DE3423319A1

DE3423319A1 - Belueftungsvorrichtung fuer einen generator

Info

Publication number: DE3423319A1
Application number: DE19843423319
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl.-Ing. Gregotsch (FH), 7251 Flacht; Rudolf Dipl.-Ing. Herrmann (FH), 7101 Flein; Kurt-André 7251 Hemmingen Leibold; Gerhard Dipl.-Ing. 7122 Bissigheim Ziegler
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1984-06-23
Filing date: 1984-06-23
Publication date: 1986-01-02
Also published as: US4680493A; GB2160591B; GB8515182D0; GB2160591A; IT1200635B; IT8521071A0; FR2566471A1; JPS6110942A

Description

Y 66

Belüftungsvorrichtung für einen Generator

Die Erfindung bezieht sich auf eine Belüftungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist aus der DE-OS 32 11 502 ein Generator bekannt, der in einem Gehäuse mit Luftführungskanälen und Kühlluftauslässen angeordnet ist. über ein innerhalb des Gehäuses liegendes und nahe einer vorderen Stirnwand gelagertes Gebläserad wird entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs eintretende Luft durch Außenöffnungen in und durch das Gehäuse gedrückt. Stirnseitig und außerhalb des Gehäuses ist auf einer Welle des Rotors eine Riemenscheibe gelagert, die die Außenöffnungen zum Teil abdeckt und eine ungehinderte Luftzuführung zur Kühlung von Rotor und Stator behindert. Diese Behinderung des Luftstroms führt zu einer Erhöhung der Geräuschemission, die in nachteiliger Weise noch durch eine relativ enge und labyrinthartige Luftführung innerhalb des Gehäuses zu den Luftauslässen erhöht wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Belüftungsvorrichtung für einen Generator der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der ein effizienter Kühl- und Belüftungseffekt erreicht wird, wobei gleichzeitig eine deutliche Absenkung der Geräuschemission erreicht werden soll.

Durch eine vorteilhafte Führung der Luftströmung, die eine Zuführung der Kühlluft durch die Abstützrippen der Bremsscheibe erlaubt, wird eine Luftführung nahe der Rotationsachse erzielt. Hierdurch ist eine günstige Anströmung des Gebläserades (kleiner Anströmkanaldurchmesser) bzw. ist ein Gebläserad mit strömungstechnisch und -akustisch günstigen Abmessungen, z.B. mit kleinerem Außendurchmesser, realisierbar.

Y 66

.5·

Infolge der stromlinienförmigen Weiterleitung des Luftstroms zur Rotor-Stator-Einheit bzw. zu den thermisch empfindlichen Elektrik- und Elektronikbauteilen erfolgt eine effiziente Kühlung mit einem gegenüber der bekannten Ausführung nach der DE-OS 32 11 502 besseren Wirkungsgrad. Die Riemenscheibe ist zudem als Luftförderrad ausgeführt und leitet gleichzeitig die zugeführte Luft vorverdichtend dem nächgesehalteten Gebläserad zu. Durch die von außen ungehinderte Zuführung und den stromlinienförmigen Einlauf des Luftstroms vom radialen Austritt aus dem Gebläserad in den zylindrischen Teil des Gehäuses über eine gewölbte Luftführungsfläche einer Abschlußkapsel werden Strömungswiderstände vermieden und somit einer möglichen Geräuschentstehung entgegengewirkt. Zusätzlich trägt das Gehäuse infolge der Kapselwirkung zur Luftschalldämmung bei.

Auch wird durch den sich erweiternden Raum im Gehäuse stromab des Gebläserades der radial austretende Luftstrom relativ großer Geschwindigkeit so verlangsamt, daß bei Eintritt in die Luftkanäle keine zusätzlichen Geräusche mehr entstehen können.

Es wird durch die Luftführung eine gezielten Durchströmung des Generators von vorn nach hinten erreicht.

Die Versorgung mit kalter Kühlluft erfolgt unmittelbar von der Fahrzeugvorderseite aus. Auch bei einer Zuführung der Luft über einen Schlauch ist dies von Vorteil, da dieser kurz gehalten werden kann und ohne Umlenkung ausführbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Generator mit Belüftungsvorrichtung im Schnitt,

Fig. 2 eine Vorderansicht des Luftförderrades, und Fig. 3 u. 4 weitere Ausführungen von Belüftungsvorrichtungen.

- 3A233 1 9

Y 66

Wie die Darstellung Fig. 1 näher zeigt, ist in einem zylindrischen Gehäuse 1 ein Generator mit einem Rotor 2, einem Stator 3 und den notwendigen Elektrik- und Elektronikbauteilen 3a angeordnet. Das Gehäuse 1 ist vorderseitig über eine Kapsel 4 bis auf einen Laufspalt 15 abgeschlossen. Über frontseitige öffnungen 5 wird der Luftstrom 7 ins Gehäuse 1 eingeleitet und über Führungskanäle 6 bzw. über einen Bypass-Kanal im Gehäuse weitergeleitet, wobei die einzelnen Bauteile des Generators umspült werden. Ein Austritt des Luftstroms erfolgt über rückseitige Auslaßöffnungen im Gehäuse 1, wie es durch die dargestellten Pfeile näher gezeigt ist.

Die Belüftungsvorrichtung 8 ist frontseitig des Generators angeordnet und auf einer Welle 9 des Rotors 2 gehalten und umfasst ein Luftförderrad 10a und ein Gebläserad 11. Das Luftförderrad 10a ist in bezug auf den Luftstrom 7 vor dem Gebläserad 11 angeordnet und bildet gleichzeitig eine Riemenscheibe 10. Sie weist Abstützrippen 12 auf, die radiale Leitschaufeln 13 bilden. Vorzugsweise sind das Luftförderrad 10a und das Gebläserad 11 unmittelbar hintereinanderliegend auf der Welle 9 gehalten, wobei das Luftförderrad 10a als vorverdichtender Sauglüfter ausgeführt ist. Der lichte Öffnungsdurchmesser D zwischen den Abstützrippen 12 entspricht etwa der Größe des Luftzuführkanals 14 im Gebläserad 11.

Das Gebläserad 11 ist innerhalb des Gehäuses 1 angeordnet und nach außen hin über die Kapsel 4 bis auf einen Laufspalt 15 abgeschlossen. Vor der Kapsel ist das Luftförderrad 10a vorgesehen. Dies kann innerhalb eines Stutzens 21 für ein Luftansaugrohr angeordnet sein.

Nach einer weiteren Ausführung gemäß Fig. 3 ist mit der Kapsel 4 der Stutzen 21 verbunden. Er erstreckt sich über einen Teil des Umfangs der Riemenscheibe 10 und legt sich stirnseitig abdichtend an die Scheibe 10 und die Kapsel 4 an. Umfangseitige öffnungen 27 sind für den Austritt des Antriebsriemens 30 vor-

Y 66

gesehen. Das Gebläserad 11b ist derart ausgeführt, daß der austretende Luftstrom etwa in der Neigung der Kapselinnenfläche austritt, entlang dieser strömt und dann axial in das anschließende zylindrische Gehäuse 1 umgelenkt wird.

Eine weitere Ausführung gemäß Fig. 4 ist mit Bypass-Kanälen 29 versehen, in denen teilweise eine Isolation 25 vorgesehen ist. Damit ist eine gezielte Kaltluftzuführung zu wärmeempfindlichen Bauteilen 3a (z.B. Diodenplatte) realisierbar, über eine Umlenkung 2 6 wird der Luftstrom zwangsweise in eine bestimmte Richtung geleitet und gezielt den wärmeempfindlichen Bauteilen 3a (Diodenplatte) zugeführt.

Zur Aufnahme von Abstützkräften von hochbelasteten Riemen 30 ist die Welle 9 mittels eines zwischen dem Luftförderrad 10a und dem Gebläserad 11; 11a; 11b angeordnetem Lager 23 gehalten. Eine Abstützung zum Gehäuse 1 hin erfolgt über Rippen 31, die zwischen sich Luftdurchlässe aufweisen.

Nach einer weiteren Ausführung der Erfindung kann das Gebläserad 11 auch am rückseitigen Ende des Gehäuses 1 angeordnet» Es ist in gegenseitiger Abstimmung mit dem Luftförderrad 10a sowohl als Drucklüfter oder als Sauglüfter auslegbar.

Die Luft wird zwischen die Leitschaufeln 13 des Luftförderrades 10a gedrückt, verdichtet, und über den Kanal 14 in das direkt anschließende Gebläserad 11; 11a; 11b gefördert. Dies weist radiale Leitschaufeln 16 auf, die die Luft in einen Hochdruckraum 17 leiten. Der aus dem Gebläserad 11 austretende Luftstrom 18 wird über die von der Kapsel 4 gewölbt ausgeführte Luftführungsfläche 19 durch die Öffnung 5 ins Gehäuse 1 geführt und von hier aus durchströmt er das Gehäuse 1 bis zu den Austrittsöffnungen.

Der Luftstrom 7 ist ohne Behinderung dem Gehäuseinneren zuzuführen, wobei insbesondere durch die geformte Kapsel 4 ein stromlinienförmiger Luftverlauf erzielt wird.

■ t

- Leerseite -

Claims

Y 66

Patentansprüche

Iy Belüftungsvorrichtung für einen Generator eines Kraftfahrzeugs, bei der in einem mit Luftführungskanälen versehenen Gehäuse eine Rotor-Stator-Einheit angeordnet ist, der ein Gebläserad vorgeschaltet ist, das mit einer Riemenscheibe auf einer Welle des Rotors gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Riemenscheibe (10) als Luftförderrad (10a) ausgebildet ist und Abstützrippen (12) umfasst, die radiale Leitschaufeln (13) bilden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftförderrad (10a) zusammen mit dem Gebläserad (11; 11a; 11b) am vorderen Ende des Generators (2, 3) hintereinanderliegend angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftförderrad (10a) am vorderen Ende des Generators (2, 3) und das Gebläserad (11) am abgekehrten hinteren Ende des Generators (2, 3) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftförderrad (10a) mit dem nachgeschalteten Gebläserad (11; 11a; 11b) einstückig ausgeführt ist.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftförderrad (10a) als vorverdichtender Sauglüfter ausgeführt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläserad (11; 11a; 11b) innerhalb des Gehäuses (1) angeordnet ist und mittels einer stirnseitigen Kapsel (4) unter Bildung eines Laufspalts (15) im Gehäuse (1) gehalten wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapsel (4) eine innere, etwa in die zylindrische Gehäusefläche (20) einlaufende, gewölbte Luftführungsfläche (19) bildet, die dem aus dem Gebläserad (11) radial austretenden Luftstrom (18) in einem Abstand gegenübersteht.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapsel (4) im Gehäuse (1) einen stirnseitigen Hochdruckraum (17) abschließt, der stromab einen größeren Querschnitt aufweist als im Bereich des radialen Luftaustritts.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftförderrad (10a) eine Kühlluftöffnung aufweist, die etwa dem Außendurchmesser (D) des Luftzuführkanals (14) des Gebläserades (11) entspricht.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftförderrad (10a) außerhalb der Kapsel (4) und innerhalb eines mit der Kapsel (4) bzw. mit dem Gehäuse (1) verbundenen Stutzens (21) für ein Luftansaugrohr angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzen (21) im Bereich der Aufnahme eines Antriebriemens (30) auf der Riemenscheibe (10) Öffnungen für den Durchtritt des Riemens (27) aufweist, wobei der Stutzen (21) zur Riemenscheibe (10) hin luftabdichtend angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Gebläserad (11b) austretende Luftstrom der Führungsfläche (19) der Kapsel (4) folgend austritt.

Y 66

3-
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (9) über eine Lagerung (23) zwischen dem Luftförderrad (10a) und dem Gebläserad (11; 11a; 11b) zum Gehäuse (1) hin abgestützt ist.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine als Bypass-Kanal

(29) ausgeführte Luftführung im Gehäuse (1) teilweise Isolierungen (25) aufweist und mit Umlenkungen (26) für die Luft zu wärmeempfindlichen Bauteilen (3a) des Generators versehen ist.