GENERATOR FOR OPERATION ON VEHICLES, ESPECIALLY THREE PHASE GENERATOR, WITH FRICTIONAL COUPLED VENTILATOR

Abstract: 1. Generator (10) for operation on vehicles, especially a generator designed as a three-phase generator, with a non-positively coupled impeller (23) and with a speed-dependent coupling which is arranged between the rotor shaft (18) of the generator and the impeller and which includes two rows of balls (28, 29) arranged next to and at an axial distance from one another, characterized in that the balls run along the shaft in two running grooves (26, 27) arranged next to one another and are surrounded radially relative to the outside by two bearing shells (30, 31) which, in their cross-section taken through the axis of the rotor shaft, make up at least a quarter circle and which are braced axially relative to one another by means of two mutually braced plate-shaped spring diaphragms (36, 37) connected firmly to the impeller.

Description: Generator zum Betrieb auf Fahrzeugen, insbesondere als Drehstromgenerator ausgebildeter Generator, mit kraftschlüssig gekuppeltem Lüfterrad Die Erfindung betrifft einen Generator zum Betrieb auf Fahrzeugen, vorzugsweise zum Antrieb durch eine Brennkraftmaschine über eine Riemenscheibe, die mit der Läuferwelle des Generators drehfest verbunden ist und das Lüfterrad des Generators über eine kraftschlüssige Kupplung antreibt. Bei einem bekannten Generator dieser Art (DE-OS 29 42 737) sitzen zwei zur kraftschlüssigen Kupplung der Läuferwelle mit dem Lüfterrad dienende Kugellager nebeneinander auf der Läuferwelle, wobei ihre beiden Aussenringe in der Bohrung einer an das Lüfterrad angegossenen Nabe so eingepasst sind, dass der näher am Lagerschild des Generators liegende Aussenring mit Presssitz in der Nabe befestigt ist, während der Aussenring des der Riemenscheibe näherliegenden Kugellagers in der Nabenbohrung bei unterschiedlichen Drehzahlen zwischen Läuferwelle und Lüfterrad gleiten kann. Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei den für das Lüfterrad üblichen Gusswerkstoffen infolge der Gleit reibung das aussenliegende Kugellager schon nach geringer Laufzeit sich in der Nabe lockert und zu unsicheren Mitnahmemomenten führt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen Generator der eingangs beschriebenen Art eine Kupplung zu schaffen, die eine hohe Lebensdauer hat und das ursprünglich eingestellte Mitnahmemoment beibehält. Zur Lösung dieser Aufgabe sind die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Massnahmen vorgesehen. In der Zeichnung ist in Figur 1 ein erfindungsgemässer Drehstromgenerator teilweise in seinem axialen Längsschnitt und teilweise in der Ansicht wiedergegeben. Die Figuren 2 bis 5 zeigen jeweils in axialem Halbschnitt verschiedene Ausführungsformen für die in Figur 1 nur schematisch angedeutete, drehzahlabhängige Kupplung des Generators, wobei die Riemenscheibe weggelassen und das Lüfterrad nur ausschnittsweise wiedergegeben ist. Der in Figur 1 dargestellte Drehstromgenerator 10 hat ein antriebsseitiges Lagerschild 11 und ein schleifringseitiges Lagerschild 12. Am antriebsseitigen Lagerschild 11 ist ein Schwenkarm 13 angeformt. Mit Hilfe von Schrauben 14 ist ein Ständerblechpaket 15, das eine über seinen Umfang gleichmässig verteilte Drehstromwicklung 16 trägt, zwischen den beiden Lagerschilden eingespannt. Im antriebsseitigen Lagerschild 11 sitzt ein Kugellager 17, das zuammen mit einem nicht dargestellten zweiten Kugellager, welches im antriebsfernen Lagerschild 12 sitzt, zur Lagerung der Läuferwelle 18 dient. Diese trägt im Inneren des Generatorgehäuses einen Klauenpolläufer 19 und eine von diesem umschlossene Erregerwick lung 20. Sie kann über eine Keilriemenscheibe 22, die auf dem aus dem Lagerschild 11 vorstehenden Wellenende 21 angeordnet ist, von einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine angetrieben werden. Dicht am antriebsseitigen Lagerschild 11 ist auf dem Wellenende 21 ein Lüfterrad 23 vorgesehen, das aus dem Inneren des Generatorgehäuses Kühlluft ansaugt. Zwischen dem Lüfterrad 23 und der Riemenscheibe 22 ist eine Mitnahmekupplung angeordnet, die nachstehend beschrieben ist. Beim Ausführungsbeispiel der Mitnahmekupplung nach Figur 2 ist ebenso wie bei den übrigen Ausführungsbeispielen ein auf dem Endabschnitt 21 der Ankerwelle 18 festsitzender Kugellager-Innenring 25 vorgesehen, welcher einem serienmässigen, normgerechten Innenring eines beispielsweise zweirilligen Pendel- oder Schrägkugellagers entspricht. Der Innenring 25 weist zwei in geringem axialen Abstand nebeneinander angeordnete Laufrillen 26 und 27 auf. In diesen laufen Kugeln 28 und 29, welche radial nach aussen durch je einen von zwei Lagerschalen 30 und 31 abgestützt sind. Jede der beiden Lagerschalen hat einen aus der Zeichnung erkennbaren ringsektorförmigen Querschnitt und ist an ihrer Umfangsfläche durch einen Press-Sitz mit einer Nabe 32 bzw. 33 verbunden, welche die Innenzone einer tellerförmigen Federmembran 34 bzw. 35 bildet. Diese beiden Membranen haben an ihrer Randzone eine flache Abkröpfung 36 und 37 und sind gegeneinander durch eine in Höhe des Pfeiles F angeordnete Zugschraube miteinander verspannt und haben in verspanntem Zustand in der Nähe der Lagerschalen 30, 31 einen mit b bezeichneten Axial-Abstand. Unter dem Einfluss der Spannkraft F werden die beiden Kugellagerreihen 28 und 29 so gegeneinander verspannt, dass sie bei ihrer Umlaufbewegung in den mit A, B bzw. A', B' angedeuteten Kegelflächen abrollen, wobei ein von der Grösse der Vorspannung F abhängiges Mitnahmemoment zwischen der Ankerwelle und dem Innenring 25 einerseits und den beiden Membranen andererseits bzw. dem mit den Membranen verbundenen Lüfterrad 23 erzeugt wird. Mit steigender Drehzahl steigt das Widerstandsmoment des Lüfterrades 23 etwa mit der zweiten Potenz der Drehzahl an und erreicht deshalb im mittleren Antriebsdrehzahlbereich bereits einen Wert, über welchen die Drehzahl des Lüfters nur noch sehr wenig ansteigen kann. Die beiden Federmembranen 34 und 35 sind einschliesslich ihrer Naben 32 und 33 zueinander spiegelbildlich angeordnet und formgerecht zueinander ausgebildet. Daher ergibt sich nicht nur der Vorteil geringer Herstellungs- und Montagekosten, sondern auch die Möglichkeit einer geringen Lagerhaltung. Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform sind die beiden Lagerschalen 40 und 41, welche die Kugeln 28 und 29 umgreifen, unmittelbar an die Federmembranen 44 und 45 angeformt, wobei diese Lagerschalen zur Verbesserung der Abdichtung gegenüber Schmierstoffen bis nahe an den gemeinsamen Innenring 25 herangeführt sind. Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist zwischen den beiden Schalen 40 und 41 ein aus elastischem Werkstoff oder aus Filz hergestellter Dichtring 50 vorgesehen, der verhindert, dass das in der Zeichnung nicht angedeutete, für die Kugeln vorgesehene Schmiermittel nach aussen abgeschleudert werden kann. Den gleichen Zweck dient beim Ausführungsbeispiel nach Figur 4, das im übrigen weitgehend demjenigen nach Figur 2 entspricht, eine im Querschnitt T-förmige Dichtlippe 51, die wie beim Ausführungsbeispiel nach Figur 5 durch eine beispielsweise einvulkanisierte Dichtringanordnung 52 ersetzt werden kann. Der besondere Vorteil der erfindungsgemäss gestalteten Kupplung besteht darin, dass kein Schiebesitz erforderlich ist und demzufolge eine hohe Lebensdauer gewährleistet wird, dass weiterhin eine ideale Wärmeabfuhr von den durch Reibung beanspruchten Lagerschalen zum Lüfterrad 23 erfolgt, dass das Bauvolumen kleiner werden kann, dass ferner nur geringe Toleranzen eingehalten werden müssen, wobei die Lagerschalen und ihre Feder membranen in einer Vormontage zu einem kompakten Bauteil verbunden werden können.

Claims: Ansprüche 1. Generator zum Betrieb auf Fahrzeugen, insbesondere als Drehstromgenerator ausgebildeter Generator, mit kraftschlüssig gekuppelten Lüfterrad und mit einer zwischen der Läuferwelle des Generators und dem Lüfterrad angeordneten drehzahlabhängigen Kupplung, zu der zwei in axialem Abstand nebeneinander angeordnete Reihen von Kugeln gehören, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln radial nach aussen durch zwei in ihrem parallel zur Läuferwellenachse geführtem Querschnitt mindestens einen Viertelkreis ausmachende Lagerschalen (30, 31) umfasst sind, welche durch zwei gegeneinander verspannte tellerförmige Membranen (36, 37) axial gegeneinander verspannt sind. 2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschalen einstückig mit den Membranen (44, 45) verbunden sind. 3. Generator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschalen bis dicht an den Innenring (25) heranreichen. 4. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Lagerschalen (30, 31) bzw. 40, 41) ein Dichtring (50, 51, 52) angeordnet ist.

Inventors: RAGALY, ISTVAN, DIPL.-ING.
Applicants: ROBERT BOSCH GMBH
Application year: 1984
Main classification: H02K9
IPC codes: H02K7, F16D7, H02K9