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Fahrzeuglichtmaschine
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im zweiten Lagerschild 18, der in der Nähe des Kollektors 19 angeordnet ist, in den Gehäuseinnenraum ein,
Die Lichtmaschine ist dazu bestimmt, eine in Fig. 3 bei 20 angedeutete Pufferbatterie von 12, 6 V mit einem ausreichenden Ladestrom zu versorgen und ausserdem an nicht dargestellte, parallel zur Batterie anschliessbare Verbraucher einen Laststrom JL zu liefern, der jedoch einen durch die Baugrösse der Lichtmaschine festgelegten Höchstwert nicht überschreiten darf. Damit die Lichtmaschine trotz der stark schwankenden Antriebsdrehzahlen und der unterschiedlichen hohen Belastung eine möglichst gleichbleibende Spannung zu liefern vermag, ist ein in Fig. 1 und 3 bei 21 angedeuteter Regler vorgesehen, der ein elektromagnetisches Relais enthält.
Dieses hat zwei Wicklungen, nämlich eine Spannungswicklung 22 und eine Stromwicklung 23, sowie ein im Ruhezustand geschlossenes Kontaktpaar 24, 25, das in den Erregerstromkreis der Lichtmaschine eingeschaltet ist. Der Erregerstromkreis der Lichtmaschine führt von der in Fig. 3 mit b bezeichneten Plus bürste über eine in Fig. 1 nicht näher dargestellte Erregerwicklung 26 und einen mit dieser in Reihe geschalteten Widerstand 27 zur Masse und von dort zu der mit a bezeichneten Minusk1em- me.
Die Ruhekontakte des Reglers schliessen den Vorwiderstand 27 so lange kurz bis der dann sich einstellende, über die Erregerwicklung 26 gehende Erregerstrom eine genügend grosse Ausgangsspannung zwischen den Lichtmaschinenbürsten a und b hervorruft, wenn die Lichtmaschine mit einer genügend hohen Drehzahl angetrieben wird.
Der Spannungsregler ist mit der Lichtmaschine über ein vieradriges Kabel 28 verbunden, das mit einem Muffenstück 29 an ein erfindungsgemäss auf dem Lichtmaschinengehäuse befestigtes Steckerstück 30 angeschlossen ist, das zusammen mit der Muffe 29 eine lösbare Kupplungseinrichtung bildet. Der in Fig. 2 näher dargestellte Steckerteil ist aus Isolierstoff gepresst und dient als Tragkörper für eine getrennt montierbare Baugruppe, die zu der Regeleinrichtung gehört.
Zu der Baugruppe gehört eine gemäss dem Schaltbild nach Fig. 3 zwischen der Plusbürste b und dem Pluspol der Batterie 20 angeordnete Siliziumdiode 32, deren Ableitungselektrode als Schraubenbolzen 33 ausgebildet ist und zur Befestigung einer nicht dargestellten Verbindungsleitung zur Batterie 20 dient. Die andere Elektrode der Diode 32 ist mit einer Leitung 34 an einen Anschlussdraht 35 geführt, der zusammen mit einem Steckerstift 36 im Isolierpressstoff des Steckers 30 sitzt. Ausser dem Steckerstift 36 enthält der Kupplungsteil 30 noch drei weitere Steckerstifte 37, 38 und 39, von denen jeder ebenfalls mit einem Lei- tungsstück verbunden ist, das an der gegen den Gehäuseinnenraum vorspringenden Unterseite des Steckerkörpers endigt.
Zwischen dem Leitungsstück 35 und dem mit diesem verbundenen Anschlussdraht 34 der Diode 32 einerseits und einem mit dem Steckerstift 37 verbundenen Anschlussdraht 40 ist ein Steuerwiderstand 42 so angeordnet, dass er von dem beim Betrieb der Lichtmaschine entstehenden Luftstrom bestrichen wird. Dieser Steuerwiderstand ist in Reihe mit der den Rückstrom verhindernden Diode 32 zwischen die Plusbürste b und die vom Bolzen 33 der Diode 32 gebildete Anschlussklemme eingeschaltet. Wie Fig. 3 erkennen lässt, führen zwei Kabeladern 44 und 45 des vieradrigen Kabels 28 zur Stromspule 23 des Relais 21.
In Reihe mit der Stromspule ist ein Halbleiterwiderstand 46 geschaltet, der aus hochdotiertem, einen p-n-Übergangenthaltenden Germanium hergestellt ist und einen stark ausgeprägten, bei 0, 3 V liegenden Knick in seiner Stromspannungskennlinie hat. Dieser Halbleiter bewirkt, das nur ein kleiner Steuerstrom über die Stromspule 23 fliesst, solange der vom Laststrom JL am Steuerwiderstand 42 erzeugte Spannungsabfall UL kleiner als 0, 3 V bleibt, dagegen einen starken Steuerstrom fliessen lässt, wenn dieser Wert überschritten wird. In Anpassung an den durch die Baugrösse der Lichtmaschine festgelegten Höchstwert des Laststromes JL hat der Widerstand 42 einen Wert von 0, 01 Ohm und liefert daher den für den Stromregelungseinsatz erforderlichen Spannungsabfall von 0, 3 V bei einer Laststromstärke von 30 A.
Der dann über den Halbleiterwiderstand 46 und die Stromspule 23 fliessende Steuerstrom unterstützt das von der Spannungsspule 22 des Relais erzeugte Magnetfeld und bewirkt, dass die Ausgangsspannung der Lichtmaschine auf einen umso weiter unter ihrem Sollwert von 12,6 V liegenden Wert der Ausgangsspannung eingeregelt wird, je weiter der Laststrom IL über seinen zulässigen Höchstwert anzusteigen droht.
In gleicher Weise wie der Steuerwiderstand 42 ist auch der mit der Erregerwicklung 23 in Reihe liegende Vorschaltwiderstand 27, der durch die Kontakte 24,25 des Relais periodisch kurzgeschlossen und beim Überschreiten der Sollspannung wieder zur Wirkung gebracht wird, an der gegen den Innenraum des Lichtmaschinengehäuses 10 gerichteten Stirnseite des Steckergehäuse 30 angeordnet und dem Kühlluftstrom der Lichtmaschine ausgesetzt.
Während bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 - 3 der Steckerteil vollständig aus Isolierstoff hergestellt ist und die Diode 32 daher ohne besondere Isolierung in diesem Steckerteil befestigt werden kann"
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ist bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5 ein aus Metall gepresstes Steckergehäuse 60 vorgesehen, auf dem eine in gleicher Weise wie die Diode 32 des ersten Ausführungsbeispiels den Rückstrom verhindernde Siliziumdiode 61 befestigt ist. Die Diode 61 hat einen etwa quadratischen, als Ableitungselektrode dienenden Fuss 62, der unter Zwischenlage eines nur etwa 0, 0E mm starken Glimmerplättchens 63 mit Nieten 64 gegen das Steckergehäuse 60 so festgespannt ist, dass sich ein sehr guter Wärmeübergang ergibt.
Auf diese Weise lässt sich ein so kleiner thermischer Übergangswiderstand von dem Diodengehäuse zum Steckergehäuse 60 erzielen, dass nur etwa 0, 50 C/W Verlustleistung auftreten und die Diode beim zulässigen Höchststrom sich nur auf eine 200 C über der Temperatur des Lichtmaschinengehäuses liegende Temperatur erwärmt.
Wie beim vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel enthält der Steckerteil vier Steckerstifte 74,75, 76,77, die jedoch abweichend vom vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel ziemlich weit über ihren in das metallische Steckergehäuse eingepressten Isolierkörper 78 in Richtung auf die Lichtmaschinenwelle vorstehen. Zur Ausnutzung des Kühlluftstroms der Lichtmaschine ist ebenfalls ein Steuerwiderstand 8, der in gleicher Weise wie der Steuerwiderstand 39 beansprucht ist, an der Unterseite des Steckerteils befestigt und mit der zur Diode 61 gehenden Zuführungselektrode 81 verbunden.
Der besondere Vorteil der beschriebenen Steckerausbildung erlaubt es, die für den Anschluss und die Wirkungsweise des Reglers erforderlichen Bauteile an diesem Kupplungsstück zu befestigen. Für eine Mengenfertigungergibtdieseine ungestörte Bandmontage, da in diesem Fall die Zusammensetzung der Lichtmaschine getrennt von dem Aufbau des Steckerteils und der Regeleinrichtung erfolgen kann. Darüber hinaus wird durch die zusätzliche Kühlung der auf dem Kupplungsteil sitzenden Schaltelemente eine wesentlich höhere Belastung bzw. eine entsprechend verminderte Bemessung möglich.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zum Betrieb auf Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen verwendbare Lichtmaschine mit einem Spannungsregler, der an die Lichtmaschine mit Hilfe einer mehradrigen Kabelverbindung und einer mehrpoligen, aus Stecker und Muffe bestehenden Kupplungseinrichtung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Kupplungsteile (30) auf dem Gehäuse (10) der Lichtmaschine befestigt ist.
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Automotive alternator
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in the second bearing plate 18, which is arranged in the vicinity of the collector 19, into the housing interior,
The alternator is intended to supply a 12.6 V buffer battery, indicated at 20 in FIG. 3, with sufficient charging current and also to supply a load current JL to consumers (not shown) that can be connected in parallel to the battery Generator must not exceed the specified maximum value. In order for the alternator to be able to deliver a voltage that is as constant as possible despite the strongly fluctuating drive speeds and the different high loads, a regulator indicated at 21 in FIGS. 1 and 3 is provided which contains an electromagnetic relay.
This has two windings, namely a voltage winding 22 and a current winding 23, as well as a pair of contacts 24, 25 which are closed in the idle state and which are switched into the excitation circuit of the alternator. The exciter circuit of the alternator leads from the plus brush, denoted by b in FIG. 3, via an exciter winding 26 (not shown in detail in FIG. 1) and a resistor 27 connected in series with this to ground and from there to the minus terminal denoted by a.
The normally closed contacts of the controller close the series resistor 27 for a short time until the excitation current that then occurs via the excitation winding 26 produces a sufficiently large output voltage between the alternator brushes a and b when the alternator is driven at a sufficiently high speed.
The voltage regulator is connected to the alternator via a four-wire cable 28, which is connected with a sleeve piece 29 to a connector piece 30 fastened according to the invention to the alternator housing, which together with the sleeve 29 forms a releasable coupling device. The plug part shown in more detail in FIG. 2 is pressed from insulating material and serves as a support body for a separately mountable assembly that belongs to the control device.
The assembly includes a silicon diode 32 arranged between the positive brush b and the positive pole of the battery 20 according to the circuit diagram according to FIG. 3, the discharge electrode of which is designed as a screw bolt 33 and is used to attach a connecting line (not shown) to the battery 20. The other electrode of the diode 32 is led by a line 34 to a connecting wire 35 which, together with a plug pin 36, sits in the molded insulating material of the plug 30. In addition to the connector pin 36, the coupling part 30 also contains three further connector pins 37, 38 and 39, each of which is also connected to a line piece which ends at the underside of the connector body protruding towards the housing interior.
A control resistor 42 is arranged between the line piece 35 and the connecting wire 34 of the diode 32 connected to it, on the one hand, and a connecting wire 40 connected to the plug pin 37, so that it is swept by the air flow generated during operation of the alternator. This control resistor is connected in series with the reverse current preventing diode 32 between the positive brush b and the connecting terminal formed by the bolt 33 of the diode 32. As can be seen from FIG. 3, two cable cores 44 and 45 of the four-core cable 28 lead to the current coil 23 of the relay 21.
A semiconductor resistor 46 is connected in series with the current coil, which is made from highly doped germanium containing a p-n junction and has a strongly pronounced kink in its current-voltage characteristic curve at 0.3 V. This semiconductor causes only a small control current to flow through the current coil 23 as long as the voltage drop UL generated by the load current JL at the control resistor 42 remains less than 0.3 V, but allows a strong control current to flow if this value is exceeded. In adaptation to the maximum value of the load current JL determined by the size of the alternator, the resistor 42 has a value of 0.01 Ohm and therefore supplies the voltage drop of 0.3 V required for the current control use at a load current of 30 A.
The control current then flowing through the semiconductor resistor 46 and the current coil 23 supports the magnetic field generated by the voltage coil 22 of the relay and causes the output voltage of the alternator to be regulated to a value of the output voltage that is lower than its nominal value of 12.6 V, the more the load current IL threatens to rise above its maximum permissible value.
In the same way as the control resistor 42, the series resistor 27 connected to the exciter winding 23, which is periodically short-circuited by the contacts 24, 25 of the relay and brought into effect again when the target voltage is exceeded, is also connected to the against the interior of the alternator housing 10 directed end face of the connector housing 30 and exposed to the flow of cooling air from the alternator.
While in the embodiment according to FIGS. 1-3 the plug part is made entirely of insulating material and the diode 32 can therefore be fastened in this plug part without special insulation. "
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In the exemplary embodiment according to FIGS. 4 and 5, a plug housing 60 pressed from metal is provided, on which a silicon diode 61 which prevents reverse current is attached in the same way as the diode 32 of the first exemplary embodiment. The diode 61 has an approximately square foot 62 serving as a discharge electrode, which is clamped with rivets 64 against the connector housing 60 with a mica plate 63 only about 0.0E mm thick, so that there is very good heat transfer.
In this way, such a small thermal contact resistance from the diode housing to the connector housing 60 can be achieved that only about 0.50 C / W power loss occurs and the diode only heats up to a temperature 200 C above the temperature of the alternator housing at the maximum permissible current.
As in the previously described embodiment, the plug part contains four plug pins 74, 75, 76, 77, which, however, differ from the previously described embodiment, project quite far beyond their insulator 78 pressed into the metallic plug housing in the direction of the alternator shaft. To utilize the flow of cooling air from the alternator, a control resistor 8, which is stressed in the same way as the control resistor 39, is attached to the underside of the plug part and connected to the supply electrode 81 going to the diode 61.
The particular advantage of the connector design described allows the components required for the connection and operation of the controller to be attached to this coupling piece. For volume production, this results in undisturbed assembly of the assembly line, since in this case the alternator can be assembled separately from the construction of the plug part and the control device. In addition, the additional cooling of the switching elements seated on the coupling part enables a significantly higher load or a correspondingly reduced dimensioning.
PATENT CLAIMS:
1. For operation on vehicles, especially motor vehicles, an alternator with a voltage regulator which is connected to the alternator with the help of a multi-core cable connection and a multi-pole coupling device consisting of a plug and socket, characterized in that one of the two coupling parts (30) is on the Housing (10) of the alternator is attached.
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