DE4231967A1 - Elektrodynamische Maschine, insbesondere Drehstromgenerator für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer elektrodynamischen Maschine, insbe­ sondere von einem Drehstromgenerator für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer solchen bekannten Maschine ist das Blechpaket gemäß GB 2 108 772 A in der Weise zusammengesetzt, daß jede Blechlamelle aus einem gestanzten Blechstreifen gerollt wird, so daß zwischen An­ fang und Ende des Blechstreifens ein Spalt entsteht. Die Spalten der Blechlamellen sind zueinander versetzt über den Umfang verteilt an­ geordnet. Sie liegen jeweils am Grund einer Nut, so daß sie nach dem Einlegen der Ständernutisolationen verschlossen werden und damit nicht als Kanäle für ein Kühlmittel zur Verfügung stehen.

Dagegen ist es aus der FR-PS 525 194 bekannt, zur Kühlung des Stän­ derblechpaketes dieses in einzelne Paketabschnitte aufzuteilen um dazwischen über den ganzen Umfang sich erstreckende Kühlmittel­ schlitze zu bilden. Eine solche Lösung ist jedoch sehr aufwendig in der Herstellung und sie erhöht den magnetischen Widerstand des Blechpaketes und vergrößert die Baulänge durch die über den gesamten Umfang verlaufenden Schlitze erheblich.

Vorteile der Erfindung

Mit der erfindungsgemäßen Lösung gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 wird gegenüber einem Blechpaket ohne bzw. mit verschlossenen Schlitzen eine Verbesserung der Kühlung an der Ma­ schine erreicht. Gegenüber den durch Blechpaketabschnitten gebil­ deten Kühlmittelschlitzen wird eine höhere Leistungsdichte der Ma­ schine bzw. eine kompaktere Ausführung bzw. eine höhere Lebensdauer erzielt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentan­ spruch 1 angegebenen Merkmale.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch die obere Hälfte eines Drehstrom­ generators mit einem Klauenpolläufer, Fig. 2 einen Blechschnitt des Blechpaketes für ein erstes Ausführungsbeispiel, Fig. 3 einen Blechschnitt für ein weiteres Ausführungsbeispiel, Fig. 4 zeigt den Querschnitt durch das Blechpaket des Drehstromgenerators aus Fig. 1 in vergrößerter Darstellung mit einer Mittellamelle aus mehreren Segmenten, Fig. 5 als weiteres Ausführungsbeispiel den Blechpaket­ querschnitt mit mehreren Mittellamellen aus Segmenten, Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Blechpakets mit je einer Blechla­ melle aus Segmenten neben den Mittellamellen und Fig. 7 zeigt den Querschnitt des Ständerblechpaketes mit zwei Blechlamellen aus Segmenten neben den Mittellamellen.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist die obere Hälfte eines mit 10 bezeichneten Drehstrom­ generators für ein Kraftfahrzeug im Längsschnitt dargestellt. Der Generator 10 besteht in bekannter Weise aus einem Klauenpolläufer 11, dessen Antriebswelle 12 mit zwei Kugellagern 13 in zwei Gehäuse­ hälften 14 aufgenommen ist. Zwischen den Gehäusehälften 14 ist ein Ständerblechpaket 15 durch Schrauben 16 eingespannt, welches eine Drehstrom-Ständerwicklung 17 zur Erzeugung elektrischer Energie trägt. Die Gehäusehälften 14 mit dem Ständerblechpaket 15 und der Ständerwicklung 17 bilden den Ständer 18 des Generators 10, der an der hinteren Stirnseite eine Gleichrichtereinheit 19, einen Regler 20 und eine Schleifring-Bürstenanordnung 21 aufweist, über die eine Erregerwicklung 22 des Klauenpolläufers 11 mit Gleichstrom versorgt wird.

Das Ständerblechpaket 15 besteht aus einer bestimmten Anzahl von aufgeschichteten Blechlamellen 23, von denen die mittleren sogenann­ ten Mittellamellen - wie aus den Fig. 4 bis 7 erkennbar - einen etwas größeren Durchmesser aufweisen und im Bereich der Befesti­ gungsschrauben 16 - wie aus Fig. 2 und 3 erkennbar - mit Befesti­ gungsaugen 24 versehen sind. Die Blechlamellen 23 sind über den Um­ fang gleichmäßig verteilt mit Nieten 25 zusammengehalten.

Die Belüftung des Drehstromgenerators 10 erfolgt hier durch zwei Lüfter 26, 27, die an den Stirnseiten des Klauenpolläufers 11 angebracht sind und die einen in Fig. 1 mit 28 bezeichneten Kühlluftstrom erzeugen.

Um hierbei die Verlustwärme in dem Ständerblechpaket 15 möglichst schnell abführen zu können, werden erfindungsgemäß eine oder mehrere Blechlamellen 23 bzw. 23a aus Blechsegmenten 29 gebildet die über den Umfang verteilt mit Abstand voneinander angeordnet sind und zwi­ schen sich mehrere am Umfang verteilte Kühlkanäle 30 bilden. Die Blechsegmente sind mit den benachbarten Blechlamellen 23 zu dem Blechpaket 15 fest zusammengefügt. Durch die auf diese Weise gebil­ deten Kühlkanäle 30 kann nunmehr ein Kühlluftstrom 28a radial von außen nach innen durch das Ständerblechpaket 15 strömen und die ins­ besondere im mittleren Bereich des Ständerblechpaketes 15 erzeugte Verlustwärme möglichst rasch abführen.

Fig. 2 zeigt den Schnitt durch eine solche Mittellamelle 23a aus mehreren Segmenten 29 mit dazwischenliegenden Kühlkanälen 30. Dabei sind die Blechsegmente 29 jeweils breiter ausgebildet als die dazwi­ schenliegenden Kühlkanäle 30, so daß der von außen radial nach innen strömende Luftstrom 28a zur Kühlung des Ständerblechpaketes bei­ trägt. Durch die relativ breiten Blechsegmente 29 der Mittellamelle 23a wird der magnetische Widerstand des Ständerblechpaketes 15 un­ wesentlich beeinträchtigt, so daß eine kompakte Bauweise beibehalten werden kann.

Fig. 3 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel eine Mittellamelle 23a, bei der die Kühlkanäle 30 zwischen den Blechsegmenten 29 je­ weils breiter sind als die Blechsegmente 29.

In Fig. 4 ist erkennbar, daß nur eine der Mittellamellen 23a aus Blechsegmenten 29 nach Fig. 2 bzw. Fig. 3 zur Bildung der Kühl­ kanäle 30 zusammengesetzt ist. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 werden dagegen die Kühlkanäle 30 dadurch verbreitert, daß mehrere nebeneinanderliegende Mittellamellen 23a jeweils aus mehre­ ren aufeinanderliegenden Blechsegmenten 29 zwischen den übrigen Blechlamellen des Ständerblechpaketes 15 festgeklemmt sind.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 bleiben dagegen die zur Be­ festigung des Ständerblechpaketes 15 dienenden Mittellamellen 23a unverändert und lediglich je eine der neben diesen Mittellamellen 23a liegenden Blechlamellen 23 wird aus Blechsegmenten 29 zur Bil­ dung der Kühlkanäle 30 zusammengesetzt und mit den übrigen Blechla­ mellen 23 durch Nieten 25 fest zusammengefügt.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 zeigt schließlich die Ausbil­ dung der Kühlkanäle 30 aus zwei übereinanderliegenden, aus Blech­ segmenten 29 zusammengesetzten Blechlamellen 23 neben den Mittella­ mellen 23a.

Je nachdem, wie stark die Kühlung des Ständerblechpaketes 15 einer­ seits und die Beeinträchtigung des magnetischen Flusses im Ständer­ blechpaket 15 andererseits sein darf, können Querschnitt und Anzahl der Kühlkanäle 30 im Ständerblechpaket 15 für jeden Anwendungsfall optimiert werden. Dabei ist es selbstverständlich auch möglich, bei länger bauenden Blechpaketen derartige Kühlkanäle nicht nur im mitt­ leren Bereich sondern über die Länge des Blechpaketes verteilt Kühl­ kanäle 30 anzuordnen. Schließlich ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, anstelle von Luft auch andere, geeignete Kühlmittel zu verwenden. Je nach Kühlsystem kann dabei das Kühlmittel in den Kühlkanälen 30 radial nach innen oder radial nach außen strömen.

Claims (6)

1. Elektrodynamische Maschine, insbesondere Drehstromgenerator für Kraftfahrzeuge, mit einem Ständerblechpaket aus Blechlamellen für die Ständerwicklung, mit einem zweiteiligen Ständergehäuse mit La­ gerstellen für einen im Ständerblechpaket drehbaren, mit der Stän­ derwicklung zusammenwirkenden Läufer und mit einem Kühlsystem, bei dem das Kühlmittel zur Wärmeabführung unter anderem durch radiale Kühlkanäle im Ständerblechpaket strömt, dadurch gekennzeichnet daß zumindest im mittleren Bereich des Ständerblechpaketes (15) mehrere am Umfang verteilte Kühlkanäle (30) durch einzelne Blechsegmente (29) von Blechlamellen (23) des Blechpaketes (15) gebildet sind, die in Umfangsrichtung mit Abstand voneinander angeordnet und mit ihren benachbarten Blechlamellen (23) zu dem Ständerblechpaket (15) fest zusammengefügt sind.

2. Elektrodynamische Maschine, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß zumindest eine Mittellamelle (23a) aus mehreren Blechsegmen­ ten (29) mit dazwischenliegenden Kühlkanälen (30) besteht.

3. Elektrodynamische Maschine, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß mehrere nebeneinanderliegende Mittellamellen (23a) aus mehreren Blechsegmenten (29) mit dazwischenliegenden Kühlkanälen (30) bestehen.

4. Elektrodynamische Maschine, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß neben mehreren zur Befestigung des Blechpaketes (15) am Ständergehäuse (14) verwendeten Mittellamellen (23a) mindestens eine Blechlamelle (23) aus Blechsegmenten (29) zur Bildung der Kühlkanäle (30) besteht.

5. Elektrodynamische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle (30) jeweils breiter sind als die Blechsegmente (29) der Blechlamellen (23, 23a).

6. Elektrodynamische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechsegmente (29) der Blechlamellen (23, 23a) jeweils breiter sind als die Kühlkanäle (30).