DE10324619B4

DE10324619B4 - Elektrische Maschine

Info

Publication number: DE10324619B4
Application number: DE10324619.3A
Authority: DE
Inventors: Herbert Labitzke; Walter Csicser
Original assignee: SEG Automotive Germany GmbH
Current assignee: SEG Automotive Germany GmbH
Priority date: 2003-05-28
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2023-07-27
Anticipated expiration: 2023-05-29
Also published as: DE10324619A1

Abstract

Elektrische Maschine, insbesondere Drehstromgenerator für Kraftfahrzeuge, mit einem in einem Gehäuse drehbar gelagerten elektromagnetisch erregbaren Läufer (5), der sowohl zumindest eine bestrombare Spule (115) als auch Eisenteile hat, mit Gleitkontaktelementen, die zur Stromversorgung der zumindest einen Spule (115) dienen, wobei der Läufer (5) durch ein Getriebeelement (124) antreibbar ist, durch das eine elektrostatische Spannung zwischen dem Läufer (5) und dem Gehäuse erzeugbar ist, wobei die Eisenteile und ein Minusgleitkontaktelement (8) elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind, wobei das Minusgleitkontaktelement (8) und eine mit der Spule (115) verbundene Leiterschiene (127) von einem kunststoffhaltigen Spritzgussteil (130) gehalten ist,wobei die Eisenteile mittels einer sich auf der Oberfläche des Spritzgussteils (130) befindlichen elektrisch leitfähigen Schicht (150) mit dem Minusgleitkontaktelement (8) elektrisch leitfähig verbunden sind,wobei das Spritzgussteil (130) eine zentrale Öffnung aufweist, mittels derer das Spritzgussteil (130) auf der Welle (106) des Läufers (5) befestigt ist,dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzgussteil (130) einerseits über die elektrisch leitfähige Schicht (150) zu einer ringförmigen Stirnfläche (160) des Minusgleitkontaktelements (8) und andererseits sowohl über die elektrisch leitfähige Schicht (150) in der zentralen Öffnung zu dem Eisenteil Welle (106) als auch über die elektrisch leitfähige Schicht (150) zu dem Eisenteil Klauenpolplatine (109) einen elektrisch leitfähigen Kontakt herstellt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine.
Hintergrund der Erfindung
Die gattungsgemäße DE 103 16 752 A1 zeigt eine elektrische Maschine, insbesondere Drehstromgenerator für Kraftfahrzeuge, mit einem in einem Gehäuse drehbar gelagerten elektromagnetisch erregbaren Läufer, der sowohl zumindest eine bestrombare Spule als auch Eisenteile hat, mit Gleitkontaktelementen, die zur Stromversorgung der zumindest einen Spule dienen, wobei der Läufer durch ein Getriebeelement antreibbar ist, durch das eine elektrostatische Spannung zwischen dem Rotor und dem Gehäuse erzeugbar ist. Bei der Maschine sind die Eisenteile und ein Minusgleitkontaktelement elektrisch leitfähig miteinander verbunden.
DE 101 18 004 A1 zeigt einen Wechselstromgenerator eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Läufer, der einen Magnetteil, wenigstens eine Erregerwicklung sowie Mittel zur Unterdrückung der statischen Elektrizität umfasst, wobei diese Mittel zwischen dem Magnetteil des Läufers und seiner Erregerwicklung eine elektrische Verbindung umfassen, durch die das Potential dieses Magnetteils auf eines der Potentiale dieser Erregerwicklung gebracht wird.
Ausgehend von diesem Stand der Technik sollen Schäden durch Kriechströme beispielsweise durch Kugellager vermieden werden.
Erfindungsgemäß wird eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen.
Figurenliste

1 zeigt eine elektrische Maschine.
2 zeigt eine Schleifringanordnung der in 1 dargestellten elektrischen Maschine.
3 zeigt einen Ausschnitt einer Schleifringanordnung.
4 zeigt eine weitere Schleifringanordnung.

Die elektrische Maschine, hier ein Drehstromgenerator für Kraftfahrzeuge, siehe auch 1, hat einen Ständer 4, der mittels zweier Lagerschilde, einem Antriebslagerschild 2 und einem Schleifringlagerschild 6 getragen wird. Das Antriebslagerschild 2 und das Schleifringlagerschild 6 bilden das Gehäuse. Die Welle 106 ist über ein Antriebselement 1 und ein Getriebeelement 124 bspw. einen Riemen antreibbar, durch das zusätzlich eine elektrostatische Spannung zwischen dem Läufer 5 und dem Gehäuse erzeugbar ist.
Der elektromagnetisch erregbare Läufer 5 wird durch je ein Wälzlager 100 in den beiden Lagerschilden gestützt.
Hinter dem Schleifringlagerschild 6, also außerhalb des Gehäuses befindet sich ein Gleichrichter 9 und ein die elektromagnetische Erregung des Läufers 5 regelnder elektronischer Feldregler 7, der über einen Bürstenhalter 103 und darin angeordnete Büsten zwei Schleifringe 8 kontaktiert.
Der Läufer 5 weist unter anderem die Welle 106 auf, auf der zwei Klauenpolplatinen 109, ein Kern 112 und eine Spule 115 befestigt sind. Die Schleifringe 8 sind auf dem Läufer 5 befestigt. Von jedem Schleifring 8 geht je ein Leiter 118 aus, der jeweils an seinem von den Schleifringen 8 abgewandten Ende mit einem Ende 121 der Spule 115 elektrisch leitfähig kontaktiert.
Die Welle 106, die zwei Klauenpolplatinen 109 und der Kern 112 bilden eine Gruppe von Bauteilen, die hier als Eisenteile bezeichnet sind. Die Schleifringe 8 sind Gleitkontaktelemente, von denen eines ein Minusgleitkontaktelement und das andere ein Plusgleitkontaktelement ist.
Ist die elektrische Maschine in Betrieb, liegen durch die Ausführung des Feldreglers 7 zwischen dem Minusgleitkontaktelement und Masse üblicherweise ca. 0,5 Volt an.
2 zeigt eine sogenannte Schleifringanordnung der in 1 dargestellten Maschine mit den Gleitkontaktelementen bzw. Schleifringen 8. Es ist vorgesehen, dass die Eisenteile und das Minusgleitkontaktelement elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind, damit die durch das Getriebeelement 124 erzeugbare elektrostatische Spannung keine Schäden durch Kriechströme beispielsweise durch Kugellager erzeugt. Das Minusgleitkontaktelement ist in diesem Fall der linke der beiden Schleifringe 8.
Das Minusgleitkontaktelement und eine mit der Spule 115 verbundene Leiterschiene 127 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel von einem kunststoffhaltigen Spritzgussteil 130 gehalten, wobei zusätzlich zumindest ein weiteres Leiterelement 133 vom kunststoffhaltigen Spritzgussteil 130 umgeben ist, das die Eisenteile und das Minusgleitkontaktelement elektrisch leitfähig miteinander verbindet. In 2 sind zwei weitere Leiterelemente 133 gezeigt und verwendet.
Es ist vorgesehen, dass das weitere Leiterelement 133 einen ausgeprägten Widerstand 136 kontaktiert. Die Bezeichnung ausgeprägter Widerstand bedeutet hier, dass der elektrische Widerstand pro Längeneinheit höher als der der benachbarten Leiterelemente 133 ist.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der elektrischen Maschine ist vorgesehen, dass das weitere Leiterelement 133 aus einem Widerstandsmaterial besteht, so dass die elektrische Verbindung zwischen Eisenteilen und Schleifring 8 nur aus dem aus Widerstandsmaterial gebildeten Leiterelement 133 gebildet ist.
Des Weiteren ist es auch möglich, zwischen nahe an einer Klauenpolplatine 109 gelegenen Bereichen der Leiterschiene 127 und der Klauenpolplatine 109 als einem Eisenteil den Widerstand 136 zu befestigen. Der Widerstand 136 kann dann z. B. Plattenform besitzen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist vorgesehen, dass die Eisenteile und das Minusgleitkontaktelement mittels des kunststoffhaltigen Spritzgussteils elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind, wobei der Kunststoff des Spritzgussteils 130 elektrisch leitfähige Anteile aufweist, die durch die zusätzlich dargestellten Punkte in der Spritzgussmasse symbolisch dargestellt sind.
Die elektrisch leitfähigen Anteile sind beispielsweise aus Graphit.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel nach 4 ist eine Beschichtung des Spritzgussteils 130 mit einer elektrisch leitfähigen Schicht 150, beispielsweise einem Lack, der erforderlichenfalls zusätzlich mit einem Härter aufgebracht wird, vorgesehen.
Zum Aufbringen der Schicht 150 wird das kunststoffhaltige Spritzgussteil mitsamt den Schleifringen 8 und den Leiterschienen 127 in den noch flüssigen Beschichtungsstoff gänzlich eingetaucht und somit vollständig beschichtet.
Nach dem Aushärten des Beschichtungsstoffs werden die Schleifringe 8 von der Schicht befreit, so dass die später darauf gleitenden Bürsten störungsfrei den Erregerstrom zu Spule 115 leiten können.
Das kunststoffhaltige Spritzgussteil ist auch in seiner zentralen Öffnung sowie an einer Grenzfläche zwischen dem Spritzgussteil und der Klauenpolplatine beschichtet, so dass die Schicht 150 einen elektrisch leitfähigen Kontakt zwischen den Eisenteilen, beispielsweise die Welle 106 und/oder auch die Klauenpolplatine 109, und dem Minusgleitkontaktelement (Minusschleifring 8) herstellt, in dem die sich auf der Oberfläche des Spritzgussteils befindliche Schicht 150 zwischen den Eisenteilen und dem Minusgleitkontaktelement als Leiter dient. Die Schicht 150 ist mit dem Minusgleitkontaktelement über dessen zur Klauenpolplatine 109 gerichtete ringförmige Stirnfläche 160 elektrisch leitfähig verbunden.
Es hat sich bei diesem Ausführungsbeispiel ein Ableitwiderstand in Höhe von ca. 50 kOhm als geeignet erwiesen.
Eine mittels Lack und Härter realisierte Schicht 150 hat sich aufgrund einer Temperaturfestigkeit bis 200°C als geeignet erwiesen.
Um an der elektrischen Maschine Schäden zu vermeiden ist vorgesehen, dass der elektrische Widerstand zwischen den Eisenteilen und dem Minusgleitkontaktelement mindestens 10 Ohm beträgt, bevorzugt wird ein Widerstand von mindestens 100 Ohm.

Claims

Elektrische Maschine, insbesondere Drehstromgenerator für Kraftfahrzeuge, mit einem in einem Gehäuse drehbar gelagerten elektromagnetisch erregbaren Läufer (5), der sowohl zumindest eine bestrombare Spule (115) als auch Eisenteile hat, mit Gleitkontaktelementen, die zur Stromversorgung der zumindest einen Spule (115) dienen, wobei der Läufer (5) durch ein Getriebeelement (124) antreibbar ist, durch das eine elektrostatische Spannung zwischen dem Läufer (5) und dem Gehäuse erzeugbar ist, wobei die Eisenteile und ein Minusgleitkontaktelement (8) elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind, wobei das Minusgleitkontaktelement (8) und eine mit der Spule (115) verbundene Leiterschiene (127) von einem kunststoffhaltigen Spritzgussteil (130) gehalten ist, wobei die Eisenteile mittels einer sich auf der Oberfläche des Spritzgussteils (130) befindlichen elektrisch leitfähigen Schicht (150) mit dem Minusgleitkontaktelement (8) elektrisch leitfähig verbunden sind, wobei das Spritzgussteil (130) eine zentrale Öffnung aufweist, mittels derer das Spritzgussteil (130) auf der Welle (106) des Läufers (5) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzgussteil (130) einerseits über die elektrisch leitfähige Schicht (150) zu einer ringförmigen Stirnfläche (160) des Minusgleitkontaktelements (8) und andererseits sowohl über die elektrisch leitfähige Schicht (150) in der zentralen Öffnung zu dem Eisenteil Welle (106) als auch über die elektrisch leitfähige Schicht (150) zu dem Eisenteil Klauenpolplatine (109) einen elektrisch leitfähigen Kontakt herstellt.
Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Widerstand zwischen den Eisenteilen und dem Minusgleitkontaktelement (8) mindestens 10 Ohm beträgt.