DE2811323A1

DE2811323A1 - Laeufer fuer elektrische maschine

Info

Publication number: DE2811323A1
Application number: DE19782811323
Authority: DE
Inventors: Helmut Kreuzer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-03-16
Filing date: 1978-03-16
Publication date: 1979-09-27
Also published as: GB2016819B; JPS54127507A; IT1111592B; GB2016819A; IT7921015A0; US4228377A

Description

Dipl. Ing. Peter Otte 7033 Herrenberg (Kuppingen)

Patentanwalt Eifelstraße 7

Telefon (O 70 32) 319 99

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Firma

Robert Bosch GmbH

7000 Stuttgart

Läufer für elektrische Maschine

Z u s amm enf a s sung

Es wird ein Läufer für eine elektrische Maschine, nämlich für einen Generator oder Drehstromgenerator, vorzugsweise für einen Motorrad-Drehstromgenerator vorgeschlagen, der eine schüttel- und drehschwingungsfeste Verbindung zwischen dem Polkern und der Erreger spule sichert. Zu diesem Zweck verfügt die die Erregerwicklung tragende Polkernoberfläche des Läufers über in Längs- und Querrichtung verlaufende Einkerbungen, auf welche eine isolierende Gewebeschicht aufgebracht ist. Bevorzugt handelt es sich beiden Einkerbungen um eine kreuzweise Rändelung, in die die als Leinengittergewebe (Stramin) aus-

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gebildete Gewebeschicht aufgebracht und verrastet ist. Auf einen solcherart isolierten Polkern ist dann die Erregerwicklung aufgewickelt, so daß sich eine sichere Verbindung zwischen Polkern, dem Stramin-Leinengittergewebe und der Erregerwicklung ergibt.

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Läufer für eine elektrische Maschine nach der Gattung des Hauptanspruchs. Die Verwendung von Drehstrom-* generatoren für die Bordnetz speisung beispielsweise von Kraftfahrzeugen, Motorrädern o. dgl. ist bekannt; ein solcher Drehstromgenerator kann so aufgebaut sein, daß sich ein Läufer oder Rotor innerhalb einer äußeren, stationären Ständerwicklung dreht, wobei der Drehantrieb von der Brennkraftmaschine des Fahrzeugs herrührt. Die Ständerwicklung ist üblicherweise dreiphasig ausgelegt, wobei sie in Stern- oder Dreieckschaltungen betrieben werden kann. Der Läufer induziert in der dreiphasigen Ständerwicklung je drei um 120 versetzte Wechselspannungen, die nach Gleichrichtung mittels eines Brückengleichrichters mit drei Plus- und drei Minusdioden der Gleichstromspeisung des Bordnetzes dienen.

Bei einer bekannten Ausführungsform ist der Läufer so ausgebildet, daß er eine auf einem zylindrischen Polkern gewickelte Erregerringspule aufweist, die zur Bildung der einzelnen Magnetpole beidseitig von- sogenannten Klauenpolhälften umfaßt ist, so daß sich insgesamt ein Klauenpolläufer ergibt. Dieser Klauenpolläufer kann eigengelagert sein, es ist aber auch eine Fremdlagerung, beispielsweise durch un-

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mittelbare Verbindung mit einem Getriebe el em ent des jeweils zugeordneten Systems möglich. Der Erreger strom wird der Erregerwicklung von einem. Regler mit Hilfe einer S chleif ring/Kohl ebiir stenanor dnung zugeführt. Die Erregerwicklung ist gleichstromgespeist.

Bei einem solchen Läufer ergibt sich der Nachteil, daß die Verbindung zwischen dem üblicherweise im Bereich der Erregerspule zylindrisch ausgebildeten Polkern und der Erregerspule nicht ausreichend schüttel- oder drehschwingungsfest ist, so daß es zu einem Lockern der Erregerspule und dann zu einem Ausfall des gesamten Drehstromgenerators kommen kann. Solche Schwierigkeiten ergeben sich insbesondere bei Läuferanordnungen für Motorrad-Drehstromgeneratoren, da hier besonders starke S chüttel- und Dr ehschwingungseinwirkungen auftreten.

Diese auf eine Lockerung der Erreger spule auf den Polkern durch immer stärker gewordene Beanspruchung bewirkte Ausfallursache ist neben den schon erwähnten Schüttel- und Drehschwingungseinwirkungen auch auf Temperaturunterschiede zurückzuführen.

Versuche einer Abhilfe durch die Anwendung gesonderter Spulenkörper oder Isolierscheiben . sind aufwendig und ·?.Γ!-Γ'ι:·!ηη nicht -Jen :i^uriecht.-¹-! Krfola.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Läufer für elektrische Maschinen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sich eine absolut sichere Verbindung zwischen dem Pol-

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kein und der Wicklmig ergibt, da sich die zwischengefügte Gewebegitterschicht: fest mit der vorzugsweise als Kreuzrändelung ausgeführten Strukturierung des Polkerns verbindet und so die Gesamtheit von Polkern, Gewebe und Wicklung ein einheitliches und nicht mehr lösbares Ganzes bildet. ;

Besonders vorteilhaft ist, wenn als Verbindungsglied zwischen dem gerändelten und eine runde Zylinderförm aufweisenden Polkern ein sogenanntes Strämingitter verwendet wird, welches ein Leinengittergewebe ist. Einsolches Gewebe ergibt gleichzeitig bei zwei oder drei Lagen eine guie Isolierung zwischen dem Polkern und der Erregerwicklung.

Durch das "Verbeißen der Stramin-Leinengittergewebelage mit der Kreuzrändelung. des Pqlkerns ergibt sich ein schüttel- und drehschwingung"sfester\ und gegen Temperatureinflüsse widerstandsfähiger Läufer ohne größeren Aufwand.

Durch, die an den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Läufers rnöglich. Besonders vorteilhaft ist, wenn der Läufer nach der Komplettierung, also der Vervollständigung mit den Polrädern und ;den Schleifringen insgesamt ^-akuu-r'imprj'rjn if?rt wird.

Zeichnung '":■.-"."/-- ,. -_:"

Ein Äusführungsbeispie] der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Läufer, wie er bevorzugt bei

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einem Motorrad-Drehstromgenerator verwendet wird (Fremdlagerung) und Fig. 2 einen vergrößerten Polkern-Oberflächenausschnitt in Abwicklung.

Beschreibung der Erfindungsbeispiele

Bevor im einzelnen auf das bevorzugte Ausführungsbeispiel eingegangen wird, wird darauf hingewiesen, daß sich die als vorteilhafte erkannte Lösung der Verbindung der Erregerspule mit dem Polkern des Läufers auf jede Art einer elektrischen Maschine oder eines Generators bzw. Drehstromgenerators anwenden läßt, bei der sich eine entsprechende Problernstellung ergibt. Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, daß auf der bevorzugt zylindrischen, also runden Oberfläche des Polkerns eine Strukturierung nach Art einer Rändelung oder Kreuzrändelung aufgebracht wird, in welche ein Gittergewebe so eingelegt wird, daß sich eine praktisch form schlüssige Verbindung zwischen beiden ergibt. Gleichzeitig ergibt sich aber auch eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Gittergewebe und der auf dieses bzw. insgesamt auf den so behandelten Polkern aufgewickelten Erregerwicklung, so daß sich ein einheitliches Ganzes aus Polkern, Gittergewebe und Wicklung in unverrückbarem Aufbau ergibt.

Der in Fig. 1 gezeigte Läufer I₁ der sich insbesondere für einen Motorrad-Drehstromgenerator eignet, besteht aus einem Polkern 2 und aus zwei auf Absätze 2a und 2b des. Polkerns 2 aufgeschobene Polräder 3a und 3b, die Klauenpolhälften bilden und beidseitig die Erregerwicklung 5 umfassen und teleskopartig mit über den Umfang versetzten Klauen

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6a, 7a, 6b, 7b ineinandergreifen. Auf dem mittleren und vorzugsweise zylindrischen Teil 4 des Polkerns 2 ist die Erregerwicklung 5 aufgewickelt, die als Ringkernspule ausgebildet ist. Vervollständigt wird der Läufer durch zwei Schleifringe 8a, 8b, die über Verbindungsleitungen 9a, 9b der Erregerwicklung den zur Ausbildung der Magnetfeldverteilung erforderlichen Gleichstrom zuführen; auf den Schleifringen 8a, 8b gleiten nicht dargestellte Kohlebürsten. Die Schleifringe 8a und 8b sitzen auf einem verlängerten und vorzugsweise einstückigen Ansatz des Polkerns. Der Polkern verfügt über eine innere Bohrung 10, die der Aufnahme der Welle bei Fremd- oder Eigenlagerung dient und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel konusförmig ausgebildet ist.

Zur Erzielung der erwähnten Schüttel- und Drehschwingungsfestigkeit ist der Polkern mit einer Oberflächenstrukturierung versehen, die im einfachsten Fall aus Riefen, Einschnitten, Längs- und/oder Quernuten u. dgl. bestehen kann und bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Rändelung bildet. Bevorzugt ist die. Oberfläche des runden Polkerns kreuzweise so gerändelt, wie dies der Obarflächenausschnitt der Fig. 2 genauer zeigt, d.h. der Polkern verfügt über eine Vielzahl pyramidenförmiger kleiner Erhebungen lla, 11b, lic, lld, und zwar in jeder Oberflächenrichtung, so daß sich insgesamt eine gitterförmige Struktur der Polkernoberfläche ergibt. Eine solche Rändelung läßt sich vergleichsweise einfach durch eine Oberflächenbehandlung des Polkerns mit Hilfe von Rändelwalzen o. dgl. erzielen.

Als Isolierung und Verbindungsglied (zwischen Polkern einerseits und darauf aufgebrachter Erregerwicklung andererseits) wird dann ein Leinengittergewebe 12 geeigneter Form und Menge in die kreuzweise Ran-

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delung eingerastet und mit dieser verbunden. Es kann sich dann eine Position des Leinengittergewebes 12 mit Bezug auf die Erhebungen lla, 1 Ib ... lld ... der Oberflächenstruktur des Polkerns ergeben, wie diese in Fig. 2 im einzelnen dargestellt ist, d.h. die einzelnen Längsfäden 13 und die einzelnen Querfäden 14 verlaufen innerhalb der Längs- und Querfurchen der Rändelung zwischen den pyramidenförmigen Erhöhungen, wobei diese Fäden jeweils an den Kreuzungspunkten 15 miteinander verbunden sein können. Es ergibt sich so eine form schlüssige Verbindung zwischen Oberflächenstruktur des Polkerns 2 und dem darauf aufgebrachten Gittergewebe 12, wobei die pyramidenförmigen Erhebungen lla ... zumindest die erste Lage des Gittergewebes noch überragen können. Als Gittergewebe kommt insbesondere ein Stramingitter in Frage, also ein Leinengittergewebe, wobei zwei bis drei Lagen verwendet werden können.

Es ist möglich, die im folgenden lediglich noch als Gittergewebe bezeichnete Zwischenschicht an dieser Stelle durch Aufbringen eines entsprechenden Klebstoffs oder Zements fest mit der Oberflächenstruktur des Polkerns zu verbinden.

Auf diesen mit dem Gittergewebe geeigneter Form und Menge (mehrere Lagen) gewickelten und isolierten Polkern 2 wird dann die Erregerwicklung 5 aufgewickelt. Diese Aufwicklung erfolgt dann in üblicher Form, wobei sich eine enge und formschlüssige Verbindung mindestens der unteren Wicklungslage mit dem Gittergewebe 12 ergibt, da diese auch teilweise zwischen die einzelnen Fäden einschneidet und das Ganze so eine form schlüssige Verbindung ergibt. Auch hier kann eine

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iig rnit geeigneten Mitteln vorgenommen werden.

Winern SOlcliefmißen vorgenommenen Aufbau und dem Anbringen der^beidsütigen Polräder 3a, 3b und der Schleifringe kann der Läufer schließlich nbcK insgesamt imprägniert werden. Es ergibt sich durch äe^Verwendung eines, solchen Gittergewebes (Stramingitter oder Leinenigittergewebe) Bin Verbeißen mit der Kreuz rändelung des Polkerns 2

zwischen diesen Teilkomponenten des

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Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Läufer für elektrische Maschinen, insbesondere Generator oder Drehstromgenerator., vorzugsweise Läufer für Motorrad-Drehstromgenerator, mit einem Polkern, auf dem die Erregerwicklung gewickelt ist und mit einer, die Erregerwicklung von außen umgebenden, die einzelnen Pole bildenden \:,.·: .nuny . dadurch gekennzeichnet, daß die die Erregerwicklung (5) tragende PoI-kernoberfläche eine strukturierte Form mit in Längs- und/oder Querrichtung verlaufenden Einkerbungen aufweist, daß auf diese Oberfläche eine isolierende, gewebeartige Zwischenschicht (12) aufgebracht ist und daß auf diese wiederum die Erregerwicklung (5) gewickelt ist.

Läufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturierung der Oberfläche des Polkerns (2) eine Rändelung, vorzugsweise eine kreuzweise Rändelung ist.

Läufer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kreuz-

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weise Rändelung so ausgebildet ist, daß sich auf der Polkernoberfläche eine Vielzahl von in Längs- und Cuerrichtung verlaufender Reihen von pyramidenförmiger Erhebungen (lla, lib lld) ergeben.

4. Läufer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die durch Rändelung bewirkte Strukturierung der Polkernoberfläche ein Gittergewebe aufgelegt ist.

5. Läufer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gittergewebe aus in Längs- und Querrichtung verlaufenden Fäden (13, 14) besteht, die in die furchenartigen Zwischenräume der pyramidenförmigen Erhebungen (lla, 1 Ib . . . ) so eingelegt sind, daß diese Erhebungen sich zur formschlüssigen Verbindung mit dem Gittergewebe jeweils in die Gewebeporen oder -freiräume erstrecken.

f.. Läufer nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß

das Gittergewebe (12) ein Leinengittergewebe (Stramingitter) ist.

7. Läufer nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gittergewebe lagenweise (zwei bis drei Lagen) auf die kreuzweise Rändelung aufgebracht und in diese eingerastet ist.

8. Läufer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verbindung des Gittergewebes (12) mit der Polkernoberfläche

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eine Klebstoffschicht vorgesehen ist.

9. Läufer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach Aufwicklung der Erregerwicklung (5) auf die mit dem Stramingitter isolierte Polkernoberfläche der Läuieräufbau diirch Polräder (3a, 3b) und Schleifringe (8a, . 8b) vervollständigt und anschließend imprägniert ist.

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