專利名稱：裝配發(fā)電機組的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于裝配由一發(fā)電機與作為驅(qū)動裝置的一活塞式內(nèi)燃機組成的一發(fā)電機組的方法，尤其是一個帶有氣隙地裝在外轉(zhuǎn)子內(nèi)部的內(nèi)定子的定心方法。
由發(fā)電機和驅(qū)動用的活塞式內(nèi)燃機組成的發(fā)電機組及其裝配是眾所周知的。
例如本申請人的DE 10010248A1就介紹了這樣一種類型的發(fā)電機，它包括一個固定的電機繞組和裝在轉(zhuǎn)子內(nèi)用于發(fā)電機勵磁的永久磁鐵，其中轉(zhuǎn)子作為外轉(zhuǎn)子構(gòu)成柴油機的飛輪，以及定子帶有電機繞組并裝在轉(zhuǎn)子內(nèi)部。此外，轉(zhuǎn)子安裝在一風(fēng)扇輪上，該風(fēng)扇輪本身通過法蘭固定在驅(qū)動發(fā)動機的曲軸端側(cè)上。定子設(shè)計為帶電機繞組的疊片鐵心，以及借助穿過在其疊片鐵芯內(nèi)的孔夾緊疊片鐵芯的定子螺釘與設(shè)在下游側(cè)的發(fā)電機外殼蓋的內(nèi)環(huán)連接。轉(zhuǎn)子設(shè)計為疊片鐵芯，它帶有永久磁鐵用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，以及轉(zhuǎn)子借助穿過在其疊片鐵芯內(nèi)的孔夾緊疊片鐵芯的夾緊螺釘與風(fēng)扇輪在周圍上多處連接。
為了裝配發(fā)電機，轉(zhuǎn)子通過夾緊螺釘固定在風(fēng)扇輪上，風(fēng)扇輪本身在端側(cè)通過法蘭固定在驅(qū)動發(fā)動機的曲軸上。然后借助緊固螺釘將發(fā)電機外殼安裝在發(fā)動機側(cè)的連接機殼上。為了將定子固定在發(fā)電機外殼上，借助定子螺釘將定子固定在發(fā)電機外殼的外殼蓋上。最后，將外殼蓋裝在發(fā)電機外殼上并在那里借助螺栓固定。
因為定子在轉(zhuǎn)子內(nèi)部僅間接地定位，所以定子只能“間接地”在轉(zhuǎn)子內(nèi)定心。因此，定子的定心取決于下列裝配公差在轉(zhuǎn)子固定在風(fēng)扇輪上發(fā)生的裝配公差、在發(fā)電機外殼固定在發(fā)動機側(cè)連接機殼上發(fā)生的裝配公差，它本身已具有裝配公差地裝在風(fēng)扇輪或曲軸旁，在外殼蓋固定在發(fā)電機外殼上發(fā)生的裝配公差。這些在最壞的情況下甚至疊加在一起的裝配公差，大大增加了定心地裝配定子的難度。定子更好地定心只能這樣達到，即，將定子直接固定在發(fā)電機外殼上，這樣做至少避免了在定子固定在外殼蓋上以及外殼蓋固定在發(fā)電機外殼上發(fā)生的裝配公差。但顯而易見的補救措施只能是規(guī)定將定子直接定心在轉(zhuǎn)子內(nèi)。
定子具有準(zhǔn)確保持的氣隙地在轉(zhuǎn)子內(nèi)準(zhǔn)確的定心，對于發(fā)電機無可指摘地工作是必要的。活塞式內(nèi)燃機的每次點火沖擊均引起曲軸彎曲，這些又傳到與之通過法蘭連接的風(fēng)扇輪上和安裝在它上面的轉(zhuǎn)子上。若轉(zhuǎn)子在這種彎曲作用下偏移并碰撞定子，則應(yīng)考慮到會在較短的時間內(nèi)嚴(yán)重磨損和甚至使發(fā)電機組喪失功能。這種轉(zhuǎn)子偏移不能完全抑制，但必須阻斷。這可以借助轉(zhuǎn)子與定子間尺寸相當(dāng)大的氣隙實現(xiàn)，然而這樣做要求定子準(zhǔn)確定心。因此，當(dāng)定子雖僅少量地從預(yù)定的定心位置偏離，但在通過點火沖擊引發(fā)的轉(zhuǎn)子偏移時卻可能不能避免轉(zhuǎn)子會與定子相碰撞。
本發(fā)明的目的是克服在先有技術(shù)中已知的定子間接定心在轉(zhuǎn)子內(nèi)部的缺點。此目的按本發(fā)明的一項建議通過獨立權(quán)利要求的特征達到。通過從屬權(quán)利要求的特征提供本發(fā)明有利的設(shè)計。
按本發(fā)明提供了一種方法用于裝配由發(fā)電機和作為驅(qū)動裝置的活塞式內(nèi)燃機組成的發(fā)電機組，尤其用于有氣隙地裝在外轉(zhuǎn)子內(nèi)部的內(nèi)定子的定心，此方法包括下列步驟首先將發(fā)電機的外轉(zhuǎn)子固定在驅(qū)動發(fā)動機上并與驅(qū)動發(fā)動機的驅(qū)動系統(tǒng)連接；這例如可以按這種方式進行，即將轉(zhuǎn)子與風(fēng)扇輪連接，而風(fēng)扇輪本身固定在驅(qū)動發(fā)動機的曲軸端側(cè)上。
接著在設(shè)在轉(zhuǎn)子/定子內(nèi)的定心槽中插入至少兩個沿周向錯開的定心銷，該定心槽沿徑向看部分容納跨越氣隙的定心銷。也就是說，定心槽成形為，使一個插入一個定心槽內(nèi)的定心銷有一個沿徑向從定心槽伸出的部分。
然后將定子定心在轉(zhuǎn)子內(nèi)部，為此將定子沿定心銷插入轉(zhuǎn)子內(nèi)部。若不僅轉(zhuǎn)子而且定子都有定心槽，則在定子定心時，一個已經(jīng)插入轉(zhuǎn)子或定子的定心槽中的定心銷嵌入定子或轉(zhuǎn)子的一個越過氣隙處于相對位置的定心槽內(nèi)。
接著將處于定心位置的定子固定在發(fā)電機外殼上。為此可將定子固定在一個要固定在發(fā)電機外殼上的外殼蓋上。發(fā)電機外殼本身在定子固定前或固定后安裝在發(fā)動機側(cè)的連接機殼上。
最后必須從氣隙拆除定位銷。這例如可以如此進行，即將定心銷通過設(shè)在外殼蓋上的孔從發(fā)電機中拔出。
若定心銷存在一種特殊形狀，亦即一種沿圓柱體軸線用一個平的切削面切割后的圓柱體部分的形狀，則存在可能性旋轉(zhuǎn)定心銷，直至定心銷不再有沿徑向從定心槽伸出的部分。在這里的前提條件是，定心銷可以在一個定心槽內(nèi)完全就位，換句話說，所述對于最初為圓柱體形的定位銷的平面切削面必須以這樣的方式定位在圓柱體內(nèi)，即令圓周點離切削面的最大垂直距離小于或等于定心槽的深度。定心銷接著還應(yīng)通過一恰當(dāng)?shù)谋３侄ㄎ幌到y(tǒng)固定在此位置上，這例如可以通過一個彈簧實現(xiàn)。
因此按極有利的方式按照本發(fā)明將定子直接定心在轉(zhuǎn)子內(nèi)。在這里在裝配轉(zhuǎn)子或其他構(gòu)件時可能的裝配公差并不引人注意，然而這種裝配公差在由先有技術(shù)已知的定子定心時影響很大。
此外，建議了一種適用于實施按本發(fā)明的方法的裝置。此裝置包括一個由發(fā)電機與作為驅(qū)動裝置的活塞式內(nèi)燃機組成的，尤其由同步發(fā)電機與柴油機組成的發(fā)電機組，以及規(guī)定用于定子在轉(zhuǎn)子內(nèi)部定心的定心銷。發(fā)電機有一個裝在驅(qū)動發(fā)電機上的外轉(zhuǎn)子和一個固定在發(fā)電機外殼上的內(nèi)定子。按本發(fā)明的裝置其特征在于，轉(zhuǎn)子或定子在其與氣隙相鄰的圓周面上設(shè)有至少兩個朝氣隙方向開口、沿軸向延伸的定心槽，在定心槽內(nèi)沿徑向看部分容納著定心銷；以及，另一圓周面定心地支靠在定心銷上。因此，定心槽成形為使定心銷沿徑向有從定心槽伸出的部分。
按本發(fā)明的一項特別有利的設(shè)計，兩個圓周面均設(shè)有定心槽，在定心槽內(nèi)部分容納定心銷。
轉(zhuǎn)子可安裝在一個風(fēng)扇輪上，風(fēng)扇輪本身固定在驅(qū)動發(fā)動機的曲軸端側(cè)上。此外，轉(zhuǎn)子可例如設(shè)計為疊片鐵芯，它帶有一些產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的永久磁鐵，并在其環(huán)周上的多處借助穿過在其疊片鐵芯內(nèi)的孔夾緊疊片鐵芯的夾緊螺釘與風(fēng)扇輪連接。
定子可設(shè)計為疊片鐵芯，它帶有電機繞組并借助穿過在其疊片鐵芯內(nèi)的孔夾緊疊片鐵芯的定子螺釘與一設(shè)在輸出側(cè)的發(fā)電機外殼蓋的一內(nèi)環(huán)連接。
下面借助一附圖所示實施方式詳細(xì)說明本發(fā)明，附圖中
圖1表示沿圖2中剖切線I-I剖切所述發(fā)動機/發(fā)電機組得到的軸向剖面圖；以及圖2表示沿圖1中剖切線II-II剖開發(fā)動機/發(fā)電機組后對于定子和轉(zhuǎn)子的俯視圖。
圖1和2中表示的構(gòu)成一臺發(fā)電機組的機器涉及一個由一驅(qū)動發(fā)動機和一同步發(fā)電機組成的裝置。作為驅(qū)動發(fā)動機優(yōu)選考慮柴油機，在圖中柴油機只用虛線表示了其曲軸1的連接側(cè)端部。風(fēng)扇輪2借助螺釘3安裝在曲軸1端側(cè)上。風(fēng)扇輪2有輪葉4用于按箭頭L抽吸氣流以及按箭頭S1產(chǎn)生冷卻發(fā)動機的氣流和按箭頭S2產(chǎn)生冷卻發(fā)電機的氣流。
發(fā)動機側(cè)的連接機殼5沿徑向在外地圍繞著其中安裝風(fēng)扇輪2的空間；它朝發(fā)動機方向開口并在其相對側(cè)有一個帶螺紋孔的環(huán)形法蘭6，螺紋孔用于旋入連接圓柱形發(fā)電機外殼8的緊固螺釘7，由此將發(fā)電機外殼在兩個端側(cè)平面地夾緊。緊固螺釘7在發(fā)電機外殼8內(nèi)側(cè)沿圓周分布地布置并貫穿整個外殼長度。
在發(fā)電機外殼8圖中的左端設(shè)一發(fā)電機外殼蓋9，發(fā)電機定子11固定在它上面。
按本實施例規(guī)定沿圓周分布八個緊固螺釘7，而為了固定定子有六個定子螺釘17就夠了，它們經(jīng)定距套管20穿過疊片鐵芯的孔旋緊。在定子11疊片鐵芯相應(yīng)的凹槽38內(nèi)容納發(fā)電機三相繞組28的繞組相線。
定子11被轉(zhuǎn)子29圍繞，轉(zhuǎn)子同樣由借助夾緊螺釘30夾緊的疊片鐵芯構(gòu)成，夾緊螺釘30通過發(fā)動機側(cè)的螺紋端31旋入風(fēng)扇輪2相應(yīng)的螺紋孔內(nèi)。在風(fēng)扇輪與轉(zhuǎn)子29相關(guān)側(cè)之間夾緊套在夾緊螺釘3上的支承套管32。因此，轉(zhuǎn)子29與風(fēng)扇輪2旋轉(zhuǎn)固定地連接。在轉(zhuǎn)子的內(nèi)圓周它相對于定子11構(gòu)成一個約2mm寬的狹窄的氣隙33。此外，轉(zhuǎn)子29在兩個扇形段內(nèi)部有大體圓形的沿軸向連續(xù)延伸的窩，其中從兩側(cè)插入磁性元件32，確切地說在本例中如由圖2可看到的那樣，每一極有兩排每排十個并列布置的磁性元件35，它們負(fù)責(zé)發(fā)電機的勵磁。
按圖2的視圖表示轉(zhuǎn)子29，它用四個夾緊螺釘30固定在風(fēng)扇輪2上。在轉(zhuǎn)子29的內(nèi)周圍設(shè)有設(shè)計為多邊形的凹槽，它們構(gòu)成開口的窩，其中在兩個極內(nèi)插入磁性元件35。在窩的區(qū)域內(nèi)，轉(zhuǎn)子29的內(nèi)輪廓線36與定子11的外輪廓線37共同構(gòu)成狹窄的氣隙33的邊界。在圖中不僅可以看到構(gòu)成轉(zhuǎn)子29的疊片鐵芯的輪廓形狀，而且可以看到構(gòu)成定子的疊片鐵芯的輪廓形狀，它們有一些凹槽38用于容納繞組線。
由圖2可見，為了將定子11在轉(zhuǎn)子29內(nèi)定心，在轉(zhuǎn)子內(nèi)圓周上開挖具有部分圓形的橫截面形狀的定心槽39。在轉(zhuǎn)子定心槽39的相對位置，在定子外圓周上挖出定心槽41，它們同樣成形有一種(在這里中斷的)部分圓形的橫截面形狀。氣隙處于定心槽之間。一個插入轉(zhuǎn)子和定子的定心槽39、41內(nèi)的定心銷4跨越氣隙33。
為了裝配發(fā)電機組首先將轉(zhuǎn)子29安裝在驅(qū)動發(fā)動機的風(fēng)扇輪2上。接著將兩個圓柱形定位銷插入轉(zhuǎn)子的定心槽39內(nèi)。因為轉(zhuǎn)子29的定心槽成形為部分圓形，所以它沿徑向沒有完全圍繞定心銷，使定心銷的一部分沿徑向從定心槽伸出。然后將定子11沿定心銷從轉(zhuǎn)子定心槽39中伸出的并要導(dǎo)入定子定心槽41內(nèi)的部分插入轉(zhuǎn)子中，并圍繞外圓周相對于轉(zhuǎn)子有相同間距地定位，亦即在轉(zhuǎn)子29內(nèi)部定心。在這里，轉(zhuǎn)子29的內(nèi)圓周面和定子11的外圓周面貼靠在定心銷40上。接著將處于定心位置的定子11用螺釘與外殼蓋9連接，以及將外殼蓋9固定在發(fā)電機外殼8上。最后，將定心銷40通過處于外殼蓋9中的孔42從發(fā)電機拔出。
本發(fā)明不限于說明書中所描述的和權(quán)利要求書中所記載的實施形式。尤其是，轉(zhuǎn)子和定子的相對位置可以對稱地互換，亦即轉(zhuǎn)子可設(shè)計為內(nèi)轉(zhuǎn)子，而定子可設(shè)計為外定子。
權(quán)利要求
1.一種用于裝配由一發(fā)電機與作為驅(qū)動裝置的一活塞式內(nèi)燃機組成的一發(fā)電機組的方法，尤其是一個帶有氣隙地裝在外轉(zhuǎn)子內(nèi)部的內(nèi)定子的定心方法，該方法包括下列步驟-將外轉(zhuǎn)子(29)裝在所述驅(qū)動發(fā)動機上并與其驅(qū)動系統(tǒng)連接；-在設(shè)在轉(zhuǎn)子/定子內(nèi)的定心槽(39；41)中插入至少兩個沿周向錯開的定心銷(40)，該定心槽沿徑向看部分地容納跨越氣隙(33)的定心銷(40)；-通過沿著該定心銷(40)將定子(11)插入轉(zhuǎn)子(29)內(nèi)部，將定子(11)定心在轉(zhuǎn)子(29)內(nèi)；-將定子(11)固定在發(fā)電機外殼(8)上以及將該發(fā)電機外殼固定在驅(qū)動發(fā)動機的一連接機殼(5)上；-從氣隙(33)中拔出定心銷(40)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征為所述轉(zhuǎn)子安裝在一個固定在所述驅(qū)動發(fā)動機的一曲軸(1)端側(cè)上的風(fēng)扇輪(2)上。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征為所述定子固定在一個外殼蓋(9)上，該外殼蓋則被固定在發(fā)電機外殼(8)上。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征為所述定心銷(40)通過設(shè)在外殼蓋(9)中的孔(42)從所述發(fā)電機中拆除。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征為所述定心銷(40)為了從氣隙(33)中拆除被旋出。
6.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征為所述定心銷(40)通過設(shè)在外殼蓋內(nèi)的孔(42)旋出。
7.一種適用于實施上述任一項權(quán)利要求所述方法的裝置，其包括一個由一發(fā)電機與一作為驅(qū)動裝置的活塞式內(nèi)燃機，尤其是由一同步發(fā)電機與柴油機組成的發(fā)電機組，其中，該發(fā)電機具有一個裝在所述驅(qū)動發(fā)動機上的外轉(zhuǎn)子和一個固定在發(fā)電機外殼上的內(nèi)定子，其特征為所述轉(zhuǎn)子(29)或定子(11)在其與氣隙(33)相鄰的圓周面上設(shè)有至少兩個沿周向錯開、朝氣隙方向開口、沿軸向延伸的定心槽(39；41)，沿徑向看在定心槽內(nèi)部分容納著定心銷(40)；以及，另一圓周面定心地支靠在定心銷(40)上。
8.按照權(quán)利要求7所述的裝置，其特征為所述兩個圓周面上均設(shè)有定心槽(39；41)，在定心槽內(nèi)部分容納著定心銷(40)。
9.按照權(quán)利要求7所述的裝置，其特征為所述轉(zhuǎn)子(29)裝在一個固定在所述驅(qū)動發(fā)動機的一曲軸(1)端側(cè)上的風(fēng)扇輪(2)上。
10.按照權(quán)利要求7所述的裝置，其特征為所述轉(zhuǎn)子(29)設(shè)計為疊片鐵芯，它帶有一些永久磁鐵(35)。
11.按照權(quán)利要求7所述的裝置，其特征為所述定子(11)設(shè)計為疊片鐵芯，它帶有電機繞組。
12.按照權(quán)利要求7所述的裝置，其特征為所述定心槽(39；41)具有一部分圓形的橫截面形狀。
13.按照權(quán)利要求7所述的裝置，其特征為所述定心銷(40)是圓柱形的。
14.按照權(quán)利要求7所述的裝置，其特征為所述定心銷(40)以一種用平的切削面沿圓柱體縱軸線切割后的圓柱體形式存在。
15.按照權(quán)利要求7所述的裝置，其特征為所述發(fā)電機的外殼蓋(9)上制有一些孔(42)用于拆除/旋轉(zhuǎn)所述定心銷(40)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于裝配由一發(fā)電機與作為驅(qū)動裝置的一活塞式內(nèi)燃機組成的一發(fā)電機組的方法，尤其是一個帶有氣隙地裝在外轉(zhuǎn)子內(nèi)部的內(nèi)定子的定心方法，該方法包括下列步驟－將外轉(zhuǎn)子(29)裝在所述驅(qū)動發(fā)動機上并與其驅(qū)動系統(tǒng)連接；－在設(shè)在轉(zhuǎn)子/定子內(nèi)的定心槽(39；41)中插入至少兩個沿周向錯開的定心銷(40)，該定心槽沿徑向看部分地容納跨越氣隙(33)的定心銷(40)；－通過沿著該定心銷(40)將定子(11)插入轉(zhuǎn)子(29)內(nèi)部，將定子(11)定心在轉(zhuǎn)子(29)內(nèi)；－將定子(11)固定在發(fā)電機外殼(8)上以及將該發(fā)電機外殼固定在驅(qū)動發(fā)動機的一連接機殼(5)上；－從氣隙(33)中拔出定心銷(40)。
文檔編號H02K15/16GK1663098SQ03814659
公開日2005年8月31日 申請日期2003年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月25日
發(fā)明者厄恩斯特·哈茲, 弗朗茲·莫澤 申請人:哈茲電機制造公司