DE10302573A1

DE10302573A1 - Generatorspulenträger mit hoher Effizienz

Info

Publication number: DE10302573A1
Application number: DE10302573A
Authority: DE
Inventors: Michael T York; Tony Militello
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 2002-01-24
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2003-08-21
Also published as: US7982358B2; GB2390751A; US20110115330A1; JP2003219592A; GB0300330D0; GB2390751B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rotorbaugruppe zur Verwendung in einem Generator. Die Rotorbaugruppe beinhaltet eine Spulenträgerbaugruppe, eine Klauen-Pol-Baugruppe mit integrierter Nabe, auf der die Spulenträgerbaugruppe angeordnet ist, eine Welle, die in der Klauen-Pol-Baugruppe aufgenommen wird und eine Schleifringbaugruppe, die mit der Welle verbunden ist. Die Spulenträgerbaugruppe umfasst eine dünne erste und zweite Endkappe, einen Metallmantel, ein Innenbandring, eine Erregerspule und einen Außenbandring. Die erste und zweite Endkappe besitzen jeweils innere und äußere Fortsätze. Die inneren Fortsätze sind nach innen gebogen, so dass die Endkappen über den Metallmantel passen. Der Innenbandring ist um die inneren Fortsätze beider Endkappen gewickelt, um die erste und zweite Endkappe am Metallmantel zu befestigen. Die Erregerspule ist um den Innenbandring, die inneren Fortsätze der Endkappen und den Metallmantel gewickelt. Die äußeren Fortsätze der Endkappen sind nach innen um die Erregerspule gebogen. Der Außenbandring ist an den gebogenen äußeren Fortsätzen und der Erregerspule befestigt. Die Klauen-Pol-Baugruppe schließt einen vorderen Klauen-Pol-Bereich und einen hinteren Klauen-Pol-Bereich ein.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Kraftfahrzeuggenerator und im besonderen auf einen Generator mit einem sehr leistungsstarken Träger.
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Generator, im besonderen geeignet zur Verwendung in Kraftfahrzeuganwendungen, eingeschlossen Personenkraftwagen und Kleinlastwagen. Diese Vorrichtungen werden üblicherweise mechanisch mit einem Antriebsriemen angetrieben, der über eine Riemenscheibe läuft, die mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs verbunden ist. Der Antriebsriemen treibt eine Riemenscheibe am Generator an, die eine interne Rotorbaugruppe dreht, um eine Wechselstrom (AC) zu erzeugen. Dieser Wechselstrom wird zu Gleichstrom (DC) gleichgerichtet (transformiert) und in die Stromschiene und die Batterie des Kraftfahrzeugs eingespeist.
Während Generatoren in Kraftfahrzeugen seit Jahrzehnten in Gebrauch sind, legen heutige Ansprüche an Kraftfahrzeugdesign, Kosteneffektivität und Performance einen wachsenden Schwerpunkt auf das Design effizienterer Lichtmaschinen. Heutige Kraftfahrzeuge weisen einen dramatischen Anstieg in der Anzahl elektrischer On-Board-Systeme und elektrischen Zubehörs auf. Diese elektrischen Baugruppen beinhalten die Innen- und Außenbeleuchtung, Klimaregelungssysteme, zunehmend fortgeschrittene Kraftübertragungsregelsysteme, Fahrzeugstabilitätssysteme, Traktionsregelungssysteme und Antiblockierbremssysteme. Fahrzeugaudiosysteme und Fahrzeugtelematiksysteme stellen weitere Ansprüche an das elektrische Versorgungssystem des Fahrzeugs. Noch weitergehende Herausforderungen in Hinblick auf die Ausgangsleistung der elektrischen Generatoren der Kraftfahrzeuge werden mit der umfassenden Einführung von elektrischen Servolenksystemen und elektrischen Fahrzeugbremssystemen kommen. Allen diesen konstruktiven Herausforderungen ist gemeinsam, dass die Ansprüche an das elektrische System des Fahrzeugs stark variieren, ungeachtet der Betriebsdrehzahl des Motors, die den Generator antreibt sowie Änderungen verschiedener Fahrbedingungen.
Zusätzlich rar Herausforderung für die Lichtmaschine des Kraftfahrzeugs, eine hohe elektrische Ausgangsleistung zur Verfügung zu stellen, umfassen weitere Zwänge den Anspruch, die Größe der Lichtmaschine im Hinblick auf Platzbeschränkungen im Motorraum und ihr Gewicht, das sich auf den Kraftstoffverbrauch auswirkt, zu minimieren.
Über den Anspruch hinaus, eine höhere elektrische Ausgangsleistung zur Verfügung zu stellen, streben die Entwickler dieser Vorrichtungen weiterhin an, einen hohen Wirkungsgrad in der Umwandlung mechanischer Energie, die vom motorgetriebenen Riemen übertragen wird, in elektrische Energieleistungsabgabe zu erreichen. Diese Effizienz wirkt sich direkt auf einen höheren thermischen Gesamtwirkungsgrad des Kraftfahrzeugstand als kraftstoffökonomischer Vorteil aus. Und schließlich, wie es mit allen Bauteilen für die in großen Stückzahlen produzierten Kraftfahrzeuge der Fall ist, bleibt der Preis solcher Bauteile ein Faktor für ein wettbewerbsfähiges Angebot an Erstausrüster.
Es ist bekannt, dass Generatoren vom Klauen-Pol-Typ nahezu ausschließlich in Kraftfahrzeug-Generatoren (Lichtmaschinen) verwendet werden. Ein typischer Klauenpol-Rotor besteht aus zwei eisernen Klauenpol-Teilen, einem isolierenden Spulenträger, der eine gewickelte Feldspule trägt, einer Welle und einer Schleifringbaugruppe.
Die Erregerspule besteht aus einem durchgehenden isolierten Kupferdraht, der um den Spulenträger gewickelt ist. Jedes Klauen-Polteil umfasst einen Naben-Abschnitt, der in den Innendurchmesser des Spulenträgers eingesetzt wird. Der Naben-Abschnitt jedes Polteils hat eine Stirnfläche, die die Stirnfläche des gegenüberliegenden Polteils berührt, so dass ein durchgehender Eisen-Magnet-Kreis im Innendurchmesser des Spulenträgers gebildet wird.
Eine Rändelwelle wird in die Öffnung, die durch den Zusammenbau der Polteile gebildet wurde, eingesetzt und so die Polteile auf der Welle fixiert. Die Pol-Teil-Baugruppe kann ein, zwei oder drei Bauteile umfassen. Die Schleifringbaugruppe wird ebenfalls auf einen kleineren Durchmesser der Rändelwelle aufgepresst. Ein Anfangs- und Enddraht der Feldspule (Erregerspule) werden über die Rückseite des hinteren Polteils und herauf durch Schlitze in der Welle geführt. Der Anfangs- und der Enddraht werden elektrisch leitend mit den Kupferummantelungen der Schleifringbaugruppe verbunden. Dieses erlaubt den auf der Maschine montierten elektrischen Bürsten Strom durch die Schleifringbaugruppe und die Feldspule zu leiten, während der Rotor relativ zum Rest der Maschine rotiert.
Es ist ebenso bekannt, dass die Energiedichte und die Effizienz des Generators erhöht werden kann, wenn der prozentuale Kupferanteil in der Rotorfeldspule erhöht werden kann, ohne den Stahl-Magnet-Kreis zu sättigen. Je mehr Feldspulenwicklungen im Rotor untergebracht (angeordnet) werden können, desto höher ist der magnetische Fluss, was zu einer höheren Leistungsabgabe des Generators führt. Zur Zeit beinhaltet ein typischer konventioneller Rotor einen Bereich für die Feldspule, der von den gegenüberliegenden Klauen-Polteilen gebildet wird. Der verfügbare Raum wird von Spulenträger und Feldspule ausgefüllt. Bekannte Konstruktionen nutzen ca. 16 Prozent des für die Spule zur Verfügung stehenden Raumes für den Spulenträger. Der restliche Raum steht für die Kupferwicklungen der Feldspule zur Verfügung.
Im Allgemeinen weisen heute auf dem Markt erhältliche Spulenträger eine Wandstärke von ca. 0.5-.0.9 Millimetern (mm) auf. Die meisten der benutzten Spulenträger sind aus spritzgegossenem Nylon 6-6 gefertigt. Es ist nicht gewünscht, Spulenträger mit einer Wandstärke von weniger als 0.5 mm herzustellen.
Eine weitere bestehende Bauform und Verfahren zur Herstellung von Generatorspulenträgern ist/die Endkappen aus einem Blatt Papier oder Polymer zu stanzen. Die Spulenträger-Endkappen werden an die Nabe angebaut, die ein von den beiden Klauen-Polteilen getrenntes Bauteil ist. Die Nabe gibt dem Innendurchmesser des Spulenträgers strukturelle Steifigkeit, die ihm gestattet, auf einen Kabelwickler gewickelt und abgenommen zu werden, ohne dass die Kabelspannung den Spulenträger zerdrückt.
Diese Ausführung weist zwei grundlegende Nachteile auf. Als erstes erfordert sie, dass die Nabe für die Klauen-Polteile ein von den Klauen-Polteilen getrenntes Bauteil ist. In dieser Ausführung müssen die Spulenträger- Endkappen auf die Nabe montiert und befestigt werden, oft dadurch, dass sie mit Band umwickelt werden. Dann wird der Feldspulendraht auf den durch die Nabe verstärkten Spulenträger gewickelt. Zweitens sind gestanzte Endkappen relativ dick, um dafür zu sorgen, dass die Spulenwicklungen in Position bleiben, und zu verhindern, dass die Wicklung die Endkappen nach außen drückt, wenn sie von der haltgebenden Maschine des Drahtwicklers entfernt wird.
Es gibt verschiedene Gründe, warum es nicht wünschenswert ist, eine Nabe als Einzelteil zu den Klauen-Polteilen zu haben. Erstens ist die Fertigung kostenaufwendiger, da die Nabe nicht als Teil der Polteile als vollständig fertiges Schmiedeteil hergestellt wird. Vielmehr werden die Klauen-Polteile für sich geschmiedet und die Nabe wird kaltgewalzt und maschinell zur Passform bearbeitet. Zweitens wird eine zusätzliche Nahtstelle zwischen den Enden der Nabe und den Klauen-Polteilen-Flächen erzeugt. Hierdurch wird das durch die Klauen-Polteile geleitete magnetische Feld und somit die Leistungsabgabe des Geräts reduziert. Andererseits besitzen Polteile mit integrierter Nabe nur eine Nahtstelle, an der sich die Polteil-Stirnseiten nach dem Zusammenbau treffen. Drittens wird die strukturelle Steifigkeit jedes Polteiles reduziert. Bei Betrieb mit hohen Drehzahlen (UPM/Umdrehungen pro Minute) neigen die Polfinger dazu sich infolge der Zentrifugalkraft nach außen zu biegen. Wenn die Nabe entfernt ist, wird die Basisfestigkeit der Polteile herabgesetzt, was zu einer Verringerung der Drehzahlbeständigkeit und erhöhtem Geräusch(-pegel) durch Vibrationen führt.
Weiterhin gibt es verschiedene Gründe, warum es erstrebenswert ist, die Wandstärke der gestanzten Endkappen zu vermindern. Erstens, je dicker die Endkappen sind, desto weniger Feldspulenwicklungen können im Rotor untergebracht werden, da mehr Platz von den Endkappen beansprucht wird. Hierdurch wird die Leistungsabgabe des Generators infolge geringerer Leistungsdichte und die Effizienz des Generators reduziert. Zweitens ist die Wärmeübertragung von der Spule zu den Polteilen durch die Spulenträgerendkappen herabgesetzt, was zu einer höheren Arbeitstemperatur der Feldspule führt. Dieses wiederum trägt ebenso zur Verminderung der Effizienz, Leistungsdichte und Lebensdauer des Generators bei.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Spulenträgerbaugruppe zu schaffen, die die genannten Nachteile nicht oder nur verringert aufweist und die den genannten Anforderungen an eine solche Baugruppe möglichst gerecht wird.
Erfindungsgemäß wird dies durch eine Spulenträgerbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.
Die Erfindung bietet einen verbesserten Generatorspulenträger, der den prozentualen Anteil der Feldspulenwicklungen im Rotor erhöht und die Wärmeübertragung von der Feldspule zu den Klauen-Polteilen verbessert. Der Aufbau der vorliegenden Erfindung bietet einen vergrößerten Raum für die Feldspule infolge einer signifikanten Verringerung der (Wand-)Stärke des Spulenträgers. Ebenso gibt es einen stark verringerten Wärmeübertragungswiderstand zwischen der Feldspule und den Klauen-Polteilen infolge eines sehr dünnen Spulenträgers. Ein herabgesetzter Wärmeübertragungswiderstand bedeutet eine schnellere Ableitung der Wärme durch den Spulenträger zu den Klauen-Polteilen. Der Aufbau kann mit Klauen-Polteilen mit integrierter Nabe verwendet werden. Weiterhin wird ein neues Verfahren vorgestellt, um Zug an die Drähte anzulegen, um ihre Rotation relativ zum Spulenträger oder den Klauen-Polteilen zu verhindern.
Zusätzliche Leistungen und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann schnell aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführung und den beigefügten Ansprüchen ersichtlich werden, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gesehen werden.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt eines typischen elektrischen Generators nach dem Stand der Technik;
Fig. 2 eine perspektivische Explosionsansicht der Spulenträgerbaugruppe der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des zusammengebauten Spulenträgers;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Erregerspule montiert auf den Spulenträger;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der Spulenträgerbaugruppe der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 einen Querschnitt der Spulenträgerbaugruppe der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 eine perspektivische Explosionsansicht der Rotorbaugruppe der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht der Rotorbaugruppe der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 9 ein Flussdiagramm des Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
Um ein Bezugssystem für eine weitere detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung zur Verfügung zu stellen, wird in Fig. 1 zunächst eine elektrische Generatorkonfiguration nach dem Stand der Technik beschrieben. Diese Figur zeigt einen elektrischen Generator 10 verkapselt in einem Gehäuse 12. Eine Generator-Rotorwelle 14 wird von Wälzlagern 16 und 18 gelagert. Eine riemengetriebene Riemenscheibe 20 ist am hervorstehenden vorderen Ende der Rotorwelle 14 befestigt. Ein Ventilator 22 rotiert mit der Rotorwelle 14 und sorgt für einen kühlenden Luftstrom zur Wärmeabfuhr vom Generator 10. Vorderes und hinteres Generator-Polstück, respektive 24 und 26, rotieren mit der Rotorwelle 14 und besitzen herausstreckende Klauenfinger respektive 28 und 30. Die Finger 28 und 30 greifen ineinander und formen so die gut bekannte "Klauenpol"- Konfiguration. Eine Erregerwindung 32 wird in dem zwischen den Polstücken 24 und 26 gebildeten Hohlraum getragen. Ein Gleichstromanregungssignal (Strom) wird an die Erregerspule 32 über ein Paar Schleifringen 34 und 36 und den zugehörigen Bürsten angelegt.
Eine Rotorbaugruppe 38, die Polstücke 24 und 26, Erregerspule 32 und Schleifringe 34 und 36 einschließt, generiert ein Magnetfeld mit alternierender Polarität, das mit der Rotation der Rotorbaugruppe 38 rotiert. Obwohl ein Gleichstromanregungssignal an die Schleifringe 34 und 36 angelegt ist, erzeugen die ineinandergreifenden alternierenden Polstücke 24 und 26 ein Magnetfeld mit alternierender Polarität, wie es den Wicklungen des stationär ren Kerns 40, der rundherum um die Rotorbaugruppe 38 angeordnet ist, präsentiert wird. Die von der Rotorbaugruppe 38 vorgegebene Bewegung des Magnetfeldes mit alternierender Polarität über die Wicklungen des Kerns 40 erzeugt elektrischen Strom in wohlbekannter Weise.
Die vom elektrischen Generator 10 im Kern 40 erzeugte elektrische Leistungsabgabe wird zu Gleichrichterdioden (nicht dargestellt) und ggf. weiteren Filter- und Energieaufbereitungs-Vorrichtungen geleitet, bevor sie in die elektrische Verteilerschiene des Fahrzeugs eingespeist wird. Hoch entwickelte Regelsysteme, auch als Spannungsregler bekannt, werden dazu benutzt, ein adäquates Maß an Gleichstromspannung an die Erregerspule 32 anzulegen, um den RMS-Sollwert des ausgehenden Wechselstroms vom Generator 10 zu erzeugen, der in Abhängigkeit vom Wicklungsdesign des Kerns 40 ein- oder mehrphasig sein kann.
Wie in Fig. 2 allgemein dargestellt schließt die Spulenträgerbaugruppe 42 eine erste Endkappe 44, eine zweite Endkappe 46, einen starren Mantel 48, einen Innenbandring 50, eine Erregerspule 52 und einen Außenbandring 54 ein. Vorzugsweise sind die Endkappen 44, 46 gestanzt. Sie können aus einem dünnen Bogen Polymer, einem Bogen Gewebematerial oder einem laminierten Material wie NOMEX™MYLAR™-Laminaten ausgestanzt sein.
Der starre Mantel 48 besteht vorzugsweise aus Metall und ist hergestellt durch Walzen eines Zylinders aus einem flachen, rechteckigen Metallblech. Das Metall ist vorzugsweise Stahl. Die Wandstärke liegt vorzugsweise zwischen 0.1-1.0 mm, aber idealerweise in einem Bereich von 0.20-0.30 mm.
Die erste Endkappe 44 besitzt eine im Allgemeinen sternförmige Form und eine im Wesentlichen zentrierte kreisförmige Öffnung 56. Die erste Endkappe 44 besitzt um den Außenumfang herum angeordnete äußere Fortsätze 58 und um den Innenumfang herum angeordnete innere Fortsätze 60. In gleicher Weise besitzt die zweite Endkappe 46 eine im allgemeinen sternförmige Form und eine im Wesentlichen zentrierte kreisförmige Öffnung 62. Die zweite Endkappe 46 besitzt ebenfalls um den Außenumfang herum angeordnete äußere Fortsätze 64 und um den Innenumfang herum angeordnete innere Fortsätze 66.
Weiterhin besitzen die erste und zweite Endkappe 44, 46 jeweils eine nach außen gerichtete Seite (Außenseite) 68, 70 und eine nach innen gerichtete Seite (Innenseite) 72, 74. Die inneren Fortsätze 60, 66 sowohl an der ersten als auch der zweiten Endkappe 44, 46 sind nach innen gebogen, um über den metallenen Mantel 48 zu passen. Mit anderen Worten sind die inneren Fortsätze 60, 66 generell in einem 90°-Winkel von der nach innen gerichteten Seite 72, 74 sowohl der ersten und als auch der zweiten Endkappe 44, 46 gebogen.
Wenn die inneren Fortsätze 60, 66 der ersten und zweiten Endkappe 44, 46, wie in Fig. 3 gezeigt, über dem metallenen Mantel 48 angeordnet sind, kann ein Innenbandring 50 um die inneren Fortsätze 60, 66 herum angebracht werden, um die inneren Fortsätze 60, 66 an dem metallenen Mantel 48 zu befestigen. Verschiedene Verfahren können angewandt werden, um die inneren Fortsätze 60, 66 am metallenen Mantel 48 zu befestigen einschließlich, aber nicht ausschließlich die Verwendung eines Klebemittels. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist die Erregerspule 52 vorzugsweise ein fortlaufender isolierter Kupferdraht. Die Erregerspule 52 ist um den metallenen Mantel 48, die inneren Fortsätze 60 der ersten Endkappe 44, die inneren Fortsätze 66 der zweiten Endkappe 46 und den Innenbandring 50 herum angebracht. Das erste und zweite Ende 76, 78 der Erregerspule 52 sind nicht um den metallenen Mantel 48 herumgewickelt.
Wie in Fig. 5 gezeigt, sind die äußeren Fortsätze 58, 64 sowohl der ersten Endkappe 44 als auch der zweiten Endkappe 46 nach innen um die Eregerspule 52 herumgebogen. Ein Außenbandring 54 kann um die gebogenen äußeren Fortsätze 58, 64 der ersten und zweiten Endkappe 44, 46 herumgewickelt werden, um die äußeren Fortsätze 58, 64 in ihrer Position um die Erregerspule 52 herum zu befestigen.
Mit anderen Worten definiert der ringförmige metallene Mantel 48 einen Ausßendurchmesser 49. Die erste Endkappe 44 ist aus einem dünnen Bogen eines Materials geformt und besitzt innere Fortsätze 60, äußere Fortsätze 58 und eine Seitenwand 51, die zwischen den inneren Fortsätzen 60 und den äußeren Fortsätzen 58 angeordnet ist. Die inneren Fortsätze 60 sind nach innen gebogen, um über den Außendurchmesser 49 des metallenen Mantels 48 zu passen. Vergleichbar dazu ist die zweite Endkappe 46 aus einem dünnen Bogen eines Materials geformt und besitzt innere Fortsätze 66, äußere Fortsätze 64 und eine Seitenwand 53, die zwischen den inneren Fortsätzen 66 und den äußeren Fortsätzen 64 angeordnet ist. Die inneren Fortsätze 66 sind nach innen gebogen, um über den Außendurchmesser 49 des metallenen Mantels 48 zu passen. Die ringförmige Erregerspule 52 besitzt einen Innendurchmesser 55, einen Außendurchmesser 57 und gegenüberliegende Seitenflächen 59, 61. Die inneren Fortsätze 60, 66 der ersten und zweiten Endkappe 44, 46 sind zwischen dem Außendurchmesser 49 des metallenen Mantels 48 und dem Innendurchmesser 55 der ringförmigen Erregerspule 52 angeordnet. Die äußeren Fortsätze 58, 64 der ersten und zweiten Endkappe 44, 46 erstrecken sich über den Außendurchmesser 57 der ringförmigen Erregerspule 52. Die Seitenwände 51, 53 der ersten und zweiten Endkappe 44, 46 erstrecken sich über die gegenüberliegenden Seitenflächen 59, 61 der Erregerspule 52.
Die Spulenträgerbaugruppe 42 kann dann in einer Rotorbaugruppe 80 für ein elektrisches Gerät, wie z. B. eine Kraftfahrzeug-Lichtmaschine, benutzt werden. Die in den Fig. 7 und 8 gezeigte Rotorbaugruppe 80 schließt weiterhin einen vorderen Klauen-Pol-Bereich 82, einen hinteren Klauen-Pol- Bereich 84, eine Welle 86 und eine Schleifringbaugruppe 88 ein. Der vordere und hintere Klauen-Pol-Bereich 82, 84 bilden zusammen die Klauen-Pol- Baugruppe 90. Die Klauen-Pol-Baugruppe 90 besitzt vorzugsweise eine integrierte Nabe 92. Die Schleifringbaugruppe 88 ist auf die Nabe montiert.
Das erste und zweite Ende 76, 78 der Erregerspule 52, oder auch die Zuleitungskabel der Erregerspule 52, können mit der Schleifringbaugruppe 88 verbunden werden. Die Zuleitungskabel 76, 78 sind entlang des hinteren Klauen-Pol-Bereichs 84 zur Verbindung mit der Schleifringbaugruppe 88 geführt.
Fig. 9 zeigt ein Flussdiagramm des Verfahrens der vorliegenden Erfindung, allgemein dargestellt in Flussdiagramm 120.
Vorgang 122:
Eine erste Endkappe 44 wird aus einem sehr dünnen Material ausgestanzt, die erste Endkappe 44 besitzt innere Fortsätze 60 und äußere Fortsätze 58.
Vorgang 124:
Eine zweite Endkappe 46 wird aus einem sehr dünnen Material ausgestanzt, die zweite Endkappe 46 besitzt innere Fortsätze 66 und äußere Fortsätze 64.
Vorgang 126:
Ein zylindrischer metallener Mantel 48 wird aus einem flachen, rechteckigen Metallblech gerollt.
Vorgang 128:
Die inneren Fortsätze 60 der ersten Endkappe 44 werden nach innen gebogen.
Vorgang 130:
Die inneren Fortsätze 66 der zweiten Endkappe 46 werden nach innen gebogen.
Vorgang 132:
Die nach innen gebogenen inneren Fortsätze 60 der ersten Endkappe 44 werden über dem metallenen Mantel 48 angeordnet.
Vorgang 134:
Die nach innen gebogenen inneren Fortsätze 60 der zweiten Endkappe 44 werden über dem metallenen Mantel 48 angeordnet.
Vorgang 136:
Ein Innenbandring 50 wird um den Außendurchmesser 49, 57 der inneren Fortsätze 60, 66 der ersten und zweiten Endkappe 44, 46 und den metallen Mantel 48 gewickelt.
Vorgang 138:
Eine Erregerspulenwicklung wird um den Bandring (Innenbandring? 50) gewickelt, wobei die Erregerspulenwicklung von der ersten und zweiten Endkappe 44, 46 begrenzt wird.
Vorgang 140:
Die äußeren Fortsätze 58 der ersten Endkappe 44 werden über die Erregerspulenwicklung gebogen.
Vorgang 142:
Die äußeren Fortsätze 64 der ersten Endkappe 46 werden über die Erregerspulenwicklung gebogen.
Vorgang 144:
Der Außenbandring 54 wird um den Außendurchmesser 49, 57 der gebogenen äußeren Fortsätze 58, 64 der ersten und zweiten Endkappe 44, 46 gewickelt.
Vorgang 146:
Die Spulenträgerbaugruppe 42 wird in einer Klauen-Pol- Baugruppe 90 mit integrierter Nabe 92 angeordnet.
Während die vorhergehende Beschreibung die bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellt, wird vorausgesetzt, dass Modifikationen, Variationen und Änderungen an der Erfindung vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich, der durch die begleitenden Ansprüche definiert ist, zu verlassen.

Claims

1. Spulenträgerbaugruppe (42) zur Verwendung in einem elektrischen Gerät, wobei der Spulenträger (42) einschließt:
einen ringförmigen starren Mantel (48), einen Außendurchmesser (49, 57) definierend;
eine erste Endkappe (44) aus einem Material mit geringer Wandstärke, geformt mit inneren Fortsätzen (60), äußeren Fortsätzen (58) und einer Seitenwand (51), die zwischen den inneren Fortsätzen (60) und den äußeren Fortsätzen (58) angeordnet ist, die inneren Fortsätze (60) sind nach innen gebogen, um über den Außendurchmesser (49, 57) des starren Mantels (48) zu passen;
eine zweite Endkappe (46) aus einem Material mit geringer Wandstärke geformt mit inneren Fortsätzen (66), äußeren Fortsätzen (64) und einer Seitenwand (53), die zwischen den inneren Fortsätzen (66) und den äußeren Fortsätzen (64) angeordnet ist, die inneren Fortsätze (66) sind nach innen gebogen, um über den Außendurchmesser (49, 57) des starren Mantels (48) zu passen;
eine ringförmige Erregerspule (52) mit einem Innendurchmesser (55) und einem Außendurchmesser (49, 57) und gegenüberliegenden Seitenflächen (59, 61);
wobei die inneren Fortsätze (60, 66) der ersten und zweiten Endkappe (44, 46) zwischen dem Außendurchmesser (49, 57) des starren Mantels (48) und dem Innendurchmesser (55) der ringförmigen Erregerspule (52) angeordnet sind, die äußeren Fortsätze (58, 64) der ersten und zweiten Endkappe (44, 46) sich über den Außendurchmesser (49, 57) der ringförmigen Erregerspule (52) erstrecken und die Seitenwände (51, 53) der ersten und zweiten Endkappe (44, 46) sich über die gegenüberliegenden Seitenflächen (59, 61) der Erregerspule (52) erstrecken.

2. Spulenträgerbaugruppe (42) nach Anspruch 1, weiterhin umfassend einen Innenbandring (50), der die inneren Fortsätze (60) der ersten Endkappe (44) und die inneren Fortsätze (58) der zweiten Endkappe (46) am starren Mantel (48) befestigt.

3. Spulenträgerbaugruppe (42) nach Anspruch 1, weiterhin umfassend einen Außenbandring (54), der um die äußeren Fortsätze (58) der ersten Endkappe (44) und die äußeren Fortsätze (64) der zweiten Endkappe (46) gewickelt ist.

4. Spulenträgerbaugruppe (42) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Endkappe (44) eine im Wesentlichen sternförmige Form und eine im Wesentlichen zentrierte kreisförmige Öffnung (56) besitzt, die erste Endkappe (44) einen Außenumfang und einen Innenumfang besitzt, wobei die äußeren Fortsätze (58) um den Außenumfang herum angeordnet sind und die inneren Fortsätze (60) um den Innenumfang herum angeordnet sind; und wobei die zweite Endkappe (46) eine im Wesentlichen sternförmige Form und eine im Wesentlichen zentrierte kreisförmige Öffnung (62) besitzt, die zweite Endkappe (46) einen Außenumfang und einen Innenumfang besitzt, wobei die äußeren Fortsätze (66) um den Außenumfang herum angeordnet sind und die inneren Fortsätze (66) um den Innenumfang herum angeordnet sind.

5. Die Spulenträgerbaugruppe (42) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenträgerbaugruppe (42) in einer Rotorbaugruppe (38, 80) für ein elektrisches Gerät einsetzbar ist und die Rotorbaugruppe (38, 80) weiterhin einen vorderen Klauen-Pol-Bereich (82) und einen hinteren Klauen-Pol-Bereich (84) umfasst, die zusammen eine Klauen-Pol- Baugruppe (90) bilden, in der eine Nabe (92) in die Klauen-Pol-Baugruppe (90) integriert ist.

6. Spulenträgerbaugruppe (42) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Endkappe (44, 46) aus einem dünnen Bogen Polymer ausgestanzt sind.

7. Spulenträgerbaugruppe (42) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Endkappe (44, 46) aus Gewebematerial ausgestanzt sind.

8. Spulenträgerbaugruppe (42) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Endkappe (44, 46) aus einem laminierten Material hergestellt sind.

9. Spulenträgerbaugruppe (42) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Endkappe (44, 46) aus einem Kompositwerkstoff hergestellt sind.

10. Die Spulenträgerbaugruppe (42) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der starre Mantel (48) aus Metall hergestellt ist.

11. Die Spulenträgerbaugruppe (42) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerspule (32, 52) ein durchgehender, isolierter Kupferdraht ist.