DE2814420A1

DE2814420A1 - AC magneto generator for motorcycle - has pole discs with claws between which stationary annular armature winding is placed

Info

Publication number: DE2814420A1
Application number: DE19782814420
Authority: DE
Inventors: Adam Hirt; Herbert Roderer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-04-04
Filing date: 1978-04-04
Publication date: 1979-10-18

Abstract

The generator has a rotating magnet wheel with permanent magnts on its periphery which have alternating polarity. They interact with a stationary armature carrying the generator winding. The armature consists of two claw-type pole discs (31, 32) with pole claws (33, 34) between which the annular winding (15) is mounted on a support (21) in a sleeve-like section (35, 36) which magnetically connects the two pole discs. The number of the claw pole pieces is equal to that of poles on the pole wheel.

Description

Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Magnetgenerator nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem solchen bekannten Magnetgenerator ist der Anker zur Versorgung von Verbrauchern eines Kraftrades als Innenanker ausgebildet, über dessen Polschuhe die Magnetpole des vom Motor des Kraftrades angetriebenen Polrades hinweglaufen. Die in diesem Sehnenanker erzeugte elektrische Leistung ist jedoch gering, da jeweils nur ein Polpaar des Polrades einen Flußwechsel im Anker erzeugt, während die anderen Polpaare an diesem Anker unwirksam sind oder durch die Anordnung weiterer Sehnenanker ausgenutzt werden. Eine Erhöhung der Leistung durch die Verwendung mehrerer Sehnenanker ist aber sehr aufwendig, da dann mehrere Wicklungen und mehrere Eisenkerne erforderlich sind.PRIOR ART The invention is based on a magnetic generator according to the genre of the main claim. In such a known magnetic generator the anchor is designed as an inner anchor to supply consumers of a motorcycle, Via its pole pieces, the magnetic poles of the motor driven by the motorcycle Fly away pole wheel. The electrical power generated in this tendon anchor is but small, since only one pole pair of the pole wheel changes flux in the armature generated while the other pole pairs on this armature are ineffective or by the arrangement of additional tendon anchors can be exploited. An increase in performance however, using several tendon anchors is very costly, since then several Windings and multiple iron cores are required.

Es ist ferner bekannt, zur besseren Ausnutzung der magnetischen Energie des Polrades einen sternförmigen Anker zu verwenden, auf dessen radial abstehenden Eisenkernschenkeln jeweils Wicklungsteile angeordnet werden, die in Reihe geschaltet die Generatorwicklung bilden. Die Herstellung eines solchen Ankers ist aber ebenfalls aufwendig, denn die Wicklungsteile müssen nacheinander auf die verschiedenen, jeweils mit Spulentragkörpern zu versehenen Eisenkernschenkel aufgebracht und festgelegt werden.It is also known to make better use of the magnetic energy of the pole wheel to use a star-shaped armature on whose radially protruding Iron core legs each winding parts are arranged, which are connected in series form the generator winding. The manufacture of such an anchor is also possible expensive, because the winding parts have to be successively on the different, respectively iron core legs to be provided with coil bobbins are applied and fixed will.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Magnetgenerator mit einem umlaufenden Polrad so zu gestalten, daß ein einfach herzustellender Anker bei guter Ausnutzung der magnetischen Energie des Polrades verwendbar ist.The invention is based on the object of having a magnetic generator to design a rotating pole wheel so that an armature that is easy to manufacture can be used with good utilization of the magnetic energy of the pole wheel.

Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Magnetgenerator mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat gegenüber den bisherigen Ausführungen den Vorteil, daß sowohl der Eisenkern als auch die Generatorwicklung getrennt voneinander auf sehr einfache Weise herzustellen sind. Der Eisenkern besteht dabei aus zwei Polscheiben, die mit der Generatorwicklung zusammengefügt den Anker bilden. Die Generatorwicklung ist dabei mit dem gesamten Magnetfluß aller Magnetpole des Polrades verkettet, so daß mit jedem Flußwechsel des gesamten Magnetflusses des Polrades eine entsprechend hohe elektromotorische Kraft (EMK) in der Generatorwicklung induziert wird.Advantages of the Invention The magnetic generator according to the invention with the characterizing features of the main claim has compared to the previous statements the advantage that both the iron core and the generator winding are separate from one another are very easy to manufacture. The iron core consists of two Pole disks, which, when joined together with the generator winding, form the armature. The generator winding is linked to the entire magnetic flux of all magnetic poles of the pole wheel, see above that with each flux change of the entire magnetic flux of the pole wheel one accordingly high electromotive force (EMF) is induced in the generator winding.

Die Verwendung von Klauenpolschuhen ist zwar bei Magnetgeneratoren für Drehstrom z.B. bei Lichtmaschinen von Kraftfahrzeugen bekannt. Sie bilden dort aber die umlaufenden Magnetpole eines Polrades, das anstelle von Dauermagneten eine Erregerwicklung aufweist, die über Schleifkontakte angeschlossen werden muß. Der feststehende Anker dieser Generatoren besteht aus einem genuteten Blechpaket mit einer Drehstromvicklung. Solche Generatoren sind aber bei Anwendungsfällen, wo eine Regelung der Fremdergung nicht erforderlich ist, unwirtschaftlich.The use of claw pole pieces is true with magnetic generators known for three-phase current, e.g. for alternators in motor vehicles. You make up there but the rotating magnetic poles of a magnet wheel, which instead of permanent magnets have a Has excitation winding that must be connected via sliding contacts. Of the fixed armature of these generators consists of a grooved laminated core with a three-phase winding. Such generators are, however, in applications where a Regulation of the foreign generation is not required, uneconomical.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale des Magnetgenerators möglich.The measures listed in the subclaims are advantageous Developments and improvements of the features specified in the main claim Magnet generator possible.

Besonders vorteilhaft ist, wenn der Hülsenabschnitt zwischen den beiden Polscheiben an der Innenseite der Generatorwicklung angeordnet ist, während an der Außenseite der Generatorwicklung die Klauenpolschuhe abwechselnd mit Abstand voneinander über die Generatorwicklung ragen, da sich in diesem Fall ein für Magnetzünder bekanntes Polrad verwenden läßt.It is particularly advantageous if the sleeve section is between the two Pole disks is arranged on the inside of the generator winding, while on the Outside of the generator winding, the claw pole shoes alternate at a distance from one another protrude over the generator winding, as in this case it is a known magneto Can use pole wheel.

Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 den erfindungsgemäßen Magnetgenerator im Längsschnitt, Fig. 2 die rechte Hälfte des für den Magnetgenerator nach Fig. 1 verwendeten Ankers, Fig. 3 einen Anker des Magnetgenerators vor dem Zusammenbau im Schnitt und Fig. 4 eine weitere Ausführung des Ankers zur Hälfte im Längsschnitt.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. It shows Fig. 1 the magnetic generator according to the invention in longitudinal section, FIG. 2 the right half the for the armature used in the magnetic generator according to FIG. 1, FIG. 3 shows an armature of the magnetic generator before assembly in section and FIG. 4 shows a further execution of the anchor half in longitudinal section.

Beschreibung der Erfindung Der in Fig. 1 dargestellte und mit 10 bezeichnete Magnetgenerator für Wechselstrom dient zur Versorgung von elektrischen Verbrauchern eines Kraftrades. Sein Polrad 11 wird dazu über seine Nabe 12 mit der Abtriebswelle einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine des Kraftrades verbunden. Das topfförmig geformte Polrad 11 hat an seinem Umfang mehrere Dauermagnetpole 13 abwechselnder Polarität. Diese Dauermagnetpole 13.Description of the Invention The illustrated in FIG. 1 and designated 10 Magnetic generator for alternating current is used to supply electrical consumers of a motorcycle. To this end, its pole wheel 11 is connected to the output shaft via its hub 12 connected to an internal combustion engine, not shown, of the motorcycle. The pot-shaped shaped pole wheel 11 has several permanent magnet poles 13 alternating on its circumference Polarity. These permanent magnet poles 13.

wirken mit einem feststehenden, beispielsweise am Gehäuse der nicht dargestellten Brennkraftmaschine befestigten Anker 14 zusammen, der eine Generatorwicklung 15 trägt. Fig. 2 zeigt die rechte Hälfte dieses Ankers 14 mit seinen Befestigungslöchern 16.do not work with a stationary one, for example on the housing internal combustion engine shown attached armature 14 together, which is a generator winding 15 carries. Fig. 2 shows the right half of this anchor 14 with its mounting holes 16.

Der Anker 14 besteht aus zwei magnetisch leitenden Polscheiben 17 und 18, an denen Klauenpolschuhe 19 und 20 angeordnet sind.The armature 14 consists of two magnetically conductive pole discs 17 and 18, on which claw pole pieces 19 and 20 are arranged.

Zwischen den beiden Polscheiben 17 und 18 ist die ringförmige, in einem Spulentragkörper 21 untergebrachte Generatorwicklung 15 auf einem Hülsenabschnitt 17a der Polscheibe 17 angeordnet.Between the two pole disks 17 and 18 is the ring-shaped, in a coil support body 21 accommodated generator winding 15 on a sleeve section 17a of the pole disk 17 is arranged.

Die beiden Polscheiben 17 und 18 sind über den Hülsenabschnitt 17a magnetisch verbunden und zusammen mit der Generatorwicklung 15 durch Schrauben 22 miteinander festgeschraubt. Da die Zahl der Klauenpolschuhe 19 und 20 gleich der Zahl der Magnetpole 13 des Polrades 11 ist, wird der gesamte magnetische Fluß des Polrades über die Klauenpolschuhe 19 und 20 mit der Generatorwicklung 15 verkettet. Das hat zur Folge, daß bei Drehung des Polrades 11 über alle Klauenpolschuhe 19 und 20 gleichzeitig ein magnetischer Flußwechsel erfolgt, durch den in der Generatorwicklung 15 eine entsprechend hohe elektromotorische Kraft erzeugt wird. Diese elektrische Energie wird an den Anschlüssen 15a der Generatorwicklung in Form einer Wechselspannung abgegriffen und den Verbrauchersn zur Verfügung gestellt.The two pole disks 17 and 18 are over the sleeve section 17a magnetically connected and together with the generator winding 15 by screws 22 screwed together. Since the number of the claw pole shoes 19 and 20 is equal to the Number of magnetic poles 13 of the pole wheel 11 is the total magnetic flux of the The pole wheel is chained to the generator winding 15 via the claw pole shoes 19 and 20. This has the consequence that when the pole wheel 11 rotates over all claw pole shoes 19 and 20 at the same time a magnetic flux change takes place, through which in the generator winding 15 a correspondingly high electromotive Force is generated. This electrical energy is in the form of the connections 15a of the generator winding an alternating voltage tapped and made available to the consumers.

Fig. 3 zeigt einen Anker 30 des erfindungsgemäßen Magnetgenerators vor dem Zusammenbau. Seine beiden Polscheiben 31 und 32 sind aus einem Stahblech ausgestanzt und mit einem Preßwerkzeug geformt. Die nach außenragenden, rechtwinklig abgebogenen Blechlaschen bilden dabei die Klauenpolschuhe 33 und 3a.Fig. 3 shows an armature 30 of the magnetic generator according to the invention before assembling. Its two pole disks 31 and 32 are made of sheet steel punched out and shaped with a pressing tool. The outward-projecting, right-angled Bent sheet metal tabs form the claw pole shoes 33 and 3a.

Beide Polscheiben 31 und 32 sind innen mit Hülsenabschnitte 35 und 36 versehen, die beim Zusammenfügen konzentrisch übereinandergreifen. Zur Begrenzung von Wirbelstromverlusten sind die Hülsenabschnitte 35 und 36 der Polscheiben 31 und 32 jeweils zahnförmig ausgebildet. Beim Zusammenbau des Ankers 30 wird die Generatorwicklung 15 auf den Hülsenabschnitt 35 der Polscheibe 31 geschoben und anschließend wird der Hülsenabschnitt 36 der Polscheibe 32 konzentrisch in den Hülsenabschnitt 35 gepreßt, wobei sich die zahnförmigen Bereiche 35a und 36a der Hülsenabschnitte zumindest teilweise überdecken, um eine gute magnetische Verbindung für den gesamten Magnetfluß des Polrades zu gewährleisten.Both pole disks 31 and 32 are inside with sleeve sections 35 and 36 provided, which overlap concentrically when joining. To the limit The sleeve sections 35 and 36 of the pole disks 31 are susceptible to eddy current losses and 32 are each tooth-shaped. When assembling the armature 30, the generator winding 15 is pushed onto the sleeve section 35 of the pole disk 31 and then is the sleeve section 36 of the pole disk 32 concentrically in the sleeve section 35 pressed, the tooth-shaped areas 35a and 36a of the sleeve sections at least partially cover in order to have a good magnetic connection for the entire magnetic flux to ensure the pole wheel.

Der in Fig. 4 dargestellte Anker 40 des erfindungsgemäßen Magnetgenerators weist zwei Polscheiben 41 und 42 auf, die aus mehreren, geschichteten Stahlblechen gebildet sind. Der Hülsenabschnitt 43 wird bei diesem Anker 40 aus einem zu mehreren übereinanderliegenden Windungen gewickelten Blechstreifen 43a gebildet. Der Spulentragkörper 21 mit der Generatorwicklung 15 ist auf den Hülsenabschnitt 43 aufgeschoben.The armature 40 of the magnetic generator according to the invention shown in FIG. 4 has two pole discs 41 and 42, which are made of several layered steel sheets are formed. In this armature 40, the sleeve section 43 is made up of one or more Formed superimposed turns wound sheet metal strips 43a. The bobbin 21 with the generator winding 15 is pushed onto the sleeve section 43.

Zu seinen beiden Seiten sind jeweils die Polscheiben 41 und 42 auf die Enden des Hülsenabschnittes 43 aufgepreßt. Um die Wirbelstromverluste im Anker möglichst gering zu halten, sind die einzelnen Bleche der Polscheiben 41 und 42 sowie die einzelnen Lagen des BAlsenabsehnittes 113 elektrisch voneinander isoliert Als weitere Maßnahme zar Begrenzung der Wirbelstromverluste im Anker werden beide Polscheiben 41 und 42 sswie der Hülsen a?>achnitt 4.3 mit einem axial verlaufenden Luftspalt 44 versehen, indem diese Eisenteile des Ankers an einer Stelle getrennt -werden. Diese Maßnahme läßt sich ebenso Bei den Ankern 14 und 30 aus Fig. 2 und 3 durchführen. Auch bel der Ankerausfilhrung nach fig 4 ist die Generatorwicklung durch die von beider Seiten abwechselnd über sie ragenden Klauenpolschuhe 45 und 46 der beiden Polscheiben 41 und 42 bei Verwendung des Poirades 11 aus Fig. 1 mit dem gesamten Magnetfluß verkettet Die Erfindung ist nicht auf die dargestellen Ausführungsbeispiele beschränkt, denn im Rahmen des Hauptanspruchs kann anstelle des außenliegenden Polrades und des innen liegenden Ankers auch ein innenliegendes Polrad verwendet werden, bei dem der feststehende Anker mit der ringförmigen Generatorwicklung außen angeordnet ist. In diesem Fall ist der Hülsenabschnitt an der Außenseite der Generatorwicklung angeordnet und die Klauenpolschuhe ragen an der Innenseite abwechselnd mit Abstand voneinander über die Generatorwicklung. Ebenso ist es- möglich, im Rahmen der Erfindung die Ankerausführungen nach Fig. 3 und Fig. 4 derart zu kombinieren, daß sämtliche, zu den Polscheiben geschichteten Stahlbleche zahnförmig ausgebildete Hülsenabschnitte aufweisen, die jeweils ineinandergreifen, wobei dann die übereinanderliegenden Zähne versetzt sind, um auf diese Weise eine form- und kraftschlüssige, magnetisch gut leitende Verbindung beider Polscheiben zu gewährleisten.The pole disks 41 and 42 are on each of its two sides the ends of the sleeve section 43 pressed on. About the eddy current losses in the armature The individual laminations of the pole disks 41 and 42 are to be kept as small as possible as well as the individual Layers of the lens section 113 electrically from one another be isolated As a further measure to limit the eddy current losses in the armature both pole disks 41 and 42 as of the sleeves a?> achnitt 4.3 with an axially extending one Air gap 44 provided by separating these iron parts of the armature at one point -will. This measure can also be used in the case of the anchors 14 and 30 from FIGS 3 perform. The generator winding is also used in the armature design according to FIG by the claw pole shoes 45 and 45 protruding over them alternately from both sides 46 of the two pole disks 41 and 42 when using the Poirad 11 from FIG the entire magnetic flux concatenated. The invention is not limited to the illustrated embodiments limited, because within the scope of the main claim, instead of the external pole wheel and the internal armature, an internal pole wheel can also be used, in which the fixed armature with the annular generator winding is arranged on the outside is. In this case the sleeve section is on the outside of the generator winding arranged and the claw pole shoes protrude on the inside alternately at a distance from each other via the generator winding. It is also possible within the scope of the invention to combine the anchor designs according to Fig. 3 and Fig. 4 in such a way that all To the pole disks layered steel sheets sleeve sections designed in the form of teeth have, which each interlock, in which case the superimposed teeth are offset in order in this way a form-fitting and force-fitting, magnetically good to ensure conductive connection of both pole discs.

Die Befestigung des Ankers kann dabei sowohl an einem oder a,i mehreren nach innen gebogenen Blechlaschen eines der Hülsenabschnitte oder auch durch eine in den Hülsenabschnitt ragende Aufnahmevorrichtung erfolgen.The anchor can be attached to one or a, i several inwardly bent sheet metal tabs of one of the sleeve sections or by a take place in the sleeve portion protruding receiving device.

LeerseiteBlank page

Claims

Claims f; Magnetic generator for alternating current with a rotating Pole wheel, on the circumference of which several permanent magnet poles of alternating polarity are arranged that cooperate with a fixed armature, which is a generator winding carries, characterized in that the armature (14, 30, 40) consists of two claw pole shoes (19, 20, 33, 34, 45, 46) having magnetically conductive pole discs (17, 18; 31, 32; 41, 42), between which the annular, in a bobbin (21) housed generator winding (15) on a sleeve section (17a, 35, 36, 43) is arranged, which connects the two pole discs magnetically and wherein the number of claw pole shoes is equal to the number of magnetic poles (13) of the pole wheel (11) is.

2. Magnet generator according to claim 1, characterized in that the Sleeve section (17a, 35, 36, 43) arranged on the inside of the generator winding (15) is while at the Outside of the generator winding (15) the claw pole shoes (19, 20, 33, 34, 45, 46) alternately at a distance from one another over the generator winding (15) protrude over which the permanent magnet poles (13) of the pole wheel can be moved.

3. Magnet generator according to claim 1 and 2, characterized in that that one of the two pole disks (17, 18) is provided with a sleeve section (17a) is.

4. Magnet generator according to claim 1 and 2, characterized in that that both pole disks (31, 32) have sleeve sections (35, 36) which are concentric overlap.

5. Magnet generator according to one of claims 1 and 2, characterized in that that both pole disks have tooth-shaped sleeve sections (35a, 36a), that interlock.

6. Magnet generator according to one of the preceding claims, characterized in that that the pole disks (41, 42) are formed from several steel sheets.

7. Magnet generator according to claim 6, characterized in that the Sleeve section (43) made of one superimposed to several Turns wound sheet metal strip (43a) is formed.

8. Magnet generator according to one of the preceding claims, characterized in that that both pole disks (17, 18, 31, 32, 41, 42) have an axially extending air gap (44) have. }