-
Wechselstromgenerator
-
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Wechselstromgenerator
nach der Gattung des Hauptanspruchs. Wechselstromgeneratoren, üblicherweise Drehstromgeneratoren
sind in verschiedenster Bauart für die Bordnetzversorgung von Kraftfahrzeugen, Schiffen,
Eisenbahnwagen, Flugzeugen u. dgl.
-
bekannt. Solche Drehstromgeneratoren bestehen zumeist aus einem äußeren
stationären Ständerteil mit einer dreiphasigen Ständerwicklung als feststehendem
Leitungsteil und einem Läufer, der durch seine Drehung in der Ständerwicklung eine
Spannung induziert, die für Gleichstrombordnetze gleichgerichtet wird mit Hilfe
von in Gleichrichterbrückenschaltung
angeordneten Leistungsdioden.
-
Es ist bekannt, anstelle des rotierenden, die einzelnen Magnetpole
bildenden Läufers mit innerer, ebenfalls rotierender Erregerwicklung (Klauenpolläufer)
einen sogenannten Leitstückläufer einzusetzen, der zwischen einem stationären Innenpol
und der Ständerwicklung als einziges, drehangetriebenes Teil des Drehstromgenerators
rotiert.
-
Da der stationäre Innenpol als Erregerkern mit ebenfalls stationärer
Erregerwicklung ausgebildet ist, werden für die Ubertragung des Erregerstroms auf
die Erregerwicklung im stehenden Kern keine Schleifring/Kohlebürstenanordnungen
benötigt. Üblicherweise besteht ein Leitstückläufer aus zwei Polhälften mit einer
gewünschten Anzahl, beispielswelse mit sechs klauenförmig ineinandergreifenden Polen,
wobei die Polhälften durch einen Ring aus unmagnetischem Stahl verbunden sind und
eine der Polhälften topfförmig mit einer eine Nabe bildenden Boden ausgebildet ist.
Mit diesem Boden ist der Leitstückläufer dann an der ihn tragenden Welle befestigt,
die bei Eigenlagerung mittels zweier Lager im Drehstromgenerator gehalten ist. Diese
Lager können sich endseitig in den beiden, die inneren Generatorteile umschließenden
und gleichzeitig vordere und hintere Gehäuseteile bildenden sogenannten Lagerschilden
befinden. Es ist auch bekannt, den Läufer fremdzulagern und den stehenden Teil des
Generators am Getriebe anzuflanschen, über welches d-r Generator seinen Drehantrieb
erhält.
-
Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Wechselstromgenerator
mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber
dn Vorteil, daß sich eine besonders kurze Baulänge bei präziser Lagerung und Zentrierung
des Leitstückläufers ergibt. Insbesondere ist von Vorteil, daß mit Hilfe eines Zwischenflansches,
der in weiterer Ausgestaltung der Erfindung auch Teil des Generators sein kann und
dessen A-Lagerschi-ld bildet, die Gesamtlagerung einerseits als Eigenlagerung ausgebildet
ist, andererseits aber die Wälzlager sich im Getriebegehäuse befinden.
-
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen des im liauptanspruch angegebenen Generators
möglich. Besonders vorteilhaft ist die universelle Anpaßbarkeit des fremdgelagerten
oder je nach Art des verwendeten Zwischenflansches, fliegend-eigengelagerten Generators-am
Getriebegehäuse.
-
Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erlautert. Es zeigen
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines fremdgelagerten Drehstromgenerators
mit stehendem Kern im Querschnitt, wobei, wie auch bei den folgenden Zeichnuhgen,
lediglich der für die Erfindung wesent-liche Lagerbereich der Läuferwelle detailliert
dargestellt und der restliche Generator lediglich im Ausschnitt gezeigt ist, Fig.
2 eine zweite Ausführungsform eines fremdgelagerten Drehstromgenerators im Querschnitt,
wobei ein Zwischenflansch einen Teillagerbereich übernimmt, Fig. 3 eine dritte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen
Drehstromgenerators mit einem Zwischenflansch,
der die gesamte Wälzlagerung für die Läuferwelle übernimmt, und die Figuren 3a und
3b als Teilausschnitte der Darstellung der Fig. 3 weitere Ausgestaltungen der Erfindung,
wobei bi Fig. 3a der Zwischenflansch gleichzeitig das A-Lagerschild des Drehstromgenerators
ist und bei Fig. 3b das getriebeseitige Antriebsritzel der Läuferwelle anders gelagert
ist.
-
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Der in Fig. 1 nur teilweise
dargestellta Drehstromgenerator verfügt über in äußeres Gehäuse 1, in welchem das
Lamellenpaket 2 der stationAren Ständerwicklung 3 galten ist. Erkennbar ist in der
Zeichnung weiter der stationäre Erre.gerkern 4 mit Erregerwicklung 5, wobei der
Kern auf der der dargestellten Antriebsseite abgewandten Seite des Drehstromgenerators
vom Gehäuse 1 stationär gehalten ist, welches daher auch topfförmig ausgebildet
sein kann. Der eigentliche Aufbau und Funktion des Drehstromgenerators sind nicht
Gegenstand der Erfindung, daher wird hierauf auch nicht weiter eingegangen. Zwischen
der stationären Standerwtcklung 3 und dem den Innenpol bildenden stationS-ren Erregerkern
4 befindet sich der drehangetriebene Leitstückläufer 6, der über einen zylinderförmigen,
polbildenden Wandbereich 7 zwischen der Erregerwicklung 5 und dem Ständerpaket 2,
3 verfügt sowie über eine Nabe 8, die eine Bohrung 9 aufweist zur Aufnahme eines
die Fremdlagerung des Läufers 6 bewirkenden Wellenstummels 10. An der Nabe 8 des
Läufers 6 ist noch ein Lüfterrad 11 befestigt; hierzu weist das Gehäuse bei 12 dargestellte
Lüfteröffnungen auf.
-
Der in Fig. 1 gezeigte Drehstromgenerator ist an einem Getriebegehäuse
angeflanscht, welches insgesamt mit 13 bezeichnet ist und von welchem der LeitstückLäufer
6 des Drehstromgenerators seinen Drehantrieb erfährt. Der stehende Tail des Generators
ist dabei mittels eines Einpasses A gegebenen Durchmessers am Getriebegehause 13
gelagert, und zwar indem eine kreisförmig vorspringende Schulter 14 am Getriebegehäuse
in eine den Einpaß A bildend Ringausnehmung 15 am Getriebe eingreift und dort an
vorgegebenen Stellen durch Befestigungsmittel, nämlich Schraubbolzen 16 befestigt
ist.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bildet die Nabe 8 des Läufers
6 einen Innenkegel, der auf einen Außenkegel des Wellenstummels 10 aufgeschoben
und bei 17 verschraubt ist. Der Wellenstummel 10 ist Teil einer Welle 10a, die über
geeignete Wälzlager 18, 19 voll im Getriebegehäuse 13 gelagert ist. 2ur Abdichtung
des Gotriebegehäuses befindet sich in einer Ringausnehmung 20 des Getriebegehäuses
ein Dichtring 21. Die über Wälzlager 18 und 19 im Getriebegehäuse gelagerte Welle
1Oa trägt neben dem Leitstückläufer 6 gleichzeitig noch das Antriebsritzel 21 für
den Drehantrieb des Läufers, welches mit einem weiteren getriebeeigenen Ritzel 22
kämmt, das bei 23 im Getriebegehäuse glagert ist. Auf diese Weise dient die Wälzlagerung
für den Läufer gleichzeitig der Zahnradlagerung für den Antrieb und ist voll fm
Getriebegehäuse untergebracht. Das Getriebegehäuse verfügt dabei über die den Einpaß
A bildende Ringausnehmung 15 und über einen mit B bezeichneten Lochkreis, der der
Befestigung des stehenden Teils des Generators am Getriebeflansch dient. Der Drehstromgenerator
des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 ist vollständig
fremdgelagert.
-
Eine Zwischenlösung, die insbesondere auch dann infrage kommt, wenn
ein zur Verfügung stehender Getriebeflansch nur über einen Inneneinpaß verfügt der
für den Anbau eines fremdgelagerten Generators nicht geeignet ist, zeigt das Ausführungsbeispiel
der Fig. 2. Der dort zur Verfügung stehende Getriebeflansch (s. untere Hälfte) ist
mit 25 bezeichnet; dieser Getriebeflansch bildet einen Inneneinaß a, wobei er über
einen Lochkreis b verfügt zur Aufnahme von Befestigungsschrauben.
-
Entsprechend einem bevorzugten Merkmal vorliegender Erfindung ist
ein Zwischenflansch 26 vorgesehen, der selbst über einen dem Inneneinpaß a des Getriebes
entsprechenden Außeneinpaß auf der Getriebeseite verfügt und der über bei 27 dargestelltx
Schrauben am Getriebeflansch befestigt wird.
-
Auf seiner anderen Seite ermöglicht dann der Zwischenflansch 26 den
Anbau des stehenden Teils des fremdgelagerten Generators, und zwar aufgrund des
von ihm gebildeten Einpasses A; das Generatorgehäuse ist auch hier wiederum mit
1 bezeichnet, desgleichen die anderen Generatorteile, soweit sie dem ausführungsbispiel
der Fig. 1 entsprechejn.
-
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung verfügt der Zwischenflansch
26 über einen zentralen Einpaß 28 zur Aufnahme eines ersten Wälzlagers 29 für die
Läuferwelle 10a, auf deren Wellenstummel 10 wiederum die Nabe. des Leitstückläufers
sitzt, vorzugsweise auf diese aufgeschrumpft ist. Der Zwischenflansch übernimmt
daher eine Teillagerung der Lauferwelle, das andere Lager 30 der Läuferwelle
ist
in einem geeignet ausgebildeten Flansch 31 des Getriebes gehalten. Das auf der Läuferwelle
10a angeordnete Ritzel 21' befindet sich etwa mittig zwischen den beiden Wälzlagern
29 und 30 und kämmt mit einem nicht dargestellten weiteren Getrieberad. Ein Dichtring
32 ist von einer Ringkappe 33 gehalten, die über Schrauben 34 am Zwischenflansch
26 befestigt ist. Die Schrauben 34 sind durch öffnungen 35 in der Nabe 8 des Leitstückläufers
zugänglich. Auch bei dieser Ausführungsform befinden sich die Wälzlager für den
Läufer im Getriebegehäuse und lagern gleichzeitig das dem Antrieb dienende Zahnrad
21', wobei dr stehende Teil des Generators über einen Einpaß A an einem Zwischenflansch
26 am Einpaß a des Getriebeflansches befestigt ist.
-
Entsprechend dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel kann
der Zwischenflansch 26', der wiederum am Inneneinpaß a des Getriebeflansches befestigt
ist, die Gesamtlagerung für beide Wälzlager 29' und 30' der Läuferwelle sowie des
Zahnrads 21" übernehmen. Montiert wird dabei zunächst immer der Zwischenflansch
26' am Getriebeflansch mit Hilfe von beispielsweise drei über dem Lochkreisumfang
b des Getriebes verteilten Schrauban 27 und anschließend wird der stehende Teil
des Generators in den Auneneinpan A des Zwischenflansches 26 eingeschoben und das
Generatorgehäuse mit Schrauben 36, verteilt über dem Lochkreis 13 des Zwischenflansches,
an diesem befestigt. Der Zwischenflansch 26' verfügt nach innen zum Getriebe über
einen das Zahnrad 21" mindestens teilweise übergreifenden Ansatz 37, der in eine
zweite Waiziagerung 38 übergeht, deren Innenbohrung 38a das zweite Wälzlager 30'
der Läuferwelle(10ahufnimmt. Auch in diesem rall ist, da der Zwischenflansch
vom
Generator aus gesehen Teil des Getriebes ist, der Generator insgesamt framdgelagert,
wobei die feststehenden Generatorteile über dem Zwischenflansch am Getriebe verschraubt
sind.
-
Es ist jedoch entsprechend der Teildarstellung der Fig. 3a auch möglich,
die Gesamtlagerung für Läufer und Zahnrad innerhalb des Getriebegehäuses dem Generator
zuzusprechen, indem man den Zwischenflansch 26" als Teil des Generatorgehäuses,
nämlich als dessen A-Schild ansieht und von der Montageseite her den Zwischenflansch
26' nicht mehr separat am Getriebegehäuse befestigt, sondern zunächst mit dem stehenden
Generatorteil verschraubt, wie dies schon bei 36 in Fig. 3 gezeigt ist. Erst nachdem
der identisch mit der Darstellung der Fig. 3 ausgebildete Zwischenflansch 26" auf
diese Weise mit dem Generatorgehäuse verschraubt ist, wird die Gesamtheit aus Generatorgehäuse
und Zwischenflansch/A-Lagerschild am Inneneinpaß a des Getriebeflansches 25 befestigt,
und zwar mit Hilfe von Schrauben 39, die auch den zum A-Lagerschild gewordenen Zwischenflansch
26" durchsetzen und in den Lochkreis B am Getrie beflansch eingeschraubt sind. In
diesem Fall ist, wie ohne weiteres einzusehen, der Drehstromgenerator fliegendeigengelagert,
denn der zum A-Lagerschild gewordene Zwischenflansch 26" ist Teil des Generators
und greift mit seiner Lagerung für die Läuferwelle, die weit außerhalb des Ge nerators
liegt, in die öffnung des Getriebes ein, wie dies schon in Fig. 3 dargestellt ist,
wo das Antriebsritzel 21" auf ein entsprechendes Gegenritzel im Getriebe trifft.
-
Es versteht sich, daß in diesem Fall das Antriebsritzel
nicht
notwendigerweise zwischen den beiden Wälzlagern 29' und 30' angeordnet zu sein braucht,
sondern entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3b auch an einem aus dem Gesamtlagerbereich
37, 38, wie er vom Zwischenflansch gebildet ist, herauaragendßn Wellenstummel 40
befestigt sein kann, als Antriebsritzel 41.
-
Die Ausführungsbeispiele der Figuren 3, 3a und 3b stellen einen fliegend-eigengelagerten
Generator dar, der als Einheit am Getriebegehäuse zentriert an diesem befestigt
wird, wobei das Antriebsritzel der Läuferwelle beim Einschieben mit einem entsprechenden
Getriebezahnrad in Eingriff gebracht wird.
-
Weiter vorn ist schon darauf hingewiesen worden, daß der Läufer' 6
mit seiner Nabe 8 bevorzugt auf die Welle aufgeschrumpft ist, so daß die Bearbeitung
von Läufer-Läuferwelle, die gleichzeitig eine Getriebewelle ist, als ein Werkstück
erfolgen kann und Rundlauf sowie die Außen- und Innendurchmesser, auch mit Bezug
auf die Kugellagersitze, sichergestellt sind.
-
Da die Läuferwelle außerhalb des Drehstromgenerators angeordnet ist,
wird auch demfErregerker'nnichtsvon seinem aktiven Teil weggenommen, was sonst der
Fall ist, wenn, beispielsweise bei einer Eigenlagerung, die Läuferwelle den Erregerkern
durchsetzen muß.
-
Es versteht fl , daß bei dem Ausfhrungsbeispiel der Fig. 3b mit nach
außen genommenen Antriebsritzel 41 dieses auch durch eine geeignete Kupplung ersetzt
werden kann.
-
Schließlich ist es auch möglich, den Drehstromgenerator
anstelle
des Ritzels als Schwenkarmgenerator mit Riemenscheibe auszubilden, wobei von den
üblicherweise zur Verfügung stehenden Durchgangslöchern - die bei der rlanschbefestigung
zum Anschrauben des Generators an das Getriegehäuse dienen - ein Loch als Schwenkarm
verwendet wird.
-
An den anderen beiden Löchern wird dann je nach Bedarf, also Haltearm
rechts ader links, eine Halteschiene be stigt. Schwenk- und llaltRarme sind dabei
gleich und können wahlweise benutzt werden. Lagerschild und Generatorgehäuse liegen
in diesem Fall ohne Verspannung und ohne Bruchgefahr spaltlos aneinander.