DE2828473A1 - Oelgekuehlte elektrische maschine - Google Patents

Oelgekuehlte elektrische maschine

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DE2828473A1
DE2828473A1 DE19782828473 DE2828473A DE2828473A1 DE 2828473 A1 DE2828473 A1 DE 2828473A1 DE 19782828473 DE19782828473 DE 19782828473 DE 2828473 A DE2828473 A DE 2828473A DE 2828473 A1 DE2828473 A1 DE 2828473A1
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bearing
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oil
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Georg Binder
Wolfgang Dipl Ing Dr Kofnik
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Robert Bosch GmbH
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    • H02K5/1735—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings radially supporting the rotary shaft at only one end of the rotor
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  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
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  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Description

Chr/Sm
Die Erfindung geht aus von einem Generator nach der Gattung des-Hauptanspruchs. Es ist schon ein Generator bekannt (GB-PS 840 306), bei dem alle Wicklungen in ruhenden Maschinenteilen untergebracht sind und bei dem nur ein Teil des;Klauenpolsystems -ein Leitstückläufer - rotiert.. Die Maschine ist zur Kühlung an einen ölkreislauf angeschlossen. Bei den modernen Generatoren kleiner Bauart und hoher Leistung reicht aber die bekannte Kühlanordnung nicht aus, die entstehende Verlustwärme in ausreichendem Maße abzuführen.
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße Generator mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß er durch die mögliche höhere Drehzahl ausgenutzt werden kann. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß die Wärmeabfuhr unabhängig von der Drehzahl erfolgt und daß der Generator vor einer thermischen Überlastung geschützt ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Generators möglich. Es treten beispielsweise keine ölpanschverluste und kein Lecköl auf. Weiter ist der erfindungsgemäße Generator vollständig wartungsfrei. Außerdem erfolgt die Zuführung und die Abführung elektrischer Leitungen außerhalb des ölumlaufs, alle elektrischen Verbindungsstellen sind leicht zugänglich. Der Anbau oder der Einbau eines Spannungsreglers ist möglich. Der erfindungsgemäße Generator kann mit dem gleichen Gehäuse an jede Einbaulage angepaßt werden. Der Generator kann für Motoren oder Turbinen eingesetzt werden, bei denen fremdgelagerte Planschgeneratoren nicht angebaut werden sollen, er ist aber für Fremdlagerung oder Eigenlagerung verwendbar.
909803/0103 ,,
6 - . Chr/Sm
■"·■'·■ ' - · 2
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen die Figuren 1 und 2 einen erfindungsgemäßen Generator, bei dem der gesamte ölkreislauf in stehe'nde .Generatorteile" verlegt ΐβίϊ·Ρΐ8μΓ 3 eine Ausführung, bei der der Gleichrichter direkt in den Kühlölkreis gelegt ist, die Figuren *t bis 6 Ausführungsformen, bei denen der Gleichrichter im Trockenen angebaut ist, Figur 7 einen erfindungsgemäßen Generator mit gemeinsamer Kühlöl- und Schmierölzufuhr auf der Flanschseite,
Figur 8 einen Lagerbock für öldauerschmierung zum Anbau eines fremdgelagerten Generators, die Figur 9 eine andere Ausgestaltung dazu.
Beschreibung der Erfindung
Figur la zeigt einen Drehstromgenerator mit einem an ein Maschinengehäuse 11 angeflanschten Topfgehäuse 12, einem eine Erregerwicklung 13 tragenden Erregerkern 14, eine Ständerwicklung 15 tragenden Ständerblechpaket 16 und einem Leitstückläufer 17, der auf einer ins Masehinengehäuse 11 führenden Welle l8 sitzt. Im Topfgehäuse 12 ist ein Gleichrichter mit Dioden 19 und einem Kühlkörper 21 untergebracht. Die Welle 18 ist im Maschinengehäuse 11 mit Hilfe eines Gleitlagers 22 gelagert.
Bei der Ausführungsform nach Figur la ist der gesamte ölkreislauf zur Kühlung des Gleichrichters 19, 21, des Erregerkerns 13 und des Ständers 16 sowie zur Schmierung des Gleitlagers 22 - das im übrigen auch als Wälzlager ausgebildet sein kann - in nicht bewegte Generatorteile gelegt
../4 909883/0103
•7 - . Chr/Sra
An der Stirnseite des Topfgehäuses 12 ist ein ölzulauf 23 vorgesehen. Der ölstrom kann an die Umlaufschmierung des Motors oder der Turbine angeschlossen sein. Das öl tritt durch den ölzulauf 23 zunächst in den Raum mit dem Gleichrichter 19, 21. Ein Teil des Ölstroms wird in einer Bohrung 24 an der Stirnseite des Erregerkerns 14.vorbeigeführt und trifft sich mit dem'aüs dem Gleichriehterraum I9 > "21 kommenden ölstrom in einer gemeinsamen Bohrung 25 wieder, die zu einer ersten Ringnut 26 in einem Ständergehäuse 27» das in das Topfgehäuse 12 eingeschoben ist, führt. In dieser ersten Ringnut 26 fließt das Drucköl in beiden Richtungen um das Ständergehäuse 27 herum, bis es auf der gegenüberliegenden Seite in einer ersten Unterbrechung 28 wieder trifft und dann zur zweiten Ringnut 29 übertritt. Die erste Unterbrechung ■28 weist den doppelten Querschnitt wie die erste Ringnut auf. Das öl fließt jetzt in entgegengesetzter Richtung in der zweiten Ringnut 29 weiter. Dieser Vorgang wiederholt sich in weiteren Ringnuten 31 und weiteren Unterbrechungen 32. Aus einer letzten Ringnut 33 tritt ein Teil des Öls in eine'auf den Ölverbrauch des Lagers 22 abgestimmte Bohrung 34 über und versorgt daß Lager 22 mit Schmiermittel. Der übrige Teil des Öls fließt auf der gegenüberliegenden Seite durch eine Bohrung 35 und durch das Maschinengehäuse 11 direkt ins Kurbelgehäuse des Motors oder in das Getriebegehäuse der Turbine zurück. Das aus·dem Lager 22 ausgetretene öl wird durch eine weitere Bohrung 36 abgeführt.
In Figur Ib ist der Ölkreislauf schematisch dargestellt. Aus einem ölsumpf 37 wird das Öl mit Hilfe einer Pumpe 38 zu einer Öldruckleitung 39 gefördert. Von dort aus fließt es durch den Ölzulauf 23, wie in der Beschreibung zur Figur la dargestellt, am Gleichrichter 19, 21 und am Erregerkern vorbei, dann weiter durch das Ständergehäuse 27 und von dort direkt oder durch das Lager 22 zurück zum Ölsumpf
../5 9G9883/0103
■·"""" : R.4753
Chr/Sm
In Figur 2a ist gezeigt, wie die Olzüführung für Lagerstellen, die schon mit Schmieröl versorgt sind, getrennt vom Kühlölkreislauf des Generators erfolgt. Der■Kühlölkreislauf des Generators beginnt wieder am ölzulauf 23 3 endet aber in der letzten Ringnut 33 und führt durch die Bohrung 35 durch das Maschinengehäuse zurück zum Ölsumpf 37. Das Öl.für das Lager 22" wird durch einen getrennten Ölzuglauf -41 zugeführt undwieder durch die Bohrung 36 abgeführt.
Wie auch bei den Ausführungsformen nach den Figuren 1 und ist bei der Ausführungsform nach Figur 3 der Gleichrichter 19, 21 in einem eigens dafür geschaffenen getrennten Raum 42 hinter dem Boden des Topfgehäuses 12 untergebracht, aber hier direkt in den Kühlölkreislauf gelegt. Vom Ölzulauf fließt das Öl am Gleichrichter 19, 21 vorbei und tritt durch die Bohrung 43 im Standergehäuse 27, an dem auch der Erregerkern 14 befestigt ist, in den Erregerkern ein. Im Gegensatz zur Bohrung 24 an der Stirnseite des Erregerkerns 14 nach dem Ausführungsbeispxel gemäß Figur 1 wird bei .dem Ausführungsbeispxel gemäß Figur 3 das Öl in Bohrungen 44 durch den ganzen Erregerkern 14 geführt. Die vorher gemeinsame Bohrung 25 führt nun als Bohrung k$ den direkten Ölstrom und leitet ihn weiter in die erste Ringnut 26.
In Figur 4 ist das Ausführungsbeispxel nach Figur 3 insoweit abgewandelt, als nur die Kühlkörper 21 in den getrennten Raum 42 ragen, wogegen die Dioden 19 außerhalb des ölkreislaufs, also im Trockenen, angeordnet sind. Vom ölzulauf fließt das Kühlöl im getrennten Raum 42 an den Kühlkörpern 21 vorbei zur Bohrung 43 im Boden des Ständergehäuses 27.
Die Figuren 5 und 6 zeigen abgewandelte Ausführungsbexspiele des Ausführungsbexspiels gemäß Figur 4·
../6 909883/0103
R. -Wj0
■ -. ' H ' ■ . Chr/Sm
Alle Leitungsdurchführungen innerhalb des Generators und alle Anschlüsse nach außen in axialer und radialer Richtung liegen außerhalb des ölkreislaufs. Ein Spannungsregler kann an einen Abschlußdeckel 46 angebaut oder aber - wie die Dioden 19 ~ im trockenen Raum 47 eingebaut werden. Im.Falle des Einbaus wird die Verlustwärme des Spannungsreglers über die Kühlrippen 21 in'den Ölkreislauf abgeführt. . ' ""'· ' ·'.·■·"
Im Ausführungsbeispxel nach Figur 6 ist auf die Innenkühlung des Erregerkerns 14 verzichtet. Wegen einer Ausnehmung 48 im Boden des Topfgehäuses 12 fließt das Kühlöl großflächig an der Stirnseite des Erregerkerns 14 vorbei. Auf diese Weise werden Längs- und Querbohrungen im Erregerkern 14 vermieden.
Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 7a\erfolgt die Kühlölzufuhr und die Schmierölzufuhr gemeinsam auf der Flanschseite des Generators. Hinter dem Ölzulauf 23 wird der Ölstrom aufgeteilt. Der größere Teil des Frischöls wird durch eine Längsbohrung 49 im Topfgehäuse 12 dem als Gleichrichterkühlölwanne dienenden getrennten Raum 42 zugeführt. Ein geringerer Teil des Frischöls wird hinter dem ölzulauf 23 über Bohrungen 51 direkt dem Lager 22 zugeleitet. Die Bohrungen 51 sind dabei in ihrem Durchmesser auf den Schmiermittelbedarf des Lagers 22 abgestimmt.
Figur 7b zeigt schematiseh den ölkreislauf des Ausführungsbeispiels nach Figur 7a.
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Einzelheiten der Lagerung 22 zeigt die Figur ■ 9.
Η· 4 7 5 3
Chr/Sm
Es wird sowohl ein Kugellager 52 als auch ein Rollenlager 53 verwendet. . - ■ - ·
Figur 8a zeigt einen Lagerbock 54 mit einem Kugellager 52 und.·einem Rollenlager 53- Die Größe der Lager .52, 53 und der. Abstand des Kugellagers 52 vom Rollenlager 53 sind so festgelegt, daß sich für die beiden Lager 52, 53 trotz unterschiedlicher Belastung die gleiche Lebensdauer ergibt. Die ölschmierung der beiden Lager 52 und 53 wird von der Druckölumiaufschmierung des Motors oder der Turbine übernommen. Die Verbindung der Antriebswelle 55 mit dem Leitstückläufer 17 des Generators erfolgt mittels einer Kegelkupplung 56. Der stehende Teil des Generators, beginnend mit dem Topfgehäuse 12, wird mit drei oder mehr Schrauben 57 am Flansch 58 des Lagerbocks 54 befestigt und mittels eines Einpasses zentriert. Ein Schwenkraum 59 ist am Lagerbock 54 angegossen. Drei Augen 6l mit Gewindelöchern zum Anschlagen einer nicht eingezeichneten Verstellschiene dienen je nach Bedarf als Halteraum in drei verschiedenen Stellungen. Die Nabe 62 des Lagerbocks 54 hat sechs oder mehr Hocker 63. In jeden dieser Hocker 63 kann entweder ein Ölzulaufloch 64 bis zur Zulaufringnut 65 oder ein Ölablaufloch 66 bis zur Ablaufringnut 67 gebohrt werden. Dadurch, daß mehrere Hocker 63 •vorgesehen sind, kann beim gleichen Abguß in verschiedenen Einbaulagen der Zulauf stets oben und der Ablauf stets unten liegend ausgeführt werden. Mit Hilfe einer eingepreßten Panzerbuchse 68 und in Längsrichtung der Nabe eingegossenen Längsnuten 69 werden am ganzen Umfang der Lagernabe 62 Längskanäle bereitgestellt, über die das aus den außenliegenden Stirnseiten der Lager 52 und 53 austretende Schmieröl in jeder Einbaulage der Laufringnut 67 und damit dem ölablaufloch 66 zugeführt wird. Es sind keine Längsbohrungen erforderlich.
909883/0103 "/8
Pigur 8b zeigt einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel nach Figur 8a.
Figur 9 zeigt das Ausführungsbeispiel nach Figur 8 in der umgekehrten Einbaulage, nämlich mit dem Schwenkarm 59 oben. Das Zulaufloch 64 ist hier von der Seite des Schwenkarms 59 bis zur Zulaufringnut 65 gebohrt, das Ölablaufloch 66 auf der dem Schwenkbarm 59 gegenüberliegenden Seite bis zur Ablaufringnut 67 · In diesem Ausfuhrungsbeispiel ist der Leitstück-
läufer 17 auf die Antriebswelle 55 aufgeschrumpft. Die Befestigung der Spannplatte Jl am Lagerbock 54 erfolgt von der Außenseite des Lagerbocks 54 mittels der Schrauben 72.
909883/0103

Claims (1)

  1. κ. 4 7 5 3
    8.6.1978 Chr/Sm
    ROBERT BOSCH GMBH3 7OOO Stuttgart 1
    Ansprüche
    1.]Elektrische Maschine, insbesondere Drehstromgenerator für' Kraftfahrzeuge, mit einem topfförmigen und gegebenenfalls einen Plansch aufweisenden Gehäuse, mit einem zur Kühlung und/oder Schmierung dienenden von einer Fremdmaschine gespeisten ölstrom, mit einem in einem Ständergehäuse gehalterten Ständer, mit einem Leitstückläufer, mit einer in wenigstens einem Lager gelagerten Welle und mit einem Erregerkern, dadurch gekennzeichnet, daß der ölstrom an der Stirnseite des Erregerkerns (14) geführt wird, daß zum Weiterführen des Ölstroms wenigstens eine Ringnut (26, 29, 31, 33) im Ständergehäuse (27) angeordnet und daß Mittel zur Kühlung des Lagers (22) vorgesehen sind.
    909883/0103
    ORIGINAL INSPECTED
    ■■■- ■·■·■ .'·■■■·■ ; : :'-..' Chr/Sm
    2. Maschine nach Anspruch 1, mit einem in das Gehäuse eingebauten Gleichrichter j dadurch gekennzeichnet,, daß der ölstrom auch zum Kühlen des Gleichrichters (19a 21) dient.
    3. Maschine nach Anspruch"! mit einem in das Gehäuse eingebauten Gleichrichter, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom des Ölstroms zum Kühlen des Gleichrichters (19, 21) dient.
    4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Ständergehäuse (67) mehrere Ringnuten (26, 29, 31, 33) vorgesehen sind, die durch Unterbrechungen (28, 32) im Ständergehäuse (67) miteinander verbunden sind, und daß der Ölstrom abwechselnd in entgegengesetzter Richtung durch die Ringnuten (26, 29, 31, 33) geführt wird.
    5. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Kühlen des Lagers (22) ein vom übrigen ölstrom getrennter ölstrom (41) dient.
    6. Maschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (19, 21) in einem getrennten Raum (42) hinter dem Gehäuse angeordnet ist.
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    - " 3" · - R· 47 5
    7· Maschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden (19) des Gleichrichters (19, 21) auf der Außenseite des Gehäuses (12) angeordnet und mit einem Kühlkörper (21) in wärmeleitender Verbindung stehen und daß der Kühlkörper (21) innerhalb des Gehäuses (12) in denölstrom ragt.
    8. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Zufuhr des Ölstroms auf der Seite des Flanschs (58) des Gehäuses (12) erfolgt.
    9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufteilung des ölstroms in einen Kühlölstrom (49) und einen Schmierölstrom (51) im wesentlichen im Plansch (48) erfolgt.
    10. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Durchmesser der Bohrungen für den Kühlölstrom (49) und den Schmierölstrom (51) entsprechend dem jeweiligen Ölbedarf gewählt ist.
    11. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit
    einem Lagerbock für das Lager, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerbock (54) mit Höckern (63) versehen ist und daß in einen der Höcker (63) ein Ölzulaufloch (64) und in einem anderen der Hocker (63) ein ölablaufloch (66) gebohrt ist.
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    - 4 - ■ " - R-.-4 7 - 7
    12. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (22) ein Rollenlager (53) und ein Kugellager (52) aufweist.
    13· Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen, .der-Antriebswelle (18) und dem Leitstückläufer (17) mittels einer Kegelkupplung (56) .erfolgt.
    14. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitstückläufer (17) auf die Antriebswelle (18) aufgeschrumpft ist.
    15· Maschine nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Rollenlager (53) und das Kugellager (52) in ihrer Größe und ihrem Abstand so dimensioniert sind, daß sich trotz gegebenenfalls unterschiedlicher Belastung für die beiden Lager (52, 53) die gleiche Lebensdauer ergibt.
    16. Maschine nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in die Nabe (62) des Lagerbocks (54) eine Ringnut (67) eingegossen ist. -
    17. Generator nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in die Nabe (62) des Lagerbocks (54) Längsnuten (69) eingegossen sind.
    _ 909883/0103
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