DE2936204A1

DE2936204A1 - Gleichrichtereinheit

Info

Publication number: DE2936204A1
Application number: DE19792936204
Authority: DE
Inventors: Ing.(grad.) Peter 7141 Schwieberdingen Lack
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-09-07
Filing date: 1979-09-07
Publication date: 1981-03-19
Also published as: JPS5645062A; DE2936204C2

Description

Gleichrichtereinheit
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Gleichrichtereinheit nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der DE-PS 19 43 333 (R. 9554) der Anmelderin ist eine Gleichrichtereinheit bekannt, die zwei im wesentlichen gleich große Kühlkörper umfaßt. Die Kühlkörper sind in einer Ebene senkrecht zur Generatorwelle angeordnet und die elektrischen Verbindungen der freien Elektrodenanschlüsse der Dioden sind über Leitungsdrähte verbunden, die in eine Isolierplatte eingespritzt sind. Diese bekannte Gleichrichtereinheit ist für Generatoren für Kraftfahrzeuge ausreichend. Für Nutzfahrzeuge verwendet man ähnliche Gleichrichtereinheiten, wegen der geforderten höheren Generatorleistung sind in jedem Kühlkörper aber mehrere parallel geschaltete Gleichrichterdioden pro Phase enthalten. Oft verwendet man auch ein Drei-Kühlkörper-System, um die in den Gleichrichterdioden entstehende Verlustleistung abführen zu können.
Die verwendeten Kühlkörper müssen eine Mindestgröße aufweisen, damit in den Dioden die zulässige Kristalltemperatur nicht überschritten wird. Bei einer Parallelschaltung von Dioden muß vor allem darauf geachtet werden, daß die parallel geschalteten Dioden die gleiche Kristalltemperatur aufweisen, weil bei unterschiedlichen Kristalltemperaturen die eine der beiden Dioden infolge einer Überlastung zerstört werden kann und dann auch die andere Diode zwangsläufig zerstört wird. Bei einem Kühlkörper, der direkt am Generatorgehäuse befestigt ist, erfolgt die Wärmeabfuhr zu einem großen Teil durch den Wärmeübergang zum Generatorgehäuse. Dadurch wird dieser Kühlkörper besser gekühlt als der andere Kühlkörper, der lediglich durch die Wärmeabstrahlung und die Konvektion zum Kühlluftstrom gekühlt wird.
Alle diese zu beachtenden Konstruktionsbedingungen und Probleme führten bisher dazu, daß verhältnismäßig große Gleichrichtereinheiten verwendet werden mußten.
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Gleichrichtereinheit mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß alle Leistungsdioden im wesentlichen die gleiche Kristalltemperatur aufweisen und daß außerdem die Kristalltemperatur spürbar gesenkt werden kann. Weiterhin kann die Gleichrichtereinheit bei der gleichen Leistung kleiner ausgeführt werden. Es ist eine wesentliche Kosteneinsparung möglich.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Gleichrichtereinheit möglich. Besonders vorteilhaft ist in Bezug auf die Montage und die Kosten, daß weniger Leistungsdioden erforderlich sind. Einzelne Maßnahmen wie das Ausstanzen von lappenförmigen Fortsätzen und das Einbringen von Durchgangslöchern sorgen für eine weitere Verbesserung der Kühlung der Innenseite der Kühlkörper und auch der Wickelköpfe des Generators.
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Figur 1 zeigt eine Gleichrichtereinheit von der Seite der Kühlkörper und Figur 2 von der Seite der Isolierplatte her. Die Figuren 3 und 4 zeigen die Kühlkörper einzeln, teils im Schnitt. Figur 5 ist eine Seitenansicht des Plus-Kühlkörpers.
Beschreibung des Ausführungsbeispieles In Figur 1 ist als erster Kühlkörper ein Plus-Kühlkörper 11 und als zweiter Kühlkörper ein Minus-Kühlkörper 12 zu sehen.
Die beiden Kühlkörper 11, 12 sind im wesentlichen sektorförmig ausgebildet. Hinter den Kühlkörpern 11, 12 erkennt man eine Isolierplatte 13, in die in der Figur nicht erkennbare Leitungsdrähte eingelassen sind. In den ersten Kühlkörper sind Plusdioden 14 und in den zweiten Kühlkörper 12 Minusdioden 15 eingesetzt. Die gesamte Gleichrichtereinheit 11, 12, 13 weist in ihrer Mitte senkrecht zu der Fläche der Kühlkörper 11, 12 eine Öffnung 16 zum Durchstecken der Generatorwelle auf. Der Minus-Kühlkörper 12 hat Schraubanschlüsse 17 zum Befestigen des Kühlkörpers 12 am in der Zeichnung nicht sichtbaren Generatorgehäuse. Der Plus-Kühlkörper 11 trägt Verbindungsbolzen 18 zum Anschließen von Plus leitungen und einen weiteren - isolierten - Schraubbolzen 19 zum Befestigen der Gleichrichtereinheit am Generatorgehäuse. Zwischen den Dioden 14, 15 und der Öffnung 15 sind aus den Kühlkörpers 11, 12, die aus Blech hergestellt sind, lappenförmige Fortsätze 21 ausgestanzt. Außerdem sind am Rand der Kühlkörper 11, 12 Durchgangslöcher 22 angebracht. Die lappenförmigen Fortsätze 21 und die Durchgangslöcher 22 sind unten näher beschrieben. Der Minus-Kühlkörper 12 nimmt einen Platz ein, der etwa einem Drittel eines Kreissektors entspricht, der Plus-Kühlkörper 11 dagegen überstreicht fast die Hälfte eines Kreissektors. Der übrigbleibende Sektor 20 von einem Sechstel eines Kreissektors ist freigelassen und dient zur Aufnahme eines weiteren Bauteils, vorzugsweise einer Spannungsregler-Bürstenhalter-Einheit.
Figur 2 ist eine Ansicht der Gleichrichtereinheit von der Seite der Isolierplatte 13 her. Für diese Figur gilt die Beschreibg zu Figur 1 entsprechend. In Figur 2 erkennt man in der Isolierplatte 3 angedeutet Leitungsdrähte 23, die zum elektrischen Verbinden der freien Elektrodenanschlüsse der Dioden 14, 15 dienen und ihrerseits an die drei Phasen der Ständerwicklung des Generators angeschlossen sind.
Figur 3a ist eine Draufsicht auf den zweiten Kühlkörper, den Minus-Kühlkörper 12. Die bisher verwendeten Bezugszeichen gelten entsprechend. Vor allem in der Schnitt-Darstellung erkennt man zunächst die Durchzüge 15a für die Minusdioden 15 und die lappenförmigen Fortsätze 21, die aus der Platine des Kühlkörpers 11, 12 ausgestanzt sind. Die lappenförmigen Fortsätze 21, von denen jeder der Dioden 14, 15 je einer zugeordnet ist, erstrecken sich von der Öffnung 16 zu der jewelligen Dioden 14, 15, sie sind also auf der Seite der Dioden 14, 15 aus der Platine des Kühlkörpers 11, 12 herausgebogen. An seinem Rand ist der Kühlkörper 12 - wie auch der Kühlkörper 11 - kragenförmig aufgebogen. Die kragenförmigen Aufbiegungen 24, 25 dienen der besseren Kühlung. Der Übergang von der ebenen Platine des Kühlkörpers 11, 12 zu den Aufbiegungen 24, 25 verläuft in der Form einer runden Krümmung 26. In die Krümmung 26 zwischen der Platine des Kühlkörpers 11, 12 und der äußeren Aufbiegung 25, also derjenigen, die der Öffnung 16 abgewandt ist, weist die schon erwähnten Durchgangslöcher 22 auf.
Die Figuren 4a und 4b zeigen den ersten Kühlkörper 11, also den Plus-Kühlkörper, in der schon zu Figur 3 beschriebenen Weise.
Figur 5 stellt eine Ansicht des ersten Kühlkörpers 11 von der Seite her in ungeschnittenem Zustand dar. Hier sind besonders deutlich die kragenförmigen Aufbiegungen 25 und die in die runde Krümmung 26 eingebrachten Durchgangslöcher 22 zu erkennen.

Claims

Ansprüche Gleichrichtereinheit zum Einbau in Generatoren, insbesondere in Drehstromgeneratoren für Kraftfahrzeuge, mit einem ersten Kühlkörper für Plusdioden und einem zweiten Kühlkörper für Minusdioden, bei dem der zweite Kühlkörper mit einem weiteren Kühlkörper, vorzugsweise dem Generatorgehäuse, in thermischer Verbindung steht, und mit einer Öffnung zum Durchstecken der Generatorwelle, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kühlkörper (11) eine größere Kühlfläche aufweist als der zweite Kühlkörper (12).
2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkörper (11, 12) in einer gleichen Ebene senkrecht zur Generatorwelle angeordnet sind.
3. Gleichrichter an Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkörper (11, 12) im wesentlichen sektorförmig ausgebildet sind.
4. Gleichrichtereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkörper (11, 12) mit einer Minimalzahl von Dioden (14, 15) bestückt sind.
5. Gleichrichtereinheit nach Anspruch 4 für einen Drehstromgenerator hoher Leistung, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich drei Plusdioden (14) und drei Minusdioden (15) vorgesehen sind.
6. Gleichrichtereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Elektrodenanschlüsse der Dioden (14, 15) zum Herstellen der erforderlichen elektrischen Schaltung mit Leitungsdrähten (23) verbunden sind, die in einer Isolierplatte (13) eingelassen sind.
7. Gleichrichtereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Kühlkörpern (11, 12) lappenförmige Fortsätze (21) ausgestanzt sind.
8. Gleichrichtereinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für jede der Dioden (14, 15) je ein lappenförmiger Fortsatz (21) vorgesehen ist.
9. Gleichrichtereinheit nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die lappenförmigen Fortsätze (21) zwischen den Dioden (14, 15) und der für die Generatorwelle vorgesehenen Öffnung (16) angeordnet sind.
10. Glelcnrichtereinheit nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die lappenförmigen Fortsätze '2t) r Sie Richtung der zugehorigen Dioden (14, 15) erstrecken.
11. Gle-chrichtereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkörper (11, 12) aus Blech hergestellt sind.
12. Gleichrichtereinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkörper (11, 12) an wenigstens einem Teil ihrer Ränder mit kragenförmigen Aufbiegungen (24, 25) versehen sind.
13. Gleichrichtereinheit nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang aus dem senkrecht zur Generatorwelle stehenden Teil der Kühlkörper (11, 12) zu den kragenförmigen Aufbiegungen (25), die der Öffnung (16) für die Generatorwelle abgewandt sind, an der Innenseite die Form einer runden Krümmung hat.
14. Gleichrichtereinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in der Krümmung (26) Durchgangslöcher (22) vorgesehen sind.
15. Gleichrichtereinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangslöcher (22) in der Mitte der Krümmung (26) liegen.
16. Gleichrichtereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kühlkörpern (11, 12) ein Sektor (20) freigelassen ist.
17. Gleichrichtereinheit nach Anspruch 16, daß in den freigelassenen Sektor (20) als weiteres Bauelement eine Spannungsregler-Bürstenhalter-Einheit eingefügt ist.
18. Gleichrichtereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kühlkörper (12) zum Ableiten der Verlustwärme der Dioden (15) mit Schraubanschlüssen (17) ausreichender Größe versehen ist.
19. Gleichrichtereinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kühlkörper (11) etwa die Hälfte eines Kreissektors überdeckt.
20. Gleichrichtereinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kühlkörper (12) etwa ein Drittel eines Kreissektors überdeckt.
21. Gleichrichtereinheit nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß sich die lappenförmigen Fortsätze (21) in die gleiche Richtung wie die kragenförmigen Aufbiegungen (24, 25) erstrecken.