ITMI981638A1

ITMI981638A1 - ELECTRIC MACHINE IN PARTICULAR THREE-PHASE CURRENT GENERATOR FOR VEHICLES

Info

Publication number: ITMI981638A1
Application number: IT98MI001638A
Authority: IT
Inventors: Hermann Trinks; Peter Skala
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1997-08-09
Filing date: 1998-07-16
Publication date: 2000-01-16
Also published as: ES2151412B1; GB2328561B; DE29714276U1; FR2769147B1; GB2328561A; ES2151412A1; ITMI981638A0; FR2769147A1; GB9816891D0

Description

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

Stato della tecnica State of the art

L'invenzione si riferisce ad una macchina elettrica, in particolare ad un generatore di corrente tri fase per veicoli, con un indotto a poli salienti secondo il preambolo della rivendicazione principale. Dal documento DE-GM 9107 542 è già noto un generatore di corrente trifase per veicoli, il quale presenta un indotto a poli salienti, il cui avvolgimento d'eccitazione viene alimentato attraverso una disposizione incapsulata ad anello strisciante per mezzo di spazzole di carbone. L'incapsulamento del vano dell'anello strisciante si verifica per mezzo di una boccola di materia plastica che risulta inserita con un tratto terminale realizzato quale anello calibrato fra il supporto lato anello strisciante ed il foro di supporto. La boccola di materia plastica che circonda il vano dell'anello strisciante è munito ivi di un'apertura per l'alloggiamento del portaspazzole. Allo scopo di impedire che la materia plastica venga schiacciata in modo permanente in casi di dilatazione termica del supporto e del foro di supporto, in quel punto è realizzata una scanalatura longitudinale - una cosiddetta tacca di dilatazione. Essa provoca una dilatazione dell'anello calibrato ed impedisce contemporaneamente una penetrazione dell'acqua nel vano dell'anello strisciante. È stato tuttavia dimostrato che questa tacca di dilatazione realizzata quale scanalatura longitudinale non agisce ancora in modo ineccepibile, poiché il ponticello residuo sul fondo della scanalatura è così rigido, per cui una dilatazione radiale del supporto e quindi una riduzione dello spessore della parete dell'anello calibrato è insufficiente e provoca un sovraccarico. The invention relates to an electric machine, in particular to a three-phase current generator for vehicles, with a salient pole armature according to the preamble of the main claim. From document DE-GM 9107 542 a three-phase current generator for vehicles is already known, which has a salient pole armature, the excitation winding of which is fed through an encapsulated sliding ring arrangement by means of carbon brushes. The encapsulation of the sliding ring compartment takes place by means of a plastic material bushing which is inserted with an end section formed as a calibrated ring between the support on the sliding ring side and the support hole. The plastic bush surrounding the contact ring space is provided therein with an opening for housing the brush holder. In order to prevent the plastic from being permanently squeezed in cases of thermal expansion of the support and the support hole, a longitudinal groove - a so-called expansion notch - is created at that point. It causes an expansion of the calibrated ring and at the same time prevents the penetration of water into the space of the contact ring. However, it has been shown that this expansion notch created as a longitudinal groove still does not act flawlessly, since the residual bridge at the bottom of the groove is so rigid that a radial expansion of the support and thus a reduction in the thickness of the ring wall calibrated is insufficient and causes an overload.

Vantaggi dell'invenzione Advantages of the invention

Il generatore di corrente trifase secondo l'invenzione per veicoli con le caratteristiche caratterizzanti della rivendicazione principale presenta rispetto a ciò il vantaggio che viene resa possibile una dilatazione notevolmente migliore sulla circonferenza dell'anello calibrato, la quale impedisce con sicurezza una penetrazione dell'acqua nel vano dell'anello strisciante. Particolarmente vantaggioso è il fatto di prevedere la tacca di dilatazione in più punti della boccola. The three-phase current generator according to the invention for vehicles with the characteristic features of the main claim has the advantage with respect to this that a considerably better expansion on the circumference of the calibrated ring is made possible, which safely prevents water penetration into the contact ring compartment. Particularly advantageous is the fact of providing the expansion notch in several points of the bushing.

Ulteriori vantaggi dell'invenzione risultano evidenti dalla seguente descrizione, dalle sottorivendicazioni e dai disegni. Further advantages of the invention are evident from the following description, from the subordinate claims and from the drawings.

Disegni Drawings

- la fig. 1 illustra una sezione longitudinale attraverso un generatore di corrente trifase con una boccola di materia plastica con anello calibrato di supporto incapsulante l'anello strisciante, - fig. 1 shows a longitudinal section through a three-phase current generator with a plastic bushing with a calibrated support ring encapsulating the sliding ring,

- la fig. 2 illustra una vista laterale della boccola, - fig. 2 shows a side view of the bushing,

- la fig. 3 illustra una vista da sopra sulla boccola nel senso della freccia P, - fig. 3 shows a top view of the bushing in the direction of the arrow P,

- le fig. 4 e 5 illustrano degli esempi esecutivi della tacca di dilatazione in scala ingrandita, - figs. 4 and 5 show executive examples of the expansion notch on an enlarged scale,

- la fig. 6 illustra una tacca di dilatazione secondo lo stato della tecnica, - fig. 6 shows an expansion notch according to the state of the art,

la fig. 7 illustra una sezione parziale attraverso la boccola di materia plastica secondo le figg. 4 e 5. fig. 7 shows a partial section through the plastic material bushing according to figs. 4 and 5.

Descrizione dell'esempio esecutivo Description of the executive example

Il generatore di corrente trifase per autoveicoli illustrato in sezione longitudinale nella fig. 1 è costituito in sostanza da uno statore 10 sotto forma di un pacco lamellare stratificato, il quale supporta un avvolgimento statorico trifase 11 ed al quale sono avvitati saldamente due gusci d'involucro 12 e 13 per mezzo di viti 14. I gusci d'involucro 12, 13 formano degli scudi di supporto 15, 16 sul lato di testa, in cui, sul lato d'azionamento è inserito un supporto d'azionamento 17 e sul lato spazzole è previsto un supporto 18 più debole per anello strisciante. Nello statore 10 è disposto girevole un rotore 19 a poli salienti, il quale è costituito da due dischi 20, 21 a poli salienti e da un elemento conduttore di flusso 22 ivi interposto, sul quale è applicato un avvolgimento d'eccitazione 23. Il rotore 19 a poli salienti è applicato a pressione su un albero 24 del rotore che è accolto nei due supporti 17 e 18 e presenta sull'estremità lato azionamento un'appendice filettata 25 per il fissaggio di un disco d'azionamento. The three-phase power generator for motor vehicles shown in longitudinal section in FIG. 1 essentially consists of a stator 10 in the form of a layered lamellar pack, which supports a three-phase stator winding 11 and to which two casing shells 12 and 13 are firmly screwed by means of screws 14. The casing shells 12, 13 form support shields 15, 16 on the head side, in which a drive support 17 is inserted on the drive side and a weaker support 18 for the sliding ring is provided on the brush side. In the stator 10 a rotor 19 with salient poles is rotatably disposed, which consists of two disks 20, 21 with salient poles and a flux conducting element 22 interposed therein, on which an excitation winding 23 is applied. 19 with salient poles is applied by pressure on a shaft 24 of the rotor which is received in the two supports 17 and 18 and has a threaded appendage 25 on the drive side end for fixing a drive disk.

Sull'albero 24 del rotore, su entrambi i lati del rotore 19 a poli salienti è rispettivamente fissato un disco aeratore 26, 27 per l'asportazione del calore dissipato del generatore di corrente trifase. All'estremità lato spazzole dell'albero 24 del rotore si prevede una disposizione ad anello strisciante costituita da due anelli striscianti 28, 29 disposti distanziati uno accanto all'altro che sono fissati isolati fra loro e dall'albero 14 del rotore. Essi sono collegati, per mezzo di conduttori estendentisi isolati nell'albero 24 del rotore, con connessioni 30 che stabiliscono un contatto con le estremità conduttrici 31 dell'avvolgimento d'eccitazione per l'alimentazione del medesimo. Sullo scudo di supporto 16 del guscio d'involucro 13 lato spazzole è fissata esternamente mediante viti 33 un'unità costruttiva raddrizzatrice 32 non meglio illustrata ed inoltre risultano montati e cablati un portaspazzole 34 con spazzole di carbone per anelli striscianti 28, 29 nonché un regolatore di tensione 35. Questa unità costruttiva 32 viene infine racchiusa da una cuffia di copertura 36 a forma di tazza, la quale è anch'essa fissata al guscio d'involucro 13 lato spazzola ed accoglie connessioni elettriche 37 del generatore. On the rotor shaft 24, on both sides of the salient pole rotor 19, there is respectively fixed an aerator disk 26, 27 for removing the dissipated heat of the three-phase current generator. At the brush-side end of the shaft 24 of the rotor a sliding ring arrangement is provided consisting of two sliding rings 28, 29 arranged spaced apart, which are fixed insulated from each other and from the shaft 14 of the rotor. They are connected, by means of conductors extending insulated in the shaft 24 of the rotor, with connections 30 which establish contact with the conductive ends 31 of the excitation winding for the supply of the same. On the support shield 16 of the casing shell 13 on the brush side, a straightening unit 32 is fixed externally by means of screws 33, not better illustrated, and a brush holder 34 with carbon brushes for sliding rings 28, 29 and a regulator are also mounted and wired. of voltage 35. This constructive unit 32 is finally enclosed by a cup-shaped cover 36, which is also fixed to the casing shell 13 on the brush side and accommodates electrical connections 37 of the generator.

Per l'incapsulamento a tenuta di umidità e di sporcizia del vano 38 dell'anello strisciante si prevede una boccola di materia plastica 39 illustrata nelle figg. 1 a 3, la quale presenta un'apertura 40 per l'alloggiamento del portaspazzole 34 che viene chiusa a tenuta verso l'esterno per mezzo di un anello di tenuta 41 in corrispondenza dell'estremità inferiore del portaspazzole 34. A plastic bushing 39 illustrated in figs is provided for the moisture- and dirt-tight encapsulation of the compartment 38 of the sliding ring. 1 to 3, which has an opening 40 for housing the brush holder 34 which is sealed towards the outside by means of a sealing ring 41 at the lower end of the brush holder 34.

La boccola 39 di materia plastica è chiusa alla sua estremità esterna per mezzo di un fondo 39A, per cui essa circonda a forma di tazza gli anelli striscianti 28, 29 disposti dietro al supporto 28 dell'anello strisciante sull’estremità libera dell'albero 24 del rotore. The plastic bushing 39 is closed at its outer end by means of a bottom 39A, whereby it cup-shaped surrounds the sliding rings 28, 29 arranged behind the support 28 of the sliding ring on the free end of the shaft 24 of the rotor.

L'estremità 39B lato supporto della boccola 39 di materia plastica forma un anello calibrato di supporto 43, il quale è inserito non girevole nel foro di supporto del guscio d'involucro 12 per mezzo di almeno un'appendice 45 ed accoglie l’anello esterno del supporto 18 dell'anello strisciante. L'anello calibrato 43 permette il movimento assiale del supporto 18 ed impedisce un distacco della sede di supporto. Poiché la materia plastica ha una dilatazione diversa dal metallo, sulla circonferenza esterna dell'anello calibrato di supporto sono realizzate una o più tacche di dilatazione 46, 46A estendentisi in direzione assiale, le quali permettono la dilatazione sulla circonferenza dell'anello calibrato e ciononostante impediscono una penetrazione dell'acqua nel vano 38 dell'anello strisciante. Le tacche di dilatazione sono illustrate in scala ingrandita nelle figg. 4 e 5 ; esse permettono inoltre una aerazione e sostituiscono delle sfinestrature speciali, come erano finora necessarie. Un colletto anulare 47 orientato radialmente verso l'esterno, applicato mediante stampaggio ad iniezione all'estremità dell'anello calibrato 43, chiude anteriormente la tacca di dilatazione (n). The support side end 39B of the plastic bushing 39 forms a calibrated support ring 43, which is inserted non-rotatably into the support hole of the casing shell 12 by means of at least one appendage 45 and receives the outer ring of the contact ring support 18. The calibrated ring 43 allows the axial movement of the support 18 and prevents a detachment of the support seat. Since the plastic material has a different expansion from the metal, one or more expansion notches 46, 46A extending in the axial direction are made on the external circumference of the calibrated ring, which allow the expansion on the circumference of the calibrated ring and nevertheless prevent a penetration of water into the space 38 of the sliding ring. The expansion notches are illustrated on an enlarged scale in figs. 4 and 5; they also allow ventilation and replace special openings, as were previously necessary. An annular collar 47 oriented radially outwards, applied by injection molding to the end of the calibrated ring 43, closes the expansion notch (n) at the front.

Le tacche di dilatazione secondo l'invenzione presentano un ponticello 48 che presenta una profilo ondulato più o meno spesso. I ponticelli 48 sono in questi punti più sottili della restante parete. Una realizzazione secondo la fig. 4 con forte ondulazione 46 rappresenta la situazione ideale, ma è di difficile realizzazione. Si è perciò dimostrata valida anche un'ondulazione 46A o intaccatura meno accentuata secondo la fig. 5. Il dettaglio secondo la fig. 6 illustra una tacca di dilatazione secondo lo stato della tecnica che tuttavia non si è rivelata particolarmente efficace. The expansion notches according to the invention have a bridge 48 which has a more or less thick wavy profile. The jumpers 48 are at these points thinner than the remaining wall. An embodiment according to fig. 4 with strong undulation 46 represents the ideal situation, but it is difficult to realize. A undulation 46A or less accentuated indentation according to fig. 5. The detail according to fig. 6 shows an expansion notch according to the state of the art which, however, has not proved particularly effective.

L'idea fondamentale secondo l'invenzione può essere applicata in tutte le macchine elettriche, anche nei motori, con uguale o simile disposizione ad anello strisciante. The basic idea according to the invention can be applied in all electrical machines, even in motors, with the same or similar sliding ring arrangement.

Claims

CLAIMS 1. Electric machine, in particular a three-phase current generator for vehicles with a salient pole armature, the excitation winding of which is fed through an encapsulated sliding ring arrangement by means of carbon brushes, whereby the encapsulation of the compartment The sliding ring takes place by means of a plastic bush, which is mounted to a casing shell for an armature support, has a hermetic opening for housing a brush holder and is closed at its outer end, whereby it surrounds in a cup-shaped the sliding rings arranged behind the support on the sliding ring side on the free end of the rotor shaft and with its other end it is realized as a calibrated support ring, which can be inserted in a non-rotatable way in the support hole of the casing shell and accommodates the outer ring of the support and where the end made as a calibrated ring on the support side of the the plastic bushing has at least one expansion notch which extends over the support width and is closed forwards by means of a bridge made of plastic bushing material, characterized in that the residual bridge (48) of the expansion notch (46, 46 A) has a serpentine profile and is thinner than the surrounding environment.

2. Machine according to claim 1, characterized in that the profile of the bridge is made in the shape of a meander.

3. Machine according to claim 1, characterized in that the profile of the bridge is made in the shape of an arch.