DE19630658A1 - Wechselstromgenerator in bürstenloser Ausführung und mit Wasserkühlung - Google Patents
Wechselstromgenerator in bürstenloser Ausführung und mit WasserkühlungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wechselstrom
generator für Kraftfahrzeuge.
Die Erfindung betrifft insbesondere einen Wechsel
stromgenerator für Kraftfahrzeuge in bürstenloser
Ausführung und mit Wasserkühlung.
Es sind verschiedene Bauarten eines solchen Wechsel
stromgeneratortyps bekannt, zu denen einige Beispiele
in der EP-B1-0.231.785 beschrieben und dargestellt
werden.
Derartige Wechselstromgeneratoren umfassen:
- - einen Ständer, dessen Umhüllung wenigstens einen ringförmigen zylindrischen Mantel und einen quer ange ordneten Lagerschild als axialen Abschluß umfaßt, die eine Einfassung begrenzen, in der insbesondere ein Läufer drehend gelagert ist, dessen Welle durch ein erstes mittiges Lager des quer angeordneten Lager schilds und durch ein zweites mittiges Lager eines quer angeordneten Verschlußdeckels am anderen axialen Ende der Einfassung drehend geführt ist, wobei die Läuferwelle mit einem ihrer Enden, das eine Riemen scheibe trägt, axial außerhalb des Ständers vorsteht;
- - einen feststehenden Kern, der eine Erregerwicklung trägt und der an der Innenfläche des quer angeordneten Lagerschilds befestigt ist, an den er seine Wärme überträgt;
- - ein Gehäuse, das die Umhüllung des Ständers umgibt und das zusammen mit dem Mantel und dem quer angeord neten Lagerschild des Ständers eine ringförmige Um fangskammer bzw. eine quer angeordnete Kühlkammer begrenzt, die mit einem Wärmeträger befüllt sind; und
- - eine Gleichrichterbrücke, die an der Außenfläche des Deckels anliegt, an den sie ihre Wärme überträgt.
In verschiedenen Bauarten, die in dem vorgenannten
Dokument, insbesondere in Fig. 10 dieses Dokuments,
vorgeschlagen werden, geht das axiale Ende der Läufer
welle, das die Riemenscheibe trägt, durch den quer
angeordnete Lagerschild und eine Trennwand des Gehäu
ses hindurch, während der feststehende Kern an der
Innenfläche des Verschlußdeckels der Einfassung zen
triert und befestigt ist.
Die relative Zentrierung des feststehenden Kerns im
Verhältnis zu dem am Läufer gelagerten drehenden Kern
erfolgt daher indirekt über relative Zentrierung des
Deckels im Verhältnis zur Einfassung des Ständers.
Außerdem erfordert diese Bauart die Anbringung auf
wendiger Dichtungsmittel um das Lager des quer ange
ordneten Lagerschilds herum, durch den die Läuferwelle
hindurchgeht.
Darüber hinaus wird in diesem Dokument kein einfaches
und zuverlässiges Mittel für die Befestigung eines
feststehenden Kerns an einer Wand vorgeschlagen, die
teilweise einer quer angeordnete Kühlkammer begrenzt.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin,
einen Wechselstromgenerator für Kraftfahrzeuge der
eingangs genannten Art ohne Kohlbürsten vorzuschlagen,
dessen Bauweise die vorstehend angeführten Nachteile
beseitigt.
Dazu schlägt die Erfindung einen Wechselstromgenerator
für Kraftfahrzeuge in bürstenloser Ausführung vor,
umfassend:
- - einen Ständer, dessen Umhüllung wenigstens einen ringförmigen zylindrischen Mantel und einen quer angeordneten Lagerschild als axialen Abschluß umfaßt, die eine Einfassung begrenzen, in der insbesondere ein Läufer drehend gelagert ist, dessen Welle durch ein erstes mittiges Lager des quer angeordneten Lager schilds und durch ein zweites mittiges Lager eines quer angeordneten Verschlußdeckels am anderen axialen Ende der Einfassung drehend geführt ist, wobei die Läuferwelle mit einem ihrer Enden, das eine Riemen scheibe trägt, axial außerhalb des Ständers vorsteht;
- - einen feststehenden Kern, der eine Erregerwicklung trägt;
- - ein Gehäuse, das die Umhüllung des Ständers umgibt und das zusammen mit dem Mantel und dem quer angeord neten Lagerschild des Ständers eine ringförmige Um fangskammer bzw. eine quer angeordnete Kühlkammer begrenzt, die mit einem Wärmeträger befüllt sind; und
- - eine Gleichrichterbrücke, die an der Außenfläche des Deckels anliegt, an den sie ihre Wärme überträgt;
- - wobei das axiale Ende der Läuferwelle, das die Riemenscheibe trägt, durch den Deckel hindurchgeht und wobei der quer angeordnete endseitige Lagerschild ein vollwandiges Teil ist, dessen Innenfläche eine Aufnah me für das erste Lager trägt und an dem der Kern befe stigt ist, um seine Wärme darauf zu übertragen, da durch gekennzeichnet, daß der feststehende Kern am quer angeordneten Lagerschild durch Schrauben befe stigt ist, deren Gewindeschaft durch den quer angeord neten Lagerschild hindurchgeht und in den Körper des feststehenden Kerns eingeschraubt ist und deren Köpfe in der quer angeordneten Kühlkammer angeordnet sind.
Nach anderen Merkmalen der Erfindung ist folgendes
vorgesehen:
- - Die Innenfläche des quer angeordneten Lagerschilds umfaßt eine mittige zylindrische Muffe, deren Innen bohrung das erste Lager aufnimmt, wobei der festste hende Kern auf die zylindrische Außenfläche der Muffe zentriert ist.
- - Die Umhüllung ist ein einstückig geformtes Teil, das einen radialen Außenbund für seine Befestigung an einer gegenüberliegenden Auflagefläche des Gehäuses umfaßt.
- - Die Innenwand des ringförmigen Mantels der Umhüllung enthält eine axiale Nut für den Durchgang wenigstens eines Leitungsdrahts, der sich von der Erregerwicklung aus erstreckt und durch den Deckel in Richtung der Gleichrichterbrücke hindurchgeht.
- - Der Deckel umfaßt in der Nähe seiner äußeren Um fangskante einen zylindrischen Abschnitt für seine Zentrierung in der Innenwand des ringförmigen Mantels der Umhüllung, der radial nach außen durch einen Befestigungsflansch verlängert wird, der an der freien ringförmigen Abschlußkante des ringförmigen Mantels der Umhüllung zur Auflage kommt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung,
zu deren Verständnis auf die beigefügte Zeichnung
Bezug genommen wird, auf der folgendes dargestellt
ist:
Fig. 1 zeigt eine Längsschnittansicht eines erfin
dungsgemäß ausgeführten Wechselstromgenerators.
Fig. 2 zeigt eine Detailansicht im Schnitt entlang
der Linie 2-2 von Fig. 1.
In Fig. 1 wird ein Wechselstromgenerator 10 in bür
stenloser Ausführung dargestellt.
Der Wechselstromgenerator umfaßt einen Ständer, der im
wesentlichen aus einer Ständerumhüllung 12 besteht,
bei der es sich um ein Formteil handelt.
Die Umhüllung 12 besteht aus einem ringförmigen Mantel
14 mit einer allgemein zylindrischen Form, der an
einem seiner axialen Enden durch einen quer angeord
neten endseitigen Lagerschild 16 verlängert wird.
Der Mantel 14 und der Lagerschild 16 begrenzen eine
Einfassung 20, in der insbesondere eine Ständerwick
lung 22 angeordnet ist, die in der Umhüllung 12 durch
biegsame Dichtungen 24 zentriert wird und die axial
durch einen Metallring 26 in Position gehalten wird,
der auch an der Übertragung der in der Ständerwicklung
22 erzeugten Wärme in Richtung des ringförmigen Man
tels 14 der Umhüllung 12 mitwirkt.
Der quer angeordnete Lagerschild 16 ist ein vollwandi
ges Teil, das eine auf die Gesamtachse X-X des Wech
selstromgenerators 10 zentrierte zylindrische Muffe 28
umfaßt, deren Innenbohrung 30 ein erstes Lager 32
aufnimmt, das hier als Kugellager ausgeführt ist.
Die zylindrische Außenfläche 34 der Muffe 28 ist
maschinell bearbeitet und besteht aus einer Zentrier
fläche für den Körper 36 eines feststehenden Kerns 38,
der nach einer bekannten Bauart eine Erregerwicklung
40 trägt.
Nach einem Merkmal der Erfindung ist der Körper 36 des
feststehenden Kerns 38 durch eine Reihe von Schrauben
42 befestigt, von denen eine in Fig. 1 dargestellt
wird und die jeweils einen Gewindeschaft 44 umfassen,
der durch den Lagerschild 16 hindurchgeht, um im
Körper 36 des feststehenden Kerns 38 befestigt zu
werden, während der Kopf 46 jeder Schraube außerhalb
der Umhüllung 12 angeordnet ist und an der Außen
fläche 48 des Lagerschilds 16 zur Auflage kommt.
Das Anziehen der Schrauben 42 bewirkt das axiale
Andrücken des Körpers 36 des feststehenden Kerns 38 an
die Innenfläche 50 des quer angeordneten Lagerschilds
16.
Die Umhüllung 12 wird an ihrem dem Lagerschild 16
gegenüberliegenden axialen Ende durch einen quer
angeordneten Deckel 52 abgeschlossen, bei dem es sich
um ein Teil mit der allgemeinen Form einer Scheibe 54
handelt, die eine mittige Bohrung 56 enthält, in die
ein zweites Lager 58 eingesetzt ist, das aus einem
Kugellager besteht.
Der scheibenförmige Körper 54 des Deckels 52 wird
axial in der Nähe seiner Umfangskante 60 durch einen
zylindrischen Abschnitt 62 verlängert, der die Zen
trierung des Deckels 52 an der zylindrischen Innen
fläche 64 des Mantels 14 übernimmt.
Der Abschnitt 62 endet in einem äußeren radialen
Flansch 66 zur Befestigung des Deckels 52 am Mantel 14
anhand von Schrauben 68, der an der endseitigen ring
förmigen Querfläche 70 des Mantels 14 zur Auflage
kommt.
Die Einfassung 20 wird somit durch die Umhüllung 12
und den Deckel 52 begrenzt.
Nach einer bekannten Bauart wird der Ständer mit
Wasser gekühlt.
Dazu ist die Umhüllung 14 von einem in Fig. 1 schema
tisch dargestellten Gehäuse 72 umschlossen, das die
Umhüllung umgibt, um zusammen mit dieser eine Kühl
kammer zu begrenzen, die ein Wärmeträgermedium, bei
spielsweise Wasser, enthält.
Die Kühlkammer umfaßt eine ringförmige Umfangskammer
74, die den Mantel 14 der Umhüllung 12 umgibt, und
eine quer angeordnete Abschlußkammer 76, die sich
gegenüber dem quer angeordneten Lagerschild 16 er
streckt, wobei die Köpfe 46 der Schrauben 42 in der
quer angeordneten Abschlußkammer 76 angeordnet sind.
Das Gehäuse 72 kann beispielsweise als Gußstück aus
geführt sein, das Mittel zur Befestigung des Wechsel
stromgenerators am Fahrzeug umfaßt.
Die Umfangsfläche des Mantels 14 umfaßt eine maschi
nell bearbeitete ringförmige Auflagefläche 80 für
seine Zentrierung im Innern des Gehäuses 72, wobei die
Befestigung der Umhüllung 14 durch einen radialen
Außenbund 82 übernommen wird, der an einer endseitigen
Querfläche 84 des Gehäuses 72 zur Auflage kommt, und
wobei das axiale Andrücken der beiden Bestandteile
durch (nicht dargestellte) Schrauben erfolgt, die
durch Löcher 86 hindurchgehen, die in den Bund 82
eingearbeitet sind.
Die Abdichtung kann durch in den Figuren nicht dar
gestellte Dichtungen ergänzt werden.
Der Ständer 22 nimmt drehend einen Läufer 90 auf, der
hauptsächlich aus einem gestuften Hauptpolrad 92 und
einem auskragenden Polrad 94 besteht, die durch einen
Ring 96 aus unmagnetischem Material aneinander befe
stigt sind.
Der Läufer 90 ist anhand einer Läuferwelle 98 drehend
gelagert, deren genuteter Abschnitt 100 durch das
Hauptpolrad 92 hindurchgeht.
Ein erstes Ende 103 der Läuferwelle 98 ist durch das
Lager 32 drehend in dem quer angeordneten Lagerschild
16 gelagert, während ihr zweites Ende 102, das sich
axial über den Deckel 52 hinaus, das heißt hinter die
Außenfläche 53 des Deckels, erstreckt, eine Riemen
scheibe 104 trägt.
Der Endabschnitt 106 der Läuferwelle 98, der sich
zwischen dem genuteten Abschnitt 100 und ihrem freien
Ende 102 befindet, ist drehend in dem im Deckel 52
angeordneten zweiten Lager 58 gelagert.
Für seinen Betrieb und für die Gleichrichtung des von
ihm erzeugten Stroms umfaßt der Wechselstromgenerator
10 verschiedene elektrische und elektronische Bautei
le, die an der Außenfläche 53 des Deckels 52 ange
bracht sind.
Zu diesen Bauteilen 108 gehört insbesondere eine
Gleichrichterbrücke, die ihre Wärme an den Deckel 52
überträgt.
Die Bauteile 108 sind durch eine äußere Abdeckung aus
Kunststoff 110 geschützt, in die Belüftungsschlitze
112 eingearbeitet sind.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die
Erregerwicklung 40 durch Drähte 114 mit der Gleich
richterbrücke verbunden.
Dazu erstrecken sich die Drähte 114 in einer axialen
Nut 116, die in die Innenwand 64 des ringförmigen
zylindrischen Mantels 14 der Umhüllung 12 eingearbei
tet ist, woraufhin sie durch ein Loch 118 durch den
Deckel 52 hindurchgehen.
Wie leicht verständlich sein dürfte, ist der dichte
Zusammenbau sämtlicher in der Einfassung 20 angeord
neten Bauteile insofern besonders einfach, als die
Läuferwelle nicht durch den Lagerschild 16 hindurch
geht.
Darüber hinaus 38 ist der feststehende Kern 38 auf
einen Teil des Lagerschilds 16 zentriert, der auch
direkt über das Lager 32 die Zentrierung der Welle 98
des Läufers 90 und damit die relative Zentrierung des
feststehenden Kerns 38 im Verhältnis zum Hauptpolrad
92 des Läufers übernimmt.
Claims (6)
1. Wechselstromgenerator (10) für Kraftfahrzeuge in
bürstenloser Ausführung, umfassend:
- - einen Ständer, dessen Umhüllung (12) wenigstens einen ringförmigen zylindrischen Mantel (14) und einen quer angeordneten Lagerschild (16) als axialen Ab schluß umfaßt, die eine Einfassung (20) begrenzen, in der insbesondere ein Läufer (90) drehend gelagert ist, dessen Welle (98) durch ein erstes mittiges Lager (32) des quer angeordneten Lagerschilds (16) und durch ein zweites mittiges Lager (58) eines quer angeordneten Verschlußdeckels (52) am anderen axialen Ende der Einfassung (20) drehend geführt ist, wobei die Läufer welle (98) mit einem (102) ihrer Enden, das eine Rie menscheibe (104) trägt, axial außerhalb des Ständers vorsteht;
- - einen feststehenden Kern (38), der eine Erregerwick lung (40) trägt;
- - ein Gehäuse (72), das die Umhüllung (12) des Stän ders umgibt und das zusammen mit dem Mantel (14) und dem quer angeordneten Lagerschild (16) des Ständers eine ringförmige Umfangskammer (74) bzw. eine quer angeordnete Kühlkammer (76) begrenzt, die mit einem Wärmeträger befüllt sind; und
- - eine Gleichrichterbrücke (108), die an der Außen fläche (53) des Deckels (52) anliegt, an den sie ihre Wärme überträgt;
- - wobei das axiale Ende (102) der Welle (98) des Läufers (90), das die Riemenscheibe (104) trägt, durch den Deckel (52) hindurchgeht und wobei der quer ange ordnete endseitige Lagerschild (16) ein vollwandiges Teil ist, dessen Innenfläche (50) eine Aufnahme (30) für das erste Lager (32) trägt und an dem der Kern (36, 38) befestigt ist, um seine Wärme darauf zu über tragen,
dadurch gekennzeichnet, daß der
feststehende Kern (36, 38) am quer angeordneten Lager
schild (16) durch Schrauben (42) befestigt ist, deren
Gewindeschaft (44) durch den quer angeordneten Lager
schild (16) hindurchgeht und in den Körper (36) des
feststehenden Kerns (38) eingeschraubt ist und deren
Köpfe (46) in der quer angeordneten Kühlkammer (76)
angeordnet sind.
2. Wechselstromgenerator nach Anspruch 1 , da
durch gekennzeichnet, daß die
Innenfläche (50) des quer angeordneten Lagerschilds
(16) eine mittige zylindrische Muffe (28) umfaßt,
deren Innenbohrung (30) das erste Lager (32) aufnimmt,
und daß der feststehende Kern (36, 38) auf die zylin
drische Außenfläche (34) der Muffe (28) zentriert ist.
3. Wechselstromgenerator nach dem vorangehenden An
spruch , dadurch gekennzeichnet,
daß die Umhüllung (14) ein einstückig geformtes Teil
ist, das einen radialen Außenbund (82) für seine
Befestigung an einer gegenüberliegenden Auflagefläche
(84) des Gehäuses (72) umfaßt.
4. Wechselstromgenerator nach dem vorangehenden An
spruch , dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenwand (64) des ringförmigen Mantels (14)
der Umhüllung (12) eine axiale Nut (116) für den
Durchgang wenigstens eines Leitungsdrahts (114) ent
hält, der sich von der Erregerwicklung (40) aus er
streckt und durch den Deckel (52) in Richtung der
Gleichrichterbrücke (108) hindurchgeht.
5. Wechselstromgenerator nach dem vorangehenden An
spruch , dadurch gekennzeichnet,
daß der Deckel (52) in der Nähe seiner äußeren Um
fangskante (60) einen zylindrischen Abschnitt (62) für
seine Zentrierung in der Innenwand (64) des ringförmi
gen Mantels (14) der Umhüllung (12) umfaßt, der radial
nach außen durch einen Befestigungsflansch (66) ver
längert wird, der an der freien ringförmigen Abschluß
kante (70) des ringförmigen Mantels (14) der Umhüllung
(12) zur Auflage kommt.
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