DE7831242U1

DE7831242U1 - ELECTRIC MACHINE

Info

Publication number: DE7831242U1
Application number: DE19787831242
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-10-20
Filing date: 1978-10-20
Publication date: 1979-04-05

Description

R. 5O6U
6.IO.I978 Chr/SmR. 506U
6.IO.I978 Chr / Sm

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Elektrische Maschine ZusammenfassungElectric machine summary

Es wird eine elektrische Maschine vorgeschlagen, bei der eines der Lagerschilder flache Streben aufweist, die gegenüber der Längsachse der Maschinenwelle schräg gestellt sind. Damit wird ein verbesserter Durchsatz von Kühlluft durch die Maschine erreicht. Eine solche Maschine ist besonders als Drehstromgenerator für
Kraftfahrzeuge geeignet.An electrical machine is proposed in which one of the end shields has flat struts which are inclined with respect to the longitudinal axis of the machine shaft. This improves the throughput of cooling air through the machine. Such a machine is especially useful as a three-phase generator
Suitable for motor vehicles.

• ft C• ft C

R. 5 06 4
6.IO.1978 Chr/SmR. 5 06 4
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ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Elektrische Maschine Stand der TechnikElectric machine State of the art

Die Erfindung geht aus von einer elektrischen Maschine nach der Gattung des Hauptanspruches. Elektrische Maschinen, durch die mit Hilfe eines Lüfters Kühlluft gezogen oder geblasen wird, weisen oft Lagerschilder mit Ausnehmungen für den Durchsatz der Kühlluft auf. Oft sind diese Ausnehmungen lediglich Löcher im Lagerschild, manchmal sind auch zwischen der Lagerbüchse und dem Umfang des Lagerschildes Streben vorgesehen. Diese Streben stehen aber quer zum Kühlluftstrom und setzen daher dem Kühlluftstrom einen hohen Strömungswiderstand entgegen. Die Folge davon ist, daß dieThe invention is based on an electrical machine according to the preamble of the main claim. Electric Machines through which cooling air is drawn or blown with the help of a fan often have end shields with recesses for the throughput of the cooling air. Often these recesses are just holes in the end shield, sometimes struts are also provided between the bearing bush and the periphery of the end shield. However, these struts are perpendicular to the cooling air flow and therefore impose a high flow resistance on the cooling air flow opposite. The consequence of this is that the

- 2 - R. 5061»- 2 - R. 5061 »

,' Chr/Sm, 'Chr / Sm

y Maschine nicht ausreichend gekühlt werden kann und daher y The machine cannot be cooled sufficiently and therefore

H der Lüfter größer und stärker dimensioniert werden muß. H the fan must be dimensioned larger and stronger.

; Vorteile der Erfindung ; Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der Luftwiderstand, den dieThe electrical machine according to the invention with the characterizing features of the main claim has on the other hand the advantage that the air resistance that the

'■· Streben des Lagerschildes der strömenden Kühlluft entgegensetzt, sehr gering ist. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß das Lagerschild ohne große Änderungen der bisherigen Fertigungstechnik hergestellt werden kann Bei der erfindungsgemäßen Maschine ist der Durchsatz von Kühlluft so verbessert, daß gegenüber den herkömmlichen Maschinen nur ein kleinerer Lüfter erforderlich ist. '■ · The struts of the end shield opposed to the flowing cooling air, is very small. Another advantage is that the end shield can be manufactured without major changes to the previous manufacturing technology. In the machine according to the invention, the throughput of cooling air is so improved that only a smaller fan is required compared to conventional machines.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Maschine möglich. Vorteilhaft ist es, die Streben möglichst dünn "■> zu gestalten. Dies läßt sich besonders leicht bei einem Lagerschild aus Blech verwirklichen. Zweckmäßigerweise werden die Streben so weit schräg gestellt, daß der Luftwiderstand bei dem am häufigsten vorkommenden Drehzahlen den kleinsten Wert erreicht. Der höchste Wirkungsgrad wird erreicht, wenn die Streben wie bei Turbinen als Luftleitschaufeln ausgebildet sind und als Querschnitt eine strömungsgünstige Profilform haben. Es empfiehlt sich - wie bei Turbinen -, die Streben nach der Art eines Schaufelgitters anzuordnen. Bei gleichen Abmessungen des Lüfters wird bei der erfindungsgemäßen Maschine ein höherer Luftdurchsatz erreicht, bei gleichem Luftdurchsatz entfällt auf die Antriebslei-The measures listed in the subclaims are advantageous developments and improvements the machine specified in the main claim is possible. It is advantageous to make the struts as thin as possible "■> to design. This is particularly easy to do with realize a bearing shield made of sheet metal. Appropriately, the struts are placed so far that the air resistance at the most frequently occurring engine speed reaches the lowest value. The highest Efficiency is achieved when the struts are designed as air guide vanes, as in the case of turbines, and as Cross-section have a flow-favorable profile shape. As with turbines, it is advisable to strive for to be arranged in the manner of a shovel grille. With the same dimensions of the fan is in the invention Machine achieves a higher air throughput, with the same air throughput there is no need for the drive line

- 3 - R. 5061+- 3 - R. 5061+

Chr/SraChr / Sra

stung für den Lüfter ein geringerer Anteil. Bei einem höheren Luftdurchsatz werden alle Bauelemente der elektrischen Maschine, bei Drehstromgeneratoren also beispielsweise auch der Gleichrichter und der Spannungsregler, besser gekühlt und erreichen damit nur eine geringere Betriebstemperatur als bei den bisher üblichen Maschinen.performance for the fan is a smaller proportion. With a higher air flow, all components of the electrical machine, in the case of three-phase generators, for example, also the rectifier and the voltage regulator, better cooled and thus only reach a lower operating temperature than with the previous ones usual machines.

/- Zeichnung / - drawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in ^r nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Figur 1 zeigt eine Übersicht über einen Drehstromgenerator, Figur 2 eine Einzelheit, nämlich die Draufsicht auf ein Lagerschild, in den Figuren 3 und k sind ein erstes und ein zweites Ausführungsbeispiel eines Lagerschildes mit schräg gestellten Streben, teilweise geschnitten, zu sehen.Embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. Figure 1 shows an overview of a three-phase generator, Figure 2 shows a detail, namely the top view of a bearing plate, in Figures 3 and k , a first and a second embodiment of a bearing plate with inclined struts, partially cut, can be seen.

Description of the exemplary embodiments

Der Drehstromgenerator in Figur 1 umfaßt zunächst ein Maschinengehäuse mit dem Gehäusemantel 11, dem Tragarm 12, dem Schwenkarm 13 und dem ersten Lagerschild Ik und dem zweiten Lagerschild 15. Im ersten Lagerschild Ik ist in einer ersten Lagerbüchse 16 ein erstes Lager 17, im zweiten Lagerschild 15 in einer zweiten Lagerbüchse l8 ein zweites Lager 19 eingelassen. In den Lagern 17, 19 ist eine Maschinenwelle 21 gelagert. In den Gehäusemantel 11 ist ein Ständer 22 mit der Ständerwicklung 23 eingesetzt. Die Maschinenwelle 21 trägt einen Läufer mit einem Kern 24, Polrädern 25 und einer Erregerwicklung 26. Weiter sind auf die Maschinenwelle 21 mit Hilfe einer Mutter 27, einer Riemenscheibe 28 undThe alternator in Figure 1 initially comprises a machine housing with the housing shell 11, the support arm 12, the pivot arm 13 and the first end shield Ik and the second end shield 15. In the first end shield Ik is a first bearing bush 16 in a first bearing 17, in the second end shield 15, a second bearing 19 is embedded in a second bearing bush 18. A machine shaft 21 is mounted in the bearings 17, 19. A stator 22 with the stator winding 23 is inserted into the housing jacket 11. The machine shaft 21 carries a rotor with a core 24, pole wheels 25 and an excitation winding 26. Further, on the machine shaft 21 with the aid of a nut 27, a pulley 28 and

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-4- R. 5061»-4- R. 5061 »

Chr/SmChr / Sm

ein Lüfterrad 29 befestigt. Die Enden der Erregerwicklung 26 sind an Schleifringe 31 angeschlossen, die ebenfalls auf der Maschinenwelle 21 sitzen. Die Stromzuführung zu den Schleifringen 31 erfolgt über eine Baueinheit aus einem Spannungsregler 32 und einem Bürstenhalter 33. Der Ständerwicklung 23 ist ein Gleichrichter mit Dioden 33 nachgeschaltet. Die beiden Lagerschilde 14 'und 15 weisen Öffnungen 3*1., 35 zum Durchsatz der Kühlluft auf.a fan wheel 29 is attached. The ends of the field winding 26 are connected to slip rings 31 which also sit on the machine shaft 21. The power supply to the slip rings 31 takes place via a Assembly of a voltage regulator 32 and a brush holder 33. The stator winding 23 is a Rectifier with diodes 33 connected downstream. The two end shields 14 'and 15 have openings 3 * 1., 35 to Throughput of the cooling air.

Figur 2 zeigt das erste Lagerschild 14 in der Draufsicht. In der Mitte des Lagerschildes 14 ist die Lagerbüchse 16 mit dem Lager 17 zu sehen. An die Lagerbüchse l6 schließen sich radiale Streben 36 an. Zwischen den Streben 36 befinden sich die Öffnungen 34. Die äußere Umgrenzung des Lagerschildes 14 bildet der Umfangsbereich 37· Im Umfangsbereich 37 sind Ausnehmungen 38 vorgesehen, die zur Aufnahme, von Befestigungsmitteln, beispielsweise Schrauben, zum Befestigen des Lagerschildes 14 am Gehäusemantel 11 dienen.Figure 2 shows the first bearing plate 14 in plan view. In the middle of the end shield 14 is the bearing bush 16 can be seen with the bearing 17. Radial struts 36 adjoin the bearing bush 16. Between The openings 34 are located on the struts 36. The outer boundary of the end shield 14 forms the Circumferential area 37 · There are recesses in the circumferential area 37 38 provided, which are used to hold fasteners, For example, screws are used to fasten the end shield 14 to the housing shell 11.

Figur 3 zeigt eine Einzelheit eines ersten Ausführungsbeispieles, nämlich eine Seitenansicht mit einer geschnittenen Strebe 36. Man sieht, daß die Strebe 36 flach ist und in einem Winkel von etwa 30° aus der Ebene des Lagerschildes 14 herausgedreht ist; es sind jedoch selbstverständlich auch andere Winkel möglich. Der erforderliche Winkel ergibt sich im wesentlichen aus der Geschwindigkeit der durchströmenden Luft und aus der Winkelgeschwindigkeit des Lüfterrades Beim ersten Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist das Lagerschild 14 gegossen oderFigure 3 shows a detail of a first embodiment, namely a side view with a section Strut 36. It can be seen that the strut 36 is flat and at an angle of about 30 ° from the Level of the bearing plate 14 is unscrewed; however, other angles are of course also possible possible. The required angle results essentially from the speed of the air flowing through and from the angular speed of the fan wheel. In the first exemplary embodiment according to FIG Bearing plate 14 cast or

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* ι ι ι f » · * * ι ι ι f »· *

- 5 - R.- 5 - R.

Chr/SmChr / Sm

gespritzt. Die Dicke des Lagerschildes Ik kann so gewählt werden, daß die in Figur 3 gezeigte Lagerbüchse l6 ganz entfallen und durch eine einfache Bohrung ersetzt werden kann.injected. The thickness of the bearing plate Ik can be chosen so that the bearing bush 16 shown in Figure 3 can be omitted entirely and can be replaced by a simple bore.

Figur k zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem das Lagerschild Ik aus einer Blechplatine besteht und die Lagerbüchse. 16 und die Streben 36 beispielsweise /' durch einen Tiefziehvorgang herausgezogen oder heraus-"~ gedruckt sind. Die Öffnung für die Maschinenwelle 21 in der Lagerbüchse l6 und die öffnungen J>k für die Kühlluft werden vor oder nach dem Verformen herausgestanzt, Die gewünschte Funktion, die Luftströmung günstig zu beeinflussen, läßt sich auch durch Lagerschilde Ik₃ 15 erreichen, die durch Prägen, Gesenkschmieden, Fließpressen hergestellt sind.Figure k shows a second embodiment in which the bearing plate Ik consists of a sheet metal plate and the bearing bush. The opening for the machine shaft 21 in the bearing bushing 16 and the openings J> k for the cooling air are punched out before or after the deformation, the desired function Favorably influencing the air flow can also be achieved by means of end shields Ik ₃ 15, which are manufactured by stamping, drop forging, extrusion.

In den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 2 bis k sind sechs Streben 36 verwendet. Selbstverständlich · kann eine andere Anzahl von Streben 36, insbesondere - wie bei •I'urbinen - ein ganzes Schaufelgitter vorgesehen werden.In the exemplary embodiments according to FIGS. 2 to k , six struts 36 are used. Of course, a different number of struts 36 can be provided, in particular - as in the case of turbines - a whole vane grid.

Die Lagerschilde Ik, 15 müssen nicht aus Metall hergestellt sein. Beispielsweise eignet sich Kunststoff, besonders, wenn er-mit einer geeigneten Füllung wie Glasfasern versehen ist, für die Herstellung der Lagerschilde Ik₃ 15·The end shields Ik, 15 do not have to be made of metal. For example, plastic is suitable, especially if it is provided with a suitable filling such as glass fibers, for the production of the end shields Ik ₃ 15 ·

Claims

• · t · · 1 R. 506U 6.IO.1978 Chr / Sm ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1 claims

1. Electrical machine, in particular three-phase generator for motor vehicles, with a machine housing comprising at least one end shield, a Mascninenwelle, bearing bushes for the bearings of the machine shaft and openings for the throughput of cooling air, characterized in that at least one end shield (I ¹ O to form the openings (3 ¹ I) has flat struts (36) between its bearing bush (16) and its peripheral region (37) and these struts (36) are inclined with respect to the longitudinal axis of the machine shaft (21).

- 2 - R.

Chr / Sin

2. Machine according to claim I _3, characterized in that the width of the struts (36) transversely to the direction of the longitudinal axis of the machine shaft (21) is large compared to the thickness of the struts (36) along the direction of the longitudinal axis of the machine shaft (21).

3. Machine according to claim 1 or 2, characterized in that the struts (36) have a flow-favorable profile shape after the type of turbine blades.

I]. Machine according to one of Claims 1 to 3 _5, characterized in that the struts (36) are inclined so far that a maximum throughput of cooling air is achieved when the machine is operated in a medium speed range.

5. Machine according to claim 4, characterized in that the angle of the inclination of the struts (36) opposite the plane of the bearing plate (14) in the order of magnitude of 30 °.

6. Machine according to one of the preceding claims, characterized in that the longitudinal axis of the struts (36) perpendicular to the longitudinal axis of the machine shaft (21) stands.

- 3 - R. 5061 *

Chr / Sm

7. Machine according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing plate (1 * 0 from a Sheet metal blank and the struts (36) by suitable measures such as punching and pressing from the Sheet metal blank are formed.

8. Machine according to one of claims 1 to 6, characterized in that the bearing plate (1 * 0 from optionally is made in a suitable manner provided with a filler plastic.

9. Machine according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of struts (36) is provided, which are arranged in the manner of a blade grille.

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