DE112014002427T5 - Generatorlüfter - Google Patents
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Abstract
Ein Generatorlüfter umfasst ein Basiselement mit einer mittigen Nabe, einem äußeren Umfangsrand und einem Steg, der sich zwischen der mittigen Nabe und dem äußeren Umfangsrand erstreckt, und mehrere Öffnungen, die sich durch den Steg erstrecken. Mehrere Lüfterflügelelemente sind jeweils in entsprechenden der mehreren Öffnungen angeordnet.
Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Beispielhafte Ausführungsformen betreffen das Gebiet der elektrischen Maschinen und insbesondere einen Lüfter für einen Generator.
- Viele elektrische Maschinen umfassen einen Stator und einen Rotor. Der Rotor wird relativ zu dem Stator gedreht, um eine elektromotorische Kraft zu erzeugen. In vielen Fällen ist ein Lüfter an dem Rotor angebracht, entweder direkt oder an einer Rotorwelle. Während des Betriebs dreht der Rotor den Lüfter, welcher der elektrischen Maschine wiederum einen kühlenden Luftstrom bereitstellt. Typischerweise ist der Lüfter durch Stanzen einer Lüfterform aus einem Blech gebildet. Die Lüfterform umfasst einen Basisbereich, der an dem Rotor angebracht ist und einstückig mit mehreren Lüfterflügeln ausgebildet ist. Die Lüfterflügel erzeugen, wenn sie gedreht werden, den kühlenden Luftstrom, der zu Kühlzwecken durch die elektrische Maschine geführt wird.
- KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
- Offenbart ist ein Generatorflügel, der ein Basiselement umfasst, das eine mittige Nabe aufweist, einen äußeren Umfangsrand und einen Steg, der sich zwischen der mittigen Nabe und dem äußeren Umfangsrand erstreckt, und mehrere Öffnungen, die sich durch den Steg erstrecken. Mehrere Lüfterflügelelemente sind jeweils in entsprechenden der mehreren Öffnungen angeordnet.
- Ebenso ist ein Generator offenbart, der ein Gehäuse umfasst, einen Stator, der an dem Gehäuse angebracht ist, einen Rotor, der drehbar relativ zu dem Stator innerhalb des Gehäuses angebracht ist, und einen Generatorlüfter, der unbeweglich relativ zu dem Rotor angebracht ist. Der Generatorlüfter umfasst ein Basiselement, das eine mittige Nabe aufweist, einen äußeren Umfangsrand und einen Steg, der sich zwischen der mittigen Nabe und dem äußeren Umfangsrand erstreckt, und mehrere Öffnungen, die sich durch den Steg erstrecken. Mehrere Lüfterflügelelemente sind jeweils in entsprechenden der mehreren Öffnungen angeordnet.
- Ferner offenbart ist ein Verfahren zum Bilden eines Generatorlüfters, umfassend das Bilden eines Basiselements, das eine mittige Nabe umfasst und sich über einen Steg, der eine erste Fläche und eine gegenüberliegende zweite Fläche aufweist, zu einem äußeren Umfangsrand erstreckt, das Erzeugen mehrerer Öffnungen in den Steg, die sich durch den Steg zwischen der mittigen Nabe und dem äußeren Umfangsrand erstrecken, und das Anbringen mehrerer Lüfterflügelelemente jeweils in entsprechenden der mehreren Öffnungen.
- KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- Die folgenden Beschreibungen sind nicht beschränkend in irgendeiner Weise aufzufassen. Mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen sind gleiche Elemente gleich nummeriert:
-
1 stellt eine seitliche Querschnittsansicht eines Generators dar, der einen Lüfter in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform umfasst; -
2 stellt eine perspektivische Ansicht des Lüfters aus1 dar; -
3 stellt eine perspektivische Ansicht eines Basiselements des Lüfters aus2 dar; -
4 stellt eine perspektivische Ansicht eines Lüfterflügelelements des Lüfters aus2 dar; -
5 stellt eine perspektivische Ansicht eines Lüfterflügelelements in Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der beispielhaften Ausführungsform dar; und -
6 stellt eine perspektivische Ansicht eines Lüfterflügelelements in Übereinstimmung mit noch einem anderen Aspekt der beispielhaften Ausführungsform dar. - AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
- Eine ausführliche Beschreibung einer oder mehrerer Ausführungsformen der offenbarten Vorrichtung und des Verfahrens wird hierin beispielhaft und nicht beschränkend mit Bezug auf die Figuren dargelegt.
- Eine elektrische Maschine, die in Form eines Generators dargestellt ist, in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform ist allgemein bei
2 in1 angegeben. Der Generator2 umfasst ein Gehäuse4 , das eine Außenwand6 , eine erste Endwand8 und eine zweite Endwand10 aufweist, die gemeinsam einen Innenbereich14 festlegen. Der Generator2 umfasst einen Stator24 , der einen Statorkern26 aufweist, der mehrere Statorwicklungen28 trägt. Die Statorwicklungen28 umfassen einen ersten Wicklungskopfteil30 und einen zweiten Wicklungskopfteil32 . Der Generator2 umfasst ebenso einen Rotor42 , der in dem Gehäuse4 gelagert ist und relativ zu dem Stator24 drehbar ist. - Der Rotor
42 umfasst einen Rotorkörper44 , der ein erstes Polstück45 und ein zweites Polstück46 aufweist, die mehrere Rotorwicklungen48 umgeben. Der Rotorkörper44 ist auf einer Welle54 getragen, die sich von einem ersten Ende56 zu einem zweiten Ende58 über einen Zwischenbereich60 erstreckt. Das erste Ende56 ist an der zweiten Endwand10 durch ein erstes Lager62 gelagert und das zweite Ende58 ist an der ersten Endwand8 durch ein zweites Lager64 gelagert. Der Rotor42 umfasst einen Generatorlüfter80 , der an dem ersten Polstück45 angebracht ist. Der Generatorlüfter80 kann unter Verwendung einer Vielzahl an bekannten Techniken angebracht sein, umfassend einen Presssitz auf der Welle54 , Nieten oder Schweißen an das erste Polstück45 und dergleichen. Der Generatorlüfter80 dreht sich mit dem Rotor42 , um einen kühlenden Luftstrom zu erzeugen, der durch den Innenbereich14 hindurchgeht. - In Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform, die in
2 dargestellt ist, umfasst der Generatorlüfter80 ein Basiselement86 , das sich von einer mittigen Nabe88 zu einem äußeren Umfangsrand90 über einen Steg92 erstreckt. Wie in3 dargestellt ist, umfasst der Steg92 mehrere Öffnungen94 , die sich von einem ersten Ende96 zu einem zweiten Ende97 über einen Zwischenbereich100 erstrecken. In der dargestellten Ausführungsform erstrecken sich die Öffnungen94 allgemein radial nach außen von der mittigen Nabe88 entlang einer kurvenförmigen Bahn. Es ist jedoch zu verstehen, dass sich die Öffnungen94 in der Form/Geometrie verändern können. Jede Öffnung94 nimmt jeweils ein entsprechendes der mehreren Lüfterflügelelemente auf, von denen eines bei108 angegeben ist. - Wie in
4 dargestellt ist, umfasst das Lüfterflügelelement108 in Übereinstimmung mit einem Aspekt der beispielhaften Ausführungsform einen Basisbereich112 und einen Flügelbereich114 . Der Basisbereich112 und der Flügelbereich114 sind einstückig zum Beispiel durch ein Extrudierverfahren oder ein Stanzverfahren gebildet. Der Basisbereich112 erstreckt sich von einem ersten Endbereich118 zu einem zweiten Endbereich119 über einen Zwischenbereich120 . In der dargestellten beispielhaften Ausführungsform erstreckt sich der Basisbereich112 entlang einer kurvenförmigen Bahn, die im Wesentlichen der Öffnung94 ähnlich ist. Der Flügelbereich114 erstreckt sich von einem ersten Endabschnitt126 zu einem zweiten Endabschnitt127 über einen Zwischenabschnitt128 . Der Flügelbereich114 erstreckt sich allgemein senkrecht zu und mittig von dem Basisbereich112 . Der Flügelbereich114 umfasst ebenso einen äußeren Rand134 , der eine abgewinkelte Fläche136 aufweisen kann. Die abgewinkelte Fläche136 gewährleistet einen gewünschten Freiraum in dem Gehäuse4 . - Der Flügelbereich
114 wird in die Öffnung94 eingesetzt bis der Basisbereich112 an dem Steg sitzt oder anliegt. Der Flügelbereich114 kann in der Größe festgelegt sein, einen Presssitz mit dem Steg92 des Basiselements86 aufzuweisen oder kann leicht durch die Öffnung94 passen. Sobald es installiert ist, kann das Basiselement86 an dem ersten Polstück45 des Rotors42 durch ein Verbindungsverfahren, wie zum Beispiel Schweißen, Nieten, Löten oder ein ähnliches Verfahren, befestigt werden. Nach dem Verbinden sind die Lüfterflügelelemente108 zwischen das Basiselement86 und das erste Polstück45 geklemmt. Alternativ kann das Lüfterflügelelement108 an dem Basiselement86 über eine Verbindung, wie zum Beispiel Schweißen, Nieten, Löten oder einem anderen materialverbindenden Verfahren, gesichert sein. Nachdem jedes Lüfterflügelelement108 an dem Basiselement86 angebracht ist, wird der Generatorlüfter80 an dem ersten Polstück45 angebracht. Insbesondere geht das erste Ende56 der Welle54 durch die mittige Nabe88 hindurch, bis das Basiselement86 gegen das erste Polstück45 anliegt. An diesem Punkt wird der Generatorlüfter80 an dem Rotorkörper44 gesichert, wie vorstehend erläutert wurde. - Bezug wird nun zum Beschreiben eines Lüfterflügelelements
144 in Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der beispielhaften Ausführungsform auf5 genommen. Das Lüfterflügelelement144 umfasst einen Basisbereich146 und einen Flügelbereich148 . Der Basisbereich146 und der Flügelbereich148 sind einstückig ausgebildet, zum Beispiel durch ein Extrudierverfahren oder ein Stanzverfahren. Der Basisbereich146 erstreckt sich von einem ersten Endbereich150 zu einem zweiten Endbereich151 über einen Zwischenbereich152 . Der Flügelbereich148 erstreckt sich von einem ersten Endabschnitt157 zu einem zweiten Endabschnitt158 über einen Zwischenabschnitt159 . Der Flügelbereich148 erstreckt sich allgemein senkrecht von dem Basisbereich146 . Der Flügelbereich umfasst ebenso einen äußeren Rand162 , der eine abgewinkelte Fläche164 aufweisen kann, die in einer Weise, die ähnlich jener ist, die oben erläutert wurde, einen gewünschten Freiraum in dem Gehäuse4 gewährleistet. - Bezug wird nun zum Beschreiben eines Lüfterflügelelements
170 in Übereinstimmung mit noch einem anderen Aspekt der beispielhaften Ausführungsform auf6 genommen. Das Lüfterflügelelement170 umfasst einen ersten Basisbereich172 , einen zweiten Basisbereich173 und einen Flügelbereich175 . Der erste Basisbereich172 , der zweite Basisbereich173 und der Flügelbereich175 sind einstückig zum Beispiel durch ein Extrudierverfahren oder ein Stanzverfahren ausgebildet. Der erste Basisbereich172 erstreckt sich von einem ersten Endbereich179 zu einem zweiten Endbereich180 über einen ersten Zwischenbereich181 . Der zweite Basisbereich173 erstreckt sich von einem ersten Endbereich183 zu einem zweiten Endbereich184 über einen zweiten Zwischenbereich185 . - In der dargestellten beispielhaften Ausführungsform können die ersten und zweiten Basisbereich
172 und173 kurvenförmig sein. Der Flügelbereich175 erstreckt sich von einem ersten Endabschnitt189 zu einem zweiten Endabschnitt190 über einen Zwischenabschnitt191 . Der erste Basisbereich172 erstreckt sich in einer ersten Richtung von einer ersten Seite des Flügelbereichs175 von dem ersten Endabschnitt189 zu einem Zwischenpunkt198 des Zwischenabschnitts191 . Der zweite Basisbereich173 erstreckt sich in einer zweiten Richtung, die von der ersten Richtung verschieden ist, von einer zweiten Seite des Flügelbereichs175 zu einem Zwischenpunkt199 zu dem zweiten Endabschnitt190 . Der Flügelbereich175 erstreckt sich allgemein senkrecht von dem zweiten Endbereich181 des ersten Basisbereichs172 und dem ersten Endbereich185 des zweiten Basisbereichs173 . Der Flügelbereich175 umfasst ebenfalls einen äußeren Rand194 , der eine abgewinkelte Fläche196 aufweisen kann, die in einer Weise, die ähnlich jener ist, die oben erläutert wurde, einen gewünschten Freiraum in dem Gehäuse4 gewährleistet. - An diesem Punkt ist zu verstehen, dass die beispielhaften Ausführungsformen einen Generatorlüfter bereitstellen, der durch Einsetzen von Lüfterflügelelementen durch Öffnungen gebildet wird, die in einem Basisbereich ausgebildet sind. Die Lüfterflügelelemente können mit dem Basisbereich durch eine metallurgische Verbindung oder einfach durch Klemmen der Basis der Lüfterflügelelemente zwischen den Basisbereich und den Generatorrotor durch eine Vielzahl an bekannten Techniken verbunden werden. Zusätzlich ermöglicht die Verwendung von extrudierten und/oder gestanzten Lüfterflügelelementen die Herstellung eines Generatorlüfters, der eine Lüfterflügelanzahl aufweist, während ebenso ein gewünschtes Gewicht und eine strukturelle Integrität aufrechterhalten werden. Insbesondere musste in der Vergangenheit zur Erhöhung der Lüfterflügelanzahl eines gestanzten Lüfters der Lüfter durch ein Spritzgussverfahren oder zwei gestapelte Stahlstanzteile hergestellt werden. Die zwei gestapelten Stahlstanzteile stellen sicher, dass ausreichend Material für zusätzliche Flügel vorhanden ist. Beide Verfahren sind jedoch teuer. Außerdem vergrößert die Verwendung von zwei Stahlstanzteilen ein Gesamtgewicht des Generatorlüfters. Die beispielhafte Ausführungsform stellt einen preiswerten, leichten Generatorlüfter bereit, der eine erhöhte Flügelzahl aufweist.
- Obwohl die Erfindung mit Bezug auf eine beispielhafte Ausführungsform oder Ausführungsformen beschrieben wurde, ist von den Fachleuten zu verstehen, dass verschiedene Änderungen durchgeführt werden können und Elemente hiervon durch Äquivalente ersetzt werden können, ohne den Geltungsbereich der Erfindung zu verlassen. Außerdem können viele Modifikationen durchgeführt werden, um eine bestimmte Situation oder Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne den wesentlichen Geltungsbereich hiervon zu verlassen. Daher ist es beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die spezielle Ausführungsform beschränkt ist, die als die beste erachtete Art zur Ausführung dieser Erfindung offenbart ist, sondern dass die Erfindung alle Ausführungsformen einschließt, die in den Geltungsbereich der Ansprüche fallen.
Claims (19)
- Generatorlüfter aufweisend: ein Basiselement, das eine mittige Nabe umfasst, einen äußeren Umfangsrand und einen Steg, der sich zwischen der mittigen Nabe und dem äußeren Umfangsrand erstreckt, und mehrere Öffnungen, die sich durch den Steg erstrecken; und mehrere Lüfterflügelelemente, die jeweils in entsprechenden der mehreren Öffnungen angeordnet sind.
- Generatorlüfter nach Anspruch 1, wobei sich die mehreren Öffnungen allgemein radial nach außen zwischen der mittigen Nabe und dem äußeren Umfangsrand erstrecken.
- Generatorlüfter nach Anspruch 2, wobei sich jede der mehreren Öffnungen entlang einer kurvenförmigen Bahn erstreckt.
- Generatorlüfter nach Anspruch 1, wobei jedes der mehreren Lüfterflügelelemente einen Basisbereich und einen Flügelbereich umfasst, der sich von dem Basisbereich erstreckt.
- Generatorlüfter nach Anspruch 4, wobei sich der Basisbereich von einem ersten Endbereich zu einem zweiten Endbereich über einen Zwischenbereich erstreckt und sich der Flügelbereich von einem ersten Endabschnitt zu einem zweiten Endabschnitt über einen Zwischenabschnitt erstreckt, wobei sich der Zwischenabschnitt entlang des Zwischenbereichs erstreckt, der zwischen den ersten und zwischen Endbereichen angeordnet ist.
- Generatorlüfter nach Anspruch 5, wobei sich der Flügelbereich nach außen von dem Basisbereich an einem der ersten und zweiten Endbereiche erstreckt.
- Generatorlüfter nach Anspruch 5, wobei sich der Flügelbereich nach außen von dem Basisbereich im Wesentlichen mittig von dem Zwischenbereich erstreckt.
- Generatorlüfter nach Anspruch 4, wobei der Basisbereich einen ersten Basisbereich umfasst, der sich von dem Flügelbereich in einer ersten Richtung nach außen erstreckt, und einen zweiten Basisbereich, der sich von dem Flügelbereich in einer zweiten Richtung nach außen erstreckt, die sich von der ersten Richtung unterscheidet.
- Generatorlüfter nach Anspruch 4, wobei der Basisbereich materiell einstückig mit dem Flügelbereich ausgebildet ist.
- Generator aufweisend: ein Gehäuse; einen Stator, der an dem Gehäuse angebracht ist; einen Rotor, der drehbar relativ zu dem Stator innerhalb des Gehäuses angebracht ist; und einen Generatorlüfter, der unbeweglich relativ zu dem Rotor angebracht ist, wobei der Generatorlüfter umfasst: ein Basiselement, das eine mittige Nabe umfasst, einen äußeren Umfangsrand und einen Steg, der sich zwischen der mittigen Nabe und dem äußeren Umfangsrand erstreckt, und mehrere Öffnungen, die sich durch den Steg erstrecken; und mehrere Lüfterflügelelemente, die jeweils in entsprechenden der mehreren Öffnungen angeordnet sind.
- Generator nach Anspruch 10, wobei sich die mehreren Öffnungen allgemein radial nach außen zwischen der mittigen Nabe und dem äußeren Umfangsrand erstrecken.
- Generator nach Anspruch 10, wobei jedes der mehreren Lüfterflügelelemente einen Basisbereich und einen Flügelbereich umfasst, der sich von dem Basisbereich erstreckt.
- Generatorlüfter nach Anspruch 12, wobei sich der Basisbereich von einem ersten Endbereich zu einem zweiten Endbereich über einen Zwischenbereich erstreckt und sich der Flügelbereich von einem ersten Endabschnitt zu einem zweiten Endabschnitt über einen Zwischenabschnitt erstreckt, wobei sich der Zwischenabschnitt entlang des Zwischenbereichs erstreckt, der zwischen den ersten und zwischen Endbereichen angeordnet ist.
- Generator nach Anspruch 13, wobei sich der Flügelbereich nach außen von dem Basisbereich an einem der ersten und zweiten Endbereiche erstreckt.
- Generator nach Anspruch 13, wobei sich der Flügelbereich nach außen von dem Basisbereich im Wesentlichen mittig von dem Zwischenbereich erstreckt.
- Generator nach Anspruch 12, wobei der Basisbereich einen ersten Basisbereich umfasst, der sich von dem Flügelbereich in einer ersten Richtung nach außen erstreckt, und einen zweiten Basisbereich, der sich von dem Flügelbereich in einer zweiten Richtung nach außen erstreckt, die sich von der ersten Richtung unterscheidet.
- Generator nach Anspruch 12, wobei der Basisbereich materiell einstückig mit dem Flügelbereich ausgebildet ist.
- Generator nach Anspruch 12, wobei der Rotor ein Polstück umfasst, wobei der Basisbereich zwischen das Polstück und das Basiselement geklemmt ist.
- Generator nach Anspruch 12, wobei jedes der mehreren Lüfterflügelelemente an dem Basiselement durch einen Presssitz gesichert ist.
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Legal Events
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: PHINIA DELPHI LUXEMBOURG SARL, LU Free format text: FORMER OWNER: REMY TECHNOLOGIES, L.L.C., PENDLETON, IND., US Owner name: BORGWARNER INC., AUBURN HILLS, US Free format text: FORMER OWNER: REMY TECHNOLOGIES, L.L.C., PENDLETON, IND., US |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: PATENTANWAELTE BAUER VORBERG KAYSER PARTNERSCH, DE |
|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: PHINIA DELPHI LUXEMBOURG SARL, LU Free format text: FORMER OWNER: BORGWARNER INC., AUBURN HILLS, MI, US |