DE69906915T2

DE69906915T2 - Fahrzeugswechselstromgenerator mit vom gehäuse isolierter wicklung

Info

Publication number: DE69906915T2
Application number: DE69906915T
Authority: DE
Inventors: Laurent Paquet
Original assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Current assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Priority date: 1998-07-02
Filing date: 1999-07-02
Publication date: 2003-12-18
Anticipated expiration: 2019-07-03
Also published as: FR2780828A1; ES2197644T3; KR20010023508A; BR9906568A; BRPI9906568B1; EP1008226A1; EP1008226B1; DE69906915D1; FR2780828B1; US6628023B1; WO2000002301A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Wechselstromgeneratoren oder Anlasser-Generatoren.
Es ist ein Wechselstromgenerator für Fahrzeuge bekannt, der ein Gehäuse, eine Ständerwicklung und einen verfestigen, elektrisch isolierenden Lack umfaßt, der die Schaltenden und die Litzen der Wicklung im Hinblick auf ihre elektrische Isolierung gegenüber dem benachbarten Gehäuse und die Verstärkung ihrer mechanischen Festigkeit imprägniert. In der gleichen Weise wird der Sternpunkt der Wicklung isoliert. Bei betriebsbedingten Vibrationsbeanspruchungen besteht jedoch ein erhebliches Risiko eines Abriebs des Isolierlacks und damit eines Wegfalls der elektrischen Isolierung der Schaltenden, der Litzen und des Sternpunkts.
Aus der US-4 658 164 ist ein Wechselstromgenerator für Fahrzeuge bekannt, bei dem eine elektrisch isolierend Abschirmung in Form eines angefügten Teils vorgesehen ist, das sich zwischen der Ständerwicklung und dem Gehäuse erstreckt. Dadurch lassen sich die Abriebrisiken vermeiden. Diese Druckschrift sieht jedoch eine Rückführung der Litzen entlang der Abschirmung vor, wobei sich ihr Anschluß entsprechend kompliziert gestaltet.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Dauerhaftigkeit des Isolierschutzes sicherzustellen, ohne den Anschluß der Litzen zu komplizieren.
Im Hinblick auf die Erfüllung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Wechselstromgenerator für Fahrzeuge vorgesehen, der ein Gehäuse, eine Ständerwicklung und ein zwischen dem Gehäuse und der Wicklung eingefügtes elektrisch isolierendes Element umfaßt, wobei das Isolierelement ein Festkörper ist, der an einem der Teile Gehäuse und Wicklung angebracht ist, wobei das Isolierelement wenigstens einen Kanal enthält, der sich in einer Öffnung des Gehäuses erstreckt.
Dadurch besteht kein Risiko eines Abriebs des Isolierelements, so daß die Dauerhaftigkeit des Schutzes sichergestellt ist.
Darüber hinaus kann dieser Kanal eine Litze mit Phasenausgangsdrähten der Wicklung aufnehmen, wodurch die besagte Litze bei ihrem Durchgang durch das Gehäuse, beispielsweise in Höhe des hinteren Lagerschilds des Gehäuses, gegenüber dem Gehäuse elektrisch isoliert ist. Außerdem ermöglicht es dieser Kanal, der die Litze vor dem Einbau im Gehäuse aufnehmen kann, die Position der Litze im Verhältnis zur Wicklung, zum Beispiel ihre geradlinige Position, vor der Aufnahme im Gehäuse zu gewährleisten.
Der Kanal erstreckt sich vorteilhafterweise von einer stirnseitigen Fläche des Isolierelements aus.
Der Kanal erstreckt sich vorteilhafterweise von einer inneren Seitenfläche des Isolierelements aus vorstehend in Richtung einer Achse des Ständers.
Der Kanal ist dadurch an eine gewölbte Litze angepaßt, und zwar an eine Litze, die in Höhe einer Nut des Blechpakets nicht aus dem Ständer austritt, sondern versetzt ist, um unter Berücksichtigung der Konstruktion des Elektronikteils des Wechselstromgenerators, der sich beispielsweise hinter dem Gehäuse befindet, besser angeordnet zu sein.
Der bzw. jeder Kanal nimmt vorteilhafterweise eine Phasendrahtlitze der Wicklung auf.
Das Isolierelement ist vorteilhafterweise radial zwischen dem Gehäuse und der Wicklung, bezogen auf eine Achse des Ständers, eingefügt.
Das Isolierelement ist vorteilhafterweise axial zwischen dem Gehäuse und der Wicklung, bezogen auf eine Achse des Ständers, eingefügt.
Das Isolierelement erstreckt sich vorteilhafterweise gegenüber einer inneren Seitenfläche der Wicklung.
Das Isolierelement weist vorteilhafterweise einen Rasterungsteil, insbesondere eine Nase, auf, der es ermöglicht, die Winkelposition des Ständers um eine Achse des Ständers zu bestimmen.
Auf diese Weise erfolgt eine Winkelpositionierung des Ständers um seine Achse, wodurch sich sein Einbau entsprechend vereinfacht, indem die korrekte Positionierung der Phasendrahtlitzen im Verhältnis zum Gehäuse, insbesondere zu dessen Öffnungen, gewährleistet wird.
Das Gehäuse weist vorteilhafterweise einen zweiten Rasterungsteil, insbesondere eine Nut, auf, der mit dem Rasterungsteil des Isolierelements zusammenwirken kann.
Außerdem ist erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung eines Wechselstromgenerators für Fahrzeuge mit einem Gehäuse, einer Ständerwicklung und einem zwischen dem Gehäuse und der Wicklung eingefügten elektrisch isolierenden Element vorgesehen, wobei das Isolierelement in Form eines Festkörpers bereitgestellt wird, der wenigstens einen Kanal enthält, wobei das Isolierelement an einem der Teile Gehäuse und Wicklung angebracht wird und wobei der Kanal in eine Öffnung des Gehäuses eingeführt wird.
Das Isolierelement wird vorteilhafterweise an der Wicklung angebracht.
Das Isolierelement wird vorteilhafterweise am Gehäuse angebracht.
Die Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich des weiteren aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsart und einer Variante, die als Beispiele ohne einschränkende Wirkung angeführt werden. In den beigefügten Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1 eine im Axialschnitt ausgeführte Teilansicht eines erfindungsgemäßen Wechselstromgenerators mit Veranschaulichung des Ständers und des Gehäuses;
- die Fig. 2 und 3 perspektivische Drauf und Unteransichten des Isolierelements von Fig. 1;
- die Fig. 4 und 5 ähnliche Ansichten wie Fig. 1 zur Darstellung einer Ausführungsvariante im Bereich einer der Phasendrahtlitzen bzw. im Bereich des Sternpunkts; und
- die Fig. 6 und 7 ähnliche Ansichten wie die Fig. 2 und 3 zur Darstellung des Isolierelements der Fig. 4 und 5.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 umfaßt der Wechselstromgenerator 2 herkömmlicherweise eine Achse 5 und ein Gehäuse, von dem hier nur ein Gestell 4 veranschaulicht worden ist. Dieses Gestell weist eine zur Achse 5 senkrechte ebene Rückwand 6, die als hinterer Lagerschild für die Welle dient, und eine zylindrische Seitenwand 8 mit der Achse 5 auf. Dieses Gestell wird durch einen nicht dargestellten Deckel verschlossen, der als vorderer Lagerschild dient. Der Wechselstromgenerator umfaßt einen Ständer 10 mit einem Blechpaket 12, auf dem eine Wicklung 14 gewickelt ist. Die Drähte der Wicklung sind insbesondere in nicht veranschaulichten Nuten des Blechpakets 12 aufgenommen, die parallel zur Achse verlaufen. Die Wicklung 14 bildet Schaltenden, die am hinteren axialen Ende des Blechpakets 12 hervortreten. Diese Wicklung enthält Phasendrahtlitzen 16, deren Anzahl hier drei beträgt, da es sich um eine sogenannte Einfachwicklung handelt. Die Litzen 16 treten aus einer hinteren axialen Abschlußfläche der Wicklung 14 hervor.
Erfindungsgemäß umfaßt der Wechselstromgenerator ein elektrisch isolierendes Element 18, das hier aus einem einstückigen Kunststoffteil besteht. Dieses Isolierelement 18 weist eine um die Achse 5 profilierte ringförmige Gesamtform auf. Das Profil ist in einer zur Achse 5 radialen Ebene einbeschrieben und hat die Form einer "U"-förmigen Auskehlung, die einen ebenen Boden 20 oder eine hintere axiale Abschlußwand definiert, sowie zwei Seitenwände, eine äußere 22 und eine innere 24 mit zylindrischer Form und mit der Achse 5, die einander gegenüberliegen. Das Isolierelement 18 enthält drei zylindrische Kanäle 26, die sich mit ihren zur Achse 5 parallelen Achsen vorstehend von dem Boden 20 auf der den Seitenwänden 22, 24 gegenüberliegenden Seite aus erstrecken. Die drei Kanäle 26 sind nahe beieinander um die Achse 5 herum angeordnet.
Die äußere Seitenwand 22 trägt eine Nase 28, die sich radial nach außen vorstehend erstreckt. Die Seitenwand 8 des Gestells weist innen eine zur Achse 5 parallele Nut 30 auf, die diese Nase 28 beim Einbau des Ständers im Gehäuse aufnehmen kann. Die Nase 28 und die Nut 30 sind in Fig. 1 zwar der Übersichtlichkeit halber in die Schnittebene versetzt worden; die bevorzugte genaue Position der Nase 28 (aus der sich die entsprechende Position der Nut 30 ableitet) ist jedoch aus Fig. 3 zu entnehmen.
Beim Zusammenbau des Wechselstromgenerators wird der Ständer gebildet, und das zuvor als Formteil hergestellte Isolierelement 18 wird koaxial an der Wicklung 14 angebracht, wobei man es oberhalb der Schaltenden anordnet und die drei Litzen 16 in die drei zugehörigen Kanäle 26 einsetzt. Dadurch bedeckt das Isolierelement 28 die Innen- und Außenflächen sowie die axiale Abschlußfläche der Schaltenden. Die Ränder des Isolierelements 18 befinden sich in axialem Anschlag am Blechpaket 12. Anschließend wird der Ständer 10 in das Gestell 4 eingebaut. Durch die Aufnahme der Nase 28 in der Nut 30 ist es dann möglich, die richtige Winkelpositionierung des Ständers 10 bezogen auf das Gestell 4 um die Achse 5 herbeizuführen, so daß sich die Litzen 16 und Kanäle 26 gegenüber Öffnungen 32 befinden, die an der Rückwand 6 des Gestells eingearbeitet sind, woraufhin sie in diese Öffnungen 32 eindringen. Im Anschluß an diesen Einbau ist das Isolierelement 18 axial zwischen der Abschlußwand 6 und der Wicklung 14 sowie radial zwischen der Seitenwand 8 und der Wicklung 14 eingefügt. Darüber hinaus erstreckt es sich gegenüber einer inneren Seitenfläche der Wicklung. Dadurch wird die elektrische Isolierung der Schaltenden und der Litzen, auch im Bereich der Öffnungen 32, gegenüber dem Gehäuse 4 sichergestellt.
In der Variante der Fig. 4 bis 7 ist die Wicklung 14 mit der in Fig. 1 dargestellten Wicklung identisch, bis auf die Tatsache, daß die Litzen 16 versetzt angeordnet sind, um sich von der Wicklung aus vorstehend in der radialen Richtung, auf der Seite der Achse 5, zu erstrecken. Dementsprechend sind die Kanäle 26 ebenfalls von der inneren Seitenwand 24 des Isolierelements 18 aus vorstehend ausgeführt, um die Litzen 16 in dieser Gestaltung aufzunehmen. Außerdem beträgt die Anzahl der Phasendrahtlitzen 16 diesmal sechs, insoweit es sich um eine Doppelwicklung handelt. Von den Kanälen 26 sind daher ebenfalls sechs vorgesehen. Der Sternpunkt 34 der Wicklung 14 ist in Fig. 5 veranschaulicht worden.
Es könnte in Betracht gezogen werden, das isolierelement 18 im Gestell 4 einzubauen, bevor der Ständer daran angebracht wird.
Ferner könnte das Isolierelement 18 aus mehreren Teilen bestehen, die aneinander befestigt werden, bevor es am Wechselstromgenerator angebracht wird.

Claims

1. Wechselstromgenerator (2) für Fahrzeuge mit einem Gehäuse (4), einer Ständerwicklung (14) und einem zwischen dem Gehäuse (4) und der Wicklung (14) eingefügten elektrisch isolierenden Element (18), wobei das Isolierelement (18) ein Festkörper ist, der an einem der Teile Gehäuse und Wicklung angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierelement (18) wenigstens einen Kanal (26) enthält der sich in einer Öffnung (32) des Gehäuses (4) erstreckt.

2. Wechselstromgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kanal (26) von einer stirnseitigen Fläche des Isolierelements (18) aus erstreckt.

3. Wechselstromgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kanal (26) von einer inneren Seitenfläche (24) des Isolierelements (18) aus vorstehend in Richtung einer Achse (5) des Ständers erstreckt.

4. Wechselstromgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Kanal (26) eine Phasendrahtlitze (16) der Wicklung (14) aufnimmt.

5. Wechselstromgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierelement (18) radial zwischen dem Gehäuse und der Wicklung, bezogen auf eine Achse (5) des Ständers, eingefügt ist.

6. Wechselstromgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierelement (18) axial zwischen dem Gehäuse und der Wicklung, bezogen auf eine Achse (5) des Ständers, eingefügt ist.

7. Wechselstromgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Isolierelement (18) gegenüber einer inneren Seitenfläche der Wicklung (14) erstreckt.

8. Wechselstromgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierelement (18) einen Rasterungsteil (28), insbesondere eine Nase, aufweist, der es ermöglicht, die Winkelposition des Ständers um eine Achse (5) des Ständers zu bestimmen.

9. Wechselstromgenerator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) einen zweiten Rasterungsteil (30), insbesondere eine Nut, aufweist, der mit dem Rasterungsteil (28) des Isolierelements (18) zusammenwirken kann.

10. Verfahren zur Herstellung eines Wechselstromgenerators für Fahrzeuge mit einem Gehäuse (4), einer Ständerwicklung (14) und einem zwischen dem Gehäuse und der Wicklung eingefügten elektrisch isolierenden Element (18), dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierelement (18) in Form eines Festkörpers bereitgestellt wird, der wenigstens einen Kanal (26) enthält, das Isolierelement an einem der Teile Gehäuse und Wicklung angebracht wird und der Kanal in eine Öffnung (32) des Gehäuses eingeführt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierelement (18) an der Wicklung (14) angebracht wird.

12. Wechselstromgenerator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierelement (18) am Gehäuse (4) angebracht wird.