DE2548314A1

DE2548314A1 - Schleifringlose elektrische maschine

Info

Publication number: DE2548314A1
Application number: DE19752548314
Authority: DE
Inventors: Georg Binder; Manfred Dipl Ing Frister; Josef Dipl Ing Kucera; Istvan Dipl Ing Ragaly; Harald Wahler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-10-29
Filing date: 1975-10-29
Publication date: 1977-09-15
Also published as: FR2330187B1; FR2330187A1; BR7607161A; GB1560747A; AU1909876A; AU502074B2; IT1072878B; YU257076A; JPS5254908A

Description

Chr/Fu
7.10.1975

Anlage zur

Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBE , Stuttgart
Schleifringlose elektrische Maschine

Die Erfindung bezieht sieh auf eine schleifringlose elektrische Maschine nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei den bekannten Generatoren mit Klauenpolläufern dieser Gattung vird den rotierbaren Klauen von einem feststehenden Erregersystem unter einem Zwischenschalten von Luftspalten ein Magnetfluß zugeleitet.

Die rotierfcsren

Klauen müssen voneinander magnetisch isoliert sein. Bei der Herstellung des Rotors für eine solche Maschine treten mannigfache Probleme auf. Ein Problem ist, daß sich die einzelnen Klauen bei höheren Drehzahlen nach außen durchbiegen und

verkleinern

damit nicht nur den Luftspalt zwischen den Klauen und den Statorblechen/ ,sondern sogar die Statorbleche berühren können und damit innerhalb kurzer Zeit zu einer Zerstörung der Maschine führen können. Es ist deshalb wichtig, die Klauen in Bezug auf das Polrad, an dem sie befestigt sind, möglichst steif zu gestalten. Andererseits ist es aber sehr schwierig, den freiliegenden Polring an dem topfförmigen Polring zu befestigen. Durch das Verbiegen der Klauen bei höheren Drehzahlen können sich nämlich die Verbindungsmittel lockern; auch auf diese Weise ist eine Zerstörung der Maschine innerhalb einer kurzen Zeit möglich.

709837/0036

_R 25483H H

Die erfindungsgemäße schleifringlose elektrische Maschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber die Eigenschaft, daß dir; genannten Kachteile der bekannten Maschine weitgehend vermieden werden. Als besonderer Vorteil ist anzusehen, daß der Läufer der erfindungsgemäßen Maschine vor allem in der großen Serie billig und einfach herstellbar ist. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Haupttinspruch angegebenen Maschine möglich. Vorteilhaft ist vor allem, daß sich die beim Rotieren der Läufers auftretenden Fliehkräfte gut beherrschen lassen und die Verbindung zwischen den einzelnen Polringen sehr stabil ist.

Die erfindungsgemäße elektrische Maschine läßt sich als Drehstromgenerator für Kraftfahrzeuge insbesondere bei einer neuen Generation von KrafIfahrzeugmotoren verwenden, die ein anderes Schwingverhalten als die bisher üblichen Motoren und/ oder eine höhere Lebensdauer aufweisen, beispielsweise in der Verbindung mit Turbinen. Außerdem läßt sich die erfindungsgemäße Maschine vorteilhaft in einer

oder
mechanischV"*" chemisch agressiven Atmosphäre betreiben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der zugehörigen Beschreibung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine tjbersichtsskizze über ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen schleifringlosen elektrischen Maschine, es handelt sich um einen schleifringlosen Generator für Kraftfahrzeuge. Das Generator geh ä.u se umfaßt ein antriebsseitiges Lagerschild 11 und ein der Antriebsseite angewandtes Lagerschild 12. Zwischen die Lagerschilde 11 und 12 ist ein Ständer 13 eingeklemmt. Der Ständer trägt eine Phasenwicklung l!+. Das LagerschildWrägt ein Erregersystem reit einem Ring 15 und einer Erregerwicklung Iu. In den Lagerschilden 11 und 12 ist eine Welle 17 gelagert, die einen Kern 18 sowie einen ersten Polring 19, der auf einem Polrad 20 angebracht ist, und einen zweiten Polring 21 trägt. Am Lagerschild 12 sind weiterhin eine Kühlplatte 22 mit Gleichrichterdioden 23 sowie ein Spannungsregler 2h angebracht. In Fig. 1- ist nur eine einzige Diode 23 gezeigt; üblicherweise sind für einen DrehStorngenerator sechs Hauptstromdioden und drei Erregerstromdioaen erforderlich. Weiterhin ist eine Schaltplatte 25 vorgesehen. Auf der Schaltplatte 25 sind - in Fig. 1 nicht dargestellte - Leiterbahnen enthalten, die zum Anschluß der Wicklungsenden 26 der Phasenwicklung an die zugehörigen Elektroden der

709837/0035

Dioden 23 dienen. Außerdem trägt die Schaltplatte 25 eine Druckfahne 27» die im fertig montierten Zustand des Generators mit einer entsprechenden Druckfahne des Spannungsreglers 2k Kontakt hat und eine elektrische Verbindung vom Spannungsregler 2k zur Schaltplatte 25 herstellt. Die Wicklungsenden 31 der Erregerwicklung 16 sind ebenfalls an zugehörige Kontakte auf der Schaltplatte 25 angeschlossen.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Polrades 20 mit einem ersten Polring 19 gezeigt. Das Polrad 20 weist im Bereich der Lücken 33 zwischen den Klauen 3k zweckmäßigerweise Ausnehmungen 35 zu einer besseren Durchlüftung auf. Man erkennt, daß der erste Polring 19 aus einem Band hergestellt ist (Einzelheiten dazu werden unten zu Fig. 3 beschrieben), dann zusammengebogen und an einer Nahtstelle 36 mit Hilfe einer ersten Schweißnaht 37 verschweißt ist. Nach dem Zusammenbiegen, Verschweißen und Kalibrieren des ersten Polringes 19 ist der erste Polring 19 auf das Polrad 20 aufgeschoben oder aufgepreßt, und im Bereich von Stegen 38, die unter den Klauen 3k vorgesehen sind, durch eine zweite Schweißnaht 39 angeschweißt.

In Fig. 3 ist die Rohform von zwei Klauenpolringen 19t 21 gezeigt, so lange diese Ringe nämlich noch in Form von Bändern vorliegen. Zwischen die Klauen 3k des ersten Polringes 19 und den Zwischenklauensteg k2 des zweiten Polringcs 21 sind unmagnetische Zwischenstücke U 3 eingesetzt. In der gleichen Weise sind zwischen die Spitzen der Klauen kk des zweiten Polringes 21 und dem Zwischenklauensteg 1<5 des ersten Polringes 19 unmagnetische Zwischenstücke k6 eingesetzt. Die Zwischenstücke k3, k6 können beispielsweise eingeschweißt, eingelötet, eingeklebt oder eingenietet sein.

Fig. k zeigt eine Variante des Ausführungsbeispieles nach Figur 3. Die Klauen 3k und kk des ersten und zweiten Polringes 19 und 21 sind hier mit Hilfe eines unmagnetischen Bandes kl verbunden. Das Band U 7 kann - wie weiter unten in Fig. 7 gezeigt wird - in Nuten eingelegt sein, die in den Klauen 3k und kk des ersten und zweiten Polringes 19 und 21 eingelassen sind. Mit dem Zusammenbiegen der Polringe 19 und 21 wird auch das Band kj zu einem Ring gebogen und, wie die Polringe 19 und 21, zu einem Ring verschweißt.

In Fig. 5 ist gezeigt, wie die beiden Polringe 19 und 21 durch unmagnetische Zwischenstücke U8 verbunden sind, die zwischen die einander zugekehrten Flanken 3k des ersten Polringes 19 und den Flanken kk des zveiten Polringes 21 eingesetzt

^sind< . 709837/0035

τ k -

^R· 2 9 5 I

Zuerst werden also aus einem Band durch Ctanzvorgänpe die Zwischenklauenstepe U2

und 1+5 und die Klauen 3^ und 1+1+ hergestellt, während der Stanzvorgänge oder nach den Stanzvorgängen werden die beiden Erregerjoche 1+2 und 1+5 durch das Einfügen der unmagnetischen Verbindungsmittel 1+3» UG, 1+7 oder 1+8 miteinander verbunden, schließlich werden die bandförmigen Gebilde zu.Ringen zuammengebogen und beispielsweise verschweißt. Das Befestigen der unmagnetischen Verbindungsmittel 1+3» Ί6, U] oder 1(8 an den Polringen 19 und 21 kann beispielsweise durch Kleben, Schweißen, Löten oder Nieten erfolgen. Zuletzt wird dann - wie es in Figur 2 geschildert ist die Einheit aus den Folringen 19· und 21 auf das Polrad 20 aufgesetzt.

In Fig. 6 ist ein fertiger Läufer gezeigt, bei den zwischen die Spitzen der Flanken 3^ des ersten Polrings 19 und das Erreger j och 1+2 des zwäten Polrings 21 unmagnetische Zwischenstücke 1+3 eingesetzt sind. Je nach Beanspruchung können zusätzlich noch zwischen die Spitzen der Klauen 1+1+ des zweiten Polrings 21 und das Erregerjoch 1+5 des ersten Polrings 19 weitere unmagnetische Zwischenstücke UG eingesetzt sein.

Fig. 7 zeigt eine Seitenansicht und einen Schnitt durch einen Läufer, bei dem die Klauen 3^ und 1+1+ der beiden Polringe 19 und 29 mit Hilfe anes ünmagnetischen Rings 1+7 verbunden sind. Der Ring 1+7 ist in eine Nut 1+9 eingelegt.

Die Erregerwicklung kann auch am Lagerschild 11 befestigt werden, wobei die Anschlüsse der Erregerwicklung durch einen Kanal in beiden Lagerschilden 11 und 12 zur Schaltplatte 25 geführt sind. Das ist in Figur 8 gezeigt.

709837/003S

Claims

R.

2Ü 5 I

Ansprüche:

1.)Schleifringlose elektrische Maschine, insbesondere Drehstromgenerator für ^~^^ Kraftfahrzeuge, mit einem innerhalb eines eine Phasenwicklung enthaltenden Stator-Polsystems rotierbaren Klauenpol-Läufersystem und einem Innenpole und eine Erregerwicklung enthaltenden feststehenden Erregersystem, bei der äas Klauenpol-Läufersystem einen im Längsschnitt im wesentlichen T-förmigen Kern, einen ersten, mit dem Kern mechanisch und magnetisch verbundenen Polring und einen zweiten, mit dem ersten Polring lediglich mechanisch verbundenen, zweiten Polring aufweist und die Polringe einen Zwischenklauen3teg und Klauen umfassen, dadurch fcekennzeichnet, daß wenigstens einer der Polringe (19> 21) aus einem Band hergestellt ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Band nach einem Freistanzen der Klauen (3^, kk) zu einem Ring (I9j 21) gebogen und die Nahtstelle (36) verschweißt (37) ist.

3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Band des ersten (19) und das Band des zweiten (21) Polrings nach dem Freistanzen der Klauen (3U, hh) durch unmagnetische Verbindungsmittel (^3_} ^6, Vf, *to) mechanisch miteinander verbunden und dann zu einem gemeinsamen Ring gebogen und die Nahtstellen (36) verschweißt (37) sind.

h. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem im wesentlichen aus einem Walzenförmigen Polkern (l8) und einem scheibenförmigen Polrad bestehenden Kern, dadurch gekennzeichnet, daß das Polrad(20) in den gebogenen und verschweißte ersten Polring (.19) eingepreßt und vorzugsweise verschweißt (39) ist.

709837/0035 _₆

25483U

R. Sb 2 9 5 I

5. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen der Klauen .(3*0 des ersten Polrings (19) über unmagnetische Zwischenstücke [k3) mit dem Zwischenklauen- des zweiten Polrings (21) ver-

steg

bunden sind.

6. Maschine nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen der Klauen (kh) des zweiten Polrings (21) über unmagnetische Zwischenstücke (^6) mit dem Zwischenklauen- des ersten Polrings (19) ver-

steg

bunden sind.

7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis U, dadurch gekennzeichnet, daß

die Flanken der Klauen (3^, hh) des ersten (19) und des zweiten (21) Polrings über unmagnetische Zwischenstücke [HQ) miteinander verbunden sind.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß die Klauen (3U, kk) der beiden Polring (19, 21) auf der dem Kern (l8) zugewandten Innenseite wenigstens eine Nut (H9) aufweisen, in der ein mit den Klauen (3U, hk) mechanisch fest verbundener Ring (1*7) aus unmagnetischem Material eingelegt ist.

709837/0035