DE1984662U - Drehstromgenerator. - Google Patents

Description

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Gebrauchsmusterhilfsanmeldung B 52 97V21c Gbm Ε» 794-1 Robert Bosch GmbH, Stuttgart 22..2.1968' Rb/Sz

Drehstromgenerator

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehstromgenerator mit drei feststehenden Phasenwicklungen, von denen jede jeweils über einen lasts tr omgl eichr icht er mit einem Plus-Anschluß und über einen anderen Laststromgleichrichter mit einem Minus-Anschluß des Generators verbunden ist, wobei jeweils mehreren Laststromgleichrichtern ein gemeinsamer Kühlkörper zugeordnet ist.

Aus der US-Patentschrift 3 041 484· ist bereits ein Drehstromgenerator bekannt, bei dem jeweils drei Laststromgleichrichter zur Erzeugung der positiven Polarität und drei Laststromgleichrichter zur Erzeugung der negativen Polarität auf einem kreisringförmigen Kühlkörper angeordnet sind, der gleichzeitig auch als elektrische Verbindung für die auf ihm angeordneten Gleichrichter dient. Die anderen Anschlüsse dieser Gleichrichter sind in geeigneter Weise über Anschlußdrähte angeschlossen.

Das Anschließen dieser Drähte ist umständlich! es verteuert Montage und Reparaturen und erfordert entsprechenden Raum, der die wirksame Kühlfläche der Kühlkörper vermindert. Außerdem führen die Erschütterungen des Kraftfahrzeugbetriebs gelegentlich zu einem Bruch dieser Drähte.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, die Nachteile der bekannten Generatoren zu vermeiden und insbesondere eine einwandfreie mechanische und elektrische Befestigung der Gleichrichter des Generators zu erzielen, die weitgehend rüttelfest ist«,

Nach der Erfindung wird dies bei einem eingangs genannten Drehstromgenerator dadurch erreicht, daß ein !eil aus Isoliermaterial vorgesehen ist, an dem Leiter zum elektrischen Verbinden der Gleichrichter

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"befestigt sind, und daß die Kühlkörper als Spannplatte!! ausgebildet sind, die die einzelnen Gleichrichter gegen das Seil aus Isoliermaterial pressen«, Diese Befestigung ist sehr einfach» Sie garantiert gleichzeitig eine gute Kühlung, eine gute mechanische und eine rüttelfeste elektrische Befestigung der Laststromgleichrichter»

In Weiterbildung der Erfindung wird der Generator so ausgebildet, daß zur Stromversorgung der Erregerwicklung des Generators drei zusätzliche Gleichrichter vorgesehen sind, und daß diese zusätzlichen Gleichrichter ebenfalls jeweils zwischen die als Spannplat= ten ausgebildeten Kühlkörper und das Seil aus Isoliermaterial eingespannt sind» Die Befestigung dieser zusätzlichen Gleichrichter, der sogenannten Erregerdioden, wird dadurch außerordentlich einfach, besonders, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Generator so ausgebildet ist, daß für jede Phasenwicklung des Generators ein als Spannplatte ausgebildeter Kühlkörper vorgesehen ist und daß jeweils drei einer Phasenwicklung zugeordnete Gleichrichter, nämlich der eine laststromgleichrichter, der andere Las t stromgleich richter und der zusätzliche Gleichrichter an den drei Ecken eines gedachten Dreiecks angeordnet sind, so daJ/die Sinspannkraft zwischen Spannplatte und isolierendem Seil auf alle drei Gleichrichter wirkt» Harn erhält also eine sogenannte Dreipunktauflagerung, und alle drei Gleichrichter werden mit der linspannkraft beaufschlagt, so daß neben der mechanischen Befestigung auch ein guter elektrischer Kontakt sichergestellt ist.

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Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen Drehstromgenerator für Kraftfahrzeuge, teilweise im Längsschnitt und teilweise in der Ansicht,

Fig. 2 eine axiale Draufsicht auf den rückwärtigen Lagerdeckel des Drehstromgenerators und auf seine Gleichrichteranordnung,

Fig. 3 das elektrische Schaltbild des Drehstromgenerators, zusammen mit Batterie und Regler,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IY-IT der Fig. 1 ,

Fig, 5 eine axiale Draufsicht auf den rückwärtigen Lagerdeckel bei teilweise entfernter Gleichrichteranordnung,

Fig. 6 einen nach der Linie YI-VI in Fig« 2 geführten Schnitt durch den rückwärtigen Lagerdeckel, und

Fig. 7 einen einzelnen, als Spannplatte ausgebildeten Kühlkörper mit drei eingesetzten Gleichrichtern, von denen zwei für den Laststrom und einer für den Erregerstrom vorgesehen ist»

Der in Fig. 1 dargestellte Drehstromgenerator (Lichtmaschine) weist einen auf seiner Antriebswelle 10 sitzenden Klauenpolaker 11 mit vier Polpaaren auf, der eine zwischen zwei mit klauenartigen Ans ätzen 12 versehenen Stirnplatten I5

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sitzende Erregerwicklung I4 enthält. Die Erregerwicklung I4 ist mit ihren Wicklungsenden über zwei auf der Antriebswelle 10 sitzende Schleifringe 15 und 16 sowie je eine Kohlebürste I7 jeweils an einen von zwei Anschlußbolzen 18a und 18b angeschlossen, die in einem topfförmigen Lagerschild I9 sitzen. Das Lagerschild I9 nimmt in einem nicht näher bezeichneten Einpaß das ,Ständerblechpaket 20 des Drehstromgenerators auf, das mit Hilfe eines an der Antriebsseite der Antriebswelle 10 aufgesetzten Lagerdeckels 21 gegen das rückwärtige Lagerschild I9 mit Spannschrauben 22 festgezogen ist.

Das Ständerblechpaket 20 trägt drei entlang seinem Bohrungsumfang gleichmäßig verteilte Drehstromwicklungen 2J₅ 24 und 25₉ die miteinander in Sternschaltung verbunden sind. Wie das Schaltbild nach Fig. 3 erkennen läßt, ist jede der Drehstromwicklungen an den Verbindungspunkt zweier Laststromgleichrichter 33a, 3313 bzw. 34a» 34'b bzw. 35a» 35^ angeschlossen, die zusammen einen Drehstrom-Brückengleichrichter bilden, dessen Gleichstromausgang, wie aus Fig» 3 ersichtlich, an eine (positive) Anschlußklemme 54 und eine (negative) Anschlußklemme 18a, welche mit Masse verbunden ist, geführt ist. Außer diesen den Laststrom der Lichtmaschine führenden Gleichrichtern sind noch drei zusätzliche Gleichrichter 36, 37» und 38 vorgesehen, von denen jeder ebenfalls mit einer der drei Phasenwicklungen 23, 24, 25 verbunden und an seiner anderen Elektrode an eine gemeinsame Verbindungsleitung 39 angeschlossen ist, die über einen in Fig. 3 bei R schematisch angedeuteten Spannungsregler zu der Erregerwicklung 14 führt, deren anderer Anschluß mit der Anschlußklemme 18a verbunden ist. Die Gleichrichter 36, 37» 38 werden im folgenden auch als Erregerdioden bezeichnet.

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Um eine möglichst kompakte Bauweise für die zur Gleichrichtung des der Batterie B zufließenden Batterieladestromes dienenden Laststromgleichrichter 33a, 34a, 35a, 35b, 34b, 35b und außerdem für die drei Erregerdioden 36, 37 .und 38 zu schaffen und sicherzustellen, daß diese Gleichrichter auch bei·" niedrigen Antriebsdrehzahlen der Lichtmaschine ausreichend gekühlt und mit ihrer vollen Stromstärke belastet werden können, sind erfindungsgemäß als-Kühlkörper drei in Pig. 2 in der Ansicht auf ihre Rückseite dargestellte Spannplatten 40, 41 und 42 vorgesehen, von denen jede in der aus Fig* 1 ersichtlichen Weise über einen Kabelschuh 43 und eine Anschlußschraube 44 mit jeweils einer der Phasenwicklungen 23, 24 oder 25 verbunden ist. Jede dieser untereinander gleichen und daher austauschbaren Spannplatten enthält drei an der gleichen Breitseite der Spannplatten liegende, vorzugsweise eingeprägte Ausnehmungen in Form von Sacklochbohrungen 45, 46 und 47 (Fig° 6), die annähernd zentral zu einem isoliert in der jeweiligen Spannplatte sitzenden Schraubenbolzen 48 (Fig. 1) angeordnet sind. In der Sacklochbohrung 45 sitzt jeweils einer der mit der Masseleitung verbundenen Laststromgleichrichter 33a, 34a oder 35a, wohingegen in der dem Schraubenbolzen gegenüberliegenden, dem äußeren Rand der Spannplatte benachbarten Bohrung 46 einer der zum Pluspol der Batterie B führenden Laststromgleichrichter 33b, 34b oder 35b angeordnet ist. In der dem Innenrand benachbarten dritten Bohrung 47 sitzt jeweils die mit der gleichen Drehstromwicklung verbundene Erregerdiode 36> 37 oder 38. Die Anordnung ist so getroffen, daß die in Fig. 3 ^mi* einer verstärkten Linie angedeutete Spannplatte 40 mit der Drehstromwicklung 23 verbunden ist und die beiden Laststromgleichrichter 33a und 33b sowie die Erregerdiode 36 trägt. Auf der mit der Drehstromwicklung 24 verbundenen Spannplatte 4I sitzen die Laststromgleichrichter 34a und 34b sowie die

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Erregerdiode 37jund die an die dritte Drehstromwicklung 25 angeschlossene Spannplatte 4-2 enthält die Laststromgleichrichter 35a und 35*^{1 unt}^ die. Erregerdiode 38·

Quer zur Drehachse der Lichtmaschine erstreckt sich eine ringsektorförmige Isolierstoffplatte 50, die, wie Fig. 5 besser erkennen läßt, zwei zueinander konzentrisch angeordnete, in den Isolierstoff eingebettete Sammelschienen 5.1 und 52 trägt. Die äußere Sammelschiene 5I steht mit einem Anschlußschraubenbolzen 54 in Verbindung, auf dem ein in der Zeichnung nicht dargestelltes, die Ladeleitung für die Batterie B bildendes Kabel befestigt werden kann» Gegen die mit diesem Anschlußbolzen 54 verbundene Sammelschiene 51 liegen die über die Breitseiten der Spannplatten vorstehenden Pluselektroden der drei Laststromgleichrichtei 33b_s 34b und 35^ an» Die jeweils nahe der inneren Randzone der Spannplatten angeordneten Erregerdioden 36, 37 und 38 haben Kontakt mit der inneren Sammelschiene 52 und mit dem auf dieser sitzenden Schraubenbolzen 55·

Wie die Fig. 4 deutlich erkennen läßt, ist das rückwärtige Lagerschild 19 radförmig ausgebildet und hat mehrere speichenförmige Rippenpaare 57 und 58, die jeweils untereinander mit angegossenen Laschen 59 verbunden sind. In diese Laschen ist jeweils ein Gewinde 60 eingeschnitten, das jeweils einen der zur Befestigung der Spannplatten 40? 41 > 42 dienenden Schraubenbolzen 48 aufnimmt. In diese Laschen 59 sind außerdem"aus Kupfer hergestellte Kontaktbolzen 61 mit ihrem abgesetzten Schaft eingedrückt. Der über die Oberfläche der Isolierstoffplatte 50 vorstehende Kopf der Bolzen 61 dient jeweils als Anlagefläche für einen der Minusgleichrichter 3Ja* 34a und 35a, welche über die Kontakt-

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bolzen und das metallische Lagerschild I.9 untereinander und mit dem Minuspol der Batterie in Verbindung stehen. Durch die zentrale Lage der Schraubenbolzen 48 wird eine Dreipunktauflage für die drei jeweils zu einer Spannplatte gehörenden Gleichrichter erzielt. Dadurch wird sichergestellt, daß diese mit dem erforderlichen, gleichmäßigen Kontaktdruck auf ihren Sammelschienen bzw. ihrem Kontaktbolzen 61 aufliegen.

Zur Erleichterung beim Zusammenbau und zur Sicherung ihrer richtigen Lage gegenüber der Isolierstoffplatte 50 weist jede der Spannplatten 40, 41? 42 an der inneren und äußeren Randzone einen Kragen 62, 63 bzw. 64 auf, der über diejenige Breitseite der·Spannplatte vorsteht, in welcher die Gleichrichter sitzen. Beim Aufsetzen der Spannplatten greifen diese Kragen 62 bis 64 über den Rand der Isolierstoffplatte 50 hinweg und sichern die Spannplatte in einer unverdrehbaren Lage.

Zur Sicherstellung des Kontaktdruckes der Gleichrichter empfiehlt es sich, unter den Kopf der Schrauben 48» die mit Hilfe eines gepreßten Isolierstoffröhrchens 66 und einer untergelegten Isolierstoffscheibe 67 gegen ihre zugehörige Spannplatte isoliert sind, eine oder mehrere Tellerfedern zu legen. Diese sichern auch bei länger Betriebszeit und nach häufigen starken Temperaturwechseln die Kontaktgabe zwischen den Gleichrichtern und ihren Anschlußleitungen.

Das Aufsetzen und Anschrauben der Spannplatten 40 bis 42 wird wesentlich erleichtert, wenn die Gleichrichter in den Sacklochbohrungen 45 bis 47 der Spannplatten so festsitzen, daß sie nicht herausfallen können. Dies kann man

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in zufriedenstellender Weise durch Einpressen der Gleichrichter in die Bohrungen erzielen. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel werden Silizium-Gleichrichter mit einem als Zu- oder Ableitungselektrode dienenden tablettenförmi» gen Gehäuse verwendet, in dem die Gegenelektrode 65 mit einem Glasverschluß befestigt ist und zur Sicherung des Anschlusses auf Druck beansprucht werden kann.

Deshalb sind bei den Plusgleichrichtern 33h» 34h und 35b und bei den Erregerdioden 36, 37 und 38 Ringe 70 aus elastischem Kunststoff, beispielsweise aus Nylon, vorgesehen, die in den Sacklochbohrungen verspannt sind.

Damit als Minusgleichrichter 33a, 34a, 35a Siliziumgleichrichter in gleicher Ausführung wie'für die Plusgleichrichter 33b, 34b und 35 b verwendet werden können, sind in den zur Aufnahme der Minusgleichrichter bestimmten Sacklochbohrungen 45 der Spannplatten 40, 4I und 42 Isolierstoffringe 72 vorgesehen, mit denen das Gehäuse dieser Gleichrichter gegen die Spannplatte isoliert und außerdem sichergestellt ist, daß nur die gegen das Gehäuse isolierte Elektrode des Gleichrichter mit der am Grunde der Sacklochbohrung angeprägten Druckwarze 73 Kontakt bekommen kann.

TJm den von einem auf der Welle 10 sitzenden Lüfterrad 75 von rückwärts in das Maschinengehäuse eingesaugten Kühlluftstrom möglichst dicht an den gleichzeitig als Kühlkörper wirkenden Spannplatten 40, 4I. und 42 vorbeizuführen, ist auf den Rand des Lagerschildes I9 ein nach rückwärts abstehender, aus Isolierstoff gepreßter Führungsmantel 76 aufgesetzt und mit Spannschrauben 77 befestigt, die in die gleichen Gewindelöcher wie die Spannschrauben 22

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eingedreht sind. Der Führungsmantel 76 wird erst dann aufgesetzt; wenn die Spannplatten 40» 41 und 42 mit Hilfe ihres jeweiligen Schraubenbolzens 48 gegen die Rippen 57 und 58 und die Isolierstoffplatte 50 festgezogen und nach dem Einschrauben der Anschlußschrauben 44 über die Kabelschuhe 43 mit ihrer zugehörigen Drehstromwicklung verbunden sind»

Da die Spannplatten 40» 41 und 42 die notwendige Verbindung unter den in ihnen befestigten Gleichrichtern herstellen, sind bei der Montage der Lichtmaschine außer den Zuleitungen der Wechselstromwicklungen keine Yerbindungsleitungen zu verlegen. Die gewählte Unterbringung der Gleichrichter in den Spannplatten ergibt eine Baugruppe, die bereits vor dem Einbau auf ihre Punktionstüchtigkeit überprüft und bei einem späteren Schadensfall gegen eine andere ausgewechselt werden kann, ohne daß die Gefahr eines falschen Anschlusses befürchtet werden muß.

Claims (1)

1. RÄ. 1H 360*26.

   Gebrauchsmus terhilfsaimeldungB52 974/2Ic Gbm Ε» 7941

   Robert Bosch GmbH, Stuttgart 22„2„1968 Rb/Sz

   Schutzanspräche

   Ι« Drehstromgenerator mit drei feststehenden Phasenwicklungen, von denen jede jeweils über einen Laststromgleichrichter mit einem Plus-Anschluß und über einen anderen Laststromgleichrichter mit einem Minus-Anschluß des Generators verbunden ist, wobei jeweils mehreren Laststromgleichrichtern ein gemeinsamer Kühlkörper zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (50) aus Isoliermaterial vorgesehen ist, an dem Leiter (50, 51? 61) zum elektrischen Verbinden der Gleichrichter befestigt sind, und daß die Kühlkörper (4O₅ 41, 42) als Spannplatten ausgebil- det sind, die die einzelnen Gleichrichter gegen das Teil (50) aus Isoliermaterial pressen»

   2« Drehstromgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stromversorgung der Erregerwicklung (14) des Generators drei zusätzliche Gleichrichter (36, 37? 38) vorgesehen sind, und daß diese zusätzlichen Gleichrichter ebenfalls jeweils zwischen die als Spannplatten ausgebildeten Kühlkörper (40, 41, 42) und das Teil (50) aus Isoliermaterial eingespannt sind«,

   3· Drehstromgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Phasenwicklung (23, 24, 25) des Generators ein als Spannplatte ausgebildeter Kühlkörper (40, 41, 42) vorgesehen ist und daß jeweils drei einer Phasenwicklung zugeordnete Gleich-

   richter, nämlich der eine Laststromgleichrichter (33b, 341), 35b), der andere Laststromgleichrichter (33a, 34a, 35a) und der zusätzliche Gleichrichter (36, 37» 38) an den drei Ecken eines gedachten Dreiecks (]?ig. 7) angeordnet sind, so daß die Einspannkraft zwischen Spannplatte (40, 41, 42) und isolierendem Teil (50) auf alle drei Gleichrichter wirkt.

   4., Drehstromgenerator nach einem der lnsprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den als Spannplatten ausgebildeten Kühlkörpern (40, 41, 42) Ausnehmungen (45, 46, 47) für die einzelnen
   Gleichrichter vorgesehen sind.

   5. Drehstromgenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Befestigungsbolzen (48) die Spannplatte etwa in der Mitte
   des gedachten Dreiecks (Jig. 7) durchdringt.

   6. Drehstromgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5? dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Gleichrichter durch den zugebrd-* neten, als Spannplatte ausgebildeten Kühlkörper (40, 41, 42)
   direkt gegen die Leiter (50, 51, 61) in dem Teil (50) aus Isoliermaterial gepreßt werden.

   7. Drehstromgenerator nach einem.der insprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die als Spannplatten ausgebildeten Kühlkörper
   (40, 41, 42) in einer quer zur Generatorachse verlaufenden Ebene angeordnet sind.

   8» Drehstromgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß vorgespannte Federglieder (68) Torgesehen sind, welche die Kühlkörper (40, 41, 42) in Richtung auf das Teil aus Isoliermaterial pressen.

   9. Drehstromgenerator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein 5OeIl der Gleichrichter in die Ausnehmungen (45, 46, 47) der Kühlkörper (40, 41, 42) eingepreßt ist.

   10» Drehstromgenerator nach Anspruch 4 oder Anspruch 9? dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (45, 46, 47) in die Kühlkörper eingeprägt sind.

   11. Drehstromgenerator nach einem der Ansprüche 1 Ms 10, dadurch gekennzeichnet, daß um die als Spannplatten ausgebildeten Kühlkörper (40, 41, 42) und das Seil (50) aus Isoliermaterial ein Luftführangsmantel (76) für die von einem Iküffcer (75) d.®^s Generators angesaugte Kühlluft des Generators vorgesehen ist«.

   12. Drehstromgenerator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Iiuftführungsmantel (76) aus einem Isolierstoff besteht«.

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