DE69502753T2

DE69502753T2 - Drehstromgenerator für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE69502753T2
Application number: DE69502753T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Anjyo-City Aichi-Pref. 446 Ishida; Takuzou Handa-City Aichi-Pref. 475 Mukai
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1994-03-11
Filing date: 1995-03-10
Publication date: 1998-12-17
Anticipated expiration: 2015-03-11
Also published as: CN1112305A; CN1034621C; EP0671802B1; US5751088A; DE69502753D1; JP3458506B2; JPH07303359A; EP0671802A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Generator für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Die Druckschrift JP-A-56 086 052 (= EP-A-0 300 063) offenbart einen Generator gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Dieser Generator ist in Fig. 4 gezeigt. Der Generator hat ein vorderes Gehäuse 31 und ein hinteres Gehäuse 32, die miteinander durch Stiftschrauben 44 und Muttern 45 verbunden sind. In dem vorderen Gehäuse 31 ist ein Ständerkern 35 mit einer um diesen herum gewickelten Ständerwicklung 34 gesichert und ein Paar Klauenpolkerne 36 mit einer dazwischen angeordneten Feldwicklung 37 wird durch eine Drehwelle 38 getragen, die durch eine Riemenscheibe 33 angetrieben wird. Die Drehwelle 38 wird durch ein vorderes Lager 41 und ein hinteres Lager 42 drehbar getragen. Die Riemenscheibe 33 ist an der Drehwelle 38 durch eine Riernenscheibenfeststellmutter 43 gesichert. Kühlerlüfter 39 und 40 sind an den entgegengesetzten Enden der Polkerne 36 gesichert, um Kühiluft anzusaugen und auszustoßen, wie dies durch Pfeile W gezeigt ist. Eine Gleichrichtereinheit ist außerhalb des hinteren Gehäuses 32 angeordnet und mit einem Minuspolkühlkörper 47 und mit einem Pluspolkühlkörper 48 und mit Dioden 49 und 50 versehen. Ein Bürstenhalter 46 und die Gleichrichtereinheit sind durch eine hintere Abdeckplatte 52 abgedeckt. Ein Spannungsregler 51 wird zwischen dem hinteren Gehäuse 32 und der Abdeckplatte 52 gehalten und steht von der Abdeckplatte 52 vor. Schleifringe 54 sind an der hinteren Seite der Drehwelle 38 angeordnet und Bürsten 53 werden in dem Bürstenhalter 46 so gehalten, daß sie an den Schleifringen 54 anliegen.
Ein anderes Beispiel eines Generators ist in der Druckschrift US-A-3 184 625 offenbart, in der eine Bürste parallel zu einer Drehwelle gehalten wird und eine andere Bürste senkrecht zu der Drehwelle gehalten wird.
Ein weiteres Beispiel eines Generators ist in der Druckschrift US-A-3 198 972 offenbart, in der in einem verhältnismäßig langen Bürstenhalter an der hinteren Seite des Generators gehaltene Bürsten senkrecht zu der Drehwelle angeordnet sind.
In jüngster Zeit wurde ein Aufnahmeraum für Nebenaggregate in einem Motorraum eines Fahrzeuges verkleinert, da die Größe des Motorraumes des Kraftfahrzeuges verringert wurde. Eine Verringerung der Größe und des Gewichtes des Generators ist ebenfalls erforderlich, um den Kraftstoffverbrauch zu senken. Um eine Verringerung der Größe und des Gewichtes des Generators für ein Kraftfahrzeug zu erhalten, ist es im allgemeinen erforderlich, seinen Durchmesser und seine Abmessung in der Axialrichtung zu verringern.
Jedoch sind bei dem in der vorstehend erwähnten Druckschrift JP-A-56 086 052 offenbarten Generator die Größen der Feldspule, des Bürstenhalters und der Schleifringe für einen bedeutenden Teil der Länge des Generators in der Axialrichtung verantwortlich und behindern ein Verringern der Größe des Generators. Da des weiteren der Bürstenhalter außerhalb des hinteren Lagers an der zu der Kiemenscheibe entgegengesetzten Seite angeordnet ist, kann die durch den Lüfter an der zu der Riemenscheibe entgegengesetzten Seite erzeugte Kühlluft nicht ausreichend um den Bürstenhalcer herum strömen.
Da des weiteren bei dem in der Druckschrift US-A-3 184 625 offenbarten Generator der Radius des Schleifringes, der der Bürste entspricht, die parallel zu der Drehwelle angeordnet ist, größer als der Radius des Schleifringes ist, welcher der anderen Bürste entspricht, ist die erstgenannte Bürste einer höheren Schleifgeschwindigkeit als die letztgenannte Bürste unterworfen und verschleißt eher als die letztgenannte Bürste. Somit ist daher ein längerer Bürstenhalter zum Unterbringen einer längeren Bürste erforderlich.
Da des weiteren bei dem in der Druckschrift US-A-3 198 972 offenbarten Generator verhältnismäßig lange Bürsten an einer hinteren Seite der Kühllüfterflügel angeordnet sind, nimmt die Länge des hinteren Abschnittes in der Akialrichtung zu, wodurch die Länge des Generators in der Axialrichtung zunimmt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Generator für ein Kraftfahrzeug zu schaffen&sub1; dessen Abmessung in der Axialrichtung und dessen Größeohne einen Verlust in bezug auf die wärmeableitung des Bürstenhalters verringert sind.
Diese Aufgabe wird mittels der Kombination der in Anspruch 1 definierten Merkmale gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgezeigt.
Nachstehend wird die Erfindung durch ein Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten zeichnungen dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Gesamtaufbaus eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Teilansicht eines Abschnittes um einen in Fig. 1 gezeigten Bürstenhalter.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf den Bürstenhalter, der in ein in Fig. 1 gezeigtes hinteres Gehäuse eingebaut ist.
Fig. 4 zeigt eine Querschnittsansicht eines Gesamtaufbaus einer Vorrichtung nach dem Stand der Technik.
In Fig. 1 besteht ein Außenumfangselement des Generators aus einem vorderen Gehäuse 1 aus einem Aluminiumgußstück und aus einem hinteren Gehäuse 2, die durch eine Vielzahl an Stiftschrauben 13 und Muttern 14 verbunden sind. Ein Luftansaugfenster HIb, ein Luftausstoßfenster HOc und dergleichen sind in dem vorderen Gehäuse 1 ausgebildet. Ein Luftansaugfenster HIa und Luftausstoßfenster HOa und HOb sind in dem hinteren Gehäuse 2 ausgebildet. Um eine Drehwelle 9 zu tragen, ist ein vorderes Lager 10 an dem vorderen Gehäuse 1 und ein hinteres Lager 11 an dem hinteren Gehäuse 2 jeweils an dessen Nabenabschnitt 1a beziehungsweise 2a mittels Preßpassung und Klemmen gesichert. Die Welle 9 ist an einem Paar Klauenpolkernen (ein Feldkern) 6, in dem eine Feldspule 7 angeordnet ist, und an Schleifringen 18 preßgepaßt, um einen Rotor zu bilden. Ein Ständerkern (ein Ankerkern) 5 ist im Inneren des vorderen Gehäuses 1 um den Polkern 6 gesichert und bildet einen Ständer 32 mit einer Ständerspule 4 mit Mehrphasenwicklungen mit einer kurzen Teilung von 2π/3, die in Nuten des Ständerkernes 5 gewickelt sind. Es sind eine Bürsteneinrichtung 15, eine Gleichrichtereinheit 19, ein (hier nicht gezeigter) Spannungsregler und andere elektrische Bauteile in dem hinteren Gehäuse 2 angeordnet. Die Bürsteneinrichtung 15 ist radial im Inneren des Kühlerlüfters 8 angeordnet. Die Gleichrichtereinheit 19 hat eine Vielzahl an Dioden 2, die jeweils an einem Pluspolwärmeabstrahlungsflügel und a einem Minuspolwärmeabstrahlungsflügel gesichert sind. Die Drehwelle 9 ist jeweils an Innenelementen des vorderen beziehungsweise des hinteren Lagers 10 und 11 preßgepaßt und das vordere Lager 10 der Drehwelle 9 ist an der Innenseite des Nabenabschnittes 1a preßgepaßt und gesichert, der sich von dem vorderen Gehäuse 1 nach vorn erstreckt. Die Drehwelle 9 trägt auch die Riemenscheibe 3, die eine in ihr ausgebildete Vertiefung zum Aufnehmen des Nabenabschnittes la hat. Diese Vertiefung ist so ausgebildet, daß sie einen Abstand zwischen ihrem Boden und einer belastenden Mitte der Riemenscheibe aufweist, wobei dieser um 2 mm bis 8 mm kürzer als ein Abstand zwischen dem Ende des vorderen Lagers 10 und einer belasteten Mitte des vorderen Lagers 10 ist. Die Riemenscheibe 3 ist durch eine Riemenscheibenfeststellmutter 12 in einer derartigen Weise fest an der Drehwelle 9 gesichert, daß ein Boden der Vertiefung der Riemenscheibe an einem Ende des Innenelementes des vorderen Lagers 10 anliegt. Der Kühlerlüfter 8 hat eine Vielzahl an Lüfterflügeln, die an der hinteren Seite (an der zu der Riemenscheibe entgegengesetzten Seite) des Rotors 6 angeschweißt sind. Die Schleifringe 18 sind mit dem Kühlerlüfter 8 zu einer Einheit geformt.
Wie dies in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, hat dte Bürsteneinrichtung 15 ein Bürstengehäuse (einen Bürstenhalter) 23, das aus einem Harzmaterial hergestellt ist, ein Paar Bürsten 16 und Federn 17. Die Bürsten 16 werden in dem Bürstengehäuse 23 gehalten, um sich senkrecht zu der Drehwelle 9 zu erstrecken, und sie werden durch die Federn 17 gegen die Schleifringe 18 vorgespannt. Die Bürsteheinrichtung 15 ist innerhalb eines Bereiches mit einem Durchmesser C positioniert, der ein wenig kleiner als der Durchmesser oes Innenurnfangs des Lüfters ist und ihre vorderseitige Erste befindet sich innerhalb eines Pereiches mit einer Breite A der Lüfterflügel des Kühlerlüfters 8. Das heißt, die Bürsteneinrichtung 15 und der Kühlerlüfter 8 überdecken sich in der Axialrichtung einander in dem Bereich B um ungefähr eine Bürstenbreite.
Wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, ist die Bürsteneinrichtung 15 an Rippenelementen 24 zwischen den Luftansaugfenstern HIa im Inneren des hinteren Gehäuses 2 durch einen Metallhalter 22 und Schrauben 21 gesichert. Das Bürstengehäuse 23 ist so positioniert, daß es den Luftansaugfenstern HIa zugewandt ist, um eine ausreichende Menge an Kühlluft aufzunehmen. Die Gleichrichtereinheit 19 richtet den in der Ständerspule 4 erzeugten Abgabestrom gleich.
Bei dem Generator des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels wird Kühlluft in das hintere Gehäuse durch das Luftansaugfenster HIa angesaugt, damit diese um den Bürstenhalter und die Bürsten herum entlang der Welle strömt, und von den Luftausstoßfenstern HOa und HOb ausgestoßen. Daher wird genügend Kühlluft zu der Bürsteneinrichtung und den Bürsten geliefert. Insbesondere die Bürste an der Vorderseite, an der der Temperarturanstieg ansonsten beträchtlich ist, nimmt eine ausreichende Menge an Kühlluft auf, damit sich die erzeugte Wärme abgeleitet wird, wodurch die Größe der Bürsten und der Bürsteneinrichtung in der Axialrichtung verringert.
Das vordere Gehäuse 1 und das hintere Gehäuse 2 können durch ein Preßformmaterial wie Eisenblech oder einen lasergeschnittenen Eisenblock anstelle des Aluminiumgußstückes ersetzt werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Generator hält der Bürstenhalter 15 ein Paar Bürsten 16, die an Schleifringen 18 senkrecht anliegen. Die Bürsteneinrichtung 15 ist innerhalb des Innenumfangs des Kühlerlüfters 8 so angeordnet, daß die Bürsteneinrichtung 15 mit dem Kühlerlüf ter 8 in der Axialrichtung um ungefähr eine Breite von einer der Bürsten 16 überdeckt ist. Die Bürsteneinrichtung 15 ist an dem hinteren Gehäuse 2 gesichert und derart angeordnet, daß sie einem Luftansaugfenster HIa zugewandt ist. Folglich wird die Länge des Generators in der Axialrichtung ohne einen Verlust in bezug auf die Kühlleistung für die Bürsten 16 geringer gestaltet.

Claims

1. Generator für ein Kraftfahrzeug mit:

einem Gehäuse (1, 2), das einen Ständerkern (5) mit einer Ankerspule (4) hat;

einem Rotor mit Klauenpolkernen (6), einer Magnetfeldspule (7), einer durch einen Motor anzutreibenden Riemenscheibe (3), einem Kühlerlüfter (8), der an dem Rotor an einem zu der Riemenscheibe (3) entgegengesetzten Ende gesichert ist und eine Vielzahl an Lüfterflügeln (8) hat, und einem Schleifringelement (18);

einer Bürsteneinrichtung (15; 16, 17, 18, 23), die an dem Gehäuse (2) gesichert ist und ein Bürstengehäuse (23) und eine vordere und eine hintere Bürste (16) hat, die an dem Schleifringelement (18) anliegen,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Bürsteneinrichtung (15; 16, 17, 18, 23) so angeordnet ist, daß sie einem Luftansaugfenster (HIa) zugewandt ist, wodurch Kühlluft durch das Luftansaugfenster angesaugt wird, damit diese um das Bürstengehäuse (23) und die Bürsten (16) strömt; und

das Bürstengehäuse (23) innerhalb des Innenumfanas der Lüfterflügel (8) in einem Bereich angeordnet ist, in dem das Bürstengehäuse (23) mit den Lüfterflügeln (8) in der Axialrichtung überdeckt ist.

2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

das Gehäuse ein vorderes Gehäuse (1) mit einem vorderen Lager (10) und ein hinteres Gehäuse (2) mit einem hinteren Lager (11) aufweist,

wobei der Rotor eine Riemenscheibe (3) hat, die durch eine Welle (9) getragen wird, die in die Klauenpolkerne (6) preßgepaßt ist und durch das vordere und das hintere Lager (10, 11) getragen wird.

3. Generator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürsteneinrichtung (15, 16, 17, 18, 23) mit den Lüfterflügeln (8) um ungefähr eine Breite der vorderen Bürste (16) überdeckt ist.

4. Generator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerspule (4) Mehrphasenwicklungen mit einer kurzen Teilung von 2π/3 aufweist.

5. Generator nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Riemenscheibe (3) eine Vertiefung hat, wobei ihr Boden an dem vorderen Lager (10) anliegt, so daß der Abstand zwischen dem Boden und einer belastenden Mitte der Riemenscheibe 4 mm bis 8 mm kürzer als der Abstand zwischen dem Boden und einer belasteten Mitte des vorderen Lagers (10) ist.

6. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifringelement (18) ein Paar Schleifringe aufweist, die als eine Einheit aus einem Harzmaterial geformt sind.

7. Generator nach einem der Anspruche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1, 2) weitere Kühlluftfenster (HIa) und ein Rippenelement (24) hat, das zwischen den Fenstern (HIa) ausgebildet ist; und

das Bürstengehäuse (23) an dem Rippenelement (24) gesichert ist.

8. Generator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluftfenster (HIa) in dem hinteren Gehäuse (2) ausgebildet sind.

9. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bürstengehäuse (23) mit den Lüfterflügeln (8) um ungefähr eine Breite von einer der Bürsten (16) überdeckt ist.

10. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein radial äußeres Ende des Bürstengehäuses (23) nahe bei dem Innenumfang der Lüfterflügel (8) angeordnet ist.