil
einheitlich. Dadurch wird erreicht, dass ein schneller Austausch
der Kappen-innenteile bei Fertigung des Schutzkappensystems möglich
ist und ein Umrüsten von Fertigungsmaschinen minimiert
wird. Das Kappenaußenteil kann in lediglich einer einzigen
Ausführung vorliegen oder in dem Schutzkappensystem lediglich
ein einziges Kappenaußenteil vorgesehen sein. Es sind jedoch
auch unterschiedliche Ausführungen des Kappenaußenteils
im Zusammenhang mit dem Schutzkappensystem möglich. Das
Kappeninnenteil liegt in mindestens einer Ausführung vor,
vorteilhafterweise gehören jedoch mehrere Kappeninnenteile
in unterschiedlichen Ausführung zu dem erfindungsgemäßen
Schutzkappensystem. Das Schutzkappensystem dient also mit dem Kappenaußenteil – das
in der mindestens einen Ausführung vorliegt – und
den Kappeninnenteilen – die vorzugsweise unterschiedlich
ausgebildet sind – der flexiblen Ausrüstung der elektrischen
Maschine.
-
Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens
eines der Kappenteile im Wesentlichen eine planare Grundform aufweist. Hiermit
ist eine scheibenartige Struktur mit planarer Oberfläche
zu verstehen. In der Grundform können auch zusätzlich
Lüftungsöffnungen vorgesehen sein.
-
Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens
ein Befestigungszapfen an dem Kappenaußenteil und/oder
an dem Kappeninnenteil und mindestens eine angepasste, dem Befestigungszapfen
zugeordnete, Befestigungsausnehmung an dem Kappenaußenteil
und/oder an dem Kappeninnenteil die Befestigungskonfiguration bilden.
Somit kann das Kappeninnenteil an dem Kappenaußenteil durch
Einstecken der Befestigungszapfen in die Befestigungsausnehmungen
befestigt werden. Dies ermöglicht eine reibschlüssige
und/oder formschlüssige Verbindung, welche bei Bedarf wieder
gelöst werden kann.
-
Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Befestigungszapfen
und/oder die Befestigungsausnehmung in einer Ebene liegt/liegen,
in der die planare Grundform liegt. Dadurch wird erreicht, dass
das Kappeninnenteil einfach und schnell in das Kappenaußenteil
eingesteckt werden kann. Die Lage der Befestigungszapfen und Befestigungsausnehmungen
ermöglichen es dabei, das Einbringen des Kappeninnenteils
mit einer einzigen Steckbewegung auszuführen.
-
Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Befestigungszapfen
und/oder die Befestigungsausnehmung strahlenförmig zu dem zugehörigen
Kappeninnenteil angeordnet ist/sind. Es ist von besonderem Vorteil,
wenn eine Mehrzahl von Befestigungszapfen und/oder Befestigungsausnehmungen
entlang eines Randes des Kappeninnenteils verteilt angeordnet sind,
sodass eine möglichst gleichmäßige und
feste Verbindung zwischen dem Kappeninnenteil und dem Kappenaußenteil
bewirkt wird.
-
Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Befestigungszapfen
und/oder die Befestigungsausnehmung T-förmig ausgebildet ist/sind.
-
Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Befestigungskonfiguration
ein Klebstoff ist, welcher mindestens bereichsweise zwischen dem
Kappenaußenteil und dem Kappeninnenteil angeordnet ist.
Somit wird eine einfache, schnelle und hoch sichere, stoffschlüssige
Verbindung zwischen dem Kappeninnenteil und dem Kappenaußenteil
hergestellt.
-
Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens
ein Schnapphaken, der am Kappenaußenteil und/oder an dem
Kappeninnenteil ausgebildet ist, um mindestens eine dem Schnapphaken
zugeordnete Hintergriffstufe, die am Kappenaußenteil und/oder
an dem Kappeninnenteil ausgebildet ist, die Befestigungskonfiguration
bilden. Die Ausbildung von Schnapphaken ermöglicht eine schnelle
formschlüssige, lösbare Verbindung zwischen dem
Kappeninnenteil und dem Kappenaußenteil.
-
Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens
eines der Kappeninnenteile eine Verdrehsicherung für mindestens eine
mit dem Anschlusszapfen verbundene Anschlussleitung aufweist. Die
Verdrehsicherung verhindert, dass sich die Anschlussleitung um den
Anschlusszapfen herum verdrehen kann. Dadurch wird die Anschlussleitung
in einer gewünschten Position gehalten und vor Beschädigung
geschützt.
-
Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verdrehsicherung
dem Durchbruch des Kappeninnenteils zugeordnet ist. Insbesondere
ist vorgesehen, dass die Verdrehsicherung um den Durchbruch herum
ausgebildet ist, sodass die Anschlussleitung möglichst
nahe des Anschlusszapfens verdrehsicher geführt werden
kann.
-
Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verdrehsicherung
durch mindestens ein Anschlagelement gebildet wird. Die Lage des
Anschlagelements gibt bei Anwendung die Position des Anschlusskabels
in einer Drehrichtung vor. Bei der Verwendung mehrerer Anschlagelemente kann
das Anschlusskabel in beide Drehrichtungen verdrehsicher gehalten
werden, indem die Abstände zwischen den Anschlagelementen
an die Ausmaße des zu sichernden Anschlusskabels angepasst
werden.
-
Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Anschlagelement
ein auf dem Kappeninnenteil angeordneter Zylinder, insbesondere
Trapezzylinder ist. Die Form des Zylinders ermöglicht eine
einfach Herstellung. Die spezielle Form eines Dreiecks- oder des
Trapezzylinders ermöglicht es, mehrere Anschlusszapfen
derart anzuordnen, dass sie sich gegenüberliegende, zueinander
orientierte Anschlagflächen bilden, welche ein Verdrehen des
Anschlusskabels verhindern.
-
Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kappeninnenteil
mit mindestens einem Anschlagelement einteilig ausgebildet ist. Die
einteilige Ausbildung ermöglicht, den gesamten Kappeninnenteil
in einem Arbeitsschritt, wie beispielsweise bei einem Kunststoffspritzgussverfahren, herzustellen.
-
Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Radius
des Kappeninnenteils maximal 45 mm beträgt.
-
Ferner
betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Schutzkappensystems,
insbesondere wie vorstehend beschrieben, zum bereichsweisen Abdecken
einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Generators, mit
einem Kappen außenteil und mehreren Kappeninnenteilen, die
jeweils mindestens einen Durchbruch für mindestens einen elektrischen
Anschlusszapfen aufweisen und die sich in Position und/oder Formgebung
des Durchbruchs unterscheiden, wobei das Kappenaußenteil
mindestens eine Ausnehmung aufweist, in die eines der Kappeninnenteile
eingesetzt und befestigt werden kann, und für die Befestigung
eine jeweils einheitliche Befestigungskonfiguration verwendet wird.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Die
Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
und zwar zeigt
-
1 einen
Generator aus dem Stand der Technik,
-
2 eine
Schutzkappensystems in perspektivischer Ansicht,
-
3 ein
Kappeninnenteil in perspektivischer Ansicht,
-
4 ein
Kappenaußenteil in perspektivischer Ansicht und
-
5 das
Schutzkappensystem in einer Draufsicht.
-
In 1 ist
ein Querschnitt durch eine elektrische Maschine 10, hier
in der Ausführung als Generator beziehungsweise Drehstromgenerator
für Kraftfahrzeuge, dargestellt. Diese elektrische Maschine 10 weist
unter anderem ein zweiteiliges Gehäuse 13 auf,
das aus einem ersten Lagerschild 13.1 und einem zweiten
Lagerschild 13.2 besteht. Das Lagerschild 13.1 und
das Lagerschild 13.2 nehmen in sich einen sogenannten Stator 16 auf,
der einerseits aus einem im Wesentlichen kreisringförmigen
Ständereisen 17 besteht, und in dessen nach radial
innen gerichtete, sich axial erstreckende Nuten eine Ständerwicklung 18 eingelegt
ist. Dieser ringförmige Stator 16 umgibt mit seiner
radial nach innen gerichteten genuteten Oberfläche einen
Rotor 20, der als Klauenpolläufer ausgebildet
ist. Der Rotor 20 besteht unter anderem aus zwei Klauenpolplatinen 22 und 23,
an deren Außenumfang jeweils sich in axialer Richtung erstreckende
Klauenpolfinger 24 und 25 angeordnet sind. Beide
Klauenpolplatinen 22 und 23 sind im Rotor 20 derart
angeordnet, dass deren sich in axialer Richtung erstreckende Klauenpolfinger 24 beziehungsweise 25 am
Umfang des Rotors 20 einander abwechseln. Es ergeben sich
dadurch magnetisch erforderliche Zwischenräume zwischen
den gegensinnig magnetisierten Klauenpolfingern 24 und 25, die
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 beziehungsweise 13.2 drehbar
gelagert.
-
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 plattenförmigen beziehungsweise 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
zwischen der Außenseite der elektrischen Maschine 10 und
dem Innenraum der elektrischen Maschine 10 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, sodass diese durch den kühlluftdurchlässigen
Wicklungsüberhang 45 hindurchtreten kann. Durch
diesen Effekt wird der Wicklungsüberhang 45 gekühlt.
Die Kühlluft nimmt nach dem Hindurchtreten durch den Wicklungsüberhang 45 beziehungsweise
nach dem Umströmen dieses Wicklungsüberhangs 45 eine
Weg nach radial außen, durch hier in dieser 1 nicht
dargestellte Öffnungen.
-
In 1 auf
der rechten Seite befindet sich eine Schutzkappe 47, die
verschiedene Bauteile vor Umgebungseinflüssen schützt.
So deckt diese Schutzkappe 47 beispielsweise eine sogenannte Schleifringbaugruppe 49 ab,
die dazu dient, eine Erregerwicklung 51 mit Erregerstrom
zu versorgen. Um diese Schleifringbaugruppe 49 herum ist
ein Kühlkörper 53 angeordnet, der hier
als Pluskühlkörper wirkt. Als sogenannter Minuskühlkörper
wirkt das Lagerschild 13.2. Zwischen dem Lagerschild 13.2 und
dem Kühlkörper 53 ist eine Anschlussplatte 56 angeordnet,
die dazu dient, im Lagerschild 13.2 angeordnete Minusdioden 58 und
hier in dieser Darstellung nicht gezeigte Plusdioden im Kühlkörper 53 miteinander zu
verbinden und somit eine an sich bekannte Brückenschaltung
darzustellen.
-
Die 2 zeigt
ein Schutzkappensystem 101 in einer perspektivischen Darstellung.
Das Schutzkappensystem 101 wird verwendet, um eine elektrische
Ma schine 10, insbesondere einen Generator, bereichsweise
abzudecken. Es besteht aus einem Kappenaußenteil 102 und
einem Kappeninnenteil 103, welches in einer Ausnehmung 104 des
Kappenaußenteils 102 angeordnet ist. Das Schutzkappensystem 101 weist
im Gesamten, mehrere – nicht dargestellte – Kappeninnenteile 103 auf,
welche alternativ in der Ausnehmung 104 des Kappenaußenteils 102 angeordnet
werden können. Grundsätzlich können mehrere
Kappenaußenteile 102 mit unterschiedlicher Ausgestaltung
vorgesehen sein, vorzugsweise ist jedoch ein einzelnes, auf die
elektrische Maschine 10 abgestimmtes, Kappenaußenteil 102 vorgesehen.
Das Kappeninnenteil 103 weist einen Durchbruch 105 auf,
welcher dazu dient, bei Anwendung des Schutzkappensystems 101 an
der elektrischen Maschine einen Anschlusszapfen aufzunehmen. Dabei
handelt es sich im Fall eines Generators um einen Pluspol, sodass
der Anschlusszapfen typischerweise mit einer Batterie über
eine Anschlussleitung verbunden wird. Sowohl die elektrische Maschine,
der Anschlusszapfen, als auch die Anschlussleitung sind in den 2 bis 5 nicht dargestellt.
Das Kappeninnenteil 103 weist eine planare Grundform 106 auf.
Unter einer planaren Grundform wird hier verstanden, dass das Kappeninnenteil 103 scheibenartig
ausgebildet ist und eine im Wesentlichen planare Oberfläche
besitzt. Die 2 zeigt weiter, dass innerhalb
der planaren Grundform 106 Lüftungsöffnungen 107 eingebracht
sind.
-
Auch
das Kappenaußenteil 102 weist eine Vielzahl von
Lüftungsöffnungen 107 auf. Dem Durchbruch 105 ist
eine Verdrehsicherung 108 zugeordnet, welche aus einer
Anordnung von vier Anschlagelementen 109 besteht, die als
auf dem Kappeninnenteil 103 angeordnete Zylinder 110 ausgebildet
sind. Die Zylinder 110 sind, wie dargestellt, als Trapezzylinder 111 ausgebildet,
wodurch sie Anschlagflächen 112 aufweisen, welche
anschlagelementweise, paarweise zueinander orientiert sind. Die
Anschlagelemente 109 sind mit dem Kappeninnenteil 103 einteilig
ausgebildet, sodass das gesamte Kappeninnenteil 103 mitsamt
der Verdrehsicherung 108 in einem Arbeitsgang gefertigt
werden kann. Das Kappeninnenteil 103 ist aus Kunststoff
ausgebildet, sodass als Arbeitsgang ein Kunstoffspritzgussarbeitsgang
verwendet werden kann. Die planare Grundform 106 liegt
innerhalb einer gedachten Ebene. Das Kappeninnenteil 103 weist
Befestigungszapfen 113 auf, welche jeweils in einer entsprechenden
Befestigungsausnehmung 114 angeordnet sind und somit eine
Befestigungskonfiguration 119 bilden. Die Befestigungszapfen 113 sind
vorzugsweise reibschlüssig mit den Be festigungsausnehmungen 114 verbunden,
sodass das gesamte Kappeninnenteil 103 durch Reibschluss mit
dem Kappenaußenteil 102 fest verbunden ist. Ferner
weist das Kappenaußenteil 102 einen Befestigungszapfen 115 auf,
welcher in einer Befestigungsausnehmung 116 des Kappeninnenteils
angeordnet ist. Die Befestigungszapfen 113 und 115 sowie
die Befestigungsausnehmungen 114 und 116 liegen
in der gedachten Ebene. Die Befestigungszapfen 113 und 115 sind
T-förmig ausgebildet. Die Befestigungszapfen 113 besitzen
einen gerade verlaufenden Steg 117, welcher sich in der
Ebene strahlenförmig von dem Kappeninnenteil 103 weg
erstreckt und jeweils von einem quer verlaufenden Steg 118 abgeschlossen
werden, woraus sich die T-Form ergibt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit
sind die Bezugszeichen 117 und 118 nur exemplarisch
in 2 dargestellt.
-
Das
Schutzkappensystem 101 bietet die Möglichkeit,
unterschiedliche Kappeninnenteile 103 in das Kappenaußenteil 102 einzusetzen,
wobei die Kappeninnenteile 103 unterschiedlich ausgebildet sind.
Die Ausbildung bezieht sich dabei auf Position und/oder Formgebung
des Durchbruchs 105, welcher daran angepasst ist, an welcher
Stelle sich der Anschlusszapfen der elektrischen Maschine befindet und
in welcher Lage der Anschlusszapfen angeordnet ist. Unter der Lage
wird verstanden, ob sich der Anschlusszapfen axial oder radial von
der elektrischen Maschine weg erstreckt. Somit ist es denkbar, dass
der Durchbruch 105 nicht nur kreisförmig ausgebildet
ist, sondern auch beispielsweise ellipsenförmig oder vieleckig
ausgebildet sein kann. Die Möglichkeit, das Kappeninnenteil 103 in
das Kappenaußenteil 102 einzusetzen und dadurch
eine feste Verbindung zwischen beiden Teilen herzustellen, ergibt sich
aus der Befestigungskonfiguration 119, die für alle
Kappeninnenteile 103 gleich ausgestaltet sein muss, sodass
die Kappeninnenteile 103 im Zusammenspiel mit dem Kappenaußenteil 102 das
Schutzkappensystem 101 bilden können. Die Verdrehsicherung 108 wird
von den Anschlagelementen 109 derart gebildet, dass die
Anschlussleitung, wie beispielsweise ein Anschlusskabel oder ein
Kabelschuh, welche mit dem durch den Durchbruch 105 gesteckten Anschlusszapfen
verbunden ist, zwischen zwei der Anschlagselemente 109 angeordnet
wird, wodurch eine Verdrehung der Anschlussleitung um den Anschlusszapfen
herum verhindert wird, indem die Anschlussleitung sich nur soweit
verdrehen kann, bis sie mit einer Anschlagfläche 112 in
Kontakt kommt.
-
Die 3 zeigt
das Kappeninnenteil 103 der 2 mit all
seinen Merkmalen. Es wird deutlich, dass das Kappeninnenteil 103 die
planare Grundform 106 aufweist.
-
Die 4 zeigt
das Kappenaußenteil 102 der 2 mit
all seinen Merkmalen. Um das Kappeninnenteil 103 und das
Kappenaußenteil 102 zusammenzuführen,
kann das Kappeninnenteil 103 entlang einer Mittelachse 120 des
Kappenaußenteils 102 auf das Kappenaußenteil 102 gesteckt
werden. Unterhalb der Befestigungsausnehmungen 114 sind
Anschläge 121 angebracht, welche verhindern, dass
bei einem Einstecken des Kappeninnenteils 103 das Kappeninnenteil 103 durch
das Kappenaußenteil 102 hindurchgesteckt wird.
Sie halten das Kappeninnenteil 103 in einer bestimmten
Position. Vorzugsweise ist diese Position derart, dass die Oberfläche
des Kappeninnenteils 103 mit einer Oberfläche
des Kappenaußenteils 102 bündig verläuft.
-
Die 5 zeigt
eine Draufsicht des Schutzkappensystems 101 der 2 mit
all seinen Merkmalen. Ein Einstecken des Kappeninnenteils 103 in die
Ausnehmung 104 des Kappenaußenteils 102 ist in
dieser Darstellung in Richtung der Papierebene erfolgt.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 3439665 [0002]
- - EP 0753930 [0003]