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Die
Erfindung betrifft eine Gleichrichtereinrichtung für einen
Generator eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, mit einem
Kühlkörper, an dem über eine Gewindeverbindung
ein elektrischer Anschlussbolzen befestigt ist.
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Stand der Technik
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Gleichrichtereinrichtungen
für Generatoren von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, sind
bekannt. Sie dienen dazu, die vom Generator, meist Drehstromgenerator,
gelieferte Wechselspannung beziehungsweise Wechselspannungen in
eine für das Bordnetz des Fahrzeugs geeignete Gleichspannung
umzuwandeln. Hierzu werden Leistungs-Gleichrichterdioden verwendet,
die im Betrieb aber Abwärme entwickeln, so dass sie eine
Kühlung benötigen. Hierzu werden auf Potential
liegende Kühlkörper verwendet, also solche, die
auf Massepotential beziehungsweise auf Spannungspotential des Generators
liegen. In diese ist ein Anschlussbolzen zum Spannungsabgriff eingesetzt.
Beispielsweise offenbart die
DE 39 29 427 A1 eine Gleichrichtereinrichtung
für Drehstromgeneratoren von Fahrzeugen mit zwei metallischen,
zueinander parallel angeordneten Kühlplatten, in die Anschlussbolzen
in Isolierstoffbuchsen eingelassen sind, wobei die Isolierstoffbuchse
an Leiterplatten zwischen den beiden Kühlplatten angeformt
ist. Weiter offenbart die
DE
39 01 559 A1 einen Ladegenerator mit einem Gleichrichter innerhalb
eines Gehäuses und einem Ausgangsanschluss, der mit dem
Gleichrichter verbunden ist und in Bezug auf eine Welle radial vorsteht,
wobei der Anschlussbolzen über einen Montagearm in dem
Gehäuse des Generators eingeschraubt ist. An den aus dem
Stand der Technik bekannten Ausführungsformen ist nachteilig,
dass der Anschlussbolzen im Kühlkörper des Gleichrichters
eingepresst oder eingeschraubt ist. Der Kühlkörper
muss folglich eine Ausnehmung, insbesondere eine Bohrung aufweisen,
in die ein Gewinde eingeschnitten ist. Die entsprechende Ausnehmung,
insbesondere Bohrung, muss demzufolge präzise gefertigt
und überdies im Falle der Verschraubung mit einem Gewinde
versehen werden, das in die eingebrachte Bohrung geschnitten wird.
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Hieran
ist der hohe Fertigungsaufwand nachteilig.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Gleichrichtereinrichtung der gattungsmäßigen
Art bereitzustellen, die die genannten Nachteile vermeidet.
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Hierzu
wird eine Gleichrichtereinrichtung für einen Generator
eine Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, mit einem Kühlkörper
vorgeschlagen, an dem über eine Gewindeverbindung ein elektrischer
Anschlussbolzen befestigt ist. Hierbei ist vorgesehen, dass der
Anschlussbolzen ein selbstfurchendes Gewinde aufweist, das in eine
Vertiefung des Kühlkörpers eingeschraubt ist.
Anders als im Stand der Technik muss das Gegengewinde zur Verschraubung
des Anschlussbolzens, das als Innengewinde in dem Kühlkörper
ausgebildet ist, nicht in eine Ausnehmung des Kühlkörpers,
insbesondere Bohrung, eingeschnitten werden. Vielmehr reicht es
aus, dass der Kühlkörper eine Öffnung,
insbesondere eine bereits in der Herstellung vorgesehene, einfache Öffnung
aufweist, in die der Anschlussbolzen über ein an diesem
angeordnetes selbstfurchendes Gewinde eingesetzt wird. Das selbstfurchende
Gewinde erzeugt hierbei beim Einschraubvorgang das erforderliche
Gegengewinde (Innengewinde) selbst. Die im Stand der Technik übliche
und erforderliche Bearbeitung zur Ausbildung des Innengewindes entfällt
hierbei. Insbesondere ist somit keine spanabhebende oder materialabtragende
Bearbeitung der Ausnehmung erforderlich, da das selbstfurchende
Gewinde sein Gegengewinde durch Materialverdrängung in der
Vertiefung selbst erzeugt. Damit wird vorteilhaft der aufwendige
Arbeitsschritt des Gewindeschneidens eingespart, und insbesondere
ist auch nicht die für das Gewindeschneiden herkömmlicher
Art erforderliche, sorgfältige Anfertigen der Vertiefung
mit anschließendem Versäubern und Kalibrieren
notwendig; vielmehr kann die Vertiefung mit einer gewissen Durchmessertoleranz
hergestellt werden.
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In
einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der
Kühlkörper ein Gusskühlkörper
ist, wobei die Vertiefung ein Gussloch ist. Der Kühlkörper wird
folglich als Gussteil hergestellt, wobei die Vertiefung, die das
selbstfurchende Gewinde aufnimmt, ein Gussloch ist. Zur Herstellung
der Vertiefung ist folglich kein eigener Arbeitsschritt erforderlich,
da die Vertiefung im Zuge der Herstellung des Gusskühlkörpers
mitausgebildet wird. Sie ist integraler Bestandteil des Gussprodukts.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass
das selbstfurchende Gewinde ein metrisches Gewinde ist. Auf diese
Weise ist auch der Ersatz des Anschlussbolzens mit anderen, sogar nicht
selbstfurchenden Gewinden möglich, sofern diese den metrischen
Gewindespezifikationen entsprechen. Die Verwendung von metrischen
Gewinden erlaubt den Einsatz aller entsprechend genormten Komponenten.
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In
einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der
Anschlussbolzen ein freies Ende aufweist, das mit einem Gewinde
versehen ist. Das freie Ende ist das Ende, mit dem der Anschlussbolzen
den Generator beziehungsweise einen Teil des Generators überragt,
so dass an das freie Ende ein Stromkabel oder ein anderer Leiter
zur Ableitung von Potential beziehungsweise Herstellung von stromführenden
Verbindungen hergestellt werden kann. Über das daran ausgebildete
Gewinde lässt sich eine Stromverbindung lösbar
befestigen. Die Stromverbindung kann folglich befestigt und wieder
abgenommen werden, was zu einer erheblichen Wartungsfreundlichkeit
des Generators führt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen,
dass die Gleichrichtereinrichtung im Gehäuse des Generators,
insbesondere Drehstromgenerators, des Fahrzeugs erfolgt. Die Gleichrichtereinrichtung
ist folglich innerhalb eines Generatorgehäuses angeordnet,
insbesondere auch integraler Bestandteil des Generators. Auf diese
Weise lassen sich einfach zu handhabende Ausführungsformen
von Generatoren herstellen, die insgesamt als Baueinheit Verwendung
finden.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen
und aus Kombinationen derselben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Es
zeigen
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1 eine
Detaildarstellung eines Anschlussbolzens mit selbstfurchendem Gewinde
in einem Gussloch eines Gusskühlkörpers und
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2 eine
Tabelle, die beispielhaft Maße für das Einschrauben
eines metrischen Gewindes in Leichtmetallwerkstoff mit einer Härte
unter 140 HB aufweist.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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1 zeigt
einen Anschlussbolzen 1 mit einem selbstfurchenden Gewinde 2,
der über eine Gewindeverbindung 3 in eine Vertiefung 4 eines
Kühlkörpers 5 eines nur ausschnittsweise
dargestellten Generators 6 eingeschraubt ist. Der Kühlkörper 5 ist hierbei
als Gusskühlkörper 7 ausgebildet, insbesondere
als ein solcher, der der Kühlung von hier nicht dargestellten
Gleichrichterdioden dient. Die Vertiefung 4 ist als Gussloch 8 ausgebildet,
das, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, an einer Außenseite 9 des
Kühlkörpers 5 einseitig offen oder auch
beidseitig offen sein kann. Das Gussloch 8 wird beim Guss
des Gusskühlkörpers 7 gewonnen, es bedarf insbesondere
keiner weiteren Bearbeitung wie dem Einschneiden eines Innengwindes
zur Aufnahme des Anschlussbolzens 1. Der Anschlussbolzen 1 weist nämlich
einseitig ein freies Ende 10 auf, an dem der Anschluss
von Stromleitern, beispielsweise Stromkabeln, zum Abgriff der gleichgerichteten
Spannung beziehungsweise des gewünschten Potentials erfolgt. Über
eine Einschraubbegrenzung 11, die, in Axialerstreckung
an das freie Ende 10 anschließend, in Form beispielsweise
einer Auskragung 12 ausgebildet ist, und die die Einschraubtiefe
des Anschlussbolzens 1 in das Gussloch 8 begrenzt,
schließt sich in Axialerstreckung das selbstfurchende Gewinde 2 an. Das
selbstfurchende Gewinde 2 ist als metrisches Gewinde 13 ausgebildet,
wobei dieses einen sich verringernden Gewindeaußendurchmesser
dG aufweist, je weiter sich das selbstfurchende
Gewinde 2 in der Axialerstreckung von der Einschraubbegrenzung 11 weg
zu dem dem freien Ende 10 gegenüberliegenden Gewindebeginn 14 erstreckt.
Am Gewindebeginn 14 ist der Gewindeaußendurchmesser
dG folglich kleiner als an dem in der Nähe
der Einschraubbegrenzung 11 liegenden Gewindeende 15. Auf
diese Weise wird erreicht, dass das selbstfurchende Gewinde 2 zu
Beginn des Einschraubvorgangs sich ohne allzu große Kraftaufwendung
in den Gusskühlkörper 7, nämlich
das Gussloch 8, einschraubt, wobei es im Bereich einer
Gusslochinnenmantelfläche 16 zu einer Verdrängung
von Gussmaterial 17 im Bereich des selbstfurchenden Gewindes 2 kommt.
Das Gussloch 8 hat hierzu einen Durchmesser dX,
der geringfügig geringer als der Gewindeaußendurchmesser
dG ist. Als Differenz zwischen dem Gewindeaußendurchmesser
DG und dem Durchmesser dX des
Gussloches 8 ergibt sich die Gewindeüberschneidung
u.
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Die
Gewindeüberschneidung u ist in 2 tabellarisch
dargestellt. Hier werden beispielhaft für eine Gewindenormgröße
M, gekennzeichnet durch den Normgewindedurchmesser d, die Gewindeüberdeckung
u in Millimetern sowie die Einschraubtiefe e als Funktion des Normgewindedurchmessers
d angegeben. In der ersten Spalte ist hierzu der Normgewindedurchmesser
d in seiner Bezeichnung als Gewindenormgröße M
abgetragen, während in der zweiten die minimale Überdeckung
umin und in der dritten Spalte die maximale Überdeckung
umax, jeweils in Millimetern, angegeben
ist. Hierbei bezeichnet umin die jeweilige
kleinste Gewindeüberdeckung u, die eine entsprechende Ausformung
des Innengewindes in dem Gussloch 8 (vergleiche 1)
noch ausreichend sicher und zuverlässig zulässt,
während umax diejenige Gewindeüberdeckung
u bezeichnet, die zur Formung des Innengewindes im Gussloch 8 nicht überschritten
werden soll. Die Werte beziehen sich hierbei beispielhaft auf Leichtmetallwerkstoff
mit einer Härte von weniger als 140 HB. In der vierten Spalte
ist hierbei die Einschraubtiefe e angegeben, nämlich in
der vierten Spalte die minimale Einschraubtiefe emin,
die sich als 1,2 × d ergibt, also das 1,2-fache des Normgewindedurchmessers
d. Hinsichtlich des in der fünften Spalte wiedergegebenen Wertes
der maximalen Einschraubtiefe emax ergeben sich unbegrenzte
Einschraubtiefen; diese sind konstruktiv durch die vorgegebenen
Werte der Spalten 1 bis 4 nicht begrenzt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3929427
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- - DE 3901559 A1 [0002]