DE4131966A1 - Wechselstromgenerator fuer fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wechselstromgenerator zur Verwendung in Fahrzeugen, bei denen Lüftung und Kühlung durch Verwendung von Ventilatoren erzielt werden, die in einem von Halterungen abgestützten Rotor vorgesehen sind, und insbesondere die Verringerung des Geräusches, das durch die Luftzuführung seitens eines Ventilators am Befestigungsabschnitt einer Luftführungsplatte einer hinteren Halterung bedingt ist.

Zum einschlägigen Stand der Technik: Unter Bezugnahme auf Fig. 5 ist dort eine Schnittansicht eines Wechselstromgenerators einer Bauart dargestellt, der einen Rotor mit an ihm befestigten Ventilatoren aufweist. In Fig. 5 umfaßt ein Stator einen Statoreisenkern (2) und eine Statorwicklung (3). Andererseits umfaßt ein Rotor (4) Poleisenkerne (5, 6) unterschiedlicher Polarität, die derart angeordnet sind, daß sich ihre jeweiligen Polzahnabschnitte abwechselnd in Umfangs-Kreisrichtung des Rotors erstrecken, eine Erregerwicklung (7), die zwischen den beiden Poleisenkernen (5, 6) gehalten wird, eine Welle (8), an der die beiden Eisenkerne (5, 6) befestigt sind, ein Paar Schleifringe (9), die an der Welle (8) befestigt sind, und einen Ventilator (10, 11), der jeweils an den Poleisenkernen (5, 6) befestigt ist.

Der Statoreisenkern (2) ist an der vorderen und hinteren Halterung (12, 13) mittels eines Befestigungsbolzens (14) befestigt. Die Welle (8) wird durch Lager (15, 16) gelagert, die jeweils in der vorderen und hinteren Halterung (12, 13) vorgesehen sind. Eine Riemenscheibe (17) ist an der Welle (8) befestigt, um die Drehung eines Motors auf die Welle (8) zu übertragen, um dadurch den Rotor (4) in Drehung zu versetzen.

Eine Gleichrichteranordnung (18) wandelt einen Wechselstrom, der durch eine in der Statorwicklung (3) erzeugte Wechselspannung erzeugt wird, in einen Gleichstrom um. Die Gleichrichteranordnung (18) ist derart angeordnet, daß ein Kühlkörper (18b) ein Gleichrichterelement (18a) kühlt. Eine Verbindungsplatte (18c) besteht aus Isolierwerkstoff und wird dazu verwendet, einen Induktor eingebettet zu halten.

Ein Spannungsregler (19) steuert einen Erregerstrom zur Regulierung einer Klemmenspannung auf einem vorgegebenen Wert. Die Wärme des Spannungsreglers (19) wird mittels eines Kühlkörpers (19a) freigegeben. Ein Bürstenhalter (20) hält eine Bürste (28) und drückt sie gegen den Schleifring (9).

Eine erste Luftführungsplatte (30) besteht aus Kunstharz und ist am Vorderabschnitt des Kühlkörpers (18b) angeordnet. Die erste Luftführungsplatte (30) liegt einem Ventilatorflügel (11a) eines Ventilators (11) gegenüber, wobei ein Spalt in Axialrichtung des Ventilators (11) vorhanden ist. Somit kann die Führungsplatte (30) Kühlluft von einer Luftauslaßöffnung (30b) zu einer Luftauslaßöffnung (13b) führen. Eine zweite Luftführungsplatte (49) besteht aus Kunstharz und hält eine Abdeckung (48), die im oberen Abschnitt des Bürstenhalters (20) angeordnet ist. Die zweite Führungsplatte (49) ist derart angeordnet, daß ihre Vorderfläche dem Ventilatorflügel (11a) des Ventilators (11) unter Ausbildung eines dazwischenliegenden Spalts in Axialrichtung des Ventilators (11) gegenüberliegt. Somit wird die zweite Führungsplatte (49) dazu verwendet, Kühlluft zur Luftauslaßöffnung (13b) zu führen.

In Fig. 6 ist eine Seitenansicht des in Fig. 5 gezeigten Wechselstromgenerators angegeben, gesehen von der Innenseite der hinteren Halterung (13), nachdem die jeweiligen Bauelemente montiert sind. Der Kühlkörper (18b), an dem das Gleichrichterelement (18a) befestigt ist, und die erste Luftführungsplatte (30) werden an der hinteren Halterung (13) mittels einer Ausgangsklemmenschraube (31) und einer Befestigungsschraube (32) befestigt. Der Bürstenhalter (20) und die zweite Luftführungsplatte (49) werden an der hinteren Halterung (13) mittels einer Befestigungsschraube (33) befestigt.

Eine Anzahl Führungsvorsprünge (13c) werden jeweils innerhalb der hinteren Halterung (13) derart gebildet, daß sie in Axialrichtung der hinteren Halterung (13) vorstehen und liegen jeweils zwischen der ersten und zweiten Luftführungsplatte (30, 49) und an den Vorderflächen der Führungsplatten. Die Führungsvorsprünge (13c) dienen dazu, Kühlluft zur Luftauslaßöffnung (13b) zu führen.

Ein dualer Bereich (H), der durch strichpunktierte Linien angegeben ist, stellt einen Abschnitt dar, der dem Ventilatorflügel (11a) des Ventilators (11) unter Ausbildung eines dazwischenliegenden axialen Spalts gegenüberliegt.

Gemäß Fig. 7 hat die Ausgangsklemmenschraube (31) einen Kopfabschnitt (31a), der in einen Hohlraum (30a) eingebettet ist, der in der Führungsplatte (30) derart vorhanden ist, daß ein großer Raum zwischen ihnen erzeugt wird. Die Ausgangsklemmenschraube (31) dient auch als Befestigungsschraube. Die Ausgangsklemmenschraube (31) wird durch die Verbindungsplatte (18c), die jeweiligen Kühlkörper (18b), die an der positiven und negativen Polseite der Gleichrichteranordnung (18) vorgesehen sind, ein Isolierrohr (35) und die hintere Halterung (13) durchgeführt und wird mittels einer Mutter (38) unter Zwischenschaltung eines isolierenden Basisteils (36) und einer Beilagscheibe (37) befestigt. Die Ausgangsklemmenschraube (31) hat ein vorderes Ende, das sich nach außen erstreckt und an dem eine Klemme einer elektrischen Leitung der Hauptschaltung angeschlossen ist.

Ferner hat gemäß Fig. 9 die Befestigungsschraube (32) einen Rundkopf und ist in einen Hohlraum (49a) an der Vorderseite der Führungsplatte (49) eingesetzt, wobei ein großer Raum zwischen ihnen geschaffen wird. Die Befestigungsschraube (33) liegt auf einer metallischen Beilagscheibe (39) auf, ist durch die zweite Luftführungsplatte (49) und den Bürstenhalter (20) hindurchgeführt, und dann an der hinteren Halterung (13) befestigt.

Wird bei dem in vorstehender Weise aufgebauten Wechselstromgenerator der Rotor (4) gedreht, so wird eine Wechselspannung in der Statorwicklung (3) induziert und somit ein Wechselstrom geliefert, wodurch Wärme erzeugt wird. Eine Kühlung mittels der Drehung der Ventilatoren (10, 11) wird dazu verwendet, den Stator (1) wie auch den Rotor (4) zu kühlen.

Die durch die Drehung des Ventilators (10) erzeugte Kühlluft wird, wie durch den Pfeil A in Fig. 5 dargestellt ist, durch die Lufteinlaßöffnung (12a) der vorderen Halterung (12) aufgenommen und aus der Luftaustrittsöffnung (12b) ausgestoßen. Andererseits wird die durch die Drehung des Ventilators (11) erzeugte Kühlluft gemäß einem Pfeil B der Fig. 5 durch die Lufteinlaßöffnung (13a) der hinteren Halterung (13) aufgenommen, kühlt die Gleichrichteranordnung (18), den Spannungsregler (19), den Stromkollektorteil und Statorteil und wird darauf aus der Luftaustrittsöffnung (13b) ausgestoßen.

Jedoch werden bei dem vorstehend aufgeführten Wechselstromgenerator zur Verwendung in einem Fahrzeug, da an den jeweiligen Vorderflächen der ersten und zweiten Luftführungsplatte, die dem Ventilator (11) unter Ausbildung von Spalten gegenüberliegen, die sich in Axialrichtung des Ventilatorflügels (11a) erstrecken, große Räume vorhanden sind, die durch die Hohlräume (30a, 49a) gebildet werden, in die die Kopfabschnitte der Befestigungsschrauben eingesetzt sind, Wirbelströme in der Lufteinlaßströmung innerhalb dieser großen Räume verursacht, die zu einer Geräuschbildung führen.

Die Erfindung zielt darauf ab, die Nachteile bei dem vorstehend aufgeführten Wechselstromgenerator für Fahrzeuge zu beseitigen.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Wechselstromgenerator zur Verwendung in Fahrzeugen zu schaffen, der das Geräusch eliminieren kann, das durch die Einlaßluftströmung von Ventilatoren in den Hohlräumen der Luftführungsplatten erzeugt wird, in die die Kopfabschnitte der Befestigungsschrauben jeweils von deren Vorderfläche aus eingesetzt sind.

Zur Lösung der vorstehenden Aufgabenstellung ist erfindungsgemäß ein Wechselstromgenerator zur Verwendung in Fahrzeugen vorgesehen, bei dem der Kopfabschnitt der Befestigungsschraube der Luftführungsplatte erweitert ist, um dadurch einen im Hohlraum der Luftführungsplatte erzeugten Raum auf ein Minimum zu verkleinern, so daß die Geräuscherzeugung als Folge eines Einlaßluftstroms im Hohlraum verhindert wird.

Erfindungsgemäß kann infolge des Umstandes, daß der Kopfabschnitt der Befestigungsschraube erweitert ist, um einen Raum zwischen dem Kopfabschnitt und dem Hohlraum auf ein Minimum zu verkleinern, die Einlaßluft glatt fließen. Daher kann eine Geräuscherzeugung verhindert werden.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung einen Wechselstromgenerator zur Verwendung in Fahrzeugen, mit einem Stator, der mit einer vorderen und hinteren Halterung verbunden ist, einem Rotor, der an einer Welle befestigt ist, die über Lager mittels der beiden Halterungen gehalten wird, einem Paar Ventilatoren, die jeweils an den beiden Enden der Eisenkerne des Rotors montiert sind, und einer Luftführungsplatte, die an der hinteren Halterung mittels Befestigungsschrauben befestigt ist, und einem Ventilatorflügel des Ventilators mit einem Spalt gegenüberliegt, der sich dazwischen in Axialrichtung des Ventilators erstreckt, wobei jede der beiden Halterungen an ihrem Endabschnitt eine Anzahl Lufteinlaßöffnungen aufweist, sowie an ihrem Außenumfangsabschnitt eine Anzahl Luftauslaßöffnungen, und die Innenbereiche des Generators mittels Ventilatoren belüftet und gekühlt werden, die durch die Drehung des Rotors angetrieben werden; der Wechselstromgenerator ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Luftführungsplatte Hohlraumabschnitte aufweist, ein Kopfabschnitt einer jeden Befestigungsschraube in den jeweiligen Hohlraumabschnitt eingebettet ist, und der Kopfabschnitt einer jeden Befestigungsschraube flach ausgebildet ist, um die obere flache Oberfläche des Kopfabschnittes im wesentlichen bündig mit einer Oberfläche der Luftführungsplatte zu machen, und daß der Kopfabschnitt diametral erweitert ist, um den jeweiligen Hohlraumabschnitt auszufüllen, um dadurch ein Geräusch zu verringern, das durch die Einlaßluftströmung zwischen dem Ventilatorflügel und der Luftführungsplatte verursacht wird.

Die Besonderheit dieser Erfindung sowie andere Aufgabenstellungen, Merkmale und Vorteile derselben ergeben sich mühelos aus einer Betrachtung der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen, bei denen gleiche Bezugszeichen die gleichen oder ähnliche Teile in allen Figuren bezeichnen; es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Wechselstromgenerators zur Verwendung in Fahrzeugen, gesehen von innerhalb einer hinteren Halterung;

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie III-III der Fig. 1;

Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Linie IV-IV der Fig. 1;

Fig. 5 eine Schnittansicht eines Wechselstromgenerators zur Verwendung in Fahrzeugen, der den Stand der Technik bezüglich der vorliegenden Erfindung angibt;

Fig. 6 eine Seitenansicht des Wechselstromgenerators nach Fig. 5, gesehen von innerhalb einer hinteren Halterung;

Fig. 7 eine Schnittansicht längs der Linie VII-VII der Fig. 6;

Fig. 8 eine Schnittansicht längs der Linie VIII-VIII der Fig. 6; und

Fig. 9 eine Schnittansicht längs der Linie IX-IX der Fig. 6.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nunmehr unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen erläutert.

Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen; dort ist eine Seitenansicht eines Wechselstromgenerators zur Verwendung in Fahrzeugen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die gesehen ist von innerhalb einer hinteren Halterung, nachdem die jeweiligen Bauelemente derselben befestigt wurden. In dieser Figur bezeichnen die Bezugszeichen (13, 13b, 13c, 18, 18a-18c, 20, 22-24, 28, 30, 34-39, 48, 49) die gleichen Teile wie bei dem vorstehend aufgeführten Wechselstromgenerator gemäß den Fig. 5 bis 9 und somit wird deren Beschreibung hier weggelassen. Wie am besten aus Fig. 2 hervorgeht, dient eine Ausgangsklemmenschraube (51) nicht nur als Ausgangsklemme, sondern auch als Befestigungsschraube, die zur Befestigung des Kühlkörpers (18c), der Verbindungsplatte (18b), der Luftführungsplatte (30) oder dergleichen auf der hinteren Halterung (13) verwendet wird. Gemäß Fig. 4 wird eine Befestigungsschraube (52) verwendet, um den Kühlkörper (18b), die Verbindungsplatte (18c), die Luftführungsplatte (30) oder dergleichen auf der hinteren Halterung (13) zu befestigen. Gemäß Fig. 3 dient eine Befestigungsschraube (53) dazu, den Bürstenhalter (20) und die Luftführungsplatte (49) an der hinteren Halterung (13) zu befestigen.

Die Ausgangsklemmenschraube (51), die auch als Befestigungsschraube dient, ist gemäß Fig. 2 in solcher Weise aufgebaut, daß ihr flacher Kopfabschnitt (51a) eine ausreichende Höhe hat, um den Hohlraum (30a) der Luftführungsplatte (30) auszufüllen, so daß die Oberseite des flachen Kopfabschnittes (51a) im wesentlichen bündig mit einer Oberfläche der Luftführungsplatte (30) liegt. Andererseits hat der flache Kopfabschnitt (51a) einen vorgegebenen Außendurchmesser, der im wesentlichen gleich einem Innendurchmesser des Hohlraums (30a) ist, womit ein Raum zwischen einer Innenwand des Hohlraums (30a) und einer Außenwand des Kopfabschnittes (51a) sehr stark verringert wird.

Ferner ist gemäß Fig. 4 die Befestigungsschraube (52) derart aufgebaut, daß ihr Kopfabschnitt (52a) flach ausgebildet ist, einen stark erweiterten Durchmesser hat, und eine ausreichende Höhe, um den Hohlraum (30a) zu füllen, mit dem Ergebnis, daß ein zwischen dem Kopfabschnitt (52a) und dem Hohlraum (30a) liegender Raum sehr stark verringert werden kann und eine Oberseite des Kopfabschnittes (52a) im wesentlichen bündig mit der Oberfläche der Luftführungsplatte (30) ausgeführt werden kann.

Ferner ist gemäß Fig. 3 die Befestigungsschraube (53) derart aufgebaut, daß ihr Kopfabschnitt (53a) flach ausgebildet ist, einen stark erweiterten Durchmesser hat und eine ausreichende Höhe, um den Hohlraum (49a) auszufüllen, mit dem Ergebnis, daß ein zwischen dem Kopfabschnitt (52a) und dem Hohlraum (49a) liegender Raum sehr stark verringert werden kann und eine Oberseite des Kopfabschnittes (53a) im wesentlichen bündig mit der Oberseite der Luftführungsplatte (49) ausgebildet werden kann.

Bei der vorstehend aufgeführten Ausgangsklemmenschraube (51) und den Befestigungsschrauben (52, 53) sind deren jeweilige Kopfabschnitte von gleicher Höhe wie die Vorderseiten der Luftführungsplatten (30, 49), und die zwischen den jeweiligen Kopfabschnitten und den Hohlräumen (30a, 49a) vorhandenen Räume sind ziemlich gering, so daß die Einlaßluftströmung, die durch den Ventilatorflügel (11a) des Ventilators (11) erzeugt wird, der der Luftführungsplatte mit einem in ihrer Axialrichtung liegenden Spalt gegenüberliegt, glatt fließen kann, wodurch die Möglichkeit einer Geräuscherzeugung verhindert wird.

Es ist anzumerken, daß der Aufbau des Wechselstromgenerators zur Verwendung in Fahrzeugen gemäß der gezeigten Ausführungsform der Erfindung ähnlich wie beim Wechselstromgenerator nach Fig. 5 ist, mit Ausnahme der vorstehend aufgeführten Befestigungsschrauben für die Luftführungsplatte.

Wie vorstehend beschrieben wurde, sind erfindungsgemäß die Kopfabschnitte der Befestigungsschrauben erweitert und in die Hohlräume der Luftführungsplatten eingesetzt, die an den Halterungen befestigt sind, so daß die Lufteinlaßströmung, die durch den Ventilatorflügel des axial gegenüberliegenden Ventilators erzeugt wird, glatt fließen kann, um dadurch die Möglichkeit einer Geräuscherzeugung zu beseitigen.

Claims (2)

1. Wechselstromgenerator zur Verwendung in Fahrzeugen, mit einem Stator (1), der mit einer vorderen und hinteren Halterung (12, 13) verbunden ist, einem Rotor (4), der an einer Welle befestigt ist, die über Lager mittels der beiden Halterungen gehalten wird, einem Paar Ventilatoren (10, 11), die jeweils an den beiden Enden der Eisenkerne des Rotors montiert sind, und einer Luftführungsplatte (30), die an der hinteren Halterung (13) mittels Befestigungsschrauben (51, 52, 53) befestigt ist, und einem Ventilatorflügel des Ventilators mit einem Spalt gegenüberliegt, der sich dazwischen in Axialrichtung des Ventilators erstreckt, wobei jede der beiden Halterungen an ihrem Endabschnitt eine Anzahl Lufteinlaßöffnungen (12a, 13a) aufweist, sowie an ihrem Außenumfangsabschnitt eine Anzahl Luftauslaßöffnungen (12b, 13b), und die Innenbereiche des Generators mittels Ventilatoren belüftet und gekühlt werden, die durch die Drehung des Rotors angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftführungsplatte (30, 49) Hohlraumabschnitte (30a, 49a) aufweist, ein Kopfabschnitt einer jeden Befestigungsschraube (51, 62, 63) in den jeweiligen Hohlraumabschnitt eingebettet ist, und der Kopfabschnitt (51a, 52a, 53a) einer jeden Befestigungsschraube (51, 52, 53) flach ausgebildet ist, um die obere flache Oberfläche des Kopfabschnittes im wesentlichen bündig mit einer Oberfläche der Luftführungsplatte zu machen, und daß der Kopfabschnitt diametral erweitert ist, um den jeweiligen Hohlraumabschnitt auszufüllen, um dadurch ein Geräusch zu verringern, das durch die Einlaßluftströmung zwischen dem Ventilatorflügel und der Luftführungsplatte verursacht wird.

2. Wechselstromgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine (51) der Befestigungsschrauben als Ausgangsklemme dient.