DE10212074A1

DE10212074A1 - Elektrische Maschine

Info

Publication number: DE10212074A1
Application number: DE10212074A
Authority: DE
Inventors: Carrasco Pedro Sanchez; Alsina Antonio Diaz; Garcia Manuel Diaz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-03-19
Filing date: 2002-03-19
Publication date: 2003-10-16
Also published as: EP1488493A1; US20050265643A1; BR0209867A; WO2003079517A1

Abstract

Es wird eine elektrische Maschine, insbesondere ein Drehstromgenerator, vorgeschlagen, der eine Welle (13) aufweist, die an zumindest einer Loslagerstelle (25) mittels zumindest eines Lagers (19) in einer Nabe (22) gehalten ist. Nabenseitig ist zwischen dem Lager (19) und der Nabe (22) ein Gleitelement (28) befestigt, wobei dieses aus Metall ist.

Description

Stand der Technik

Aus DE 89 11 295.4 U1 ist eine elektrische Maschine bekannt, bei der eine Welle mittels eines Loslagers in einer Nabe eines Gehäuses gelagert ist. Nabenseitig ist zwischen dem Lager und der Nabe ein Gleitelement befestigt, das einerseits bei thermisch bedingten Längenänderungen der Welle eine Gleiten des Lagers in der Nabe ermöglicht und andererseits Temperaturschwankungen und damit Spieländerungen in der Nabe ausgleicht. Nachteilig ist bei diesem Stand der Technik, dass der aus Kunststoff gefertigte Gleitring bzw. das Gleitelement gegenüber einer betriebsbedingten Lagerbelastung im Loslager zu wenig widerstandsfähig ist, und somit sich das Spiel des Lagers ungewollt vergrößert, und sich somit durch die magnetischen Kräfte bedingt darüber hinaus steigert. Die Lagerbelastung wird damit über das erträgliche Maß hinaus erhöht.

Vorteile der Erfindung

Die elektrische Maschine mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass durch das metallische Gleitelement dieses einerseits hohe Härte aufweist, wodurch die Abnutzung des Gleitelements stark eingeschränkt ist, und andererseits dadurch eine hohe Maßhaltigkeit des Gleitelements sichergestellt, die Lagerung besonders zuverlässig und dadurch besonders dauerhaft ist. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der elektrischen Maschine nach dem Hauptanspruch möglich. Eine besonders hohe Maßhaltigkeit hat sich dabei ergeben, indem das Gleitelement eine Mindesthärte von 570 HV 10 aufweist.

Das Gleitelement ist besonders einfach herzustellen, indem dieses eine Ringform aufweist. Schließt sich an das Gleitelement ein mit diesem verbundenes allgemein rohrförmiges Hülsenteil an, so ist mittels dieses Gleitelements und dessen rohrförmiges Hülsenteil wiederum eine Kapselung des Schleifringraums möglich. Die Kapselung des Schleifringraums ermöglicht ein Abschließen vor schädlichen Umwelteinflüssen wie beispielsweise Staub, Feuchtigkeit und Nasse. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Hülsenteil mittels einer Verbindungselementanordnung mit dem Gleitring verbunden ist. Diese Verbindungselementanordnung hat den Vorteil, dass sich so eine zuverlässige Verbindung zwischen dem Gleitring und dem Hülsenteil darstellen laßt. Eine besonders günstige bzw. zuverlässige Verbindung zwischen dem Gleitring und dem Hülsenteil wird durch eine mittels Schnappelementen ausgeführte Verbindungselementanordnung erreicht. Eine weitere zuverlässige Methode, das Hülsenteil mit dem Gleitring betriebssicher zu verbinden, besteht darin, das aus Kunststoff bestehende Hülsenteil an den Gleitring mittels eines Kunststoffdruckgussverfahrens anzuspritzen.

Mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs ist es möglich, einen Gleitring zur Montage in die Nabe einer Rotationsmaschine darzustellen, wobei sich an das metallische Gleitelement ein rohrförmiges Hülsenteil anschließt.

Figuren

In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine sowie eines erfindungsgemäßen Gleitelements dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 ein teilweise abstrahiertes Ausführungsbeispiel einer elektrischen Maschine in einer Schnittdarstellung,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Gleitelements.

Beschreibung

In der Fig. 1 ist in einem Teilschnitt eine elektrische Maschine 10 dargestellt. Die elektrische Maschine 10 hat neben weiteren nicht dargestellten und nicht erfindungswesentlichen Teilen eine Welle 13, die einen elektrisch wirksamen Rotor 16 trägt. Die Welle 13 ist mittels zumindest eines Lagers 19 in einer Nabe 22 aus einer Metall-Legierung, beispielsweise einer Aluminium-Legierung, gehalten. Die Lagerung der Welle 13 in dieser Nabe 22 ist als sogenannte Loslagerstelle 25 ausgebildet. Diese Loslagerstelle 25 erlaubt eine axiale Relativbewegung zwischen dem auf der Welle 13 befestigten Lager 19 und der Nabe 22. In der Nabe ist zwischen dem Lager 19 und der Nabe 22 ein Gleitelement 28 eingesetzt und befestigt, wobei das Gleitelement aus Metall ist. Das Gleitelement 28 ist mittels eines Presssitzes in der Nabe 22 befestigt. Es ist vorgesehen, dass das Gleitelement 28 eine Mindesthärte von 570 HV 10 aufweist. Wie angegeben, ist die Harte gemäß dem Harteprüfverfahren von Vickers gemessen. Die Harte soll idealerweise zwischen 570 und 640 HV 10 betragen.
Um einen gleichmäßigen Sitz des Lagers 19 in der Nabe 22 zu halten, ist vorgesehen, das Gleitelement 28 als Ring auszuführen.
In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Gleitelements 28 dargestellt. Das Gleitelement 28 hat zunächst die bereits angesprochene Ringform und weist eine Rotorseite R und eine Schleifringseite S auf. Das Gleitelement 28 ist mit einem allgemein rohrförmigen Hülsenteil 31 verbunden, dass sich an das Gleitelement 28 anschließt. Das Hülsenteil 31 dient dazu, bei der elektrischen Maschine 10 eine Gleitkontakteinrichtung 34 zu umgeben und so diese vor schädlichen Umwelteinflüssen zu schützen.
Das Hülsenteil 31 ist zunächst mittels einer Verbindungselementanordnung 37 mit dem Gleitelement 28 verbunden. Zu dieser Verbindungselementanordnung 37 zahlt beispielsweise eine in den Fig. 3a und 3b dargestellte Schnappverbindung, bei der das Gleitelement 28 und das Hülsenteil 31 jeweils miteinander zusammenwirkende Schnappelemente 40 aufweisen. Dazu weist das Gleitelement 28 an seiner Schleifringseite einerseits einen Ringwulst 43 und anderseits daran axial in Richtung zum Rotor anschließend eine Ringnut 46 auf. Dementsprechend weist das Hülsenteil 31 an seiner dem Rotor zugewandten Seite zunächst ein sich nach radial innen erstreckendes Ringelement 49 auf, dem axial in Richtung zur Schleifringseite eine sich nach radial außen erstreckende Ringnut 52 anschließt. Das Hülsenteil 31 und das Gleitelement 28 sind demzufolge dadurch verbindbar, indem das Ringelement 49 des Hülsenteils 31 in die Ringnut 46 des Gleitelements 28 eingreift. Umgekehrt greift der Ringwulst 43 in die Ringnut 52 des Hülsenelements des Hülsenteils 31 ein. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Hülsenteil 31 an einen Gleitring 28 angespritzt ist.
Dazu ist vorgesehen, dass das Gleitelement 28 wie bereits in Fig. 3a dargestellt, Formschlusselemente aufweist. Diese Formschlusselemente sind beispielsweise die bereits erwähnte Ringnut 46 und der Ringwulst 43. Durch zumindest teilweises Umspritzen dieser beiden Elemente wird eine geeignete Verbindung zwischen dem Gleitelement 28 und dem Hülsenteil 31 erreicht.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, deckt das Hülsenteil 31 die Gleitkontakteinrichtung 34 zur Stromversorgung des Rotors 16 bzw. der elektrischen Maschine 10 an sich zumindest teilweise ab. Im Bereich der Gleitkontakteinrichtung 34 ist am Umfang des Hülsenteils 31 eine Öffnung 55 vorgesehen, in die ein Bürstenhalter 58 einsetzbar ist.

Claims

1. Elektrische Maschine, insbesondere Drehstromgenerator, mit einer Welle (13), die an zumindest einer Loslagerstelle (25) mittels zumindest eines Lagers (19) in einer Nabe (22) gehalten ist, wobei nabenseitig zwischen dem Lager (19) und der Nabe (22) ein Gleitelement (28) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement (28) aus Metall ist.

2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement (28) eine Mindesthärte von 570 HV 10 aufweist.

3. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement (28) ein Ring ist.

4. Elektrische Maschinen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich an das Gleitelement (28) ein mit diesem verbundenes allgemein rohrförmiges Hülsenteil (31) anschließt.

5. Elektrische Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenteil mittels einer Verbindungselementanordnung (37) mit dem Gleitelement (28) verbunden ist.

6. Elektrische Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselementanordnung (37) aus Schnappelementen (40) besteht.

7. Elektrische Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenteil (31) an das Gleitelement (28) angespritzt ist.

8. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenteil (31) eine Gleitkontakteinrichtung (34) zumindest teilweise abdeckt und im Bereich der Gleitkontakteinrichtung (34) eine Öffnung (55) ist, in die ein Bürstenhalter einsetzbar ist.

9. Gleitelement zur Montage in die Nabe (22) einer elektrischen Maschine (10), dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement (28) metallisch ist.

10. Gleitelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich an das Gleitelement (28) ein rohrförmiges Hülsenteil (31) anschließt.