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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Fahrzeuggenerator und
insbesondere auf eine Gleichrichterkühlkonstruktion.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Bei
herkömmlichen Fahrzeuggeneratoren wurden positivseitige,
unidirektionale, leitende Elemente und negativseitige, unidirektionale,
leitende Elemente durch eine positivseitige Kühlplatte
und eine negativseitige Kühlplatte derart gehalten, dass sie
in etwa in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, die sich senkrecht
zu einer Drehwelle erstreckt, wobei Kühlrippen derart ausgebildet
wurden, dass sie von einer gegenüberliegenden Seite einer
ersten Kühlplatte von derjenigen Seite, an der die unidirektionalen
leitenden Elemente gehalten sind, vorstehen, und eine zweite Kühlplatte
wurde an einem Gehäuseelement derart befestigt, dass die
Kühlrippen durch einen Kühllüfter gekühlt
wurden (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
Patentliteratur
1:
Japanisches Patent Nr. 13342978 (Amtsblatt)
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Da
die positivseitige Kühlplatte und die negativseitige Kühlplatte
bei herkömmlichen Fahrzeuggeneratoren derart angeordnet
wurden, dass sie radial aufgereiht sind, entstanden die nachfolgenden
Probleme, die ein effektives Kühlen der Gleichrichtervorrichtungen
verhindern:
Kühlluftströme, die durch Ventilationsöffnungen
aufgrund der Drehung des Kühllüfters angesaugt
wurden, erreichen die Kühlrippe durch Spalte zwischen der
positivseitigen Kühlplatte und der negativseitigen Kühlplatte
und durch Spalte zwischen der Kühlplatte, die im Inneren
positioniert ist, und einem Lagerkörper. Eine ausreichende
Querschnittsfläche kann in den Spalten an diesen beiden
Positionen als Luftkanäle, durch die Kühlluftströme
strömen können, nicht sichergestellt werden, so
dass aufgrund der Verkleinerung der Luftkanalquerschnittsfläche
ein Druckverlust erzeugt wird, wenn die Kühlluftströme
einströmen.
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Kühlluftstrom-Strömungskanäle,
die sich von den Ventilationsöffnungen zu dem Kühllüfter
erstrecken, werden ferner durch die positivseitige Kühlplatte
und die negativseitige Kühlplatte unterteilt. Entsprechend
werden Teile der Kühlluftströme nach außen
abgelassen, ohne durch die Kühlrippen geleitet zu werden,
wodurch das Kühlluftstromvolumen, das durch die Kühlrippen
strömt, im Vergleich zu der Einlass- und Auslasskapazität
des Kühllüfters verringert wird.
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Da
der Installationsraum für die Kühlplatte an der
Innenseite ebenfalls enger ist, muss die Anzahl von Kühlrippen
verringert werden, wodurch die Wärmeabstrahlfläche
verkleinert wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung soll die zuvor beschriebenen Probleme lösen,
und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fahrzeuggenerator
zu schaffen, der ein Gleichrichterkühlen verbessert, indem
die Anordnung der Kühlplatten angepasst wird, und indem
ferner Abstrahlrippen stromabwärts von einem Kühllüfter
in einem Kühlluftstrom-Strömungskanal positioniert
werden.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung
gemäß einem Aspekt einen Fahrzeuggenerator, der
aufweist: einen Rotor, der an einer Drehwelle befestigt ist; ein
Gehäuse, das die Drehwelle drehbar hält und den
Rotor umgibt; einen Stator, der gebildet wird durch: einen zylindrischen Statorkern,
der durch das Gehäuse gehalten ist und der den Rotor umgibt;
und eine Statorspule, die an dem Statorkern befestigt ist; einen
Gleichrichter, der aufweist: einen positivseitigen Kühlkörper,
der einen flachen, bogenförmigen, positivseitigen Basisbereich aufweist;
ein positivseitiges Gleichrichterelement, das an einer vorderen
Fläche des positivseitigen Basisbereichs befestigt ist;
einen negativseitigen Kühlkörper, der einen flachen,
bogenförmigen, negativseitigen Basisbereich aufweist; und
ein negativseitiges Gleichrichterelement, das an einer vorderen
Fläche des negativseitigen Basisbereichs befestigt ist, wobei
der positivseitige Kühlkörper und der negativseitige
Kühlkörper derart im Inneren des Gehäuses an
einem ersten Ende des Rotors angeordnet sind, dass sie axial derart
voneinander getrennt sind, dass die vorderen Flächen des
positivseitigen Basisbereichs und des negativseitigen Basisbereichs
zueinander weisen; und einen Kühllüfter, der an
einer ersten Endfläche des Rotors befestigt ist. Eine Lufteinlassöffnung
ist durch das Gehäuse derart vorgesehen, dass sie zu demjenigen
Kühlkörper des positivseitigen Kühlkörpers
und des negativseitigen Kühlkörpers weist, der
weiter von dem Rotor weg angeordnet ist, und eine Luftauslassöffnung
ist durch das Gehäuse derart vorgesehen, dass sie radial
außerhalb des Kühllüfters positioniert
ist, und mehrere Abstrahlrippen sind derart angeordnet, dass sie
von einer hinteren Fläche des Basisbereichs desjenigen Kühlkörpers
des positivseitigen Kühlkörpers und des negativseitigen
Kühlkörpers vorstehen, der näher an dem
Rotor angeordnet ist. Der Kühlkörper, der näher an
dem Rotor angeordnet ist, ist derart positioniert, dass die Mehrzahl
von Abstrahlrippen radial außerhalb des Kühllüfters
angeordnet ist, und ein Kühlluftstrom, der von dem Kühllüfter
strömt, strömt durch die Mehrzahl von Abstrahlrippen.
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Da
der positivseitige Kühlkörper und der negativseitige
Kühlkörper gemäß der vorliegenden
Erfindung derart angeordnet sind, dass sie axial so voneinander
getrennt sind, dass die vorderen Flächen des positivseitigen
Basisbereichs und des negativseitigen Basisbereichs zueinander weisen,
kann ein Raum an einer radialen Innenseite des positivseitigen Kühlkörpers
und des negativseitigen Kühlkörpers vergrößert
werden. Da Kühlluftströme, die durch die Lufteinlassöffnung
aufgrund der Drehung des Kühllüfters angesaugt
wurden, durch einen größeren Spalt zwischen dem
positivseitigen Kühlkörper und dem Lagerkörper
strömen, um den Kühllüfter zu erreichen,
wird entsprechend der Druckverlust verringert, so dass das Kühlluftvolumen,
das der Kühllüfter zuführt und auslässt,
vergrößert werden kann. Da der positivseitige
Kühlkörper und der negativseitige Kühlkörper
den Kühlluftstrom-Strömungskanal, der sich von
der Lufteinlassöffnung zu dem Kühllüfter
erstreckt, nicht unterteilen, wird das Kühlluftvolumen, das
durch die Abstrahlrippen strömt, vergrößert.
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Da
die Abstrahlrippen radial außerhalb des Kühllüfters
positioniert sind, strömen Hochgeschwindigkeitskühlluftströme,
die aus dem Kühllüfter strömen, durch
die Abstrahlrippen, wodurch die Wärmeabstrahlleistung verbessert
wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Querschnittsansicht einer Gesamtkonfiguration eines Fahrzeuggenerators
gemäß einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Teilquerschnittsansicht, die Kühlluftströme
in dem Fahrzeuggenerator gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert;
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3 ist
eine Teilquerschnittsansicht einer Umgebung eines Gleichrichters
eines Fahrzeuggenerators gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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4 ist
eine Teilquerschnittsansicht einer Umgebung eines Gleichrichters
eines Fahrzeuggenerators gemäß einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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5 ist
eine Teilquerschnittsansicht einer Umgebung eines Gleichrichters
eines Fahrzeuggenerators gemäß einer vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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6 ist
eine Teilquerschnittsansicht einer Umgebung eines Gleichrichters
eines Fahrzeuggenerators gemäß einer fünften
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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7 ist
eine Teilquerschnittsansicht einer Umgebung eines Gleichrichters
eines Fahrzeuggenerators gemäß einer sechsten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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8 ist
eine Teilquerschnittsansicht einer Umgebung eines Gleichrichters
eines Fahrzeuggenerators gemäß einer siebten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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9 ist
eine Teilquerschnittsansicht einer Umgebung eines Gleichrichters
eines Fahrzeuggenerators gemäß einer achten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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10 ist
eine Projektion, bei der ein hinterer Kühllüfter,
Abstrahlrippen, die radial auswärts in Bezug auf den hinteren
Kühllüfter angeordnet sind, und hintere Spulenenden
auf eine Ebene projiziert sind, die sich senkrecht zu einer zentralen
Achse einer Drehwelle in einem Fahrzeuggenerator gemäß einer
neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstreckt;
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11A und 11B sind
schematische Ansichten, die erläutern, wie Kühlluftströme,
die von dem Kühllüfter ausgeströmt sind,
durch die Abstrahlrippen strömen;
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12A, 12B und 12C sind Projektionen, bei denen Abstrahlrippen,
die radial auswärts eines hinteren Kühllüfters
angeordnet sind, und hintere Luftauslassöffnungen auf eine
Ebene projiziert sind, die sich senkrecht zu einer zentralen Achse
einer Drehwelle in einem Fahrzeuggenerator gemäß einer
zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstreckt;
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13 ist
eine Projektion, bei der ein hinterer Kühllüfter,
Abstrahlrippen, die radial auswärts in Bezug auf den hinteren
Kühllüfter angeordnet sind, und hintere Luftauslassöffnungen
auf eine Ebene projiziert sind, die sich senkrecht zu einer zentralen Achse
einer Drehwelle in einem Fahrzeuggenerator gemäß einer
elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstreckt;
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14A und 14B sind
schematische Ansichten, die erläutern, wie Kühlluftströme,
die zwischen den Abstrahlrippen ausgeströmt sind, durch die
Auslassöffnungen strömen;
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15 ist
eine schematische Ansicht, die erläutert, wie Kühlluftströme,
die zwischen den Abstrahlrippen ausgeströmt sind, durch
die Auslassöffnungen in einem Fahrzeuggenerator gemäß einer elften
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung strömen;
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16 ist
eine Projektion, bei der ein hinterer Kühllüfter,
Abstrahlrippen, die radial auswärts in Bezug auf den hinteren
Kühllüfter angeordnet sind, hintere Spulenenden
und hintere Luftauslassöffnungen auf eine Ebene projiziert
sind, die sich senkrecht zu einer zentralen Achse einer Drehwelle
in einem Fahrzeuggenerator gemäß einer zwölften
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstreckt; und
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17 ist
eine schematische Ansicht, die erläutert, wie Kühlluftströme,
die von dem Kühllüfter ausgeströmt sind,
durch die Abstrahlrippen strömen.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Erste Ausführungsform
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1 ist
eine Querschnittsansicht einer Gesamtkonfiguration eines Fahrzeuggenerators
gemäß einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, und 2 ist eine Teilquerschnittsansicht,
die Kühlluftströme in dem Fahrzeuggenerator gemäß der ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
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Gemäß 1 umfasst
ein Fahrzeuggenerator: ein Gehäuse 3, das durch
einen vorderen Halter 1 und einen hinteren Halter 2 gebildet
wird, die beide im Wesentlichen schalenförmig und aus Aluminium ausgebildet
sind; eine Drehwelle 8, die drehbar durch Lager 6 und 7 gehalten
ist, die in vorderen und hinteren Lagerkörpern 4 und 5 aufgenommen
sind, die an zentralen axialen Positionen des vorderen Halters 1 und
des hinteren Halters 2 angeordnet sind; eine Riemenscheibe 9,
die an einem ersten Ende der Drehwelle 8 befestigt ist,
die auswärts an einem vorderen Ende des Gehäuses 3 vorsteht;
einen Klauenpolrotor 10, der an der Drehwelle 8 derart
befestigt ist, dass er drehbar innerhalb des Gehäuses 3 angeordnet
ist; einen Stator 11, der durch eine Innenwandfläche
des Gehäuses 3 derart gehalten ist, dass er den
Rotor 10 umgibt; einen Gleichrichter 12, der elektrisch
mit einer Statorspule 19 des Stators 11 verbunden
ist und Wechselstrom, der in der Statorspule 19 erzeugt
wurde, in Gleichstrom gleichrichtet; und einen Spannungsregler 13,
der die Höhe einer Wechselspannung einstellt, die in der
Statorspule 19 erzeugt wird.
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Der
Rotor 10 umfasst: eine Feldspule 15, die einen
magnetischen Fluss erzeugt, wenn sie von elektrischem Strom durchströmt
wird; und einen Polkern 16, der derart angeordnet ist,
dass er die Feldspule 15 bedeckt, und in dem magnetische
Pole durch den Magnetfluss ausgebildet werden. Die Drehwelle 8 ist
durch eine zentrale axiale Position des Polkerns 16 eingesetzt
und fixiert, und vordere und hintere Kühllüfter 17a und 17b sind
an zwei axialen Endflächen des Polkerns 16 befestigt.
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Der
Stator 11 umfasst: einen Statorkern 18, der zwischen
dem vorderen Halter 1 und dem hinteren Halter 2 gehalten
und derart angeordnet ist, dass er den Rotor 10 umgibt;
und eine Statorspule 19, die an dem Statorkern 18 befestigt
ist. Vorliegend wird ein umlaufendes magnetisches Feld an der Statorspule 19 aufgrund
der Drehung des Rotors 10 angelegt, wodurch eine elektromotorische
Kraft in der Statorspule 19 erzeugt wird.
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Der
Gleichrichter 12 umfasst: einen positivseitigen Kühlkörper 20,
auf dem mehrere positivseitige Gleichrichterelemente 23a befestigt
sind; einen negativseitigen Kühlkörper 21,
auf dem mehrere negativseitige Gleichrichterelemente 23b befestigt
sind; und eine Schaltplatte 22. Der positivseitige Kühlkörper 20 ist
aus einem thermisch gut leitenden Material hergestellt, wie beispielsweise
Aluminium oder dergleichen, und umfasst: einen flachen, bogenförmigen,
positivseitigen Basisbereich 20a; und positivseitige Abstrahlrippen 20b,
die jeweils derart angeordnet sind, dass sie vertikal von einer
hinteren Fläche des positivseitigen Basisbereichs 20a vorstehen,
und die derart angeordnet sind, dass sie sich radial an einer Innenumfangsseite
und an einer Außenumfangsseite der hinteren Fläche
des positivseitigen Basisbereichs 20a erstrecken, und die
in einem radialen Muster an der hinteren Fläche des positivseitigen
Basisbereichs 20a positioniert sind. Der negativseitige Kühlkörper 21 ist
aus einem thermisch gut leitenden Material hergestellt, wie beispielsweise
Aluminium oder dergleichen, und umfasst: einen flachen, bogenförmigen,
negativseitigen Basisbereich 21a; und negativseitige Abstrahlrippen 21b,
die jeweils derart angeordnet sind, dass sie vertikal von einer
hinteren Fläche des negativseitigen Basisbereichs 21a vorstehen,
die derart angeordnet sind, dass sie sich radial an einer Außenumfangsseite
der hinteren Fläche des negativseitigen Basisbereichs 21a erstrecken, und
die in einem radialen Muster an der hinteren Fläche des
negativseitigen Basisbereichs 21a positioniert sind. Die
Mehrzahl von positivseitigen und negativseitigen Gleichrichterelementen 23a und 23b sind derart
befestigt, dass sie umfänglich an der vorderen Fläche
jedes der Basisbereiche 20a und 21a aufgereiht
sind, und sind durch eine Schaltplatte 22 verbunden, wodurch
eine Gleichrichterschaltung gebildet wird.
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Der
negativseitige Kühlkörper 21 ist im Inneren
des hinteren Halters 2 derart angeordnet, dass die vordere
Fläche des negativseitigen Basisbereichs 21a in
einer Ebene positioniert ist, die sich senkrecht zu einer zentralen
Achse der Drehwelle 8 erstreckt, so dass die hintere Fläche
des negativseitigen Basisbereichs 21a zum Rotor 10 weist,
so dass die negativseitigen Abstrahlrippen 21b radial außerhalb
des hinteren Kühllüfters 17b angeordnet
sind, so dass sie zu den Spulenenden 19b der Statorspule 19 weisen,
und dass eine Bogenmitte des negativseitigen Basisbereichs 21a in
etwa mit der zentralen Achse der Drehwelle 8 fluchtet.
Der positivseitige Kühlkörper 20 ist
im Inneren des hinteren Halters 2 derart angeordnet, dass
die vordere Fläche des positivseitigen Basisbereichs 20a in
einer Ebene positioniert ist, die sich im Wesentlichen senkrecht
zu einer zentralen Achse der Drehwelle 8 erstreckt, dass
die hintere Fläche des positivseitigen Basisbereichs 20a zum Rotor 10 weist,
dass der positivseitige Basisbereich 20a hinter dem negativseitigen
Basisbereich 21a derart positioniert ist, dass er zum negativseitigen
Basisbereich 21a weist, und dass eine Bogenmitte des positivseitigen
Basisbereichs 20a in etwa mit der zentralen Achse der Drehwelle 8 fluchtet.
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Vordere
Lufteinlassöffnungen 1a sind durch den vorderen
Halter 1 in einer Umgebung des vorderen Lagerkörpers 4 vorgesehen,
und vordere Luftauslassöffnungen 1b sind radial
außerhalb des vorderen Kühllüfters 17a angeordnet.
Hintere Lufteinlassöffnungen 2a sind durch den
hinteren Halter 2 derart vorgesehen, dass sie zum positivseitigen
Kühlkörper 20 weisen, und hintere Luftauslassöffnungen 2b sind radial
außerhalb des hinteren Kühllüfters 17b angeordnet.
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Bei
einem Fahrzeuggenerator mit dem zuvor beschriebenen Aufbau strömt
zunächst elektrischer Strom, der von eine Batterie (nicht
gezeigt) zugeführt wird, durch Bürsten 14 und
die Gleitringe (nicht gezeigt) zur Feldspule 15 des Rotors 10,
wodurch ein magnetischer Fluss erzeugt wird. Magnetpole werden in
dem Polkern 16 durch den magnetischen Fluss ausgebildet.
Zu diesem Zeitpunkt wird ein Drehmoment von einer Maschine von einer
Abtriebswelle der Maschine über einen Riemen (nicht gezeigt)
und die Riemenscheibe 9 auf die Drehwelle 8 übertragen,
so dass der Rotor 10 gedreht wird. Entsprechend wird ein
umlaufendes magnetisches Feld an der Statorspule 19 des
Stators 11 angelegt, wodurch eine elektromotorische Kraft
in der Statorspule 19 erzeugt wird. Diese elektromotorische
Wechselstromkraft wird durch den Gleichrichter 12 in Gleichstrom
umgewandelt und lädt die Batterie oder wird einer elektrischen
Last zugeführt. Die Höhe der Wechselspannung,
die in dem Stator 11 erzeugt wird, wird ferner durch den
Spannungsregler 13 eingestellt.
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Die
Kühllüfter 17a und 17b werden
gemeinsam mit der Drehung des Rotors 10 gedreht. Entsprechend
wird an dem hinteren Ende, wie es in 2 durch
die Pfeile dargestellt ist, ein Kühlluftstrom in den hinteren
Halter 2 durch die hinteren Lufteinlassöffnungen 2a gesaugt.
Dieser Kühlluftstrom strömt radial einwärts
durch die positivseitigen Abstrahlrippen 20b des positivseitigen
Kühlkörpers 20, und strömt anschließend
entlang der Drehwelle 8 zum Rotor 10. Ein weiterer
Kühlstrom strömt radial einwärts zwischen
dem positivseitigen Kühlkörper 20 und
dem negativseitigen Kühlkörper 21. Die
Kühlströme, die zum Rotor 10 geströmt
sind, werden zentrifugal durch den hinteren Kühllüfter 17b umgelenkt. Anschließend
strömt ein Teil der Kühlluftströme radial auswärts
durch die negativseitigen Abstrahlrippen 21b des negativseitigen
Kühlkörpers 21 und wird durch die hinteren
Luftauslassöffnungen 2b ausgelassen. Der Rest
der Kühlluftströme kühlt die Spulenenden 19b in
der Statorspule 19 und wird durch die hinteren Kühlluftauslassöffnungen 2b ausgelassen. Auf
diese Weise wird Wärme, die durch die positivseitigen und
negativseitigen Gleichrichterelemente 23a und 23b des
Gleichrichters 12 erzeugt wird, in den Kühlluftströmen
absorbiert, die durch die Abstrahlrippen 20b und 21b strömen,
wodurch ein Temperaturanstieg der positivseitigen und negativseitigen
Gleichrichterelemente 23a und 23b verhindert wird.
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An
dem vorderen Ende werden auch Kühlluftströme ins
Innere des vorderen Halters 1 durch die vorderen Lufteinlassöffnungen 1b gesaugt,
werden zentrifugal durch den vorderen Kühllüfter 17a abgelenkt,
kühlen die Spulenenden 19a der Statorspule 19 und
werden dann durch die vorderen Luftauslassöffnungen 1b ausgelassen.
Auf diese Weise wird Wärme, die durch die Statorspule 19 erzeugt
wird, in den Kühlluftströmen absorbiert, wodurch
ein Temperaturanstieg des Stators verhindert wird.
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Gemäß der
ersten Ausführungsform ist der negativseitige Kühlkörper 21 im
Inneren des hinteren Halters 2 derart angeordnet, dass
die negativseitigen Abstrahlrippen 21b radial außerhalb
des Kühllüfters 17b positioniert sind,
und der positivseitige Kühlkörper 21 ist
im Inneren des hinteren Halters 2 derart positioniert,
dass er axial hinter diesem angeordnet ist und zum negativseitigen
Kühlkörper 21 weist. Auf diese Weise
werden Zwischenräume zwischen den positivseitigen und negativseitigen
Kühlkörpern 20 und 21 und dem
hinteren Lagerkörper 5 vergrößert, wodurch
ein Druckverlust in den Ventilationskanälen für
die Kühlluftströme, die aufgrund der Drehung des hinteren
Kühllüfters 17b erzeugt werden, verringert wird,
so dass das Kühlluftvolumen, das durch den hinteren Kühllüfter 17b bewegt
wird, erhöht werden kann. Die Ventilationskanäle,
die für die Kühlluftströme, die aufgrund
der Drehung des hinteren Kühllüfters 17b erzeugt
werden, sind nicht durch die positivseitigen und negativseitigen
Kühlkörper 20 und 21 unterteilt,
wodurch das Kühlluftvolumen, das durch die Abstrahlrippen 20b und 21b strömt,
vergrößert wird. Da die positivseitigen und negativseitigen
Kühlkörper 20 und 21 an einer
Außenumfangsseite im Inneren des hinteren Halters 2 angeordnet
sind, ist der Installationsraum für die Abstrahlrippen 20b und 21b breiter,
weshalb die Anzahl von Rippen erhöht und die Wärmeabstrahlfläche
vergrößert werden kann.
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Die
negativseitigen Abstrahlrippen 21b sind radial außerhalb
des hinteren Kühllüfters 17b positioniert.
Mit anderen Worten, sind die Abstrahlrippen 21b stromabwärts
und in unmittelbarer Nähe von dem hinteren Kühlgebläse 17b in
dem Ventilationskanal für die Kühlluftströme
angeordnet. In unmittelbarer Nähe und stromabwärts
von dem hinteren Kühllüfter 17b entspricht
die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluftströme
in etwa der Drehzahl des hinteren Kühllüfters 17b.
Die Drehzahl des hinteren Kühllüfters 17b hat
eine Geschwindigkeit, die einem Vielfachen der Strömungsgeschwindigkeit
der Kühlluftströme entspricht, die durch die Kühlluftstromventilationskanäle
strömt, die weit von dem hinteren Kühllüfter 17b entfernt
sind. Entsprechend strömen Hochgeschwindigkeitskühlluftströme
durch die negativseitigen Abstrahlrippen 21b, die in unmittelbarer Nähe
und stromabwärts von dem hinteren Kühllüfter 17b angeordnet
sind, wodurch die Wärmeabstrahlleistung verbessert wird.
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Da
die negativseitigen Abstrahlrippen 21b in direkter Nähe
und stromabwärts von dem hinteren Kühllüfter 17b in
dem Kühlluftstromventilationskanal angeordnet sind, kann
die Wärmeabstrahlleistung ebenfalls verbessert werden,
da nahezu der gesamte Kühlluftstrom, der in den hinteren
Kühllüfter 17b gesaugt wurde, durch die
negativseitigen Abstrahlrippen 21b strömt.
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Da
die Spulenenden 17b der Statorspule 19 und die
negativseitigen Abstrahlrippen 21b derart angeordnet sind,
dass sie in der Nähe und stromabwärts von dem
hinteren Kühllüfter 17b in dem Kühlluftstromventilationskanal
zueinander weisen, werden die Spulenenden 19b der Statorspule 19 und
die negativseitigen Abstrahlrippen 21b gleichzeitig gekühlt,
so dass der Stator 11 und der Gleichrichter 12 effektiv
gekühlt werden können.
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Zweite Ausführungsform
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3 ist
eine Teilquerschnittsansicht einer Umgebung eines Gleichrichters
eines Fahrzeuggenerators gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß 3 sind
in einem positivseitigen Kühlkörper 20a positivseitige
Abstrahlrippen 20b derart positioniert, dass sie vertikal
von einer vorderen Fläche eines positivseitigen Basisbereichs 20a vorstehen,
dass sie sich radial an einer Innenumfangsseite und einer Außenumfangsseite
der vorderen Fläche des positivseitigen Basisbereichs 20a erstrecken,
und dass sie in einem radialen Muster an der vorderen Fläche
des positivseitigen Basisbereichs 20a positioniert sind.
Positivseitige Gleichrichterelemente 23a sind an der vorderen
Fläche des positivseitigen Basisbereichs 20a derart
befestigt, dass sie umfänglich an einer Position zwischen
den positivseitigen Abstrahlrippen 20b aufgereiht sind,
die an der Innenumfangsseite der positivseitigen Abstrahlrippen 20b positioniert
sind, die an der Außenumfangsseite angeordnet sind. Der
positivseitige Kühlkörper 20A ist im
Inneren des hinteren Halters 2 derart angeordnet, dass
die vordere Fläche zum negativseitigen Kühlkörper 21 weist.
Ansonsten entspricht der Aufbau der vorliegenden Ausführungsform
im Wesentlichen demjenigen der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform.
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Entsprechend
können auch mit der zweiten Ausführungsform ähnliche
Effekte wie bei der ersten Ausführungsform erzielt werden.
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Dritte Ausführungsform
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4 ist
eine Teilquerschnittsansicht einer Umgebung eines Gleichrichters
eines Fahrzeuggenerators gemäß einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß 4 sind
in einem positivseitigen Kühlkörper 20B positivseitige
Abstrahlrippen 20b derart angeordnet, dass sie radial vertikal
von einer Innenumfangsendfläche eines positivseitigen Basisbereichs 20b vorstehen,
dass sie derart angeordnet sind, dass sie sich axial an der Innenumfangsendfläche
des positivseitigen Basisbereichs 20a erstrecken, und dass
sie in einem radialen Muster an der Innenumfangsendfläche
des positivseitigen Basisbereichs 20a positioniert sind.
Positivseitige Gleichrichterelemente 23a sind an einer
vorderen Fläche des positivseitigen Basisbereichs 20a derart
befestigt, dass sie umfänglich aufgereiht sind. Der positivseitige
Kühlkörper 20B ist im Inneren des hinteren
Halters 2 derart angeordnet, dass die vordere Fläche
zu einem negativseitigen Kühlkörper 21 weist.
Ansonsten entspricht der Aufbau der vorliegenden Ausführungsform
im Wesentlichen derjenigen der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform.
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Entsprechend
können mit der dritten Ausführungsform ähnliche
Effekte wie bei der ersten Ausführungsform erzielt werden.
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Da
die positivseitigen Abstrahlrippen 20B bei der dritten
Ausführungsform derart angeordnet sind, dass sie radial
einwärts von der Innenumfangsendfläche des positivseitigen
Basisbereichs 20a vorstehen, kann die axiale Länge
des Fahrzeuggenerators verringert werden, so dass die Größe
des Fahrzeuggenerators verkleinert werden kann.
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Bei
den zuvor beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsformen
sind Abstrahlrippen ferner an dem positivseitigen Kühlkörper
angeordnet, wobei jedoch auf die Abstrahlrippen verzichtet und ein
positivseitiger Kühlkörper verwendet werden kann,
der nur einen Basisbereich aufweist.
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Bei
den zuvor beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsformen
ist der negativseitige Kühlkörper derart angeordnet,
dass die negativseitigen Abstrahlrippen in der Nähe und
stromabwärts von dem hinteren Kühllüfter 17b in
dem Kühlluftstromventilationskanal angeordnet sind, wobei
der positivseitige Kühlkörper auch derart angeordnet
sein kann, dass die positivseitigen Abstrahlrippen in der Nähe und
stromabwärts von dem hinteren Kühllüfter 17b in dem
Kühlluftstromventilationskanal angeordnet sind.
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Vierte Ausführungsform
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5 ist
eine Teilquerschnittsansicht einer Umgebung eines Gleichrichters
eines Fahrzeuggenerators gemäß einer vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß 5 ist
ein positivseitiger Kühlkörper 24 aus
einem thermisch gut leitenden Material hergestellt, wie beispielsweise
Aluminium oder dergleichen, und umfasst: einen flachen, bogenförmigen,
positivseitigen Basisbereich 24a; und positivseitige Abstrahlrippen 24b,
die jeweils derart angeordnet sind, dass sie vertikal von einer
hinteren Fläche des positivseitigen Basisbereichs 24a vorstehen, dass
sie derart angeordnet sind, dass sie sich radial von einer Außenumfangsseite
der hinteren Fläche des positivseitigen Basisbereichs 24a erstrecken, und
dass sie in einem radialen Muster an der hinteren Fläche
des positivseitigen Basisbereichs 24a positioniert sind.
Ein negativseitiger Kühlkörper 25 wird
nur durch einen flachen, bogenförmigen, negativseitigen Basisbereich 25a gebildet,
der aus einem thermisch gut leitenden Material hergestellt ist,
wie beispielsweise Aluminium oder dergleichen. Mehrere positivseitige
und negativseitige Gleichrichterelemente 23a und 23b sind
derart befestigt, dass sie umfänglich an einer vorderen
Fläche jedes der Basisbereiche 24a und 25a aufgereiht
sind, und sind durch eine Schaltplatte 22 verbunden, so
dass sie eine Gleichrichterschaltung bilden.
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Der
positivseitige Kühlkörper 24 ist im Inneren
eines hinteren Halters 2 derart angeordnet, dass die vordere
Fläche des positivseitigen Basisbereichs 24a in
einer Ebene positioniert ist, die sich senkrecht zu einer zentralen
Achse einer Drehwelle 8 erstreckt, so dass die hintere
Fläche des positivseitigen Basisbereichs 24a zu
einem Rotor 10 weist, so dass die positivseitigen Abstrahlrippen 24b radial
außerhalb eines hinteren Kühllüfters 17b positioniert
sind, so dass sie zu Spulenenden 19b einer Statorspule 19 weisen,
und dass eine Bogenmitte des positivseitigen Basisbereichs 24a in
etwa mit der zentralen Achse der Drehwelle 8 fluchtet.
Eine Innenumfangsendfläche des negativseitigen Basisbereichs 25a des
negativseitigen Kühlkörpers 25 ist an
einer Außenumfangswandfläche des hinteren Halters 2 derart
befestigt, dass die vordere Fläche des negativseitigen
Basisbereichs 25a zu hinteren Luftauslassöffnungen 2b weist.
-
Ansonsten
entspricht der Aufbau der vorliegenden Ausführungsform
derjenigen der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform.
-
Gemäß der
vierten Ausführungsform werden Kühlluftströme
in den hinteren Halter 2 durch die hinteren Lufteinlassöffnungen 2a aufgrund
der Drehung des hinteren Kühllüfters 17b gesaugt
und zentrifugal durch den hinteren Kühllüfter 17b abgelenkt.
Anschließend strömt ein Teil der Kühlluftströme
radial auswärts durch die positivseitigen Abstrahlrippen 24b des
positivseitigen Kühlkörpers 24 und wird durch
die hinteren Luftauslassöffnungen 2b ausgelassen.
Ein verbleibender Teil der Kühlluftströme kühlt
die Spulenenden 19b der Statorspule 19 und wird
durch die hinteren Luftauslassöffnungen 2b ausgelassen.
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Wärme,
die durch die negativseitigen Gleichrichterelemente 23b erzeugt
wird, wird auf den hinteren Halter 2 über den
negativseitigen Basisbereich 25a des negativseitigen Kühlkörpers 25 übertragen und
von der Fläche des hinteren Halters 2 abgestrahlt.
-
Entsprechend
können bei der vierten Ausführungsform ähnliche
Effekte wie bei der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform
erzielt werden.
-
Da
es bei der vierten Ausführungsform nicht erforderlich ist,
einen negativseitigen Kühlkörper hinter dem positivseitigen
Kühlkörper 24 anzuordnen, kann die Querschnittsfläche
des Kühlluftstromventilationskanals vergrößert
werden, wodurch das Volumen der Kühlluft erhöht
werden kann, und zudem können die axialen Abmessungen des
Fahrzeuggenerators verringert werden.
-
Ferner
sind gemäß der zuvor beschriebenen vierten Ausführungsform
die negativseitigen Gleichrichterelemente 23b an einer
Außenwandfläche des hinteren Halters 2 mit
Hilfe des negativseitigen Kühlkörpers 25 angeordnet,
wobei die negativseitigen Gleichrichterelemente 23b auch
direkt an der Außenwandfläche des hinteren Halters 2 befestigt
werden können. In diesem Fall kann die Anzahl von Bauteilen reduziert
werden, wodurch die Montageprozesse vereinfacht werden können.
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Fünfte Ausführungsform
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6 ist
eine Teilquerschnittsansicht einer Umgebung eines Gleichrichters
eines Fahrzeuggenerators gemäß einer fünften
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß 6 ist
ein positivseitiger Kühlkörper 24 aus
einem thermisch gut leitenden Material hergestellt, wie beispielsweise
Aluminium oder dergleichen, und umfasst: einen flachen, bogenförmigen,
positivseitigen Basisbereich 24a; und positivseitige Abstrahlrippen 24b,
die jeweils derart angeordnet sind, dass sie vertikal von einer
hinteren Fläche des positivseitigen Basisbereichs 24a vorstehen,
die derart angeordnet sind, dass sie sich radial von einer Außenumfangsseite
der hinteren Fläche des positivseitigen Basisbereichs 24a erstrecken,
und die in einem radialen Muster an der hinteren Fläche
des positivseitigen Basisbereichs 24a angeordnet sind. Mehrere
positivseitige Gleichrichterelemente 23a sind an einer
vorderen Fläche des positivseitigen Basisbereichs 24a derart
befestigt, dass sie umfänglich aufgereiht sind. Der negativseitige
Kühlkörper 26 umfasst: einen flachen,
bogenförmigen, negativseitigen Basisbereich 26a,
der aus einem thermisch gut leitenden Material hergestellt ist,
wie beispielsweise Aluminium oder dergleichen; und negativseitige
Abstrahlrippen 26b, die jeweils derart angeordnet sind, dass
sie vertikal von einer vorderen Fläche des negativseitigen
Basisbereichs 26a vorstehen, die derart angeordnet sind,
dass sie sich radial an einer Innenumfangsseite und einer Außenumfangsseite
der vorderen Fläche des negativseitigen Basisbereichs 26a erstrecken,
und die in einem radialen Muster an der vorderen Fläche
des negativseitigen Basisbereichs 26a positioniert sind.
Mehrere negativseitige Gleichrichterelemente 23b sind an
der vorderen Fläche des negativseitigen Basisbereichs 26a befestigt,
so dass sie umfänglich an einer Position zwischen den negativseitigen
Abstrahlrippen 26b, die an der Innenumfangsseite angeordnet
sind, und den negativseitigen Abstrahlrippen 26b, die an
der Außenumfangsseite angeordnet sind, aufgereiht sind.
Die positivseitigen und negativseitigen Gleichrichterelemente 23a und 23b,
die an der vorderen Fläche der Basisbereiche 24a und 26a befestigt
sind, sind durch eine Schaltplatte 22 miteinander verbunden,
so dass sie eine Gleichrichterschaltung bilden.
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Der
positivseitige Kühlkörper 24 ist im Inneren
eines hinteren Halters 2 derart angeordnet, dass die vordere
Fläche des positivseitigen Basisbereichs 24a in
einer Ebene positioniert ist, die sich senkrecht zu einer zentralen
Achse einer Drehwelle 8 erstreckt, so dass die hintere
Fläche des positivseitigen Basisbereichs 24a zu
einem Rotor 10 weist, so dass die positivseitigen Abstrahlrippen 24b radial
außerhalb eines hinteren Kühllüfters 17b positioniert
sind, so dass sie zu Spulenenden 19b einer Statorspule 19 weisen,
und so dass eine Bogenmitte des positivseitigen Basisbereichs 24a in
etwa mit der zentralen Achse der Drehwelle 8 fluchtet.
Der negativseitige Kühlkörper 26 ist
an einer Innenwandfläche des hinteren Halters 2 mit
einem Material 27 befestigt, das eine gute thermische Leitfähigkeit
aufweist und derart vorgesehen ist, dass die vordere Fläche
des negativseitigen Basisbereichs 26a in einer Ebene positioniert
ist, die sich senkrecht zu einer zentralen Achse der Drehwelle 8 erstreckt,
dass die vordere Fläche des negativseitigen Basisbereichs 26a zu
dem Rotor 10 weist, dass der negativseitige Basisbereich 26a hinter
dem positivseitigen Basisbereich 24a positioniert ist,
um zu dem positivseitigen Basisbereich 24a zu weisen, und
dass eine Bogenmitte des negativseitigen Basisbereichs 26a in
etwa mit der zentralen Achse der Drehwelle 8 fluchtet.
Fette, Harze oder abstrahlende Bleche etc., die eine hohe thermische Leitfähigkeit
aufweisen, können für das Material 27 verwendet
werden, das eine gute thermische Leitfähigkeit aufweist.
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Ansonsten
entspricht der Aufbau der vorliegenden Ausführungsform
derjenigen der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform.
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Gemäß der
fünften Ausführungsform werden Kühlluftströme
in dem hinteren Halter 2 durch die hinteren Lufteinlassöffnungen 2a aufgrund
der Drehung des hinteren Kühllüfters 17b gesaugt,
strömt durch die negativseitigen Abstrahlrippen 26b zu
einer Innenumfangsseite, strömt entlang der Drehwelle 8 in Richtung
des Rotors 10 und wird dann zentrifugal durch den hinteren
Kühllüfter 17b abgelenkt. Dann strömt
ein Teil der Kühlluftströme radial auswärts durch
die positivseitigen Abstrahlrippen 24b des positivseitigen
Kühlkörpers 24 und wird durch die hinteren
Luftauslassöffnungen 2b ausgelassen. Der verbleibende
Teil der Kühlluftströme kühlt die Spulenenden 19b der
Statorspule 19 und wird durch die hinteren Luftauslassöffnungen 2b ausgelassen.
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Entsprechend
können bei der fünften Ausführungsform ähnliche
Effekte wie bei der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform
erzielt werden.
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Da
der negativseitige Basisbereich 26a gemäß der
fünften Ausführungsform an der Innenwandfläche
des hinteren Halters 2 mit Hilfe des Materials 27 befestigt
ist, das eine gute thermische Leitfähigkeit aufweist, wird
Wärme, die durch die negativseitigen Gleichrichterelemente 23b erzeugt
wird, auf den hinteren Halter 2 über den negativseitigen
Basisbereich 26a und das Material 27 übertragen,
das eine gute thermische Leitfähigkeit aufweist, und wird
von der Fläche des hinteren Halters 2 abgestrahlt.
Da sich die Abstrahleffekte von der vorderen Fläche des hinteren
Halters 2 und diejenigen von den negativseitigen Abstrahlrippen 26b addieren,
wird die Wärmeabstrahlleistung verbessert.
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Sechste Ausführungsform
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Gemäß der
sechsten Ausführungsform, die in 7 dargestellt
ist, ist eine flache Rippe 28 an einem Lufteinlassbereich
eines hinteren Halters 2 angeordnet.
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Ansonsten
entspricht der Aufbau der vorliegenden Ausführungsform
derjenigen der zuvor beschriebenen fünften Ausführungsform.
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Da
die flache Rippe 28 gemäß der sechsten Ausführungsform
an dem Lufteinlassbereich des hinteren Halters 2 angeordnet
ist, wird der Flächenbereich des hinteren Halters 2 vergrößert, wodurch
ein Abstrahlen von der vorderen Fläche des hinteren Halters 2 vereinfacht
wird, was die Wärmeabstrahlleistung weiter verbessert.
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Ferner
ist die Form der Rippe 28 nicht auf eine flache Rippe beschränkt,
sondern es kann sich auch um eine Stangenform handeln.
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Siebte Ausführungsform
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Bei
der siebten Ausführungsform, die in 8 gezeigt
ist, ist die vorstehende Höhe der negativseitigen Abstrahlrippen 26b von
einem negativseitigen Basisbereich 26a eines negativseitigen
Kühlkörpers 26a verringert.
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Ansonsten
spricht der Aufbau der vorliegenden Ausführungsform derjenigen
der zuvor beschriebenen fünften Ausführungsform.
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Da
bei der siebten Ausführungsform Abstrahleffekte von der
vorderen Fläche des hinteren Halters 2 vorhanden
sind, kann die Wärmeabstrahlfläche der negativseitigen
Abstrahlrippen 26b verringert werden. Auf diese Weise kann
ein Druckverlust verringert werden, so dass das Volumen der Kühlluft, die
durch den hinteren Kühllüfter 17b gesaugt
wird, vergrößert werden kann, und die axiale Länge
des Fahrzeuggenerators kann ebenfalls verringert werden.
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Achte Ausführungsform
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Gemäß der
achten Ausführungsform, die in 9 gezeigt
ist, sind bei einem negativseitigen Kühlkörper 26b negativseitige
Abstrahlrippen 26b jeweils derart angeordnet, dass sie
radial vertikal von einer Innenumfangsendfläche eines negativseitigen Basisbereichs 26a vorstehen,
dass sie sich axial an der Innenumfangsendfläche des negativseitigen
Basisbereichs 26a erstrecken, und dass sie in einem radialen
Muster an der Innenumfangsendfläche des negativseitigen Basisbereichs 26a positioniert
sind. Negativseitige Gleichrichterelemente 23b sind an
einer vorderen Fläche des negativseitigen Basisbereichs 26a derart
befestigt, dass sie umfänglich aufgereiht sind. Der negativseitige
Kühlkörper 26b ist an einer Innenwandfläche
des hinteren Halters 2 mit einem Material 27 befestigt,
das eine gute thermische Leitfähigkeit aufweist und derart
angeordnet ist, dass die vordere Fläche des negativseitigen
Basisbereichs 26a in einer Ebene positioniert ist, die
sich senkrecht zu einer zentralen Achse der Drehwelle 8 erstreckt,
dass die vordere Fläche des negativseitigen Basisbereichs 26a zu
dem Rotor 10 weist, dass der negativseitige Basisbereich 26a hinter
dem positivseitigen Basisbereich 24a positioniert ist,
um zu dem positivseitigen Basisbereich 24a zu weisen, und dass
eine Bogenmitte des negativseitigen Basisbereichs 26a in
etwa mit der zentralen Achse der Drehwelle 8 fluchtet.
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Ansonsten
entspricht der Aufbau der vorliegenden Ausführungsform
demjenigen der zuvor beschriebenen fünften Ausführungsform.
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Da
die negativseitigen Abstrahlrippen 26b gemäß der
achten Ausführungsform radial einwärts von der
Innenumfangsendfläche des negativseitigen Basisbereichs 26a vorstehen,
kann die axiale Länge des Fahrzeuggenerators verringert
werden.
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Ferner
sind die Abstrahlrippen 26b bei den fünften bis
achten Ausführungsformen an dem negativseitigen Basisbereich 26a angeordnet,
wobei jedoch auf die negativseitigen Abstrahlrippen 26b auch verzichtet
werden kann.
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In
den zuvor beschriebenen Ausführungsformen 1 bis 8 wurden
Anordnungen von positivseitigen Kühlkörpern und
negativseitigen Kühlkörpern erläutert,
wobei nachfolgend Formen von Abstrahlrippen der Kühlkörper
erläutert werden, die in unmittelbarer Nähe eines
hinteren Kühllüfters 17b angeordnet sind.
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Neunte Ausführungsform
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10 ist
eine Projektion, bei der ein hinterer Kühllüfter,
Abstrahlrippen, die radial außerhalb des hinteren Kühllüfters
angeordnet sind, und hintere Spulenenden auf eine Ebene projiziert
sind, die sich senkrecht zu einer zentralen Achse einer Drehwelle in
einem Fahrzeuggenerator gemäß der neunten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erstreckt, und die 11A und 11B sind
schematische Ansichten, die erläutern, wie Kühlluftströme, die
aus dem Kühllüfter ausgeströmt sind,
zwischen den Abstrahlrippen strömen. Ferner bezeichnet
die Bezugsziffer 29 in 10 ein
Blatt eines hinteren Kühllüfters 17b,
und der Pfeil A bezeichnet eine Drehrichtung eines Rotors 10.
Die Pfeile C in 11 kennzeichnen Strömungsrichtungen
der Kühlluftströme.
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Gemäß 10 sind
Abstrahlrippen 30 derart ausgebildet, dass ein Querschnitt
jeder Abstrahlrippe, die sich senkrecht zu einer zentralen Achse
der Drehwelle 8 erstreckt, eine lange, dünne Rechteckform
aufweist, wobei die Abstrahlrippen 30 in einer Reihe in
einem gleichmäßigen Abstand in Umfangsrichtung
angeordnet sind. Die Abstrahlrippen 30, die in einer Reihe
entlang des Umfangs angeordnet sind, sind radial außerhalb
eines hinteren Kühllüfters 17b positioniert,
so dass sie zu hinteren Spulenenden 19b weisen. Die entsprechenden
Abstrahlrippen 30 schneiden gerade Linien B, die sich in
einem radialen Muster in einer radialen Richtung von einer Drehmitte O
des Rotors 10 erstreckt, in einem Neigungswinkel ⌷.
Vorliegend ist der Neigungswinkel ⌷ ein Winkel, der durch
eine Mittellinie in einer Dickenrichtung einer Abstrahlrippe 30 und
durch eine gerade Linie B gebildet wird, die sich radial von der
Drehmitte O des Rotors 10 erstreckt und durch die Abstrahlrippe 30 in einer
Ebene führt, die sich senkrecht zu einer zentralen Achse
einer Drehwelle 8 erstreckt. Wenn die Abstrahlrippen lange,
dünne, rechteckige Querschnitte aufweisen, entsprechen
die Mittellinien in der Dickenrichtung der Abstrahlrippen ferner
Längsrichtungen.
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Kühlluftströme
strömen aus dem sich drehenden Kühllüfter 17b in
Richtungen, die vorwärts in der Drehrichtung relativ zu
den geraden Linien B geneigt sind. Wenn die Abstrahlrippen 30 vorwärts
in der Drehrichtung relativ zu der geraden Linie B geneigt sind,
wenn die Kühlluftströme aus dem Kühllüfter 17b strömen
und die Abstrahlrippen 30 erreichen, werden ihre Strömungsrichtungen
durch die Abstrahlrippen 30 entsprechend geringfügig
geändert, wenn sie zwischen den Abstrahlrippen 30 hindurchströmen,
wie es durch die Pfeile C in 11A gezeigt ist.
Wenn die Abstrahlrippen 30 hingegen rückwärts in
der Drehrichtung relativ zu den geraden Linien B geneigt sind, wenn
die Kühlluftströme aus dem Kühllüfter 17b strömen
und die Abstrahlrippen 30 erreichen, werden ihre Strömungsrichtungen
durch die Abstrahlrippen 30 stark geändert, wenn
diese zwischen den Abstrahlrippen 30 hindurchströmen,
wie es durch die Pfeile C in 11B gezeigt
ist.
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Da
die Strömungsrichtungen der Luftströme, die aus
dem Kühllüfter 17b ausströmen
und die Abstrahlrippen 30 erreicht haben, somit durch die
Abstrahlrippen 30 stark verändert werden, wenn
die Abstrahlrippen 30 rückwärts in der
Drehrichtung relativ zu den geraden Linien B geneigt sind, die sich
radial von der Drehmitte O des Rotors 10 erstrecken, wird ein
Druckverlust stark erhöht, wodurch das Kühlluftvolumen
verringert wird.
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Daher
ist es bevorzugt, dass die Abstrahlrippen 30 parallel zu
den geraden Linien B angeordnet sind, die sich radial von der Drehmitte
O des Rotors 10 erstrecken, oder vorwärts in der
Drehrichtung relativ zu den geraden Linien B geneigt sind. Da sich die
Ausströmrichtungen der Kühlluftströme
aus dem Kühllüfter 17b in Abhängigkeit
von der Form der Blätter 29 und der Drehzahl des
Rotors 10 unterscheiden, ist es insbesondere wünschenswert,
dass der Neigungswinkel ⌷ der Abstrahlrippen 30 relativ
zu den geraden Linien B mit den Ausströmrichtungen der
Kühlluftströme von dem Kühllüfter 17b in
einem Betriebszustand übereinstimmt, in dem der Fahrzeuggenerator
hauptsächlich verwendet wird.
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Ferner
entsprechen die Abstrahlrippen, die in einem radialen Muster an
einer Außenumfangsseite an der hinteren Fläche
eines Basisbereichs in den Ausführungsformen 1 bis 8 angeordnet
sind, Rippen, die parallel zu den geraden Linien B angeordnet sind.
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Zehnte Ausführungsform
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Die 12A, 12B und 12C sind Projektionen, bei denen Abstrahirippen,
die radial außerhalb eines hinteren Kühllüfters
angeordnet sind, und hintere Luftauslassöffnungen auf eine
Ebene projiziert sind, die sich senkrecht zu einer zentralen Achse
einer Drehwelle in einem Fahrzeuggenerator gemäß der
zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstreckt.
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Gemäß den 12A, 12B und 12C sind Abstrahlrippen 30 in einer Reihe
in Umfangsrichtung in einem Neigungswinkel ⌷ angeordnet,
und Luftauslassrippen 31 sind in einer Reihe in Umfangsrichtung
in einem Neigungswinkel ⌷ angeordnet.
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Wenn
der Neigungswinkel ⌷ der Abstrahlrippe 30 dem
Neigungswinkel ⌷ der Luftauslassrippen 30 entspricht,
sind die Strömungsrichtungen der Kühlluftströme,
die zwischen den Abstrahlrippen 30 ausgeströmt
sind, parallel zu den Luftauslassrippen 31, wie es in 12A gezeigt ist, so dass Kollisionen zwischen
den Kühlluftströmen und den Luftauslassrippen 31 sowie
Richtungsänderungen der Kühlluftströme,
etc. verhindert werden und auch ein Druckverlust minimiert wird.
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Wenn
der Neigungswinkel ⌷ der Abstrahlrippen 30 größer
als der Neigungswinkel ⌷ der Luftauslassrippen 31 ist,
kollidieren Teile der Kühlluftströme, die zwischen
den Abstrahlrippen 30 ausgeströmt sind, mit Wandflächen
der Luftauslassrippen 31, die rückwärts
relativ zur Drehrichtung angeordnet sind, wie es in 12B gezeigt ist, und ihre Richtungen werden geringfügig
geändert, wenn diese ausgelassen werden. Auf diese Weise
werden Kollisionen zwischen den Kühlluftströmen
und den Luftauslassrippen 31 sowie Richtungsänderungen
der Kühlluftströme, etc., verringert, wobei auch
ein Druckverlust reduziert wird.
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Wenn
der Neigungswinkel ⌷ der Luftauslassrippen 31 größer
als der Neigungswinkel ⌷ der Abstrahlrippen 30 ist,
wie es in 12C gezeigt ist, können
Wandflächen der Luftauslassrippen 31, die vorwärts
relativ zur Drehrichtung angeordnet sind, derart wirken, dass sie
die Kühlluftströme behindern, die zwischen den
Abstrahlrippen 30 ausströmen. Entsprechend werden
Kollisionen zwischen den Kühlluftströmen und den
Luftauslassrippen 31 sowie Richtungsänderungen
der Kühlluftströme, etc. erhöht, wodurch
auch ein Druckverlust erhöht und das Kühlluftvolumen
verringert wird.
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Entsprechend
ist es bevorzugt, dass die Abstrahlrippen 30 und die Luftauslassrippen 31 derart angeordnet
sind, dass der Neigungswinkel ⌷ der Abstrahlrippen 30 größer
als oder gleich dem Neigungswinkel ⌷ der Luftauslassrippen 31 ist.
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Elfte Ausführungsform
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13 ist
eine Projektion, bei der ein hinterer Kühllüfter,
Abstrahlrippen, die radial außerhalb des hinteren Kühllüfters
angeordnet sind, und hintere Luftauslassöffnungen auf eine
Ebene projiziert sind, die sich senkrecht zu einer zentralen Achse
einer Drehwelle in einem Fahrzeuggenerator gemäß der elften
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstreckt, und
die 14A und 14B sind
schematische Ansichten, die erläutern, wie Kühlluftströme,
die zwischen den Abstrahlrippen ausströmen, durch die Auslassöffnungen
strömen.
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Bei
der elften Ausführungsform, wie es in 13 gezeigt
ist, sind Rundungsflächen 30a und 31a an
entsprechenden Eckenbereichen der Abstrahlrippen 30A und
der Luftauslassrippen 31A ausgebildet.
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Bei
Luftauslassrippen 31, bei denen keine Rundungsflächen
an den Eckenbereichen ausgebildet sind, wie es in 14B gezeigt ist, kollidieren Kühlluftströme
mit den Luftauslassrippen 31, so dass an den Eckenbereichen
der Luftauslassrippen 31 ein Ablösen stattfindet,
wodurch ein Druckverlust erhöht wird. Entsprechend treten
Verringerungen des Kühlluftvolumens und Erhöhungen
der Windgeräusche aufgrund von Kollisionen auf. Bei Abstrahlrippen 30 kollidieren
die Kühlluftströme ebenfalls mit den Abstrahlrippen 30,
woraufhin an den Eckenbereichen der Abstrahlrippen 30 ebenfalls
ein Ablösen auftritt, was ähnliche Folgen hat.
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Da
bei der elften Ausführungsform, wie es in 14A gezeigt ist, die Kühlluftströme
mit den Luftauslassrippen 31A kollidieren und dann entlang
der Rundungsflächen 31a strömen, eines
Abreißens der Kühlluftströme unterdrückt,
wodurch der Druckverlust verringert wird. Auf diese Weise können
Verringerungen des Kühlluftvolumens und Erhöhungen
der Windgeräusche aufgrund von Kollisionen verringert werden.
Da die Rundungsflächen 30a an den Eckenbereichen
der Abstrahlrippen 30A ausgebildet sind, kann in ähnlicher
Weise ein Abreißen der Kühlluftströme
verhindert werden, da die Kühlluftströme mit den
Abstrahlrippen 30A kollidieren und dann entlang der Rundungsflächen 30a strömen.
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Da
die Rundungsflächen 30a und 31a an den Eckenbereichen
der Abstrahlrippen 30A und der Luftauslassrippen 31A ausgebildet sind,
kann ein Einströmen und Ausströmen der Kühlluftströme
erhöht werden, ohne die Fläche der Abstrahlrippen 30A und
der Luftauslassrippen 31A zu vergrößern,
wodurch ein Druckverlust unterdrückt wird.
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Bei
der zuvor beschriebenen elften Ausführungsform sind die
Eckenbereiche der Abstrahlrippen 30A und der Luftauslassrippen 31A derart
ausgebildet, dass sie eine gebogene Form aufweisen, wobei die Eckenbereiche 30b und 31b der
Abstrahlrippen 30B und der Luftauslassrippen 31B auch
gefast sein können, um eine geneigte Form zu erzielen,
wie es in 15 dargestellt ist.
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Zwölfte Ausführungsform
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16 ist
eine Projektion, in der ein hinterer Kühllüfter,
Abstrahlrippen, die radial außerhalb des hinteren Kühllüfters
angeordnet sind, hintere Spulenenden und hintere Luftauslassöffnungen
auf einer Ebene projiziert sind, die sich senkrecht zu einer zentralen
Achse einer Drehwelle in einem Fahrzeuggenerator gemäß der
zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
erstreckt, und 17 ist eine schematische Ansicht,
die erläutert, wie Kühlluftströme, die
aus dem Kühllüfter ausgeströmt sind,
zwischen den Abstrahlrippen hindurchströmen.
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Gemäß 16 sind
Abstrahlrippen 32 derart ausgebildet, dass ein. Querschnitt
jeder Abstrahlrippe 32 senkrecht zu einer zentralen Achse
der Drehwelle 8 ein dünner, gebogener Körper
ist, bei dem ein Winkel relativ zu einer geraden Linie B nach und nach
abnimmt, und die Abstrahlrippen 32 sind in einer Reihe
in einem gleichmäßigen Abstand in Umfangsrichtung
angeordnet. Die Abstrahlrippen 32, die umfänglich
in einer Reihe angeordnet sind, sind radial außerhalb eines
hinteren Kühllüfters 17b positioniert,
so dass sie zu hinteren Spulenenden 19b weisen. Luftauslassrippen 31,
die Luftauslassöffnungen 2b definieren, sind in
einem Winkel ⌷ vorwärts in einer Drehrichtung
A relativ zu den geraden Linien B geneigt.
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Da
der hintere Halter 2 mittels Formen oder Druckgießen
hergestellt wird, ist eine Grenze in Bezug auf den Neigungswinkel ⌷ der
Luftauslassrippen 31 vorhanden. Wenn der Neigungswinkel ⌷ der
Luftauslassrippen 31 groß ist, muss die Anzahl
von Luftauslassrippen 31 verringert werden, wodurch die Querschnittsfläche
der Luftauslassöffnungen 2b reduziert wird. Je
schneller die Drehzahl des Motors 10 ist, desto tangentialer
zum Rotor 10 werden die Ausströmrichtungen der
Kühlluftströme von dem Kühllüfter 17b.
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Kollisionen
zwischen Kühlluftströmen und den Abstrahlrippen 32 sowie
Richtungsänderungen der Kühlluftströme
werden minimiert, wenn die Kühlluftströme zwischen
den Abstrahlrippen 32 strömen, wenn die Abstrahlrippen 32 parallel
zu den Strömungsrichtungen der Kühlluftströme
angeordnet sind, und auch ein Druckverlust wird minimiert. Aus diesem
Grund ist es wünschenswert, dass ein Neigungswinkel ⌷in an einer Einströmseite der Abstrahlrippen 32 vergrößert
wird, um die Tangente an den Rotor 10 anzunähern,
und dass ein Neigungswinkel ⌷out an
einer Ausströmseite den Neigungswinkel ⌷ der Luftauslassrippen 31 annähert.
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Da
der Neigungswinkel ⌷in bei der
zwölften Ausführungsform an der Einströmseite
der Abstrahlrippen 32 größer als der
Neigungswinkel ⌷out an der Ausströmseite
gewählt ist, kann der Neigungswinkel ⌷in an der Einströmseite der Abstrahlrippen 32 die Tangente
an den Rotor 10 annähern, und der Neigungswinkel ⌷out an der Ausströmseite kann den
Neigungswinkel ⌷ der Luftauslassrippen 31 annähern. Entsprechend
kann ein Druckverlust verringert werden, wenn die Kühlluftströme
in die Abstrahlrippen 32 strömen, und der Druckverlust
wird ferner verringert, wenn die Kühlluftströme
in die Luftauslassöffnungen 2b strömen.
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Da
Einströmendbereiche und Ausströmendbereiche der
Abstrahlrippen 32 in sanft gebogenen Flächen derart
verknüpft sind, dass der Neigungswinkel ⌷ nach
und nach abnimmt, strömen die Kühlluftströme
sanft entlang der gebogenen Flächen der Abstrahlrippen 32,
wenn sie durch die Abstrahlrippen 32 strömen,
wie es durch die Pfeile in 17 dargestellt
ist, wodurch ein Druckverlust verringert wird, der durch Richtungsänderungen
der Kühlluftströme erzeugt wird.
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Da
Hochgeschwindigkeitskühlluftströme an der Ausströmseite
des Kühllüfters gemäß der vorliegenden
Erfindung direkt zum Kühlen der Abstrahlrippen verwendet
werden, kann ein Hochleistungsfahrzeuggenerator erzielt werden,
bei dem die Wärmeabstrahlleistung hoch ist.
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Die
Anzahl und die Querschnittsformen der Abstrahlrippen der Kühlkörper
sind nicht auf diejenigen beschränkt, die in den zuvor
beschriebenen Ausführungsformen genannt sind.
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Ähnliche
Effekte können auch erzielt werden, wenn eine Isolationsbeschichtung
auf die Abstrahlrippen der Kühlkörper aufgetragen
wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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