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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein
Wechselstromgeneratoren, insbesondere für Kraftfahrzeuge,
und zwar im einzelnen eine neue Anordnung von
Gleichrichterdioden eines solchen Wechselstromgenerators in
der Nähe seines hinteren Lagerschilds.
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Ein Wechselstromgenerator weist allgemein eine
Struktur auf, die aus zwei Halbschalen oder Lagerschilder
aus Metall besteht, wobei jedes Lagerschild ein Ende
einer Läuferwelle aufnimmt, sowie aus einem fest an
den Lagerschildern angebrachten Stator.
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Ein derartiger Wechselstromgenerator umfaßt außerdem
eine Regelschaltung und einen Satz
Gleichrichterdioden zur Gleichrichtung der durch die Statorphasen
gelieferten Wechselspannungen.
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Diese Dioden werden im allgemeinen anhand von
geeigneten Anordnungen an der Außenseite eines der
Lagerschilde des Wechselstromgenerators angebracht, und
zwar an dem sogenannten hinteren Lagerschild
gegenüber dem vorderen Lagerschild, das auf der Seite der
Antriebsriemenscheibe des Wechselstromgenerators
angeordnet ist.
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Ein Anliegen bei der Konstruktion eines
Wechselstromgenerators besteht darin, dafür Sorge zu tragen, daß
der axiale Bauraumbedarf des Wechselstromgenerators
insbesondere nicht durch die
Gleichrichterdiodenanordnung zu stark vergrößert wird.
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Um diesen Bauraumbedarf zu verringern, ist es
bekannt, bei einem Mehrphasenwechselstromgenerator mit
einem Satz minusseitiger Dioden und einem Satz
plusseitiger Dioden, deren Körper mit der Masse bzw.
mit einer Plus-Ausgangsklemme des
Wechselstromgenerators verbunden sind, die minusseitigen Dioden an
einem direkt an der Außenseite des hinteren
Lagerschilds des Wechselstromgenerators angesetzten Minus-
Kühlkörper zu verlöten.
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Eine solche Konstruktion ist beispielsweise aus der
EP-A-0 440 395 bekannt.
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Dabei bleibt jedoch die Anforderung bestehen, daß die
plusseitigen Dioden axial in einem gewissen Abstand
von den minusseitigen Dioden angeordnet sein müssen
und daß geeignete Mittel für den Anschluß der Dioden
an die Statorwicklungen des Wechselstromgenerators
ebenfalls in der Nähe der Dioden aufgenommen sein
müssen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, den axialen Bauraumbedarf eines derartigen
Wechselstromgenerators noch weiter zu verringern.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht darin, auch die Kühlung wenigstens einiger
Dioden der Gleichrichterschaltung zu verbessern.
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Dazu schlägt sie einen Wechselstromgenerator,
insbesondere für Kraftfahrzeuge vor, umfassend einen
vorderen Lagerschild und einen hinteren Lagerschild, an
denen Statorwicklungen befestigt sind und die eine
drehend gelagerte Läuferwelle aufnehmen, und
umfassend eine Gleichrichterschaltung mit einer Mehrzahl
von Leistungsdioden, die jeweils einen allgemein
zy
lindrischen Körper, der eine erste Anschlußklemme
bildet, und ein Endstück aufweisen, das sich axial
von dem besagten Körper aus erstreckt, wobei die
Dioden auf erste Dioden, deren Körper mit der Masse
verbunden sind, und auf zweite Dioden, deren Körper
mit einer Ausgangsklemme des Wechselstromgenerators
verbunden sind, verteilt sind, wobei die Dioden in
ihrer Anbringungsposition durch Verlöten ihres
Körpers befestigt sind und wobei die ersten Dioden an
einem am hinteren Lagerschild des
Wechselstromgenerators angesetzten ersten Kühlkörper verlötet sind,
während die zweiten Dioden an einem außen und in
einem Abstand vom hinteren Lagerschild angeordneten
zweiten Kühlkörper verlötet sind, dadurch
gekennzeichnet, daß der erste Kühlkörper im Innern des
besagten hinteren Lagerschilds angebracht ist und daß
diese Öffnungen für die ersten Dioden enthält, durch
die diese nach außen vorstehen.
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- Die Endstücke der zweiten Dioden stehen in
Luftdurchlaßöffnungen vor, die im hinteren Lagerschild
ausgebildet sind.
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- Der Wechselstromgenerator umfaßt außerdem einen
allgemein ebenen Diodenverbinder, der sich zwischen
dem hinteren Lagerschild und dem zweiten Kühlkörper
erstreckt.
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- Der besagte Verbinder ist durch Aufformen von
Isoliermaterial auf einer Gruppe von allgemein ebenen
Leitern ausgeführt, wobei in dem Isoliermaterial
Öffnungen für den Durchgang der Dioden vorgesehen sind,
die über das Lagerschild hinaus überstehen und sich
vom zweiten Kühlkörper aus erstrecken.
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- Die besagten im Isoliermaterial des Verbinders
ausgebildeten Öffnungen sind für zwei benachbarte
Dioden, eine erste und eine zweite Diode, gemeinsam
vorgesehen.
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- Der Verbinder umfaßt in Verbindung mit zwei
entgegengesetzt angeordneten benachbarten Dioden einen
Leiter, der auf beiden Seiten aus der Ebene des
besagten Verbinders vorsteht, wobei die besagten
vorstehenden Teile mit den Endstücken der besagten
benachbarten Dioden verbunden sind.
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Bevorzugte, aber nicht einschränkende Aspekte des
erfindungsgemäßen Wechselstromgenerators werden im
folgenden dargelegt.
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Weitere Aspekte, Ziele und Vorteile der vorliegenden
Erfindung ergeben sich deutlicher aus der
nachstehenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung, die als Beispiel ohne
einschränkende Wirkung und unter Bezugnahme auf die
beigefügten Zeichnungen angeführt wird. Darin zeigen
im einzelnen:
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- Fig. 1 eine Axialteilschnittansicht eines
erfindungsgemäßen Wechselstromgenerators, und
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- Fig. 2 eine endseitige Teilansicht des
erfindungsgemäßen Wechselstromgenerators.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ist ein Teil
eines erfindungsgemäßen Wechselstromgenerators
dargestellt worden, und zwar insbesondere sein hinterer
Bereich, der auf der der Antriebsriemenscheibe
entgegengesetzten Seite angeordnet ist.
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Das hintere Lagerschild wird insgesamt durch die
Bezugsnummer 10 bezeichnet. Es enthält einen
zylindrischen Kern 11, der eine Aufnahme für ein (nicht
dargestelltes) Kugellager definiert, das an einer
Läuferwelle 40 eingesetzt ist, die zwei Schleifringe
41, 42 trägt.
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Der Kern 11 wird radial durch eine Zwischenscheibe 13
verlängert, in die Luftöffnungen 14 in einer
vorbe
stimmten Anordnung für die Kühlung des
Wechselstromgenerators eingearbeitet sind.
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In unmittelbarer Nähe der radial äußeren Kante der
Zwischenscheibe 13 sind allgemein kreisförmige
Öffnungen 15 für den Durchgang von angemessen isolierten
Leitern C eingearbeitet, die dazu bestimmt sind, die
Phasen und den Nulleiter des (nicht dargestellten)
Dreiphasenstators des Wechselstromgenerators mit
einer Gleichrichterschaltung zu verbinden. Diese
Gleichrichterschaltung umfaßt herkömmlicherweise drei
Diodenpaare D1, D2, D3, D4, D5 und D6 sowie ein Paar
zusätzlicher Dioden D7, D8, die im dargestellten
Beispiel zum einen an einem ersten Kühlkörperträger 90,
der an der Innenseite der Zwischenscheibe 13 des
(seinerseits an die Masse angeschlossenen) hinteren
Lagerschilds 10 angesetzt ist, und zum anderen an
einem vom Lagerschild 10 isolierten zweiten
Kühlkörperträger (in Fig. 1 teilweise mit 60 angedeutet)
verlötet sind, wobei die Ausgangsgleichspannung des
Wechselstromgenerator zwischen dem ersten Kühlkörper
(oder dem hinteren Lagerschild) und dem zweiten
Kühlkörper verfügbar ist.
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Die Dioden sind untereinander und mit den Leitern C
über einen Verbinder verbunden, der insgesamt durch
die Bezugsnummer 30 bezeichnet wird und der einen
Körper mit der allgemeinen Form einer Platte 31 aus
einem nichtleitenden Werkstoff umfaßt, der auf einer
Flachleitergruppe aufgeformt ist.
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Vier dieser Leiter, die mit 32 dargestellt und für
den elektrischen Anschluß an die Leiter C bestimmt
sind, stehen radial nach außen über, wobei sie an
ihren freien Enden in Form von Drahtklemmen 33 für die
Leiter C gestaltet sind.
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Außerdem ist ein Bürstenhalter- und
Reglerhalterelement 50 dargestellt, das insbesondere zwei
Bürsten
haltereinheiten 51, 52 in Höhe der Schleifringe 41,
42 der Welle 40 enthält.
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Der Wechselstromgenerator umfaßt außerdem eine
Abdeckung 20 aus einem elektrisch nichtleitenden
Werkstoff, die so geformt ist, daß sie das hintere
Lagerschild 10, die Dioden D und ihren Verbinder 30 sowie
das Element 50 abdeckt.
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Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, weist jede Diode
einen allgemein zylindrischen Körper CP auf, der auf
einer Seite eine Lotschicht aufweist, um mittels
Löten entweder auf einem im hinteren Lagerschild 10
angebrachten Minus-Kühlkörperträger 90 (für die
minusseitigen Dioden) oder auf einem außen und in einem
Abstand vom Lagerschild befestigten
Plus-Kühlkörperträger 60 (für die plusseitigen Dioden) befestigt zu
werden.
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Der Körper CP jeder Diode bildet eine erste
Anschlußklemme der Diode, während ihre zweite Anschlußklemme
durch ein Endstück 0 gebildet wird, das sich axial
vom Körper CP aus erstreckt.
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Wie in Fig. 1 festzustellen ist, die die Anordnung
eines Diodenpaars D5, D6 zeigt, ist die minusseitige
Diode D5 auf dem Minus-Kühlkörper 90 verlötet, wobei
dieser sich nach einem Aspekt der Erfindung auf der
Innenseite des Lagerschilds (unten in Fig. 1) in
einer geeigneten Aufnahme 17 erstreckt, die in seiner
Innenfläche ausgebildet ist. Der Körper CP der Diode
D5 steht nach außen durch eine Öffnung 16 vor, die im
Lagerschild 10 in Höhe der Aufnahme 17 ausgebildet
ist, während das Endstück Q der Diode durch eine
Öffnung 36 vorsteht, die an einer entsprechenden Stelle
im Flachverbinder 30 ausgebildet ist. Dieses Endstück
wird über die Gesamtebene des Plus-Kühlkörpers 60
hinaus verlängert, während eine Aussparung 21 in der
Abdeckung 20 aus nichtleitendem Werkstoff
eingearbei
tet ist, um das vorstehende Ende des besagten
Endstücks aufzunehmen.
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Darüber hinaus ist die plusseitige Diode D6 auf dem
Kühlkörper 60 in der Gegenrichtung verlötet, so daß
die beiden Dioden des Paars eine entgegengesetzte
Position einnehmen.
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Der Teil des Körpers CP der Diode D6, der sich in
Richtung des Lagerschilds 10 über den Kühlkörper 60
hinaus erstreckt, steht in einer Öffnung 37 vor, die
speziell im Verbinder 30 ausgebildet ist, wobei diese
Öffnung 37 gemeinsam mit der vorgenannten Öffnung 36
vorgesehen sein kann. Das Endstück Q der Diode D6
erstreckt sich in Richtung des Lagerschilds 10 über den
Verbinder 30 hinaus und dringt in die
Luftdurchlaßöffnung 14 ein, die im Lagerschild 10 an der
entsprechenden Stelle vorgesehen ist.
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Es dürfte verständlich sein, daß die in das Volumen
des eigentlichen Wechselstromgenerators
zurückversetzte Anordnung des Minus-Kühlkörpers 90 in
Verbindung mit den Öffnungen 17 eine Verringerung des
axialen Abstands zwischen dem Lagerschild 10 und dem
freien Ende des Endstücks Q der Diode D5 ermöglicht.
Insoweit ein Teil der erforderlichen axialen Länge
für die Diode D6 ebenfalls teilweise im Volumen des
Wechselstromgenerators enthalten ist, wird
gleichzeitig auch der axiale Überstand der Diode D6 im
Verhältnis zum Lagerschild 10 ebenfalls verringert.
Dadurch wird die axiale Gesamtausdehnung des
Wechselstromgenerators minimiert.
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In diesem Zusammenhang ist festzustellen, daß sich
die Kühlung der minusseitigen Dioden verbessert, da
diese Dioden sich in Höhe der Öffnungen 14 für den
Kühlluftdurchlaß befinden.
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Die gleiche Anordnung wird natürlich auch für die
anderen Dioden verwendet, wobei eine entsprechende
An
zahl von Öffnungen 36, 37 im Verbinder 30 und eine
entsprechende Anzahl von Luftdurchlaßöffnungen 14 im
Lagerschild ausgebildet sind.
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Ebenfalls unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist
festzustellen, daß die Endstücke Q der beiden Dioden eines
gleichen Diodenpaars durch einen Leiter 35
miteinander verbunden sind, der zum Verbinder 30 gehört.