DE3543544A1 - Vorrichtung zur lueftergeraeuschminderung und -daempfung bei drehstromgeneratoren - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Die Geräuschabstrahlung von Lüftern bei elektrischen Maschinen, insbesondere Dreh­ stromgeneratoren für Kraftfahrzeuge ist bekannt; bekannt ist es auch, das Lüfterrad eines Drehstromgenerators mit Hilfe einer Gummilagerung in seinem Geräuschverhalten zu dämpfen. Bei dieser bekannten Lagerung (DE-OS 28 39 288) bildet das Elastomer oder der Gummi ein direktes Lager­ mittel, mit anderen Worten der Lüfter ist über ein Gummi­ zwischenteil gelagert, beispielsweise dadurch, daß bei allgemein starrer Einspannung entweder eine Gummiring­ scheibe dazwischengespannt ist oder Gummizwischenstücke in radialer/axialer Richtung beidseitig als Teil der La­ gerung bzw. des Lüfters selbst angeordnet sind. Eine solche unmittelbare Lagerung eines Lüfters über ein zwi­ schengefügtes, gegebenenfalls ringförmiges Gummielement ermöglicht eine Verlagerung des Resonanzverhaltens des Lüfters und dämpft so die Geräuschentwicklung in be­ stimmten Drehzahlbereichen. Dabei haben Untersuchungen gezeigt, daß die Geräuschabstrahlung von Lüftern stark mit vom Läufersystem des jeweiligen Generators ent­ wickelten Resonanzfrequenzen, beispielsweise Torsions­ schwingungen u. dgl., korreliert ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer elektrischen Maschine, nämlich insbesondere Drehstromge­ nerator für Kraftfahrzeuge u. dgl., einen gedämpften Lüf­ terverband zu schaffen, der auf anregende Resonanzfre­ quenzen vom Läufersystem her, die sich auf den Lüfter­ verband notwendigerweise über die den Läufer ebenfalls lagernden Rotorwelle übertragen, nicht reagiert und allgemein eine geringere Geräuschabstrahlung aufweist.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat den Vorteil, daß durch die beidseitige Anordnung von zwei verschiedenen Materialien in axialer Schichtung, von denen eines eine elastisch federnde Druckwirkung in axialer Richtung und das andere sowohl diese elastisch federnde als auch eine dämpfende Wirkung auf den Lüfter ausübt, eine Unter­ drückung sowohl des Resonanzfrequenzverhaltens des Lüfterverbands als auch eine allgemeine Geräuschdämpfung erzielt wird. Man erzielt daher gerade im Hauptdreh­ zahlbereich eine Beseitigung von Resonanzspitzen und hierdurch eine niedrige, gedämpfte Geräuschentwicklung des Lüfters.

Besonders vorteilhaft ist die symmetrische Lagerung des Lüfters über beidseitige metallische Federscheiben und beidseitig zwischengelegte elastomere Ringschei­ ben, die im übrigen die einzigen Mittel sind, die den Lüfter in axialer Richtung fixieren und spannen. Durch eine solche Lagerung wird schon die Übertragung anregen­ der Resonanzfrequenzen auf den Lüfter wirksam verhindert, wobei die Dämpfungsgummi-Zwischenschichten aufgrund der von ihnen entwickelten inneren Reibung ein mögliches An­ fachen von Resonanzschwingungen des Lüfters ebenfalls dämpfen und verhindern. Die Erfindung sichert so eine praktisch vollständige Dämpfung der Geräuschabstrahlung von Lüftern bei Drehstromgeneratoren oder allgemein bei elektrischen Maschinen. Dabei läßt sich die erfindungs­ gemäß gedämpfte Lüfterverbandanordnung in das bestehende Konzept der Drehstromgeneratoren einbeziehen, ohne daß, abgesehen vom Lagerungsbereich für den Lüfter, sonstige Än­ derungen erforderlich wären.

Die Erfindung ist insbesondere auch vorteilhaft bei der Verwendung von Kunststofflüftern, die, wie Untersuchungen festgestellt haben, entgegen der allgemeinen Auffassung bei herkömmlichen Einspannungen zu einer noch stärkeren Geräuschabstrahlung neigen, vermutlich weil sie aufgrund ihrer Eigenelastizität auch auf Harmonische von anregen­ den Resonanzfrequenzen noch reagieren können.

Ein weiterer Vorteil vorliegender Erfindung liegt darin, daß auch bei einer eventuellen Alte­ rung oder sonstigen Zerstörung des Gummis, evtl. aufgrund allgemeinen Verschleißes, der Lüfter auf jeden Fall voll­ ständig sicher und vibrationsfrei durch die verbleibende elastisch federnde Druckwirkung des zweiten Materials, welches eine Federscheibe oder eine Tellerfeder bilden kann, in axialer Richtung fixiert und gehalten bleibt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich.

Zeichnung

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein er­ stes Ausführungsbeispiel eines dämpfungsgelagerten Lüf­ terverbands nach vorliegender Erfindung mit Fig. 1a, die eine der verwendeten Federscheiben im Querschnitt zeigt,

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das elastomere Material aus beidseitigen, in Nuten des Feder­ materials gelagerten Gummidämpfungsringen besteht,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform mit beidseitigen schmalen Gummidämpfungsringen,

Fig. 4 eine Ausführungsform eines gedämpften Lüfterverbands, bei der auf jeder Seite jeweils zwei Dämpfungsringe, in Ausnehmungen oder Ringnuten der Federscheiben gehalten, angeordnet sind,

Fig. 5 eine Aus­ führungsform eines gedämpften Lüfterverbands, bei der die Dämpfungsringformen axial auf den beidseitigen, das elastisch federnde Material bildenden Federscheiben befe­ stigt, beispielsweise aufvulkanisiert ist,

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform mit beidseitigen Gummiringschei­ ben und inneren Ringnuten an den Federscheiben,

Fig. 7 eine Ausführungsform, bei welcher das Gummidämpfungsmate­ rial oder das elastomere Material die Form von O-Ringen aufweist, die in entsprechende Ringausnehmungen der Feder­ scheiben eingelegt sind,

Fig. 8 eine Ausführungsform eines gedämpften Lüfterverbands mit beidseitig doppelten Feder­ scheiben und die

Fig. 9 und 10 zur Anschauung Ausführungs­ formen des gedämpften Lüfterverbands bei abgearbeiteten (verschlissenen) Gummiringeinlagen, so daß erkennbar wird, daß sich auch in diesem Fall eine si­ chere axiale Fixierung des Lüfters ergibt, und schließ­ lich die

Fig. 11 und 12 in Form von Diagrammverläufen Ge­ räuschpegelmessungen über der Generatordrehzahl jeweils für eine konventionelle Lüfterlagerung (Fig. 11) sowie für einen entsprechend den Maßnahmen vorliegender Erfin­ dung gedämpften Lüfterverband (Fig. 12).

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, die radiale Struktur des Lüfters, die radförmig ist, mit am äußeren Endbereich angesetzten axialen Lüfterflügeln, auf der auch den Rotor oder Läufer des Generatorsystems lagernden Welle so zu befestigen, daß diese Befestigung mindestens auf einer Seite, vorzugsweise aber beidseitig symmetrisch in der axialen Schichtung zunächst über Gum­ mieinlagen und anschließend über Federscheiben erfolgt, die so zusammengespannt werden, daß sich eine beidseitig axiale Druckwirkung auf die eingespannte Lüfterringfläche Von den Federscheiben über die Gummieinlagen auf die Lüfterringfläche ergibt.

Dabei ist also das erste elastisch federnde und gleich­ zeitig dämpfende Material, welches ein Elastomer, ein Gummi o. dgl. sein kann, in der axialen Schichtung und in der erzeugten Druckwirkung hintereinander geschaltet mit dem zweiten, insofern die eigentliche Einspannwirkung aufbringenden, lediglich elastisch federnden Material, welches beidseitig aufgebracht wird von Federringschei­ ben, die nach Art von Tellerfedern ausgebildet sein kön­ nen.

In einer weiteren Ausgestaltung ist sichergestellt, daß, jedenfalls in axialer Richtung, die eingespannte Läufer­ ringfläche an keiner Stelle von einem starren, also me­ tallischen Teil berührt wird bzw. an diesem anliegt, so daß eine Vibrationsübertragung oder die Übernahme von Re­ sonanzfrequenzen des Läufersystems, die aufgrund von Tor­ sionsschwingungen entstehen können, schon an dieser Stel­ le wirksam verhindert ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist der Lüfter­ verband insgesamt mit 10 bezeichnet; er sitzt auf der an­ treibenden Welle 11, die auch ein Wellenstummel sein kann und bei einem üblichen Drehstromgenerator für Kraft­ fahrzeuge o. dgl. gleichzeitig auch das Läufersystem la­ gert. Auf den allgemeinen Aufbau eines solchen Drehstrom­ generators braucht in diesem Zusammenhang nicht eingegan­ gen zu werden, da der Gegenstand der Erfindung lediglich den Aufbau und die Lagerung eines gedämpften Lüfterverban­ des betrifft.

Wegen der allgemeinen Rotationssymmetrie des Lüfterver­ bands ist in der Fig. 1 und auch in den nachfolgenden Fi­ guren lediglich in der Schnittdarstellung der obere Teil­ bereich des Lüfterverbandes dargestellt; dieser besteht aus dem eigentlichen Lüfter 12 mit über den Umfang ent­ sprechend verteilt angeordneten einzelnen Lüfterflügeln 12 a, wobei der Lüfter 12 die allgemeine Form einer Ring­ scheibe oder eines Rades aufweist, mit einer zentralen Innenbohrung 13, mit welcher er auf einer Buchse 14 sitzt, die unmittelbar die Welle 11 umgibt. Die Buchse 14 kann an ihrem Außenumfang rund oder auch unrund sein, z.B. als Vier­ oder Sechskant ausgebildet sein, mit einer entsprechend komplementären Ausbildung der Lüfterbohrung 13, so daß sich hier ein Sicherungselement gegen eine ungewollte Ver­ drehung ergibt.

Vorzugsweise beidseitig angrenzend an die zugewandten Lüfterringflächen schließen sich in der axialen Schich­ tung nach außen zunächst Gummieinlagen 15 an, die an ihrer Stelle gehalten und gegen die zugewandte Lüfterring­ fläche von sich nach außen anschließenden beidseitigen Federelementen gehalten und gepreßt werden, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel Federscheiben 16 sind, von denen eine im vollständigen Querschnitt in der Dar­ stellung der Fig. 1a gezeigt ist.

Der Aufbau des gedämpften Lüfterverbandes vervollständigt sich durch zwei außen an den beidseitigen Federscheiben 16 anliegenden Stützscheiben 17 geringeren Durchmessers, die den Verbund in fester axialer Pressung auf der Welle 11 halten.

Bevorzugt ist die axiale Breite der Buchse 14 merklich größer als die Dicke des Lüfterrades, jedenfalls an der Einspannstelle, so daß sichergestellt ist, daß auch bei fester axialer Pressung in axialer Richtung keine metal­ lischen Teile an der eingespannten Lüfterringfläche an­ liegen können. Die Übergangsringfläche in radialer Rich­ tung von Bohrung 13 zu Buchse 14 ist nur gering und vor­ zugsweise nicht als bündiger Preßsitz ausgebildet - falls gewünscht, kann auch an dieser Stelle noch eine ge­ schlossene Gummiringform eingelegt werden, worauf weiter unten noch eingegangen wird.

Da die beidseitig pressenden Federscheiben 16 im normal entspannten Zustand eine radial geradlinig verlaufende, also plane Fläche aufweisen, gegebenenfalls sogar nach innen verlaufend vorgespannt ausgebildet sein können, ergibt sich beim beidseitigen Zusammenspannen unter Zwi­ schenlage der elastomeren Einlagen 15 dann, wenn auf die Buchsenbreite 14 bündig verspannt wird, notwendiger­ weise ein unter Federdruck bewirktes Aufgehen, also eine axiale Erweiterung der beidseitigen Federscheibenaußen­ umfänge im allmählichen Übergang, so daß sich hier ein ständiger Preßdruck auf die zwischengelegten Gummieinla­ gen 15 und letztlich auf die eingespannte Läuferringflä­ che ergibt, da die beidseitigen Federscheiben, die vor­ zugsweise nach Art von Tellerfedern ausgebildet sein kön­ nen und erhebliche Druckkräfte aufzubringen imstande sind, die Tendenz haben, die ursprüngliche Form wiederge­ winnen zu wollen.

Die Gummieinlagen 15 selbst sind bei dem in Fig. 1 ge­ zeigten Ausführungsbeispiel in radialer Richtung sich im wesentlichen über die gesamte eingespannte Läuferringflä­ che erstreckende beidseitige Vollkreisringe aus Gummi oder Elastomer, wobei im folgenden lediglich noch das Wort Gummi, auch in der Verbindung Gummiring verwendet wird, was jedoch nicht einschränkend zu verstehen ist.

Da die beidseitigen Federscheiben vom durch die Stütz­ scheiben 17 gebildeten Einspannbereich radial nach außen ausgehend sich allmählich erweitern, also von der ein­ gespannten Lüfterringfläche zunehmend mehr abstehen, was durch die Einspannung bedingt ist, ist es vorteilhaft, von Anfang an, also auch im entspannten Zustand, die beidseitigen Gummiringscheiben 15 a und 15 b zur Mitte zu konisch zu verjüngen, so daß eine den natürlichen Gege­ benheiten folgend vollflächige Anlage an der eingespann­ ten Läuferringfläche sichergestellt ist.

Die beiden Federscheiben 16 verfügen an ihrem äußeren Umfang über nach innen vorspringende Haltenasen 18, die in der normalen Spannposition des Lüfterverbands durch die Abstandswirkung der beidseitigen Gummiringscheiben 15 a, 15 b zu der zugewandten Lüfterringfläche im Abstand gehalten sind, unter besonderen Umständen (hierauf wird noch anhand der Fig. 9 und 10 eingegangen) jedoch an den zugewandten Bereichen der Lüfterringfläche auch anliegen können. Durch die Haltenasen 18 werden die Gummiring­ scheiben sicher in den insofern Ausnehmungen bildenden Ringbereichen der Federscheiben 16 gehalten.

Bei den in den nachfolgenden Figuren beschriebenen Aus­ führungsbeispielen sind für gleiche Teile mit gleichen Funktionen gleiche Bezugszeichen verwendet; sind die Un­ terschiede nur geringfügig, dann weisen die Bezugszeichen einen Beistrich oben auf.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist die radiale Erstreckung der beidseitigen Gummiringscheiben 15 a′, 15 b′ geringer, und sie liegen in inneren Auf­ nahmeringnuten 19 der Federscheiben 16′, wobei aber auch hier sichergestellt ist, daß die nach innen vorspringenden Ring­ flächen der Federscheiben, die keine Preßwirkung über die zwischengefügten Gummieinlagen auf die zugewandten Läuferringflächen ausüben, zu diesen im Abstand gehalten sind. Durch die Ringinnennutenausbildung an den beid­ seitigen Federscheiben 16′ ergeben sich an diesen zur Läuferringfläche gerichtet jeweils obere Haltenasen 18, und mittlere Haltenasen 20, die die gebildete Ringnut na­ türlich zwischen sich einschließen.

Im Gegensatz hierzu liegen bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 die beidseitigen, in radialer Richtung nur schmalen Gummiringscheiben 15 a′, 15 b′ an inneren Ring­ schultern 21 der beiden Federscheiben 16 an, so daß auch hier wieder lediglich obere Haltenasen 18 an den beid­ seitigen Federscheiben gebildet sind und der Aufbau in etwa der Ausführungsform der Fig. 1 entspricht mit dem Unterschied, daß anstelle der dortigen Vollkreisring­ scheiben schmale Einzelkreisringscheiben vorgesehen sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 sind in radialer Schichtung auf beiden Seiten der einzuspannenden Lüfter­ ringfläche jeweils zwei Einzelkreisringscheiben, also obere und untere, einander gegenüberliegende Gummiring­ scheibenpaare vorgesehen, die mit 22 a und 22 b unten und mit 23 a und 23 b für oben bezeichnet sind. Die jeweiligen Einzelringscheiben 22 a, 22 b, 23 a, 23 b liegen in entspre­ chenden, sie aufnehmenden Ringnuten 19 für die oberen Einzelkreisringscheiben und 24 für die unteren Kreis­ ringscheiben, wobei die Form der beidseitigen Feder­ scheiben 16′ dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ähnelt bzw. diesem gleicht.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 sind die beiden unterschiedlichen Federelementmaterialien, nämlich der Dämpfungsgummi einerseits und die federelastischen Fe­ derscheiben andererseits zwar axial geschichtet, sie bilden jedoch ein einheitliches Bauteil, wobei die dämpfen­ den Gummiringscheiben 25 a, 25 b an radial äußeren, nach innen auf die einzuspannende Lüfterringfläche gerichteten Ringvorsprüngen 26 der beidseitigen Federscheiben 16′′ befestigt, vorzugsweise anvulkanisiert sind. Diese obe­ ren, nach innen gerichteten Ringvorsprünge 26 entspre­ chen in ihrer Grundform den Haltenasen 18 oder 18′, die in der rotationssymmetrischen Ausbildung ebenfalls Ring­ form aufweisen. Bei allen bisher erläuterten Ausführungs­ formen ist jedenfalls sichergestellt, daß in axialer Richtung eine unmittelbare metallische Kontaktberührung zwischen dem Lüfterrad und den dieses einspannenden Mate­ rialien nicht erfolgt.

Es ist weiter vorn schon erwähnt worden, daß auch in dem an sich nicht zu erwartenden Fall eines Verschleißes oder einer Alterung der Gummieinlagen der Lüfter stets weiter­ hin auch in axialer Richtung absolut fest und sicher fi­ xiert bleibt, und zwar durch die nach innen gerichteten Erhebungen, die von den beidseitigen Federscheiben 16, 16′, 18′′ gebildet sind. Diese Erhebungen, die weiter vorn als Halteringnasen oder als Ringvorsprünge bezeichnet sind, dienen bei der Montage als Führung beim Einlegen der Gummiringscheiben und kommen bei deren Verschwinden, wie die Fig. 9 und 10 zeigen, aufgrund der Federwirkung der Federscheiben urmittelbar zur Anlage an die zugewandten und daher weiterhin sicher axial gehaltenen Läuferring­ flächen, so daß auch bei einem völligen Wegfall der Gummi­ einlagen jedenfalls ein den Lüfter einspannender Verbund aufrechterhalten bleibt.

Alternative Ausführungsformen für den Aufbau eines ge­ dämpften Kombinations-Lüfterverbands sind in den Fig. 6 bis 8 gezeigt; bei der Darstellung der Fig. 6 ist die Lüfterringfläche auf beiden Seiten von sich radial über die gesamte Höhe der beidseitigen Federscheiben er­ streckenden Gummiringscheiben 27 umgeben, die in inneren flächenhaften Ausnehmungen der Federscheiben liegen, die nach oben von nach innen vorspringenden Halteringnasen 18′ begrenzt sind. Im Unterschied zu den bisherigen Ausfüh­ rungsformen sind die beiden Federscheiben 28 nach innen mit Nuten oder Sicken ausgebildet, in welche das elasto­ mere oder Gummimaterial bei von den Federscheiben ent­ sprechend erzeugter Druckwirkung ausweichen kann. Ferner sind die Federscheiben 28 unter Verzicht auf eine separa­ te radiale Lagerbuchse 14 für den Lüfter 10 im Bereich der Auflage an der Welle L-förmig nach innen abgebogen, so daß sich innere, bündig aneinander grenzende, beid­ seitige Ringvorsprünge 30 ergeben, auf denen die Bohrung des Lüfters 10 unmittelbar oder unter Zwischenlage eines O-Gummirings 31 aufliegen kann. Selbstverständlich kann dieser Gummiring auch jede andere beliebige Querschnitts­ form aufweisen. Zusammengehalten und auf der Welle 11 festgespannt wird der so gebildete Lüfterverband dann durch die weiter vorn schon erwähnten beidseitigen Stütz­ scheiben 17.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 7 sind in den beid­ seitigen Federscheiben 28′, die alternativ auch auf einer einen radialen Abstand zur Welle 11 vorgebenden, in der Breite bis zu den beidseitigen Stützscheiben 17 reichenden Zwischenbuchse 14′ sitzen können, in radialer Schichtung eine vorgegebene Anzahl von ringförmigen Auf­ nahmenuten, die rechteckig oder wie bei dem Ausführungs­ beispiel der Fig. 6 halbrund sein können, vorgesehen und insgesamt mit dem Bezugszeichen 32 bezeichnet. In diese Ringnuten sind O-Ringe 33 eingelegt, beidseitig, mit einem zusätzlichen radialen O-Ring 31′ zwischen Buchse 14′ und der Bohrung des Lüfters 10, so daß der Lüfter allseitig, axial und radial von den aus einem geeigne­ ten elastomeren Material oder aus Gummi bestehenden O-Ringen gehalten und fixiert ist. Auch hier liegen die beidseitigen Federscheiben 28′ unter einem vorgegebenen Preßdruck über die O-Ringe an der zugewandten Lüfter­ ringfläche an, wobei es empfehlenswert sein kann, hier eine gewisse Form-Vorbiegung vorzugeben, so daß die bei­ den Federscheiben 28′ in der in Fig. 7 gezeigten montier­ ten Position radial geradlinig in einer Ebene stehen, je­ doch einen gewünschten Preßdruck vorgegebener Stärke er­ zeugen können.

Es liegt ferner innerhalb des erfindungsgemäßen Rahmens, entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8 beidseitig auch jeweils mehr als nur eine Federscheibe vorzusehen, wobei dann, nach innen anschließend die Vielzahl der mög­ lichen Varianten entsprechend den Fig. 1-7 bezüglich der Gummieinlage befolgt werden können.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8 sind in axialer Schichtung beidseitig äußere Federscheiben 34 sowie inne­ re Federscheiben 16′′′ vorgesehen, die dann schmalere innere Gummischeiben 15′′, etwa wie beim Ausführungsbei­ spiel der Fig. 3, lagern, angeordnet, wobei die ver­ schiedenen Federscheiben 34 und 16′′′ auch jeweils un­ terschiediiche Federcharakteristiken besitzen können, um eine gewünschte kombinierte Druckwirkung zu erzielen. Die Federscheiben können aus einem beliebigen metallischen Material, Federstahl oder auch wegen des geringen Fe­ derweges aus normalem Stahl hergestellt sein.

Die Wirkung des nach erfindungsgemäßen Grundsätzen aus­ gebildeten gedämpften Lüfterverbandes mit Bezug auf den von einem solchen Drehstromgenerator entwickelten Ge­ räuschpegel ist frappierend - Messungen, die in Diagramm­ form in den Fig. 11 und 12 niedergelegt sind, lassen die Unterschiede deutlich erkennen.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 11, in welchem über der Generatordrehzahl n (die jeweiligen Werte sind auch bewußt numerisch unter Bezugnahme auf den Kurvenverlauf angegeben, um eine quantitative Aussage möglich zu ma­ chen), der Geräuschpegelverlauf in dB(A) und zum Ver­ gleich auch der von dem Drehstromgenerator abgegebene Strom in A eines eine normale, also insofern ungedämpfte Lüfterausführung aufweisenden Drehstromgenerators ange­ geben ist, erkennt man, daß sich zusätzlich zu einem all­ gemein als mittleren Kurvenverlauf ergebenden Geräusch­ pegel ausgeprägte Resonanzspitzen, in diesem Fall etwa bei der Generatordrehzahl n=3000 min^-1 ergeben.

Vergleicht man hiermit einen Drehstromgenerator mit ent­ koppeltem, also nach erfindungsgemäßen Maßstäben ge­ dämpftem Lüfterverband, wie in Fig. 12 angegeben, dann läßt sich feststellen, daß teilweise sowohl der allge­ meine Kurvenverlauf im Hauptdrehzahlbereich unter dem mittleren Kurvenverlauf des insofern ungedämpften Lüf­ terverbands liegt als auch die ausgeprägten Resonanz­ spitzen und Geräuschüberhöhungsbereiche im wesentlichen verschwunden sind. Das subjektive Empfinden ist gegenüber diesen Meßkurven noch ausgeprägter - ein gedämpfter Lüfterverband nach vorliegender Erfindung läuft ruhig ohne störende Geräuschabstrahlung. Der Erfindung gelingt es daher, mit einem Schlag Schwierigkeiten zu beseitigen, die eine einwandfreie Geräuschdämmung im Lüfterbereich eines Drehstromgenerators bisher unmöglich gemacht haben.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims (16)

1. Vorrichtung zur Lüftergeräuschminderung und -dämpfung bei elektrischen Maschinen, insbesondere Drehstrom­ generatoren für Kraftfahrzeuge, Bahnen, Busse u. dgl., mit einem elastomeren Material als Teil der Lüfter­ lagerung auf der Läuferwelle, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens auf einer Seite der Lüftereinspannung sowohl ein eine kombiniert elastische Druck- und eine Dämpferwirkung aufbringendes Material (Elastomer, Gummi u. dgl.) als auch ein lediglich eine elastisch­ federnde Druckwirkung aufbringendes Material (Feder­ scheibe, Tellerfeder u. dgl.), dabei in der auf den Lüfter ausgeübten Druckwirkung hintereinandergeschal­ tet, in axialer Abfolge angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Schichtung aus einem jeweiligen äuße­ ren, elastisch-federnden Material und einem sich in Richtung auf die einzuspannende Lüfterringfläche an­ schließenden und daher eine Gummieinlage bildenden elastomeren Material, beidseitig symmetrisch die Lüf­ tereinspannung bildend, besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das elastomere, gleichzeitig eine Dämpfungswirkung aufbringende Material die allgemeine Form einer Kreisringscheibe aufweist und das ela­ stisch-federnde Material von einer Federscheibe mit von der Läuferwelle durchsetzter Bohrung und der all­ gemeinen Form einer Tellerfeder gebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der eingespannte Lüfterbereich (Lüfterringfläche) mindestens in axialer Richtung ausschließlich mit dem elastomeren Material (Gummi­ ringscheiben 15 a, 15 b, 15 a′, 15 b′, 22 a, 22 b; 23 a, 23 b; 25 a, 25 b; O-Ringe 32; 15′′) in Verbindung steht und gehalten ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der axialen Schichtung von innen nach außen der innere Lüfterbereich, sich daran an­ schließend beidseitig ganz oder teilweise bis zur ra­ dialen Höhe der Einspannung das elastomere Einlege­ material, sich daran anschließend beidseitig von außen die den Einspanndruck aufbringenden Feder­ scheiben (16, 16′, 16′′, 28, 28′, 16′′′) und sich daran nach außen anschließend bis zu einer durch die federnde Einspannwirkung bewirkten Aufweitung der Federscheiben bestimmten radialen Höhe Stützscheiben (17) auf der Läuferwelle (11) angeordnet sind, die den so gebildeten Lüfterverband zusammenhalten.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur axialen Abstandsbildung die Lüfterbohrung (13) über eine Zwischenbuchse (14) auf der Läufer­ welle (11) sitzt, deren axiale Breite größer als die axiale Breite des Lüfterscheibenrades ist derart, daß die beidseitigen Federscheiben an keiner Stelle die eingespannte Lüfterringfläche berühren.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die sich über die gesamte Höhe der Einspannringfläche des Lüfters (12) beidseitig er­ streckenden Gummiringscheiben in Ausnehmungen der Fe­ derscheiben (16) gehalten sind, die mindestens durch peripher nach innen jeweils vorspringende Haltering­ nasen (18) an den Federscheiben (16) begrenzt sind, wobei die Federscheiben im montierten Zustand sich vom Einspannbereich der seitlichen Stützscheiben (17) ausgehend axial nach außen federnd erweitern und die beidseitigen Gummiringscheiben (15 a, 15 b) zur Siche­ rung einer vollflächigen Anlage einen nach innen auf die Läuferwelle zu geringfügig konisch verjüngenden Querschnittsverlauf aufweisen (Fig. 1).

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beidseitig sich nur über einen Teil der radialen Höhe der Federscheiben (16′) er­ streckenden Gummiringscheiben (15 a′, 15 b′) in nach innen gerichteten und oben und unten durch Ringvor­ sprünge (18′, 20) gebildete Ringnuten eingelegt und gehalten sind (Fig. 2).

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß beidseitig radial in der Höhe ver­ setzt jeweils Zwei, vorgegebene Teilbereiche der Lüfterringfläche einspannende Gummiringscheiben (22 a, 22 b; 23 a, 23 b) in jeweils zugeordnete innere Ringnu­ ten (19, 24) der beidseitigen Federscheiben (16′) eingelegt sind (Fig. 4).

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich nur über einen Teil der radial von den Federscheiben überdeckten Läuferringinnen­ fläche erstreckende Gummiringscheiben (25 a, 25 b) an nach innen gerichteten Ringvorsprüngen (26) der beid­ seitigen Federscheiben (16′′) befestigt, vorzugsweise anvulkanisiert sind (Fig. 5).

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beidseitigen Gummiringscheiben (25 a, 25 b) an peripheren, nach innen gerichteten Ringvorsprüngen (26) der beidseitigen Federscheiben aufvulkanisiert sind (Fig. 5).

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die von der Innenbohrung des Lüf­ ters (12) aufgenommene, unmittelbar auf der Welle (11) sitzende Buchse (14) einen unrunden, vorzugs­ weise viereckigen oder sechseckigen Außenumfang und die Lüfterbohrung (13) eine komplementäre Form auf­ weist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beidseitigen Federscheiben (28) über die radiale Höhe verteilt innere Ausnehmungen, Nuten oder Sicken zur Aufnahme des durch den erzeug­ ten Preßdruck ausweichenden Gummis aufweisen (Fig. 6).

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verzicht auf eine Zwischenbuchse (14) die unmittelbar auf der Läuferwelle (11) aufsitzenden beidseitigen Federscheiben (28) an ihrer Innenboh­ rung aufeinandergerichtete Ringvorsprünge (30) auf­ weisen, die einen radialen Gummiring (O-Ring 31) auf­ nehmen, auf welchem radial die Läuferbohrung sitzt, mit weiteren beidseitigen großflächigen Gummieinla­ gen (27) in Ringform, die den eingespannten Läufer­ bereich axial fixieren (Fig. 6).

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß in über die radiale Höhe verteil­ te innere Ringausnehmungen der beidseitigen Feder­ scheiben (28′) O-Gummiringe (32) eingelegt sind, mit einem zentralen Gummiradialring (31′), auf dem sich die Lüfterinnenbohrung abstützt derart, daß der einge­ spannte Lüfterbereich allseitig, radial und axial von O-Gummiringen gehalten und fixiert ist, die un­ ter der Druckwirkung äußerer, diese Gummiringe in Nu­ ten aufnehmender Federscheiben (28′) stehen (Fig. 7).

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß in axialer Schichtung sich nach außen an die ersten Federscheiben (16′′′) anschlie­ ßend mindestens beidseitig je eine weitere Feder­ scheibe (34), gegebenenfalls mit unterschiedlicher Form, Elastizitätsmodul und Durchmesser angeordnet sind (Fig. 8).