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Anwendungsbereich der Erfindung
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Die Erfindung betrifft im allgemeinen mehrphasige rotierende elektrische Maschinen.
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Im einzelnen betrifft die Erfindung eine mehrphasige rotierende elektrische Maschine, die in einem Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor einerseits als elektrischer Generator und andererseits als Elektromotor insbesondere zum Anlassen des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs verwendet werden kann, mit einer rotierenden Welle, einem drehfestmit der Welle verbundenen Läufer, einem den Läufer umgebenden ortsfesten mehrphasigen Ständer und magnetischen Mitteln zur Verfolgung der Drehung des Läufers, wobei diese Mittel eine die Welle umgebende und drehfest mit dieser Welle verbundene ringförmige Zielmarkierung und wenigstens einen ortsfesten Geber umfassen, der in unmittelbarer Nähe der Zielmarkierung angeordnet ist und mit dieser zusammenwirkt.
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Stand der Technik
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Derartige Maschinen sind aus dem Stand der Technik bekannt, insbesondere aus der Patentanmeldung
FR 2 807 231 A1 , die magnetische Mittel beschreibt, bei denen die Zielmarkierung an der Riemenscheibe der Maschine befestigt ist, wobei diese ihrerseits drehfest mit der Welle verbunden ist. Eine solche reversible Maschine wird als Anlassergenerator bezeichnet. Insbesondere zeigt die gattungsgemäße
FR 2 806 223 A1 eine elektrische Maschine, an deren Welle ein ringförmiges magnetisches Folgemittel angeordnet ist, wobei dem Folgemittel ein von einem Sensorträger getragener Sensor zugeordnet ist, der die Vorbeibewegung des magnetischen Folgemittels detektiert.
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Diese Zielmarkierung wird durch die Welle mit hoher Drehzahl angetrieben und erfährt eine starke Fliehkraftbeanspruchung. Im übrigen ist sie wiederholten Beschleunigungs- und Verzögerungszyklen ausgesetzt, je nachdem, ob das Fahrzeuganfährt oder verlangsamt.
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Diese Beanspruchungen bewirken eine mechanische Ermüdung der Zielmarkierung und können zu einem vorzeitigen Bruch dieser Zielmarkierung führen.
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Gegenstand der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den vorstehend angesprochenen Nachteil zu beseitigen. Dazu ist die erfindungsgegenständliche Maschine, die im übrigender allgemeinen Definition entspricht, die der oben angeführte Oberbegriff dazu enthält, im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die Zielmarkierung einen ringförmigen magnetischen Teil und Verstärkungsmittel umfasst, die den magnetischen Teil auf einer radial äußeren Seite umschließen, die Verstärkungsmittel eine dünne Schicht bilden, die auf dem magnetischen Teil auf einer radial äußeren Seite fest verbunden ist, und die dünne Schicht Öffnungen aufweist.
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Eine solche Lösung besitzt einen geringen Bauraumbedarf und ermöglicht die Beibehaltung der Struktur der Maschine, so dass sie sich einfach und wirtschaftlich gestaltet.
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Außerdem lässt sich der Luftspalt zwischen der Zielmarkierung und dem Geber gut beherrschen.
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Darüber hinaus ist die Montage einfach an der Rückseite der Maschine auszuführen, wobei sich eine hohe Präzision bei der Positionierung des Gebers im Verhältnis zur Zielmarkierung ergibt.
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In einer möglichen Ausführungsart der Erfindung bilden die Verstärkungsmittel einen Zylinder, der den ringförmigen magnetischen Teil auf dem gesamten Umfang dieses Teils umschließt.
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Die Verstärkungsmittel bestehen vorteilhafterweise aus einem nichtmagnetischen Werkstoff, um ein effizientes Schließen des magnetischen Flusses herbeizuführen.
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Die Verstärkungsmittel bestehen vorzugsweise aus Aluminium und/oder aus austenitischem Stahl und/oder aus Kunststoff und/oder aus einem gewobenen oder ungewobenen Textilmaterial.
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Im übrigen können die Verstärkungsmittel:
- – fest um den ringförmigen magnetischen Teil herum aufgesteckt sein,
- – um den ringförmigen magnetischen Teil herum aufgeschrumpft sein,
- – um den ringförmigen magnetischen Teil herum aufgeklebt sein,
- – um den ringförmigen magnetischen Teil herum durch Magnetumformen ausgeführt sein,
- – um den ringförmigen magnetischen Teil herum thermogeformt sein,
- – um den ringförmigen magnetischen Teil herum angeformt sein.
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Alternativ kann der ringförmige magnetische Teil in den Verstärkungsmitteln angeformt sein.
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Der ringförmige magnetische Teil ist vorteilhafterweise ein Kunststoffmagnet.
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Nach einem anderen vorteilhaften Merkmal bilden die Verstärkungsmittel eine dünne Schicht, die auf dem magnetischen Teil auf einer radial äußeren Seite aufgepresst ist.
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Diese dünne Schicht ist beispielsweise in Form eines Bands oder eine Folie ausgeführt.
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Die dünne Schicht kann durchgehend ausgeführt sein.
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Alternativ kann die dünne Schicht Öffnungen aufweisen.
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In diesem Fall kann der magnetische Teil die Öffnungen der dünnen Schicht ausfüllen und auf einer Außenseite der dünnen Schicht durch die Öffnungen hindurch bündig abschließen.
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Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal ist der Geber radial außerhalb der Zielmarkierung, dieser gegenüber angeordnet.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Weitere und Vorteile der Erfindung ergeben sich deutlicher aus der nach folgenden Beschreibung der Erfindung, die nur als Beispiel und ohne jede einschränkende Wirkung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen angeführt wird. Darin zeigen im einzelnen:
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1 eine Axialschnittansicht einer erfindungsgemäßen mehrphasigen rotierenden elektrischen Maschine,
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2 eine Seitenansicht einer Zielmarkierung nach einer ersten Ausführungsart der Erfindung, wobei die rechte Hälfte der Zielmarkierung im Schnitt dargestellt ist,
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die 3 und 4 vergrößerte Ansichten der Details III bzw. IV von 2,
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5 eine Ansicht entsprechend 3 zu einer zweiten Ausführungsart der Erfindung und
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6 eine auseinandergezogene Ansicht entsprechend 5.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
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Bei der in 1 dargestellten rotierenden elektrischen Maschine handelt es sich um einen Wechselstromgenerator für Kraftfahrzeuge, der reversibel arbeitet. Ein derartiger Wechselstromgenerator wird als Anlassergenerator bezeichnet und umfasst eine rotierende Welle 1, einen drehfest mit der Welle 1 verbundenen Klauenpolläufer 2, einen den Läufer 2 umgebenden ortsfesten Mehrphasenständer 3 und magnetische Mittel 4 zur Verfolgung der Drehung des Läufers 2.
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Die Achse der Welle 1 definiert die Drehachse X-X' der elektrischen Maschine, die hier als Mehrphasenmaschine ausgeführt ist.
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Der Läufer 2 ist fest mit der Welle 1 verbunden und bildet zusammen mit dieser eine Läufereinheit.
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Dieser Läufer 2 umfasst zwei Klauenpolräder 21 und eine Erregerspule 22, die zwischen den Polrädern 21 angeordnet ist. Jedes Polrad 21 umfasst einen Flansch, der sich in etwa senkrecht zur Welle 1 erstreckt und an seinem äußeren Umfang axial ausgerichtete Zähne trägt, die zum Flansch des anderen Polrads gerichtet sind. Die Zähne sind von einem Polrad zum anderen umfangsmäßig versetzt und greifen ineinander ein. Sie weisen jeweils eine Trapezform auf. Die Flansche sind jeweils mit einer mittigen Bohrung zur Aufnahme der Welle 1 versehen und mit dieser Welle durch Rippen, die mit in die Welle 1 eingearbeiteten Auskehlungen zusammenwirken, drehfest verbunden. Wenn die Spule 22 mit elektrischem Strom versorgt wird, definieren die Zähne eines der Polräder 21 Nordpole, während die Zähne des anderen Polrads 21 Südpole definieren.
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Der Ständer
3, der zur Befestigung an einem ortsfesten Teil des Fahrzeugs bestimmt ist, umfasst seinerseits einen vorderen
31 und einen hinteren Lagerschild
32, die aneinander geschlossen und miteinander befestigt sind, was hier durch Zuganker erfolgt, die in
1 durch die Bezugsnummer
33 bezeichnet sind, um ein Gehäuse zu bilden, sowie eine Ständereinheit
34, die einen Ständerkörper umfasst, der einen Satz Ständerspulen trägt. Die Ständereinheit
34 umgibt bekannterweise den Läufer
2 und umfasst einen Körper in Form eines Blechpakets, in das eine Reihe von Nuten eingearbeitet sind, die Wicklungen in einer Anzahl von wenigstens einer Wicklung pro Phase enthalten, die der Anlassergenerator umfasst, bei dem es sich hier um eine dreiphasige Ausführung handelt. Die Wicklungen können mit getrennten Spulen, mit ineinandergreifenden Spulen oder als Stabwicklung, beispielsweise in U-Form, ausgeführt sein, wie dies in der
WO 92/06 527 A1 beschrieben ist.
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Die hohlförmigen Lagerschilde 31 und 32 sind mit Öffnungen für die Luftzirkulation im Innern der Maschine in Kompaktbauart und mit Innenbelüftung versehen, wobei der Läufer 2 hier an jedem seiner axialen Enden einen in 1 durch die Bezugsnummer 23 bezeichneten Lüfter trägt. Als Variante ist nur ein einziger Lüfter 23 vorgesehen.
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Jeder, hier aus Aluminium ausgeführte Lagerschild 31, 32 trägt mittig ein in 1 durch die Bezugsnummer 35 bezeichnetes Kugellager. In diesen Kugellagern ist das vordere bzw. das hintere Ende der Welle 1 gelagert.
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Das zum hinteren Lagerschild 32 gehörende Kugellager 35 hat eine kleinere Größe als das zum vorderen Lagerschild 31 gehörende Kugellager.
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Die Welle 1 wird über den vorderen Lagerschild 31 hinaus durch ein Organ zur Bewegungsübertragung 5 in Form einer Riemenscheibe verlängert, die an der Welle 1 außerhalb des besagten Lagerschilds befestigt und drehfest mit der Welle 1 verbunden ist. Diese Riemenscheibe ist dazu bestimmt, mit einem (nicht dargestellten) Zahnkeilriemen zusammenzuwirken, über den der Verbrennungsmotor die Welle 1 und die Läufereinheit 2 antreibt, wenn die elektrische Maschine im Generatorbetrieb arbeitet. Diese Riemenscheibe und der zugehörige Riemen ermöglichen es der elektrischen Maschine außerdem in entgegengesetzter Richtung, den Verbrennungsmotor anzutreiben, wenn die besagte Maschine im Anlasserbetrieb arbeitet. Die Bewegungsübertragung zwischen der Welle 1 und dem Verbrennungsmotor des Fahrzeugs kann als Variante Zahnräder, wenigstens eine Reihe von Riemenscheiben mit verstellbarem Abstand und/oder wenigstens einen Riemen umfassen. Das Organ zur Bewegungsübertragung 5 kann daher zahlreiche Gestaltungen aufweisen und aus einem Rädergetriebe, aus einem Zahnrad, aus einer Riemenscheibe usw. bestehen.
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Die Enden der Spule 22 des Läufers 2 sind jeweils durch eine Drahtverbindung mit an der Welle 1 angebrachten Schleifringen 11 verbunden. Die Spulen der Ständereinheit 34 sind ihrerseits durch eine Drahtverbindung mit einer nicht dargestellten elektronischen Steuervorrichtung verbunden, die außerhalb der Maschine angeordnet ist.
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Die Maschine ist hier der Bauart ausgeführt, die in der
WO 01/69 762 A1 beschrieben ist, auf die zu weiteren Einzelheiten verwiesen werden kann.
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Die magnetischen Mittel 4 zur Verfolgung des Läufers 2 umfassen eine ringförmige Zielmarkierung 41, welche die Welle 1 umgibt und drehfest mit dieser Welle 1 verbunden ist, und wenigstens einen ortsfesten Geber 42, der in unmittelbarer Nähe der Zielmarkierung 41 angeordnet ist und mit dieser zusammenwirkt. Die Mittel 4 umfassen typischerweise drei Geber 42, in der Ausführung als Hall-Geber.
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Die ringförmige Zielmarkierung 41 erstreckt sich in einer Ebene senkrecht zur Welle 1, wobei sie auf die Welle 1 zentriert und auf einer hinteren axialen Seite des Läufers 2 angeordnet ist.
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Die Zielmarkierung 41 erstreckt sich in etwa um das hintere Kugellager 35 herum, im Innern des Ständers 3.
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Sie ist in einer Ausführungsart starr am hinteren Lüfter
23 aus Metall befestigt, der fest mit dem Läufer
2 verbunden ist, wie dies beispielsweise in
12 der vorerwähnten
WO 01/69 762 A1 zu erkennen ist, wobei der Lüfter an seinem freien Ende so gestaltet ist, dass er eine Schale zur Lagerung der ringförmigen Zielmarkierung bildet. Diese Schale umfasst einen axial ausgerichteten Abschnitt, der nach außen durch eine querausgerichtete ringförmige Randleiste verlängert wird, die in der zur Achse X-X' entgegengesetzten Richtung verläuft. Die Querrandleiste ist weniger hoch als die Zielmarkierung.
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Hier umfasst die Zielmarkierung 41 eine mittige Antriebs- und/oder Befestigungsnabe 413, die entweder direkt, durch formschlüssiges Zusammenwirken, oder indirekt drehfest mit dem Läufer verbunden ist.
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Die Nabe 413 umfasst dabei eine Metallschale der vorgenannten Art mit einem axial ausgerichteten Abschnitt und einer quer ausgerichteten ringförmigen Randleiste. Dieses Teil ist durch formschlüssiges Zusammenwirken drehfest mit dem Lüfter verbunden. Als Variante kann die Nabe 413 eine, vorteilhafterweise aus Stahl ausgeführte, Schale umfassen, die mit einer quer ausgerichteten Randleiste versehen ist, die an ihrem äußeren Umfang durch einen axial ausgerichteten ringförmigen Abschnitt verlängert wird, der die daran befestigte Zielmarkierung trägt.
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In dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 6 ist die Nabe 413 über den die Schleifringe 11 tragenden Kommutator 12 drehfest mit dem Läufer verbunden. Dieser Kommutator ist in der 8 deutlicher zu erkennen, auf die zu weiteren Einzelheiten verwiesen werden kann. Er umfasst einen rohrförmigen Körper 121, der fest auf dem hinteren Ende der Welle 1 aufgesteckt ist, und einen auf die Welle 1 zentrierten und fest mit dem Körper 121 verbundenen Ring 122. Der Körper 121 trägt die Schleifringe 11. Der Körper 121 und der Ring 122 sind so zueinander beabstandet, dass der Körper 121 außerhalb des hinteren Lagerschilds 32 und der Ring 122 innerhalb des hinteren Lagerschilds 32 zwischen dem Kugellager 35 und dem Läufer 2, wie in 1 zu erkennen, angeordnet ist.
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Der Ring 122 trägt Elemente 123 für den elektrischen Anschluss der Enden der Spulen 22 des Läufers 2, wobei diese Elemente vom Ring 122 aus radial nach außenvorstehen. Diese Elemente 123 sind mit den Schleifringen 11 elektrisch verbunden.
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Der Ring 122 trägt außerdem Erhebungen, die beispielsweise radial nach außen vorstehen, wobei die Nabe 413 der ringförmigen Zielmarkierung 41 durch formschlüssiges Zusammenwirken mit diesen Erhebungen drehfest mit dem Ring 122 verbunden ist.
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Die Geber 42 sind fest am hinteren Lagerschild 32 im Inneren des Läufers angebracht. Diese Geber sind an einem Geberträgerangebracht, der auf der dem Läufer gegenüberliegenden Seite des hinteren Lagerschilds angeordnet ist, wie dies nachstehend beschrieben wird.
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Unter der Einwirkung der Drehung der Zielmarkierung 41 zusammen mit der Welle 1 verändert sich das von jedem Geber 42 empfangene Magnetfeld.
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Diese Geber 42 sind mit der elektronischen Steuervorrichtung verbunden und übertragen an diese Signale in Abhängigkeit von den empfangenen Magnetfeldern, wobei die Steuervorrichtung die besagten Signale verarbeitet, um daraus die Winkelposition des Läufers 2 abzuleiten.
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Bei der elektronischen Steuervorrichtung handelt es sich um die in der
FR 2 745 444 A1 beschriebene Bauart, und sie umfasst einen Umrichter, der den durch den Ständer
3 erzeugten Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt, Steuermittel, welche die Informationen der Geber
42 empfangen, und Regelmittel zur Regelung des Erregerstroms des Läufers
2. Diese Regelmittel sind durch eine Drahtverbindung mit einer nicht dargestellten Bürstenhaltervorrichtung verbunden, die Kohlebürsten in Kontakt mit den an der Welle
1 angebrachten Schleifringen
11 umfasst.
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Erfindungsgemäß umfasst die Zielmarkierung 41 einen ringförmigen magnetischen Teil 41 und Verstärkungsmittel 412, die den magnetischen Teil 411 auf einer radial äußeren Seite umschließen.
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Wie dies in 3 zu erkennen ist, umfasst die mittige Nabe 413 der Zielmarkierung 41 einen Metallkern 43 in Form einer Schale und einen Antriebsteil 44 aus Kunststoff, der auf dem Metallkern 42 angeformt ist.
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Der Metallkern 43 weist eine mittige Platte 431 im Form einer Scheibe, die sich in einer Ebene senkrecht zur Achse X-X erstreckt, eine nach hinten gerichteten Kante 432, die an einer radial äußeren Seite der mittigen Platte 431 angeordnet ist, und eine Randleiste 433 auf, welche die Kante 432 von einer der Platte 431 gegenüberliegenden Seite aus radial nach hinten verlängert.
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Die Platte 431 ist mittig mit einer Öffnung zur Aufnahme der rotierenden Welle 1 und in einem Umfangsbereich mit mehreren weiteren Öffnungen versehen, um den Durchgang der elektrischen Leiter zur Verbindung der Anschlusselemente 123 mit den Schleifringen 11 zu ermöglichen.
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Der magnetische Teil 411 ist starr auf einer radial äußeren Fläche der gerichteten Kante 432 befestigt.
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Der Antriebsteil 44 ist auf dem Metallkern 43 angeformt und bildet auf einer vorderen Seite der Platte 431 Erhebungen, die mit den Erhebungen des Rings 422 zusammenwirken, um den Kommutator 12 und die ringförmige Zielmarkierung 41 drehfest zu verbinden.
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Wie die 2 und 3 zeigen, ist festzustellen, dass der Befestigungsteil 44 eine zweite Randleiste 441 parallel zur Randleiste 433 bildet, mit der gleichen radialen Breite wie diese, die sich in etwa in der Ebene der Platte 431 und im Verhältnis zu dieser leicht nach außen vorstehend erstreckt.
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Der magnetische Teil 411 umfasst einen radial inneren Teil, der sich zwischen den beiden Randleisten 433 und 441 erstreckt und durch einen radial äußeren Teil verlängert wird, der sich radial über die beiden Randleisten 433 und 441 hinaus erstreckt.
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Dieser magnetische Teil 411 hat einen in etwa rechteckigen Radialschnitt und weist eine in etwa zylindrische radial äußere Fläche 414 koaxial zur Welle 1 auf.
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Der magnetische Teil 411 ist ein Kunststoffmagnet, der aus in einer Kunststoffmatrix verteilten magnetischen Partikeln besteht.
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Die radial äußere Fläche 414 ist durch die Verstärkungsmittel 412 überzogen, wobei diese einen Zylinder bilden, der den ringförmigen magnetischen Teil 411 auf dem gesamten Umfang dieses Teils umschließt.
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Die Verstärkungsmittel können natürlich auf dem magnetischen Teil der Zielmarkierung von 1 angebracht sein, wobei dieser magnetische Teil vorteilhafterweise abschließend magnetisiert wird.
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Wie dies in den 2 bis 6 zu erkennen ist, bilden die Verstärkungsmittel 412 eine dünne Schicht 415, die den magnetischen Teil 411 auf einer radial äußeren Seite umgibt, wobei diese Schicht auf der Außenfläche 414 aufgepresst ist.
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Die dünne Schicht 415 weist eine zylindrische Form entsprechend der Form der Außenfläche 414 auf und bedeckt diese vollständig. Ihre radiale Dicke ist relativ gering im Vergleich zu derjenigen des ringförmigen magnetischen Teils, so dass sich der Bauraumbedarf der Maschine insgesamt nichtverändert.
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In einer Ausführungsvariante ist die dünne Schicht 415 durchgehend ausgeführt, wie dies in den 5 und 6 veranschaulicht ist.
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In einer anderen Ausführungsvariante weist die dünne Schicht 415 Öffnungen 416 auf, wie dies in den 2 bis 4 zu erkennen ist. Diese Öffnungen 416 haben eine geringe Größe im Verhältnis zur axialen Breiteder dünnen Schicht und zu ihrem Durchmesser. Die dünne Schicht 415 ist mit einer großen Anzahl von Öffnungen 416 versehen, die auf ihrer gesamten Fläche axial und in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt sind.
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Dazu kann die dünne Schicht aus einem Netz von Sprossen bestehen, die quadratische Öffnungen 416 definieren, wie dies in 4 zu erkennen ist. Diese Sprossen bilden eine regelmäßige Zelle und weisen jeweils eine Breite in etwa gleich der Hälfte der Seite einer quadratischen Öffnung auf. Die Breite einer Sprosse wird als senkrecht zu ihrer Längsrichtung betrachtet.
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Diese Sprossen erstrecken sich schräg bezogen auf den axialen Rand der dünnen Schicht 415, in einem Winkel von etwa 45°, und bilden zwei Reihen. Die Sprossen ein und derselben Reihe verlaufen parallel zueinander und senkrecht zu denen der anderen Reihe.
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Die Öffnungen 416 können auch andere Formen aufweisen und rautenförmig, rund, rechteckig, elliptisch, dreieckig oder noch andersausgeführt sein.
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In diesem Fall füllt, wie in 3 zu erkennen ist, der magnetische Teil 411 die Öffnungen 416 der dünnen Schicht 415 aus, so dass er auf einer radial äußeren Seite der dünnen Schicht durch die Öffnungen 416 hindurch bündig abschließt.
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Das Material des magnetischen Teils 411, das die Öffnungen 416 ausfüllt, fügt sich daher vollkommen in die durch die Außenseiteder dünnen Schicht gebildete zylindrische Fläche ein.
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Im übrigen bestehen die Verstärkungsmittel 412 aus einem nichtmagnetischen Werkstoff.
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Im einzelnen bestehen sie typischerweise aus Aluminium und/oder aus austenitischem Stahl und/oder aus Kunststoff und/oder aus einem gewobenen oder ungewobenen Textilmaterial, beispielsweise aus Filz.
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Der Kunststoff kann Verstärkungen, zum Beispiel Glasfasern, enthalten oder nicht.
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Die Verstärkungsmittel 412 können in unterschiedlicher Weise fest mit dem ringförmigen magnetischen Teil 411 verbunden sein.
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So können die Verstärkungsmittel 412 um den ringförmigen magnetischen Teil 411 herum aufgeschrumpft sein, wie dies in den 5 und 6 dargestellt ist.
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In diesem Fall umfassen die Verstärkungsmittel 412 zusätzlich zu der mit der Welle 1 koaxialen zylindrischen dünnen Schicht 415 einen ringförmigen Flügel 417, der sich senkrecht zur Welle 1 erstreckt. Dieser Flügel 417 ist fest mit einer axialen Seite der zylindrischen dünnen Schicht 415 verbunden und erstreckt sich von dieser aus radial nach innen. Dabei presst sich der Flügel 417 gegen eine axiale Fläche des magnetischen Teils 411.
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Es ist festzustellen, dass der Innendurchmesser der dünnen Schicht 415 etwas kleiner als der Außendurchmesser des magnetischen Teils gewählt wird, wobei der Unterschied so gewählt wird, dass sich eine gute Anpassung der Verstärkungsmittel auf der Außenfläche 414 des magnetischen Teils 411 ergibt.
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Außerdem können die Verstärkungsmittel 412 fest um den ringförmigen magnetischen Teil 411 herum aufgesteckt sein.
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Die Verstärkungsmittel 412 können des Weiteren um den ringförmigen magnetischen Teil 411 herum auf der Außenfläche 414 aufgeklebt sein. In diesem Fall können die Verstärkungsmittel aus einem Klebestreifen bestehen, der auf einer großen Fläche, die auf der Außenfläche 414 aufgebracht werden soll, mit Klebstoff überzogen ist.
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Außerdem können die Verstärkungsmittel 412 um den ringförmigen magnetischen Teil 411 herum durch Magnetumformen ausgeführt sein. In diesem Fall bestehen sie aus einem geeigneten Metallwerkstoff.
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Die Verstärkungsmittel 412 können schließlich auch um den ringförmigen magnetischen Teil 411 herum thermogeformt sein. In diesem Fall bestehen sie aus einem geeigneten Kunststoff.
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In einer in den 2 bis 4 dargestellten Ausführungsart ist der ringförmige magnetische Teil 411 in den Verstärkungsmitteln 412 angeformt. Dies wird dadurch ermöglicht, dass es sich bei diesem magnetischen Teil 411 um einen Kunststoffmagneten handelt. Mit diesem Verfahren kann einfach dafür gesorgt werden, dass das Material, aus dem der magnetische Teil 411 besteht, die Öffnungen 416 der Verstärkungsmittel 412 ausfüllt.
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Im übrigen eignet es sich besonders für die Verstärkungsmittel 412, die aus Fasermaterialien bestehen, beispielsweise für gewobene oder ungewobene Textilmaterialien, da die natürliche Porosität dieser Materialien ihr mechanisches Anhaften an der Kunststoffmatrix des magnetischen Teils 411 beim Anformen begünstigt.
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In einer weiteren Ausführungsart bestehen die Verstärkungsmittel 412 aus einem Kunststoff, wobei sie um den ringförmigen magnetischen Teil 411 herum angeformt sind. Sie können dabei nur die Außenfläche 414 des magnetischen Teils 411 oder zusätzlich die axialen Flächen des besagten Teils, teilweise oder insgesamt, bedecken.
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In
1 ist zu erkennen, dass die Geber
42 auf einem Träger
421 angebracht sind. Dieser Träger
421 umfasst einen Hauptteil
422, der, vorzugsweise winklig verstellbar oder als Variante starr, am hinteren Lagerschild
32 auf einer bezogen auf den Ständer
3, das heißt auf den Läufer, äußeren Seite befestigt ist, und drei Finger
423, die sich von dem besagten Hauptteil aus axial nach vorn erstrecken und durch Öffnungen des hinteren Lagerschilds
32 in den Ständer eindringen. Die Geber
42 sind starr an vorderen freien Enden der Finger
423 befestigt und radial außerhalb der ringförmigen Zielmarkierung
41, dieser gegenüber, angeordnet. Ein Luftspalt mit bestimmter Dicke trennt die Geber
42 von der radial äußeren Seite der dünnen Schicht
415 der Verstärkungsmittel
412. Als Variante sind die Finger
423 miteinander verbunden, um ein einheitliches Segment zu bilden, das durch eine breitere Öffnung des hinteren Lagerschilds hindurchgeht. Zu weiteren Einzelheiten kann auf die
WO 01/69 762 A1 verwiesen werden, die außerdem Nasen mit einem Loch mit länglicher Form beschreibt, die eine Winkelverstellung des Trägers
421 und seine Arretierung anhand von im Lagerschild
32 verankerten Stiftmuttern ermöglichen.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die radiale Dicke der dünnen Schicht 415 im Verhältnis zum Luftspalt relativ gering ausfällt.
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In diesem Zusammenhang dürfte verständlich sein, dass die Ausführungsvariante, bei der die Verstärkungsmittel 412 Öffnungen 416 aufweisen, wobei diese Öffnungen durch das Material des magnetischen Teils 411 ausgefüllt werden, besonders vorteilhaft ist.
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Denn in diesem Fall entspricht der Abstand zwischen dem magnetischen Teil 411 und den Gebern 42 in Höhe der Öffnungen 416 dem Luftspalt. Wenn die dünne Schicht 415 durchgehend ausgeführt ist, entspricht der Abstand zwischen dem magnetischen Teil 411 und den Gebern 42 dem Luftspalt zuzüglich der Dicke der besagten dünnen Schicht.
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Es dürfte daher leicht verständlich sein, dass die vorstehend beschriebene Maschine zahlreiche Vorteile aufweist.
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Die Verstärkungsmittel 412 bilden eine Fassung für den ringförmigen magnetischen Teil 411, so dass dieser der Fliehkraft standhalten kann, die entsteht, wenn die Welle 1 mit großer Geschwindigkeit angetrieben wird. Durch diese Verstärkungsmittel wird die mechanische Festigkeit der ringförmigen Zielmarkierung gegenüber der Fliehkraft beträchtlich erhöht.
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Diese Verstärkungsmittel sind radial dünn und mit geringem Bauraumbedarf ausgeführt. Sie bewirken keine erhebliche Vergrößerung des Abstands zwischen dem magnetischen Teil und dem Geber. In dem Fall, in dem die dünne Schicht Öffnungen aufweist, wird dieser Abstand nicht vergrößert. Die Qualität des durch die Geber erzeugten Signals wird in allen Fällen aufrechterhalten.
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Die Anbringung der Verstärkungsmittel am ringförmigen magnetischen Teil kann einfach und schnell unter Anwendung von Verfahren wie Aufstecken oder Aufschrumpfen durchgeführt werden.
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Im übrigen ermöglicht die hier praktizierte Art der Verstärkung der magnetischen Zielmarkierung die Positionierung der Geber radial außerhalb der Zielmarkierung. Diese Anordnung ist insofern günstig, als die Anbringung der Geber außerhalb der Zielmarkierung relativ einfacher ist als innerhalb der Zielmarkierung oder axial hinter der Zielmarkierung, wie dies bei Betrachtung von 1 leicht verständlich wird.
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Es können auch andere Ausführungsvarianten der vorstehend beschriebenen Maschine in Betracht gezogen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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So kann der ringförmige magnetische Teil einen Radialschnitt aufweisen, der nicht weitgehend rechteckig ist. Dieser Schnitt kann quadratisch, rund oder elliptisch sein oder jede andere Form in Abhängigkeit von dem zugehörigen Geber aufweisen.
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Es ist auch möglich, dass der ringförmige magnetische Teil kein Kunststoffmagnet ist, sondern aus einem Werkstoff besteht, dessen Matrix eine Metall- oder Mineralmatrix ist.
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In dem Fall, in dem die Verstärkungsmittel mit Öffnungen versehen sind, können die Anzahl der in die dünne Schicht eingearbeiteten Öffnungen und die Größe dieser Öffnungen sehr unterschiedlich ausfallen, sofern die mechanische Festigkeit der ringförmige Zielmarkierung ausreichend ist.
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Die vorliegende Erfindung ist natürlich nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.
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So ist der Läufer als Variante in der Bauart mit vorstehenden Polen ausgeführt, um die Erregerspulen gewickelt sind.
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Als Variante ist der Wechselstromgenerator mit vorstehenden Polen, um die Erregerspulen gewickelt sind, und mit Permanentmagneten ausgeführt, die in den Läufer integriert sind, wie dies beispielsweise in der
WO 02/054 566 A1 beschrieben ist, auf die zu weiteren Einzelheiten verwiesen werden kann.
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Das Gehäuse des Wechselstromgenerators kann mehr als zwei Teile umfassen, beispielsweise drei Teile, die zum Beispiel anhand von Schrauben miteinander verbunden sind. Diese drei Teile umfassen die beiden Lagerschilde, die beiderseits eines Mittelteils angeordnet sind, der innen die Ständereinheit trägt.
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Als Variante können die Strukturen auch umgekehrt werden, wobei der Zielmarkierungsträger zwischen dem Boden des vorderen Lagerschilds 31, der für den Durchgang der Finger 423 gelocht ist, und dem benachbarten Flansch des Polrads 21 angeordnet ist. Der Geberträger ist dann auf der Fläche des Lagerschilds 31 befestigt, die entgegengesetzt zum Läufer gerichtet ist.
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Als Variante kann die Nabe 413 auf dem Lüfter aufgeklebt sein.
