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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Technisches Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wechselstromgenerator (fahrzeugseitiger Wechselstromgenerator), welcher an einem in Fahrzeugen, wie z. B. PKWs und LKWs verbauten Verbrennungsmotor montiert ist, und insbesondere einen Wechselstromgenerator, welcher mit einem Bürsten- und Schleifringaufbau zum Bereitstellen der Leistung ausgerüstet ist.
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Stand der Technik
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Die meisten verbrennungsmotorbetriebenen Fahrzeuge sind im allgemeinen mit Wechselstromgeneratoren (fahrzeugseitige Wechselstromgeneratoren) ausgerüstet, welche in Reaktion auf die Rotation der Verbrennungsmotoren Leistung erzeugen. Allgemein bekannte herkömmliche Wechselstromgeneratoren sind im Allgemeinen mit einer Drehwelle und einem Stator/Rotorpaar, das durch ein Gehäuse abgedeckt ist, ausgerüstet. Die Drehwelle passiert den Rotor und ist an diesen befestigt, so dass sich sowohl die Drehwelle als auch der Rotor zusammen um eine mittlere Längsachse drehen können, welche durch den Schnittmittelpunkt der Drehwelle verläuft. Der Rotor ist innerhalb des Stators in Radialrichtung des Stators angeordnet und liegt dem Stator gegenüber, wobei zwischen diesem ein vorbestimmter Abstand besteht. Auf dem Rotor sind Kühlgebläse angebracht und erzeugen durch die Drehung des Rotors einen kühlenden Wind. Das Drehen der Drehwelle erlaubt es dem Kühlgebläse somit Kühlwind zu erzeugen und der erzeugte Kühlwind wird durch das in dem Gehäuse ausgebildete Ausstoßfenster ausgestoßen. Die Schleifringe sind an der Drehwelle zur Rotation zusammen mit der Rotation der Drehwelle befestigt und die Bürsten sind innerhalb des Gehäuses angeordnet, um auf den Schleifringen zu schleifen. Die Bürsten sind in einem Bürstenhalter aufgenommen. Eine Heckabdeckung ist ebenfalls zum Abdecken elektrischer Komponenten einschließlich der Bürsten vorgesehen.
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In dieser Art von herkömmlichem fahrzeugseitigem Wechselstromgenerator, sind in Bezug auf die Bürsten und/oder die Schleifringe verschiedene Verbesserungen vorgesehen. Das japanische offengelegte Gebrauchsmuster
JP 58-51 663 U sieht z. B. einen Bür- stenhalter mit einer Endfläche vor, welche derart ausgebildet ist, dass diese labyrinthartige Nuten mit einer Vielzahl gebogener Abschnitte aufweist, wodurch Belüftungspassagen sichergestellt werden und eine Bewässerung der Bürsten verhindert wird. Diese Maßnahme wird zum Unterdrücken der Abnutzung der Bürsten aufgrund einer Erhöhung der Temperatur derselben getroffen. Ferner sieht die japanische (geprüfte) Patentoffenlegungsschrift
JP 07-32 571 B2 eine Anordnung von Abschirmungsgliedern zwischen einem Bürstenhalter und einer Heckabdeckung vor, wobei die Abschirmungsglieder Kühlluftpassagen aufweisen. Die japanische Patentoffenlegungsschrift
JP 05-199 701 A zeigt Abschirmungsglieder mit Kühlluftpassagen, welche eine labyrinthartige Form einschließlich einer Vielzahl gebogener Abschnitte aufweisen. Zusätzlich lehrt die japanische Patentoffenlegungsschrift
JP 2000-139 058 A einen Mechanismus, in welchem eine Schleifringabdeckung teilweise so in einer Aussparung des Bürstenhalters eingefügt ist, dass diese eine Labyrinthstruktur ausbildet.
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Die obigen durch die herkömmlichen Druckschriften zum Stand der Technik offenbarten verschiedenen Aufbauten geben jedoch Anlass zur Sorge, dass ein Eintritt von Fremdkörpern (z. B. Schlamm, Staub, Wasser) in einen Innenraum, in welchem die Bürsten positioniert sind, nicht verhindert werden kann. Diese Besorgnis gilt speziell im Falle von Off-Road-Fahrzeugen, da solche Off-Road-Fahrzeuge häufig rauhe Straßen befahren. Falls erlaubt wird, dass solche Fremdkörper in den Innenraum gelangen, ergibt sich ein Problem der Minderung der Beständigkeit der Bürsten vor Umwelteinflüssen. Eine Gegenmaßnahme für dieses Problem könnte es sein, ein fremdkörperdichtes Gehäuse (wie z. B. ein wasserdichtes Gehäuse) in einem Fahrzeug in solch einer Weise zu verbauen, dass das Gehäuse einen Wechselstromgenerator ohne Öffnungen abdeckt. Dieser Einbau weist jedoch eine weitere Schwierigkeit auf, da Passagen zum Ansaugen und dem Ausstoß von Kühlluft belassen werden sollten und es somit schwierig ist, den Eintritt von Fremdkörpern (wie z. B. Wasser) zu verhindern. Der Einbau des obigen Gehäuses erhöht ebenfalls die Kosten der Herstellung von Wechselstromgeneratoren.
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Es besteht somit ein Bedarf für Wechselstromgeneratoren, welche zu geringeren Herstellungskosten produziert werden können, sowie einen relativ einfachen Aufbau aufweisen, welcher den Eintritt von Fremdkörpern verhindert, so dass eine Beständigkeit des Wechselstromgenerators gegen Umwelteinflüsse verbessert wird.
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Wenn andererseits in dem Innenraum, in welchem die Bürsten enthalten sind, durch den Schleifbetrieb zwischen den Bürsten und den Schleifringen das Entstehen von Staub verursacht wird, ist es wünschenswert, dass der Staub problemlos nach außen ausgestoßen wird.
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Die
DE 199 50 126 A1 offenbart eine Zuführeinrichtung für einen Wechselstromgenerator mit Schleifringen (
21,
22), Bürsten (
28,
29), einem Bürstenhalter (
27,
261) und einer Schleifringabdeckung (
33), bei der in dem Bürstenhalter (
27,
261) eine Luftkammer (
42) ausgebildet ist, und ein Trennteil (
43) in dieser Luftkammer (
42) eingefügt ist, um die Luftkammer derart zu teilen, daß ein U-förmiger Luftkanal ausgebildet wird, der einen mit der Außenseite der Schleifringabdeckung (
33) verbundenen Luftauslaßkanal (
42a) und einen mit der Innenseite der Schleifringabdeckung (
33) verbundenen Lufteinlaßkanal (
42b) aufweist, so daß Luft durch den U-förmigen Luftkanal strömt, um einen durch Abnutzung der Bürsten (
28,
29) entstandenen Staub von den Schleifringen (
21,
22) zu entfernen.
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Die
DE 25 06 184 B2 offenbart eine durchzugsbelüftete Gleichstrommaschine mit einem auf der Rotorwelle innerhalb des Maschinengehäuses angeordneten Ventilator, mit einer Bürstenhalterung, deren Bürsten auf einem Kommutator schleifen und die eine Verbindung zwischen der Atmosphäre und dem inneren, den Kommutator, die Wicklungen und den Ventilator enthaltenden Raum über Spalte an je einer Seite der Bürsten aufweist, wobei diese dadurch gekennzeichnet ist, dass der innere Raum (
12B) zusätzlich über eine Öffnung (
22) in der Wandung des Maschinengehäuses mit der Atmosphäre verbunden ist.
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Die
US 4 959 576 A offenbart einen Wechselstromgenerator für ein Fahrzeug, der eine protektive Struktur aufweist, die eine Bürsteneinheit und die assoziierten Komponenten wasserdicht abschließt, um zu verhindern, dass darin Wasser oder Öl eintritt.
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Die
DE 1 763 866 A betrifft eine Einrichtung zur Stromübertragung vom festen zum rotierenden Teil einer elektrischen Maschine oder umgekehrt mit auf Schleifringen oder einem Kommutator schleifenden Bürsten, die jeweils in einem Hohlraum je eines urismatischen oder zylindrischen, oben geschlossenen, als Bürstenhalterkörper dienenden Hohlkörpers mit isolierender Oberfläche, gegen Herausfallen gesichert, gehaltert sind, und die in radialer Richtung durch die Kraft wenigstens einer Feder an den Schleifring bzw. Kommutator angedrückt sind, wobei die Bürsten wenigstens an dem dem Schleifring bzw. Kommutator zugewandten Teil in einer dem Bürstenquerschnitt angepaßten leitenden, in den Bürstenhalterkörper eingesetzten Führung geführt sind.
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Die
EP 0671 802 A1 offenbart eine Wechselstrommaschine für ein Fahrzeug, bei der ein Bürstenhalter (
15) ein Paar von Bürsten (
16) hält, die senkrecht an Schleifringe (
18) anstoßen. Der Burstenhalter (
15) ist innerhalb einer inneren Peripherie eines Kühlerlüfters (
8) derart angeordnet, so dass der Bürstenhalter (
15) mit dem Kühlerlüfter (
8) in etwa in der Breite einer der Bürsten (
16) in der Axialrichtung überlappt.
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Die
DE 42 38 564 C2 betrifft ein Elektrowerkzeug mit einem Gehäuse, von dem ein Elektromotor zum Antrieb eines Werkzeuges aufgenommen ist, mit einer Ansaugeinrichtung umfassend mindestens eine Ansaugöffnung, die zur Absaugung von in der Umgebung des Werkzeugs anfallendem Staub oder Spanmaterial über mindestens eine Abluftöffnung mittels einer Schlauchverbindung mit einem externen Entstauber verbunden ist, mit einem Gebläse zur Ansaugung von Kühlluft für den Elektromotor, die über mindestens eine Ansaugöffnung eintritt und über mindestens eine Austrittsöffnung austritt.
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Bei der
DE 101 52 810 A1 wird eine elektrische Maschine, insbesondere Generator für mobile Fahrzeuge wie beispielsweise Kraftfahrzeuge (
10), vorgeschlagen, die einen Lufteinlass (
46) und einen Luftauslass (
49) aufweist, so dass eine Kühlluftströmung durch die elektrische Maschine (
22) möglich ist. Die elektrische Maschine ist dadurch gekennzeichnet, dass am Lufteinlass (
46) ein höherer Luftdruck als am Luftauslass (
49) bewirkbar und dadurch ein Differenzdruck (DELTAp) erzeugbar ist.
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Die
JP 07-123 649 A , die den nächstliegenden Stand der Technik darstellt, offenbart einen Wechselstromgenerator mit einer Vacuum-Pumpe, bei der ein Schaft (
2) des Generators durch die Lager (
11) und (
12) gelagert ist, die innerhalb eines hinteren Rahmens (
1a) und eines vorderen Rahmens (
2a) angeordnet sind. Ein Paar von Schleifringen (
3) ist an dem Schaft auf der Seite des hinteren Rahmens (
1a) angebracht. Auch ist ein Paar von Bürsten (
5) in den Bürstencontainer eines Bürstenhalters (
4) eingefügt und die Bürsten (
5) sind an den Schleifringen (
3) verschiebbar. Ein Paar von Magnetkernen (
13) ist in der Nähe des Zentrums des Schafts (
2) befestigt und eine Feldwicklung ist zwischen den Magnetkernen (
13) aufgewickelt. Weiter offenbart der Wechselstromgenerator dieser Druckschrift eine einzelne Belüftungseinlassöffnung und führt den angesammelten Bürstenstaub durch Erzeugung eines Unterdrucks in das Innere des Wechselstromgenerators.
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Die in
US 4 491 754 A offenbarte Heckabdeckung (
1) für einen Wechselstromgenerator, zeigt eine Öffnung (
1b,
2) zum Abtransport von den durch die Belüftungsöffnungen (
1a,
10a) eingedrungenen Schmutzteilchen.
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Die
JP 45-29 611 Y offenbart einen Wechselstromgenerator mit einer Ein- und einer Auslassöffnung.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung weist die Aufgabe auf, einen Wechselstromgenerator zu schaffen, bei dem auf einfache Art und Weise die Bürsten gekühlt werden und innen verursachte Staubkörper aus dem Gehäuse des Wechselstromgenerators abtransportiert werden.
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Die Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Merkmalskombination gelöst. Weitere vorteilshafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der sich daran anschließenden Ansprüche.
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Im Rahmen eines Aspekts der vorliegenden Erfindung ist ein in einem Fahrzeug zu montierender Wechselstromgenerator vorgesehen, aufweisend: an einer Drehwelle befestigte Schleifringe, welche zusammen mit der Drehwelle drehbar sind; auf den Schleifringen schleifbare Bürsten; einen Bürstenhalter, welcher darin die Bürsten aufnimmt; eine Schleifringabdeckung, welche die Schleifringe, als auch den Bürstenhalter abdeckt; sowie eine Heckabdeckung, welche elektronische Komponenten einschließlich den Bürsten abdeckt und eine erste Belüftungsöffnung aufweist, die eine Verbindung zwischen einem Innenraum bildet, welcher Schleifabschnitte der Bürsten auf den Schleifringen enthält und einem Äußeren des Wechselstromgenerators, sowie eine zweite Belüftungsöffnung, welche eine Verbindung zwischen einem Innenraum, welcher die Bürsten innerhalb des Bürstenhalters enthält und dem Äußeren des Wechselstromgenerators bildet, aufweist.
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Daher ist dank der ersten und zweiten Belüftungsöffnungen eine Belüftungspassage ausgebildet, welche zumindest zwischen dem Innenraum, der die Schleifabschnitte der Bürsten auf den Schleifringen enthält und dem Äußeren des Wechselstromgenerators eine Verbindung gebildet. Die zweite Belüftungsöffnung ist in der Lage, Luft in den Innenraum, welcher die Bürsten enthält, aufzunehmen, wodurch die Luftströmung von dem Innenraum, welcher die Schleifabschnitte der Bürsten enthält, in Richtung dem Äußeren des Wechselstromgenerators gefördert wird. Die Belüftungspassage bewirkt dementsprechend eine Luftströmung von dem Innenraum, welcher die Schleifabschnitte der Bürsten auf den Schleifringen enthält, an das Äußere des Wechselstromgenerators. Der Ausstoß von innen verursachter Staubmaterie an das Äußere des Wechselstromgenerators wird gefördert. Eine solche Staubmaterie ist z. B. durch den Schleifbetrieb der Bürsten auf den Schleifringen erzeugter Pulverstaub. Wenn die erste Belüftungsöffnung der Luftauslassöffnung zugewiesen wird und die zweite der Lufteinlassöffnung zugewiesen wird, wird ein Luftstrom von der zweiten Belüftungsöffnung zu der ersten Belüftungsöffnung erzeugt. Ein solcher Pulverstaub wird daher durch die erste Belüftungsöffnung problemlos ausgestoßen.
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Der Wechselstromgenerator weist femer Dichtungsteile auf, welche den Innenraum abdichten, der die Schleifabschnitte der Bürsten auf den Schleifringen enthält, wobei eines der Dichtungsteile zwischen dem Bürstenhalter und der Heckabdeckung angeordnet ist, wobei ferner das zwischen dem Bürstenhalter und der Heckabdeckung angeordnete Dichtungsteil erste und zweite Durchgangslöcher aufweist, welche jeweils mit den ersten und zweiten Belüftungsöffnungen eine Verbindung bildet.
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Zusätzlich zu dem Vorteil, dass der Ausstoß der innen verursachten Staubmaterie nach außen gefördert wird, verhindern die Dichtungsteile, dass Fremdkörper an die Bürsten gelangen, egal welcher Wechselstromgenerator in verschiedenen Arten von Fahrzeugen verbaut ist, so dass die Bürsten in verschiedenen Arten von Straßenbedingungen eine höhere Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse aufweisen.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, einen in einem Fahrzeug zu montierenden Wechselstromgenerator vorzusehen, aufweisend: an einer Drehwelle befestigte Schleifringe, welche zusammen mit der Drehwelle drehbar sind; auf den Schleifringen schleifbare Bürsten; einen Bürstenhalter, welcher die Bürsten darin aufnimmt; eine Schleifringabdeckung, welche die Schleifringe als auch den Bürstenhalter abdeckt; eine Heckabdeckung, welche elektronische Komponenten einschließlich den Bürsten abdeckt; und Belüftungseinrichtungen zum Bewirken eines Luftstroms von einem Innenraum, welcher Schleifabschnitte der Bürsten auf den Schleifringen enthält, an ein Äußeres des Wechselstromgenerators.
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Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, einen in einem Fahrzeug zu montierenden Wechselstromgenerator vorzusehen, aufweisend: an einer Drehwelle befestigte Schleifringe, welche zusammen mit der Drehwelle drehbar sind; auf den Schleifringen schleifbare Bürsten; einen Bürstenhalter, welcher darin die Bürsten aufnimmt; eine Schleifringabdeckung, welche die Schleifringe als auch den Bürstenhalter abdeckt; eine Heckabdeckung, welche elektronische Komponenten einschließlich den Bürsten abdeckt; Dichtungsteile, welche einen Innenraum abdichten, welcher die Schleifabschnitte der Bürsten auf den Schleifringen enthält; wobei die Heckabdeckung, der Bürstenhalter und das Dichtungsteil eine Belüftungspassage zum Bewirken eines Luftstroms von dem Innenraum der die Schleifabschnitte der Bürsten auf den Schleifringen enthält, an das Äußere des Wechselstromgenerators aufweisen.
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Der zweite und dritte Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht ebenfalls einen Vorteil vor, in Folge welchem der Ausstoß der innen verursachter Staubmaterie in Richtung des Äußeren des Wechselstromgenerators gefördert wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es zeigt:
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1 eine teilweise unterbrochene Querschnittsansicht, welche den Innenaufbau eines Wechselstromgenerators (eines fahrzeugseitigen Wechselstromgenerators) in einer Axialrichtung dieses entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 eine partiell vergrößerte Ansicht eines grundlegenden Teils, welche das durch den Wechselstromgenerator angenommene Konzept der vorliegenden Erfindung entsprechend der Ausführungsform zeigt;
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3 eine perspektivische Ansicht einer Montageanordnung eines Bürstenhalters und einer Schleifringabdeckung der Ausführungsform;
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4 eine perspektivische Ansicht des Bürstenhalters, in welchem die Bürsten in der Ausführungsform montiert sind;
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5 eine perspektivische Ansicht, welche die Schleifringabdeckung zeigt;
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6 eine perspektivische Ansicht, welche die Positionsbeziehung zwischen dem Bürstenhalter, der Schleifringabdeckung und den Dichtungsteilen, die sowohl an dem Bürstenhalter als auch der Schleifringabdeckung befestigt werden; und
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7 und 8 partielle Ansichten, von welchen jede eine Modifikation entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bezug nehmend auf 1 bis 6 wird im Folgenden ein an einem Fahrzeug zu montierender Wechselstromgenerator (fahrzeugseitiger Wechselstromgenerator) entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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1 zeigt einen Querschnitt eines fahrzeugseitigen Wechselstromgenerators der Ausführungsform. 2 ist ein vergrößerter Querschnitt eines Hauptteils eines fahrzeugseitigen Wechselstromgenerators der Ausführungsform. Wie in 1 gezeigt, enthält ein fahrzeugseitiger Wechselstromgenerator 1 der vorliegenden Ausführungsform einen Stator 2, um welchen eine Ankerwicklung 23 gewickelt ist, einen Rotor 3, welcher an einer inneren Peripherie des Stators 2 so angeordnet ist, dass dieser dem Stator 2 gegenüber liegt, wobei eine Feldwicklung 31 um diesen gewickelt ist, Kühlungsgebläse 35 und 36, welche als Kühllufterzeugungseinrichtungen dienen, wobei diese jeweils an axialen Endflächen des Rotors 3 befestigt sind, um Kühlluft zu erzeugen, wenn sich der Rotor 3 dreht, ein Frontgehäuse 4a und ein Heckgehäuse 4b zum Halten des Stators 2 eines Rotors 3, eine Bürstenvorrichtung 5 zum Bereitstellen von elektrischer Leistung an die Feldwicklung 31, eine Spannungssteuervorrichtung 6 zum Steuern der Ausgangsspannung an einem vorbestimmten Wert, eine Heckabdeckung 7 zum Abdecken von elektrischen Komponenten, wie z. B. der Bürstenvorrichtung 5 und der Spannungssteuervorrichtung 6 zum Schutz gegen Fremdkörper und eine Riemenscheibe 20 zum Übertragen von Dreh/Antriebskraft von einem Verbrennungsmotor (nicht gezeigt) zu dem Rotor 3.
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Das Frontgehäuse 4a ist an seiner Seite mit einer Vielzahl von Fenstern 42 zum Ausstoß von Kühlluft versehen. Diese Fenster 42 sind zum Zwecke des Ausstoßes von Kühlluft vorgesehen, welche durch die Drehung des Kühlungsgebläses 35 auf der Seite der Riemenscheibe 20 erzeugt wird und in Zentrifugalrichtung an das Äußere des Frontgehäuses 4a strömt. Ferner ist das Heckgehäuse 4b an seiner Seite mit einer Vielzahl von Fenstern 42 zum Ausstoß von Kühlluft versehen. Diese Fenster 42 sind zum Zwecke des Ausstoßes von Kühlluft vorgesehen, welche durch die Drehung des Kühlungsgebläses 36 auf der Seite der Heckabdeckung 7 erzeugt worden ist und in Zentrifugalrichtung an das Äußere des Heckgehäuses 4b strömt.
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Eine Drehwelle 33 des Rotors 3 ist an einem Ende mit den Schleifringen 37 und 38 fest versehen, welche sich integral mit der Drehwelle 33 drehen. Die Bürstenvorrichtung 5 enthält einen Bürstenhalter 53 zur Aufnahme der beiden Bürsten 51 und 52, welche mit den Schleifringen 37 und 38 jeweils Schleifkontakt bilden, eine Schleifringabdeckung 54 zum Abdecken der äußeren Peripherie der Schleifringe 37 und 38 zusammen mit dem Bürstenhalter 53, und zwei Dichtungsteile 55 und 56, welche an axialen Enden des Bürstenhalters 53 und der Schleifringabdeckung 54 zum Zeitpunkt der Fertigung angeordnet sind, um eine Dichtleistung (Luftdichtigkeit) eines um die Schleifringe 34 und 38 ausgebildeten Raums zu verbessern. Diese Dichtungsteile 55 und 56 bestehen aus einem plattenartigen Gummimaterial.
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Die Heckabdeckung 7 ist in solch einer Weise befestigt, dass elektrische Komponenten einschließlich den Bürsten 51 und 52, insbesondere die Bürstenvorrichtung 5, die Spannungssteuervorrichtung 6 und dergleichen, welche an dem Äußeren des Heckgehäuses 4b befestigt sind, zum Schutz gegen Fremdkörper abgedeckt sind. Diese Heckabdeckung 7 besteht aus einem Harzmaterial und weist erste und zweite zylindrische Luftventilationsöffnungen 71 und 72 zum Ansaugen und Ausstoßen von Luft in das bzw. von dem Inneren der Bürstenvorrichtung 5 auf. In der vorliegenden Ausführungsform wird die erste Luftventilationsöffnung 71 zum Ausstoßen von Luft verwendet, und die zweite Luftventilationsöffnung 72 zum Ansaugen von Luft verwendet. Die ersten und zweiten Luftventilationsöffnungen 71 und 72, sowie der Umgebungsaufbau sind nachstehend ausführlich beschrieben.
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3 ist eine perspektivische Ansicht der Bürstenvorrichtung 5, in welcher ein Montageszustand des Bürstenhalters 53 und der Schleifringabdeckung 54 gezeigt ist. 4 ist eine perspektivische Ansicht des Bürstenhalters 53 vor der Montage der Bürsten 51 und 52. 5 ist eine perspektivische Ansicht der Schleifringabdeckung 54. 6 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Positionsbeziehung der Dichtungsteile 55 und 56 zu dem Bürstenhalter 53 und der Schleifringabdeckung 54 zeigt.
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Der Bürstenhalter 53, welcher aus einem heiß härtendem Harz besteht, ist mit einem Behälter 152 versehen, in welchem erste Aufnahmeabschnitte (Bürstenaufnahmeabschnitte) 150 zum Aufnehmen der jeweiligen Bürsten 51 und 52, sowie zweite Aufnahmeabschnitte 151 zum Aufnehmen jeweiliger beweglicher Anschlußkabel ausgebildet sind. Um eine Oberfläche zu vergrößern, weist eine Seite des Behälters 152, auf welcher die Schleifringe 37 und 38 vorgesehen sind, einen großen Dickenabschnitt 153 auf, dessen Fläche entlang äußerer Peripheroberflächen der Schleifringe 37 und 38 gekrümmt ist. Der Bürstenhalter 53 wird durch Formpressen ausgebildet, und integriert eine positive Elektrode, sowie eine negative Elektrode, von welchen jede aus einer Metallplatte besteht, wobei ihre positiven und negativen Anschlüsse 155 von jeweils beiden Endflächen 154 hervorstehen, welche entlang der Radialrichtung des Behälters 152 vorgesehen sind. An jedem der beiden radialen Endabschnitte der gekrümmten Fläche des großen Dickenabschnitts 153, ist eine Aussparung 156, welche einen rechteckigen Querschnitt aufweist, über die gesamte axiale Länge des großen Dickenabschnitts 153 ausgebildet. Zwei Vorsprünge 157 sind an jeder radialen Endfläche des großen Dickenabschnitts 153 ausgebildet. Ferner ist ein Durchgangsloch 170 an einem im Wesentlichen mittigen Abschnitt einer oberen Oberfläche 159 des Behälters 152 derart ausgebildet, so dass dieses mit den ersten Aufnahmeabschnitten 150 eine Verbindung bildet.
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Die Schleifringabdeckung 54 dient dem Abdecken und dem Schutz der Schleifringe 37 und 38, welche an einer Endseite der Drehwelle 33 ausgebildet sind. Die Schleifringabdeckung 54 weist eine im Wesentlichen zylindrische Form auf, deren Querschnitt entlang der Radialrichtung eine unvollständige Kreisform, welche etwa drei Viertel des Umfangs aufweist, vorsieht, wobei etwa ein Viertel des Umfangs entfernt ist. Die Schleifringabdeckung 54 ist insbesondere aus einer im Wesentlichen zylindrischen Peripherwand 160 gebildet, welche aus einem Harzmaterial (z. B. Nylon) besteht, dessen Querschnitt einen unvollständigen Kreis ausbildet, der etwa drei Viertel des Umfangs aufweist. Ein Vorsprung 161 einer relativ kleinen Dicke, welcher sich in Axialrichtung erstreckt und in Radialrichtung einen V-förmigen Querschnitt aufweist, ist an jedem Umfangsendabschnitt der Peripherwand 160 derart ausgebildet, so dass dieser in die Aussparung 156 des Bürstenhalters 53 eingepasst ist. Ferner ist ein hakenförmiger Vorsprung 162 an dem Äußeren von jedem der V-förmigen Vorsprünge 161 derart ausgebildet, so dass dieser mit den Vorsprüngen 157 des Bürstenhalters 53 in Eingriff ist.
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Wie in 2 gezeigt, ist die erste Belüftungsöffnung 71, welche in der Heckabdeckung 7 ausgebildet ist, an einer Position vorgesehen, an welcher eine Verbindung mit einem Innenraum einschließlich den Bürstenschleifabschnitten der Schleifringe 37 und 38 zu dem Äußeren der Heckabdeckung 7 hergestellt werden kann. Die zweite Belüftungsöffnung 72 ist an einer Position vorgesehen, an welcher eine Verbindung von den ersten Aufnahmeabschnitten 150 zu dem Äußeren der Heckabdeckung 7 hergestellt werden kann. Die zweite Belüftungsöffnung 72 ist auf dem gleichen Niveau wie das Durchgangsloch 170 ausgebildet, welches an der oberen Oberfläche 159 des Behälters 152 für den Bürstenhalter 53 ausgebildet ist. Die zweite Belüftungsöffnung 72 und das Durchgangsloch 170 bilden somit einen Luftansaugweg aus, welcher die ersten Aufnahmeabschnitte 150 des Bürstenhalters 53 mit dem Äußeren verbindet. Es ist zu beachten, dass, wie in 6 gezeigt, Öffnungen 561 und 562 in einem Dichtungsteil 56 an Positionen ausgebildet sind, welche jeweils zu den Öffnungen der Belüftungsöffnungen 71 und 72 ausgerichtet sind.
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Wie oben beschrieben, ist die Heckabdeckung 7 des fahrzeugseitigen Wechselstromgenerators 1 der vorliegenden Ausführungsform mit der ersten Belüftungsöffnung 71, welche eine Verbindung von dem Bürstenschleifabschnitten der Schleifringe 37 und 38 zu dem Äußeren bilden, und der zweiten Belüftungsöffnung 72, welche eine Verbindung von den ersten offenen Abschnitten 150, d. h. den Bürstenaufnahmeabschnitten des Bürstenhalters 53, zu dem Äußeren bilden, versehen. Die Luft wird somit durch die ersten und zweiten Belüftungsöffnungen 71 und 72 in den Innenraum des Bürstenhalters 53 ausgestoßen bzw. aus diesem angesaugt. Auf diese Weise kann der Eintritt von Fremdköpern in die Umgebung der Bürsten 51 und 52, was durch den Eintritt von Wasser in das Innere des fahrzeugseitigen Wechselstromgenerators 1 bewirkt werden würde, vollständig verhindert werden. Die Positionen und Richtungen der ersten und zweiten Belüftungsöffnungen 71 und 72, welche eine Verbindung mit dem Innenraum in der Umgebung der Bürsten 51 und 52 bilden, kann darüber hinaus entsprechend der Fahrzeugumstände leicht geändert werden. Die Beständigkeit der Bürsten gegen Umwelteinflüsse kann dementsprechend beträchtlich verbessert werden.
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Wie oben beschrieben ist das Dichtungsteil 56 zwischen dem Bürstenhalter 53 und der Heckabdeckung 7 derart angeordnet, so dass dieses eine Dichtleistung (Luftdichtigkeit) des Innenraums um die Bürstenschleifabschnitte herum erreicht, wobei die Öffnungen 561 und 562 in dem Dichtungsteil 56 ausgebildet sind, um zu den ersten und zweiten Belüftungsöffnungen 71 und 72 ausgerichtet zu sein. Zusätzlich ist das Durchgangsloch 170 in einer Endoberfläche (obere Oberfläche 159) des Bürstenhalters 53 derart ausgebildet, so dass dieses zu der zweiten Belüftungsöffnung 72 ausgerichtet ist, und um eine Verbindung mit den ersten Aufnahmabschnitten 150 zu erlauben. Somit ist eine Abdichtung zwischen dem Bürstenhalter 53 und der Heckabdeckung 7 sichergestellt, während der Eintritt von Fremdkörpern effektiv verhindert und die Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse verbessert wird.
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Ferner kann Luft von der zweiten Belüftungsöffnung 72 angesaugt und von der ersten Belüftungsöffnung 71, wie oben beschrieben, ausgestoßen werden, um die Bürsten 51 und 52 mit Luft, die eine relativ geringe Temperatur aufweist, direkt zu kühlen. Demzufolge kann eine Abnutzung der Bürsten unterdrückt werden, und ein Bürstenstaub, welcher durch die Schleifbewegung der Bürsten 51 und 52 erzeugt wird, kann durch die erste Belüftungsöffnung 71 ausgestoßen werden.
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Es sollte ersichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform begrenzt ist, sondern dass verschiedene Modifikationen möglich sind, ohne von dem gedanklichen Kern der Erfindung abzuweichen. In diesen Modifikationen sind die gleichen oder äquivalenten Komponenten als die in der vorhergehenden Ausführungsform beschriebenen zum Zwecke vereinfachter Erklärungen mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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7 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils eines fahrzeugseitigen Wechselstromgenerators, welcher eine Modifikation der ersten und zweiten Belüftungsöffnungen und ihrer Umgebung zeigt. In der in 7 gezeigten Modifikation weist eine Schleifringabdeckung 54 eine Innenwandoberfläche 54A auf, welche um einen vorbestimmten Winkel in Bezug auf eine Drehwelle 33 geneigt ist. In einer, wie in 7 gezeigten Lage des Wechselstromgenerators, ist die Drehwelle 33 parallel zu dem Boden angeordnet, wobei die Bürsten 51 und 52 über der Drehwelle 33 positioniert sind, und die Schleifringabdeckung 54 unter der Drehwelle 33 positioniert ist, und die Innenwandoberfläche 54A der Schleifringabdeckung 54 sieht eine Neigung zu der Heckabdeckung 7 vor. In der in 7 gezeigten modifizierten Ausführungsform ist eine erste Belüftungsöffnung 71 einer Heckabdeckung 7 derart ausgebildet, so dass diese zu der Umgebung eines Endes der geneigten Innenwandoberfläche 54A ausgerichtet ist (d. h. zu einem Abschnitt, welcher mit der Heckabdeckung 7 engen Kontakt bildet, ausgerichtet ist). Es wird somit ermöglicht, dass sich ein Bürstenstaub in Richtung der ersten Ventilationsöffnung 71 bewegt, um dadurch einen zuverlässigeren Ausstoß zu erreichen.
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Wie in 7 gezeigt, können die ersten und zweiten Belüftungsöffnungen 71 und 72 durch Zwischenrohrglieder mit einer fahrzeugseitigen Ansaug/Ausstoßvorrichtung 100 verbunden sein, um ein Zwangsansaugen bzw. einen Zwangsausstoß durchzuführen. Dies ermöglicht eine zuverlässige Belüftung sowie einen Ausstoß von Bürstenstaub im Rahmen des Betriebs der Ansaug/Ausstoßvorrichtung 100. Somit kann selbst in einer Umgebung eines Tauchzustands der Effekt des Verhinderns des Eintritts von Fremdkörpern, sowie die Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse verbessert werden. Diese Modifikation ist auf den in 2 gezeigten Aufbau anwendbar.
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8 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils eines fahrzeugseitigen Wechselstromgenerators, um eine weitere Modifikation der ersten und zweiten Belüftungsöffnungen sowie ihre Umgebung zu zeigen. In der in 8 gezeigten Modifikation wird eine Richtung einer Öffnung der ersten Belüftungsöffnung 71 von der einer Öffnung der zweiten Belüftungsöffnung 72 unterschieden. Diese Anordnung beseitigt den Bedarf des Vorsehens einer Windschutzwand, welche für den Fall, dass die Öffnungen in die gleiche Richtung orientiert sind, erforderlich wäre.
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Die Öffnungen der ersten Belüftungsöffnungen 71 und der zweiten Belüftungsöffnungen 72 können in den oben beschriebenen Ausführungsformen gegen einen Luftstrom angeordnet sein, welcher bei einem Fahrbetrieb des Fahrzeugs erzeugt wird. Die Öffnung der zweiten Belüftungsöffnung 72 auf einer Ansaugseite kann z. B. in der stromaufwärtigen Richtung der Luftströmung angeordnet sein, und die erste Belüftungsöffnung 71 auf einer Ausstoßseite kann in einer stromabwärtigen Richtung des Luftstroms angeordnet sein. Auf diese Weise kann eine hohe Effizienz des Ansaug/Ausstoßbetriebs erreicht werden, ohne die in 7 gezeigte Ansaug/Ausstoßvorrichtung 100 zu verwenden.
