WO1996019033A1 - Elektrische maschine, insbesondere generator für fahrzeuge - Google Patents

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WO1996019033A1
WO1996019033A1 PCT/DE1995/001674 DE9501674W WO9619033A1 WO 1996019033 A1 WO1996019033 A1 WO 1996019033A1 DE 9501674 W DE9501674 W DE 9501674W WO 9619033 A1 WO9619033 A1 WO 9619033A1
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WO
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winding
recess
electrical machine
excitation
machine according
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Application number
PCT/DE1995/001674
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English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Kreuzer
Oliver Eckert
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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Priority to JP51803596A priority patent/JP3536080B2/ja
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Priority to US08/836,165 priority patent/US5900688A/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/52—Fastening salient pole windings or connections thereto
    • H02K3/527—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to rotors only
    • H02K3/528—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to rotors only of the claw-pole type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/4902—Electromagnet, transformer or inductor
    • Y10T29/49071—Electromagnet, transformer or inductor by winding or coiling

Definitions

  • the invention relates to an electrical machine, in particular a generator for vehicles, according to the preamble of claim 1.
  • the generators have a claw pole rotor which is rotatably mounted in a stator housing.
  • the claw-pole rotor having a shaft coaxial with a rotor rotatably arranged ⁇ exciter winding which is overlapped on their circumferential surface of pole fingers of the claw poles.
  • the excitation winding is connected to a pole core is in this case, the rotation with the rotor shaft ver ⁇ arranged.
  • the exciter To bandage winding after the winding process so as to achieve a rotationally fixed arrangement of the excitation winding.
  • hooks, adhesive tapes etc. can be used, which are intended to ensure a stable position of the excitation winding in the time up to the impregnation and assembly.
  • the bandages and the additional fastening point make an impregnation of the excitation winding difficult, since the impregnating agent prevents the excitation winding from being uniform.
  • the additional arrangement of fastening means and bandages can lead to an unwanted effect on the excitation winding, which can lead to vibrations, in particular, in the case of extremely fast-running claw pole drives.
  • the bandages can come loose, so that the mode of operation can be impaired, if not destroyed, of the entire electrical machine.
  • the winding support is formed by an insulating body encompassing the excitation winding in a U-shape, the flange of which is assigned to the slip rings and has open-edge recesses for receiving the ends of the winding.
  • the cutouts are preferably designed such that they have a radial extent such that the winding start and the winding end can be clamped in alignment with the inner circumference and the outer circumference of the excitation winding.
  • Figure 1 is a sectional view through a
  • Figure 2 is a side view of a winding support
  • Figure 3 is a sectional view of a final assembled rotor assembly
  • Figure 4 is a plan view of an excitation coil
  • FIG. 5 is a detailed view
  • Figure 6 is a partially cut side view of an excitation coil. Description of the exemplary embodiments
  • FIG. 1 shows an excitation coil of a claw-pole generator, generally designated 10.
  • the excitation coil 10 has a winding support 11 made of insulating material, which consists of a sleeve section 14 arranged coaxially with an axis of rotation 12 indicated here, which ends on both sides in a radial flange 16 and 18.
  • the sleeve section 14 is arranged on a pole core 20 which has an axial passage opening 22 for receiving a rotor shaft shown in FIG.
  • the winding support 11 here consists of a plastic and encompasses an excitation winding 24 U-shaped.
  • the excitation winding 24 has a winding start 26 and a winding end 28, which are only indicated schematically here.
  • FIG. 1 which faces slip rings of a rotor assembly in a manner still to be explained, has, as can be seen in FIG. 2, radially extending recesses 30 and 32, respectively, for receiving the winding start 26 and the winding end 28 are trained.
  • the cutouts 30 and 32 are open at the edge, that is to say they are designed as radially outward incisions.
  • the flanges 16 and 18 of the winding support 11 have, on their outer circumference, portions 36 projecting beyond an outer jacket surface 34 of the excitation winding 24.
  • the winding process for the production of the field winding 24 will be briefly explained with reference to FIG. 1.
  • the winding support 11 is fixed by means of a suitable tensioning device in a generally known winding machine.
  • the start of the winding 26 of the excitation winding 24 is guided through the recess 30, so that the beginning of the winding 26 protrudes laterally above the flange 16 and a first layer of the winding wire can be wound on the sleeve section 14 of the winding support 11.
  • the excitation winding 24 is now wound in accordance with its desired dimension, that is to say in accordance with the desired number of layers.
  • the winding end 28 is guided through the cutout 32 of the flange 16. In this case, the winding end 28 is clamped in the recess 32, so that the excitation winding 24 remains under the winding tension and loosening of the winding package is not possible.
  • the field winding 24 is impregnated in a known manner, the entire outer surface 34 being available for the application or introduction of an imprinter into the field winding 24. A hindrance to the penetration of the impregnating agent by additional tape gene or similar is excluded. As a result of the more uniform penetration of the impregnating agent m through the excitation winding 24, a homogeneous distribution within the winding package is possible, so that very high quality demands can be placed on the excitation winding 24.
  • FIG. 2 shows a side view of the winding support 11 shown in FIG. 1.
  • the same parts as in Figure 1 are provided with the same reference numerals and not explained again.
  • Anhan ⁇ ⁇ er side view is clear that the recesses 30 and 32 are arranged as ran ⁇ - open, radial slots in ⁇ e flange 16 of the winding support 11.
  • the recess 30 for the start of the winding 26 has a radial extent which extends essentially up to the sleeve section 14 of the winding support 11.
  • the open-edged design of the cutout 30 enables the winding start 26 to be simply inserted into the winding support 11 without the need for complex threading.
  • the recess 30 preferably has a radial conicity, that is, it tapers in the direction of the sleeve section 14. At its base 38, the recess 30 has a width that corresponds to the diameter of the winding wire, so that it automatically cuts out 30 clamped. If necessary, the width of the cutout 30 at the base 38 can also be selected to be smaller if the winding support 11 consists entirely of a slightly elastic material, so that a Cord of the winding wire is excluded when clamping. After completion of the winding process, that is, when the excitation winding 24 has reached a diameter lying on the surface 34 provided, the winding end 28 m of the also radially extending recess 32 is clamped in a completely analogous manner.
  • the recess 32 has such a radial extension that it extends to the height of the lateral surface 34 of the excitation winding 24.
  • the recess 32 is in this case designed as an incision, which is recessed on one side of the base 40 and the recess 32 corresponds to the width of the diameter of the winding wire.
  • the walls 33 of this recess 32 border or abut one another. For better clamping of the winding end 28 it is provided that this winding end is guided in front of the recess 32 via a clamping path 42, indicated here and tangential to the excitation winding 24, between the excitation winding 24 and the flange 16 of the winding support 11.
  • the winding end 28 can be drawn between the excitation winding 24 and the flange 16 due to an elasticity of the flange 16.
  • the wall 33 initially folds forward.
  • the wall 33 springs back again.
  • the winding end 28 is fixed along the clamping section 42 by the spring force of the flange 16, by the impregnation of the excitation winding 24 and, as will be explained, from the outside the pole carrier of the rotor assembly engaging the winding carrier 11.
  • the sections 36 of the flange 16 or 18 are designed in the manner of tabs, that is to say that elevations 44 and depressions 46 alternate with one another over the circumference of the flanges 16 and 18.
  • the number of elevations 44 corresponds to the later number of pole fingers, the contour of the elevations 44 and the depressions 46 being chosen such that the pole fingers are each assigned an elevation 44 and a depression 46 is present between two adjacent pole fingers.
  • the recesses 30 and 32 designed to receive the winding start 26 or winding end 28 each open into a recess 46, which ensures that the winding start 26 and the winding end 28 are located in an area between two adjacent pole fingers can be led out of the excitation winding 24.
  • FIG. 3 in which the same parts as in FIGS. 1 and 2 are provided with the same reference numerals, shows a claw pole runner, designated overall by 48, in the assembled state.
  • the claw-pole rotor 48 is rotatably mounted in a housing of a starter generator, and thus forms the Läu ⁇ ferbaueria of the generator.
  • the claw pole rotor 48 has a rotor shaft 50 on which the pole core 20 is arranged in a rotationally fixed manner.
  • the pole core 20 is arranged so that it comes to lie within the sleeve section 14, and thus in the space encompassed by the excitation winding 24.
  • a pole disk 52 or 54 are arranged in a known manner, which terminate in one piece in claw poles 56 or 58.
  • the claw poles 56 and 58 overlap the excitation winding 24.
  • the claw poles 56 and 58 are arranged such that they alternate over the circumference of the claw pole rotor 48, that is, either from the pole disk 52 or the pole disk 54 extend.
  • the claw poles 56 and 58 form - seen in plan view - trapezoidal, pointed pole fingers 60 and 62, which interlock and between which there is a space.
  • the claw poles 56 and 58 When assembling the claw pole rotor 48, the claw poles 56 and 58 are virtually pushed into one another, so that the sections 36 of the winding carrier 11 each rest against a pole finger 60 or 62 of the claw poles 56 or 58.
  • the sections 36 are bent inwards so that they partially overlap the excitation winding 24.
  • the excitation winding 24 By angling the sections 36 formed in one piece with the winding support 11, the excitation winding 24 is fixed so that the excitation winding 24 cannot loosen even at extremely fast speeds, since it is virtually inserted between the claw poles 56 and 58 on all sides ⁇ is tensioned.
  • the winding start 26 and the winding end 28 of the excitation winding 24 are connected to slip rings 64 and 66.
  • the slip rings 64 and 66 are arranged in a rotationally fixed manner on the rotor shaft 50, for example by being pushed onto a pin of the rotor shaft 50.
  • the start of the winding 26 and the end 28 of the winding are guided along the pole disk 54 on the side of the claw pole runner 48 and are in contact with the slip rings 64 and 66, respectively.
  • these can be welded directly to the slip rings, for example.
  • FIGS. 4 to 6 A further embodiment variant of an excitation coil 10 is shown in FIGS. 4 to 6.
  • the same parts as m in Figures 1 to 3 are provided with the same reference numerals for clarity despite a partially different arrangement, but with the same function.
  • the top view of the excitation coil 10 shown in FIG. 4 shows the excitation winding 24 arranged in the winding support 11.
  • the excitation winding 24 has the winding start 26, which is guided through a recess 30 which corresponds to that explained in FIG. 2.
  • the winding end 28 of the excitation winding 24 is fixed on the outer surface 34 of the excitation winding 24 by means of a resin point 68.
  • the resin point 68 is arranged so that the last turn of the field winding 24 on the slip ring 16 of the side flange 11 Wicklungstragers positio ⁇ is defined.
  • FIG. 5 it is clear in an enlarged detail representation of the resin point 68 that this is the End of winding 28 fixed on the excitation winding 24, that is, immovably holds. This ensures that the excitation winding 24 does not loosen under the winding voltage.
  • the resin point 68 is dimensioned such that it can apply the holding forces for fixing the winding end 28 by virtually gluing the winding end 28 onto the excitation winding 24.
  • the resin resulting in the resin point 68 penetrates into the interstices of the uppermost layer of the excitation winding in the application area, so that a secure, immovable holder. of the winding end 28 is guaranteed.
  • the winding end 28 is guided from the resin point 66 to the recess 32 in the flange 18.
  • the guidance of the winding end 28 is illustrated in the view of the excitation coil 10 shown in FIG. 6.
  • the illustration in FIG. 6 shows the excitation coil 10 from the view of the flange 16 on the slip ring side.
  • the winding end 28 is guided from the resin point 68 to the base 40 of the recess 32.
  • the recess 32 extends at an angle ⁇ to a radial 70 of the excitation coil 10.
  • the angle ⁇ assumes values of approximately 25 ° to 30 °.
  • the base 40 of the recess 32 lies approximately on an imaginary circular line on which the base 38 of the recess 30 also lies. Start of winding 26 and end of winding 28 of excitation winding 24 are thus also led out of winding carrier 11 at an equal distance from axis of rotation 12 of excitation coil 10.
  • the winding end 28 runs between the resin point 68 and the base 40 of the recess 32 Pinching section 42.
  • the winding end 28 is clamped here between the excitation winding 24 and the flange 16 of the winding support 11.
  • the flange 16 can be bent outwards due to its elasticity after the winding process of the excitation coil 24 has ended, so that the winding end 28 can be threaded into the cutout 32.
  • the cutout 32 can be formed by an incision running at the angle ⁇ , the base 40 being formed by a punched-out portion which approximately corresponds to the diameter of the winding wire.
  • the carcass point 68 and the base 40 of the cutout 32 are arranged offset from one another by an angle ⁇ which corresponds to an angle segment specified by a claw pole finger (designated in FIG. 3 with claw pole 58 and poifinger 62).
  • this has six claw pole fingers on each flange side of the winding carrier 11.
  • the angle ⁇ is thus approximately 60 °.
  • the resin point 68 and the base 40 of the recess 32 are now placed in such a way that the pinch section 42 of the winding end 28 runs completely under one of the claw pole fingers.
  • a claw pole rotor can be produced, for example in a compact or pot shape, which has an excitation winding 24, which is securely supported against shaking and / or centrifugal stress even during robust operation.
  • an excitation winding 24 which is securely supported against shaking and / or centrifugal stress even during robust operation.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

Es wird eine elektrische Maschine, insbesondere ein Generator für Fahrzeuge, mit einem in einem Statorgehäuse drehbar gelagerten Läufer vorgeschlagen, der eine koaxial zu einer Läuferwelle drehfest angeordnete Erregerwicklung (24) aufweist, und deren Wicklungsenden (26, 28) zu auf der Läuferwelle angeordneten Schleifringen geführt sind. Zur einfachen schleudersicheren Fixierung der Erregerwicklung ist vorgesehen, daß die Erregerwicklung (24) auf einem Wicklungsträger (11) angeordnet ist, der Mittel (32, 33) zum Festklemmen der Wicklungsenden (26, 28) aufweist.

Description

Elektrische Maschine, insbesondere Generator für Fahrzeuge
Die' Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere Generator für Fahrzeuge, nach dem Ober¬ begriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Es ist bekannt, in Fahrzeugen, beispielsweise Kraft¬ fahrzeugen und Schienenfahrzeugen, Generatoren zur Batterieladung und Bordnetzversorgung einzusetzen. Die Generatoren weisen hierzu einen in einem Stator- gehäuse drehbar gelagerten Klauenpolläufer auf. Der Klauenpolläufer besitzt eine koaxial zu einer Läufer¬ welle drehfest angeordnete Erregerwicklung, die über ihre Umfangsflache von Polfingern der Klauenpole übergriffen wird. Die Erregerwicklung ist hierbei auf einem Polkern, der mit der Läuferwelle drehfest ver¬ bunden ist, angeordnet. Zur Fixierung der Erreger¬ wicklung auf dem Polkern ist es bekannt, die Erreger- Wicklung nach dem Wickelvorgang zu bandagieren, um so eine drehfeste Anordnung der Erregerwicklung zu er¬ reichen. Zusätzlich können Haken, Klebebander usw. eingesetzt werden, die eine stabile Lage der Erreger¬ wicklung in der Zeit bis zur Imprägnierung und Mon¬ tage gewährleisten sollen. Hierbei ist jedoch nach¬ teilig, daß durch die Bandagen und die zusätzlichen Befestigungstelle eine Imprägnierung der Erregerwick¬ lung erscnwert wird, da das Imprägniermittel an sei¬ nem gleichmäßigen Emtrtt m die Erregerwicklung ge¬ hindert wird. Weiternm ist nachteilig, daß durch die zusätzliche Anordnung vcn Befestigungsiritteln und Bandagen es zu einer Unwucnt der Erregerwicklung kom¬ men kann, die insbesondere bei extrem schnell laufen¬ den Klauenpollaufern zu Vibrationen fuhren können. Weiterhin können sich die Bandagen losen, so daß es zu einer Beeinträchtigung der Wirkungsweise, wenn nicht sogar zu einer Zerstörung der gesamten elek¬ trische Maschine fuhren kann.
Vorteile αer Erfindung
Bei einer elektrischen Maschine mit αen im Anspruch 1 genannten Merkmalen ist es demgegenüber möglich, die Erregerwicklung schuttel- und schleudersicher auf der Lauferwelle anzuordnen. Dadurch, daß die Erregerwick¬ lung auf einem Wicklungstrager angeordnet ist, der Mittel zum Festklemmen der Wicklungsenden aufweist, ist es m einfacher Weise möglich, die Erregerwick¬ lung zu fixieren, ohne daß die zusätzliche .Anordnung von Bandagen oder ähnlichem notwendig wird. Hierdurch werden einerseits Ansätze für Unwuchten der Erreger- wicklung vermieden und andererseits ist eine Zugäng¬ lichkeit der Erregerwicklung über die gesamte Ober¬ fläche zum Einbringen von Imprägniermitteln gewähr¬ leistet. Hierdurch kommt es zu Qualitätsverbes¬ serungen bei den Erregerwicklungen, da ein besseres Eindringen des Imprägniermittels über die gesamte Tiefe der Erregerwicklung gewährleistet ist. Durch die Einsparung von Bandagen und zusätzlichen Halte¬ mitteln kann weiterhin der Fertigungsaufwand zur Vor¬ fertigung der Erregerwicklung gesenkt werden, da we¬ niger Zeit und weniger Material benötigt wird.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorge¬ sehen, daß der Wicklungsträger von einem die Erreger¬ wicklung U-förmig umgreifenden Isolierkörper gebildet ist, dessen den Schleifringen zugeordneter Flansch randoffene Aussparungen zur Aufnahme der Wicklungs¬ enden aufweist. Hierdurch wird es in einfacher Weise möglich, beim Beginn des Wicklungsvorgangs der Er¬ regerwicklung den Wicklungsanfang durch eine erste Aussparung zu führen und nach Abschluß des Wicklungs¬ vorgangs das Wicklungsende durch eine zweite Aus¬ sparung zu führen. Durch die Fixierung der Wicklungs¬ enden in den Aussparungen des Wicklungsträgers ist eine zusätzliche Arretierung der gesamten Erreger¬ wicklung nicht mehr notwendig. Die Aussparungen sind vorzugsweise so ausgebildet, daß diese eine derartige radiale Erstreckung aufweisen, daß der Wicklungsan¬ fang und das Wicklungsende fluchtend mit dem Innenum¬ fang und dem Außenumfang der Erregerwicklung ein¬ klemmbar sind. Durch eine spezielle Ausbildung der Aussparungen, vorzugsweise durch eine als Einschnitt in Richtung der Läuferwelle ausgebildete Aussparung, wird eine selbsthemmende Arretierung des Wicklungs¬ endes erreicht, die selbst bei hohen Drehzahlen der Läuferbaugruppe einen schuttel- und schleudersicheren Sitz gewährleisten.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen in den Unteransprüchen genannten Merkma¬ len.
Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbei¬ spielen anhand der zugehörigen Zeichnunger. näher er¬ läutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Schnittdarstellung durch einen
Wicklungsträger mit eingelegter Erreger¬ wicklung;
Figur 2 eine Seitenansicht eines Wicklungsträgers;
Figur 3 eine Schnittdarstellung einer endmontierten Lauferbaugruppe;
Figur 4 eine Draufsicht auf eine Erregerspule;
Figur 5 eine Detailansicht und
Figur 6 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht einer Erregerspule. Beschreibung der Ausfuhrungsbeispiele
In der Figur 1 ist eine allgemein mit 10 bezeichnete Erregerspule eines Klauenpol-Generators dargestellt. Die Erregerspule 10 hat einen Wicklungstrager 11 aus Isolierstoff, der aus einem koaxial zu einer hier angedeuteten Drehachse 12 angeordneten Hulsenab- schnitt 14 besteht, der beidseitig in einen radialen Flansch 16 und 18 auslauft. Der Hulsenabschnitt 14 ist auf einem Polkern 20 angeordnet, der eine axiale Durchgangsoffnung 22 zur Aufnahme einer m Figur 3 dargestellten Lauferwelle aufweist. Der Wicklungs¬ trager 11 besteht hier aus einem Kunststoff und um¬ greift eine Erregerwicklung 24 U-for ig. Die Erreger¬ wicklung 24 besitzt einen Wicklungsanfang 26 und ein Wicklungsende 28, die hier lediglich schematisch an¬ gedeutet sind. Der in der Figur 1 rechts dargestellte Flansch 16, der in noch zu erläuternder Weise Schleifringen einer Lauferbaugruppe zugewandt ist, besitzt - wie m Figur 2 erkennbar - radial verlau¬ fende Aussparungen 30 beziehungsweise 32, die für die Aufnahme αes Wicklungsanfangs 26 beziehungsweise des Wicklungsendes 28 ausgebildet sind. Die Aussparungen 30 und 32 sind hierbei randoffen, das heißt, diese sind als radial nach außen verlaufende Einschnitte aus¬ gebildet. Die Flansche 16 und 18 des Wicklungstragers 11 besitzen an ihrem Außenumfang über eine äußere Mantelflache 34 der Erregerwicklung 24 hinausragende Abschnitte 36. Anhand der Figur 1 soll der Wicklungsvorgang für die Herstellung der Erregerwicklung 24 kurz erläutert werden. Der Wicklungstrager 11 wird mittels einer ge¬ eigneten Spanneinrichtung in einer allgemein bekann¬ ten Wickelmaschine festgelegt. Der Wicklungsanfang 26 der Erregerwicklung 24 wird durch die Aussparung 30 gefuhrt, so daß der Wicklungsanfang 26 seitlich über dem Flansch 16 übersteht und auf dem Hulsenabschnitt 14 des Wicklungstragers 11 eine erste Lage des Wick¬ lungsdrahtes gewickelt werden kann. Durch das Ein¬ klemmen des Wicklungsanfangs 26 in der Aussparung 30 ist dieses lagefixiert, sc daß ein Verrutschen der ersten Lage wahrend des Wickelvorgangs ausgeschlossen ist. In an sich bekannter Weise wird nun die Erreger¬ wicklung 24 entsprechend ihrer gewünschten Dimension, das heißt entsprechend der gewünschten Anzahl von Lagen, gewickelt. Hat die Erregerwicklung ihre vor¬ gesehene Größe erreicht, das heißt, die Wicklungs¬ maschine hat die an ihr eingestellte Windungszahl der Erregerwicklung 24 erreicht, wird nach Abstellen der Wickelmaschine das Wicklungsende 28 durch die Aus¬ sparung 32 des Flansches 16 gefuhrt. Hierbei erfolgt ein Festklemmen des Wicklungsendes 28 in der Aus¬ sparung 32, so daß die Erregerwicklung 24 unter der Wickelspannung verharrt und ein Auflockern des Wick¬ lungspaketes nicht möglich ist. Nach Abschluß des Wicklungsvorgangs wird die Erregerwicklung 24 in be¬ kannter Weise imprägniert, wobei hier die gesamte Mantelfläche 34 zum Auf- beziehungsweise Einbringen eines Inpragmermittels in die Erregerwicklung 24 zur Verfugung steht. Eine Behinderung des Eindringens des Imprägniermittels durch zusatzlich angebrachte Banda- gen oder ähnliches ist ausgeschlossen. Durch das nun¬ mehr mögliche gleichm ßige Eindringen des Imprägnier¬ mittels m die Erregerwicklung 24 ist eine homogene Verteilung innerhalb des Wicklungspaketes möglich, so daß sehr hohe Qualitätsansprüche an die Erregerwick¬ lung 24 gestellt werden können.
In der Figur 2 ist zur Verdeutlichung eine Seitenan¬ sicht des in Figur 1 gezeigten Wicklungstragers 11 dargestellt. Gleiche Teile wie in Figur 1 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert. Anhanα αer Seitenansicht wird deutlicπ, daß die Aussparungen 30 beziehungsweise 32 als ranα- offene, radial verlaufende Schlitze in αe Flansch 16 des Wicklungstragers 11 angeordnet sine. Die Aus¬ sparung 30 für den Wicklungsanfang 26 besitzt hierbei eine radiale Erstreckung, die im wesentlichen bis zu dem Hulsenabschnitt 14 des Wicklungstragers 11 reicht. Durch die randoffene Ausbildung der Aus¬ sparung 30 ist ein einfaches Einlegen des Wicklungs¬ anfangs 26 in den Wicklungstrager 11 möglich, ohne daß aufwendige Einfadelungen vorgenommen werden müs¬ sen. Die Aussparung 30 besitzt hierbei vorzugsweise eine radial verlaufende Konizitat, das heißt, diese verjungt sich in Richtung des Hulsenabschnittes 14. An ihrem Grund 38 besitzt die Aussparung 30 eine Breite, die dem Durchmesser des Wicklungsdrahtes entspricht, so daß dieser selbsttätig in der Aus¬ sparung 30 festklemmt. Gegebenenfalls kann die Breite der Aussparung 30 am Grund 38 auch geringer gewählt sein, wenn der Wicklungstrager 11 insgesamt aus einem leicht elastischen Material besteht, so daß eine Ein- schnurung des Wicklungsdrahtes beim Festklemmen aus¬ geschlossen ist. Nach Abschluß des Wicklungsvorgangs, das heißt, wenn die Erregerwicklung 24 einen auf der vorgesehenen Mantelflache 34 liegenden Durchmesser erreicht hat, wird das Wicklungsende 28 m der eben¬ falls radial verlaufenden Aussparung 32 in vollkommen analoger Weise festgeklemmt. Die Aussparung 32 be¬ sitzt eine derartige radiale Erstreckung, daß diese bis auf Hohe der Mantelflache 34 der Erregerwicklung 24 reicht. Die Aussparung 32 ist hierbei als Ein¬ schnitt ausgebildet, αer auf einer Seite des Grunαes 40 αer Aussparung 32 einmundet, αeren Breite de Durchmesser des Wicklungsdrahtes entspricht. Die Wan¬ dungen 33 dieser Aussparung 32 grenzen beziehungs¬ weise stoßen dabei aneinander an. Zum besseren Fest¬ klemmen des Wicklungsendes 28 ist vorgesehen, daß dieses Wicklungsende vor der Aussparung 32 über eine, hier angedeutete, zur Erregerwicklung 24 tangential verlaufende Einklemmstrecke 42 zwischen der Erreger¬ wicklung 24 und dem Flansch 16 des Wicklungstragers 11 gefuhrt ist. Nach Beendigung des Wicklungsvorgangs kann durch eine Elastizität des Flansches 16 das Wicklungsende 28 zwischen die Erregerwicklung 24 und den Flansch 16 eingezogen werden. Beim Einfuhren des Wicklungsendes 28 in die Aussparung 32 klappt die Wandung 33 zunächst seitlich vor. Sobald das Wick¬ lungsende 28 zum Grund 40 der Aussparung 32 gelangt ist, federt die Wandung 33 wieder zurück. Die Fixierung des Wicklungsendes 28 entlang der Klemm¬ strecke 42 erfolgt durch αie Federkraft des Flansches 16, durch die Imprägnierung der Erregerwicklung 24 und durch - wie noch erläutert wird - von außen an den Wicklungsträger 11 angreifende Polfinger der Lauferbaugruppe.
In der Seitenansicht des Wicklungstr gers 11 wird weiterhin deutlich, daß die Abschnitte 36 des Flansches 16 beziehungsweise 18 laschenartig ausge¬ bildet sind, das heißt, über den Umfang der Flansche 16 und 18 wechseln einander Erhöhungen 44 und Ver¬ tiefungen 46 ab. Die Anzahl der Erhöhungen 44 ent¬ spricht der späteren Anzahl der Polfinger, wobei die Kontur der Erhöhungen 44 und der Vertiefungen 46 so gewählt ist, daß den Polfingern jeweils eine Erhöhung 44 und einem zwischen zwei benachbarten Polfingern vorhandenen Abstand eine Vertiefung 46 zugeordnet ist. Die zur Aufnahme des Wicklungsanfangs 26 be¬ ziehungsweise Wicklungsendes 28 ausgebildeten Aus¬ sparungen 30 und 32 münden jeweils in einer Ver¬ tiefung 46, wodurch gewährleistet ist, daß der Wick¬ lungsanfang 26 und das Wicklungsende 28 in einem Be¬ reich zwischen zwei benachbarten Polfingern aus der Erregerwicklung 24 herausführbar sind.
In der Figur 3, in der wiederum gleiche Teile wie in den Figuren 1 und 2 mit gleichen Bezugszeichen verse¬ hen sind, ist ein insgesamt mit 48 bezeichneter Klauenpolläufer im montierten Zustand gezeigt. Der Klauenpolläufer 48 wird in einem Startergehäuse eines Generators drehbar gelagert und bildet somit die Läu¬ ferbaugruppe des Generators. Zusätzlich zu dem Wick¬ lungstr ger 11 und der Erregerwicklung 24 besitzt der Klauenpolläufer 48 eine Läuferwelle 50, auf der dreh¬ fest der Polkern 20 angeordnet ist. Der Polkern 20 ist dabei so angeordnet, daß dieser innerhalb des Hülsenabschnittes 14, und damit in dem von der Er¬ regerwicklung 24 umgriffenen Raum, zu liegen kommt. An den Stirnseiten des Polkerns 20 sind in bekannter Weise jeweils eine Polscheibe 52 beziehungsweise 54 angeordnet, die einstückig in Klauenpole 56 bezie¬ hungsweise 58 auslaufen. Die Klauenpole 56 und 58 übergreifen dabei die Erregerwicklung 24. Die Klauen¬ pole 56 und 58 sind derart angeordnet, daß diese sich über den Umfang des Klauenpolläufers 48 gesehen, ab¬ wechseln, das heißt, sich entweder von der Polscheibe 52 oder der Polscheibe 54 erstrecken. Die Klauenpole 56 beziehungsweise 58 bilden hierbei - in Draufsicht gesehen - trapezförmig spitz zulaufende Polfinger 60 beziehungsweise 62 aus, die ineinandergreifen und zwischen denen jeweils ein Zwischenraum besteht. Bei der Montage des Klauenpolläufers 48 werden die Klauenpole 56 und 58 quasi ineinandergeschoben, so daß die Abschnitte 36 des Wicklungstr gers 11 jeweils an einem Polfinger 60 beziehungsweise 62 der Klauenpole 56 beziehungsweise 58 anliegen. Die Ab¬ schnitte 36 werden hierbei nach innen abgebogen, so daß sie die Erregerwicklung 24 teilweise übergreifen. Durch die Abwinklung der einstückig mit dem Wick¬ lungsträger 11 ausgebildeten Abschnitte 36 wird eine Fixierung der Erregerwicklung 24 erreicht, so daß selbst bei extrem schnellen Drehzahlen die Erreger¬ wicklung 24 sich nicht lockern kann, da diese quasi zwischen den Klauenpolen 56 und 58 allseitig einge¬ spannt ist. Der Wicklungsanfang 26 und das Wicklungsende 28 der Erregerwicklung 24 sind mit Schleifringen 64 und 66 verbunden. Die Schleifringe 64 und 66 sind auf der Lauferwelle 50 drehfest angeordnet, indem diese bei¬ spielsweise auf einen Zapfen der Lauferwelle 50 auf¬ geschoben sind. Der Wicklungsanfang 26 und das Wick¬ lungsende 28 sind an der schleifnngseitigen Pol¬ scheibe 54 des Klauenpolläufers 48 entlanggeführt und mit den Schleifringen 64 beziehungsweise 66 kontak¬ tiert. Diese können hierzu beispielsweise direkt mit den Schleifringen verschweißt sein.
In den Figuren 4 bis 6 ist eine weitere Ausfuhrungs¬ variante einer Erregerspule 10 gezeigt. Gleiche Teile wie m den Figuren 1 bis 3 sind trotz einer teilweise anderen Anordnung, jedoch bei gleicher Funktion, zur Verdeutlichung mit gleichen Bezugszeichen versehen. Bei der in Figur 4 gezeigten Draufsicht auf die Er¬ regerspule 10 ist die in dem Wicklungstrager 11 ange¬ ordnete Erregerwicklung 24 dargestellt. Die Erreger¬ wicklung 24 besitzt den Wicklungsanfang 26, der durch eine Aussparung 30 gefuhrt ist, die der in Figur 2 erläuterten entspricht. Das Wicklungsende 28 der Er¬ regerwicklung 24 ist auf der Mantelflache 34 der Erregerwicklung 24 mittels eines Harzpunktes 68 fixiert. Der Harzpunkt 68 ist so angeordnet, daß die letzte Windung der Erregerwicklung 24 am schleifring- seitigen Flansch 16 des Wicklungstragers 11 positio¬ niert ist.
In der Figur 5 wird in einer vergrößerten Detaildar- stellung des Harzpunktes 68 deutlich, daß dieser das Wicklungsende 28 auf der Erregerwicklung 24 fixiert, das heißt unverrückbar festhält. Hierdurch wird ge¬ währleistet, daß die Erregerwicklung 24 unter der Wickelspannung nicht auflockert. Der Harzpunkt 68 ist hierbei so dimensioniert, daß er die Haltekräfte zur Fixierung des Wicklungsendes 28 aufbringen kann, in¬ dem das Wicklungsende 28 quasi auf die Erregerwick¬ lung 24 festgeklebt wird. Das den Harzpunkt 68 er¬ gebende Harz dringt hierbei in dem Auftragsbereich in die Zwischenräume der obersten Lage der Erregerwick¬ lung ein, so daß ein sicheres, unverrückbares Fest¬ halter. des Wicklungsendes 28 gewährleistet ist. Von dem Harzpunkt 66 wird das Wicklungsende 28 zu der Aussparung 32 in dem Flansch 18 geführt.
Die Führung des Wicklungsendes 28 wird in der in Figur 6 gezeigten Ansicht der Erregerspule 10 ver¬ deutlicht. Die Darstellung in der Figur 6 zeigt die Erregerspule 10 aus Sicht des schleifringseitigen Flansches 16. Von dem Harzpunkt 68 ist das Wicklungs¬ ende 28 zu dem Grund 40 der Aussparung 32 geführt. Die Aussparung 32 verläuft unter einem Winkel α zu einer Radialen 70 der Erregerspule 10. Der Winkel α nimmt hierbei Werte von ca. 25° bis 30° an. Der Grund 40 der Aussparung 32 liegt in etwa auf einer ge¬ dachten Kreislinie, auf der auch der Grund 38 der Aussparung 30 liegt. Wicklungsanfang 26 und Wick¬ lungsende 28 der Erregerwicklung 24 werden somit auch in einem gleichen Abstand zur Drehachse 12 der Erre¬ gerspule 10 aus dem Wicklungsträger 11 herausgeführt. Zwischen dem Harzpunkt 68 und dem Grund 40 der Aus¬ sparung 32 verläuft das Wicklungsende 28 entlang der Einklemmstrecke 42. Das Wicklungsende 28 ist hier zwischen der Erregerwicklung 24 und dem Flansch 16 des Wicklungsträgers 11 eingeklemmt. Hierzu kann der Flansch 16 nach Beendigung des Wicklungsvorgangs der Erregerspule 24 aufgrund seiner Elastizität nach außen gebogen werden, so daß das Wicklungsende 28 in die Aussparung 32 einfädelbar ist. Die Aussparung 32 kann durch einen unter dem Winkel α verlaufenden Ein¬ schnitt gebildet sein, wobei der Grund 40 durch eine Ausstanzung, die in etwa dem Durchmesser des Wick¬ lungsdrahtes entspricht, gebildet wird.
Der Karzpunkt 68 und der Grund 40 der Aussparung 32 sind um einen Winkel ß zueinander versetzt angeord¬ net, der einem von einem Klauenpolfinger (in Figur 3 mit Klauenpol 58 und Poifinger 62 bezeichnet) vorge¬ gebenen Winkelsegment entspricht. Bei dem in den Bei¬ spielen gezeigten Klauenpolläufer besitzt dieser je¬ weils sechs Klauenpolfinger auf jeder Flanschseite des Wicklungsträgers 11. Der Winkel ß beträgt somit ca. 60°. Der Harzpunkt 68 und der Grund 40 der Aus¬ sparung 32 sind nunmehr so gelegt, daß die Einklemm¬ strecke 42 des Wicklungsendes 28 komplett unter einem der Klauenpolfinger verläuft.
Bei dem in den Figuren 4 bis 6 gezeigten Ausführungs¬ beispiel ergibt sich der Vorteil, daß das Fixieren des Wicklungsendes 28 ausschließlich mit einem Harz¬ punkt 68 ein Imprägnieren und Tränken der Erreger¬ wicklung 24 über ihre gesamte Mantelfläche 34 zuläßt. Durch die unter einem Winkel α verlaufende Aussparung 32 und die Klemmstrecke 42 wird ein selbständiges Lösen des Wicklungsendes 28 aus dieser Position ver¬ hindert. Selbst bei Vibrationen und bei extrem hohen Drehzahlen, die zu einer hohen Schleuderbeanspruchung des Wicklungsendes 28 führen, kann durch die unter einem Winkel α verlaufende Aussparung 32 ein Lösen des Wicklungsendes 28 ausgeschlossen werden. Durch das Verste men der Klauenpole zu dem gesamten Klauen¬ polläufer wird darüber hinaus ein axialer Druck auf die Erregerwicklung 24 ausgeübt, der das Festklemmen des Wicklungsendes 28 entlang der Einklemmstrecke 42 sicher gewährleistet.
Insgesamt ist ein Klauenpolläufer, beispielsweise in Kompakt- oder Topfform herstellbar, der eine Erregerwicklung 24 aufweist, die selbst bei einem robusten Betrieb gegen eine Schuttel- und/oder Schleuderbeanspruchung sicher gelagert ist. Durch das Einsparen von zusätzlichen Befestigungsmitteln, wie beispielsweise Bandagen, ist insgesamt eine Gewichts¬ reduzierung erreicht, die darüber hinaus noch eine bessere Impr gnierung der Erregerwicklung 24 ermög¬ licht.

Claims

Schutzansprüche
1. Elektrische Maschine, insbesondere Generator für Fahrzeuge, mit einem in einem Statorgehäuse drehbar gelagerten Läufer, der eine koaxial zu einer Läuferwelle drehfest angeordnete Erregerwicklung aufweist, deren Wicklungsenden zu auf der Läuferwelle angeordneten Schleifringen geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung (24) auf einem Wicklungsträger (11) angeordnet ist, der Mittel zum Festklemmen der Wicklungsenden (26, 28) aufweist.
2. Elektrische Maschine nach .Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wicklungstrager (11) von einem die Erregerwicklung (24) U-förmig umgreifenden Isolierkörper gebildet ist, dessen den Schleifringen (64, 66) zugewandter Flansch (16) randoffene, vorzugsweise sich gegenüberliegende Aussparungen (30, 32) zur Aufnahme des Wicklungsanfangε (26) und des Wicklungsendes (28) aufweist.
3. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (30) für den Wicklungsanfang (26) sich radial bis zu einem koaxial zur Läuferwelle (50) angeordneten, die Flansche (16, 18) verbindenden Hulsenabschnitt (14) des Wicklungsträgers (11) und die Aussparung (32) für das Wicklungsende (28) sich radial bis etwa zu einer Mantelfläche (34) der Erregerwicklung (24) erstreckt.
4. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Aussparungen (30, 32) an ihrem Grund (38, 40) einem Durchmesser des Wicklungsdrahtes entspricht.
5. Elektrische Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (32) für das Wicklungsende (28) oberhalb des Grundes (40) als Einschnitt ausgebildet ist, dessen Wandungen (33) aneinander angrenzen.
6. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wicklungsende
(28) der Erregerwicklung (24) vor der Aussparung (32) über eine Einklemmstrecke (42) tangential zwischen der Erregerwicklung (24) und dem Flansch (16) des Wicklungsträgers (11) eingeklemmt ist.
7. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (32) für das Wicklungsende (28) sich bis zu der gedachten Kreislinie, insbesondere bis zu dem Hülsenabschnitt (14), erstreckt, auf der die Aussparung (30) für den Wicklungsanfang (26) endet.
8. Elektrische Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (32) für das Wicklungsende (28) unter einem Winkel (α) zu einer Radialen
(70) des Wicklungsträgers (11) verläuft, der vorzugsweise 25° bis 30° beträgt.
9. Elektrische Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Wicklungsende (28) mittels eines Klebemittels, insbesondere eines Harzpunktes (68) , auf der Erregerwicklung (24) fixiert ist und entlang der Einklemmstrecke (42) zu dem Grund (40) der Aussparung (32) geführt ist, wobei der Harzpunkt (68) und der Grund (40) der Aussparung (32) um einen Winkel (ß) zueinander versetzt sind, der vorzugsweise dem Winkelsegment eines Polfingers (58, 62) entspricht.
10. Elektrische Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einklemmstrecke (42) unterhalb eines Polfingers (58, 62) verläuft.
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