专利名称：爪极发电机以及用于爪极发电机的闭锁机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的爪极发电机以及一 种按权利要求11前序部分所述的用于爪极发电机的闭锁机构。
背景技术：
对于爪极发电才几已知，如果在爪式磁极之间的空气容积由于在定 子上的凸起及凹坑以及绕组端部几何形状^J敫发产生振动，那就会产 生转子和定子的干扰性的干扰噪声。为弥补这一问题，使用爪极闭锁 机构，所述爪极闭锁机构产生所述爪极转子的尽可能光滑的外圆周表面。
从所述类型的DE 196 42 784 Al中公开了 一种具有两个设置在驱 动轴上的磁极转子半体的爪极发电机，所述磁极转子半体具有爪形磁 极，其中所述两个磁极转子半体的磁极彼此啮合。环形的永磁性的闭 锁机构设置在相邻的磁极之间。在所述磁极之间布置了具有底切的凹 槽，所述闭锁机构的凸起可形状配合连接地移入所述凹槽中以便对所 述闭锁才几构进行径向固定。
发明内容
在此提出，在具有爪极转子的爪极发电机上，磁极转子半体可以 以其磁极移入所述闭锁机构的凹处中，使得所述闭锁机构在棱边侧至 少部分地将所述磁极包围。相对于已知的现有技术，元件的制造得到 简化，因为可以放弃花费很多模具费用的底切。安装同样得到简化。 所述闭锁机构与所述转子或其磁极的轮廓相匹配，从而没有棱边凸出。 由此改进所述爪极发电机的消声效果。
在 一 种有利的设计方案中，所述闭锁机构在轴向相邻的凹处之间 相应地具有倾斜于旋转轴线延伸的覆盖接片，该覆盖接片在相邻磁极 的侧面棱边上在外侧将该磁极覆盖。通过这种设计方案，可以将所述 磁极形状配合连接地可靠地固定在所述凹处中。磁极可以以其尖端移 入两个侧面的覆盖接片和处于该i兹才及后面的凹处壁体之间。
在另 一种有利的设计方案中，所述凹处仅仅部分地在内侧覆盖所 述磁极。优选仅仅所述磁极的尖端插入所述凹处中。由此，所述转子的质量和惯性矩在安装了闭锁机构的情况下可有利地保持在很小的程 度上。
如果所述闭锁机构在此在分别相邻的覆盖接片之间具有一个开 口 ，该开口在内側使相应地在相邻的覆盖接片之间延伸的磁极的极根
(Polwurzel)露在外面，那就可以节省可观的重量。由此可以改善转 子的冷却。此外，在制造时浸渍剂比如浸渍树脂的流入得到简化这一 点十分有利，在此浸渍剂的流入是为了固定普通的励磁绕组并且封闭 4艮小的在所述闭锁才几构和磁极之间的间隙。由此进一 步改善了所迷闭 锁机构的消声效果。因此，在一种有利的设计方案中，在所述磁极和 闭锁机构之间的气隙用一种固体材料优选浸渍树脂来填充。所述闭锁 机构优选由一种非磁性的材料构成，优选由铝、铝合金、镁合金或者 由合成材料构成。没有必要使用昂贵的永磁性的材料。
在一种有利的设计方案中，所述闭锁机构的内半径与磁极转子半 体的外半径之间的比例最高大约为0.98。优选该比例处于0.95和0.85 之间的范围内，特别优选处于0.94和0.87之间的范围内。由此产生特 别有利的消声效果。
在一种有利的设计方案中，沿轴向方向构造超过所述凹处的突出 部分，该突出部分至少比定子铁心长10%,优选至少长20°/ ，特别优 选长大约30%。由此可以减少来自绕组端部的噪声干扰的影响，而不 仅仅是来自定子铁心的噪声干扰的影响。由此进一步改进消声效杲。
在此可以有利地确保冷却，如果极根之间的投影面的最高60°/o, 特别优选最高50%被风机所覆盖。
此外，提出一种用于对爪极发电机的两个磁极转子半体的相邻磁 极之间的间隙进行封闭的闭锁机构，该闭锁机构构造为锯齿形的环， 其中在相应的锯齿尖端中布置了凹处。
在一种有利的设计方案中，轴向错位的凹处与倾斜于对称轴线延 伸的覆盖接片相连接，所迷覆盖接片在側面覆盖相应的凹处。在此可 以实现磁极的可靠导向。
在一种有利的设计方案中，在所述覆盖接片的内側布置了接片， 该接片的高度相当于所述凹处的径向深度。如果所述接片从两个由相 应的覆盖接片连接的凹处引出，那就改进了机械稳定性。优选在所述 接片的宽度和覆盖接片的宽度之间的比例小于0.5,尤其最高为0.4。
5由此节省了材料和重量。
如果所述凹处具有最多2.5毫米、尤其2毫米的壁厚，那就可以实 现重量优点。
如果轴向超过所述凹处布置突出部分，那就可以避免在运行中来 自定子铁心的绕组端部的噪声干扰。
优选所述环为非磁性的环，其中优选使用铝、铝合金、镁合金或 者合成材料。
本发明的其它实施方式、方面和优点在不依赖于其在权利要求中 的概括并且在不限制 一般性的情况下由下面借助于在附图中示出的本 发明的实施例中获得。其中
图1 4要本发明的爪才及发电才几的侧一见图2a-c (a)按本发明的闭锁机构，(b)闭锁机构的剖面，(c) 闭锁才几构的俯^见图3 具有爪极发电机的闭锁机构-突出部分和定子铁心的剖面
图4 在极根之间的投影面的视图；并且
图5 在按本发明的爪极发电机上关于噪声产生的测量结果。
具体实施例方式
图1示出了按本发明的具有两个设置在驱动轴15上的磁极转子半 体21、 23的爪极发电机20的侧视图，所述磁极转子半体21、 23具有 爪形磁极22、 24。所述两个磁极转子半体21、 23的磁极22、 24彼此 啮合。在所述磁极22、 24之间布置了环形的闭锁机构10。所述磁极转 子半体21、23与所述闭锁机构10—起形成所述爪极发电机20的转子。 为简明起见，仅仅示范性地为其中几个元件标上附图标记。
所述磁极22、 24以其尖端插入所述闭锁机构10中，使得所述闭 锁机构10在那里至少部分地包围所述磁极22、 24,而各自的极根28、 29则露在外面，磁极22、 24从相应布置在轴向两侧的印制电路板18 或者说19引出。
所述磁极22、 24在其侧面的棱边22，或者说24，上被所述闭锁机构 IO的覆盖接片14，所覆盖，使得其可靠地保持在凹处11中。所述磁极 22、 24和所述闭锁才几构10的凹处11在所述^兹极22、 24的尖端的区域中沿周向重叠布置。所述闭锁机构10在所述凹处11的区域中包围着 所述i兹极22、 24的尖端的棱边，但在实际上使其朝向外面的扁平的侧 面露在夕卜面。
图2详细示出了按本发明的闭锁机构IO的不同视图。所述闭锁机 构10用于封闭在爪极发电机20的两个磁极转子半体21、 23的相邻磁 极22、 24之间的间隙，所述两个磁极转子半体21、 23布置在驱动轴 15上并且具有爪形^兹才及22、 24，其中所述两个磁4及转子半体21、 23 的磁极22、 24如在图1中所说明的一样彼此啮合。
图2a示出了作为锯齿形环的闭锁机构10的结构，其中在各个锯 齿尖端中布置了凹处11。轴向超出所述单个凹处11分别延伸着突出部 分13。所述磁极转子半体21、 23可以以其i兹极22、 24移入所述凹处 11中，其中所述闭锁4几构IO以其凹处11 >^人后面卡住所述》兹才及22、 24。 所述闭锁机构10由一种非磁性的材料构成。
在轴向错位的相邻凹处11之间相应地延伸着倾斜于旋转轴线27 延伸的覆盖接片14，，该覆盖接片14，在侧面覆盖着相应的凹处11。在 安装状态中，如可以在图1中看出的一样，所述覆盖接片14，在相邻 磁极22、 24的側面棱边22'、 24，上在外侧将所述磁极22、 24覆盖。由 此所述闭锁才几构10在这个区域中在内側并且在棱边侧上包围着所述》兹 极22、 24。
所述凹处11但3又覆盖所述磁极22、 24的尖端，而在所述极才艮28、 29的区域中则设置了开口 12 (参见图1)。所述凹处11具有最高2.5 毫米、尤其2毫米的壁厚。
图2b示出了剖开的闭锁机构10。可以看出，在所述覆盖接片14， 的内側布置了接片14,该接片14的高度大致相当于所述凹处11的径 向深度。所述接片14从两个由相应的覆盖接片14，连接的凹处11引出， 并且提高了所述闭锁机构10的机械稳定性。
在所述接片14的宽度和覆盖接片14，的宽度之间的比例优选小于 0.5,尤其最高为0.4。
图2c示出了按本发明的具有指向里面的凹处11的闭锁机构的俯 视图，用于对本发明进行进一步解释。所述闭锁机构11具有内半径17， 就象图3所示的一样，该内半径17小于所述磁极转子半体21、 23的外 半径16,在图3中示出了爪极发电机20的剖面图。因为所述闭锁机构10的轮廓与相应的磁极21、 23的轮廓相匹配，所以按所述闭锁机构 10的内直径得到不同的长度。所述闭锁机构10具有一个突出部分13,该突出部分13至少比所 述爪极发电机20的定子25的定子铁心长10%,使得所述突出部分13 延伸到处于所述定子25的绕组端部26和磁极21的极才艮28之间的中间 空隙中。所述突出部分13优选至少比定子铁心25长20%,尤其长大 约30%。所述闭锁机构IO的内半径17和所述转子的外半径16之间的优选 比例最高为0.98,优选处于0.95和0.85之间，特别优选处于0.94和0.87之间。所述通过闭锁机构10在极根28或者说29之间保持畅通的开口 12有超:合适选择的因所述风机引起的最大端面侧闭锁程度，那就改善 了冷却效果。在所述极根28或者说29的表面上，导热系数最大并且由此冷却 作用最大。这尤其适用于所述极根28或者说29的相碰的(auflaufend ) 侧面。优选在所述极根28或者说29之间的投影面的最高60%、特别 优选最高50%被所述风机所覆盖。所述投影面在图4中解释。在相应 的磁极转子半体21、 23的印制电路板18或19的俯视图中，产生一个 圓形表面，其中所述极根28或者说29形成所述圓形表面的边缘，并 且相应地被投影区域30所分开。所述单个的在极根28或29之间的投 影区域30 —起形成所述投影面。图5示出了在按本发明的爪极发电机上的测量结果，其中关于所 述闭锁机构10的内半径17与所述转子的外半径16之间的比例V绘出 噪声信号LWA。可以清楚地看出，该特性曲线在处于0.98和0.84之 间的范围内具有一个鲜明的最小值。对于比例V,所述信号LWA最小 值为大约91.5dB,而在V-0.98时则大约为91.8dB。
权利要求
1.爪极发电机，具有两个设置在驱动轴(15)上的、具有爪形磁极(22、24)的磁极转子半体(21、23)以及环形的设置在相邻的磁极(21、23)之间的闭锁机构(10)，其中所述两个磁极转子半体(21、23)的磁极(22、24)彼此啮合，其特征在于，所述磁极转子半体(21、23)可以以其磁极(22、24)移入所述闭锁机构(10)的凹处(11)中，使得所述闭锁机构(10)在棱边侧至少部分地将所述磁极(22、24)包围。
2. 按权利要求1所述的爪极发电机，其特征在于，所述闭锁机构(10) 在轴向相邻的凹处(11)之间分别具有倾斜于旋转轴线(27) 延伸的覆盖接片(14，)，该覆盖接片(14，)在相邻的磁极(22、 24) 的側面棱边(22，、 24，)上在外侧将所述^f兹极(22、 24)覆盖。
3. 按权利要求1或2所述的爪极发电机，其特征在于，所述凹处(11) 仅仅部分地在内侧盖住所述f兹极(22、 24)。
4. 按前述权利要求中任一项所述的爪极发电机，其特征在于，所 述闭锁机构(11 )在相应相邻的覆盖接片(14，)之间具有开口 (12), 该开口 ( 12)在内侧^f吏相应的在所述相邻的覆盖接片(14，)之间延伸 的磁极(22、 24)的极根(28、 29)露在外面。
5.按前述权利要求中任一项所述的爪极发电机，其特征在于，所 述闭锁机构(10)的内半径(17)与所迷磁极转子半体(21、 23)的 外半径(16)之间的比例(V)最高为0.98。
6. 按权利要求5所述的爪极发电机，其特征在于，所述比例处于 0.95和0.85之间的范围内，尤其处于0.94和0.87之间的范围内。
7. 按前述权利要求中任一项所述的爪极发电机，其特征在于，沿 轴向方向构造超过所述凹处(11)的突出部分(13),该突出部分(13) 比定子铁心(25)至少长10%，尤其长大约30%。
8.按前述权利要求中任一项所述的爪极发电机，其特征在于，在 所述磁极(22、 24)和闭锁机构(10)之间的气隙用固体材料来填充。
9. 按前述权利要求中任一项所述的爪极发电机，其特征在于，在 极根(28、 29)之间的投影面的至多60%被风机所覆盖。
10. 用于对处于爪极发电机(20)的两个磁极转子半体(21、 23) 的相邻磁极(22、 24)之间的间隙进行封闭的闭锁机构，其中所述两个磁极转子半体(21、 23)布置在驱动轴(15)上并且具有爪形的磁 极(22、 24)，其中所述两个磁极转子半体(21、 23)的磁极(22、 24)彼此啮合，其特征在于作为锯齿形环的结构，其中在相应的锯齿 尖端中布置凹处(11)。
11. 按权利要求IO所述的闭锁机构，其特征在于，轴向错位的凹 处(11)与倾斜于对称轴线(27)延伸的覆盖接片(14，)相连接，该 覆盖接片(14，)在侧面覆盖相应的凹处(11)。
12. 按权利要求ll所述的闭锁机构，其特征在于，在所述覆盖接 片(14，)的内侧上布置了接片(14)。
13. 按权利要求12所述的闭锁机构，其特征在于，所述接片(14) 从两个由相应的覆盖接片(14，)连接的凹处(11)引出。
14. 按权利要求12或13中任一项所述的闭锁机构，其特征在于， 在所述接片(14)的宽度和所述覆盖接片(14，)的宽度之间的比例小 于0.5,尤其最高为0.4。
15. 按权利要求10到14中任一项所述的闭锁机构，其特征在于， 所述凹处(11)具有最高2.5毫米、尤其2毫米的壁厚。
16. 按权利要求10到15中任一项所述的闭锁机构，其特征在于， 轴向超过所述凹处(11)布置突出部分(13)。
全文摘要
本发明涉及一种爪极发电机，该爪极发电机具有一个爪极转子、两个设置在驱动轴(15)上的具有爪形磁极(22、24)的磁极转子半体(21、23)，以及一个环形的设置在相邻的磁极(21、23)之间的闭锁机构(10)，其中所述两个磁极转子半体(21、23)的磁极(22、24)彼此啮合。在此提出，所述磁极转子半体(21、23)可以以其磁极(22、24)移入所述闭锁机构(10)的凹处(11)中，使得所述闭锁机构(10)在棱边侧至少部分地将所述磁极(22、24)包围。在此也提出了一种闭锁机构(10)。
文档编号H02K1/24GK101243595SQ200680030154
公开日2008年8月13日 申请日期2006年7月6日 优先权日2005年8月19日
发明者H·-J·卢茨, H·布劳恩, O·加姆 申请人:罗伯特·博世有限公司