DE3930158C2 - Rectifier device for three-phase generators of vehicles - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Gleichrichtereinrichtung für Dreh stromgeneratoren von Fahrzeugen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention is based on a rectifier device for rotation Electricity generators of vehicles according to the preamble of claim 1.
Bei einer aus der EP 0 199 504 A2 bekannten Ausführung eines Dreh stromgenerators ist der nach DIN mit B+ bezeichnete Anschluß der im Generatorgehäuse angeordneten Gleichrichtereinrichtung radial nach außen geführt, in dem zunächst ein Anschlußbolzen axial in die Plus-Kühlplatte der Gleichrichtereinrichtung eingesetzt und mit dem Generatorgehäuse sowie mit einem Anschlußwinkel verschraubt ist, der als abgewinkeltes Halteblech einen radial nach außen gerichteten Gewindebolzen trägt. Der Anschlußwinkel ist dabei mit Ausnahme des Gewindebolzens von einem Isolierstoffteil gekapselt, das den Anschluß gegenüber dem auf Massepotential liegenden Generatorgehäuse schützt. Ein solcher radialer Anschluß wird insbesondere dann verwendet, wenn ein axialer Anschluß aus Platzmangel an der Generatorstirnseite nach dem Einbau im Kraftfahrzeug erschwert oder unmöglich ist. In a version of a rotary known from EP 0 199 504 A2 Stromgenerators is the DIN designated B + connection in the Generator housing arranged radially rectifier device guided outside, in which first a connecting bolt axially into the Plus cooling plate of the rectifier device used and with the Generator housing and is screwed to a connection bracket that as an angled bracket, a radially outward Threaded bolt carries. The connection angle is with the exception of Threaded bolt encapsulated by an insulating part that the Connection opposite the generator housing which is at ground potential protects. Such a radial connection is then particularly used when an axial connection due to lack of space on the Generator front side after installation in the motor vehicle difficult or is impossible.
Nachteilig ist bei dieser Lösung, daß hierfür eine Vielzahl von separat zu fertigenden Einzelteilen erforderlich ist und daß beim Einbau der Gleichrichtereinrichtung im Generator zunächst der axiale Anschlußbolzen eingesetzt werden muß, damit danach auf diesem den Anschlußwinkel mit dem radial nach außen gerichteten Gewindebolzen zu montieren ist.The disadvantage of this solution is that a large number of separate parts to be manufactured is required and that at Installation of the rectifier device in the generator first the axial Connection bolts must be used, so that the Connection bracket with the threaded bolt directed radially outwards is to be assembled.
Aus der DE 39 01 559 A1 ist es bei einem Generator mit einem Gleichrichter innerhalb des Gehäuses bekannt, einen radial nach außen gerichteten Ausgangsanschluß als Gewindebolzen auszubilden und über einen abgekröpften, in einem Iso lierteil aufgenommenen Kontaktierungsbereich an einem Wärme leitkörper des Gleichrichtersfestzuschrauben, indem dieser in aufwendiger Weise mit einem radial nach außen gerichteten Anschlußstutzen versehen ist, der die entsprechende Gewinde bohrung für eine Befestigungsschraube des Ausgangsanschlus ses aufweist. Bei dieser Lösung ist der vorerwähnte An schlußstutzen derart kräftig ausgebildet, daß er die beim Festschrauben von Anschlußkabeln am Ausgangsanschluß des Gleichrichters auftretenden Biegekräfte aufnehmen kann. Die se Biegekräfte können jedoch in der Biegung des abgekröpften Bereichs des Anschlußbolzens zu Beschädigungen führen, da dieser Bereich nicht abgestützt ist.From DE 39 01 559 A1 it is with a generator with a Rectifier known within the housing, a radial outward outlet connection as threaded bolt train and over a cranked, in an iso lierteil recorded contact area on a heat screw the rectifier's lead body by this in a complex manner with a radially outward Connection piece is provided, the corresponding thread hole for a fastening screw of the output connection it has. In this solution, the aforementioned is end piece so strong that he the at Screwing connecting cables to the output connection of the Rectifier occurring bending forces can absorb. The se bending forces can, however, in the bend of the cranked Damage the area of the connecting bolt, as this area is unsupported.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine möglichst einfache und zuver lässige Konstruktion für eine Gleichrichtereinrichtung mit radialem B+-Anschluß vorzuschlagen.It is an object of the invention to be as simple and reliable as possible casual construction for a rectifier device with radial Propose B + connection.
Die erfindungsgemäße Gleichrichtereinrichtung mit den kennzeichnen den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß ein axialer Anschlußbolzen entfällt, indem ein abgewinkeltes Halteblech mit dem radial nach außen gerichteten Gewindebolzen unmittelbar an der Plus-Kühlplatte befestigt ist. Als weiterer Vorteil ergibt sich dabei die Möglichkeit, die zwischen den zwei Kühlplatten der Gleich richtereinrichtung angeordnete Leiterplatte zugleich zur elektrisch isolierten Abstützung des Haltebleches und des radialen Gewindebolzens zu verwenden, so daß die am B+-Anschluß gegebenenfalls wirksamen Biegekräfte und Schüttelbeanspruchungen in beide Kühlbleche der Gleichrichtereinrichtung eingeleitet werden können. Eine Defor mierung des Halteblechs wird durch seine Abstützung gegen den äußeren Rand der hinteren Kühlplatte mittels des an der Leiterplatte angeformten Kunststoffteils verhindert.Label the rectifier device according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that an axial Connection bolts are omitted by an angled retaining plate with the radially outward threaded bolt directly on the Plus cooling plate is attached. Another advantage arises doing so, the possibility of the same between the two cooling plates judge device arranged circuit board for electrically isolated Support of the retaining plate and the radial threaded bolt use so that the effective at the B + connection if necessary Bending forces and shaking stresses in both cooling plates Rectifier device can be initiated. A defor Mation of the holding plate is supported by its against the outer edge of the rear cooling plate by means of the on the circuit board molded plastic part prevented.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. The measures listed in the subclaims result in advantageous developments and improvements of claim 1 specified characteristics.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenTwo embodiments of the invention are in the drawing shown and explained in more detail in the following description. Show it
Fig. 1 die erfindungsgemäße Gleichrichtereinrichtung eines Drehstromgenerators in der Ansicht von vorn, Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Teil der vorderen Kühlplatte mit dem radialen Plus-Anschluß und Fig. 3 einen Querschnitt durch den Plus-Anschluß der Gleichrichtereinrichtung im zusammengebauten Zustand. Fig. 4 zeigt den plus-Anschluß der Gleichrichtereinrich tung als Ausschnitt von der Rückseite. Die Fig. 5 bis 8 zeigen als weiteres Ausführungsbeispiel den Bereich des Plus-Anschlusses einer Gleichrichtereinrichtung, welche im wesentlichen von einem Kunststoffteil umspritzt ist. Fig. 1, the rectifier means according to the invention of an alternator in front view, Fig. 2 shows a cross section through a part of the front cooling plate with the radial positive connection and Fig. 3 shows a cross section through the positive terminal of the rectifier device in an assembled state. Fig. 4 shows the plus connection of the rectifier device as a detail from the back. Figs. 5 to 8 show a further embodiment the area of the plus terminal of a rectifier device which is injection-molded substantially from a plastic part.
Für beide Ausführungsbeispiele besteht der Aufbau der mit 10 bezeichneten, erfindungsgemäßen Gleichrichtereinrichtung in an sich bekannter Weise gemäß DE-GM 87 11 417 aus einer sandwichartigen Anordnung zweier metallischer Kühlplatten 11, 12, die mit Abstand zueinander parallel verlaufen. In der äußeren, in Fig. 1 erkennbaren Plus-Kühlplatte 11 sind mehrere Plus-Dioden 13 eingesetzt, wogegen in der hinteren Minus-Kühlplatte 12 Minus-Dioden 14 eingesetzt sind, von denen in Fig. 3 lediglich eine erkennbar ist. Ferner ist zwischen den beiden Kühlplatten 11 und 12 eine Leiterplatte 15 aus Isolierstoff befestigt, in der nicht erkennbar Leiter zur Verschaltung der Dioden 13, 14 untereinander und mit nicht dargestellten Anschlußdrähten der Ständerwicklung des jeweiligen Drehstromgenerators eingebettet sind. Die vordere Plus-Kühlplatte 11 ist außerdem mit einem Plus-Anschluß 16 versehen, der einen radial über die Plus-Kühlplatte 11 hinaus ragenden Gewinde bolzen 17 aufweist. Der Gewindebolzen 17 ist mit einer Ringschulter 19 zur Auflage des Kabelschuhs eines nicht dargestellten Anschluß kabels versehen und am unteren Ende mit dem nach hinten abgewinkel ten Schenkel 18a des Halteblechs 18 verschweißt.For both exemplary embodiments, the construction of the rectifier device according to the invention, designated 10, in a manner known per se according to DE-GM 87 11 417, consists of a sandwich-like arrangement of two metallic cooling plates 11 , 12 , which run parallel to one another at a distance. A plurality of plus diodes 13 are inserted in the outer plus cooling plate 11 , which can be seen in FIG. 1, whereas 12 minus diodes 14 are used in the rear minus cooling plate, only one of which can be seen in FIG. 3. Furthermore, a printed circuit board 15 made of insulating material is fastened between the two cooling plates 11 and 12 , in which conductors for connecting the diodes 13 , 14 to one another and with connecting wires (not shown) of the stator winding of the respective three-phase generator are embedded. The front plus cooling plate 11 is also provided with a plus connection 16 , which has a radially projecting beyond the plus cooling plate 11 threaded bolt 17 . The threaded bolt 17 is provided with an annular shoulder 19 for supporting the cable lug of a connection, not shown, and welded at the lower end to the rearwardly angled leg 18 a of the holding plate 18 .
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 4 ist der radial nach außen gerichtete Schenkel 18b des Halteblechs 18 durch zwei mit Abstand nebeneinander angeordneten Nieten 20 an der vorderen Kühl platte 11 festgenietet. Das Ende des den Gewindebolzen 17 tragenden, nach hinten abgewinkelten Schenkels 18a des Halteblechs 18 ragt dabei über den äußeren Rand 12a der hinteren Kühlplatte 12 hinaus. Dieser Schenkel 18a ist in einem Kunststoffteil 21 aufgenommen, welches am Außenrand der Leiterplatte 15 derart angeformt ist, daß es den Schenkel 18a des Halteblechs 18 gegen den äußeren Rand 12a der hinteren Kühlplatte 12 abstützt.In the embodiment according to FIGS. 1 to 4, the radially outward leg 18 b of the holding plate 18 is riveted to the front cooling plate 11 by two rivets 20 arranged next to one another at a distance. The end of the threaded bolt 17 carrying, angled back leg 18 a of the retaining plate 18 protrudes beyond the outer edge 12 a of the rear cooling plate 12 . This leg 18 a is received in a plastic part 21 which is integrally formed on the outer edge of the circuit board 15 such that it supports the leg 18 a of the holding plate 18 against the outer edge 12 a of the rear cooling plate 12 .
Beim Zusammenbau der Gleichrichtereinrichtung 10 wird zunächst das Halteblech 18 mit dem Gewindebolzen 17 gemäß Fig. 2 durch die Nieten 20 an der vorderen Kühlplatte 11 festgenietet und anschließend wird der nach hinten abgewinkelte Schenkel 18a mit seinen zwei Ver steifungsrippen 22 in eine entsprechende Ausnehmung 23 des Kunst stoffteils 21 an der Leiterplatte 15 eingeschoben, wobei ein Kragen 24 des Kunststoffteils 21 den unteren Bereich des Gewindebolzens 17 zur Hälfte einfaßt. Die andere Hälfte des Kragens befindet sich an einer nicht dargestellten, topfförmigen Schutzkappe, die von außen über die Gleichrichteranordnung 10 gestülpt und daran befestigt wird.When assembling the rectifier device 10 , the holding plate 18 with the threaded bolt 17 according to FIG. 2 is riveted to the front cooling plate 11 by rivets 20 and then the leg 18 a, which is angled backwards, with its two reinforcing ribs 22 in a corresponding recess 23 plastics part 21 inserted on the circuit board 15, wherein a collar 24 of the plastic part 21 17 encloses the lower region of the threaded bolt half. The other half of the collar is located on a pot-shaped protective cap, not shown, which is placed over the rectifier arrangement 10 from the outside and attached to it.
Beim Zusammenbau der Gleichrichtereinrichtung 10 werden die beiden Kühlplatten 11 und 12 sowie die dazwischen liegende Leiterplatte 15 mit drei Hohlnieten 25 miteinander elektrisch isoliert fest ver bunden. Mit drei durch diese Hohlnieten 25 hindurchgeführten Schrauben kann sodann die Gleichrichtereinrichtung 10 an einem Lagerschild des nicht dargestellten Drehstromgenerators fest geschraubt werden. Durch mehrere außenliegende Quetschverbinder 26 in der Leiterplatte 15 werden die Dioden 13 und 14 nach der Montage der Gleichrichtereinrichtung 10 am Drehstromgenerator mit Anschluß drähten seiner Ständerwicklung elektrisch verbunden. Um hierfür auch im Bereich des Plus-Anschlusses 16 den erforderlichen Platz zu schaffen, ist der am vorderen Kühlblech 11 festgenietete Schenkel 18b des Halteblechs 18 zwischen den beiden Nieten 20 mit einer Öffnung 27 versehen, durch die gemäß Fig. 3 einer der Quetsch verbinder 26 für die Kontaktierung eines Anschlußdrahtes der Ständerwicklung mit den Leitern in der Leiterplatte 15 nach vorne hindurchragt.When assembling the rectifier device 10 , the two cooling plates 11 and 12 and the intermediate circuit board 15 with three hollow rivets 25 are electrically insulated from one another. The rectifier device 10 can then be firmly screwed to a bearing plate of the three-phase generator (not shown) with three screws passed through these rivets 25 . Through several external crimp connectors 26 in the printed circuit board 15 , the diodes 13 and 14 are electrically connected after the rectifier device 10 has been mounted on the three-phase generator with connecting wires of its stator winding. In order to create the required space for this also in the area of the plus connection 16, the leg 18 b of the holding plate 18 , which is riveted to the front cooling plate 11 , is provided with an opening 27 between the two rivets 20 , through which one of the crimp connectors according to FIG. 3 26 protrudes forward for contacting a connecting wire of the stator winding with the conductors in the printed circuit board 15 .
Der durch die Öffnung 27 des Halteblechs 18 ragende Quetschverbinder 26 ist - wie in Fig. 3 erkennbar - in einer an der Leiterplatte 15 angeformten Hülse 28 eingebettet, die in jeweils eine entsprechende Ausnehmung 29, 30 der beiden Kühlplatten 11, 12 eingreift. Die Wandung der Hülse 28 ist im Bereich der hinteren Kühlplatte 12 beidseitig mit Führungsrippen 31 versehen, welche beidseitig an der Ausnehmung 29 der hinteren Kühlplatte 12 anliegen (siehe Fig. 4). Damit wird erreicht, daß am Gewindebolzen 17 wirksame Drehmoment kräfte nicht nur über die Nieten 20 in die vordere Kühlplatte 11 sondern über die Führungsrippen 31 auch in die hintere Kühlplatte 12 eingeleitet werden.The crimp connector 26 projecting through the opening 27 of the holding plate 18 is - as can be seen in FIG. 3 - embedded in a sleeve 28 formed on the printed circuit board 15, which engages in a corresponding recess 29 , 30 of the two cooling plates 11 , 12 . The wall of the sleeve 28 is provided on both sides in the region of the rear cooling plate 12 with guide ribs 31 which bear on both sides against the recess 29 of the rear cooling plate 12 (see FIG. 4). This ensures that on the threaded bolt 17 effective torque forces are introduced not only via the rivets 20 into the front cooling plate 11 but also via the guide ribs 31 into the rear cooling plate 12 .
In einem zweiten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, den Plus-Anschluß 16 möglichst gut gegen das Eindringen von Feuchtigkeit abdichten zu können. Fig. 5 zeigt die Vorderansicht des Anschluß bereichs einer Gleichrichtereinrichtung 10 aus Fig. 1, bei der gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen versehen sind. In Abänderung zu Fig. 1 ist hier der abgewinkelte Schenkel 18a des Halteblechs 18 zusammen mit der Ringschulter 19 des daran angeschweißten Gewinde bolzens 17 von dem am Außenrand der Leiterplatte 15 angeformten Kunststoffteil 21a umspritzt. Einen Querschnitt nach Linie B-B zeigt Fig. 6, nach der Linie C-C zeigt Fig. 7 und nach der Linie D-D zeigt Fig. 8. Die Einbettung des Schenkels 18a mit dem Gewinde bolzen 17 in das Kunststoffteil 21a ist insbesondere aus Fig. 6 gut erkennbar. Ein wasserdichter Anschluß läßt sich hierbei mit einer auf die Umspritzung 32 der Ringschulter 19 des Gewindebolzens 17 aufschiebbaren Gummitülle erreichen. Der elektrische Kontakt des Halteblechs 18 mit der vorderen Kühlplatte 11 wird hier mit nur einem Niet 20 gemäß Fig. 7 hergestellt. Dieser Niet 20 befindet sich auf der rechten Seite des Schenkels 18b neben dem Quetschver binder 26, während auf der linken Seite dieses Schenkels 18b ein Loch zur Aufnahme eines Führungsbolzens 33 vorgesehen ist. Das Halteblech 18 wird zunächst in eine Spritzform gelegt, mit dem dort befestigten Führungsbolzen gehalten und mit dem Kunststoffteil 21a gemäß Fig. 8 umspritzt, bevor die vordere Kühlplatte 11 mit dem Halteblech 18 vernietet wird. Auch bei dieser Lösung werden Dreh momentkräfte und Schüttelkräfte am Plus-Anschluß 16 in beide Kühl platten 11 und 12 in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungs beispiel eingeleitet und somit auch hier eine einfache und zuver lässige Konstruktion für den Plus-Anschluß erreicht.In a second exemplary embodiment it is provided that the positive connection 16 can be sealed as well as possible against the ingress of moisture. Fig. 5 shows the front view of the connection area of a rectifier device 10 of FIG. 1, in which the same parts are provided with the same reference numerals. In a modification to FIG. 1, here, the angled leg 18 a spray-coated of the holding plate 18 together with the annular shoulder 19 of the welded-on threaded bolt 17 from the integrally formed on the outer edge of the circuit board 15 plastic part 21 a. A cross-section along line BB shows Fig. 6, along line CC shows Fig. 7 and along line DD shows Fig. 8. The embedding of the leg 18 a with the threaded bolt 17 in the plastic part 21 a is in particular from Fig. 6th good to see. A watertight connection can be achieved with a rubber grommet that can be pushed onto the extrusion coating 32 of the annular shoulder 19 of the threaded bolt 17 . The electrical contact of the holding plate 18 with the front cooling plate 11 is produced here with only one rivet 20 according to FIG. 7. This rivet 20 is located on the right side of the leg 18 b next to the Quetschver binder 26 , while on the left side of this leg 18 b there is a hole for receiving a guide pin 33 . The holding plate 18 is first placed in an injection mold, held with the guide bolt fastened there and overmolded with the plastic part 21 a according to FIG. 8 before the front cooling plate 11 is riveted to the holding plate 18 . Also in this solution, torque forces and shaking forces are initiated at the positive connection 16 in both cooling plates 11 and 12 in the same manner as in the first embodiment, and thus a simple and reliable construction for the positive connection is also achieved here.
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