DE7012107U - CLAW POLE DESIGN GENERATOR DRIVEN BY A COMBUSTION ENGINE. - Google Patents

CLAW POLE DESIGN GENERATOR DRIVEN BY A COMBUSTION ENGINE.

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    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/203—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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Description

Licentia Pat ent-Verwaltungs-G .m.b .H. 6 Frankfurt/Main 70, Theodor-Stern-Xai 1Licentia Pat ent-Verwaltungs-G .m.b .H. 6 Frankfurt / Main 70, Theodor-Stern-Xai 1

11370/16 1. April 1970 11370/16 April 1, 1970

"Von einem Verbrennungsmotor angetriebene.«.- Generator in Klauenpolbtfuart""Powered by an internal combustion engine." .- Generator in Claw pole fuart "

Die Neuerung bezieht sich auf einen von einem Verbrennungsmotor angetriebenenen Generator iiz Klauenpolbauart zur Bord— netzversorgung von Fahrzeugen.The innovation relates to a generator driven by an internal combustion engine in the form of a claw pole type on board. power supply for vehicles.

In den letzten Jahren iiaben sich in ."zunehmendem Maße Klauenpolgeneratoren als Drehstrom-Lichtmaschinen für die Bordnetzversorgung von Fahrzeugen durchgesetzt. Der Antrieb dieser Generatoren erfolgt ebenso wie bei den früher allgemein, heute nur noch für kleinere Leistungen üblichen Gleichstrom— maschinen über einen Riementrieb vom Motor des Fahrzeugs aus.In recent years there has been an increasing number of claw pole generators as three-phase alternators for the on-board power supply of vehicles. The drive of this Generators are carried out in the same way as with the direct current that used to be common, nowadays only common for smaller powers— machines via a belt drive from the vehicle's engine.

Diese Generatoren sind luftgekühlt und weisen dafür ein vom Motor mitangetriebenes Lüfterrad auf. Gelegentlich wird die Luftkühlung auch durch Fremdbelüftung sichergestellt. Weiterhin weisen diese Generatoren auf beiden Stirnseiten je ein Wälzlager auf, wobei das antriebsseitige, der Antriebs-Riemenscheibe benachbarte Lager sehr groß bemessen werden muß, um die Zug- und Vorspannkräfte des Riemens aufzunehmen.These generators are air-cooled and have a from Motor driven fan wheel on. Occasionally, the air cooling is also ensured by external ventilation. Farther these generators each have a roller bearing on both end faces, the drive-side, the drive pulley adjacent bearings must be made very large in order to absorb the tensile and pretensioning forces of the belt.

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Die vorgenannten Maßnahmen, d.h. die für den Antrieb, die Lagerung und die Lüftung vorzusehenden Bauelemente, bedingen, daß die bekannten Generatoren eine verhältnismäßig große Baulänge aufweisen, die sich bei den im Motorraum von Fahrzeugen bedingten engen Platzverhältnissen sehr störend auswirkt. Die Luftkühlung hat zudem den Nachteil, daß die von der Kühlluft bestrichenen Bauteile des Generators atmosphärischen Einflüssen ausgesetzt sind und mit der Luft, beispielsweise Staub und Schmutz sowie Öldämpfe angesaugt werden können, wodurch feste, die Kühlung erheblich beeinträchtigende Ablagerungen im Generator verursacht werden können. Weiterhin ist nachteilig, daß wartungsbedürftige Lager, die nur mit Fett geschmiert werden können, vorhanden sind. Normalerweise begnügt man sich hierbei mit einer einmaligen Fettfüllung der Wälzlager, wodurch entsprechend verkürzte überholintervalle vorgesehen werden müssen.The aforementioned measures, i.e. those for the drive, the Storage and ventilation to be provided components require that the known generators a relatively have great overall length, which is very much in the tight space conditions in the engine compartment of vehicles has a disruptive effect. Air cooling also has the disadvantage that the components of the generator that are swept by the cooling air are exposed to atmospheric influences and sucked in with the air, for example dust and dirt as well as oil vapors which can cause solid deposits in the generator, which have a considerable negative impact on cooling be able. Another disadvantage is that they require maintenance Bearings that can only be lubricated with grease are present. Usually one is content with one One-time grease filling of the rolling bearings, which means that correspondingly shorter overtaking intervals must be provided.

Für Bahnfahrzeuge sind zwar schon Klauenpolgeneratoren bekannt, die als sogenannte Topfgeneratoren direkt auf das Achslager aufgesetzt werden. Bei dieser Anordnung ist der Klauenpolläufer freifliegend auf der verlängerten Getriebewelle angeordnet und der Ständer umgibt den Läufer in Form eines stirnseitig am Getriebegehäuse angeflanschten Topfes. Der Vorteil dieser Anordnung ist, daß die Lagerstellen im Generator entfallen und der Generator-Innenraum nach außen Tz.i.12. hearse use Ji abga^i/tlitct ist- Die TCrThT-im<r erfolgt bei dieser bekannten Anordnung durch den Fahrtwind, wobei die Oberfläche des Gehäuses durch Rippen vergrößert ist.Claw-pole generators are already known for rail vehicles, which are placed directly on the axle bearing as so-called pot generators . In this arrangement, the claw pole rotor is arranged in a free-floating manner on the extended gear shaft and the stator surrounds the rotor in the form of a pot flanged to the gear housing on the end face. The advantage of this arrangement is that there are no bearing points in the generator and the interior of the generator faces the outside, Item 12. hearse use Ji abga ^ i / tlitct ist- The TCrThT - im <r takes place in this known arrangement through the airstream, whereby the surface of the housing is enlarged by ribs.

Diese bekannte Bauart auch auf s<xche Generatoren Anzuwenden, die als Drehstrom-Lichtmaschinen für die Bordnetzversorgung von durch Verbrennungsmotoren angetriebene Fanrzeuge eingesetzt sind, ist bisher deshalb unterblieben, weil diese Generatoren im Motorraum angeordnet -werden müssen ixnd dort eine ausreichende Kühlnxng nicht mehr gewährleistet isi;.This well-known design can also be used on sexy generators, which are used as three-phase alternators for the on-board power supply for fan tools driven by internal combustion engines has so far been omitted because these generators have to be arranged in the engine compartment and there Adequate cooling is no longer guaranteed.

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- 3 HH 70/16- 3 HH 70/16

Die der Neuerung zugrunde liegende Aufgabe besteht daher darin, hier Abhilfe zu schaffen und durch geeignete Ausbildung der Kühlung die für Bahnfahrzeuge bekannte Topfbauart der Klauenpolgeneratoren auch auf Generatoren zur Bordnetzversorgung von durch Verbrennungsmotoren angetriebene Fahrzeuge anwendbar zu machen.The task on which the innovation is based is therefore to remedy this situation and through appropriate training For cooling, the pot design of the claw pole generators known for rail vehicles is also used for generators To make on-board power supply of vehicles driven by internal combustion engines applicable.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Läufer des Generators in an sich bekannter Weise auf einem freien Ende der Antriebswelle fliegend angeordnet ist und daß das den Ständer enthalteide Gehäuse als am Motorgehäuse angeflanschtes Topfgehäuse ausgebildet ist und Kühlkanäle zur Führung von aus dem Verbrennungsmotor entnommenen Kühl- und/oder Schmieröl aufweist.This object is achieved in that the rotor of the generator is cantilevered in a manner known per se on a free end of the drive shaft and that the stator contain both housings as a pot-type housing flanged to the motor housing is formed and cooling channels for guiding cooling and / or lubricating oil removed from the internal combustion engine having.

In weiterer Ausbildung der Neuerung wird vorgeschlagen, daß die Kühlkanäle am Außenumfang des Gehäuses schraubenlinienförmig angeordnet sind» Eine bevorzugte Ausführungsform der Neuerung besteht darin, den Generator bürstenlos auszuführen. In diesem Fall soll eine derartige Führung der Kühl-Kanäle vorgesehen sein, daß die in der stationär angeordneten Erregerspule erzeugte Verlustwärme von dem Kühlöl mit abgeführt wird. Wenn der Generator mit Gleichrichtern am Ausgang der Ankerwicklung zur Verwendung als Drehstrom-Lichtmaschine ausgerüstet ist, sollen die Gleichrichter gemäß der Neuerung am Umfang des Gehäuses im Bereich der Kühlkanäle angeordnet sein, so daß auch deren Verlustwärme durch das Kühlöl abgeführt wird.In a further development of the innovation it is proposed that the cooling channels on the outer circumference of the housing be helical are arranged »A preferred embodiment of the The innovation is that the generator is brushless. In this case, the cooling channels should be guided in this way it can be provided that the heat loss generated in the stationary excitation coil is also dissipated from the cooling oil will. If the generator with rectifiers at the output of the armature winding for use as a three-phase alternator is equipped, the rectifier should be arranged according to the innovation on the circumference of the housing in the area of the cooling channels so that their heat loss is dissipated by the cooling oil.

Durch die neuerungsgemäß vorgesehene Ölkühlung wird erreicht, daß nun auch die im Motorraum von durch Verbrennungsmotoren angetriebenen Fahrzeuge angeordneten Generatoren als Topfgeneratoren ausgeführt werden können. Da die Querschnitte im Generator ausreichend groß bemessen werden können, wird anAs a result of the oil cooling provided according to the invention, it is now also achieved in the engine compartment by internal combustion engines Generators arranged in powered vehicles can be designed as pot generators. Since the cross-sections in Generator can be dimensioned sufficiently large, is on

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die Reinheit des verwendeten Kühlöls keine besonderen Anfor-r derungen gestellt, so daß Öl aus dein !Motorölkreislauf entnommen -werden kann. Dieses 01 hat zwar eine relativ hohe Temperatur von normalerweise 80 bis 100 C, jedoch ist dies kein Nachteil, da Flüssigkeitskühlung gegenüber der Luftkühlung eine wesentlich höhere Wärmeabfuhr erlaubt. Auf diese Weise wird nur ein sehr geringes Wärinegefalle im Generator erzeugt. Hinzu kommt, daß in den letzten Jahren hochtemperaturbeständige Isolierstoffe entwickelt worden sind, die bis zu 200 C und darüber eine praktisch unbegrenzte Lebensdauer aufweisen.the purity of the cooling oil used has no special requirements changes, so that oil is taken from your engine oil circuit -can be. This oil has a relatively high temperature of normally 80 to 100 C, but it is no disadvantage, since liquid cooling allows much higher heat dissipation compared to air cooling. To this Way, there is only a very small heat drop in the generator generated. In addition, high temperature resistant insulating materials have been developed in recent years that up to have a practically unlimited service life up to 200 C and above.

Die Neuerung schafft somit einen Generator, der infolge des Fehlens von Lager- oder Verschleißstellen keine Wartung mehr erfordert und dessen Verlustwärme sehr wirkungsvoll abgeführt wird. Neben dem vollständigen Schutz gegen atmosphärische Einflüsse und Verschmutzungen besticht vor allem eine entscheidende Reduzierung der Baulänge des Generators.The innovation thus creates a generator that no longer needs maintenance due to the lack of bearing or wear points and whose heat loss is dissipated very effectively. In addition to full protection against atmospheric Influences and contamination are particularly impressive due to the decisive reduction in the overall length of the generator.

Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung ist an Hand der Zeichnung, die den neuerungsgemäßen Generator im Längsschnitt zeigt, dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.An embodiment of the innovation is based on the drawing, which shows the generator according to the invention in longitudinal section, shown and explained in more detail below.

Mit 1 ist eine Stirnwand eines Gehäuses des den Antrieb bildenden Fahrzeugmotors bezeichnet. Dieser Antrieb weist ein frsies, kegelförmig ausgebildetes Wellenende 2 auf, auf dem der Läufer 3 des Generators mit einer entsprechend ausgebildeten Bohrung mittels Befestigungselementen 19 starr befestigt ist. Die Induzierung des Ständerblechpaketes 4 mit seiner Wicklung 5 erfolgt in bekannter Weise über die Klauen 6 des Läufers 3· Dabei wird der magnetische Fluß von einer Erregerspule 7, die auf einem Wicklungsträger 8 sitzt, erzeugt. Die elektrisch aktiven Teile des Ständers, vie Blechpaket 4,1 with an end wall of a housing of the vehicle engine forming the drive is designated. This drive instructs frieze, conical shaft end 2 on which the rotor 3 of the generator with a correspondingly formed Bore fixed rigidly by means of fasteners 19 is. The induction of the stator core 4 with its winding 5 takes place in a known manner via the claws 6 of the Rotor 3 · The magnetic flux is generated by an excitation coil 7, which is seated on a winding carrier 8. the electrically active parts of the stator, like laminated core 4,

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Wicklung 5, Erregerwicklung 7 «nd Wicklungsträger 8 irerden von einem topfförmigen Gehäuse 9 umgeben, das mit
einem Flansch 11 an der Stirnfläche 1 des Motorgehäuses
befestigt ist. Am Außenumfang des Gehäuses 9 sind Kühlkanal 12 bzw. l6 angeordnet, die in Schraubenlinienforin
um das Gehäuse gerührt sind. Dabei sind die !kühlkanal e 12
mit der ia <sahäus«£iansch 11 verlegten Olzuführuiig: 10 und
die Kühlkanäle l6 mit einer eben solchen, hier nicht dargestellten Ölabführung verbunden. Die beiden Kühlkanäle 12
und l6 sind durch zwei axial nebeneinander liegende, schraaibenlinienförmige Umfangsnuten hergestellt, die durch ein
Blech 20 abgedeckt sind. Von dem Kühlkanal 12 führt eine
Kühlleitung 13 zu einem in dem Wickelungsträger 8 vorgesehenen Ringraiun l4, vo das Kühlöl die Verlustwärme der Erregerwicklung 7 aufnimmt. "Von dort wird das Kühlöl über eine Leitung 15, die hier nicht vollständig dargestellt ist, aber ähnlich «ie die Leitung 13 angeordnet ist, zu dem schraubenlinienförmig en Kühlkanal l6 und von dort in den Kühlölablaß
geleitet. Am Außenumfang des Gehäuses 9 sind Ausgangsgleich— richter 17 und l8 derart angeordnet, daß auch diese ihre Ver lust-wärme an das Kühlöl abgeben können. Während der Gleichrichter l8 der Kühlleitung 13 direkt benachbart ist, ist für den Gleichrichter 17 ein besonderer Kühlmittelraum 22 vorgesehen, der mit dem Kühlkanal l6 durch einen Verbindungskanal 21 verbunden ist.Winding 5, exciter winding 7 and winding carrier 8 are earthed by a pot-shaped housing 9, which is surrounded by
a flange 11 on the end face 1 of the motor housing
is attached. On the outer circumference of the housing 9 cooling ducts 12 and l6 are arranged in a helical shape
are stirred around the housing. The! Cooling ducts e 12
with the ia <sahäus «jansch 11 laid oil feeds: 10 and
the cooling channels l6 are connected to such an oil drain, not shown here. The two cooling channels 12
and l6 are made by two axially adjacent, helical circumferential grooves, which by a
Sheet 20 are covered. One leads from the cooling channel 12
Cooling line 13 to a ring rail l4 provided in the winding support 8, from which the cooling oil absorbs the heat lost from the excitation winding 7. From there, the cooling oil is fed via a line 15, which is not shown in full here, but is arranged similarly to the line 13, to the helical cooling channel 16 and from there to the cooling oil drain
directed. Output rectifiers 17 and 18 are arranged on the outer circumference of the housing 9 in such a way that they too can give off their lost heat to the cooling oil. While the rectifier 18 is directly adjacent to the cooling line 13, a special coolant space 22 is provided for the rectifier 17, which is connected to the cooling channel 16 by a connecting channel 21.

0 Seiten Beschreibung
5 Schutzansprüche 0 pages description
5 claims for protection

1 Bl. Zeichnung mit 1 Figur1 sheet. Drawing with 1 figure

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Claims (2)

m"7D /l f\" HINWEIS: Diese Unterlege. jBii rhi riTKini ji ιί Sdnjrzonspf-) ist dbziileizreuigereichleisie weicht von, der Wortfossung der ι U/ J-">, ursprunglich eingereichten_vUnterldaen"oD: Die jechilidie Bedeutung der^Abweichung-isl· nicht geprüft. Die ursprünglich ein-5 . gefeichten .Unterlagen'befinden "sich in den AmtsciTcten. Sie" können fieeerzeit ohne Nachweis eines rechtlichen Interesses gebühr ^ * :renfrei eingesehen "werdert.^Auf Antrag werden hiervbri.ouch Fotokopien odercRlmnegativV'ZUJ'deh üblichen Preisen geliefert. - G 43*4 (6^9) , '"'^' - .-. :rf D«rtidWs ?ä«r· -; ~ -*' Neue Schutzansprüchem "7D / l f \" NOTE: This washer. jBii rhi riTKini ji ιί Sdnjrzonspf-) is dbziileizreuigereichleisie deviates from, the word composition of the ι U / J - ">, originally submitted_vUnterldaen" oD: The jechilidie meaning of the ^ deviation-isl · not checked. The originally a-5. Confirmed "documents" are "in the official ciTcts. They" can be viewed free of charge "at any time without proof of legal interest. 4 (6 ^ 9), '"' ^ '- .-. : rf D «rtidWs? ä« r · -; ~ - * 'New claims for protection 1. Von einem Verbrennungsmotor angetriebener Generator in Klauenpolbauart zur Bordnetzversorgung von Fahrzeugen, mit einem Läufer3 der auf einem freien Ende der Antriebswelle fliegend angeordnet ist. und dessen Gehäuse als ein am Motorgehäuse angeflanschtes Topfgehäuse ausgebildet ist. dadurch gekennzeichnet, daß das TcjäTgehäuse (9) zur Kühlung des Generators Kühlkanale (12, l6) zur Führung von aus dem Verbrennungsmotor entnommenen. KiLhl- und/oder Schmieröl auf-■weist. 1. A claw pole type generator driven by an internal combustion engine for supplying on-board electrical systems to vehicles, with a rotor 3 which is overhung on a free end of the drive shaft. and the housing of which is designed as a pot-type housing flanged to the motor housing. characterized in that the TcjäTgehäuse (9) for cooling the generator cooling ducts (12, 16) for guiding from the internal combustion engine removed. Cooling and / or lubricating oil. 2. Generator nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet: daß die EüMLkanäle (12, l6) am Anßenumfang des Gehäuses (9) schraubenlinienförmig angeordnet sind.2. Generator according to claim 1, characterized in : that the EüMLkanäle (12, l6) are arranged helically on the outer circumference of the housing (9). 3- Generator nach den Anspx-üchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator bürstenlos ausgeführt ist.3- generator according to claims 1 and 2, characterized that the generator is brushless. h. Generator nach Ansprach 3, gekennzeichnet durch eine derartige Führung der Ivühlkanäle (12, 16), daß die in. der Stationär angeordneten Erre^erspule (7) erzeugte Verlusträrme dem KühlÖl mit abgeführt wird. H. Generator according to spoke 3, characterized by such a routing of the cooling channels (12, 16) that the heat loss generated in the stationary coil (7) is carried away with the cooling oil. 5« Generator nach den Ansprüchen 1 bis 4 mit Gleichrichtern am Ausgang der Ankerwicklung zur Verwendung als Di-ehstrom-Lichtmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichter {17, ΐβ) am Umfang des Gehäuses (9) im Bereich der Eüblkanäle (12, 13) angeordnet sind.5 «generator according to claims 1 to 4 with rectifiers on Output of the armature winding for use as a di-electric alternator, characterized in that the rectifier {17, ΐβ) on the circumference of the housing (9) in the area of the Eüblkanäle (12, 13) are arranged. Licentia Pa-cent-Vei-waltuiigs-GmbH-Licentia Pa-cent-Vei-waltuiigs-GmbH- 701210719.11.70701210719.11.70
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