DE3314948A1

DE3314948A1 - Fahrzeuggenerator

Info

Publication number: DE3314948A1
Application number: DE19833314948
Authority: DE
Inventors: Shinichi Himeji Hyogo Kouge; Akio Kanzaki Hyogo Matsumoto; Mitsuharu Morishita; Mitsuyoshi Ibo Hyogo Yokota
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1982-04-28
Filing date: 1983-04-25
Publication date: 1983-11-03
Also published as: US4464594A; DE3314948C2; FR2530886B1; JPS58166272U; FR2530886A1

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeuggenerator, der mit einem Lüfter oder Ventilator ausgerüstet ist. Im allgemeinen wird der Rotor eines Generators zur Verwendung in einem Fahrzeug von einem Motor angetrieben. Üblicherweise wird der Rotor über eine Riemenscheibe mit ungefähr der doppelten Umdrehungszahl des Motors angetrieben. Da ein Lüfter oder Ventilator am Rotor befestigt ist, dreht er sich in gleicher Weise mit ungefähr der doppelten Drehzahl des Motors. Wie nachstehend erläutert, hat dies zu folgenden Unzulänglichkeiten in Zusammenhang mit dem Lüfter oder Ventilator geführt.

Eine herkömmliche Anordnung der angegebenen Art ist in den Fig. 1 und 2A und 2B dargestellt. Wie aus diesen Fig. der Zeichnung ersichtlich, bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Stator, und das Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Rotor, der axial längs der Innenoberfläche des Stators 1 positioniert ist, wobei ein schmaler Luftspalt zwischen ihnen ausgebildet ist. Erste und zweite Lüfter oder Ventilatoren 31 und 32 sind am Rotor 2 befestigt und weisen Flügel oder Schaufeln 311 bzw. 321 auf. Ein vorderer

QQ Träger 4 haltert den Rotor 2 über ein Lager und ist mit einer Vielzahl von Ventilationslöchern 41 und 42 versehen. Ein hinterer Träger 5 haltert den Rotor 2 mit einem Lager zusammen mit dem vorderen Träger 4 und ist mit einer Vielzahl von Ventilationslöchern 51 und 52 versehen.

Im Betrieb, wenn der Generator von einem in Fig. 1 nicht dargestellten Motor angetrieben ist, dreht sich der Rotor 2. Die ersten und zweiten, am Rotor 2 angebrachten Ventilatoren 31 und 32 sorgen dafür, daß die Kühlluft von den

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Ventilationslöchern 41 zu den Ventilationslöchern 42 bzw. von den Ventilationslöchern 51 ξί clsn Ventilationslöchern 52 strömt. Somit wird eine Kühlv?irkung erzielt»

Bei einer herkömmlichen Anordnung mit obigem Aufbau und der beschriebenen Wirkungsweise drehen sich die Ventilatoren in Abhängigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit des Motors unabhängig vom Wert der Innentemperatur des Generators. Eine große Menge an Kühlluft wird dementsprechend im Generator auch dann umgewälzt, wenn die Temperatur im Inneren des Generators niedrig ist, nämlich etwa in einer Zeit mit geringer elektrischer Last , während der nicht viel Kühlluft erforderlich ist. Insbesondere bei mittleren und hohen Drehzahlen des Motors hat eine derartige Anordnung die Nachteile von hohen Energieverlusten aufgrund von unnötig hohen Geschwindigkeiten oder Drehzahlen der Ventilatoren, geringer Leistungsfähigkeit des Generators und starkem Geräusch der Ventilatoren.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Fahrzeuggenerator anzugeben, der frei von den obigen Nachteilen ist und unter Vermeidung von unnötigen Verlusten eine gute Leistungsfähigkeit aufweist.

Gemäß der Erfindung wird ein verbesserter Fahrzeuggenerator mit Ventilatoren angegeben, bei dem die Flügel oder Schaufeln der Ventilator©*! während des Zeitraumes einer geringen elektrischen Last abgeflacht sind, so daß Verluste und Geräusche der Ventilatoren insbesondere bei mittleren und hohen Geschwindigkeiten reduziert werden können.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeuggenerator mit mindestens einem Ventilator mit einer Vielzahl von Flügeln oder Schaufeln angegeben. Der Generator weist einen Rotor, der eine Feldwicklung aufweist und an dem der Ventilator befestigt ist, einen Stator, der eine Ankerwicklung aufweist, sowie vordere und hintere Träger auf,

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die fest am Stator angebracht sind und den Rotor über Lager haltern. Zumindest ein Teil jedes Flügels oder jeder Schaufel der Vielzahl von Schaufeln oder Flügeln der Ventilatoren besteht aus einer Legierung mit Form erinnerungsvermögen, so daß nur dann, wenn die Innentem peratur des Generators auf einen vorgegebenen Wert angestiegen ist, die Flügel oder Schaufeln aufrecht stehen, um eine Kühlwirkung auszuüben.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 einen Querschnitt eines herkömmlichen Generators; Fig. 2A eine Vorderansicht eines Ventilators eines

herkömmlichen Generators;

Fig. 2B einen Teilschnitt des Ventilators gemäß Fig. 2A in Richtung des Pfeiles M; Fig. 3 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen

Fahrzeuggenerators ;
Fig. 4A eine Vorderansicht eines Ventilators des erfindungsgemäßen Generators; Fig. 4B eine Teilansicht des Ventilators gemäß Fig.

4A in Richtung des Pfeiles N; Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 4A;

und in

Fig. 6 eine schernatische Darstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise der Flügel oder Schaufeln,

mit denen der Ventilator ausgerüstet ist.

In den verschiedenen Fig. der Zeichnung werden durch-gehend gLeiche Bezugszeichen für gleiche oder entsprechende Bauteile verwendet. Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 3 sowie Fig. 4A und 4 B näher erläutert. Dabei bezeichnen die Bezugszeichen 33 und 34 erste und zweite Lüfter oder Ventilatoren, die an den beiden axialen

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Enden des Rotors 2 befestigt sindο Wie sich im einzelnen aus Fig. 4A und 4 B ergibt, bestehen die Ventilatoren 33 und 34 aus Scheibenteilen 335 und 345, die am Rotor 2 angebracht sind, und einer Vielzahl von Flügeln oder Schaufein 331 bzw. 341, die sich von den jeweiligen Scheibenteilen radial erstrecken. Wie in Fig. 5 und 6 dargestellt, ist jeder Flügel 331 bzw. 341 aus einem Teil 332 oder 342, das aus einem weichen Material <, wie z. B. Gummi besteht, und einem Teil 333 oder 343 aufgebaut, das aus einer Legierung mit Formerinnerungsvermögen besteht und in das weiche Teil eingebettet ist. Wie man weiß, hat eine Legierung mit Formerinnerungsvermögen die Eigenschaft, daß sie auch dann, wenn sie vielfach verformt worden ist, in ihre ursprüngliche Gestalt gemäß dem Formerinnerungsvermögen zurückkehrt, wenn sie erhitzt wird. Bei einem Beispiel einer Legierung mit Formerinnerungsvermögen zur Verwendung gemäß der Erfindung hat diese eine L-förmige Gestalt gemäß der Formerinnerung. Der übrige Aufbau der Ausführungsform ist der gleiche wie beim Stande der Technik, so daß diese Bauteile nicht näher erläutert sind.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Ausführungsform werden zunächst die Flügel oder Schaufeln 331 bzw. 341 anhand von Fig. 5 und β näher erläutert. Wenn die Umgebungstemperatur hoch ist, halten die Teile 333 und 343 aus der Legierung mit Formerinnerungsvermögen den Zustand aufrecht, in welchem di© Schaufeln oder Flügel 331 und 341 aufrecht stehen, wie es Fig. 5 zeigt. Wenn jedoch die Umgebungstemperatur absinkt, unterliegt der Erinnerungszustand (Position) der Flügel der Deformation, und diese werden anschließend flach oder gerade gemacht, und zwar aufgrund der Luftkraft, der die Flügel 331 und 341 ausgesetzt sind, wenn der Motor sich dreht, wie es scheir.atisch in Fig. 6 angedeutet ist. Wenn dementsprechend der Generator vom Motor angetrieben wircl, dreht sich der Rotor, so daß die ersten und zweiten Ventilatoren 33 und 34, die mit den Flügeln 331 bzw. 341 mit dem charakteristischen Merkmal der oben beschriebenen Art versehen sind,

sich gleichzeitig mit ihnen drehen. Zu Beginn, beim Start des Motors, ist die Temperatur im Generator niedrig, und somit sind die Flügel 331 und 341 aufgrund des Winddruckes auf die Flügel abgeflacht, wie es mit aus gezogenen Linien in Fig. 6 dargestellt ist. Wenn anschließend die elektrische Ladung bzw. Last des Generators zugenommen hat, bis die Temperatur im Generator auf einen vorgegebenen Wert angestiegen ist, gewinnen die Teile 333 und 343 aus der Legierung mit Formerinnerungsvermögen ihre Gestalt gemäß der Formerinnerung wieder.

Sie bilden nämlich dann den Zustand gemäß Fig. 5 aus, in welchem die Flügel 331 und 341 aufrecht stehen, wobei sie den Winddruck überwinden, dem ausgesetzt sind. Somit üben die Ventilatoren 33 und 34 die normale Kühlwirkung aus, um den Temperaturanstieg des Generators zu reduzieren. Wenn anschließend die elektrische Ladung bzw. Last abgenommen hat, so daß die Temperatur im Inneren des Generators unter einen vorgegebenen Wert abgefallen ist, gehen die Haltekräfte der Teile 333 und 343 aus Legierungen mit Formerinnerungsvermögen wieder verloren, und die Flügel 331 und 341 werden durch den Winddruck abgeflacht, wie es Fig. 6 zeigt. Wie oben beschrieben, sind die Flügel 331 und 341 somit aufrecht oder flach angeordnet, und zwar in Abhängigkeit vom Wert der Temperatur im Generator, so daß die Luftströmung der Ventilation oder Kühlung eingestellt werden kann.

Während bei der oben beschriebenen Ausführungsform Teile aus Legierungen mit FormerinnerungsvermÖgen verwendet sind, welche die Flügel 331 und 341 in die Form eines L bringen können, kann die gleiche Wirkung auch dann erzielt werden, wenn Teile aus Legierungen mit FormerinnerungsvermÖgen in Form einer Feder verwendet werden oder wenn die Flügel vollständig aus Teilen aus Legierungen mit FormerinnerungsvermÖgen hergestellt werden.

Wie oben dargelegt, werden gemäß der Erfindung Legierungen mit FormerinnerungsvermÖgen für die Flügel von Venti-

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latoren verwendet, und diese Flügel werden in Abhängigkeit von Temperaturanstiegswerten im Generator gesteuert, so daß insbesondere in mittleren und hohen Drehzahlbereichen des Motors und bei geringen elektrischen Lasten, bei denen Kühlluft nicht erforderlich ist, die Flügel der Ventilatoren abgeflacht oder flachgelegt werden können, um auf diese Weise die Ventilationsverluste des Ventilators sowie die von ihm hervorgerufenen Geräusche zu reduzieren.

Leerseite

Claims

Popp, Sajda* ^Bülo^Hra-bal & Partner

Patentanwälte ■ European Pateni Attoraeys München · Bremen*¹

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Popp, Sajda. v. Bülow, Hrabal & Panner, Postfach 86 06 24. D-8000 München

MITSUBISHI DENKI K.K.

2-3, Marunouchi 2-chome,

Chiyodaku

Tokyo

Japan

FAM-6112

?. Engen Popp Dipl.-Ing., Dipl.-WMsch.-Ing

Dr.Tkm V. Billow Dipl.-Ing.. OipI.-Wirtsch.-tng.

Dir.Ulricli Hrabal Dipi.chcm. Erich Bolte Dipi -ing.·

BÜRO MÜNCHEN/MUNICH OFFICE:

Widenmayerstraße 48

Postfach/P.O.Box 860624

D-8000 München 86

Telefon: (089) 222631

Telex: 5213222 epod

Telekopierer: (089) 221721

Ihr Zeichen
Your ref.

Ihr Schreiben vom Your letter of

Unser Zeichen Our ref.

M/SOG-55-DE

Datum
Date

Fahrzeuggenerator

Patentans

r ü c h e

( 1./ Fahrzeuggenerator mit mindestens einem Ventilator mit einer Vielzahl von Flügeln, gekennzeichnet durch einen Rotor (2) , der oJUie Feldwicklung aufweist, und an dem der Ventilator (33, 34) befestigt ist, einen Stator (1), der eine Ankerwicklung aufweist, und vordere und hintere Träger (4, 5), die fest am Stator (1) befestigt sind und die den Rotor (2) über Lager haltern, wobei mindestens ein Teil (333, 343) jedes Flügels (331, 341) der Vielzahl von Flügeln des Ventilators (33, 34) aus einer Legierung mit Formerinnerungsvermögen besteht, so äaß nur dann, wenn die Innentemperatur des Generators auf einen vorgegebenen Wert angestiegen ist, die Flügel (331, 341) auf-

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-2-recht stehen, um eine Kühlwirkung vorzunehmen.
2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (2) axial längs der Innenoberfläche des Stators (1) angebildet ist und einen schmalen Luftspalt mit diesem bildet und daß die vorderen und hinteren Träger (4, 5) mit hindurchgehenden Ventilationslöchern (41, 42, 51, 52) ausgebildet sind.
3. Generator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung mit Formerinnerungsvermögen (333, 343) in ein weiches Teil (332, 342) eingebettet ist.
4. Generator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung mit Formerinnerungsvermögen (333, 343) sich in die Form eines L verformt, wenn sie erhitzt wird.
5. Generator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilator (33, 34) aus einem Scheibenteil (335, 345) aufgebaut ist, das am Rotor (2) montiert ist, und daß die Vielzahl von Flügeln (331, 341) sich von diesem Scheibenteil (335, 345) radial erstreckt.
6. Generator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilatoren (33, 34) jeweils an axial gegenüberliegenden Enden des Rotors (2) angeordnet sind.
7. Generator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das weiche Element (332, 342) aus einem Gummimaterial besteht.
8. Generator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das weiche Element (332, 342) die Form eines L annimmt, wenn die Legie-

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gärung mit Formerinnerungsvermögen erhitzt wird, und daß ein Teil des L-förmigen weichen Teiles am Körper des Ventilators (335, 345} befestigt ist, während sein anderes Teil durch den Winddruck abgeflacht wird, wenn die Legierung mit Formerinnerungsvermögen (333, 343) nicht erhitzt wird.