DE2305484B2

DE2305484B2 - Erregereinrichtung fuer eine gleichstromerregte drehstrom-lichtmaschine

Info

Publication number: DE2305484B2
Application number: DE19732305484
Authority: DE
Inventors: Werner 8012 Ottobrunn; Pilz Dieter Dipl.-Ing 8000 München; Weidlich Reiner Dipl.-Ing 8025 Unterhaching; Fickenscher Peter; Schmid Elmar; 8000 München; Reinl Herbert 8021 Taufkirchen Schott
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-02-05
Filing date: 1973-02-05
Publication date: 1977-12-29
Also published as: US3876926A; FR2216703B3; FR2216703A1; DE2305484C3; DE2305484A1; IT1009609B; GB1428605A; ES422908A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Erregereinrichtung für eine gleichstromerregte Drehstrom-Lichtmaschine nach dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Einrichtung ist bekannt durch die DT-OS 21 32 719.

Bei Spannungsreglern spielt auch der mechanische Aufbau eine entscheidende Rolle. Sie müssen in einem Temperaturbereich von —40°C bis +120⁰C störungsfrei arbeiten. Bei einer derartigen Temperaturspanne ercehen sich durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten vom Gehäuse, elektronischen Bauteilen und eventuell verwendetem Vergußmaterial hohe mechanische Spannungen, so daß es leicht zur Zerstörung der elektrischen Schaltelemente kommt. ·■> Dieses Problem ist beispielsweise in der US-PS 35 32 962 angesprochen, ohne daß diese Patentschrift jedoch eine Lösung aufzeigen könnte, die über Kunststoffverguß der elektronischen Schaltung überflüssig machen könnte.

id Der übliche Kunststoffverguß dient dazu, die mechanische Festigkeit der elektronischen Schaltung angesichts der im Fahrbetrieb auftretenden Vibrationen und Erschütterungen zu erhöhen und die elektronischen Bauelemente gegen die schädigenden Einflüsse von

ι ^ri Feuchtigkeit, öl, Benzin usw. zu schützen.

In der Herstellung vorteilhaft sind Regler mit einer als Dickschicht-Hybridschaltung ausgeführten elektronischen Schaltungsanordnung und mit einem Gehäuse aus gut wärmeleitendem Material, auf dessen Innenseite die Dickschicht-Hybridschaltung mittels eines Klebers befestigt ist und das Durchbrechungen für die Anschlußdrähte und für äußere Befestigungsmöglichkeiten besitzt. Ein solcher Regler ist durch die Zeitschrift »Elektronik« 1970, Heft 7, S. 224, bekannt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Erregereinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der durch die räumliche Ausbildung der Einzelteile, durch die Anpassung der Einzelteile untereinander sowie durch ihren Zusammenbau sicher-

K) gestellt wird, daß die oben beschriebenen Nachteile der bekannten Ausführungsformen vermieden werden, daß aber die Vorteile der elektronischen Spannungsregler, d. h. ihre guten Regeleigenschaften sowie ihre hohe Lebensdauer erhalten bleiben.

i-3 Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Damit ergeben sich die Vorteile eines gewicht-, raum- und kostensparenden Aufbaus, einer Vermeidung örtlicher Überhitzungen und Überlastungen, was zu großer Lebensdauer der Bauelemente beiträgt, der Möglichkeit, die erfindungsgemäße Erregereinrichtung direkt als Anbauregler an der Lichtmaschine oder ohne Änderungen auch als Wegbau-Regler zu verwenden, der Möglichkeit zur ungehinderten Abfuhr im Alltags-

4"i betrieb auftretender Wärme, eines feuchtefesten Abschlusses der elektronischen Bauelemente gegenüber der Außenwelt und einer hohen mechanischen Festigkeit auch ohne totalen Kunststoffverguß.
Vorzugsweise ist neben der Dickschicht-Hybridschaltung zusätzlich ein Kühlblech mit der Zenerdiode an dem Reglergehäuse mittels Klebers befestigt. Diese Zenerdiode begrenzt bei Auftreten der eingangs beschriebenen fünf Extremfälle die Spannung im Bordnetz auf einen für elektronische Bauelemente

t>5 ungefährlichen Wert. Dabei wird die in der Lichtmaschine erzeugte elektrische Energie in der Zener-Diode in Wärme umgesetzt. Diese Wärme kann über das Kühlblech ungehindert abgeführt werden, da aufgrund der Tatsache, daß die Zener-Diode direkt zwischen

ho Plus- und Minus-Anschluß des Reglers geschaltet ist, eine Isolation der Diodenanode gegen das Reglergehäuse nicht erforderlich ist, so daß zwischen Kühlblech und Reglergehäuse keine Isolierschicht nötig ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfin-

(ii dung ist die Stirnfläche des Reglergehäuses, in der die Durchbrechungen für die äußeren Anschlußdrähte vorgesehen sind, gegenüber den Seitenflächen niedriger, so daß zwischen Stirnfläche und Deckel ein Spalt

verbleibt. Durch diesen Spalt wird die Außenkammer mit härtbarem Kunstharz gefüllt, wodurch eine vollständige Abdichtung der elektronischen Bauelemente ^;n der inneren Kammer gegen die Außenwelt gewährleistet ist.

Vorzugsweise besteht das Reglergehäuse aus Alumi- ■> nium oder einer Aluminiumlegierung und besitzt an seiner Außenseite Kühlrippen. Der das Reglergehäuse verschließende Deckel besteht dagegen vorteilhafterweise aus einem wäi-rneisolierenden Kunststoffmaterial, vorzugsweise mii einer Wärmestrahlung reflektieren- n> den Oberfläche. Dadurch wird verhindert, daß die z. B. in der Lichtmaschine erzeugte Wärme ungehindert zu den elektronischen Bauelementen gelangen kann.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Fig. 1 ?eigt die Innenschaltung einer Drehstrom-Lichtmaschine. Man erkennt die im Ständer angeordnete Drehstromwicklung 5. Die darin erzeugte Spannung wird mit Hilfe einer Dioden-Brückenschaltung, bestehend aus sechs Dioden DA, gleichgerichtet und über die Lichtmaschinenanschlüsse + B und - B der Batterie A zugeleitet. Ein Teil der in der Drehstromwicklung S erzeugten Spannung wird mit Hilfe weiteren Dioden DE gleichgerichtet und als Erregerspannung der im Läufer angeordneten Erregerwicklung £ sowie der 2ϊ Regleranschlußklemme + D zugeleitet. Der Stromfluß durch die Erregerwicklung wird mit Hilfe des Spannungsreglers R, der an die Anschlüsse +D₁-D und DF angeschlosen wird, so kontrolliert, daß die an den Klemmen +B und — B abgegebene Gleichspan- in nung immer gleich der Batterieladespannung ist. Zwischen den Anschlußklemmen + B und + D ist auch der Zündschalter Z und die Ladekontrollampe L angeordnet.

F i g. 2 zeigt einen Blick in das Innere des geöffneten, r> erfindungsgemäßen Reglers. Man erkennt ein Reglergehäuse 1 mit Befestigungsmöglichkeiten 2. Im Inneren des Reglergehäuses 1 ist ein erstes Substrat 3 aus Isoliermaterial und ein zweites Substrat 4 aus Metall mit Hilfe eines Klebers befestigt, wobei auf guten w Wärmekontakt zwischen Substrat 3,4 und Reglergehäuse 1 zu achten ist. Auf dem Substrat 4 befindet sich die Zener-Diode 5, die mit Hilfe von Anschlußbändchen 12 kontaktiert ist.

Auf dem Substrat 3 befindet sich eine Dickschicht- r> Hybridschaltung mit aufgedruckten und eingebrannten Leitungsbahnen bzw. Widerständen 6 und eingelöteten Kondensatoren 7, Dioden 8 und Transistoren 9.

Die Kontaktierung der Hybridschaltung erfolgt mit Hilfe von Anschlußbändchen 18, die zu Lötösen 17 >o geführt sind, an denen auch die Anschlußbändchen 12 der Zener-Diode 5 angelötet sind. Die Lötösen 17 sind auf einer senkrecht stehenden Isolier-Trennwand 16 angebracht, die von zwei Erhöhungen 20, 20' in Reglergehäuse 1 und Deckel 22 gehalten wird und den ->·-> Reglergehäuse-Innenraum in zwei Kammern einteilt.

Zur Verbindung der Reglerschaltung mit der Lichtmaschine dienen die Anschlußdrähte 10, die in Durchbrechungen 11 durch das Reglergehäuse 1 hindurchgeführt und an den Lötösen 17 befestigt sind. nn In den Flächen des Reglergehäuses 1, auf denen der Deckel 22 aufliegt, ist eine umlaufende Rille 15 vorgesehen. In diese Rille 15 greift ein am Deckel 22 angebrachter Vorsprung 21 ein, wodurch eine verbesserte Dichtung erreicht wird. Die Stirnfläche 13 des Reglergehäuses 1, in der die Durchbrechungen 11 angeordnet sind, ist gegenüber den anderen Seitenflächen niedriger. Durch den dadurch entstehenden breiten Spalt wird härtbares Kunstharz in die äußere Kammer gegossen, wodurch eine gute Abdichtung der elektronischen Bauelemente gegen äußere Einflüsse gewährleistet ist. Durch die Kontaktierung der äußeren Anschlußdrähte an den Lötösen 17 wird außerdem verhindert, daß die zwischen Draht und Isolierhülle der Anschlußdrähte 10 entlangkriechende Feuchtigkeit zu den elektronischen Bauelementen in der inneren Kammer gelangen kann.

Die F i g. 3 zeigt einen Schnitt durch das Reglergehäuse 1 gemäß der Linie III —IH. Dabei sind der Übersichtlichkeit wegen die eingesetzten elektronischen Bauelemente weggelassen. Man erkennt das Reglergehäuse 1 aus einem gut wärmeleitenden Material, z. B. Aluminium. Weiterhin erkennt man die umlaufende Rille 15, die Erhöhungen 20 zur Halterung der (nicht dargestellten) Isolier-Trennwand 16, die Durchbrechungen 11 zur Führung der äußeren Anschlußdrähte 10 und die verkürzte Stirnfläche 13, die den breiten Spalt für das Einfüllen des aushärtenden Kunstharzes bildet.

F i g. 4 zeigt einen weiteren Schnitt durch das Reglergehäuse der F i g. 2 entsprechend den Schnittlinien IV —IV. Man erkennt wieder das Reglergehäuse 1 mit der umlaufenden Rille 15, mit den Erhöhungen 20 zur Halterung der Isolier-Trennwand 16, mit den Durchbrechungen 11 und mit der verkürzten Stirnfläche 13. Zusätzlich erkennt man auf der Außenseite des Reglergehäuses 1 Kühlrippen 19 zur verbesserten Wärmeabfuhr.

Die Fig.5 und 6 zeigen den auf das Reglergehäuse der F i g. 2,3 und 4 passenden Deckel.

Fig.5 zeigt in Draufsicht auf die Innenseite den Deckel 22. Man erkennt die beiden Erhöhungen 20' zur Halterung der Isolier-Trennwand 16, den Vorsprung (umlaufende Erhöhung) 21, der der umlaufenden Rille 15 des Reglergehäuses 1 entspricht, und die äußeren Befestigungsmöglichkeiten 2, die hier wie beim Reglergehäuse 1 aus einfachen Bohrungen bestehen.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch den Deckel, entsprechend der Linie VI-Vl der Fig. 5. Man erkennt hier besonders gut die zwei Erhöhungen 20' zur Halterung der Isolier-Trennwand 16 und den umlaufenden Vorsprung 21.

Die Form des Reglergehäuses, die Zahl der Kühlrippen und die Zahl und Art der Befestigungsmöglichkeiten wird an den jeweiligen Einsatzort angepaßt. Auch das Material für den Deckel kann in weiten Grenzen frei gewählt werden. Man wird dafür jedoch vorteilhaft ein Material wählen, das eine schlechte Wärmeleitfähigkeit besitzt und das eine Wärmestrahlung an seine Oberfläche möglichst gut reflektiert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Erregereinrichtung für eine gleichstromerregte Drehstrom-Lichtmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem den Stromfluß durch die Erregerwicklung steuernden Halbleiter-Spannungsregler und mit einer im Reglergehäuse enthaltenen, zwischen den Plus- und den Minus-Anschluß des Reglers geschalteten Zenerdiode als Überspannungs-Schutzglied, dadurch gekennzeicnnet, daß der Regler als Dickschicht-Hybridschaltung (3) ausgeführt ist, daß er an der Innenseite des aus gut wärmeleitendem Material hergestellten Reglergehäuses (1) mittels eines Klebers befestigt ist, das Reglergehäuse an den Flächen, auf denen der Deckel (22) aufliegt, eine umlaufende Rille (15) und der Deckel einen entsprechenden Vorsprung (21) besitzen, daß der Innenraum des Reglergehäuses durch eine senkrecht stehende Trennwand (16) aus Isoliermaterial in zwei Kammern eingeteilt ist, daß die Trennwand durch zwei senkrechte Rippen in Reglergehäuse und Deckel gehalten ist, daß die Trennwand Lötösen (17) trägt, an denen sowohl die äußeren Anschlußdrähte (10) als auch die von der Dickschicht-Hybridschaltung kommenden Kontaktdrähte (18) befestigt sind, daß Deckel und Reglergehäuse miteinander verklebt sind und daß die äußere der beiden durch die Trennwand gebildeten Kammern mit Kunstharz vergossen ist.

2. Erregereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Dickschicht-Hybridschaltung (3) zusätzlich ein Kühlblech (4) mit der Zenerdiode (5) an dem Reglergehäuse (1) mittels Kleber (14) befestigt ist.

3. Erregereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (13) des Reglergehäuses (1), in der die Durchbrechung (11) für die äußeren Anschlußdrähte (10) vorgesehen sind, gegenüber den Seitenflächen niedriger ist, so daß zwischen Stirnfläche (13) und Deckel (22) ein Spalt verbleibt.

4. Erregereirrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Reglergehäuse (1) an seinen Außenseiten Kühlrippen (19) besitzt.

5. Erregereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reglergehäuse (1) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht.

6. Erregereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (22) aus wärmeisolierendem Kunststoffmaterial besteht.

7. Erregereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (22) an der Außenseite eine Wärmestrahlung reflektierende Oberfläche besitzt.