DE29717415U1

DE29717415U1 - Electrical machine, in particular a three-phase generator without a slip ring

Info

Publication number: DE29717415U1
Application number: DE29717415U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 1999-02-04
Anticipated expiration: 2007-10-01
Also published as: GB2330013B; FR2769146B1; IT1302255B1; ITMI982054A1; GB2330013A; JP4235289B2; GB9816967D0; FR2769146A1; JPH11155251A

Description

R. 32654R.32654

03.09.97 Ws/Pi03.09.97 Ws/Pi

ROBERT BOSCH GMBH, 70442 StuttgartROBERT BOSCH GMBH, 70442 Stuttgart

Elektrische Maschine, insbesondere schleifringloser Drehstrom-GeneratorElectrical machine, in particular slip-ringless three-phase generator

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer elektrischen Maschine, insbesondere einem schleifringlosen Drehstrom-Generator nach der Gattung des Anspruchs 1. Bei derartigen bekannten elektrischen Maschinen kann es vorkommen, daß dann, wenn sie insbesondere in einem Geländefahrzeug eingebaut sind und dieses fähig ist, sich auch durch Wasser zu bewegen, Feuchtigkeit in den Generator eindringen kann, was zu seinem Ausfall führt. Das Fahrzeug ist dann nicht mehr fahrbereit.The invention is based on an electrical machine, in particular a slip-ring-free three-phase generator according to the preamble of claim 1. With such known electrical machines, it can happen that, when they are installed in an off-road vehicle in particular and this is capable of moving through water, moisture can penetrate into the generator, which leads to its failure. The vehicle is then no longer drivable.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße elektrische Maschine nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch entsprechende Maßnahmen keine Feuchtigkeit in sie eindringen kann, selbst wenn das sie aufnehmende Fahrzeug 0 durchnäßt wird, d.h. der Generator unter der Wasseroberfläche liegt. Diese Eigenschaft wird auch als Watfähigkeit bezeichnet. Die hierfür notwendigen Maßnahmen sind von verhältnismäßig geringem Aufwand.The electrical machine according to the invention as defined in claim 1 has the advantage that, thanks to appropriate measures, no moisture can penetrate into it, even if the vehicle carrying it is wet, i.e. the generator is below the water surface. This property is also referred to as fording capability. The measures required for this are relatively inexpensive.

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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung.Further advantages of the invention emerge from the subclaims, the following description and drawing.

Zeichnungdrawing

Die Zeichnung zeigt in Figur 1 einen Schnitt durch einen schleifringlosen Drehstrom-Generator, Figur 2 eine Draufsicht auf das Lagerschild des Generators, Figur 3 einen Schnitt durch eine Einzelheit am Antriebs-Lagerschild,
Figur 4 eine Seitenansicht in Pfeilrichtung nach Figur 2.The drawing shows in Figure 1 a section through a slip ring-less three-phase generator, Figure 2 a top view of the generator bearing plate, Figure 3 a section through a detail on the drive bearing plate,
Figure 4 is a side view in the direction of the arrow in Figure 2.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

Der Drehstromgenerator nach Figur 1 der Leitstückläuferbauart weist ein Gehäuse aus einem etwa topfförmigen Gehäuseteil 10 auf, das durch ein Lagerschild 11 verschlossen ist - das auch als Minus-Kühlkörper für 0 darauf angeordnete Minus-Dioden einer Gleichrichtereinheit bezeichnet wird. In einer im Lagerschild 11 ausgebildeten, abgesetzten Bohrung 12 ist ein Kugellager 13 angeordnet, gleichachsig zu diesem in einer am Gehäusetopf 10 angeformten Auswölbung 15 sitzt ein weiteres Kugellager 16.The three-phase generator according to Figure 1 of the conductor rotor design has a housing made of an approximately pot-shaped housing part 10, which is closed by a bearing plate 11 - which is also referred to as a negative heat sink for the negative diodes of a rectifier unit arranged thereon. A ball bearing 13 is arranged in a stepped bore 12 formed in the bearing plate 11, and a further ball bearing 16 is located coaxially to this in a bulge 15 formed on the housing pot 10.

In den beiden Kugellagern ist die Welle 18 eines mit ihr integrierten Polrads 19 (Klauenpolläufer) gelagert. Aus dem Lagerschild 11 ragt ein verjüngtes Wellenende 18A der Welle 18 heraus, auf dem eine Riemenscheibe 20 zum Antrieb des Generators befestigt ist.The shaft 18 of a pole wheel 19 (claw pole rotor) integrated with it is mounted in the two ball bearings. A tapered shaft end 18A of the shaft 18 protrudes from the bearing plate 11, on which a pulley 20 for driving the generator is attached.

Der Generator ist von üblicher Bauart, er weist ein Ständerblechpaket 22 auf, einen Polkern 23 mit feststehender Erregerwicklung 24, ein rotierendes Leitstück 26, welches über einen antimagnetischen Ring 25 mit dem Polrad 19 fest ve rbunden ist.The generator is of conventional design, it has a stator core 22, a pole core 23 with a fixed excitation winding 24, a rotating conductor piece 26, which is firmly connected to the pole wheel 19 via an anti-magnetic ring 25.

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Luftspalte zwischen den genannten Teilen sind nicht näher bezeichnet, da üblich und nicht erfindungswesentlich.Air gaps between the mentioned parts are not specified in detail, as they are usual and not essential to the invention.

Mit dem Lagerschild 11 ist koaxial ein sogenannter Plus-Kühlkörper 28 für die Plus-Dioden der Gleichrichtereinheit mit Schrauben 29 befestigt. Zwischen den beiden Teilen liegt eine Isolierfolie 30. Die Köpfe 29A der Schrauben 29 weisen nach außen, d.h. zur Riemenscheibe hin. Radial innerhalb des Kühlkörpers 28 befindet sich ebenfalls wieder koaxial zu demselben eine Anschlußplatte 32, welche mit Zylinderkopfschrauben 33 am Lagerschild 11 befestigt ist, d.h. die Köpfe der Zylinderkopfschrauben weisen ebenfalls nach außen. Die zuletzt genannten Teile befinden sich unter einer Schutzkappe 34, die an ihrem inneren Durchmesser eine Scheibe 35 einfaßt, und mit ihrem Außendurchmesser in eine Ringnut 37 des LagerschiIds 11 hineingreift. Darauf ist im folgenden näher eingegangen. Zuvor sei aber auch noch auf die Figuren 2 und 4 verwiesen, welche das Lagerschild 11 zeigen, und zwar Figur 2 in Draufsicht und Figur 4 in Seitenansicht (Pfeilrichtung G nach Figur 2). Das Reglergehäuse ist mit 40 bezeichnet. Es hat einen Steckersockel 42 und einen Druckausgleichskanal 41 - siehe Figur 4 - , welcher den Innenraum des Generators mit einem in den Steckersockel 42 eingesteckten, nicht dargestellten Kabelbaums, der auch als Druckausgleich dient, nach außen verbindet. Der ebenfalls nicht dargestellte Stecker dichtet die Steckerverbindung am Steckersockel 42 ab. Auf den Zweck dieser Anordnung ist weiter unten eingegangen. Zuvor aber 0 sind noch einige wichtige Details zu beschreiben.A so-called plus heat sink 28 for the plus diodes of the rectifier unit is attached coaxially to the bearing plate 11 with screws 29. Between the two parts there is an insulating foil 30. The heads 29A of the screws 29 point outwards, i.e. towards the pulley. Radially inside the heat sink 28 there is also a connection plate 32, which is attached to the bearing plate 11 with cylinder head screws 33, i.e. the heads of the cylinder head screws also point outwards. The last-mentioned parts are located under a protective cap 34, which encloses a disk 35 on its inner diameter and engages with its outer diameter in an annular groove 37 in the bearing plate 11. This is discussed in more detail below. Before that, however, reference should also be made to Figures 2 and 4, which show the bearing plate 11, namely Figure 2 in top view and Figure 4 in side view (arrow direction G according to Figure 2). The regulator housing is designated 40. It has a plug socket 42 and a pressure equalization channel 41 - see Figure 4 - which connects the interior of the generator to the outside with a cable harness (not shown) plugged into the plug socket 42, which also serves as pressure equalization. The plug (also not shown) seals the plug connection on the plug socket 42. The purpose of this arrangement is discussed below. But first, a few important details must be described.

Wie eingangs erwähnt, kann es vorkommen, daß ein Fahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Generator in Situationen gerät, beispielsweise beim Durchqueren eines Gewässers, wobei der Generator unter der Wasseroberfläche liegt. Über denAs mentioned at the beginning, it can happen that a vehicle with the generator according to the invention gets into situations, for example when crossing a body of water, where the generator is below the water surface.

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genannten Druckausgleich wird erreicht, daß bei Temperaturänderungen kein Unterdruck im Generator entsteht und deshalb keine Flüssigkeit in den Generator gelangen kann. Eine solche Anordnung wird als Watfähigkeit bezeichnet. Für diesen Fall erfolgt der Druckausgleich über das Luftvolumen im Kabelbaumschlauch durch den Druckausgleichskanal 41 in den Innenraum der Schutzkappe 34 sowie über Bohrungen im Lagerschild zur Durchführung von Anschlüssen bis hin zum Generatorinnenraum. Der Schlauch kann auch bis oberhalb der Wasserlinie geführt werden, so daß der Generator dann mit der Außenluft frei atmen kann.The so-called pressure equalization ensures that no negative pressure is created in the generator when the temperature changes and therefore no liquid can get into the generator. Such an arrangement is called fording capability. In this case, the pressure equalization takes place via the air volume in the cable harness hose through the pressure equalization channel 41 into the interior of the protective cap 34 and via holes in the bearing plate for the passage of connections to the interior of the generator. The hose can also be led above the waterline so that the generator can then breathe freely with the outside air.

Damit aber keine Flüssigkeit in den Generator eindringen kann, sind noch einige weitere Maßnahmen notwendig, und zwar solche, die sich auf die Abdichtung des Gehäuseinneren des Generators beziehen. Hierzu ist es wichtig, daß die Schutzkappe 34 gegenüber dem Lagerschild 11 abgedichtet ist. Hierzu ist eine Dichtung 44 in der Nut 3 7 vorgesehen, in welche ein umlaufender Rand 45 am Außenumfang der Schutzkappe 34 greift. Weiterhin wichtig ist die Dichtung 49 am Außenring des Kugellagers 13 zwischen der Scheibe 3 5 und dem Lagerschild 11 und Dichtungen 56 am Reglergehäuse. An einem Außenflansch 51 des Gehäuses 10 liegt in einer Ringnut 52 ebenfalls ein Dichtring 53, welcher das Generatorgehäuse zur Brennkraftmaschinenseite hin abdichtet. Es wurde also darauf zu geachtet, daß sämtliche Generatorteile konsequent gegen Eindringen von Flüssigkeit abgedichtet sind. Die oben erwähnten Druckschwankungen im Generator durch Temperaturänderungen, also dann, wenn das Fahrzeug mit dem 0 Generator ins Wasser gelangt und abgekühlt wird und die dadurch hervorgerufenen Druckschwankungen erfordern einen Druckausgleich, der - wie bereits oben erwähnt - durch den Druckausgleichskanal 41 im Reglergehäuse 40, und den Kabelbaum erfolgt.However, to ensure that no liquid can penetrate into the generator, a few further measures are necessary, namely those that relate to sealing the inside of the generator housing. For this purpose, it is important that the protective cap 34 is sealed against the bearing plate 11. For this purpose, a seal 44 is provided in the groove 37, into which a peripheral edge 45 on the outer circumference of the protective cap 34 engages. Also important are the seal 49 on the outer ring of the ball bearing 13 between the disk 35 and the bearing plate 11 and seals 56 on the regulator housing. On an outer flange 51 of the housing 10, there is also a sealing ring 53 in an annular groove 52, which seals the generator housing on the engine side. Care was therefore taken to ensure that all generator parts are consistently sealed against the ingress of liquid. The above-mentioned pressure fluctuations in the generator due to temperature changes, i.e. when the vehicle with the generator enters the water and is cooled down, and the pressure fluctuations caused by this require pressure equalization, which - as already mentioned above - takes place through the pressure equalization channel 41 in the regulator housing 40, and the cable harness.

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Es sei der Vollständigkeit halber noch auf die Figuren 2 und 3 verwiesen, wobei die Figur 2 noch das Dichtmittel 55 zwischen dem Lagerschild 11 und der Schutzkappe 34 zeigt, Dichtmittel 56 am Reglergehäuse 40 sowie Dichtmittel 57 an einem nicht weiter dargestellten Entstörkondensator 59. Das hintere Kugellager 16 ist über einen Einpaßring 58 im Ständergehäuse 10 gelagert. Die Scheibe 3 5 am vorderen Lager 13 ist durch Senkschrauben 61 am Lagerschild 11 befestigt. Sie sind durch Dichtungen 60 gemäß Figur 3 abgedichtet.For the sake of completeness, reference is also made to Figures 2 and 3, whereby Figure 2 also shows the sealing means 55 between the bearing plate 11 and the protective cap 34, sealing means 56 on the controller housing 40 and sealing means 57 on an interference suppression capacitor 59 (not shown in more detail). The rear ball bearing 16 is mounted in the stator housing 10 via a fitting ring 58. The disk 35 on the front bearing 13 is attached to the bearing plate 11 by countersunk screws 61. They are sealed by seals 60 according to Figure 3.

Claims

R. 32654 06.10.97 Ws/Pi ROBERT BOSCH GMBH, 70442 Stuttgart Claims

1. Electrical machine, in particular a slip-ring-free three-phase generator of the conductor rotor type with a fixed excitation winding (24) and a pole wheel (19) connected to the drive shaft (18, 18A) with a preferably integrated conductor (26), the drive shaft being mounted on both sides in ball bearings (13, 16) arranged in the generator housing (10, 11), one of which is in the drive-side bearing plate (11), which serves as a so-called negative heat sink with the negative diodes, to which a so-called positive heat sink (28) of a rectifier unit with the positive diodes is attached on the outside and furthermore a connection plate (32) screwed to the outside of the bearing plate (11), a controller (39) provided with a plug-in base (42) for regulating the generator being arranged on the outside of the bearing plate (11), and these parts being controlled by a control unit on the bearing plate are enclosed by a protective cap (34) attached to it, characterized in that the protective cap (34) is connected to the bearing plate (11) in a watertight manner by means of a sealing means and that a pressure equalization channel (41) extending into the space of the protective cap (34) is formed in the plug base (42) of the regulator (39).

2. Machine according to claim 1, characterized in that the protective cap (34) has an annular collar (45) which projects into an annular groove (37) on the bearing plate (11) and is enclosed all around and on both sides by a sealing material (44).

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3. Machine according to one of claims 1 and 2, characterized in that the ball bearing (13) and the bearing plate

(11) is sealed by a sealing means (49) against a disc (35) sealingly enclosed by the protective cap (34).

4. Machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that pressure equalization in the generator takes place through the pressure equalization channel (41) on the plug base (42) of the regulator (39) via a cable harness hose of appropriate length to be attached there and leading to the outside.

5. Machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that it is liquid-cooled.

6. Machine according to one of claims 1 to 5, characterized in that a sealing ring (53) is arranged in an annular groove (52) on an external flange (51) of the housing pot (10) of the generator, which seals the generator against the internal combustion engine when the generator is mounted on the internal combustion engine.