DE19940780C2

DE19940780C2 - Wechselstromgenerator für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE19940780C2
Application number: DE19940780A
Authority: DE
Inventors: Yoshinori Hayashi; Hitoshi Irie
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-12-25
Filing date: 1999-08-27
Publication date: 2003-10-30
Anticipated expiration: 2019-08-28
Also published as: JP3379457B2; FR2787943B1; DE19940780A1; JP2000197303A; US6150741A; FR2787943A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wechselstromgenerator für Fahrzeuge nach dem Anspruch 1.

Aus der DE 197 15 925 A1 ist ein Wechselstromgenerator für Fahrzeuge bekannt, der folgendes aufweist:
ein Gehäuse, das eine Ausgangswelle enthält,
eine einen Ausgangsanschluß aufweisende, an der Außenseite des Gehäuses vorgesehene Gleichrichterschaltung, und
eine von dem Gehäuse getrennte rückseitige Abdeckung, die zum Abdecken der Gleichrichterschaltung vorgesehen ist.

Ein weiterer Wechselstromgenerator für Fahrzeuge mit den genannten Merkmalen ist aus der DE 40 28 464 A1 bekannt.

Bei herkömmlichen Wechselstromgeneratoren (Wechselstrommaschinen) wird die Generatorleistung an einem Ausgangsanschluß entnommen, der in einer Gleichrichter schaltung vorgesehen ist. Bei der aus JP-A-9-107654 bekannten Wechselstrommaschine wird eine Kunstharzdurchführung zum elektrischen Isolieren um den Ausgangsanschluß herum angebracht. Das Endteil einer Stromzuführung ist mit dem Ausgangsanschluß mittels eines Paares von Schraubenmuttern verbunden, von denen eine dazu verwendet wird, die Durchführung mit dem Ausgangsanschluß mittels eines Anschraubdrucks festzuspannen. Da die Durchführung zur einer Kontraktion in der Druckrichtung neigt, ist es wahrscheinlich, daß sich die Befestigungsmutter lockert.

Bei dieser bekannten Wechselstrommaschine gelangt ferner ein Schutzteil zur Anwendung, das einen Ausgangsanschluß zum elektrischen Isolieren umgibt.

Bei einer anderen aus JP-A-4-165949 bekannten Wechselstrommaschine ist eine vorspringende Kühlanordnung der Pluspolseite (Wärmeabstrahlungsrippe) einer Gleich richterschaltung, die vom Ausgangsanschluß durchsetzt wird, vorgesehen, so daß eine auf den Ausgangsanschluß gesetzte Schraubenmutter direkt mit dem Endteil dieses Vor sprungs der Kühlanordnung Kontakt hat. Eine Kunstharzdurchführung wird den Vor sprung umgebend von der äußeren Umfangsseite her angeordnet. Die Durchführung kann bei diesem Aufbau nicht ohne Aufwand befestigt werden.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wechselstromgene rator zu schaffen, bei welchem ein Schutzteil ohne Aufwand befestigt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Wechselstromgenerators ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Schutzteil, wie etwa eine Kunst harzdurchführung, die um den Ausgangsanschluß einer Gleichrichterschaltung herum angeordnet ist, durch Anordnen einer rückseitigen Abdeckung, welche die Gleich richterschaltung abdeckt, fest an einem Teil des Ausgangsanschlusses anliegend gehal ten.

Vorzugsweise wird eine elektrische Ausgangsleistungsleitung durch Festspannen eines Befestigungsteils, wie etwa einer Schraubenmutter, ohne Berührung des Schutz teils an dem Ausgangsanschluß derart angebracht, daß das Schutzteil nicht durch das Befestigungsteil unter Druck gerät. Daher erfolgt auch dann keine Lockerung des Befe stigungsteils, wenn sich das Schutzteil zusammenzieht.

Vorzugsweise weist die rückseitige Abdeckung einen Teil auf, welcher mit einem Teil des Schutzteils in Eingriff steht, um zu verhindern, daß das Schutzteil sich entlang des Ausgangsanschlusses oder um den Ausgangsanschluß herum bewegt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsform anhand der Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Wechselstromgenerators gemäß einer Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht eines Aufbaus eines Ausgangsanschlusses, einer Durchführung und einer rückseitigen Abdeckung, die in der Ausführungsform verwendet werden;

Fig. 3 eine Seitenansicht der in Fig. 2 gezeigten Durchführung,

Fig. 4 eine Vorderansicht der in Fig. 2 gezeigten Durchführung;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht, die den Ausgangsanschluß und die Durchfüh rung zeigt, wenn sie an einander angepaßt sind; und

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Teils der in Fig. 2 gezeigten rückseitigen Abdeckung.

In Fig. 1 wird ein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichneter Wechselstromgenerator (Wechselstrommaschine) gezeigt, der unter anderem einen Stator 2, einen Rotor 3, eine Bürstenvorrichtung 4, eine Gleichrichterschaltung 5, ein Gehäusepaar 6, eine aus Kunstharz hergestellte rückseitige Abdeckung 7 und eine Riemenscheibe 8 aufweist.

Der Stator 2 enthält einen Statorkern 21, mit einer dreiphasigen Statorwicklung 23, die in einer Vielzahl von in dem Kern 21 mit festen Abständen ausgebildeten Nuten untergebracht bzw. gewickelt ist.

Der Rotor 3 enthält ein Paar von Polkernen 32, von denen jeder sechs nagel- bzw. zahnförmige Polstücke aufweist, und eine Feldwicklung 31, die zylindrisch gewickelt ist. Der Rotor 3 ist auf einer Ausgangswelle 33 derart angeordnet, daß die Feldwicklung 31 in der Axialrichtung zwischen den Polkernen 32 liegt, und die Polstücke die Feld wicklung 31 von beiden Axialseiten der Polkerne 32 her umgeben. Ein Axialkühlge bläse 34 ist an einer Endoberfläche des sich an der Vorderseite befindenden Polkerns 32 befestigt, so daß von der Vorderseite angesaugte Luft sowohl in axialer als auch in ra dialer Richtung geblasen werden kann. Ein Radialkühlgebläse 35 ist an der Endoberflä che des sich an der Rückseite befindenden Polkerns 32 befestigt, so daß von der Rück seite angesaugte Luft in radialer Richtung geblasen wird.

Die Bürstenvorrichtung 4 ist zum Zuführen eines Feldstroms bzw. Erregerstroms von der Gleichrichterschaltung 5 zu der Feldwicklung 31 des Rotors 3 über dessen Schleifringe 36, 37, die auf der Ausgangswelle 33 sitzen, und über seine Bürsten 41, 42, die in einem Schleifkontakt mit den Schleifringen 36, 37 gehalten werden, vorgesehen.

Um durch ein Gleichrichten eine Gleichstromausgangsleistung herzustellen, wird die Gleichstromschaltung 5 zum Gleichrichten von Wechselstromspannungen, die in den dreiphasigen Statorwicklungen 23 erzeugt werden, zwischen Gehäuseteil 6 der Rückseite und der rückseitigen Abdeckung 7 vorgesehen. Die Gleichrichterschaltung 5 enthält eine Drahtelektroden aufweisende Anschlußbasisplatte 51, eine Wärmeabstrahl rippe 52 auf der Pluspolseite, mit drei darauf angebrachten Gleichrichterdioden, eine Wärmeabstrahlungsrippe 53 auf der Minuspolseite, mit drei darauf angebrachten Gleichrichterdioden, und einen elektrischen Leistungsausgangsanschluß 54, der an der Wärmeabstrahlungsrippe 52 auf der Pluspolseite angebracht ist. Dieser Ausgangsan schluß 54 läßt sich mit einer nicht näher dargestellten Speicherbatterie zum Laden ver binden. Alle sechs auf den Wärmeabstrahlungsrippen 52, 53 angebrachten Dioden wer den zum Vollweggleichrichten der erzeugten dreiphasigen Wechselstromspannungen verbunden. Eine Kunstharzdurchführung 9 ist um den Ausgangsanschluß 54 als ein Schutzteil zum elektrischen Isolieren angeordnet.

Die Gehäuseteile 6 sind in der Regel tassenförmig ausgebildet, um den Stator 2 und den Rotor 3 darin aufzunehmen. Die Gehäuseteile 6 halten über der Ausgangswelle 33 den Rotor 3 drehbar. Der Stator 2 ist an der inneren Umfangsoberfläche des Gehäu seteils 6 der Vorderseite fest angebracht. Zum Abführen der Kühlluft weist das Gehäu seteil 6 der Vorderseite eine Vielzahl von Öffnungen an radialen Positionen außerhalb der Statorwicklungen 23 auf, die von dem Kern 21 in axialer Richtung herausragen. Zum Ansaugen der Kühlluft weist das Gehäuseteil 6 der Rückseite eine Vielzahl von Öffnungen 62 an seinem hintersten Ende auf.

Die rückseitige Abdeckung 7 ist an dem Gehäuseteil 6 der Rückseite angebracht, um die Bürstenvorrichtung 4, die Gleichrichterschaltung 5 und einen nicht näher darge stellten IC-Regler abzudecken, welche an der Außenseite des Gehäuseteils 6 der Rück seite vorgesehen sind. Die rückseitige Abdeckung 7 besteht aus Kunstharz und weist eine verstärkte Eisenplatte auf, die darin teilweise eingefügt ist.

Bei der obigen Wechselstrommaschine 1 dreht sich der Rotor 3 in Reaktion auf das von einem nicht näher dargestellten Motor durch einen Riemen auf die nicht näher dargestellte Riemenscheibe 8 übertragene Drehmoment. Die zahnförmigen Polstücke des Polkerns 32 werden durch den in der Feldwicklung 31 des Rotors 3 zugeführten Feldstrom bzw. Erregerstrom magnetisiert. Wenn sich der Rotor 3 dreht, erzeugen die Statorwicklungen 23 in Reaktion auf das rotierende Magnetfeld die dreiphasigen Wech selstromspannungen. Die dreiphasigen Spannungen werden durch die Gleichrichter schaltung 5 vollweggleichgerichtet, so daß die entstehende Gleichstromausgangsspan nung an dem Ausgangsanschluß 54 zur Verfügung steht.

Wie Fig. 2 zeigt, ist der Ausgangsanschluß 54 an seinem einen Endteil gerändelt. Dieser gerändelte Teil ist durch eine Ausnehmung geführt, das an dem Endteil der Wärmeabstrahlungsrippe 52 der Pluspolseite vorgesehen ist, und mittels einer zylin drisch geformten Metallschraubenmutter 55 an der Rippe 52 festgespannt. Die Schrau benmutter 55 weist eine axiale Länge auf, die größer als die entsprechende d. h. axiale Länge der Durchführung 9 ist, so daß eine Stirnfläche 56 der Schraubenmutter 55 sich in der axialen Richtung des Ausgangsanschlusses 54 auf Abstand von der Stirnfläche 91 der Durchführung 9 gehalten ist, wenn die Durchführung 9 um den Ausgangsanschluß 54 angeordnet wird. Wenn ein elektrisches Ausgangskabel- oder eine Ausgangsleitung 92 an der Stirnfläche 56 der Schraubenmutter 55 mit einer Schraubenmutter 96 fixiert wird, befindet sich daher lediglich die Metallschraubenmutter 55 zwischen der Rippe 52 und der Ausgangsleitung 92. Folglich wird die Schraubenmutter 96 nicht gelockert, womit gerechnet werden müßte, wenn ein Kunstharzteil, welches sich stärker zusam menzieht, dazwischen angebracht wäre.

Die Kunstharzdurchführung 9 wird im allgemeinen in einer zylindrischen Form mit einem Innendurchmesser ausgeführt, der annähernd gleich dem Außendurchmesser der Schraubenmutter 55 ist. Die Durchführung 9 weist an einem Teil seines äußeren Umfangs einen Flansch 93 auf. Der Flansch 93 ist derart geformt, daß er eine ge krümmte Oberfläche aufweist und nicht kreisförmig ist, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Der Flansch 93 weist einen ebenen oder geradlinigen Wandteil 94 auf, welcher dem Gehäuseteil 6 der Rückseite gegenüberliegt, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Das Wandteil 94 steht ganz oder teilweise mit der gegenüberliegenden geradlinigen Wandoberfläche eines Rückhalteteils 63, das an dem Gehäuseteil 6 der Rückseite ausgebildet ist, in Eingriff, so daß die Durchführung 9 an einem Herumdrehen um den Ausgangsanschluß 54 ge hindert wird. Wenn die Durchführung 9 mit Nuten 95 in der Stirnfläche 91 wie in Fig. 4 gezeigt ausgebildet ist, trägt diese Festlegung der Drehstellung zur richtigen Positionie rung der Endteile der Ausgangsleitung 92 zum Verhindern von deren Drehbewegung bei.

Die Durchführung 9 kann alternativ anstelle des geradlinigen Wandteils 94 mit ei ner gekrümmten oder konvexen Oberfläche auf einem Teil des Flansches 93 oder einer anderen äußeren Oberfläche, die nicht zu dem Flansch 93 gehört, ausgebildet werden. Ebenso kann das Rückhalteteil 63 zum Sichern gegen eine Drehbewegung der Durch führung 9 in seiner Form abgeändert werden.

Der Flansch 93, der an der äußeren Umfangsoberfläche der Durchführung 9 aus gebildet ist, weist eine Oberfläche auf, die unter einem von 90° relativ zu der Achse des Ausgangsanschlusses 54 abweichenden Winkel geneigt ist, wie es in Fig. 3 und 5 ge zeigt ist. Die rückseitige Abdeckung 7 steht mit der Durchführung 9 in engen Eingriff, wobei die innere Oberfläche (der rückseitigen Abdeckung 7) in Kontakt mit dem Flansch 93 steht. Somit wird die Durchführung 9 durch die Neigung der Oberfläche des Flansches 93 daran gehindert, sich um den Ausgangsanschluß 54 herum zu drehen. Es ist natürlich möglich, die Durchführung 9 lediglich durch den geradlinigen Wandteil 94 des Flansches 93 oder durch die geneigte Oberfläche des Flansches 93 an einem Drehen zu hindern. Wenn beispielsweise die Durchführung 9 relativ weit entfernt von dem Ge häuseteil 6 der Rückseite angeordnet ist, wird die Durchführung 9 durch die geneigte Oberfläche des Flansches 93 an einem Drehen gehindert, und wenn die Durchführung 9 relativ nahe an dem Gehäuseteil 6 der Rückseite angeordnet ist, durch Eingriff eines Teils des äußeren Umfangs des Flansches 93 mit dem Rückhalteteil 63 des Gehäusteils 6 der Rückseite.

Wie in Fig. 6 gezeigt, weist die rückseitige Abdeckung 7 eine Vertiefung 71 auf, die durch ein bogenförmiges Wandteil 72 begrenzt wird. Diese Vertiefung 71 ist in An passung an den äußeren Aufbau der Durchführung 9 ausgebildet. Die rückseitige Ab deckung 7 ist an dem Gehäuseteil 6 der Rückseite angebracht, so daß der bogenförmige Wandteil 72 der rückseitigen Abdeckung 7 an der Außenseite des Flansches 93 der Durchführung 9 zum Abdecken des Flansches 93 positioniert ist. Somit wird die Durch führung 9 daran gehindert, in der axialen Richtung des Ausgangsanschlusses 54 von dem Ausgangsanschluß 54 herunter zu rutschen. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn der Ausgangsanschluß sich wie in Fig. 1 gezeigt nach unten erstreckend angeordnet ist.

Bei der obigen Ausführungsform kann die Dicke des bogenförmigen Wandteils 72, welches die äußere Umfangsoberfläche der Durchführung 9 kontaktiert, so vergrö ßert werden, wie es für eine Kontaktflächenvergrößerung erforderlich ist, da die rück seitige Abdeckung 7 aus Kunstharz besteht. Mit der vergrößerten Kontaktfläche wird der Anpreßdruck pro Flächeneinheit entsprechend verkleinert. Wenn während eines Fahrbetriebs aufgrund von Vibrationen eine externe Kraft auf die Kontaktteile ausgeübt wird, kann folglich die Abnutzung der Kontaktteile, die durch eine Reibung verursacht wird, verringert werden. Da sowohl die Durchführung 9 als auch die rückwärtige Ab deckung 7 aus Kunstharz bestehen und somit im allgemeinen die gleiche Härte aufwei sen, ist weniger zu befürchten, daß nur die rückwärtige Abdeckung 7 oder nur die Durchführung 9 übermäßig verschleißen. Es ist allerdings ebenso möglich, die rücksei tige Abdeckung 7 aus einem Metall, wie etwa Aluminium oder Eisen, herzustellen.

Claims

1. Wechselstromgenerator für Fahrzeuge, der aufweist:
ein Gehäuse, das eine Ausgangswelle enthält,
eine, einen Ausgangsanschluß aufweisende, an der Außenseite des Gehäuses vorgesehene Gleichrichterschaltung und
eine von dem Gehäuse getrennte, rückseitige Abdeckung, die zum Abdecken der Gleichrichterschaltung vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein elektrisch isolierendes Schutzteil (9) den Ausgangsanschluß (54) umgibt, wobei die rückseitige Abdeckung (7) an der Rückseite des Gehäuses (6) befestigt ist, um zumindest einen Teil des Ausgangsanschlusses (54) abzudecken und das Schutzteil (9) zwischen dem Gehäuse (6) und der rückseitigen Abdeckung (7) zu fixieren.

2. Wechselstromgenerator (1) nach Anspruch 1, der weiterhin aufweist:
eine Ausgangsleitung (92), die elektrisch mit dem Ausgangsanschluß (54) ver bunden ist; und
ein Festspannteil (55, 93) zum Festspannen der Ausgangsleitung (92) mit dem Ausgangsanschluß (54) derart, daß das Schutzteil (9) nicht in seiner Längsrich tung gepresst wird.

3. Wechselstromgenerator (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem:
das Schutzteil (9) einen Eingriffsteil (93) an seinem äußeren Umfang aufweist; und
der Eingriffsteil (93) mit einem Randteil (72) der rückseitigen Abdeckung (7) in Eingriff steht, um das Schutzteil (9) zu fixieren.

4. Wechselstromgenerator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem:
die rückseitige Abdeckung (7) zum Verhindern einer Bewegung des Schutzteils (9) entlang des Ausgangsanschlusses (54) angeordnet ist.

5. Wechselstromgenerator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem:
die rückseitige Abdeckung (7) zum Verhindern einer Drehbewegung des Schutz teils um den Ausgangsanschluß (54) angeordnet ist.

6. Wechselstromgenerator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, der weiterhin auf weist:
ein Gehäuse (6), an dem sich die Gleichrichterschaltung (5) abstützt und das ein nicht kreisförmiges Rückhalteteil (63) aufweist, welches mit einem Teil (94) des Schutzteils (9) zum Verhindern einer Drehbewegung des Schutzteils (9) um den Ausgangsanschluß (54) im Eingriff steht.

7. Wechselstromgenerator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem:
die rückseitige Abdeckung (7) und das Schutzteil (9) aus Kunstharz hergestellt sind.

8. Wechselstromgenerator (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 7, bei dem:
der Ausgangsanschluß (54) sich in einer radialen Richtung bezüglich der Längs achse der Ausgangswelle (33) erstreckend vorgesehen ist;
das Schutzteil (9) zylindrisch ist und einen Flansch (93) aufweist, welcher zum Sichern gegen eine Bewegung entlang und um den Ausgangsanschluß (54) herum in Kontakt mit der rückseitigen Abdeckung (7) gehalten ist.

9. Wechselstromgenerator (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 8, bei dem das Schutzteil (9) einen ersten sich radial erstreckenden Teil aufweist, der innerhalb der rückseitigen Abdeckung (7) angeordnet ist, und einen zweiten sich radial er streckenden Teil aufweist, der außerhalb des Gehäuses (6) angeordnet ist.

10. Wechselstromgenerator (1) nach Anspruch 3, bei dem:
das Schutzteil (9) ein Eingriffsteil (93) aufweist, das eine um einen von 90° relativ zu einer Längsachse des Ausgangsanschlusses (54) abweichenden Winkel ge neigte Oberfläche aufweist; und
die Oberfläche des Eingriffsteils (93) der rückseitigen Abdeckung (7) gegenüber liegend angeordnet ist.

11. Wechselstromgenerator (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 10, der weiterhin aufweist:
eine Ausgangsleitung (92), die elektrisch mit dem Ausgangsanschluß (54) ver bunden ist;
eine erste um den Ausgangsanschluß (54) herum zwischen dem Ausgangsan schluß (54) und dem Schutzteil (9) angeordnete Schraubenmutter (55), wobei die erste Schraubenmutter (55) eine axiale Länge aufweist, die größer als diejenige des Schutzteils (9) ist; und
eine zweite Schraubenmutter (96), die zum Anpressen der Ausgangsleitung (92) an die erste Schraubenmutter (55) um den Ausgangsanschluß (54) herum derart angeordnet ist, daß die Ausgangsleitung (92) von dem Schutzteil (9) auf Abstand gehalten ist.