NL8902781A - GENERATOR WITH FORCED VENTILATION, IN PARTICULAR FOR MOTOR VEHICLES. - Google Patents

Description

Generator met geforceerde ventilatie, in het bijzonder voor motorvoertuigenGenerator with forced ventilation, especially for motor vehicles

De onderhavige uitvinding heeft in het algemeen betrekking op generators met geforceerde ventilatie, in het bijzonder voor toepassing in gemotoriseerde vervoermiddelen.The present invention generally relates to forced ventilation generators, particularly for use in motor vehicles.

In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een generator met geforceerde ventilatie, in het bijzonder voor motorvoertuigen, voorzien van een huis met twee axiaal onderling verbonden gedeelten, een voorgedeelte resp. een achtergedeelte, een rotor met een as, die door het huis is ondersteund en waarvan twee tegenover elkaar liggende poolplaten met tussen elkaar grijpende poolvingers zich radiaal uitstrekken, een statorwikkeling met respectieve platen en wikkelkoppen, die de rotor omgeven, en een geforceerd ventilatie-orgaan met twee waaiers, een voorwaaier resp. een achterwaaier, die door de rotoras worden gedragen.In particular, the invention relates to a generator with forced ventilation, in particular for motor vehicles, comprising a housing with two axially interconnected parts, a front part respectively. a rear section, a rotor with a shaft supported by the housing and two opposing pole plates with interlocking pole fingers extending radially, a stator winding with respective plates and winding heads surrounding the rotor, and a forced ventilation member with two impellers, a front impeller resp. a rear impeller, carried by the rotor shaft.

Wanneer een generator van dit type in bedrijf is, vertoont de temperatuur van de rotor en de stator een toename, waardoor een overeenkomstige toename van de weerstand van de respectieve wikkelingen wordt veroorzaakt en in het bijzonder een dienovereenkomstige reductie in de bekrachtigingsstroom optreedt, zodat de generator een lager rendement heeft.When a generator of this type is in operation, the temperature of the rotor and stator increases, causing a corresponding increase in the resistance of the respective windings and, in particular, a corresponding reduction in the excitation current, so that the generator has a lower return.

De uitvinding beoogt een generator van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen met een bijzonder doeltreffende geforceerde ventilatie, teneinde de nadelige invloeden ten gevolge van de verwarming in bedrijf te verlagen en aldus het rendement van de generator te verbeteren.The object of the invention is to provide a generator of the type mentioned in the preamble with a particularly effective forced ventilation, in order to reduce the adverse effects due to the heating in operation and thus to improve the efficiency of the generator.

Hiertoe heeft de generator volgens de uitvinding het kenmerk, dat - het achterhuisgedeelte is voorzien van axiale eindinlaatopeningen en radiale zij-uitlaatopeningen voor de door de achterwaaier opgewekte luchtstroom, - het voorhuisgedeelte open is uitgevoerd aan het van het achterhuisgedeelte afgekeerde uiteinde en in het met de statorplaten overeenkomende gebied een aantal omtreksreeksen zijdelingse openingen heeft, die in verbinding staan met respectieve axiale kanalen, die worden gevormd door interne uitsparingen in het voorhuisgedeelte en in de richting van het open uiteinde open zijn, - de voorwaaier buiten het open uiteinde van het voorhuisgedeelte is gelegen en zodanig is uitgevoerd, dat een luchtstroom in het huis wordt getrokken vanuit de zijdelingse openingen naar het open uiteinde van het voorhuisgedeelte.To this end, the generator according to the invention is characterized in that - the rear housing section is provided with axial end inlet openings and radial side exhaust openings for the air flow generated by the rear fan, - the front housing section is open at the end remote from the rear housing section and in the stator plates corresponding area has a number of circumferential series of lateral openings, which communicate with respective axial channels, which are formed by internal recesses in the front section and open towards the open end, - the front impeller is outside the open end of the front section located and designed to draw an air stream into the housing from the side openings to the open end of the front section.

De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin een uitvoeringsvoorbeeld is weergegeven.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, in which an exemplary embodiment is shown.

Fig. 1 is een schematische axiale doorsnede van een uitvoeringsvorm van de generator met geforceerde ventilatie volgens de uitvinding.Fig. 1 is a schematic axial section of an embodiment of the forced ventilation generator of the invention.

Fig. 2 is een axiale doorsnede van één van de onderdelen van de generator uit fig. 1.Fig. 2 is an axial section of one of the components of the generator of FIG. 1.

Fig. 3 is een axiaal aanzicht in de richting van de pijl III uit fig. 2.Fig. 3 is an axial view in the direction of the arrow III of FIG. 2.

In de tekening is een generator weergegeven, die is voorzien van een huis 1 welke een stator la en een rotor 2 bevat, welke rotor met een as 3 coaxiaal draaibaar in de stator la is ondersteund.The drawing shows a generator which is provided with a housing 1 containing a stator 1a and a rotor 2, which rotor is supported rotatably with a shaft 3 in the stator 1a.

Het huis 1 wordt gevormd door een achterhuisgedeelte 4 en een voorhuisgedeelte 5, die axiaal door middel van schroeven 6 met elkaar zijn verbonden. Het achterhuisgedeelte 4 heeft een eindwand 7, die is uitgevoerd met axiale openingen 10 en een centraal naafdeel 8 vormt voor het draaibaar ondersteunen van één uiteinde van de as 3 van de rotor 2 door middel van een lager 9. Een zijwand 11 is met de eindwand 7 verbonden en heeft radiale openingen 12.The housing 1 is formed by a rear housing section 4 and a front housing section 5, which are connected axially by means of screws 6. The rear housing part 4 has an end wall 7, which is provided with axial openings 10 and forms a central hub part 8 for rotatably supporting one end of the shaft 3 of the rotor 2 by means of a bearing 9. A side wall 11 is with the end wall 7 connected and has radial openings 12.

Verdere onderdelen van de generator (een gelijkrichterschakeling 13, een spanningsregelaar 14, een borstelhouder 15) zijn op het buitenoppervlak van de eindwand 7 bevestigd en omsloten door een beschermende kap 16, die op de eindwand 7 is bevestigd door middel van de schroeven 6 en op zijn beurt is uitgevoerd met axiale eindopeningen 17.Further parts of the generator (a rectifier circuit 13, a voltage regulator 14, a brush holder 15) are mounted on the outer surface of the end wall 7 and enclosed by a protective cap 16, which is fixed on the end wall 7 by means of the screws 6 and on its turn is carried out with axial end openings 17.

Het voorhuisgedeelte 5, dat meer in detail in de fig. 2 en 3 is afgebeeld, heeft een zijwand 18 en een open uiteinde 19, dat is afgekeerd van de eindwand 7 van het i achtergedeelte 4 en is uitgevoerd met een centrale naaf 20 voor het ondersteunen van het andere uiteinde van de as 3 van de rotor 2 door middel van een lager 21.The front housing portion 5, which is shown in more detail in Figs. 2 and 3, has a side wall 18 and an open end 19, which faces away from the end wall 7 of the rear portion 4 and is provided with a central hub 20 for the supporting the other end of the shaft 3 of the rotor 2 by means of a bearing 21.

De zijwand 18 bezit een aantal omtreksreeksen zijdelingse openingen 22, die in verbinding staan met een I omtreksreeks axiale kanalen 23, die worden gevormd door uitsparingen in de zijwand 18. Zoals duidelijk in de fig. 2 en 3 zichtbaar is, heeft elk axiaal kanaal 23 een dwarsdoorsnede (op geschikte wijze driehoekig of vierhoekig) welke taps toeloopt in de richting van de as A van de i generator en heeft een open basis. De kanalen 23 zijn gesloten aan hun uiteinde aan de zijde van het achterhuisgedeelte 4 door het achteruiteinde 11a van de zijwand 1 daarvan, doch open aan hun tegenoverliggende uiteinden, dat wil zeggen in de richting van het open uiteinde 19 van het voorhuisgedeelte 5.The sidewall 18 has a plurality of circumferential arrays of lateral openings 22 communicating with a circumferential array of axial channels 23 formed by recesses in the sidewall 18. As clearly seen in Figures 2 and 3, each axial channel 23 a cross section (suitably triangular or quadrangular) tapered toward axis A of the generator and having an open base. The channels 23 are closed at their end on the side of the rear part 4 through the rear end 11a of the side wall 1 thereof, but open at their opposite ends, i.e. towards the open end 19 of the front part 5.

De zijdelingse openingen 22 kunnen radiaal zijn gericht of op meer geschikte wijze in onder een hoek liggende groepen met parallelle assen. Deze uitvoering vergemakkelijkt de produktie van het achterhuisgedeelte 5, aangezien het hierdoor mogelijk is dit gedeelte gemakkelijker uit de matrijs te verwijderen indien het door gieten wordt vervaardigd.The lateral openings 22 may be radially oriented or more suitably in angled groups with parallel axes. This embodiment facilitates the production of the rear housing portion 5, as it makes it possible to more easily remove this portion from the mold when it is manufactured by casting.

Het pakket statorplaten is met 24 aangeduid en het uitwendige omtreksoppervlak daarvan is in overeenstemming met de kanalen 23 gelegen en derhalve naar de zijdelingse openingen 22 gekeerd.The package of stator plates is designated 24 and its outer circumferential surface is aligned with channels 23 and therefore faces side openings 22.

De statorwikkelkoppen die aan de tegenoverliggende uiteinden van het pakket platen 24 uitsteken zijn met 25 en 26 aangegeven en de bekrachtigingswikkeling van de rotor 2 is met 27 aangeduid. Deze laatste heeft een algemeen bekende configuratie en zal derhalve niet in detail worden beschreven. Voor het doel van de onderhavige uitvinding is het voldoende op te merken dat deze twee naar elkaar toe gekeerde poolplaten 28 omvat, die op de as 3 met een spie zijn vastgezet en respectieve gebogen axiale poolvingers 29 hebben met tussen elkaar stekende uiteinden 40.The stator winding heads protruding at the opposite ends of the package of plates 24 are indicated by 25 and 26 and the excitation winding of the rotor 2 is indicated by 27. The latter has a well-known configuration and will therefore not be described in detail. For the purpose of the present invention, it is sufficient to note that it comprises two facing pole plates 28 which are keyed on shaft 3 and have respective curved axial pole fingers 29 with interlocking ends 40.

Door de as 3 van de rotor 2 worden twee waaiers, een achterwaaier 30 resp. een voorwaaier 31 gedragen, die zodanig zijn uitgevoerd dat een geforceerde ventilatie van de rotor en de stator wordt verkregen, wanneer de generator in bedrijf is.Two impellers, a rear impeller 30 and 10, respectively, are moved through the shaft 3 of the rotor 2. a front impeller 31 carried so as to provide forced ventilation of the rotor and stator when the generator is in operation.

De waaier 30 is in het achterhuisgedeelte 4 gelegen in het gebied, dat door de achterste statorwikkelkop 25 wordt bepaald, terwijl de voorwaaier 31 direkt buiten het open uiteinde 19 van het voorhuisgedeelte 5 is aangebracht. De inwendige achterwaaier 30 is van het gemengde type met "gespecialiseerde” bladen, dat wil zeggen met afwisselende vormen voor het opwekken resp. een axiale en radiale vent i1atlestroom.The impeller 30 is located in the rear housing section 4 in the area defined by the rear stator winding head 25, while the front impeller 31 is disposed directly outside the open end 19 of the front housing section 5. The internal rear impeller 30 is of the mixed type with "specialized" blades, that is, with alternating shapes for generating an axial and radial fan flow, respectively.

Tijdens bedrijf maken de vorm en opstelling van de waaiers 30 en 31 tezamen met die van het huis 1 een aanmerkelijk verbeterd koelrendement mogelijk dan het geval is bij conventionele generators; meer in het bijzonder kan worden opgemerkt, dat de waaiers 2 althans nagenoeg gescheiden luchtstromen binnen het statorhuis 1 veroorzaken. De waaier 30 zuigt lucht van de buitenzijde aan via de radiale openingen 17 in het deksel 16 en de openingen 10 in het achterhuisgedeelte 4, verdeelt deze luchtstroom axiaal i door de poolvingers 29, 30 en de bekrachtigingswikkeling 7 van de rotor 2 en radiaal door de achterste statorwikkelkop 25. De door de achterwaaier 30 veroorzaakte luchtstroom treedt uit het huis 1 via de radiale openingen 12 in het achterhuisgedeelte 4.In operation, the shape and arrangement of the impellers 30 and 31 together with that of the housing 1 allow for a significantly improved cooling efficiency than is the case with conventional generators; more specifically, it can be noted that the impellers 2 cause at least substantially separate air flows within the stator housing 1. The impeller 30 draws in air from the outside through the radial openings 17 in the cover 16 and the openings 10 in the rear housing section 4, distributes this air flow axially i through the pole fingers 29, 30 and the excitation winding 7 of the rotor 2 and radially through the rear stator winding head 25. The airflow caused by the rear impeller 30 exits the housing 1 through the radial openings 12 in the rear housing section 4.

i De voorwaaier 31 zuigt echter lucht van buitenaf aan via de zijdelingse openingen 22, veroorzaakt een axiale stroom door de kanalen 23, welke over het pakket platen 24 en de voorste wikkelkop 26 passeert. De door de waaier 31 veroorzaakte luchtstroom wordt dan via het open uiteinde 19 van het voorhuisgedeelte 5 uitgedreven. De externe opstelling van de waaier 31 maakt het mogelijk, dat deze een externe diameter heeft die gelijk is aan die van het huis 1, waardoor een bijzonder doelmatige ventilatiestroming kan worden verkregen.However, the front impeller 31 draws in air from the outside through the side openings 22, causing an axial flow through the channels 23 passing over the package of plates 24 and the front winding head 26. The air flow caused by the impeller 31 is then expelled through the open end 19 of the front section 5. The external arrangement of the impeller 31 allows it to have an external diameter equal to that of the housing 1, whereby a particularly efficient ventilation flow can be obtained.

Claims (3)

1. Generator met geforceerde ventilatie, in het bijzonder voor motorvoertuigen, voorzien van een huis met twee axiaal onderling verbonden gedeelten, een voorgedeelte resp. een achtergedeelte, een rotor met een as, die door het huis is ondersteund en waarvan twee tegenover elkaar liggende poolplaten met tussen elkaar grijpende poolvingers zich radiaal uitstrekken, een statorwikkeling met respectieve platen en wikkelkoppen, die de rotor omgeven, en een geforceerd ventilatie-orgaan met twee waaiers, een voorwaaier resp. een achterwaaier, die door de rotoras worden gedragen, met het kenmerk, dat - de achterwaaier (30) in het achterhuisgedeelte (4) is gelegen en zodanig is uitgevoer dat een axiale-radiale stroming van de buitenzijde naar de binnenzijde van het huis wordt verkregen in de richting van de rotor (2) resp. de statorwikkelkoppen (25), - het achterhuisgedeelte (4) is voorzien van axiale eindinlaatopeningen (10) en radiale zij-uitlaatopeningen (12) voor de door de achterwaaier (30) opgewekte luchtstroom, - het voorhuisgedeelte (5) open is uitgevoerd aan het van het achterhuisgedeelte (4) afgekeerde uiteinde (19) en in het met de statorplaten (24) overeenkomende gebied een aantal omtreksreeksen zijdelingse openingen (22) heeft, die in verbinding staan met respectieve axiale kanalen (23), die worden gevormd door interne uitsparingen in het voorhuisgedeelte (5) en in de richting van het open uiteinde (19) open zijn, - de voorwaaier (31) buiten het open uiteinde (19) van het voorhuisgedeelte (5) is gelegen en zodanig is uitgevoerd, dat een luchtstroom in het huis (1) wordt getrokken vanuit de zijdelingse openingen (22) naar het open uiteinde (19) van het voorhuisgedeelte (5).1. Generator with forced ventilation, especially for motor vehicles, provided with a housing with two axially interconnected parts, a front part resp. a rear section, a rotor with a shaft supported by the housing and two opposing pole plates with interlocking pole fingers extending radially, a stator winding with respective plates and winding heads surrounding the rotor, and a forced ventilation member with two impellers, a front impeller resp. a rear impeller carried by the rotor shaft, characterized in that - the rear impeller (30) is located in the rear housing section (4) and is designed to obtain an axial-radial flow from the outside to the inside of the housing towards the rotor (2) resp. the stator winding heads (25), - the rear housing section (4) is provided with axial end inlet openings (10) and radial side outlet openings (12) for the air flow generated by the rear impeller (30), - the front housing section (5) is open on the the end (19) remote from the rear housing portion (4) and in the area corresponding to the stator plates (24) has a plurality of circumferential series of lateral openings (22) communicating with respective axial channels (23) formed by internal recesses in the front section (5) and towards the open end (19) are open, - the front impeller (31) is located outside the open end (19) of the front section (5) and is designed in such a way that an air flow in the housing (1) is pulled from the side openings (22) to the open end (19) of the front housing section (5). 2. Generator volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de zijdelingse openingen (22) zijn aangebracht in onder een hoek liggende groepen met parallelle assen.Generator according to claim 1, characterized in that the lateral openings (22) are arranged in angular groups with parallel axes. 3. Generator volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de axiale kanalen (23) een dwarsdoorsnede hebben, die in de richting van de as (A) van het huis convergeert.Generator according to claim 1 or 2, characterized in that the axial channels (23) have a cross-section which converges in the direction of the axis (A) of the housing.