ITMI951101A1

ITMI951101A1 - Unita' costruttiva per regolatore e porta-spazzole e suo procedimento di fabbricazione

Info

Publication number: ITMI951101A1
Application number: IT95MI001101A
Authority: IT
Inventors: Wolfgang Jocob; Christian Greiner
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1994-06-01
Filing date: 1995-05-26
Publication date: 1996-11-26
Also published as: FR2720877B1; ITMI951101A0; JPH07336958A; DE4419215A1; FR2720877A1; GB2289993A; GB2289993B; GB9510993D0; IT1275262B; US5675205A; JP3720871B2

Abstract

Viene proposta una unità costruttiva per un circuito elettronico (11) in modalità costruttiva a chip oppure ibrida, combinata con un portaspazzole (12) per generatori in autoveicoli, nonchè la fabbricazione di questa unità costruttiva, laddove il conduttore di collegamento (20) sono incorporati fra il circuito elettronico (11), le spazzole di carbone (17) ed una connessione a innesto (18) in una parte (15) della custodia di materiale isolante. Il circuito (11) incollato o brasato con una piastra portante (14) per la presa di contatto con i conduttori di collegamento (20) è circondato da un colletto (21) della parte (15) della custodia chiusa da un coperchio (24). Per una buona dispersione termica e per una fabbricazione economicamente conveniente di questa unità costruttiva (10), la piastra portante (14) con il circuito (11) va montata direttamente sulla cassa (9) del generatore e il portaspazzole (12) con le sue parti di contatto (16) per le connessioni delle spazzole è concomitantemente sagomato a ridosso in un unico pezzo sulla parte (15) della custodia (figura 2).

Description

Stato della tecnica

L'invenzione parte da una unità costruttiva per un circuito elettronico, specialmente circuita di regolatore, in modalità costruttiva a chip oppure ibrida, combinata con un portaspazzole per macchine elettriche, preferibilmente generatori per autoveicoli.

Dal Cfì-PS 1146 BOB è già noto il fatto di combinare la custodia per un circuito di regolatore in modalità costruttiva ibrida con il portaspazzole di un generatore per autoveicoli, in modo tale che le parti di contatto per le spazzole di carbone e per le connesioni di contatto a innesto in una forma di conduttori sono incorporati nel corpo di materiale isolante di una parte della custodia, in misura tale che sono scoperte solo le zone di contatto di questi conduttori. Inoltre ivi é noto il fatto di fissare superficialmente il circuito ibrido su una piastra di raffreddamento e di collegarlo elettricamente con le rispettive zone di contatto dei conduttori. In particolare circuito ibrido è circondato da un colletto del corpo di materiale isolante fissato con la piastra di raffreddamento ed è collegato elettricamente con le zone di contatto di conduttori sporgenti nell'apertura del colletto, laddove l'apertura del colletto è chiusa con un coperchia.

In questa soluzione è svantaggioso il fatto che l'unità costruttiva formata da connessione a innesto, porta-spazzole, circuito di regolatore e conduttore di collegamento, necessita di aggiuntive flangie di fissaggio, con le quali l'unità costruttiva viene fissato al lato frontale del generatore lato-anelli di contatto striscianti. Queste flangie di fissaggio devono essere inserite aggiuntivamente nello stampo di iniezione della parte della custodia di materia artificiale. Inoltre la piastra di raffreddamento con il circuito del regolatore è fissato mediante livettatura sull'apertura del colletto della parte della custodia, cosicché di lì il calore dissipato prodotto nel circuito di regolatore non viene disperso tramite le piastrine di fissaggio ma esclusivamente tramite l'aria di raffreddamento. Inoltre viene ivi prodotto separatamente il porta-spazzole.

Con la presente invenzione si intende eseguire più semplice l'unità costruttiva formata da porta-spazzole e circuito elettronico e migliorare in particolare contemporaneamente la dispersione del calore dissipato.

Vantaggi dell'invenzione

L'unità costruttiva comprendente sia parte della custodia per il circuito elettronico sia anche il porta-spazzole , con le caratter istiche della rivendicazione 1, presenta il vantaggio consistente nel fatto che a ridosso della parte della custodia, abbracciante direttamente il circuito elettronico, il porta-spazzole è contemporaneamente sagomato, e inoltre che il fissaggio di questa unità costruttiva la cassa della macchina può aver luogo direttamente tramite la piastra portante dell'unità elettronica, cosicché essa tramite i suoi mezzi di fissaggio può cedere il calore dissipato del circuito elettronico alla macchina elettrica. Con il montaggio della piastra portante 1<4 a ridosso di una cassa di generatore, questa piastra portante per il circuito 11 del regolatore forma un'assorbitore di calore favorente la dispersione del calore dal circuito 11.

Con gli accorgimenti illustrati nelle sottorivendicazioni si ottengono ulteriori vantaggiosi sviluppi e perf erzionamenti delle caratter istiche indicate nella rivendicazione 1. A riguardo è particolarmente vantaggioso quando la parte della custodia da un lato e la piastra portante dall'altro lato vengono prefabbricate indipendentemente l’una dall'altra e quindi economicamente come due unità e infine incollate fra di loro a formare l'unità costruttiva. Come ulteriore vantaggio va considerato il fatto che il circuita elettronico in modalità costruttiva a chip o ibrida senza custodia supplementare è circondata dalla parte in materia artificiale con il porta-spazzola sagomata a ridosso.

Disegno

Due esempi di realizzazione dell'invenzione sono rappresentat i nel disegno ed illustrati dettagliatamente nella seguente descrizione.

In particolare:

la fig. 1 mostra l'unità costruttiva secondo l’invenzione di un porta-spazzole con un circuito elettronico di regolatore in modalità costruttiva chip, con coperchio asportato, nella vista dall'alta e in scala di misura ingrandita,

la fig. E mostra una sezione trasversale attraverso questa unità costruttiva secondo la linea II-II dalla figura 1 con coperchio incollato, e

la fig. 3 mostra lo schema di un generatore trifase con regolatore e l'unità di raddrizzatori, la fig. ^ e la fig. 5 mostrano un ulteriore esempio di realizzazione dell'unità costruttiva.

Descrizione degli esempi di realizzazione

Le figure 1 e 2 mostrano una unità costruttiva 10 con un circuito elettronico 11 di regolatore ed un porta-spazzole 12 di un generatore trifase 13 per autoveicoli rappresentato in uno schermo in figura 3. Il circuito 11 del regolatore in tal caso come chip IC è incollato o brasato direttamente su una piastra portante elettroconduttiva 14, ad esempio di alluminio, laddove questa piastra portante 14 è connessa al potenziale di massa. Il porta-spazzole 12 è integrato in una parte 15 di custodia fatta di materiale isolante, in cui sono incorporate parti di contatto 16 per le spazzale di carbone 17 nonché una connessione di contatto a pressione 18 e connessione 19 per il circuito 11 del regolatore come conduttore di collegamento 20 del materiale di isolante della parte 15 della custodia ad eccezione di queste zone 16, 18 e 19. Il circuito 11 del regolatore è circondato da un colletto 21 della parte 15 della custodia fissata alla piastra portante 14, laddove le zone di presa di contatto 19 dei conduttori di collegamento 20 sporgono nell'apertura 22 del colletto. Il circuito 11 del regolatore all'interno dell'apertura 22 del colletto tramite fili bond 23 è collegato con le due zone di presa di contatto 19 da un lato e con il potenziale di massa della piastra portante 14 dall'altro lata. L'apertura 22 del colletto inoltre conformemente alla figura 2 è chiusa con un coperchio 24 in materia artificiale, dopo che l'apertura 22 del colletto è stata riempita con massa colata 25 fino oltre le zone di presa di contatto 19 rispettivamente fino a oltre i fili bond 23.

La piastra portante 14 è eseguita oblunga ed in parte ovale, laddove essa in corrispondza delle sue due zone esterne 14a presenta un rispettivo foro di fissaggio 26, cosicché con viti B viene fissata alla flangia 9 della cassa del generatore trifase 13 e quindi al potenziale di massa. In tal modo il calore dissipato, che si produce in esercizio nel circuito 11 del regolatore, tramite la piastra portante 14 viene disperso sia nell'aria di raffreddamento nell'ambito di questa unità costruttiva 10 sia anche sull'appoggio sulla flangia della cassa del generatore 13.

Per una produzione economicamente conveniene di una unità costruttiva 10 di sicura funzionamento la piastra portante 10 con il chip IC del circuito 11 del regolatore forma una prima unità prefabbricata 27 . La parte 15 della custodia, ricavata ad iniezione in uno stampa ad iniezione in materiale isolante, con i conduttori di collegamento £0 come parti inseribili costituisce una seconda unità prefabbricata 28. entrambe le unità prefabbricate 27 e 28 vengono ora incollate fra di loro con una grande estensione superficiale in corrispondenza delle loro superiici di appoggio 29. Successivamente il chip IC viene contattato con le zone di presa di contatto 19 dei conduttori di collegamento 80 mediante i fili bond £3 e successivamente la massa colabile 25 viene immessa nell'apertura 22 del colletta. Infiene l'apertura 22 del colletto viene incollata ermeticamente con il coperchio 24. Per fissare il coperchia 24 senza aggiuntiva altezza costruttiva dell'unità costruttiva 10, a tenuta di umidità, sul colletto 21, il colletto 21 della parte 15 della custodia in corrispondenza del bordo dell'apertura 22 del colletto è dotata di un ribasso periferico 30, allargato verso l'esterno sul quale poggia il coperchio 24 eseguito a marmitta con un bordo periferico 31 diretto verso l'esterno. Conseguentemente fra una parete 32 del coperchio 24 e la parete 3 del ribasso allargato 30 si forma un'intercapedine periferica 34 riempita almeno in parte con un collante 35. Inoltre sul lato del colletta 21 rivolto verso la piastra portante 14 si trova una cava anulare 36 riempita di collante per chiudere sicuramente a tenuta il chip IC del circuito 11 del regolatore. Per il fissaggio preliminare delle due unità pref abbricate 27 e 28 la parte 15 della custodia è dotata della sporgenza 37 penetrante in una apertura passante 38 cor rispondentemente conformata della piastra portante 14.

Nella figura 1 è inoltre riconoscibi le il fatto che sul lato anteriore della piastra portante nella zone centrale, simmetricamente ai fori di fissaggio 26, è disposto il porta-spazzole 15. Sulla vicina metà destra della piastra portante 14 è disposto il circuita elettronico 11 con il colletto 21 della custodia e lo circonda metà sinistra della piastra portante 15 e incollato con la piastra portante 14 unicamente un braccio portante 39 della piastra parte 15 della custodia sporgente sul foro di fissaggio 26, cosicché in questa metà la piastra portante 14 rimane scoperta sostanzialmente per la dispersione termica verso l'aria di raffreddamento. Inoltre su questa metà sinistra della piastra portante 14 la parte 15 della custodia oltre al porta-spazzole 12 è dotata della connessione 1B per l'alimentazione di tensione del calcolatore 11.

Dallo schema secondo la figura 3 in combinazione con la figura 1 è riconoscibile che il circuito 11 del regolatore tramite la sua connessione DF e tramite una spazzola di carbone 17 del portaspazzole 12 è collegato con un'avvolgimento di eccitazione E del generatore a trifase 13, l'altro cui terminale tramite la seconda spazzale di carbone 17 del porta-spazzole 15 à collegato in primo luogo con la connessione 18 per l'alimentazione di tensione di regolatore 11 e in secondo luogo con la connessione D+ 19 del regolatore 11. Tramite la piastra portante 14 il regolatore 11 è inoltre collegato con il potenziale di massa del morsetto B-. I conduttori di collegamento 20 necessari per la connessione di D+ e DF sono in particolare incorporati ad iniezione nella custodia 15, mentre gli avvolgimenti statorici trifase del generatore 13 sono collegati in primo luogo con la connessione D+18 tramite una unità di raddrizzatori 40 e in secondo, tramite un raddrizzatore a ponte 41, con i morsetti B+ B- per la connessione di una batteria di accumulatore.

Le figure 4 e 5 mostrano un secondo esempio di realizzazione dell'unità costruttiva, secondo l'invenzione, laddove la figura 4 corrisponde alla metà destra della figura 1 e la figura 5 alla metà destra della figura 2. In particolare le parti uguali sono dotate degli stessi contrassegni. Niella variante del primo esempio di realizzazione in questo caso il chip monolitico 11 tramite un supporto intermedio metallico 50 è incollato rispettivamente brasato o saldato sulla piastra portante. Sul supporto intermedio 15 inoltre è incollato oppure, e brasato anche un secondo chip IC11 ha per un'ulteriore parte circuitale elettronica connessa con il chip 11 tramite fili bond 23a . Al posto dei chip IC si possono prevedere tuttavia anche ibridi circuitali, cosicché il circuito elettronico complessivamente è formato da più parti in modalità costruttiva a chip IC, e oppure in modalità costruttiva ibrida è fissato direttamente e rispettivamente oppure tramite il supporto intermedio 50 sulla piastra portante 14.

Come ulteriore variante rispetta al primo esempio di realizzazione è previsto di incorporare ad iniezione conformemente la figura 5 la piastra portante 14- nella parte 15 della custodia un materiale isolante, in quanto l'apertura passante centrale 38 della parte portante 14 ed il suo bordo esterno — se questo non poggia sulla flangia 9 della cassa del generatore trifase 13 - con un bordo di materiale isolante 15a della parte 15 della custodia incornicia la piastra portante 14.

L'unità costruttiva di questo esempio di realizzazione, viene prodotto in quanto in un primo momento i conduttori di collegamento 20 nonché la piastra portante 14 vengono inseriti in uno stampo di iniezione per produrre la parte 15a della custodia cosicché la parte 15 della custodia con i conduttori di collegamento incorporati in essa e con la piastra portante 14 incorporata ad iniezione in corrispondenza dei bordi 15a, forma una prima unità prefabbricata 51. Il circuito con i due chip 11 e 11a in un primo momento viene incollata o brasato sul supporto intermedia 50 e successivamente viene stabilita la connessione reciproca mediante i fili bond 23a, cosicché in tal modo si ottiene una seconda unità prefabbr icata 52. Successivamente il supporto intermedio 50 viene inserito nell'apertura 22 del corperchio ed incollato, brasato o saldato con la piastra portante 14, e successivamente il circuito 11 11a tramite i rimanenti fili band 23 viene collegato con le zone di presa di contatto 19 dei conduttori di collegamento 20. Successivamente l'apertura 22 del colletto almeno in parte viene riempita con massa colata 25 e infine chiusa a tenuta con il coperchio 24.

Per entrambi gli esempi di realizzazione è inventivamente essenziale il fatto che il portaspazzole 12 con le sue parti di contatto 16 per le connessioni delle spazzole è sagomato in un'unico pezzo a ridosso della parte 15 della custodia fatta di materiale isolante, cosicché a tale scopo non sono necessari particolari elementi costruttivi. Inoltre per migliorare la dispersione del calare dissipato del circuito elettroncin 11, la relativa piastra portante 14 mediante viti 26 o altri mezzi di fissaggio va fissata dilatamente alla cassa 9 del generatore. L'unità costruttiva 10 seconda l'invenzione assicura che il circuito elettronico nonché i conduttori di collegamento 20 fra l'unità elettronica, il porta-spazzole e la connessione 18 siano sistemati protetti contro influenze esterne, dove al posto di un'ICS si può fissare sulla piastra portante 14 anche un ibrido circuitale. I conduttori di collegamento SO in tal caso sono prodotte preferibilmente come barre collettrici nella forma di parti tranciate metalliche, che come parti inseribili vengono rivestite in uno stampo di iniezione dal materiale isolante della parte 15 della custodia. Con disposizione adeguata oltre al circuito del regolatore si può integrare un'ulteriore circuito elettronico che può espletare un'altra funzione ad esempio in caso di separazione di due reti di bordo. In tal caso circuiti a semi-conduttori possano essere brasati o incollati anche su ad esempio due piastre di base, quando in dipendenza di fattori tecnologici o tecnico-circuitali le piastre di base di questi circuiti debbano presentare differenti potenziali. Collegamenti supplementari con la rete di bordo con il generatore sono possibili senza problemi, in quanto nei corrispondenti connessioni della parte inseribile dei conduttori di collegamento vengono portate fuori dalla parte 15 della custodia ed eseguite come connettori a innesto insieme al materiale isolante corrispondentemente sagomato. Le spazzole di carbone 17 in tal caso possono essere incorporate nel porta-spazzole 15 sia prima che dopo l'assemblaggio delle due unità prefabbricate 57 e 58.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Unità costruttiva per un circuito elettronico in modalità costruttiva a chip oppure in modalità costruttiva ibrida, combinata con un portaspazzole per macchine elettriche preferibilmente per generatori di autoveicoli, laddove le parti di contatto del circuito per le spazzole di carbone e le connessione come conduttore di collegamento sono incorporate in una parte di custodia di materiale isolante, ad eccezione della loro zona di presa di contatto, laddove il circuito elettronico pref erbilmente come circuito di regolatore è fissato mediante incollatura o brasato su una piastra portante elettroconduttiva connessa al potenziale di massa ed è circondato da un colletto della parte della custodia fissata alla parte portante inoltre è collegato con le zone di presa di contatto di conduttori di collegamento sporgenti nell'apertura del colletto laddove inoltre l'apertura del colletto è chiusa con un coperchio, caratterizzato dal fatto che una piastra portante 14 per la dispersione termica con mezzi di fissaggio 26 va fissata sulla cassa 9 della macchina elettrica e il porta—spazzole 12 con le proprie parti di contatto 16 per le connessioni delle spazzale 6 sagomata a ridosso in un unico pezzo sul1a parte 15 della custodia fatta di materiale isolante.
2. Unità costruttiva secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatta che l'apertura 22 del colletto della parte 15 della custodia almeno fino alle zone di presa di contatto <10) del conduttore di collegamento (SO) è riempita con massa calata (55).
3. Unità costruttiva secondo la rivendicazione 1 oppure S, caratterizzata dal fatto che l'apertura del colletta della parte (15) della custodia possiede un ribasso periferico (30) allargato verso l'esterno, sul quale poggia il coperchio (24) eseguito a forma di marmitta con un bordo periferico (31) rivolto verso l'esterno.
4. Unità costruttiva secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che un'intercapedine periferica (34), formata fra la parete (3S ) del coperchio (34) e la parete (33) del ribasso allargato (30) è riempito almeno in parte con un collante (35).
5. Unità costruttiva secondo una delle rivend icazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che sul lato anteriore la testa portante (14) nella zona centrale del porta-spazzole <1S) e in posizione vicina sulla metà della piastra partante (1-4) è disposto il circuito elettronico <11) con il colletta <21) della custodia che lo circonda, mentre sull'altra metà la piastra portante (14) rimane sostanzialmente scoperta per la dispersione termica verso l'aria di raffreddamento.
6. Unità costruttiva secondo rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che sull'altra metà della piastra portante (14) la parte <15) della custodia oltre al porta—spazzole (12) presenta una connessione (18) per l'alimentazione di tensione del circuito (11). 7. Unità costruttiva secondo una delle rivendicazione da 1 fino a 6, caratterizzato dal fatto che la parte (15) della custodia con il conduttore di collegamento (20) come parte inseribile da un lato e la piastra portante (14), presentante i fori di passaggio (2<b) e portante il circuito elettronico (11) dall'altra lato, come unità prefabbricato (27 e 2Θ) sono prodotte ed incollate fra di loro superficialmente, laddove il circuito elettroncio (11) è collegato con le zone di presa di contatto (19) dei conduttori di collegamento tramite fili band (23). B. Unità costruttiva secondo rivendicazione Ξ , caratterizzato dal fatto che per il prefissaggio delle due unità prefabbricate (27 e 28) la parte (15) della custodia con una sporgenza (37) si impegna in una corrispondente apertura passante (38) della piastra portante (14).
7. Unità costruttiva secondo rivendicazione da 1 fino a 6, caratterizzato dal fatto che il circuita elettronico (11) come chip monolitico con un supporta intermedio (50) è fissato sulla piastra portante (14). 10. Unità costruttiva secando una delle rivendicazioni da 1 fino a 7, caratterizzato dal fatto che il circuito elettronico (11 e Ila) formato da più parti in modalità costruttiva a chip IC e, oppure in modalità costruttiva ibrida è fissato direttamente, oppure tramite un supporto intermedio metallico (50) sulla piastra portante (14) e questi sono connessi fra di loro mediante collegamenti band (23a). 11. Unità costruttiva secondo una delle rivendicazionida 1 fino a ώ, caratterizzato dal fatto che la piastra portante (14) è incorporato ad iniezione nella parte (15) della custodia di materiale isolante. 12. Procedimento per produrre una unità costruttiva secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a B, caratterizzato dal fatto che la parte 15 della custodia con i conduttori di collegamento (SO) incorporati in essa da un lato, nonché la piastra portante (14) con il circuito (11) incollato rispettivamente brasato, in modalità costruttiva a chip rispettivamene ibrida dall'altro lato, in un primo momento vengono incollati fra di loro come unità prefabbricate (E7 e SB), inoltre dal fatto che successivamente il circuito elettrica (11) viene collegato con le zone di presa di contatto (19) dei conduttori di collegamento (SO) tramite fili bond (23), inoltre dal fatto che successivamente l'apertura (2Ξ) del colletto della parte (15) della custodia almeno in parte viene riempita con massa colata (25) e infine chiusa a tenuta con il coperchio (24) . 13. Procedimento per produrre una unità costruttiva secondo una delle rivendicazioni da 1 e 9 fino a 11, caratterizzato dal fatto che la parte (15) della custodia con i conduttori di collegamento (20) incorporati in essa e con la piastra portante (14) da un lato nonché il circuito (11, Ila), incollato rispettivamente brasato, su un supporto intermdio (50), e in modalità costruttiva a chip rispettivamene ibrida e relativi collegamenti di linea (23a) dall'altro lato, vengono prefabbricati come unità (51 52) nonché dal fatto che successivamente il supporta intermedio (50) con i1 circuito (11 e Ila) mediante l'apertura (22) del colletto viene collegato superficialmente di preferenza incollato con la piastra portante (14) inoltre dal fatto che il circuito (11, 11a) tramite fili bond (20) collegato successivamente con zone di presa di contatto (19) dei conduttori di collegamento (20) infine dal fatto che l'apertura (22) del colletto viene riempita almeno in parte con massa colata (25).