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Dokumentenidentifikation DE60021823T2 13.04.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001093209
Titel Wechselstromgenerator für Kraftfahrzeuge
Anmelder Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Asao, Yoshihito, Chiyoda-ku, Tokyo 100-8310, JP;
Adachi, Katsumi, Chiyoda-ku, Tokyo 100-8310, JP
Vertreter HOFFMANN & EITLE, 81925 München
DE-Aktenzeichen 60021823
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 14.02.2000
EP-Aktenzeichen 001022490
EP-Offenlegungsdatum 18.04.2001
EP date of grant 10.08.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.04.2006
IPC-Hauptklasse H02K 3/50(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H02K 3/38(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   H02K 9/06(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wechselstromgenerator für Fahrzeuge, der beispielsweise in einem Passagierfahrzeug und einem Lastwagen vorhanden sein kann.

STAND DER TECHNIK

Ein herkömmlicher Wechselstromgenerator für ein Fahrzeug ist beispielsweise in JP-B-2927288 offenbart. In dieser herkömmlichen Technik werden mehrere, im Wesentlichen U-förmige Leitersegmente als eine Statorwicklung verwendet. In Schlitzen des Stators sind diese Leitersegmente als eine innere und eine äußere Schicht entlang der Tiefenrichtungen der Schlitze angeordnet, so dass sie einem einzelnen Paar oder mehreren Paaren entsprechen, und sie sind in den Schlitzen in einem Zustand angeordnet, dass die Leitersegmente wechselseitig isoliert sind. In einer Außenseite der Schlitze sind die Leitersegmente angeordnet, indem sie auf der Seite einer Endfläche des Statorkerns hervorstehen, wobei eine Wicklungsendgruppe mit hauptsächlich sich wiederholenden seriell verbundenen Mustern, mittels denen verschiedene Schichten in den voneinander getrennten Schlitzen seriell verbunden sind in Übereinstimmung mit einem magnetischen NS-Polabstand eines Rotors.

An einem Wicklungsende sind die mehreren Leitersegmente in eingefügten Abständen angeordnet, so dass sie eine Belüftungsrichtung einer Kühlluft in einem Rahmen kreuzen, wodurch die Kühlluft so strömt, dass sie die mehreren Leitersegmente an dem Wicklungsende kreuzt.

In anderen Worten wird in dieser herkömmlichen Technik, weil die Leitersegmente wechselseitig an dem Wicklungsende voneinander getrennt sind und die Kühlluft über die mehreren Leitersegmente an dem Wicklungsende hinüberströmt, darauf abgezielt, die Kühlung des Wicklungsendes zu verbessern, um so eine hohe Ausgangsleistung zu erzielen.

In der herkömmlichen oben beschriebenen Technik besteht, weil die Leitersegmente an dem Wicklungsende der Statorwicklung separat angeordnet sind und dazwischen Zwischenräume vorhanden sind, das Problem auf, dass ein Kurzschluss auftritt durch einen Kontakt zwischen benachbarten Wicklungen an dem Wicklungsende oder zwischen Verbindungsbereichen der benachbarten Wicklungen beim Aufnehmen von Schwingungen von einem Motor, so dass die Ausgangsleistung absinkt und Geräusche erzeugt werden.

Außerdem bestehen Probleme insofern, als die Verbindungsbereiche an dem Wicklungsende durch die Schwingungen des Wechselstromgenerators voneinander getrennt werden, und dass eine Temperatur übermäßig ansteigt durch einen Verbindungswiderstand als Ergebnis eines Sprungs.

Außerdem besteht das Problem von Windgeräuschen, die durch ein unangenehmes Interferenzgeräusch einer hohen Ordnung zwischen einer Kante eines geschmolzenen Verbindungsbereichs des Wicklungsendes, verursacht durch Schweißen, und einer Kante eines klinkenartigen magnetischen Pols eines Rotors oder eines Lüfters auftritt, weil das Wicklungsende der Statorwicklung sich auf einer Ausgabeseite einer Kühlluft befindet.

Außerdem besteht das Problem, dass ein Windgeräusch hoher Ordnung auftritt aufgrund einer Kühlluft, die durch einen Zwischenraum zwischen Wicklungen am Wicklungsende des Stators hindurchtritt.

Übrigens ist es in JP-A-1-164505 offenbart, dass eine Isolierung sichergestellt wird, indem ein Zwischenraum zwischen Wicklungen an einem Wicklungsende einer Statorwicklung vorgesehen wird. Es besteht aber das Problem, dass die Isolierung verdorben wird, wenn ein Fremdkörper zwischen den Wicklungen eintritt und die Wicklung durch eine Kollision des Fremdkörpers verformt wird.

EP 0 917 278 A2 offenbart einen Wechselstromgenerator für ein Fahrzeug mit einem Rotor und einem Stator, der gegenüber einem Außenumfang des Rotors angeordnet ist. Ein Rahmen zum Lagern des Rotors und ein Kommutator, der auf einer Seite des Rahmens vorgesehen ist, sind vorgesehen. Schließlich sind eine Riemenscheibe zum Antreiben des Rotors auf der anderen Seite des Rahmens vorgesehen. Der Stator beinhaltet einen Statorkern, in welchem mehrere Schlitze ausgebildet sind. Eine Statorwicklung ist in den Schlitzen vorgesehen und ausgebildet durch Verbinden von mehreren Leitersegmenten. Die Statorwicklung hat Wicklungsenden, die in axialen Richtungen des Stators hervorstehen. Der Rotor hat ein Gebläse, um Kühlluft zu den Wicklungsenden hin zu richten. Schließlich ist ein Kunstharz teilweise auf den Wicklungsenden aufgebracht.

JP(A) 62272836 offenbart einen Draht, der Teil einer Wicklung sein kann, wobei ein weiches magnetisches Material zwischen benachbarten Leitern angeordnet ist.

JP(A) 10174367 offenbart einen Wechselstromgenerator für ein Fahrzeug, der einen Diagonalstromlüfter und einen Zentrifugallüfter an den Enden hat. Mittels einer speziellen Struktur der Lüfter kann die Kühlkapazität verbessert werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben erwähnten Probleme zu lösen, die in der herkömmlichen Technik inhärent sind, und einen Wechselstromgenerator für ein Fahrzeug zu schaffen, der die Isolierung an einem Wicklungsende einer Statorwicklung verbessert, schwingungssicher bleibt und ein Windgeräusch vermindert.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Wechselstromgenerator für Fahrzeuge gemäß dem Anspruch 1 geschaffen.

Insbesondere befindet sich das Kunstharz auf der gesamten Innenumfangsfläche der Statorwicklung, um so die Zwischenräume zwischen den Wicklungen zu verstopfen.

Bevorzugte Ausführungsformen des Wechselstromgenerators sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Eine vollständigere Würdigung der Erfindung und vieler ihrer Vorteile ergibt sich auf einfache Art und Weise, wenn diese besser verstanden wird in Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird, wobei:

1 eine Querschnittsansicht ist, die einen Wechselstromgenerator für Fahrzeuge nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,

2 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Rotor veranschaulicht, welcher in dem Wechselstromgenerator für Fahrzeuge gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird,

3 eine Querschnittsansicht ist, die den Rotor veranschaulicht, der in dem Wechselstromgenerator für Fahrzeuge gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird,

4 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Teil eines Stators veranschaulicht, an welchem Leitersegmente montiert sind, welcher in dem Wechselstromgenerator für Fahrzeuge gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird,

5 eine Querschnittsansicht ist, die einen Stator veranschaulicht, der in einem Wechselstromgenerator für Fahrzeuge (nicht Teil der vorliegenden Erfindung) verwendet wird,

6 eine perspektivische Ansicht ist, die den Stator der 5 veranschaulicht,

7 eine Querschnittsansicht ist, die einen weiteren Stator veranschaulicht, der in einem Wechselstromgenerator für Fahrzeuge (nicht Teil der vorliegenden Erfindung) verwendet wird,

8 eine perspektivische Ansicht ist, die den Stator der 7 veranschaulicht,

9 eine Querschnittsansicht ist, die den Stator veranschaulicht, der in einem Wechselstromgenerator für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird,

10 eine perspektivische Ansicht ist, die den Stator veranschaulicht, der in dem Wechselstromgenerator für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird,

11 eine perspektivische Ansicht ist, die einen weiteren Stator veranschaulicht, der in einem Wechselstromgenerator für Fahrzeuge (nicht Teil der vorliegenden Erfindung) verwendet wird,

12 eine Querschnittsansicht ist, die einen noch anderen Stator veranschaulicht (nicht Teil der vorliegenden Erfindung),

13 eine Seitenansicht ist, die einen Rotor veranschaulicht, der in einem Wechselstromgenerator für Fahrzeuge verwendet wird, und

14 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Rotor veranschaulicht, der in einem Wechselstromgenerator für Fahrzeuge verwendet wird.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Es wird nun eine ausführliche Erläuterung eines Wechselstromgenerators für Fahrzeuge mit Bezug auf die 114 folgen, wobei die gleichen Bezugsziffern für dieselben oder ähnliche Bereiche verwendet werden, und auf eine Beschreibung dieser Bereiche wird verzichtet.

Der besondere Aufbau des Stators der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die 9 und 10 beschrieben.

1 ist eine Querschnittsansicht eines Wechselstromgenerators für Fahrzeuge. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Rotors, der in 1 dargestellt ist. 3 ist eine Querschnittsansicht des in 1 dargestellten Rotors. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Schritt bei der Montage einer in 1 veranschaulichten Statorwicklung erläutert. 5 ist eine Querschnittsansicht, die einen Stator in 1 veranschaulicht. 6 ist eine perspektivische Ansicht, die den in 1 veranschaulichten Stator veranschaulicht.

Der Wechselstromgenerator für Fahrzeuge beinhaltet ein vorderes Gehäuseteil 1 aus Aluminium, ein hinteres Gehäuseteil 2, ein Gehäuse 3 als Rahmen, das aufgebaut ist aus dem vorderen 1 und dem hinteren Gehäuseteil 2, eine Riemenscheibe 4, eine Welle 6, an einem Ende von der die Riemenscheibe 4 fixiert ist, wobei die Welle 6 in dem Gehäuse 3 vorgesehen ist; einen klinkenartigen Rotor 7, der an der Welle 6 fixiert ist; Lüfter 5, die auf beiden Seiten eines Rotors 7 fixiert sind; einen Stator 8, der an einer Innenwandfläche des Gehäuses 3 fixiert ist; einen Gleitring 9, der an dem anderen Endbereich der Welle 6 fixiert ist, um den Rotor 7 mit einem elektrischen Stoß zu versorgen; zwei Bürsten 10, die in Gleitkontakt mit dem Schleifring 9 sind; einen Bürstenhalter 11, der die Bürsten 10 aufnimmt; einen Kommutator 12, der elektrisch mit dem Stator 8 verbunden ist, um einen Wechselstrom in einen Gleichstrom umzuwandeln; und einen Regler 18 im Eingriff mit dem Bürstenhalter 11, um die Größe einer von dem Stator 8 erzeugten Wechselspannung einzustellen.

In dem Gehäuse 3 ist eine Einlassöffnung 3a zum Einlassen einer Kühlluft in das Gehäuse 3 hinein durch Drehen des Lüfters 5 sowie eine Auslassöffnung 3b zum Ausgeben der Kühlluft nach außen durch Drehen des Lüfters 5 ausgebildet.

Der Rotor 7 beinhaltet eine Rotorwicklung 13 zum Erzeugen eines magnetischen Flusses mittels eines elektrischen Stroms, und einen Polkern 14, der die Rotorwicklung 13 bedeckt, welcher Polkern als ein magnetischer Pol mittels des magnetischen Flusses versorgt wird. Der Polkern 14 ist ausgebildet aus einem ersten 21 und einem zweiten Polkernbereich 22, welche so gepaart sind, dass sie wechselseitig im Eingriff sind. Der erste 21 und der zweite Polkern 22 bestehen beide aus Eisen und haben klinkenartige magnetische Pole 23, 24.

Lüfter 5 sind an beiden Seiten des Rotors 7 befestigt. Der Lüfter 5 auf einer vorderen Seite, bei der es sich um eine Riemenscheibenseite handelt, hat Schaufeln 5a, beispielsweise zehn Stück. Der Lüfter 5 auf einer Rückseite, die eine Seite des Kommutators 12 ist, hat Schaufeln 5b, beispielsweise 12 Stück.

Die Höhen b der rückwärtigen Schaufeln 5b in der axialen Richtung sind größer als die Höhen a der Schaukeln 5a auf der Vorderseite.

Der Stator 8 ist aufgebaut aus einem Statorkern 15 und einer Statorwicklung 16. Der Statorkern 15 ist wie ein Zylinder geformt, in welchem mehrere Zähne mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt in Außenumfangsrichtungen des Stators mit einem gleichmäßigen winkligen Abstand vorgesehen sind, so dass sie einwärts in radialen Richtungen hervorstehen, und Schlitze 15a zum Aufnehmen der Wicklung 16 sind zwischen den Zähnen ausgebildet. Eine Richtung der Nut jedes Schlitzes 15a ist parallel mit der Axialrichtung, und die Schlitze öffnen sich in Richtung des Innenumfangs.

Die Statorwicklung 16 ist ausgebildet durch Verbinden einer großen Anzahl von Leitersegmenten 30, so dass eine vorbestimmte Windung entsteht. Die Leitersegmente 30 sind aus einem Kupferdraht mit einer flachen rechteckigen Querschnittsgestalt gemacht, um welchen Draht herum eine Isolationsbeschichtung vorgesehen ist. Die Leitersegmente 30 sind so ausgebildet, dass sie eine im Wesentlichen U-förmige Gestalt haben, wobei ein Paar Schenkel 30a bei einem gebogenen Bereich 30b in einer im Wesentlichen V-förmigen Gestalt angeschlossen ist. Außerdem ist ein Abstand zwischen den beiden Schenkeln 30a des Leitersegments vorbereitet, so dass er sechs Schlitzen entspricht.

Die beiden Schenkel 30a der Leitersegmente 30 sind in Gruppen der Schlitze 15a eingefügt, welche separat um sechs Schlitze jeweils angeordnet sind, von einer rückwärtigen Seite des Statorkerns aus; und Bereiche der Schenkel 30a, die auf einer Vorderseite des Statorkerns hervorstehen, sind verbogen; und hervorstehende Bereiche der Schenkel 30a sind durch beispielsweise Schweißen verbunden, um so die Windung zu bilden.

Was die Statorwicklung 16 angeht, sind vier Drähte in jedem Schlitz angeordnet, so dass eine vierschichtige Struktur entsteht, wobei Richtungen der Schicht radiale Richtungen des Statorkerns sind. Auf einer gebogenen Seite der Leitersegmente 30 sind eine innerste Schicht (erste Schicht) und eine äußerste Schicht (vierte Schicht) gepaart, und eine zweite und eine dritte Schicht sind gepaart. Diese gepaarten Schichten sind jeweils in Schlitze 15a eingebracht, die um einen magnetischen Polabstand beabstandet sind. Auf der verbundenen Seite der Leitersegmente 30 ist die äußerste Schicht und die dritte Schicht und die innerste Schicht verschweißt, und die zweite Schicht ist verschweißt. Auf der gebogenen Seite der Leitersegmente 30 sind die innerste Schicht und die äußerste Schicht so vorgesehen, dass sie Außenumfänge der zweiten und der dritten Schicht bedecken. In dem Statorkern 13 sind ein vorderseitiges und ein rückwärtiges Ende der Wicklung beinhaltet.

Jedes der Wicklungsenden 16a, 16b der Statorwicklung 16 ist dazu vorgesehen, den Lüfter 5 in radialen Richtungen des Statorkerns teilweise einzuwickeln. Die Wicklungsenden 16a, 16b der Statorwicklung 16 empfängt Luft, wenn die Lüfter 5 gedreht werden. Ein Luftstrom, der von dem Wicklungsende auf der vorderen Seite aufgenommen wird, ist größer als der auf der hinteren Seite, weil der Kommutator 12, der Bürstenhalter 11, der Regler 18 usw. auf der hinteren Seite angeordnet sind und den Widerstand gegen den Durchtritt der Kühlluft vergrößern. In dem Wechselstromgenerator für Fahrzeuge ist die Anzahl von Phasen der Statorwicklung 16 gleich drei, und die Anzahl der Pole des Rotors 7 ist sechzehn, wodurch die Anzahl der Schlitze 15a des Statorkerns 15 sechsundneunzig ist.

Der so aufgebaute Stator 8 wird erhitzt und in einem Fluidisierungstauchbehälter gebadet, in welchem Epoxydpulver schwimmen. Anschließend wird ein Kunstharz 25 einer vorbestimmten Dicke von 0,1 mm auf die gesamten Oberflächen einer Innenumfangsfläche und einer Außenumfangsfläche der Statorwicklung 16 aufgebracht. Das Kunstharz besteht hauptsächlich aus einem Epoxyd aus einer einzelnen Flüssigkeit, welches bei einer normalen Temperatur trocknet.

An den Enden der Statorwicklung 16, die von dem Kunstharz 25 beschichtet sind, haben Oberflächen der Wicklungsenden 16a, 16b Vorsprünge und Ausnehmungen an Bereichen, wo die Wicklung unterlegt ist, bzw. Zwischenbereiche, wo die Wicklung nicht unterlegt ist. Insbesondere bilden die gebogenen Bereiche und die Verbindungsbereiche größere Vorsprünge und größere Ausnehmungen.

In den 5 und 6 ist ein Zustand dargestellt, dass das Kunstharz 25 beschichtet ist.

Abstände zwischen den Wicklungsenden 16a und zwischen den Wicklungsenden 16b sind vollständig von dem Kunstharz 25 verstopft, so dass Kühlluft von den Lüftern nicht in den radialen Richtungen hindurchtritt.

Die Abstände zwischen den Wicklungsenden 16a und zwischen den Wicklungsenden 16b sind mittels des Kunstharzes 25 verstopft, und die Wicklungen sind über das Kunstharz 25 verbunden, wodurch die Wicklungen an den Wicklungsenden 16a und den Wicklungsenden 16b und den Verbindungsbereichen der Wicklung nicht in Kontakt miteinander gebracht werden bei Schwingungen des Motors.

So ist es möglich, einen Kurzschluss und ein Geräusch zu verhindern.

Obwohl der Wechselstromgenerator schwimmt, werden außerdem die Verbindungsbereiche an den Wicklungsenden 16a, 16b nicht voneinander getrennt, und die Verbindungsbereiche zerspringen nicht, es ist möglich, Probleme zu lösen, wie beispielsweise einen großen Kontaktwiderstand und einen Temperaturanstieg.

Obwohl die Verbindungsbereiche an den Wicklungsenden 16a, 16b durch Schweißen geschmolzen werden und zu Kanten werden, sind außerdem diese Kanten mit dem Kunstharz 25 beschichtet, so dass sie eine runde Gestalt haben, so dass Probleme gelöst werden können, wie beispielsweise das, dass ein unangenehmes Interferenzgeräusch der großen Ordnung an den Schultern der sperrklinkenartigen magnetischen Pole 23, 24 und an den Lüftern 5 auftritt, und das das Windgeräusch erzeugt.

Weil die Zwischenräume zwischen den Wicklungsenden 16a, 16b der Statorwicklung 16 von dem Kunstharz 25 verstopft werden, ist es außerdem möglich, ein Problem zu lösen, dass ein Windgeräusch einer hohen Ordnung verursacht wird durch die Kühlluft, die durch die Räume in der herkömmlichen Technik hindurchtritt.

Außerdem ist es möglich, ein Problem zu lösen, dass eine Isolierung durch einen Fremdkörper verdorben wird, der zwischen den Wicklungsenden 16a, 16b eintritt, oder durch eine Verformung der Wicklung bei einer direkten Kollision eines Fremdkörpers mit der Wicklung.

Außerdem ist es möglich, die Isolierung der Wicklung extrem zu verbessern, weil die Wicklungsenden 16a, 16b der Statorwicklung 16 vollständig von dem Kunstharz 25 bedeckt sind um ihre gesamten Außenumfänge herum.

Obwohl in dem oben beschriebenen Aufbau die Oberfläche des Kunstharzes 26, das auf die Innenumfangsflächen bzw. die Außenumfangsflächen der Wicklungsenden 16a, 16b aufgebracht worden ist, Ausnehmungen bzw. Vorsprünge hat, an welchen die Wicklung unterlegt ist und wo die Wicklung nicht unterlegt ist, ist die Oberfläche eines Kunstharzes 26 eben ohne Ausnehmungen und Vorsprünge, die durch eine darunter liegende Wicklung erzeugt werden, in den 7 und 8.

In dieser Ausführungsform ist die Isolierung der Wicklungsenden 16a, 16b der Statorwicklung 16 verbessert, die Isolierung eines Verbindungsbereichs des Wicklungsendes 16a ist verbessert, und es ist möglich, ein Windgeräusch, das an Oberflächen der Wicklung in einem Innenumfangsbereich und einem Außenumfangsbereich erzeugt wird, extrem zu vermindern.

Gemäß der Erfindung wird, wie in den 9 und 10 dargestellt, ein Kunstharz 25 nur auf Innenumfangsflächen der Wicklungsenden 16a und 16b der Statorwicklung 16 geschichtet, um so Zwischenräume zwischen den Leitersegmenten 30 zu verstopfen, die die Wicklungsenden 16a, 16b bilden.

In diesem Fall kann, weil das Kunstharz 25 nur auf die Innenumfangsflächen der Wicklungsenden 16a, 16b geschichtet wird, ein Vorgang zum Beschichten oder zum Aufbringen des Kunstharzes 25 einfach werden, und die Menge des Kunstharzes 25 wird gering, wodurch die Produktionskosten absinken.

Außerdem ist die Isolierung der Wicklung auf einer Innenumfangsseite verbessert, und ein zwischen den Wicklungsenden in dem Innenumfangsbereich verursachtes Windgeräusch kann vermindert werden.

Wie in 11 (nicht Teil der Erfindung) dargestellt, ist ein Kunstharz 27 auf gesamten Oberflächen eines Innenumfangs und eines Außenumfangs der Wicklungsenden 16a, 16b der Statorwicklung 16 aufgebracht, und ein ringartiger Bereich 27a kann an der Innenumfangsfläche ausgebildet sein, so dass er im Wesentlichen mit Abschrägungen der Wicklungsenden 16a, 16b übereinstimmt. Demzufolge ist die Isolierung in Verbindungsbereichen der Wicklungsenden 16a, 16b und in Wicklungen verbessert, und eine Kühlluft, die an den Innenumfangsflächen der Wicklung erzeugt wird, wird mittels des Rings 27a gesteuert, wodurch ein Windgeräusch vermindert wird und ein Temperaturanstieg gesteuert wird. Obwohl der Ring 27a einfach ausgebildet wird durch Vorsehen entlang abgeschrägter Richtungen der Wicklungsenden 16a, 16b, ist es außerdem möglich, den Ring 27a abgeschrägt in Richtungen entgegen den abgeschrägten Richtungen der Wicklung zu machen.

Außerdem ist es durch Vorsehen von Ringen 27a an den Außenumfangsflächen der Wicklungsenden 16a, 16b möglich, eine Kühlluft zu steuern, die an der Außenumfangsfläche der Wicklung erzeugt wird mittels der Ringe 27a, wodurch ein Windgeräusch vermindert wird und ein Effekt der Unterdrückung eines Temperaturanstiegs erzielbar ist.

Obwohl in den obigen Ausführungsformen ein Fall, dass das innere Wicklungsende 16b von dem äußeren Wicklungsende 16b bei den hinteren Wicklungsenden 16b umgeben ist, beschrieben ist. Zwei Wicklungsenden 16c mit einer im Wesentlichen gleichen Höhe in Axialrichtungen können aber in radialen Richtungen der Statorwicklung angeordnet sein, wie in 12 veranschaulicht, wodurch gleiche Effekte und Funktionen, wie bei den Ausführungsformen 1–4 erzielbar sind.

Auf einer gebogenen Seite von Leitersegmenten 30 sind ein Paar aus einer innersten Schicht (einer ersten Schicht) und einer zweiten Schicht und ein Paar aus einer dritten Schicht einer äußersten Schicht (einer vierten Schicht) in Schlitze 15a eingeführt, welche um einen magnetischen Polabstand voneinander getrennt sind. Auf einer Verbindungsseite sind das Paar aus der innersten (ersten) und der zweiten Schicht und das Paar aus der dritten und der äußersten (der vierten) Schicht jeweils auf gleiche Art und Weise verschweißt.

Wie in 13 dargestellt, ist eine Grundplatte 51b von Schaufeln 5b eine hinteren Lüfters 5 vergrößert, und der hintere Lüfter 5 ist an einem Polkern 22 fixiert, so dass er ausgenommene Bereiche zwischen benachbarten sperrklinkenartigen magnetischen Polen 24 an der Grundplatte 51b bedeckt.

In dieser Ausführungsform ist, weil die ausgenommenen Bereiche zwischen den klinkenartigen magnetischen Polen mittels der Grundplatte 51b in einer axialen Richtung abgeschirmt sind, eine Durchflussgeschwindigkeit einer Luft, die von einer vorderen hin zu einer rückwärtigen Seite strömt, vermindert.

Demzufolge ist es, weil eine Einlassdurchflussgeschwindigkeit zum Kühlen von Wicklungsenden 16a auf der vorderen Seite mit einem geringen Verlust zugeführt wird, möglich, einen Temperaturanstieg einer Statorwicklung 16 weiter zu vermindern. Außerdem wird ein Raum in der Grundplatte 51b von Schaufeln 5b im Wesentlichen mittels Endflächen der klinkenartigen magnetischen Pole 24 abgeschirmt, eine Leistungsfähigkeit des hinteren Lüfters 5b ist weiter verbessert; und eine Durchflussgeschwindigkeit auf der Rückseite ist weiter erhöht, wodurch ein Temperaturanstieg eines Kommutators 12 und eines Reglers 18 unterdrückt werden kann.

In dieser Ausführungsform ist die Anzahl der Schaufeln 5b des hinteren Lüfters 5 gleich acht.

In einer anderen Ausführungsform ist, wie in 14 veranschaulicht, ein Separator 28 zwischen einem Lüfter 5 und Polkernen 22 eingefügt, um Zwischenräume zwischen ausgenommenen Bereichen von sperrklinkenartigen magnetischen Polen 24 und einer Grundplatte von Schaufeln 5b abzuschirmen.

In dieser Ausführungsform wird, weil ein Luftdurchflussweg einer Kühlluft, die von einer vorderen hin zu einer hinteren Seite strömt, mittels des Separators 28 abgeschirmt wird, eine Durchflussgeschwindigkeit von der vorderen Seite zur Rückseite aufgehoben. Demzufolge wird eine Einlassdurchflussgeschwindigkeit auf der vorderen Seite zugeführt zum Kühlen von Wicklungsenden 16a auf der vorderen Seite ohne einen Verlust, wodurch es möglich wird, einen Temperaturanstieg einer Statorwicklung 16 sicher zu unterdrücken.

Außerdem sind Räume in der Grundplatte der Schaufeln 5b mittels des Separators 28 abgeschirmt, wodurch eine Fähigkeit eines hinteren Lüfters 5 weiter verbessert ist; eine Durchflussgeschwindigkeit auf der Rückseite ist vergrößert, wodurch es möglich wird, einen Temperaturanstieg eines Kommutators 12 und eines Reglers 18 sicher zu unterdrücken.

Bei der Verwendung eines bloßen Drahts ohne isolierende Beschichtung für eine Statorwicklung 16 ist es möglich, Wicklungen zu isolieren durch Einfügen eines Isolierpapiers zwischen einem Statorkern 15 und einer Statorwicklung 16 bzw. zwischen Statorwicklungen 16 und durch Beschichten eines Kunstharzes 25 auf Wicklungsenden 16a, 16b der Statorwicklung 16. In diesem Fall wird durch Imprägnieren des Kunstharzes 25 in den Schlitzen 15a die Isolierung weiter verbessert, und die Wicklung wird sicher fixiert.

Indem ein Additiv mit einer Wärmeleitfähigkeit, die größer ist als die Kunstharze 25, 26, 27, mit den Kunstharzen gemischt wird, welche auf die Wicklungsenden 16a, 16b der Statorwicklung 16 aufgebracht werden, wird die Wärmeleitfähigkeit des Kunstharzes verbessert, und eine Temperatur wird weiter vermindert.

Obwohl in den obigen Ausführungsformen das Fluidisierungstauchbad als ein Verfahren zum Beschichten der Kunstharze 25, 26, 27 beispielhaft beschrieben ist, ist es nicht auf dieses Fluidisierungstauchbad beschränkt. Beispielsweise werden Bearbeitungsschritte einfach beispielsweise durch Pulverbeschichten, wobei Epoxydpulver auf eine erhitzte Statorwicklung 16 gesprüht werden, um eine vorbestimmte Beschichtung auszubilden.

Der erste Vorteil des Wechselstromgenerators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung ist, dass ein Kurzschluss von Wicklungen und ein Geräusch verhindert werden; ein Verbindungsbereich von Wicklungsenden nicht zerbrochen werden; und der Verbindungsbereich nicht zerspringt, wodurch Probleme, dass ein Kontakt ansteigt und eine Temperatur ansteigt, gelöst werden können.

Obwohl die Verbindungsbereiche geschmolzen werden durch Verschweißen und zu einer Kante werden, werden Probleme gelöst, dass ein unangenehmes Interferenzgeräusch der hohen Ordnung und ein Windgeräusch auftreten. Außerdem ist es möglich, ein Problem zu lösen, dass ein Windgeräusch der hohen Ordnung verursacht wird durch eine Kühlluft, die durch einen Zwischenraum zwischen Wicklungen hindurchtritt. Außerdem ist es möglich, ein Problem zu lösen, dass die Isolierung verdorben wird durch einen Fremdkörper, der zwischen Wicklungen an Wicklungsenden eintritt oder direkt mit der Wicklung kollidiert, um die Wicklung zu verformen.

Der zweite Vorteil des Wechselstromgenerators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung ist, dass die Isolation der Verbindungsbereiche an den Wicklungsenden und aller Wicklungen verbessert ist, und gleichzeitig ein Windgeräusch, das in einem Innenumfang der Wicklungsenden auftritt, vermindert ist, weil die Zwischenräume zwischen den Wicklungen durch Kunstharz verstopft sind, die an dem Umfang vorgesehen sind.

Der dritte Vorteil des Wechselstromgenerators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung ist, dass eine Kühlluft, die entlang einer Innenumfangsfläche des Wicklungsendes strömt, gesteuert wird, wodurch ein Windgeräusch vermindert wird und ein Temperaturanstieg unterdrückt wird.

Der vierte Vorteil des Wechselstromgenerators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung ist, dass die Isolierung weiter verbessert wird durch Isolieren gesamter Wicklungsenden einer Statorwicklung mittels eines Kunstharzes.

Gemäß dem fünften Vorteil des Wechselstromgenerators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung ist, dass ein Effekt zum Vermindern eines Intereferenzgeräusches zwischen einem Lüfter und einem Lüftungsende weiter verbessert ist.

Gemäß einem sechsten Vorteil des Wechselstromgenerators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung ist, dass ein Interferenzgeräusch zwischen dem Lüfter und Wicklungsenden, verursacht durch Anordnen des Lüfters und der Wicklungsenden in Radiusrichtungen des Lüfters, effektiv vermindert wird durch Vorsehen eines Kunstharzes.

Der siebte Vorteil des Wechselstromgenerators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung ist, dass ein Widerstand gegen einen Durchfluss von Luft auf einer Auslassseite eines Lüfters vermindert ist, und eine Durchflussgeschwindigkeit einer Kühlluft, welche um einen Kommutator herumströmt, erhöht ist, so dass eine Temperatur eines Kommutators sich vermindert, weil der Kommutator auf einer gebogenen Seite von Wicklungsenden vorgesehen ist, die kurze Vorsprünge sind. Außerdem sind beide Enden der Wicklungsenden sichtbar gekühlt.

Der achte Vorteil des Wechselstromgenerators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung ist, dass eine Ausgabe- oder Ausgangsleistung des Generators verbessert ist durch Vergrößern einer Durchflussgeschwindigkeit auf einer Verbindungsseite, welche Wicklungsenden lange Vorsprünge mit einem großen Kühlflächenbereich sind, um einen Temperaturanstieg einer Statorwicklung zu vermindern.

Der neunte Vorteil des Wechselstromgenerators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung ist, dass ein Kommutator und so weiter, welche auf einer gebogenen Seite der Wicklungsenden vorgesehen sind, effektiv gekühlt werden.

Der zehnte Vorteil des Wechselstromgenerators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung ist, dass ein Kommutator und so weiter, effektiv gekühlt werden, und ein Durchfluss einer Kühlluft von einem Rahmen auf einer Riemenscheibenseite hin zu einer Seite eines Kommutators sicher abgeschlossen ist.

Der elfte Vorteil des Wechselstromgenerators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung ist, dass die Isolierung und ein Effekt zum Vermindern eines Windgeräusches verbessert sind durch Bedecken von Ausnehmungen und Vorsprüngen einer gewickelten flachen rechteckigen Wicklung.

Der zwölfte Vorteil des Wechselstromgenerators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung ist, dass eine Isolationsbeschichtung für Wicklungen nicht notwendig ist und daher die Produktionskosten vermindert werden können.

Der dreizehnte Vorteil des Wechselstromgenerators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung ist, dass der Wärmewiderstand exzellent ist und die Isolation sichergestellt ist.

Der vierzehnte Vorteil des Wechselstromgenerators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung ist, dass die Wärmeleitfähigkeit eines Kunstharzes, dass Aufwicklungen an Wicklungsenden vorgesehen ist, verbessert ist, so dass der Effekt der Temperaturverminderung verstärkt ist.

Der fünfzehnte Vorteil des Wechselstromgenerators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung ist, dass die Bearbeitbarkeit gut ist, weil ein Kunstharz an Wicklungsenden durch Pulverbeschichten vorgesehen ist und ein übermäßiger Anteil einfach entfernt werden kann.

Der sechzehnte Vorteil des Wechselstromgenerators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung ist, dass ein Übergang einer Farbe eines pulverfluidisierten Bereichs in einem Wicklungsendbereich und eines Kunstharzes einfach gesteuert ist und eine Bearbeitbarkeit gut ist, weil das Kunstharz an Wicklungsenden durch Fluidisierungstauchen vorgesehen wird.

Der siebzehnte Vorteil des Wechselstromgenerators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung ist, dass ein Trocknungsofen für die exklusive Verwendung und komplizierte Behandlung nicht erforderlich sind, weil ein Kunstharz, das zu trocknen ist, eine einzelne Flüssigkeit ist, die bei normaler Temperatur trocknet.

Offensichtlich sind verschiedene Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung im Lichte der oben erfolgten Lehre möglich. Es ist daher selbstverständlich, dass innerhalb des Bereichs der anliegenden Ansprüche die Erfindung anders als hier spezifisch beschrieben ausgeführt werden kann.


Anspruch[de]
  1. Wechselstromgenerator für Fahrzeuge mit:

    – einem Rotor (7) einschließlich eines Klauenpols,

    – einem Stator (8), der gegenüber einem Außenumfang des Rotors (7) angeordnet ist,

    – einem Rahmen (3) zum Lagern des Rotors (7),

    – einem Kommutator (12), der auf einer Seite des Rahmens (3) vorgesehen ist, und

    – einer Riemenscheibe (4) zum Antreiben des Rotors (7), welche Riemenscheibe auf der anderen Seite des Rahmens vorgesehen ist,

    wobei der Stator (8) einen Statorkern (15) beinhaltet, in welchem mehrere Schlitze (15a) ausgebildet sind, und eine Statorspule (16), die in den Schlitzen (15a) vorgesehen ist, wobei die Statorspule (16) durch Verbinden mehrerer Leitersegmente (30) gebildet ist und Spulenenden (16a, 16b) hat, die in axialen Richtungen des Stators hervorstehen, und wobei der Rotor ein Gebläse (5) hat, das durch seine Drehung Kühlluft zu den Spulenenden (16a, 16b) schickt, wobei Kunstharz (25) an den Spulenenden (16a, 16b) vorgesehen ist, um Lücken zu verstopfen, die zwischen den Leitersegmenten (30) vorgesehen sind, welche die besagten Spulenenden (16a, 16b) bilden,

    dadurch gekennzeichnet, dass nur die radial inneren Umfangsflächen der Spulenenden (16a, 16b) der Statorspule (16) mit dem Kunstharz beschichtet sind.
  2. Wechselstromgenerator für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, bei welchem das Kunstharz auf beiden Spulenenden (16a, 16b) vorgesehen ist, die in axialen Richtungen der Statorspule (16) positioniert sind.
  3. Wechselstromgenerator für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei welchem die Leitersegmente (30) eine im Wesentlichen U-förmige Gestalt haben und eines der Spulenenden (16a) auf einer verbundenen Seite der Leitersegmente positioniert ist und das andere Spulenende (16b) auf einer gebogenen Seite der Leitersegmente positioniert ist.
  4. Wechselstromgenerator für ein Fahrzeug nach Anspruch 3, bei welchem das Gebläse ein Ventilator (5) ist, der auf beiden Seiten des Rotors (7) vorgesehen ist, so dass er den Spulenenden auf der verbundenen Seite bzw. der gebogenen Seite gegenüberliegt, und bei welchem der Kommutator (12) auf der gebogenen Seite vorgesehen ist.
  5. Wechselstromgenerator für ein Fahrzeug nach Anspruch 4, bei welchem die Anzahl der Schaufeln (5b) des Ventilators (5) gegenüber dem Spulenende (16b) auf der gebogenen Seite größer ist als die Anzahl der Schaufeln (5a) des Ventilators (5) gegenüber dem Spulenende (16a) auf der verbundenen Seite.
  6. Wechselstromgenerator für ein Fahrzeug nach Anspruch 4 oder 5, bei welchem eine maximale Höhe (b) von Schaufeln des Ventilators (5) auf der gebogenen Seite des Spulenendes (16b) höher ist als eine maximale Schaufelhöhe (a) des Ventilators (5) auf der verbundenen Seite des Spulenendes (16a).
  7. Wechselstromgenerator für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei welchem Räume, die in einer Grundplatte des Ventilators auf der gebogenen Seite an dem Spulenende (16b) ausgebildet sind, von Endoberflächen (24) der magnetischen Pole des Rotors (7) bedeckt sind.
  8. Wechselstromgenerator für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei welchem ein Separator (28) zwischen ausgenommenen Bereichen der magnetischen Pole des Rotors (7) auf einer Seite des Kommutators (12) und einer Grundplatte (51b) des Ventilators vorgesehen ist.
Es folgen 14 Blatt Zeichnungen






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