Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der Übertrager für das Erregersystem sehr kompakt baut und leicht ist, daß eine Verringerung der Streuinduktivität und vor allem eine Optimierung des magnetischen Kreises bzw. Verringerung der Kosten durch verschiedene, weichmagnetische Materialien im rotierenden und stillstehenden Joch erreicht wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung.

Zeichnung Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 einen Schnitt durch einen sogenannten Klauenpolgenerator, in den Fig. 2a bis 2d Ausführungen des Übertragerkerns, in den Fig. 3a und 3b Ausführungsformen der Übertragerwicklung, in Fig. 4 eine Schaltung der Wechselrichter- und der Gleichrichterbrücke des Übertragers, primär- und sekundärseitig in den Fig. 5a bis 5d Befestigungs-Varianten für die Dioden im Läufer, in Fig. 6 einen Halbschnitt durch einen Klauenpolgenerator in einer geringfügigen Abwandlung desjenigen nach Fig. 1.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Der Generator nach Figur 1 weist ein etwa topfförmiges Gehäuse 10 auf, an dessen Boden eine Nabe 11 angeformt ist, welche ein Kugellager 12 aufnimmt, in welchem das innenliegende Ende einer Welle 13 gelagert ist. Ihr anderes Ende ist in einem Kugellager 14 gelagert, welches in einer Nabe 16 eines das Gehäuse antriebsseitig verschließenden Lagerschilds 17 angeordnet ist. Auf dem Lagerschild ist nach außen hin ein Kühlkörper 18 eines nicht näher dargestellten Brückengleichrichters sowie ein Regler 19 in an sich bekannter Weise angeordnet. Das ganze ist durch einen Lagerdeckel 20 verschlossen. Im Gehäuse 10 ist ein Ständer 21 mit einer Drehstromwicklung angeordnet.

Etwa in der Mitte des Gehäuses 10 und dessen Innerem ist auf der Welle 13 ein an sich bekanntes, sogenanntes Klauenpolläufersystem 23 angeordnet, mit einer als Polradhälfte ausgebildeten, in Klauen 24 auslaufenden, auf der Welle 13 befestigten ersten Polplatine 25 und einer in Klauen 26 auslaufenden zweiten Polplatine 27 als weitere Polradhälfte, wobei sich jeweils die Spitzen der Klauen 24 der einen Polplatine in die Lücken zwischen die Klauen 26 der anderen Polplatine erstrecken. Die Klauen 24 und 26 verlaufen im wesentlichen parallel zur Längsachse der Welle 13. Zwischen den Klauen des Klauenpolläufersystems 23 ist eine Erregerwicklung 28 auf einem Polkern 32 angeordnet, der ebenfalls auf der Welle 13 festsitzt.

Zur Energieversorgung des Erregersystems des Generators ist ein Übertrager 29 vorgesehen, der eine außenliegende, ringförmige Primärwicklung 30 auf einem weichmagnetischem Kern 36 und konzentrisch dazu eine innenliegende ebenfalls ringförmige Sekundärwicklung 31 auf einem weiteren weichmagnetischen Kern 35 aufweist, die in derselben Ebene liegen, welche senkrecht zur Längsachse der Welle 13 verläuft, wobei der innenliegende Kern 35 auf einer Wellenhülse 37 befestigt ist, die magnetisch unwirksam auf der Welle 13 festsitzt. Der außenliegende Kern 36 und seine Wicklung 30 sind in einem unmagnetischen Haltering 39 innen am Lagerschild 17 festgeschraubt. Die Teile des Übertragers 29 sind erfindungswesentlich und es wird nun näher auf sie eingegangen.

Wie insbesondere die Figuren 2a bis 2d zeigen, liegen die Primärwicklung 30 und die Sekundärwicklung 31 in den ringförmigen, sogenannten Kernen 35,36, welche zwischen der Polplatine 27 und dem Lagerdeckel 17 angeordnet sind. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2a ist der innere, im Querschnitt U-förmige Kern 35 drehfest auf der Welle 13, z.

B. auf der die Welle 13 umgebenden und mit ihr rotierenden Hülse 37, angeordnet. In ihm liegt die rotierende Sekundärwicklung 31, während der äußere, im Querschnitt ebenfalls U-förmige Kern 36 mit der Primärwicklung 30 feststeht. Zwischen den Schenkeln der beiden Kerne ist ein radialer, vom magnetischen Wechselfeld des Übertragers 29 durchsetzter Luftspalt 38 gebildet. Zusätzlich ist der feststehende, außenliegende Kern 36 durch den Haltering 39 festgehalten, der im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 mit dem Lagerdeckel 17 verschraubt ist.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2b sind die Kerne - nunmehr bezeichnet mit 41,42 - axial nebeneinander angeordnet mit ebenfalls axialem Luftspalt 43. Die Kerne haben wieder U-förmigen Querschnitt, wobei die beiden offenen Seiten einander zugewandt sind. Der Kern 41 mit der Primärwicklung 30 ist wiederum mit dem Lagerschild 17 fest verbunden, vorzugsweise verschraubt. Bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 2c und 2d sind die Kerne 35 und 36 L-förmig ausgebildet, konzentrisch übereinander angeordnet und mit axialem Luftspalt 38a bzw. 38b versehen.

Die Kerne 35 und 36 bestehen jeweils aus weichmagnetischem, für hohe Frequenzen geeigneten Material, insbesondere für den Einsatz in einem durch Flüssigkeit gekühlten Generator.

Es sei noch bemerkt, daß das Beispiel nach Figur 2c mit den L-förmigen Kernen 35 und 36 den Vorteil der Verwendung vorgefertigter Wicklungen 30,31 bzw. der leichteren Wickelbarkeit der Wicklungen 30,31. Das Beispiel nach Figur 2d hat den Vorteil eines verringerten magnetischen Widerstandes, da die Oberfläche des Luftspalts 38b durch den vergrößerten Durchmesser vergrößert ist.

Es sei auch noch darauf hingewiesen, daß sowohl der rotierende wie auch der stillstehende Kern 35 bzw. 36 vorteilhafterweise aus verschiedenem Material bestehen ; das

heißt, daß der stillstehende Kern 36 insbesondere aus verlustarmem Preßmaterial hoher magnetischer Güte aber geringer Festigkeit und der rotierende Kern aus einem Material mit höherer Festigkeit, aber schlechteren magnetischen Eigenschaften, z. B. Ferrit besteht.

Die Primärwicklung und die Sekundärwicklung können aus Einzeldrähten nach Fig. 3a bestehen oder auch aus Bandmaterial nach Fig. 3b, um die Streuinduktivität klein zu halten. Dabei werden eine Isolierfolie 31a und eine elektrisch leitende Folie 31b übereinanderliegend auf den Kern 35 aufgewickelt.

Die elektrische Ansteuerung der Primärwicklung 30 erfolgt mit einer geregelten Wechselspannung über einen Wechselrichter 44 mit ansteuerbaren Halbleitern 45 einer sogenannten H-Brücke. Auf der Sekundärseite (Sekundärwicklung 31) erfolgt eine Gleichrichtung über eine sogenannte Zweiweg-Gleichrichter-Schaltung nach Fig. 4a oder über eine Gleichrichter-Brücken-Schaltung nach Fig. 4b. Die Sekundärwicklung 31 ist mit der Erregerwicklung 28 elektrisch leitend verbunden. Der Übertrager 29 überträgt somit eine Erregerleistung auf die Errgerwicklung 28.

In an sich bekannter Weise wird bei laufendem Generator die Ausgangsspannung von dem Regler 19 abgefühlt und in Abhängigkeit von der Belastung des Generators wird der Wechselrichter 44 mit einer vorgegebenen Frequenz derart angesteuert, daß der Übertrager 29 einen mit zunehmender Last zunehmenden Erregerstrom über den sekundärseitigen Gleichrichter durch die Erregerwicklung 28 fließen läßt.

Im Hinblick auf Figur 5 werden Alternativen für die Anordnung und Befestigung der rotierenden Dioden bzw. des Gleichrichtermoduls aufgezeigt. So z. B. die Verankerung an

der Platine 27 des Läufers nach Fig. 5a, die Befestigung im Spulenkörper unter der Sekundärwicklung nach Beispiel 5b, die Verankerung in einer auf der Welle aufgebrachten Hülse nach Abbildung 5c und die Befestigung in einer Aussparung des Übertragungsmaterials nach Fig. 5d.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist anders als in Figur 1 der innenliegende Kern 47 stationär am Lagerschild 17 angeordnet und befestigt, während der äußere Kern 48 mit der Polplatine 27 rotierend angeordnet ist. Die außenliegende Sekundärwicklung 31A rotiert, die innenliegende Primärwicklung 30A ist stationär. Hier ist folglich der rotierende Kern 48 in einem Haltering 46 aufgenommen, der an der Stirnseite der Polplatine 27 befestigt ist.

Durch die geschilderten Maßnahmen wird das Kernmaterial des Übertragers 29 bei den insbesondere in Kraftfahrzeug- Generatoren auftretenden hohen Fliehkraftbeanspruchungen nur auf Druck beansprucht. Zusätzlich bietet diese Anordnung den Vorteil, daß bei einer Schädigung der Kerne keine Bruchstücke in den Generatorinnenraum gelangen können.