DE69911508T2 - Stator eines Wechselstromgenerators für Fahrzeuge und dessen Herstellungsverfahren - Google Patents
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Description
- Verfahren zur Herstellung desselben
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator eines Wechselstromgenerators für ein Fahrzeug gemäß dem Anspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung desselben gemäß den Ansprüchen 9 und 10.
- Aus PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 008, Nr. 256 (E-280), 22. November 1984 (1984-11-22) &
JP 59 129548 A - Aus der FR-A-2 594 271 ist eine Isolatorkonstruktion für zwei Leiterabschnitte bekannt, die in den Schlitz eines Rotors eingeführt sind. Diese bekannte Isolatorkonstruktion umfaßt ein Isolationsblatt, welches um jedes Leitersegment herumgewickelt ist, so daß sich überlappende Abschnitte des Isolationsblattes gebildet sind.
- Eine Isolierkonstruktion zwischen einem Statorkern und einer Statorwicklung eines Stators eines Wechselstromgenerators für ein Fahrzeug ist in der JP-A-8-80001 offenbart, in welcher Isolierfilmblätter zwischen den Schlitzwänden und der Statorwicklung angeordnet sind. Jeder Schlitz besitzt eine Öffnung, die an dem inneren Umfang des Statorkernes ausgebildet ist und die durch ein getrenntes gemäß einem Preßsitz eingebrachtes keilförmiges Teil verschlossen ist, um im Schlitz vorhandene Abschnitte der Statorwicklung innerhalb des Schlitzes zurückzuhalten.
- Da das Isolierfilmteil und das mit Preßsitz eingebrachte Isolierteil in solch einem Statorkern getrennt sind, werden zwangsläufig kleine Spalte zwischen den zwei Teilen gebildet. Wenn sich ein Rotor innerhalb des Stators dreht, steigt der Druck nahe den Schlitz-Öffnungen an. Als ein Ergebnis kann Schnee gemischt mit Salz oder auch Salzwasser in die Schlitze durch die schmalen Spalte eindringen, und zwar durch die Kühlluft, die auf die Statorwicklung aufgeblasen wird. Dies verursacht eine Elektrolyse an den in dem Schlitz befindlichen Abschnitten der Statorwicklung, wodurch ein Isolationsfehler der Statorwicklung resultieren kann.
- Auf der anderen Seite wurde der Raumfaktor der im Schlitz befindlichen Abschnitte der Statorwicklung erhöht, um der kürzlichen Anforderung nach einer erhöhten Ausgangsleistung des Fahrzeug-Wechselstromgenerators Rechnung zu tragen. Das getrennt vorgesehene keilförmige Teil wurde zu einem Hindernis in Verbindung mit der Vergrößerung des Raumfaktors.
- Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Stator eines Wechselstromgenerators für ein Fahrzeug zu schaffen, der eine verbesserte Isolationskonstruktion aufweist, die zwischen der Statorwicklung und dem Statorkern ausgebildet ist, und ein Verfahren zur Herstellung solch eines Stators anzugeben.
- Gemäß dem erfindungsgemäßen Stator für einen Wechselstromgenerator eines Fahrzeugs wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
- Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Stators ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 8.
- Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die oben genannte Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 9 gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich aus dem Anspruch 10.
- Bei einem Stator eines Fahrzeug-Wechselstromgenerators gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt jeder Schlitz-Isolator einen Verschließabschnitt, der die Öffnung des Schlitzes verschließt. Daher können die elektrischen Leiter innerhalb der Schlitze ohne zusätzliche Festhalteteile gehalten werden. Zusätzlich kann der Verschließabschnitt Salzwasser oder einen anderen Elektrolyten in einfacher Weise fernhalten.
- Als ein Ergebnis bleibt die Isolationsbeschichtung der Statorwicklung frei von einer Beschädigung, die ansonsten durch einige der Keil-Teile hervorgerufen wird, die in die Schlitze in Form eines Preßsitzes eingebracht sind.
- Jeder der Isolatoren kann eine Rolle aus einem rechteckförmigen Blatt sein, bei dem sich gegenüberliegende Seiten einander überlappen, um in den Innenumfang des Schlitzes hineinzupassen. Die Isolatoren können rohrförmig ausgebildet sein.
- Bei einem Verfahren zur Herstellung des Stators gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Bündel der im Schlitz gelegenen Abschnitte durch ein Isolationsblatt umschlossen. Es werden dann die Bündel der im Schlitz befindlichen Abschnitte in all die Schlitze eingeführt und die sich von den Bündeln aus erstreckenden Verbindungsabschnitte werden miteinander verbunden, um die Statorwicklung zu bilden.
- Jeder der Isolatoren kann in einen der Schlitze eingeführt werden und ist gemäß einem angepaßten Sitz an der gesamten Umfangsfläche des Schlitzes angeordnet, um die Öffnung des Schlitzes zu verschließen, bevor die Leiter in dem Schlitz von einem axialen Ende des Statorkernes aus eingeführt werden.
- Somit kann der Stator eines Wechselstromgenerators für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung einfach hergestellt werden.
- Andere Ziele, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung als auch Funktionen der damit in Beziehung stehenden Teile der vorliegenden Erfindung ergeben sich klarer aus einem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung, der anhängenden Ansprüche und der Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine Querschnittsansicht eines Wechselstromgenerators für ein Fahrzeug mit einem Stator gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
2 eine teilweise Querschnittsansicht des Stators gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; -
3 ein perspektivisches schematisches Diagramm eines Segments, welches in einem Statorkern eingeschoben wird, gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung; -
4 ein perspektivisches Diagramm, welches das Segment gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht, welches in einen Schlitz eingeführt ist; und -
S eine Teil-Querschnittsansicht eines Stators gemäß einer zweiten Ausführungsform. - Ein Stator gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Hinweis auf die
1 bis4 beschrieben. Der Fahrzeug-Wechselstromgenerator1 enthält einen Stator2 , einen Rotor3 , ein Frontgehäuse4a und ein rückwärtiges Gehäuse4b und einen Wechselstrom-Gleichstrom-Umsetz-Gleichrichter5 . Das Frontgehäuse und rückwärtige Gehäuse4a und4b haltern den Stator2 und den Rotor dazwischen und zwar mit Hilfe einer Vielzahl von Schrauben4c . - Der Rotor
3 besitzt eine Welle6 , einen Polkern7 , eine Feldwicklung8 , Schleifringe9 ,10 und einen Mischströmungsventilator11 und einen Zentrifugal-Ventilator oder Lüfter12 . Die Welle6 ist an einer Riemenscheibe20 fixiert, die durch eine Maschine (nicht gezeigt) angetrieben wird, welcher in einem Fahrzeug montiert ist. - Der Polkern
7 besitzt ein Paar von Polkernteilen, von denen jedes Nabenabschnitte71 , Scheibenabschnitte72 und sechs Klauenpolteile73 enthält. - Das Frontgehäuse
4a und das rückwärtige Gehäuse4b besitzen jeweils Lufteinlässe41 an den axialen Enden derselben und auch Luftauslässe42 an dem äußeren Umfang derselben um die Wicklungenenden31a ,31b herum. - Der Stator
2 besitzt einen ringförmigen Statorkern32 und eine Dreiphasen-Wechselstrom-Statorwicklung. - Der Statorkern
32 besteht aus einem Laminat von dünnen Stahlblechen mit 36 seitenparallelen Schlitzen30 , die an dem inneren Umfang derselben ausgebildet sind, mit einer Vielzahl an Jochabschnitten32a und einer Vielzahl an Zahnkanten oder Zahnrändern32b . - Wie in
2 gezeigt ist, nimmt jeder Schlitz30 eine Vielzahl von Leitersegmenten auf, die gegenüber dem Statorkern32 durch Isolatoren34 isoliert sind. - Die Statorwicklung besteht aus einer Vielzahl von U-gestalteten Leitersegmenten
33 , die aus einem runden Kupferdraht gebildet sind, die in einem vorgeschriebenen Muster verbunden sind. Wie in3 gezeigt ist, besitzt jedes Leitersegment33 einen durchgehenden U-gestalteten Kreuzungsabschnitt33b , ein Paar von Schlitzabschnitten33a und ein Paar von Verbindungsabschnitten33c . Der U-gestaltete Abschnitt33b ist an einem axialen Ende des Statorkernes32 angeordnet und verbindet durchgehend einen im Schlitz gelegenen Abschnitt33a des Paares, der in einem Schlitz30 angeordnet ist, mit dem anderen im Schlitz gelegenen Abschnitt33a , der in dem anderen Schlitz30 gelegen ist. Jeder Verbindungsabschnitt33c des Paares der Verbindungsabschnitte erstreckt sich von einem der oben genannten im Schlitz befindlichen Abschnitt33a aus und ist an dem anderen axialen Ende des Statorkernes32 gelegen, um jeweils mit dem anderen Verbindungsabschnitt des anderen Segments33 verschweißt zu werden, welches sich von einem verschiedenen einen der Schlitze30 aus erstreckt. - Wie in
4 gezeigt ist, ist der Isolator34 aus einem allgemein rechteckförmigen Isolierblatt hergestellt, welches sich axial erstreckende Seiten besitzt, die sich einander überlappen und zwar an dem Uberlappungsabschnitt34a , um einen sich axial erstreckenden Zylinder zu formen. Die Isolatoren34 werden von einem axialen Ende des Statorkernes32 in die Schlitze30 eingeschoben, wobei die sich überlappenden Abschnitte34a an der radial äußeren Wand der Schlitze30 zu liegen kommen, so daß die Schlitzöffnungen35 jeweils durch die Verschlußabschnitte34b verschlossen werden. Die Überlappungsabschnitte34a können irgendwo anders als in den Schlitzöffnungen35 angeordnet sein, um die gleiche Wirkung wie sie oben erläutert ist, zu erzielen. - Danach werden die Segmente
33 in die Schlitze30 von einem Ende des Statorkernes32 aus eingeführt, so daß zwei im Schlitz vorhandene Abschnitte33a jeweils in zwei Schlitze30 eingeführt werden, die gemäß einer vorgeschriebenen Polteilung voneinander beabstandet sind. - Dann werden die Verbindungsabschnitte
33c in entgegengesetzter Richtung in der Umfangsrichtung gebogen, wie dies durch unterbrochene Linien in3 gezeigt ist, und werden verbunden, um eine Dreiphasen-Wechselstromwicklung zu bilden. - Es werden somit die Schlitzöffnungen
35 ohne Bildung von Spalten verschlossen und die Segmente33 werden innerhalb der Schlitze30 zurückgehalten, ohne dabei irgendwelche spezifischen Festhalteteile verwenden zu müssen. Da es nicht erforderlich ist, getrennte keilförmige Teile in die Schlitze30 gemäß einem Preßsitz einzubringen, kann irgendeine Beschädigung der Segmente33 wie beispielsweise ein Zerkratzen oder Probleme beim Einschieben solcher Teile vermieden werden. Darüber hinaus kann auch der Raumfaktor der Leitersegmente33 in den Schlitzen vergrößert werden. - Die Segmente
33 und die Isolatoren34 können in einfacher Weise in die Schlitze30 von dem gleichen axialen Ende des Statorkernes32 aus eingeführt werden und zwar aneinanderhängend oder auch getrennt. Es ist daher möglich, die Segmente33 in die Schlitze30 in der richtigen Reihenfolge einzubringen, um den Raumfaktor zu erhöhen, was zu einer Reduzierung im Widerstand der Statorwicklung führt und auch zu einer hohen Ausgangsleistung des Wechselstromgenerators führt. - Wie in
5 gezeigt ist, kann das U-gestaltete Segment33 aus einem Leiterdraht mit einer rechteckförmigen Gestalt im Querschnitt hergestellt werden, welches an den Schlitz30 angepaßt ist. Die Uberlappungsabschnitte34a werden in bevorzugter Weise auf der radialen Linie positioniert, mit der die Segmente33 ausgerichtet sind, wie dies in2 gezeigt ist, da der Überlappungsabschnitt33a sicher nach unten gedrückt wird und zwar durch die ausgerichteten Segmente33 . - Die Größe und die Gestalt der rohrförmigen Isolatoren
34 und der rechteckförmigen Segmente entsprechen denjenigen des Schlitzes30 , wodurch unnötige Spalte reduziert werden. - Da die Segmente
33 durch Reibungskraft über die Isolatoren34 festgehalten werden, kann auch der Vibrationswiderstand verbessert werden. - Die Isolatoren
34 können in die Schlitze30 von den Schlitzöffnungen35 her eingeführt werden und zwar anstelle einer Einführung vom axialen Ende des Statorkernes her. Die Segmente33 zusammen mit den Isolatoren34 können also von den Schlitzöffnungen35 her eingeschoben werden. - Eine Vielzahl der im Schlitz vorhandenen Abschnitte
33a können durch ein Isolatorblatt34 umwickelt sein oder können bereits im voraus in den rohrförmigen Isolator34 eingeschoben sein. Die Statorwicklung kann auch mit Hilfe eines durchgehenden Drahtes in einer gut bekannten Weise ausgebildet sein. In diesem Fall sind eine vorgeschriebene Anzahl von Windungen im voraus ausgebildet und werden durch die Blattisolatoren34 umwickelt. Danach werden sie in die Schlitze30 von den Schlitzöffnungen35 her eingeführt. Die Isolatoren34 werden gedreht, so daß die Überlappungsabschnitte34a an dem radialen Außenabschnitt der Schlitze30 angeordnet werden können.
Claims (10)
- Stator eines Wechselstromgenerators für ein Fahrzeug mit: einem Statorkern (
32 ) mit einer Vielzahl von seitenparallelen Schlitzen (30 ) mit einer Öffnung, einer Statorwicklung, die in den Schlitzen (30 ) angeordnet ist, und wobei jeder der Vielzahl der Schlitze (30 ) einen Isolator (34 ) enthält, der die Statorwicklung gegenüber dem Statorkern (32 ) isoliert, wobei jeder der Isolatoren (34 ) einen Außenumfang hat, der dicht an einen der Vielzahl der Schlitze (30 ) anliegend angepaßt ist, und wobei jeder der Isolatoren (34 ) aus einer Rolle aus einem rechteckförmigen Blatt geformt ist, welches einen Überlappungsabschnitt aufweist, der sich entlang der Statorwicklung erstreckt; dadurch gekennzeichnet, daß der Überlappungsabschnitt (34a ) an einer Wand des seitenparallelen Schlitzes (30 ) angeordnet ist, so daß dieser durch die Statorwicklung nach unten gedrückt wird. - Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlappungsabschnitt an einem begrenzten Bereich des äußeren Umfangs angeordnet ist und eng in einen der Vielzahl der Schlitze eingepaßt ist.
- Stator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Uberlappungsabschnitt auf der gleichen radialen Linie angeordnet ist, auf der die Segmente (
33 ) ausgerichtet sind und zwar in einem der Vielzahl der Schlitze gegenüber der Offnung. - Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Isolatoren (
34 ) aus einer Rolle aus einem rechteckförmigen Blatt besteht mit sich gegenüberliegenden Seiten (34a ), die sich einander überlappen, so daß dieses Blatt in den inneren Umfang des Schlitzes (30 ) eingepaßt ist, und daß ein Verschlußabschnitt (34b ) an einem Abschnitt ausgebildet ist, der ein anderer ist als die sich überlappenden gegenüberliegenden Seiten (34a ). - Stator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die sich gegenüberliegenden Seiten (
34a ) an einer radialen Außenseite des Schlitzes (30 ) angeordnet sind. - Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolator (
34 ) aus einem rohrförmigen Teil besteht. - Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der elektrischen Leiter (
33 ) miteinander zur Bildung einer Statorwicklung verbunden sind. - Stator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die im Schlitz vorhandenen Abschnitte (
33a ) Querschnitte aufweisen, die in die Schlitze (30 ) eingepaßt bzw. an diese angepaßt sind. - Verfahren zur Herstellung eines Stators nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bündel von im Schlitz befindlichen Abschnitten (
33a ) durch jeden der Isolatoren (34 ) umschlossen wird, jeder der Isolatoren (34 ) in einem der Schlitze (30 ) zusammen mit dem Bündel der im Schlitz angeordneten Abschnitte (34 ) eingeschoben wird, und Verbindungsabschnitte (33c ), die sich von dem Bündel der im Schlitz angeordneten Abschnitte (33a ) aus erstrecken, zur Bildung der Statorwicklung miteinander verbunden werden. - Verfahren zur Herstellung eines Stators nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Isolatoren (
34 ) in einen der Schlitze (30 ) eingeschoben wird und dicht anliegend an der inneren Umfangsfläche der Schlitze angeordnet wird und die Öffnungen (35 ) der Schlitze (30 ) verschließt, die Leiter (33 ) in die Schlitze (30 ) von einem axialen Ende des Statorkernes (32 ) aus eingeführt werden, und die Verbindungsabschnitte (33c ), die sich von den im Schlitz befindlichen Abschnitten (33a ) aus erstrecken, miteinander zur Bildung der Statorwicklung verbunden werden.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8363 | Opposition against the patent | ||
8381 | Inventor (new situation) |
Inventor name: ISHIDA, HIROSHI, KARIYA-CITY, AICHI-PREF., 448-866 Inventor name: MATSUBARA, SHINICHI, C/O DENSO CORPORATION, KARIYA |
|
8331 | Complete revocation |