单件式发电机外壳的制作方法

相关申请

本申请主张2015年4月14日申请的第62/147,270号美国临时专利申请的优先权权益，所述美国临时专利申请的全部内容在法律允许的程度内以引用方式并入本文中。

本公开总的来说涉及发电机，并且更明确地说，涉及用于发动机驱动式焊接机的焊接发电机的机械构造。

背景技术：

在便携式发动机驱动式焊接机中，内燃机提供机械动力以使设置在连接到发动机的外壳中的发电机旋转。发电机转而产生电力来操作使得焊接能够发生的许多电气部件。

现有技术的发动机驱动式发电机外壳设计(例如，转让给本受让人的第6,124,567号美国专利中所述的发动机驱动式发电机外壳设计)使用具有前外壳和后外壳的多件式构造。后外壳与相对大的且复杂的压铸发动机适配器配合以将外壳连接到小型通用发动机。前外壳和后外壳各自围住定子和转子组件的约一半。此设计中所使用的转子未附接到发动机飞轮，而是直接附接到发动机输出轴。

技术实现要素：

在实施例中，单件式发电机外壳定位并固定发电机定子组件、转子轴承和电刷架，并且实现外壳到发动机接口的附接。单件式外壳的实施例完全围住发电机的定子和转子组件。

单件式发电机外壳的实施例应用到使用直列式发动机的焊接机应用。对于此类型的发动机来说，动力输出机构(pto)通常是发动机飞轮，并且将被安装发电机的各种发动机接口在制造商之间变得更加多样化。在实施例中，转子具有带有整体冷却风扇叶片的凸缘，其中凸缘栓接到飞轮。较短的适配器得以使用以便近接将转子轴附接到飞轮的紧固件。外壳使用铸入凸台和紧固件而附接到适配器。本公开的筒状外壳可围绕定子组件铸有特定间隙以实现最佳空气流动，并减少对额外挡板的需要。此外，所公开的实施例中的发电机外壳提供与不同发动机品牌和类型配合的灵活性。较简单的发动机适配器可用于使不同发动机适配于发电机组件。

在一个实施例中，提供一种发电机外壳。所述外壳包括：环形壁，具有第一侧和第二侧；以及支撑环，被设置成接近环形壁的第一侧，支撑环被配置成支撑发电机的转子轴轴承。所述外壳还包含：多个安装凸台，被设置为环形壁的第二侧并被配置成将外壳附接到发动机适配器。环形壁具有围住发电机的单件式构造。

附图说明

可参照附图来更好地理解本公开。附图中的部件未必按照比例绘制，而是着重于说明本公开的原理。在附图中，附图标记遍及不同视图而表示对应部分。

图1到图19是图示根据本公开的发动机驱动式发电机外壳组件的实施例的简图。

图1是体现本文所公开的原理的发动机驱动式焊接机的视图。

图2是图1的实施例的更详细视图。

图3和图3a是体现本文所公开的原理的发电机外壳的外部视图。

图4和图4a是图3和图3a的发电机外壳的内部视图。

图5和图5a是发电机的定子组件的视图。

图6是图1到图4a的发电机外壳内的图5和图5a的定子组件的端视图。

图7是图1到图4a的发电机外壳中的图5和图5a的定子组件的剖视图。

图8和图8a是图1到图4a的发电机外壳内的发电机的剖视图。

图9图示根据本文所公开的原理的耦接在一起的发电机和发动机。

图9a图示根据本文所公开的原理的发电机及其转子组件。

图10图示体现本文所公开的其它原理的发电机外壳的细节。

图11和图11a图示根据本文所公开的其它原理的具有隔振器的发电机外壳。

图12图示图11和图11a的具有隔振器的发电机外壳的端视图。

图13和图13a图示根据本文所公开的其它原理的具有其它隔振器的发电机外壳。

图14是图13和图13a的具有其它隔振器的发电机外壳的端视图。

图15是其中具有定子组件的图1到图4a的发电机外壳的剖视图。

图16是其中具有定子组件的图1到图4a的发电机外壳的端视图。

图17是图示图1到图4a的发电机外壳到发动机的附接的分解图。

图18和图18a图示根据本文所公开的原理的发动机的端视图，其中发电机可固定到所述发动机。

图19是根据本文所公开的其它原理的发动机的端视图，图示用于将发电机固定到所述发动机的另一布置。

具体实施方式

本文中参照附图所图示的实施例而详细描述本公开，其中附图形成本公开的一部分。可使用其它实施例，和/或可进行其它改变，而不偏离本公开的精神或范围。具体实施方式中所述的说明性实施例不希望限制本文所呈现的主题。

现将参考附图所图示的示范性实施例，并且将在本文中使用具体语言来描述示范性实施例。然而，应理解，不希望限制本发明的范围。本文所说明的发明特征的更改和其它修改，以及拥有本公开的本领域的技术人员所清楚的如本文所说明的本发明的原理的额外应用应被视为处于本公开的范围内。

参照图1到图2，说明发动机驱动式焊接机100的实施例。焊接机100包含内燃机102，其中内燃机102操作性地连接到设置在发电机外壳106内的发电机104。在所说明的实施例中，发动机102是直列式柴油发动机，但是本领域的技术人员将认识到，本公开的发电机和外壳与不同发动机类型和布局兼容，这些不同发动机类型和布局包含燃气动力发动机、液冷发动机、风冷发动机以及使用替代缸体布局配置的发动机。有利的是，如下文更详细地论述，发电机外壳106的实施例使用单件式构造，其中所述单件式构造定位并固定发电机定子组件、转子轴承和电刷架，实现外壳到发动机接口的附接，并且完全围住发电机104的定子和转子组件。

如图3、图3a、图4和图4a所示，外壳106的实施例具有单件式铝压铸构造。外壳106具有环形壁108，其中环形壁108具有第一侧110，第一侧110具有用于支撑转子轴轴承的支撑环112。支撑环112从外壳106向外突出，并经由沿着支撑环112的外径设置的多个倾斜尖端113而连接到外壳106。在所说明的实施例中，每一倾斜尖端113具有面向外壳106外和/或外壳106内的肋状表面。环形壁108还包含第二侧114，其中第二侧114具有用于外壳106到发动机适配器120(图1、图2)的附接的多个铸入安装凸台116和导向特征118。在实施例中，每一安装凸台116包含一对机械加工导向表面118，其中机械加工导向表面118被机械加工成与既定发动机型号或类型特有的发动机适配器120配合。优选地，外壳106经由因发动机而异的发动机适配器120而与不同发动机102兼容，其中每一安装凸台116的每一导向表面118和/或表面119(图4)被塑形(例如，通过机械加工)以与特定发动机适配器120配合。安装凸台116各自包含用于经由相应紧固件而附接到发动机适配器120的通孔117。用于安装电刷架126的凸舌122(图2)设置在支撑转子轴轴承的支撑环112上。在所说明的实施例中，凸舌122包含用于经由一对紧固件(例如，螺栓)而安装电刷架126的一对通孔124。

在图3和图4的所说明的实施例中，外壳106的发动机适配器安装侧114沿着其周界包含切口128，以便经由风扇130(图8)而在发电机中提供空气循环。如图4所示，接近倾斜尖端113中的每一个的端部与环形壁108交会之处的外壳106的环形壁108的内部包含机械加工定子导向特征132。定子导向构件132是使图5、图5a所描绘的定子组件134居中的机械加工金属表面。如图6所示，定子组件134包括层压钢层，并且包含滑动到外壳106中的相应通道138中的隆起136。在实施例中，隆起136搁在通道导引件140上，并且在外壳106内的定子导向凸舌132上导向以便使定子组件134与外壳106同心。有利的是，导向构件132的使用减小用于使定子组件134居中的总导向面区域。

如图5和图7所示，定子组件层压堆叠经由螺栓142和螺帽144而栓接在一起，其中螺栓142的剩余螺纹部分从定子组件134突出。为了将定子组装到外壳106，定子组件134滑动到外壳106中的通道138中，其中保持在定子组件134外的螺栓142的螺纹部分穿过铸造到外壳106的内部中的凸台147的相应孔146(图4)。螺栓142经由螺帽148而紧固到外壳106的外部。

参照图8、图8a、图9和图9a，转子150具有带有整体冷却风扇叶片130的凸缘152，其中凸缘152栓接到发动机飞轮154并连接到转子轴156。有利的是，较短的适配器120得以使用以便近接将凸缘152附接到飞轮154的紧固件。转子轴轴承158由支撑环112支撑。外壳106与发动机适配器120上的导向件配合，并通过安装凸台116使用螺栓来附接。

参照图10，接近支撑环112的环形壁108的第一侧110包含两个螺纹孔160。在所说明的实施例中，螺纹孔160对应于在外壳内部中铸造定子安装特征132、147(图4)的位置而设置在外壳106的通道138的外部上。如图11、图11a、图12、图13、图13a和图14进一步示出，添加螺纹孔160以附接隔振器162(图11到图12)或安装支架164(图13到图14)。在两个实施例中，隔振器162接着附接到机器框架166。在图13到图14的实施例中，隔振器162可如图所示而取向，或支架和框架结构可被配置成使得隔振器162处于一定角度以获得期望隔振特性。为了帮助分散负载，螺纹孔160的位置利用在外壳106中铸造定子安装特征132、147时产生的额外材料厚度。此外，在一个实施例中，螺纹孔160的位置处的外壳106的厚度可大于接近发动机适配器安装侧114的外壳106的厚度。

图15到图16所示的剖视图和后视图表示定子组件134如何装配到发电机外壳106中的额外视图。外壳106中用于定子隆起136的凸起通道138具有略厚的壁厚，并且与安装凸台以及延伸到轴承支撑件112的特征对齐。外壳106的所说明的形状也提供围绕定子组件134的均匀的冷却空气流动。

参照图17、图18、图18a和图19，示出经由贯穿式螺栓168而安装发电机组件104的替代实施例。在此实施例中，定子以与上文所示相同的方式附接到外壳170。此实施例包含设置在发电机外壳170的适配器侧处的环或凸缘172。考虑到环172将如何通过贯穿式螺栓168来装载，环172帮助防止安装表面在适配器上的导向件上展开。贯穿式螺栓168经由相应螺帽174来紧固。如在图18、图18a和图19的横截面图中进一步详细地示出，在此实施例中，外壳106的标称壁厚是恒定的。

虽然已公开各方面和实施例，但预期有其它方面和实施例。所公开的各方面和实施例是出于说明的目的，并且不希望是限制性的，其中真实范围和精神由随附权利要求书指示。

提供所公开的实施例的前文描述以使本领域的技术人员能够制作和使用本发明。对这些实施例的各种修改对于本领域的技术人员来说是容易清楚的，并且本文所定义的通用原理可应用到其它实施例而不偏离本发明的精神或范围。因此，本发明不希望限于本文所示出的实施例，而是应符合与随附权利要求书和本文所公开的原理和新颖特征一致的最广范围。