DE9204516U1 - Plastic capsule for the slip rings of electrical machines - Google Patents
Plastic capsule for the slip rings of electrical machinesInfo
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Description
R. 24141
31.3.1992 Ws/HmR. 24141
31.3.1992 Ws/Hm
ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 30ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 30
Kunststoffkapsel für die Schleifringe elektrischer Maschinen Stand der Technik Plastic capsule for the slip rings of electrical machines State of the art
Die Erfindung geht aus von einer Kunststoffkapsel für die Schleifringe einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Drehstromgenerators für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention is based on a plastic capsule for the slip rings of an electrical machine, in particular a three-phase generator for motor vehicles according to the preamble of the main claim.
Bei einer solchen bekannten Kunststoffkapselung des Schleifringraumes eines Drehstromgenerators für Kraftfahrzeuge (JP-POS 17 87 44/88) ist in dem an der Kapselung angeformten Lager-Passringabschnitt über den Außenring des bürstenseitigen Lagers der Maschine ein Belüftungskanal vorgesehen, der bei Volumenänderung der eingeschlossenen Luft durch Temperaturänderungen den von der Kunststoffkapsel abgeschlossenen Schleifringraum belüftet. Die Einbaulage der Kunststoffkapsel im Lagerschild der elektrischen Maschine ist dabei durch den in eine Öffnung der Kunststoffkapsel ragenden Kohlebürstenhalter vorgegeben. Je nach Einbaulage des Drehstromgenerators im Kraftfahrzeug kann somit der Belüftungskanal im Passringabschnitt der Kunststoffkapsel oben, seitlich oder unten liegen.In such a known plastic encapsulation of the slip ring chamber of a three-phase generator for motor vehicles (JP-POS 17 87 44/88), a ventilation channel is provided in the bearing fitting ring section formed on the encapsulation over the outer ring of the brush-side bearing of the machine, which ventilates the slip ring chamber enclosed by the plastic capsule when the volume of the enclosed air changes due to temperature changes. The installation position of the plastic capsule in the bearing plate of the electrical machine is determined by the carbon brush holder protruding into an opening in the plastic capsule. Depending on the installation position of the three-phase generator in the motor vehicle, the ventilation channel in the fitting ring section of the plastic capsule can be at the top, side or bottom.
- 2 - R. 24141- 2 - R.24141
Dies hat den Nachteil, daß Feuchtigkeit, insbesondere salzhaltiger Nebel in der kälteren Jahreszeit in den Schleifringraum eindringen kann und sich dadurch bei Abkühlung im unteren Bereich der Kunststoffkapsel Kondenswasser bildet. Außerdem kann Spritzwasser durch den Belüftungskanal oder unter Umständen durch das Kugellager in den Schleifringraum gelangen. Wird dabei der Wasserstand in der Kunststoffkapsel so hoch, daß die Schleifringe in Wasser laufen, fällt der Generator durch die dann kurzgeschlossene Erregerwicklung aus.This has the disadvantage that moisture, especially salty mist, can penetrate into the slip ring chamber in the colder seasons and condensation forms in the lower part of the plastic capsule when it cools down. In addition, splash water can get into the slip ring chamber through the ventilation duct or, in some cases, through the ball bearing. If the water level in the plastic capsule becomes so high that the slip rings run into water, the generator will fail due to the excitation winding being short-circuited.
Mit der vorliegenden Lösung wird angestrebt, für den Schleifringraum der elektrischen Maschine einen Wasserablauf an der Kunststoffkapsel unter Beibehaltung von Belüftungskanälen im Passringabschnitt unabhängig von der Einbaulage der Maschine sicherzustellen.The aim of the present solution is to ensure water drainage on the plastic capsule for the slip ring space of the electrical machine while maintaining ventilation channels in the fitting ring section, regardless of the installation position of the machine.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Kunststoffkapsel mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß durch die Vielzahl der gleichmäßig am Umfang verteilten Belüftungskanäle im Passringabschnitt der Kunststoffkapsel jeweils mindestens einer so tief liegt, daß Wasser im Schleifringraum der Kunststoffkapsel über diesen Belüftungskanal abfließen kann. Durch die gleichmäßig verteilte Anordnung der Belüftungskanäle wird somit der Wasserablauf unabhängig von der Einbaulage der elektrischen Maschine sichergestellt. Darüber hinaus gewährleisten die Belüftungskanäle eine Belüftung in einem vom Lagerschild geschützten salznebelarmen Bereich des Generators dadurch, daß insbesondere während des Aussetzbetriebes, bei dem sich die Temperatur des in der Schleifringraum-Kunststoffkapsel eingeschlossenen Luftvolumens regelmäßig ändert, Luft durch die Belüftungskanäle herausgedrückt und wieder angesaugt wird.The plastic capsule according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that, due to the large number of ventilation channels evenly distributed around the circumference in the fitting ring section of the plastic capsule, at least one is so deep that water in the slip ring space of the plastic capsule can drain away via this ventilation channel. The evenly distributed arrangement of the ventilation channels thus ensures that water drains away regardless of the installation position of the electrical machine. In addition, the ventilation channels ensure ventilation in an area of the generator that is protected by the bearing shield and has little salt mist, in that air is pushed out through the ventilation channels and sucked in again, particularly during intermittent operation, when the temperature of the air volume enclosed in the slip ring space plastic capsule changes regularly.
- 3 - R. 24141- 3 - R.24141
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen bzw. Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale. So wird unabhängig davon, wie weit das Kugellager in den Passringabschnitt der Kunststoffkapsel eingedrückt wird, ein Wasserablauf über die Belüftungskanäle sichergestellt, indem sich die Belüftungskanäle vom Passringabschnitt aus über die Ringwand radial verlaufend bis zum Schleifringraum fortsetzen. Sofern die Einbauverhältnisse es erlauben, kann der Wasserablauf aber auch dadurch sichergestellt werden, daß der Außenring des Lagers an einem an der Kunststoffkapsel angeformten, den Abstand zur Ringwand bildenden Anschlag anliegt.The measures listed in the subclaims result in advantageous further developments or improvements of the features specified in the main claim. Irrespective of how far the ball bearing is pressed into the fitting ring section of the plastic capsule, water drainage via the ventilation channels is ensured by the ventilation channels continuing from the fitting ring section over the ring wall in a radial direction to the slip ring space. If the installation conditions allow it, water drainage can also be ensured by the outer ring of the bearing resting against a stop formed on the plastic capsule that forms the distance to the ring wall.
Zeichnungdrawing
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen in vergrößerter Darstellung Figur 1 eine Kunststoffkapsel für den Schleifringraum eines Drehstromgenerators im Längsschnitt, Figur 2 die Kunststoffkapsel in der Vorderansicht und Figur 3 einen Ausschnitt der Kunststoffkapsel mit einem Belüftungskanal in raumbildlicher Darstellung, Figur 4 zeigt eine Kunststoffkapsel mit einer ringförmigen Anschlagschulter und Figur 5 eine Kunststoffkapsel mit drei Vorsprüngen als Anschlag für den Außenring eines Lagers.Embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. Figure 1 shows an enlarged view of a plastic capsule for the slip ring chamber of a three-phase generator in longitudinal section, Figure 2 shows the plastic capsule in front view and Figure 3 shows a section of the plastic capsule with a ventilation channel in a three-dimensional view, Figure 4 shows a plastic capsule with an annular stop shoulder and Figure 5 shows a plastic capsule with three projections as a stop for the outer ring of a bearing.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In Figur 1 ist die erfindungsgemäße Kunststoffkapsel für den Schleifringraum eines Drehstromgenerators für Kraftfahrzeuge mit 10 bezeichnet. Dabei ist in an sich bekannter Weise (DE-GM 89 11 295) der nicht dargestellte Drehstromgenerator mit einem Klauenpolläufer versehen, dessen Erregerwicklung über eine SchleifringanordnungIn Figure 1, the plastic capsule according to the invention for the slip ring chamber of a three-phase generator for motor vehicles is designated 10. In a manner known per se (DE-GM 89 11 295), the three-phase generator (not shown) is provided with a claw pole rotor, the excitation winding of which is connected via a slip ring arrangement
- 4 - R. 24141- 4 - R.24141
mittels Kohlebürsten versorgt wird. Die topfförmige Kunststoffkapsel 10 für den Schleifringraum liegt dabei am Endabschnitt der Läuferwelle hinter dem bürstenseitigen Lager, welches in Figur 1 gestrichelt angedeutet und mit 11 bezeichnet ist. Im montierten Zustand ist die Kunststoffkapsel 10 in die Lagerbohrung eines bürstenseitigen Lagerschildes 12 der Maschine eingesetzt. Die Einbaulage der Kunststoffkapsel 10 ist dabei durch den am Lagerschild 12 zu befestigenden, gestrichelt angedeuteten Bürstenhalter 13 vorgegeben, der mittels eines Dichtringes 14 in einer entsprechenden Öffnung 15 der Kunststoffkapsel 10 aufgenommen ist. Die Kunststoffkapsel 10 ist an ihrem lagerseitigen offenen Ende zu einem Lagerpassringabschnitt 16 für den Außenring des Lagers aufgeweitet, welcher mit dem Schleifringraumabschnitt 17 der Kunststoffkapsel durch eine Ringwand 18 verbunden ist.is supplied by means of carbon brushes. The pot-shaped plastic capsule 10 for the slip ring space is located at the end section of the rotor shaft behind the brush-side bearing, which is indicated by dashed lines in Figure 1 and designated by 11. In the assembled state, the plastic capsule 10 is inserted into the bearing bore of a brush-side bearing plate 12 of the machine. The installation position of the plastic capsule 10 is determined by the brush holder 13, indicated by dashed lines, which is to be attached to the bearing plate 12 and is received in a corresponding opening 15 of the plastic capsule 10 by means of a sealing ring 14. The plastic capsule 10 is expanded at its open end on the bearing side to form a bearing fitting ring section 16 for the outer ring of the bearing, which is connected to the slip ring space section 17 of the plastic capsule by an annular wall 18.
In Verbindung mit Figur 2 und 3 ist erkennbar, daß oberhalb des Lagers 11 der Passringabschnitt 16 auf seiner Innenseite drei Belüftungskanäle 19 aufweist, die über den Umfang des Passringabschnittes 16 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Die Belüftungskanäle 19 im Passringabschnitt 16 setzen sich über die Ringwand 18 radial verlaufend bis zum Schleifringraumabschnitt 17 der Kunststoffkapsel 10 fort. Der radiale Abschnitt 19a der Belüftungskanäle mündet selbst bei sehr ungünstiger Einbaulage gemäß Figur 2 im Schleifringraumabschnitt 17 der Kunststoffkapsel an einer so tiefen Stelle, daß in den Schleifringraum eingedrungenes Wasser bzw. Schwitzwasser ablaufen kann, bevor die Unterseite der in Figur 1 gestrichelt angedeuteten Schleifringe 20 im Wasser laufen. Dies gilt allerdings nur für den Sonderfall, daß das Lager 11 bis an die Ringwand 18 in den Passringabschnitt 16 der Kunststoffkapsel 10 eingedrückt wurde. Da jedoch im Regelfall zwischen der Ringwand 18 und dem Lager 11 gemäß Figur 1 ein Abstand a vorgesehen ist, kann sich erst gar kein WasserIn conjunction with Figures 2 and 3, it can be seen that above the bearing 11, the fitting ring section 16 has three ventilation channels 19 on its inside, which are evenly distributed over the circumference of the fitting ring section 16. The ventilation channels 19 in the fitting ring section 16 continue radially over the ring wall 18 to the slip ring space section 17 of the plastic capsule 10. Even in a very unfavorable installation position according to Figure 2, the radial section 19a of the ventilation channels opens into the slip ring space section 17 of the plastic capsule at such a deep point that water or condensation that has penetrated into the slip ring space can drain off before the underside of the slip rings 20 indicated by dashed lines in Figure 1 run in the water. However, this only applies to the special case that the bearing 11 has been pressed into the fitting ring section 16 of the plastic capsule 10 up to the ring wall 18. However, since a distance a is usually provided between the ring wall 18 and the bearing 11 as shown in Figure 1, no water can enter
- 5 - R. 24141- 5 - R.24141
im Schleifringraumabschnitt 17 der Kunststoffkapsel sammeln, da dieses zunächst über den Spalt a in den Passringabschnitt 16 fließen würde. Von dort fließt es dann über den am tiefsten gelegenen Belüftungskanal 19 in den Raum hinter dem Lagerschild 12 der Maschine und von dort nach außen ab.collect in the slip ring space section 17 of the plastic capsule, since this would initially flow through the gap a into the fitting ring section 16. From there it then flows through the lowest ventilation channel 19 into the space behind the bearing plate 12 of the machine and from there outwards.
Figur 4 zeigt eine erfindungsgemäße Kunststoffkapsel 10 teilweise im Längsschnitt, bei der der Abstand a zwischen der Ringwand 18 und dem Lager 11 durch eine Ringschulter 21 festgelegt ist, die im Außenbereich der Ringwand 18 in Höhe des Außenringes 11a des Lagers 11 angebracht ist, wobei sich die Belüftungskanäle 19 bis in diese Ringschulter 21 fortsetzen. Anstelle einer solchen Ringschulter 21 sind gemäß Figur 5 zwischen den Belüftungskanälen 19 jeweils Vorsprünge 22 im äußeren Bereich der Ringwand 18, am Umfang gleichmäßig verteilt angeformt. Bei diesen Ausführungsbeispielen wird der Abstand a zwischen Ringwand 18 der Kunststoffkapsel 10 und Lager 11 sichergestellt und damit auch bei ungünstigsten Einbauverhältnissen vermieden, daß sich im Schleifringraumabschnitt 17 der Kunststoffkapsel Wasser ansammelt. Die Ringschulter 21 bzw. die Vorsprünge 22 bilden dabei jeweils den Anschlag für das Lager 11.Figure 4 shows a plastic capsule 10 according to the invention, partly in longitudinal section, in which the distance a between the ring wall 18 and the bearing 11 is defined by an annular shoulder 21, which is attached in the outer region of the ring wall 18 at the level of the outer ring 11a of the bearing 11, with the ventilation channels 19 continuing into this annular shoulder 21. Instead of such an annular shoulder 21, according to Figure 5, projections 22 are formed between the ventilation channels 19 in the outer region of the ring wall 18, evenly distributed around the circumference. In these embodiments, the distance a between the ring wall 18 of the plastic capsule 10 and the bearing 11 is ensured, thus preventing water from accumulating in the slip ring space section 17 of the plastic capsule even under the most unfavorable installation conditions. The annular shoulder 21 and the projections 22 each form the stop for the bearing 11.
Anstelle von drei Belüftungskanälen können selbstverständlich auch mehrere Belüftungskanäle über den Umfang des Passringabschnittes 16 der Kunststoffkapsel 10 gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt angeordnet sein, sofern sichergestellt ist, daß in jeder Einbaulage mindestens einer der Belüftungskanäle 19 in einer Höhe unterhalb der Schleifringunterseite liegt und damit einen Wasserablauf gewährleistet. Instead of three ventilation channels, several ventilation channels can of course also be arranged evenly or unevenly distributed over the circumference of the fitting ring section 16 of the plastic capsule 10, provided that it is ensured that in every installation position at least one of the ventilation channels 19 is at a height below the underside of the slip ring and thus ensures water drainage.
Claims (5)
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