DE3301245C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Maschine zum An
trieb eines Kraftfahrzeuges und/oder Anlassen eines diesem zuge
ordneten Verbrennungsmotors gemäß dem Oberbegriff des Patentan
spruchs 1.
Beispielsweise aus der DE 29 25 675 A1 ist eine Antriebsanordnung
für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei der neben einem Verbrennungsmo
tor auch eine elektrische Maschine vorgesehen ist, die dort sowohl
als Lichtmaschine als auch als Anlasser für den Verbrennungsmotor
dienen soll. Bei entsprechendr Bemessung der elektrischen Maschi
ne könnte diese auch zum Antrieb des Fahrzeugs selbst herangezogen
werden, wodurch ein vollständiger Fahrzeug-Hybridantrieb entstehen
würde. Der Verbrennungsmotor dieser Antriebsanordnung weist ein durch
eine erste schaltbare Kupplung mit einem über ein Getriebe zu den An
triebsrädern führenden Abtrieb und über eine zweite Kupplung mit der
Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbindbares Schwungrad auf, das
unter anderem auch die Druckplatten der zwei schaltbaren Kupplungen
umfaßt.
Bei dieser bekannten Antriebsanordnung ist, ebenso wie bei einer an
deren, aus der DE 30 13 424 A1 bekannten Maschinenanordnung, der
Läufer der elektrischen Maschine am äußeren Umfang des Schwungrades
bzw. einer der Druckplatten der Kupplungen angeordnet. Der Läufer
bildet also ein besonderes, von den anderen Bauteilen im wesent
lichen funktionell getrenntes Bauteil, das den Bauraum der An
ordnung vergrößert und weist in beiden Teilen keinen Kurzschlußkäfig auf.
Durch die ältere im Oberbegriff des Anspruch 1 berücksichtigten Patentanmeldung P 32 43 513, vgl. DE 32 43 513 A1, ist jedoch auch schon
eine Anordnung bekannt, bei der der Läufer der elektrischen Maschi
ne einen integralen Bestandteil einer feststehenden, mit einem
Schwungradträgerteil verbundenen Druckplatte einer der Schalt
kupplungen bildet, um auf diese Weise eine kompakte und möglichst
wenig Bauraum benötigende Anordnung für den Läufer der elektrischen
Maschine zu schaffen. Bei der Ausführung nach dieser älteren Anmel
dung sollen die Kurzschlußstäbe des mit einem Kurzschlußkäfig aus
gerüsteten Läufers der elektrischen Maschine auch schon dadurch zu
mindest teilweise als Verbindungselemente zur Verbindung des Läufers
mit dem axial feststehenden Druckplattenteil und dem Schwungradträger
teil ausgebildet sein, daß von dem Trägerteil axial vorstehende Vor
sprünge durch die Kurzschlußstäbe des Läufers hindurchgreifen und
mit diesem formschlüssig verbunden sind.
Durch das DE-GM 16 83 697 Abb. 2 ist es bekannt,
einen im Metallspritzverfahren hergestellten Kurzschlußring eine
Asynchronmaschine zugleich als Träger der dort vorhandenen
Außenläufers auszubilden, wobei auch dort ein Lager Umfangs
nuten aufweist, in welche das den Kurzschlußring bildende
Material beim Spritzvorgang eindringt.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, eine
elektrische Maschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs angege
benen Art zu schaffen, bei der in Weiterbildung des Gegenstands der
älteren Patentanmeldung eine einfache Möglichkeit der Verbindung des
Läufers der elektrischen Maschine mit dem Schwungrad mit der Druckplatte der Kupplung des Verbrennungs
motors vorgeschlagen wid.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem kennzeichnenden Merk
mal des Patentanspruchs 1. Dabei wird also davon ausgegangen, daß wenig
stens einer der Kurzschlußringe selbst als Verbindungselement sowohl
zwischen dem Trägerteil des Schwungrads als auch der Druckplatte ei
nerseits und diesen und dem Läufer andererseits dadurch herangezogen
wird, daß er mit diesen Teilen formschlüssig verbunden ist. Diese
formschlüssige Verbindung kann dabei durch Eingriff in an dem Träger
teil und der Druckplatte vorgesehene Umfangsnuten erfolgen. Eine ein
fache und außerordentlich wirkungsvolle Herstellung ergibt sich dabei
durch ein an sich bekanntes Metallspritzverfahren, bei dem der Kurz
schlußkäfig mit den Kurzschlußringen und den diese verbindenden Stä
ben in einer entsprechenden Form, in der das Schwungradträgerteil,
die Druckplatte und das Läuferblechpaket gehalten sind, einge
spritzt wird, wobei das den Kurzschlußring bildende Material
in die Umfangsnuten an dem Trägerteil und der Druckplatte ein
dringt. Dadurch wird eine außerordentlich stabile und wirkungs
volle Verbindung der Bauteile erreicht, ohne daß die elektri
schen Eigenschaften des Kurzschlußkäfigs beeinträchtigt werden.
Damit das Blechpaket des Läufers der elektrischen Maschine sicher
auf der Druckplatte gehalten wird, soll diese eine entsprechende
Ausnehmung sowie zur Festlegung des Blechpakets auf dieser Aus
nehmung eine umbördelbare Kante aufweisen.
In der Zeichnung ist in teils schematischer Darstellungsweise ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden
näher erläutert wird. Die Zeichnung zeigt einen Ausschnitt aus ei
ner Fahrzeugantriebsanordnung mit einem in das feststehende Druck
plattenteil einer schaltbaren Kupplung integrierten Läufer einer
elektrischen Maschine gemäß der Erfindung.
In der Zeichnung ist mit 1 der Läufer einer elektrischen Maschine
insgesamt bezeichnet, der als Kurzschlußläufer mit einem Blechpa
ket 15 und einem aus Kurzschlußringen 17 und 18 sowie diese verbin
denden Kurzschlußstäben 16 bestehenden Kurzschlußkäfig ausgebildet
ist. Der Läufer ist in die Druckplatte 4 enthaltende Teil einer insgesamt
mit 3 bezeichneten Schaltkupplung integriert, die zwischen einem
insgesamt mit 2 angedeuteten Schwungrad und einer hier nicht weiter
dargestellten Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors angeordnet
ist. Dieser Kupplung dient dabei zur Trennung des Schwungrades von
der Kurbelwelle, um bei bestimmten Betriebszuständen des mit dieser
Antriebsanordnung ausgerüsteten Fahrzeugs, wie beispielsweise im
Schubbetrieb, den Motor abschalten und das Schwungrad frei weiter
laufen zu lassen. Dies führt zu einer spürbaren Kraftstoffein
sparung bei gleichzeitiger Sicherstellung einer jederzeitigen An
laßbereitschaft für den Verbrennungsmotor.
Die in der Zeichnung mit 3 angegebene Schaltkupplung weist
neben der mit dem Schwungrad 2 verbundenen, axial feststehenden
Druckplatten 4 auch eine axial bewegliche Druckplatte 5
auf. Die axial bewegliche Druckplatte 5 ist mit einem gloc
kenförmig die Schaltkupplung 3 überragenden Trägerteil 23 des
Schwungrades 2 über Plattenfedern 13 verbunden, die an der Druck
platte mittels Nieten 14 gehalten sind (in der Zeichnung nicht dargestellt).
Zwischen den einander zugewandten Reibflächen der beiden Druckplatten
4 und 5 sind die an beiden Stirnseiten einer Kupplungsscheibe 6
beispielsweie an aufgeklebten Reibbeläge 7 gehalten.
Die Kupplungsscheibe 6 ist über Nieten 11 und Mit
nehmerbolzen 12 mit Mitnehmerscheiben 8 verbunden, die zwischen
Nabenteilen 9a und 9b gehalten sind, die mittels einer Befestigungs
schraube 10 auf hier nicht näher dargestellte Weise mit der Kurbel
welle des Verbrennungsmotors verbunden sind.
Die Verbindung des Läufers 1 der elektrischen Maschine mit dem Träger
teil 23 des Schwungrades 2 und der feststehenden Druckplatte 4
der schaltbaren Kupplung 3 erfolgt durch formschlüssigen Eingriff
des schwungradseitigen Kurzschlußringes 18 an dem Trägerteil 23 bzw.
an der festen Druckplatte 4. Dazu sind an dem Trägerteil 23 des
Schwungrades 2 und an der festen Druckplatte 4 in Umfangsrich
tung umlaufende Nuten 19 bzw. 20 vorgesehen, in die entsprechende
umlaufende Vorsprünge 22 und 27 des Kurzschlußringes 18 eingreifen.
Die Herstellung dieser Verbindung erfolgt dabei während der Herstel
lung des Kurzschlußkäfigs durch ein Metallspritzverfahren. Dabei
wird das den Kurzschlußkäfig bildende, beispielsweise aus Kupfer
oder Aluminium bestehende Metall in eine das Trägerteil 23 des Schwung
rades 2 sowie die feststehende Druckplatte 4 und das Läufer
blechpaket 15 aufnehmende Spritzform unter hohem Druck eingespritzt,
wobei das den Kurzschlußring 18 bildende Material in die umlaufen
den Nuten 19 und 20 an dem Trägerteil 23 und der feststehenden
Druckplatte 4 eindringt. Mit 21 ist ein an der feststehenden
Druckplatte 4 angebrachter Begrenzungskragen angedeutet, der
gleichzeitig eine Zentrierung der Druckplatte gegenüber dem
Trägerteil 23 bewirkt.
Das von dem Kurzschlußkäfig zusammengehaltene Läuferblechpaket 15
ist, wie aus der Zeichnung weiter ersichtlich ist, in die fest
stehende Druckplatte 4 der Schaltkupplung 3 integriert, in
dem dieses auf eine entsprechende Ausdrehung 24 des Druckplatten
teils aufgeschoben und durch Umbördeln des Druckplattenrandes 25
fest auf dieser gehalten ist.
Durch das Einspritzen der Kurzschlußläuferwicklung, bei der der
innere Kurzschlußring 18 eine formschlüssige Verbindung zwischen
dem Läufer 1 der elektrischen Maschine, der feststehenden Druck
platte 4 der Schaltkupplung 3 und dem Trägerteil 23 des Schwung
rades 2 herstellt, wird eine sehr kompakte Baueinheit gebildet, die
sowohl den mechanischen als auch den elektrischen Forderungen ge
recht wird. Dabei werden keine besonderen Zugelemente, die gegebenen
falls die elektrischen Eigenschaften der Käfigwicklung beeinträchti
gen könnten, erforderlich. Durch die Integrierung des Läufers 1 der
elektrischen Maschine in die feststehende Druckplatte 4 der
Schaltkupplung ergibt sich eine wirkungsvolle Erhöhung der Steifig
keit der Druckplatte. Umgekehrt unterstützt aber auch die Druckplat
te 4 die mechanische Festigkeit des Blechpakets 15 und beugt
somit etwaigen Formänderungen des Blechpakets vor. Auf diese Weise
wird auch eine etwa beim Betrieb auftretende Veränderung des die
Güte der elektrischen Maschine wesentlich bestimmenden Luftspaltes
zwischen dem Läufer und dem hier nicht weiter gezeigten Ständer weit
gehend vermieden.
Die feststehende Druckplatte 4 und das glockenförmige Träger
teil 23 des Schwungrades 2 können außerdem als Kühlkörper für den
Läufer 1 der elektrischen Maschine herausgezogen werden, da infolge
der metallisch außerordentlich engen Verbindung der einzelnen Bau
teile eine gute Wärmeübertragungsmöglichkeit zwischen diesen gegeben
ist. Die hier dargestellte Schwungradkupplung 3 erzeugt auch nur sehr
wenig Wärme im Gegensatz zu der hier nicht weiter gezeigten Trenn-
und Anfahrkupplung, die zwischen dem Schwungrad 2 und dem nachge
schalteten Getriebe angeordnet ist und die vor allem während des
Anfahrvorganges mit dem dann vorliegenden schleifenden Kupplungs
eingriff thermisch wesentlich höher belastet wird. Darüber hinaus
können, um die Kühlwirkung noch weiter zu verbessern, an dem
glockenförmigen Trägerteil 23 Belüftungsschlitzes angeordnet sein,
die in der Zeichnung mit 26 angedeutet sind.
Die Haltenuten 19 und 20 an dem glockenförmigen Trägerteil 23 des
Schwungrades 2 sowie an der feststehenden Druckplatte 4 kön
nen so ausgebildet sein, daß trotz kurzer axialer Erstreckung keine
wesentlichen Querschnittsverengungen auftreten, die den Stromfluß
einerseits und die Festigkeit der Bauteile andererseits beeinträch
tigen könnten. Der innere Kurzschlußring kann vielmehr mit einem
für den Stromfluß durch die Käfigwicklung ausreichenden Querschnitt
versehen werden.
Claims (4)
1. Elektrische Maschine zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs und/oder Anlassen eines
diesem zugeordneten Verbrennungsmotors mit einem mit ortsfesten Gehäuseteilen
des Verbrennungsmotors verbundenen Ständer und einem mit einem Schwungrad (2)
des Verbrennungsmotors verbundenen Läufer (1), der einen ein laminiertes Blech
paket (15) umfassenden, aus Kurzschlußringen (17, 18) und diese verbindenden
Kurzschlußstäben (16) bestehenden Kurzschlußkäfig (16-18) aufweist und einen
integralen Bestandteil einer feststehenden, mit einem Schwungradträgerteil (23)
verbundenen Druckplatte (4) einer Schaltkupplung (3) bildet, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Trägerteil (23) und der Druckplatte
(4) einerseits und diesen Bauteilen und dem Läufer (1) andererseits durch wenigstens
einen der beiden Kurzschlußringe (17, 18) gebildet ist, der mit der Druckplatte
(4) und dem Trägerteil (23) formschlüssig verbunden ist.
2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Druckplatte (4)
und das Trägerteil (23) Umfangsnuten (19, 20) aufweisen,
in welche der Kurzschlußring (18) eingreifen kann.
3. Elektrische Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kurzschlußkäfig (16, 17, 18) im Metallspritzverfahren hergestellt
ist, wobei das den Kurzschlußring (18) bildende Material
in die Umfangsnuten (19, 20) des in der Spritzform gehaltenen
Trägerteils (2) und der Druckplatte (4) eindringt.
4. Elektrische Maschine nach einem der Anspüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Druckplatte (4) eine Ausnehmung (24)
zur Aufnahme des Läuferblechpakets (15) sowie eine zur Fest
legung des Läuferblechpakets umbördelbare Kante (25) aufweist.
Priority Applications (1)
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DE19833301245 DE3301245A1 (de) | 1983-01-15 | 1983-01-15 | Elektrische maschine |
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DE19833301245 DE3301245A1 (de) | 1983-01-15 | 1983-01-15 | Elektrische maschine |
Publications (2)
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DE3301245A1 DE3301245A1 (de) | 1984-07-19 |
DE3301245C2 true DE3301245C2 (de) | 1991-02-07 |
Family
ID=6188402
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19833301245 Granted DE3301245A1 (de) | 1983-01-15 | 1983-01-15 | Elektrische maschine |
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DE (1) | DE3301245A1 (de) |
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