DE9204517U1 - Plastic capsule for the slip ring chamber of electrical machines - Google Patents
Plastic capsule for the slip ring chamber of electrical machinesInfo
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Description
R. 25130
24.3.1992 Ws/HmR.25130
24.3.1992 Ws/Hm
ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 30ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 30
Kunststoffkapsel für den Schleifrincrraum elektrischer Maschinen Stand der Technik Plastic capsule for the slip ring area of electrical machines State of the art
Die Erfindung geht aus von einer Kunststoffkapsel für den Schleifringraum einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Drehstromgenerators für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs .The invention is based on a plastic capsule for the slip ring chamber 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 gemäß dem DE-GM 89 11 295 ist es bekannt, den Schleifringraum der Maschine durch eine Kunststoffhülse einzukapseln, die mit einem als Passring ausgebildeten Endabschnitt zwischen dem schleifringseitigen Lager und der Lagerbohrung im Gehäuseflansch der Maschine eingesetzt ist. Diese Lösung hat den Nachteil, daß das Kunststoffmaterial im Passringabschnitt bei unterschiedlicher thermischer Ausdehnung des Lagers und der Lagerbohrung zusammengequetscht und dabei bleibend verformt wird, so daß beim anschließenden Erkalten sich der Lagersitz lockert.In such a known plastic encapsulation of the slip ring space of a three-phase generator for motor vehicles according to DE-GM 89 11 295, it is known to encapsulate the slip ring space of the machine with a plastic sleeve, which is inserted with an end section designed as a fitting ring between the bearing on the slip ring side and the bearing bore in the housing flange of the machine. This solution has the disadvantage that the plastic material in the fitting ring section is squeezed together and permanently deformed when the bearing and the bearing bore expand differently thermally, so that the bearing seat becomes loose when it cools down afterwards.
Aus der DE-OS 35 09 604 ist ferner bekannt, am bürstenseitigen Lagerschild einen längsgeschlitzten Kunststoffpassring zwischen Lagerbohrung und Lager zu verwenden. Dies hat jedoch den NachteilIt is also known from DE-OS 35 09 604 to use a longitudinally slotted plastic fitting ring between the bearing bore and the bearing on the brush-side bearing plate. However, this has the disadvantage
- 2 - R. 25130- 2 - R.25130
daß bei Anwendung dieser Lösung bei einer Kunststoffkapsel für den Schleifringraum der Maschine durch den Dehnungsschlitz im Passringabschnitt Feuchtigkeit, Salznebel oder gar verschiedene Fremdkörper sowie Flüssigkeiten und Gase in den Schleifringraum gelangen können, so daß der angestrebte Schutz des Schleifringraumes durch die Kapselung unwirksam wird.that when using this solution with a plastic capsule for the slip ring chamber of the machine, moisture, salt mist or even various foreign bodies as well as liquids and gases can get into the slip ring chamber through the expansion slot in the fitting ring section, so that the intended protection of the slip ring chamber by the encapsulation becomes ineffective.
Mit der vorliegenden Lösung wird angestrebt, die Kapselung des Schleifringraumes hinter dem bürstenseitigen Lager der Maschine so zu gestalten, daß die Kunststoffhülse einerseits im Passringbereich einen Dehnungsschlitz aufweist, andererseits das Eindringen von Gasen, Flüssigkeiten oder Körpern durch den Dehnungsschlitz in den Schleifringraum verhindert wird.The aim of the present solution is to design the encapsulation of the slip ring space behind the brush-side bearing of the machine in such a way that the plastic sleeve has an expansion slot in the fitting ring area on the one hand, and on the other hand the penetration of gases, liquids or bodies into the slip ring space through the expansion slot is prevented.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Kunststoffkapsel mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß ohne zusätzlichen Aufwand bei der Herstellung der Kunststoffkapsel in der Spritzform die elastische Haut bzw. der Film mit ausgebildet wird, der den Längsschlitz im Passringabschnitt der Kunststoffkapsel verschließt. Durch die Elastizität dieser Haut kann der Längsschlitz als Toleranzausgleich zwischen Lagerbohrung und Außenring des Lagers geweitet oder zusammengedrückt werden. Außerdem gibt die Haut als dehnungsfähiger Verschluß bei Temperaturdehnungen der Kunststoffkapsel im Bereich des Lagereinpassringes nach.The plastic capsule according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the elastic skin or film that closes the longitudinal slot in the fitting ring section of the plastic capsule is formed without additional effort during the production of the plastic capsule in the injection mold. Due to the elasticity of this skin, the longitudinal slot can be widened or compressed to compensate for tolerances between the bearing bore and the outer ring of the bearing. In addition, the skin gives way as an expandable closure when the plastic capsule expands due to temperature in the area of the bearing fitting ring.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Längsschlitz sich über die Lagerbreite hinaus radial bis in die vor dem Lager angeformte Ringwand der Kunststoffkapsel erstreckt und aufThe measures listed in the subclaims result in advantageous further developments and improvements of the features specified in the main claim. It is advantageous if the longitudinal slot extends radially beyond the bearing width into the ring wall of the plastic capsule formed in front of the bearing and on
- 3 - R. 25130- 3 - R.25130
seiner ganzen Länge durch die Haut verschlossen ist. Da sich die Längsnut auch für die Belüftung des Schleifringraumes verwenden läßt, ist es besonders zweckmäßig, wenn die Haut die Längsnut am Außenumfang des Lagerpassringes abdeckt und so zur Bildung eines Belüftungskanales für den Schleifringraum mit verwendet wird. Andererseits kann es für die Herstellung der Kunststoffkapsel in einer Spritzform vorteilhaft sein, wenn die Längsnut am Innenumfang des Lagerpassringes von der Haut abgedeckt ist.its entire length is closed by the skin. Since the longitudinal groove can also be used for ventilation of the slip ring space, it is particularly useful if the skin covers the longitudinal groove on the outer circumference of the bearing fitting ring and is thus used to form a ventilation channel for the slip ring space. On the other hand, it can be advantageous for the production of the plastic capsule in an injection mold if the longitudinal groove on the inner circumference of the bearing fitting ring is covered by the skin.
Zeichnungdrawing
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 in vergrößerter Darstellung eine Kunststoffkapsel für den Schleifringraum eines Drehstromgenerators im Längsschnitt, Figur 2 einen stark vergrößerten Ausbruch am Passringabschnitt der Kunststoffkapsel in der Vorderansicht und Figur 3 den gleichen Ausbruch im Schnitt nach III-III aus Figur 2. Figur 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Kunststoffkapsel im Längsschnitt und Figur 5 zeigt die Vorderansicht der Kunststoffkapsel mit Ausbrüchen an zwei Belüftungskanälen in der Schnittebene nach &khgr; und y aus Figur 4.Two 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 space of a three-phase generator in longitudinal section, Figure 2 shows a greatly enlarged cutout on the fitting ring section of the plastic capsule in front view and Figure 3 shows the same cutout in section along III-III from Figure 2. Figure 4 shows a second embodiment of the plastic capsule in longitudinal section and Figure 5 shows the front view of the plastic capsule with cutouts on two ventilation channels in the section plane along &khgr; and y from Figure 4.
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 der nicht dargestellte Drehstromgenerator (siehe DE-GM 89 11 295) mit einem Klauenpolläufer versehen, dessen Erregerwicklung über eine Schleifringanordnung mittels Kohlebürsten versorgt wird. Die topfförmige Kunststoffkapsel 10 für den Schleifringraum liegt dabei am EndabschnittIn 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 this case, the three-phase generator (not shown) (see DE-GM 89 11 295) is provided with a claw pole rotor in a manner known per se, the excitation winding of which is supplied via a slip ring arrangement using carbon brushes. The pot-shaped plastic capsule 10 for the slip ring chamber is located at the end section
- 4 - R. 25130- 4 - R.25130
der Läuferwelle hinter dem bürstenseitigen Lager. Im montierten Zustand ist die Kunststoffkapsel 10 gemäß Figur 4 in die Lagerbohrung eines bürstenseitigen Lagerschildes 21 der Maschine eingesetzt und mittels eines Dichtringes wird in einer entsprechenden Öffnung 11 der Kunststoffkapsel 10 ein Bürstenhalter eingesetzt, dessen Kohlebürsten auf die im Schleifringraum umlaufenden Schleifringe drücken. Die Kunststoffkapsel ist dabei am schleifringseitigen Ende durch eine Stirnwand 12 verschlossen und an ihrem lagerseitigen offenen Ende zu einem Passringabschnitt 13 für den Außenring eines Lagers 22 aufgeweitet. Der Passringabschnitt 13 ist dabei durch eine Ringwand 14 mit dem Schleifringraumabschnitt 15 der Kunststoffkapsel 10 verbunden. the rotor shaft behind the brush-side bearing. In the assembled state, the plastic capsule 10 is inserted into the bearing bore of a brush-side bearing plate 21 of the machine according to Figure 4 and a brush holder is inserted into a corresponding opening 11 of the plastic capsule 10 by means of a sealing ring, the carbon brushes of which press on the slip rings rotating in the slip ring space. The plastic capsule is closed at the slip ring side end by an end wall 12 and widened at its open end on the bearing side to form a fitting ring section 13 for the outer ring of a bearing 22. The fitting ring section 13 is connected to the slip ring space section 15 of the plastic capsule 10 by an annular wall 14.
Der Passringabschnitt 13 ist an seinem Umfang mit einem über die Lagerbreite gehenden Längsschlitz 16 versehen, der sowohl die Fertigungstoleranzen des Lagers, der Lagerbohrung und des Passringabschnittes 13 auszugleichen vermag. Außerdem kann das Material des Passringabschnittes bei thermischer Ausdehnung des Lagers in den Längsschlitz 16 elastisch ausweichen. Ein radial nach außen gerichteter Ringkragen 17, der am Ende des Passringabschnittes 13 angespritzt ist, schließt den Längsschlitz 16 nach vorn ab.The fitting ring section 13 is provided on its circumference with a longitudinal slot 16 that extends across the width of the bearing and is able to compensate for the manufacturing tolerances of the bearing, the bearing bore and the fitting ring section 13. In addition, the material of the fitting ring section can elastically expand into the longitudinal slot 16 when the bearing expands thermally. A radially outward-facing ring collar 17, which is molded onto the end of the fitting ring section 13, closes off the longitudinal slot 16 at the front.
Aus der stark vergrößerten Darstellung eines Ausbruchs am Passringabschnitt 13 nach Figur 2 und 3 ist erkennbar, daß der Längsschlitz 16 am Innenumfang des Passringabschnittes 13 von einer elastischen Haut 18 der Kunststoffkapsel 10 abgedeckt ist. Beim Zusammendrücken des Längsschlitzes 16 kann sich die elastische Haut 18 im Längsschnitt 16 aufwölben oder beim Aufweiten des Längsschlitzes 16 kann sie sich strecken, so daß die elastische Haut 18 den Längsschlitz ständig verschlossen hält. Um einerseits das Eindringen von Gasen, Feuchtigkeiten oder Körpern durch den Längsschlitz 16 zu verhindern.From the greatly enlarged representation of a breakout on the fitting ring section 13 according to Figures 2 and 3, it can be seen that the longitudinal slot 16 on the inner circumference of the fitting ring section 13 is covered by an elastic skin 18 of the plastic capsule 10. When the longitudinal slot 16 is compressed, the elastic skin 18 can bulge in the longitudinal section 16, or when the longitudinal slot 16 is widened, it can stretch so that the elastic skin 18 keeps the longitudinal slot permanently closed. On the one hand, this is to prevent the penetration of gases, moisture or bodies through the longitudinal slot 16.
- 5 - R. 25130- 5 - R.25130
andererseits aber ausreichend elastisch verformbar zu sein, wurde im Ausführungsbeispiel die Haut 18 in einer Dicke von 0,3 mm aus PBT = Polybutylenteraphtalat beim Spritzen der Kunsttoffkapsel 10 hergestellt. Außerdem erstreckt sich der Längsschlitz 16 über die Lagerbreite hinaus radial bis in die vor dem Lager angeordnete Ringwand 14 der Kunststoffkapsel 10, wobei sie auf der ganzen Länge durch die Haut 18 verschlossen ist.On the other hand, to be sufficiently elastically deformable, in the exemplary example, the skin 18 was made with a thickness of 0.3 mm from PBT = polybutylene terephthalate when the plastic capsule 10 was injected. In addition, the longitudinal slot 16 extends radially beyond the bearing width into the ring wall 14 of the plastic capsule 10 arranged in front of the bearing, whereby it is closed along its entire length by the skin 18.
Um den Schleifringraum ausreichend belüften zu können, sind am Passringabschnitt 13 drei über den Umfang gleichmäßig verteilte Belüftungskanäle 19 eingeformt, wobei der Längsschlitz 16 gemäß Figur 2 neben einem der Belüftungskanäle 19 angeordnet ist.In order to be able to ventilate the slip ring space sufficiently, three ventilation channels 19 evenly distributed over the circumference are formed on the fitting ring section 13, with the longitudinal slot 16 according to Figure 2 being arranged next to one of the ventilation channels 19.
Im zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 und 5 sind die mit dem ersten Ausführungsbeispiel übereinstimmenden Teile mit gleichen Bezugszahlen versehen. Dabei ist aus Figur 4 erkennbar, daß die Kunststoffkapsel 20 mit ihrem Passringabschnitt 13 in die Lagerbohrung eines Lagerschildes 21 verdrehsicher eingesetzt ist und ein Kugellager 22 für die Maschinenwelle aufnimmt. Der Längsschlitz 16 im Passringabschnitt 13 der Kunststoffkapsel 20 ist hier am Außenumfang des Passringabschnittes 13 von der Haut 18 der Kunststoffkapsel 20 abgedeckt. Dadurch bildet der Längsschlitz 16 zugleich einen der drei aus Figur 5 erkennbaren Belüftungskanäle 19.In the second embodiment according to Figures 4 and 5, the parts that correspond to the first embodiment are provided with the same reference numbers. It can be seen from Figure 4 that the plastic capsule 20 with its fitting ring section 13 is inserted into the bearing bore of a bearing plate 21 in a rotationally secure manner and accommodates a ball bearing 22 for the machine shaft. The longitudinal slot 16 in the fitting ring section 13 of the plastic capsule 20 is covered here on the outer circumference of the fitting ring section 13 by the skin 18 of the plastic capsule 20. The longitudinal slot 16 therefore also forms one of the three ventilation channels 19 that can be seen in Figure 5.
Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, die am Längsschlitz 16 angespritzte Haut bzw. den Materialfilm in beliebiger..Höhe im Längsschlitz 16 anzubringen, sofern sichergestellt ist, daß durch den Längsschlitz nichts in den Schleifringraum gelangen kann. Außerdem ist es im Rahmen der Erfindung möglich, die Haut 18 am Längsschlitz 16 so dimensionieren, daß im Falle einer übermäßigen Dehnung des Passringabschnittes 13 die Haut 18 als Sollbruchstelle dient. Dazu ist es zweckmäßig, wenn sich der Längsschlitz 16 bis in den vorderen Ringkragen 17 fortsetzt und dort stirnseitig von der Haut 18 verschlossen ist.Within the scope of the invention, it is also possible to attach the skin or the material film molded onto the longitudinal slot 16 at any height in the longitudinal slot 16, provided that it is ensured that nothing can get into the slip ring space through the longitudinal slot. Furthermore, within the scope of the invention, it is possible to dimension the skin 18 on the longitudinal slot 16 in such a way that in the event of excessive stretching of the fitting ring section 13, the skin 18 serves as a predetermined breaking point. For this purpose, it is expedient if the longitudinal slot 16 continues into the front ring collar 17 and is closed off at the front by the skin 18.
Claims (4)
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