DE3923272A1 - Wechselstromgenerator - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Wechselstromgenera­ tor, insbesondere Drehstromgenerator als Lichtma­ schine für mobile Einheiten, Kraftfahrzeuge u.dgl. nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei solchen Drehstromgeneratoren ist es bekannt (DE-OS 27 14 102), die Läuferwelle beidseitig in Ku­ gellagern zu lagern, die von Einpässen in den beiden, üblicherweise das Drehstromgeneratorgehäuse bilden­ den Lagerschilden (A-Lagerschild; B-Lagerschild) ge­ halten sind. Dabei ist das Kugellager mindestens auf einer Seite des Drehstromgenerators, und zwar in der es aufnehmenden Nabe des B-Lagerteils unter Zwi­ schenfügung eines Konstruktionsteils angeordnet, welches das Lager schalenförmig so umgibt, daß gleich­ zeitig zur Lagerabdichtung zwei auf der Rotorwelle sitzende Filzringe gehalten und aufgenommen sind.

Statt das den Außenring des Kugellagers umfassende Konstruktionsteil aus Metall herzustellen, ist es auch bekannt, einen Einpaßring für das Lager aus Kunst­ stoff vorzusehen, der topfförmig in der Nabe des je­ weiligen Lagerschildes sitzt und in seinem Inneren das Kugellager verdrehfest aufnimmt, oder einen O-Ring in diesem Bereich vorzusehen. Diese Elemente sind bei den bisherigen Lagern erforderlich, weil minde­ stens das B-Kugellager am Außenring zum Lagerschild­ einpaß einen Schiebesitz haben muß, um einen Längen­ ausgleich für Toleranzen und Wärmeausdehnung sicher­ zustellen, gleichzeitig aber so fest im Einpaß sitzen muß, daß der Außenring nicht rotiert.

Deshalb sind die bisherigen Lösungen insofern proble­ matisch, als ein zusätzlicher Einpaßring auf jeden Fall erforderlich ist, was nicht nur Kosten verur­ sacht, sondern auch eine optimale Wärmeabfuhr behin­ dert, weil über das Kunststoffmaterial des Einpaß­ rings die im Lager entstehende Wärme nur unvollkom­ men abfließen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Kugellager für die Läuferwelle bei Drehstromgenera­ toren speziell als Lichtmaschinen für Kraftfahrzeuge u. dgl. und speziell das B-Kugellager im B-Lager­ schild des Generators so auszubilden, daß einerseits der Charakter des Schiebesitzes für den axialen Län­ genausgleich erhalten bleibt, andererseits aber bei verbesserter Wärmeabfuhr eine einwandfreie Verdreh­ sicherung für das Lager erreicht wird.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Wechselstromgenerator löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Haupt­ anspruchs und hat den Vorteil, daß durch den direkten Einpaß des Außenrings des Kugellagers im Schiebesitz in das Lagerschild eine optimale Wärmeabfuhr (Metall auf Metall) erreicht wird, andererseits aber eine formschlüssige Verdrehsicherung durch die Rillenwir­ kung der Außenringform des Kugellagers sichergestellt ist, die durch die Verstemmung von Nabenmaterial in die Rillen des Kugellageraußenrings noch erzielt wird.

Durch das Wegfallen gesonderter, bisher benötigter Einpaßringe ergibt sich nicht nur eine Kostensenkung, sondern auch eine Präzisierung des unbedingt kon­ zentrischen Sitzes des Kugellagers und damit der Läu­ ferwelle zum Statorpaket, welches seinerseits wieder von Einpässen der beiden Lagerschilde aufgenommen ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maß­ nahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbes­ serungen des im Hauptanspruch angegebenen Wechsel­ stromgenerators möglich. Besonders vorteilhaft ist zur Erzielung einer unverrückbaren Verdrehsicherung, daß bei dem Verstemmen Material des Nabenbereichs des Lagerschilds in die Rillen am Außenring des Ku­ gellagers eingedrückt wird, wodurch ein Längsaus­ gleich ersichtlich aufrecht erhalten bleibt und/oder anderweitig angrenzendes Nabenmaterial lokal begrenzt in die Rillen einzudrücken, z. B. mittels eines in einer Nabenbohrung sitzenden Exzenterstiftes.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und wird in der nachfolgenden Be­ schreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 als Teilausschnitt und teilweise nur in Seitenansicht das B-Lager für die Läuferwelle eines Drehstromgenerators;

Fig. 2 schematisiert in Draufsicht die Sonderform eines zu verwendenden Kugellagers mit Rillen im Außenring und

Fig. 3 eine schematisierte Draufsicht speziell auf den Nabenbereich des B-Lagerschilds mit einge­ setztem, durch Verstemmung von Nabenmaterial gesichertem Kugellager.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, ein axiale Rillen im Außenring aufweisendes Kugella­ ger unmittelbar im "Metall zu Metall-Übergang" in den B-Lagerschildeinpaß eines Drehstromgenerators einzu­ passen, so daß sich eine schiebesitzähnliche Axial­ toleranz ergibt, und zur Sicherung das Kugellager in der Nabe so zu verstemmen, daß Nabenmaterial in die Rillen eindringt.

In Fig. 1 ist das hier lediglich im Teilausschnitt gezeigte B-Lagerschild mit 10 und der von dem Naben­ bereich 10a des Lagerschilds 10 des Drehstromgenera­ tors gebildete Einpaß für das Kugellager mit 11 be­ zeichnet. Das Kugellager 12 ist von dem Einpaß 11 direkt im Übergang Metall/Metall aufgenommen und ver­ fügt, wie die Darstellung der Fig. 2 zeigt, im Außen­ ring 12a über axiale Längsrillen 13, die eine Art Zahnung bilden, jedoch vorzugsweise so ausgebildet sind, daß der Außenring 12a des Kugellagers 12 in den ihn aufnehmenden Einpaß 11 jedenfalls so "locker" eingesetzt ist, daß er nicht im Preßsitz gehalten ist, sondern sich ein schiebesitzartiger Charakter der Lagerung für das Kugellager 12 ergibt.

Zu diesem Zweck ist die Rillenbildung 13 im Außen­ ring 12a auch so getroffen, daß keine nach außen weg­ stehenden Spitzen der Zahnung gebildet sind, sondern sich lediglich einwärts im größeren Abstand zueinan­ der befindliche Axialrillen im Außenring ergeben, so daß zwischen diesen Rillen tisch- oder mesa- förmige flache Erhebungen gebildet sind, die mit ihrer Oberfläche den Außenumfang des Kugellageraußenrings nachbilden.

Die eigentliche Sicherung des im Schiebesitz in das Lagerschild eingepaßten Kugellagers erfolgt dann durch einen Verstemmvorgang, bei welchem Nabenmaterial in die Rillen am Außenring des Kugellagers vom Lager­ schild eingedrückt wird.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel (vgl. Fig. 3) werden in der Nabe 10a des B-Lagerschilds vier, jeweils gleichmäßig über den Umfang verteilte Schlitze 14 durch die Verstemmwirkung gebildet und das durch diese Schlitzbildung zwischen den Schlitzen und dem Außenring des Kugellagers befindliche Material in Form der dünnen Materialschicht 15 so auf den Außen­ ring gedrückt, daß dieses Material auch in die Rillen 13 des Kugellageraußenrings gelangt. Hierdurch wird ein mögliches Rotieren des Kugellagers durch dieses formschlüssige Eindringen und Verhaken sicher verhin­ dert, andererseits ist ein Längenausgleich des Lagers in axialer Richtung aufrecht erhalten, da die Rillen 13 natürlich längs des eingedrückten Verstemmaterials zusammen mit dem Kugellager gleiten können.

Aus der in Fig. 2 vergrößerten Darstellung der Ril­ lenbildung am Kugellageraußenring ist auch erkennbar, daß der größte Teil der Kugellageraußenfläche auf­ recht erhalten bleibt, wobei die Rillenbildung bei­ spielsweise nur ca. 25 bis 30% der Kugellager­ außenringfläche beansprucht, wenn man hier zum besse­ ren Verständnis mit numerischen Werten arbeiten will, die die vorliegende Erfindung allerdings nicht auf diese Bereiche einschränken. Mit anderen Worten, die Metall/Metall-Berührung zwischen der Nabeninnenfläche des B-Lagerschildes und dem Kugellageraußenring ist in hohem Maße zur optimalen Wärmeabfuhr aufrecht er­ halten, so daß sich gegenüber der Verwendung üblicher Kunststoffeinpaßringe eine zweifach verbesserte Wir­ kung ergibt, nämlich formschlüssige Sicherung gegen Rotieren des Kugellagers und einwandfreier direkter Wärmeübergang.

Ergänzend ist es ferner noch möglich, in eine Bohrung 15 an beliebiger Stelle in der das Kugellager aufneh­ menden Nabe des jeweiligen Lagerschildes einen ex­ zentrischen Stift 16 einzusetzen, wobei die restliche Materialdicke A zwischen der Bohrung 15 und dem La­ gerschildeinpaß 11 nur gering sein kann. Durch Ver­ drehen des exzentrischen Stiftes 16 wird dann eben­ falls über nahezu die gesamte axiale Länge des Kugel­ lagers an dieser Stelle das Nabenzwischenmaterial im Bereich A in die Außenring-Längsrillen des Kugellagers eingedrückt, so daß sich eine zusätzliche oder auch nur alleinige Rotationssicherung ergibt, also auf das Verstemmen auch verzichtet werden kann.

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

Claims (5)

1. Wechselstromgenerator, insbesondere Drehstromge­ nerator als Lichtmaschine für mobile Einheiten, Kraftfahrzeuge, Bahnen u. dgl., mit einem Stator­ paket und einem in diesem rotierenden Läufer, des­ sen Welle in (Kugel)Lagern rotiert, die beidsei­ tig in Lagerschildeinpässen von das Gehäuse bil­ denden Lagerschilden (A-Lagerschild; B-Lager­ schild) sitzen, dadurch gekennzeichnet, daß bei Wegfall eines Kunststoff-Einpaßzwischenrings der mit axialen Längsrillen (13) versehene Außenring (12a) des (Kugel)Lagers (12) direkt in die Einpaß­ öffnung (11) des das (Kugel)Lager (12) aufnehmen­ den Lagerschilds (B-Lagerschild 10) eingepaßt und in der Nabe durch Verdrängen von Nabenmaterial nach innen in die Außenringlängsrillen bei Auf­ rechterhaltung des Schiebesitzcharakters auch gegen Rotation gesichert ist.

2. Wechselstromgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (12a) des Kugel­ lagers (12) in der ihn aufnehmenden Nabe verstemmt ist.

3. Wechselstromgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verstemmung Material der das Kugellager aufnehmenden Lagerschildnabe in die Rillen (13) am Außenring (12a) des Kugella­ gers (12) gedrückt wird.

4. Wechselstromgenerator nach Anspruch 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß zur Verstemmung eine größere Anzahl von gleichmäßig über den Nabenumfang verteilten Schlitzen (14) in der Nabe gebildet wird, wobei das zwischen den Schlitzen und dem Kugellageraußenring befindliche Material form­ schlüssig in die Rillen (13) des Kugellageraußen­ rings eindringt.

5. Wechselstromgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Nabenbereich des das Kugel­ lager (12) aufnehmenden Lagerschilds (10) Ex­ zenterstifte (16) aufnehmende Bohrungen (15) so angrenzend zur Einpaßöffnung (11) der Nabe ange­ ordnet sind, daß durch Verdrehen der Exzenter­ stifte (16) über einen längeren Axialbereich der Nabe zwischen der Bohrung und dem Kugellageraußen­ ring befindliches Nabenmaterial in die Axialrillen (13) des Kugellageraußenrings eingedrückt wird, bei Aufrechterhaltung des axialen Schiebesitzcha­ rakters.