WO2004017495A1 - Kühlkörper und gleichrichterbaueinheit für eine elektrische maschine - Google Patents

Kühlkörper und gleichrichterbaueinheit für eine elektrische maschine Download PDF

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WO2004017495A1
WO2004017495A1 PCT/DE2003/001410 DE0301410W WO2004017495A1 WO 2004017495 A1 WO2004017495 A1 WO 2004017495A1 DE 0301410 W DE0301410 W DE 0301410W WO 2004017495 A1 WO2004017495 A1 WO 2004017495A1
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diode
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sink according
elevation
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Hardy Haegele
Holger Scholzen
Horst Braun
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a perforated heat sink
  • FIG. 2 shows a plan view of a heat sink
  • FIG. 3 shows a further schematic illustration of a perforated heat sink
  • FIG. 4 shows a diagram of the relationship of a heat flow cross section with respect to the radius
  • FIG. 5 shows a plan view of a heat sink according to the prior art.
  • an elevation 38 being additionally arranged around the diode or diode opening 23 then concentrically circles can be arranged around a diode opening 23.
  • a circle k is shown in FIG. If the circle k intersects - as shown - cooling air passages 26, a so-called jacket cut surface M results in the depth of the cooling body 20, which is interrupted in this case by the cooling air passages 26.
  • the entire surface area M consists of ten individual shell cut surfaces together.
  • individual jacket surfaces Moe result, which are formed in the cooling air passages 26.
  • Several such individual jacket surfaces Moe form an entire jacket surface Mo.
  • the heat flow cross section in the surface direction of the heat sink 20 results from the jacket cut surface M, which is dependent on the radius r.
  • the jacket sectional area M is referred to here as the area As.
  • This area As which is dependent on the radius, can be normalized, specifically to the theoretical cylindrical surface area of an unperforated and non-finned heat sink 20, the area AN.
  • This comparison cladding sectional area corresponds to a theoretical cylindrical cladding area around the diode opening 23 with the radius r.
  • the plate thicknesses are the same for holding the diodes. Elevations, ribs, etc. directly on the diode are not taken into account to determine the plate thickness.
  • r is set equal to the diameter 2 * rD of the diode opening 23 or the soldered-on diode, the value 1 of both surfaces to be compared is obtained if As relates to AN.
  • the radius r can also be standardized by setting the radius r in relation to the radius rD of the diode opening 23.
  • a radius-dependent surface section M is related to a radius-dependent standard section AN, a standardized diagram, FIG. 4, can be determined. According to FIG. 4, it is provided that a radius-dependent jacket cut surface M of the heat sink 20 around a diode opening 23 deviates from a radius-dependent standard cut surface by a maximum of - 52%. This deviation is shown in FIG. 4 with the symbol ⁇ s2. According to an improved embodiment, there is a deviation ( ⁇ sl) of at most - 35%. It is envisaged that the permissible deviation will be between 1.4 ⁇ r / rD ⁇ 1.8.

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Abstract

Es wird ein Kühlkörper, insbesondere für eine Gleichrichterbaueinheit (50) einer elektrischen Maschine, vorgeschlagen, wobei dieser zumindest eine Diodengrenzfläche aufweist und um die zumindest eine Diodengrenzfläche zumindest zwei Kühlluftdurchlässe (26) und zumindest eine Erhebung (38) angeordnet sind, wobei eine radiusabhängige Mantelschnittfläche (M) des Kühlkörpers (20) um eine Diodengrenzfläche herum von einer radiusabhängigen Normschnittfläche AN um maximal - 52% abweicht.

Description

Kühlkörper und Gleichrichterbaueinheit für eine elektrische Maschine
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Kühlkörper und eine Gleichrichterbaueinheit für eine elektrische Maschine nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.
Aus der EP 0329722 Bl ist ein Kühlköi-per und ein Gleichrichter für eine am Markt eingeführte elektrische Maschine bekannt. Zumindest teilweise weisen die verkauften Exemplare dieser Generatoren Gleichrichter auf, deren Kühlkörper, insbesondere Pluskühlkörper, um die Plusdioden herum unregelmäßig angeordnete Kühlluftöffnungen aufweisen. Um bei erhöhter Leistung, d.h. erhöhter Stromabgabe des Generators und damit erhöhter Wäimeabfuhr weiterhin ein akzeptables Temperatumiveau des Gleichrichters zu halten, ist es notwendig, die Kühlung der Dioden zu verbessern.
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße Kühlkörper mit den Merkmalen des Hauptanspruchs, wonach um zumindest eine Diodengrenzflache zumindest zwei Kuhlluftdurchlasse und zumindest eine Erhebung angeordnet sind und der durch eine bestimmte Bedingung besclireibbar ist, wonach eine radiusabhängige Mantelschnittfläche des Kühlkörpers um eine Diodengrenzfläche herum von einer radiusabhängigen Normschnittfläche AN um maximal -52% abweicht, hat den Vorteil, dass die von zumindest einer Diode erzeugte Wärmeenergie an die Umgebung besonders gut abgegeben wird und andererseits einen geringen Strömungswiderstand aufweist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des Kühlkörpers nach dem Hauptanspruch möglich. In zweiter und weiter verbesserter Näherung ist vorgesehen, dass die Abweichung maximal - 35% beträgt und dadurch der Wärmestrom weiter vergrößert und dadurch die Külilwirkung weiter verbessert ist.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass sich die radiusabhängige Mantelschnittfläche des Kühlkörpers bzw. deren Abweichung von der Normschnittfläche im Bereich von 1,3 < r/rD ≤ 2,0 befindet. Durch diese Ausgestaltung ergibt sich durch eingebrachte Kühlluftöffnungen eine Durchströmung des Kühlkörpers und damit zusätzliche Wärmeabfuhr und ein geringerer Strömungswiderstand. Ein dahinter liegender weiterer Kühlkörper wird damit zusätzlich mit Kühlluft überströmt, der seinerseits zusätzlich Wärmeenergie abgeben kann.
Ordnet man die Kuhlluftdurchlasse zumindest teilweise ringförmig um die zumindest eine Diodenöffnung bzw. Diode an, so entspricht die Anordnung der Kuhlluftdurchlasse der ringförmigen bzw. strahlförmigen Wärmeleitungscharakteristik der Dioden. Es ergibt sich dadurch eine weitere Verbesserung der Wärmeabfuhr.
Weist der Kühlkörper zumindest zwei Kuhlluftdurchlasse auf, die im Wesentlichen gleichmäßig um eine Diodenöffnung bzw. Diode angeordnet sind, ergibt sich eine gleichmäßige Wärmeleitcharakteristik und damit eine gleichmäßige Entwärmung der Diode sowie Erwärmung des Kühlkörpers für eine effektive Kühlung.
Weist der Kühlkörper zumindest teilweise die Form eines Ringsegments auf und ist zwischen der Diodenöffnung bzw. Diode und einer zentralen Öffnung des Kühlkörpers zumindest ein KüMluftdurchlass angeordnet, so ergibt sich ein geringer Strömungswiderstand für die Kühlluftströmung ins Innere des Generators und damit ein höherer Luftdurchsatz durch eine weniger stark gekrümmte Strömung um die Kante der zentralen Öffnung.
Weist der teilweise die Form eines Ringsegments aufweisende Kühlkörper zwischen der Diodenöffnung bzw. Diode und einem äußeren radialen Rand zumindest einen Kühlluftdurchlass auf, so wird auch an diesem äußeren Rand der Strömungswiderstand für die Strömung ins Innere des Generators verringert, der Luftdurchsatz wird auch hier durch eine weniger stark gekrümmte Strömung vergrößert. Weisen die Kuhlluftdurchlasse eine längliche Form mit einer Längsachse auf; wobei die Längsachse zur zentralen Öffnung gerichtet ist, so ergibt sich eine weitere Senkung des Strömungswiderstandes.
Die Längsachse der länglichen Kuhlluftdurchlasse ist vorzugsweise im Wesentlichen radial zur Diodenöffnung bzw. Diode gerichtet.
Sind die Diodenöffnungen bzw. die Dioden bzw. die sie umgebenden Kuhlluftdurchlasse verhältnismäßig nah beieinander, so treffen an diesen Stellen verhältnismäßig große Wärmeströme aufeinander. Da diese Wärmeströme ohne weitere Zusatzmaßnahmen zu einer Erhöhung des Temperaturniveaus des Kühlkörpers führen, ist vorgesehen, dass sich zwischen zwei jeweils einer Diodenöffnung bzw. Diode zugeordneten Kühlluftdurchlässen eine Erhebung erstreckt. Diese Erhebung führt zu einer Masseerhöhung, in der Folge zu einer Oberflächenvergrößerung und damit zu einer besseren Wärmeabfuhr an dieser kritischen Stelle. Um einen möglichst geringen Strömungswiderstand der Erhebung zu erzeugen, ist vorgesehen, die Erhebung sich in Richtung einer zentralen Achse des Kühlkörpers erstrecken zu lassen, so dass diese im wesentlichen oder völlig radial erstrecken. Des Weiteren können sich die Kuhlluftdurchlasse an benachbarte Erhebungen anschmiegen, um die Luft entlang dieser Erhebungen zu führen und damit eine gezielt an den Erhebungen vorbeiströmende Luftströmung zu erreichen.
Eine weiter gesteigerte Kühlwirkung der Erhebung ergibt sich dadurch, dass sich die Erhebung in die zentrale Öffnung des Kühlkörpers erstreckt.
Eine weitere verbesserte Kühlwirkung des Kühlkörpers ergibt sich dadurch, dass sich zwischen zwei zwischen der Diodengrenzfläche und dem äußeren radialen Rand angeordneten Kühlluftdurchlässen eine weitere radiale Erhebung erstreckt.
Für eine gleichmäßige und damit weiter optimierte Kühlwirkung ist vorgesehen, dass sich zumindest zwei Kuhlluftdurchlasse im Wesentlichen gleichmäßig um eine Diodengrenzfläche befinden. Zur weiteren Verbesserung der Kühlwirkung ist vorgesehen, dass zwischen zwei Diodengrenzflächen eine Erhebung angeordnet ist, die idealerweise zwischen zwei Kühlluftdurchlässen angeordnet ist.
Nach einem nebengeordneten Anspruch ist eine Gleichnchterbaueinheit mit zumindest einem Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen.
Zeichnungen
In den Zeichnungen sind Ausführungsbei spiele eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers sowie einer Gleichnchterbaueinheit mit einem erfindungsgemäßen Kühlkörper dargestellt. Es zeigen: Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines gelochten Kühlkörpers, Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Kühlkörper, Figur 3 zeigt eine weitere schematische Darstellung eines gelochten Kühlkörpers, Figur 4 zeigt ein Diagramm über den Zusammenhang eines Wärmestromquerschnitts im Bezug zum Radius, Figur 5 zeigt eine Draufsicht auf einen Kühlkörper gemäß dem Stand der Technik.
Beschreibung
In Figur 1 ist ausschnittsweise ein Kühlkörper 20 dargestellt. Der Kühlkörper 20 weist mehrere Öffnungen auf, darunter zumindest eine eine Diodengrenzflache bildende Diodenöffnung 23 zum Einsetzen einer Diode. Um diese eine Diodenöffnung 23 sind zumindest zwei Kuhlluftdurchlasse 26 angeordnet, wobei im Beispiel um die eine Diodenöffnung 23 zehn Kuhlluftdurchlasse 26 angeordnet sind. Im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 haben zwei Kuhlluftdurchlasse 26 untereinander einen Abstand a und einen Abstand b zu einem Rand der Diodenöffnung 23 bzw. Diode. Wie aus Figur 1 deutlich zu erkennen ist, sind die Kuhlluftdurchlasse 26 ringförmig um die zumindest eine Diodenöffnung 23 angeordnet. Diese Anordnung ist ein Ausführungsbeispiel für die Forderung, wonach die Kuhlluftdurchlasse 26 zumindest teilweise ringförmig um die Diodenöffnung 23 angeordnet sind.
In Figur 2 ist eine Draufsicht auf einen gesamten Kühlkörper 20 dargestellt, der insbesondere für Gleichrichtervorrichtungen von Drehstromgeneratoren für Kraftfahrzeuge vorgesehen ist. Der Kühlkörper 20 besteht zunächst aus einem flächigen, d.h. im Wesentlichen ebenen Grundkörper 29, in den in diesem Ausfülrrungsbeispiel sechs Diodenöffnungen 23 eingebracht sind. In diese im Wesentlichen gleich beabstandeten Diodenöffnungen 23 werden üblicherweise Gleichrichterdioden eingepresst. Diese Gleichrichterdioden erzeugen während der Gleichrichtungsarbeit eine Verlustwäπne, die über den Grundkörper 29 abgeführt werden muss, um eine Überhitzung der Dioden zu vermeiden. Die Kühlwirkung eines gelochten Grundkörpers 29 ist gegenüber einem ungelochten Grundkörper 29 deutlich besser, weshalb in den Grundkörper 29 die bereits erwähnten Kuhlluftdurchlasse 26 eingebracht sind. Der Kühlkörper 20 hat zumindest teilweise die Form eines Ringsegments und weist in seiner Ringmitte eine zentrale Öffnung 32 auf. Ist der Gleichrichter mit dem Kühlkörper 20 an die elektrische Maschine montiert, so ragt durch diese zentrale Öffnung 32 ein Wellenende eines nicht dargestellten Läufers hindurch. Es ist vorgesehen, dass zwischen einer Diodenöffnung 23 und der zentralen Öffnung 32 zumindest ein eine längliche Form mit einer Längsachse 35 aufweisender Kühlluftdurchlass 26 angeordnet ist. Die Längsachse 35 ist dabei zur zentralen Öffnung 32 gerichtet. Die KüWwirkung ist besonders vorteilhaft, wenn zwischen der Diodenöffnung 23 und der zentralen Öffnung 32 zwei dieser länglichen Kuhlluftdurchlasse 26 nebeneinander angeordnet sind. Zwei benachbarte Kuhlluftdurchlasse 26 wirken im Grundsatz wie eine Drossel, sodass durch zwei benachbarte Kuhlluftdurchlasse 26 zunächst der Wärrnetransport in von einer Diode weg weisender Richtung behindert ist. Aus diesem Grund ist vorgesehen, dass sich zwischen zwei zwischen einer Diodenöffnung 23 und der zentralen Öffnung 32 angeordneten Kühlluftdurchlässen 26 eine Erhebung 38 erstreckt. Idealerweise erstreckt sich dabei die Erhebung 38 in Richtung einer zentralen Achse 41 bzw. nach radial innen. Diese zentrale Achse 41, in Figur 2 als Kreuz dargestellt, und im Wesentlichen senkrecht zum Grundkörper 29, deckt sich mit einer Drehachse eines nicht dargestellten Läufers bzw. kennzeichnet einen Mittelpunkt einer beispielsweise kreisförmigen Kontur des Kühlkörpers 20. Des Weiteren ist vorgesehen, dass sich zumindest eine der Erhebungen 38 in die zentrale Öffnung 32 hinein erstreckt. Alternativ kann statt je eines länglichen Kühlluftdurchlasses 26 natürlich auch ein einfacher Kühlluftdurchlass 26 vorgesehen sein oder mehrere nacheinander angeordnete Kuhlluftdurchlasse 26, die in einer vorzugsweise radial orientierten Längsrichtung angeordnet sind.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass im im Wesentlichen ebenen Grundkörper 29 zwischen einer Diodenöffnung 23 und einem äußeren radialen Rand 44 zumindest ein eine längliche Form mit einer Längsachse 35 aufweisender Kühlluftdurchlass 26 angeordnet ist. Die Längsachse 35 ist auch hier zur zentralen Öffnung 32 gerichtet. Alternativ kann auch hier statt je eines länglichen Kühlluftdurchlasses 26 natürlich auch ein einfacher Kühlluftdurchlass 26 vorgesehen sein oder mehrere nacheinander angeordnete Kuhlluftdurchlasse 26, die in einer vorzugsweise radial zur Diodenöffnung 23 orientierten Längsrichtung angeordnet sind. In einer weiteren Ausgestaltung der länglichen Diodenöffnungen 23 ist vorgesehen, dass die Längsachse 35 radial oder im Wesentlichen radial zur Diodenöffnung 23 gerichtet ist. Zur Verbesserung der Kühlwirkung des äußeren radialen Rands ist vorgesehen, dass dieser auf einer nach radial außen gerichteten Oberfläche gerippt oder gewellt ist.
Analog zu den länglichen Kühlluftdurchlässen 26 zwischen Diodenöffnung 23 und zentraler Öffnung 32 ist vorgesehen, dass auch zwischen zwei benachbarten länglichen Diodenöffnungen 23 zwischen dem äußeren radialen Rand 44 und einer Diodenöffnung 23 eine Erhebung 38 angeordnet ist.
Insgesamt ist vorgesehen, dass die zumindest zwei Kuhlluftdurchlasse 26 im Wesentlichen gleichmäßig um eine Diodenöffnung 23 angeordnet sind. Werden aus Platzgründen zwei benachbarte Dioden relativ nah nebeneinander angeordnet und sind gleichzeitig, wie insgesamt vorgesehen, Kuhlluftdurchlasse 26 um die Dioden herum angeordnet, so besteht die Gefahr, dass durch die sehr nah benachbarten Durchlassöffnungen 26 zweier verschiedener Dioden ein Wärmestau zwischen den Dioden verursacht wird. Ein solcher Wärmestau hat zur Folge, dass die Wärmeabfuhr zwischen den Dioden nur noch eingeschränkt ist, und sich dadurch das Temperaturniveau mittig zwischen zwei Dioden erhöht. Zur Abhilfe dieses Problems ist vorgesehen, dass zwischen zwei Diodenöffnungen 23 eine Erhebung 38 angeordnet ist, die sich vom Grundkörper 29 erstreckt. Ganz besonders ist vorgesehen, dass die Erhebung 38 zwischen zumindest zwei Külilluftdurchlässen 26 zweier benachbarter Dioden angeordnet ist.
Betrachtet man gemäß Figur 3 die bereits aus Figur 1 bekannte Anordnung, wobei um die Diode bzw. Diodenöffnung 23 zusätzlich eine Erhebung 38 angeordnet ist, so können um eine Diodenöffnung 23 gedanklich konzentrische Kreise angeordnet werden. In Figur 3 ist ein solcher Kreis k eingezeichnet. Schneidet der Kreis k - wie dargestellt - Kuhlluftdurchlasse 26, so ergeben sich in die Tiefe des Kühlkörpers 20 einerseits eine sogenannte Mantelschnittfläche M, die in diesem Fall durch die Kuhlluftdurchlasse 26 unterbrochen ist. Die gesamte Mantelschnittfläche M setzt sich in diesem Fall aus zehn einzelnen Mantelschnittflächen Me zusammen. Des Weiteren ergeben sich einzelne Manteloberflächen Moe, die in den Kühlluftdurchlässen 26 gebildet sind. Mehrere solcher einzelnen Manteloberflächen Moe bilden eine gesamte Manteloberfläche Mo. Der Wärmestromquerschnitt in Flächenrichtung des Kühlkörpers 20 ergibt sich aus der Mantelschnittfläche M, die vom Radius r abhängig ist.
Die Mantelschnittfläche M wird hier als Fläche As bezeichnet. Diese vom Radius abhängige Fläche As kann normiert werden und zwar jeweils auf die theoretische zylindrische Mantelschnittfläche eines ungelochten und ungerippten Kühlkörpers 20, die Fläche AN. Diese Vergleichsmantelschnittfläche entspricht dabei einer theoretischen Zylindermantelfläche um die Diodenöffnung 23 mit dem Radius r. Für die Mantelschnittfläche bzw. die Fläche As und die Vergleichsmantelschnittfläche AN geht man zunächst von gleichen Plattenstärken zum Festhalten der Dioden aus. Zur Ermittlung der Plattenstärke werden Erhebungen, Rippen etc. unmittelbar an der Diode nicht berücksichtigt. Setzt man r gleich dem Durchmesser 2 * rD der Diodenöffnung 23 oder der aufgelöteten Diode, so ergibt sich der Wert 1 beider zu vergleichender Flächen, wenn man As auf AN bezieht. Auch der Radius r kann normiert werden, indem man den Radius r in Bezug zum Halbmesser rD der Diodenöffnung 23 setzt. Bezieht man eine radiusabhängige Mantelschnittfläche M auf eine radiusabhängige Normschnittfläche AN, so kann ein normiertes Diagramm, Figur 4, ermittelt werden. Gemäß Figur 4 ist vorgesehen, dass eine radiusabhängige Mantelschnittfläche M des Kühlkörpers 20 um eine Diodenöffnung 23 herum von einer radiusabhängigen Normschnittfläche um maximal - 52% abweicht. Diese Abweichung ist in Figur 4 mit dem Zeichen Δs2 dargestellt. Gemäß einer verbesserten Ausführung ist vorgesehen, dass eine Abweichung (Δsl) von maximal - 35 % vorhanden ist. Es ist vorgesehen, dass die zulässige Abweichung im Bereich zwischen 1,4 < r/rD < 1,8 vorhanden ist.
Der Begriff „Erhebung" ist nicht auf eine längliche Form - beispielsweise die einer Kühlrippe - beschränkt. Gleichfalls wird darunter auch eine im wesentlichen zylindrische oder gar konische Form verstanden; auch eine Aneinanderreihung von einzelnen im wesentlichen zylindrischen oder gar konischen Kühlerhebungen erfüllen die gleiche Funktion.
Unter dem Begriff „Diodengrenzflache" wird einerseits eine durch eine Diodenöffnung 23 gebildete - im wesentlichen zylindrische - Mantelfläche der Diodenöffnung verstanden. Andererseits wird darunter auch die bei auf den Kühlkörper aufgelöteten Dioden vorhandene tatsächliche Lötverbindungsfläche zwischen Diode und Kühlkörper verstanden. Eine wichtige Eigenschaft der Diodengrenzfläche ist die Eigenschaft, wonach durch diese Fläche der Wärmeübergang von der Diode zum Kühlkörper stattfindet.
Schließlich ist eine Gleichrichterbaueinheit 50 vorgesehen, die einen Kühlkörper 20 nach einem der bescliriebenen Beispiele aufweist, Figur 5. Die Gleiclirichterbaueinheit 50 kann beispielsweise mit zwei einzelnen Kühlkörpern 20 zur Montage an ein Lagerschild eines Generators oder auch mit einem Kühlkörper 20, der bspw. als Pluskühlkörper ausgeführt ist und einem weiteren bspw. als Minuskühlkörper ausgeführten Kühlkörper 20 ausgeführt sein, wobei dieser darüber hinaus die Funktion eines Lagerschilds aufweist, also ein Generatorgehäuseteil ist.

Claims

Ansprüche
1. Kühlkörper, insbesondere für eine Gleichrichterbaueinheit (50) einer elektrischen Maschine, mit zumindest einer Diodengrenzfläche, wobei um die zumindest eine Diodengrenzflache zumindest zwei Kuhlluftdurchlasse (26) und zumindest eine Erhebung (38) angeordnet sind, wobei eine radiusabhängige Mantelschnittfläche (M) des Kühlkörpers (20) um eine Diodengrenzfläche herum von einer radiusabhängigen Nonnschnittfläche AN um maximal - 52 % abweicht.
2. Kühlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abweichung von maximal - 35 % vorhanden ist.
3. Kühlkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abweichung im Bereich von 1,4 < r/rD < 1,8 vorhanden ist.
4. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die KüMluftdurchlässe (26) zumindest teilweise ringförmig um die zumindest eine Diodengrenzfläche angeordnet sind.
5. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Kuhlluftdurchlasse (26) im Wesentlichen gleichmäßig um eine Diodengrenzfläche angeordnet sind.
6. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (20) zumindest teilweise die Form eines Ringsegments hat und dass zwischen der Diodengrenzfläche und einer zentralen Öffnung (32) zumindest ein Kühlluftdurchlass (26) angeordnet ist.
7. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (20) zumindest teilweise die Form eines Ringsegments hat und dass zwischen einem äußeren Rand des Kühlkörpers (20) und der Diodengrenzflache zumindest ein Kühlluftdurchlass (26) angeordnet ist.
8. Kühlkörper nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Kühlluftdurchlass (26) eine längliche Fonri mit einer Längsachse (35) aufweist, wobei die Längsachse (35) zur zentralen Öffnung (32) gerichtet ist.
9. Kühlkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse (35) im Wesentlichen radial zur Diodengrenzfläche gerichtet ist.
10. Kühlkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen zumindest zwei radial außerhalb einer Diodengrenzflache angeordneten Kühlluftdurchlässen (26) eine Erhebung (38) erstreckt.
11. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen der Diodengrenzfläche und einer zentralen Öffnung (32) eine Erhebung (38) erstreckt.
12. Kühlkörper nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Erhebung (38) zwischen zumindest zwei Kühlluftdurchlässen (26) erstreckt.
13. Kühlkörper nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Erhebung (38) in Richtung einer zentralen Achse (41) erstreckt.
14. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Erhebung (38) in die zentrale Öffnung (32) erstreckt.
15. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Diodengrenzflächen eine Erhebung (38) angeordnet ist.
16. Kühlkörper nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebung (38) zwischen zumindest zwei Kühlluftdurchlässen (26) angeordnet ist.
17. Gleichrichterbaueinheit mit zumindest einem Kühlkörper (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9693833B2 (en) 2013-08-05 2017-07-04 Merit Medical Systems, Inc. Absorbent cleaning and securement devices and methods
US9976112B2 (en) 2015-03-04 2018-05-22 Merit Medical Systems, Inc. Absorbent pads and methods of manufacturing

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006062482A1 (de) * 2006-12-28 2008-07-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Kühlwirksamkeit und Verfahren zur Bestimmung einer Kühlkörperoberfläche
DE102007014645A1 (de) * 2007-03-27 2008-10-30 Continental Automotive Gmbh Elektrische Baugruppe, insbesondere für eine Lenkhilfe eines Kraftfahrzeuges
DE102008042504A1 (de) * 2008-09-30 2010-10-21 Robert Bosch Gmbh Elektrische Maschine mit einem Kontaktelement zur elektrischen Verbindung elektrischer Bauteile
DE102009042567A1 (de) * 2009-09-17 2011-06-22 Robert Bosch GmbH, 70469 Kühleinrichtung in einer Gleichrichtereinrichtung einer elektrischen Maschine
US9380717B2 (en) * 2012-07-27 2016-06-28 Illinois Tool Works Inc. Rectifier module for power conversion circuits
US9312742B2 (en) 2013-03-01 2016-04-12 Hamilton Sundstrand Corporation Connector and spring assembly for a generator
JP6414092B2 (ja) * 2016-01-28 2018-10-31 株式会社デンソー 車両用回転電機
US20220065443A1 (en) * 2020-08-28 2022-03-03 Aaron GOMEZ Torch Heat Shield

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3196317A (en) * 1963-02-19 1965-07-20 Bendix Corp Heatsinks and rectifier assembly for a dynamoelectric machine
US3198972A (en) * 1961-08-03 1965-08-03 Gen Motors Corp Dynamoelectric machine
DE2936204A1 (de) * 1979-09-07 1981-03-19 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Gleichrichtereinheit
EP0262907A1 (de) * 1986-09-29 1988-04-06 LUCAS INDUSTRIES public limited company Wechselstromgenerator
EP0329722B1 (de) 1987-08-22 1992-04-01 Robert Bosch Gmbh Gleichrichtereinrichtung
DE4421358A1 (de) * 1994-06-18 1995-12-21 Bosch Gmbh Robert Gleichrichteranordnung, vorzugsweise für einen Drehstromgenerator für Kraftfahrzeuge
DE19705228A1 (de) * 1997-02-12 1998-08-13 Bosch Gmbh Robert Elektrische Maschine, vorzugsweise Drehstromgenerator mit Gleichrichter-Baueinheit

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3573516A (en) 1969-04-23 1971-04-06 Gen Electric Rectifier bridge for use with an alternator
JPS5273410U (de) * 1975-11-28 1977-06-01
US4329603A (en) * 1977-06-10 1982-05-11 Sundstrand Corporation Directly cooled, rotating rectifier assembly for a synchronous machine
GB2057763B (en) 1979-09-07 1983-09-14 Bosch Gmbh Robert Rectifier assembly
JPS5663282U (de) * 1979-10-19 1981-05-28
FR2512601B1 (fr) 1981-09-08 1986-05-16 Bosch Gmbh Robert Generateur de courant alternatif avec des redresseurs refroidis par l'air
US4701828A (en) * 1984-11-07 1987-10-20 Al Weiner Heat sink assembly
JPH0742225Y2 (ja) * 1986-08-28 1995-09-27 株式会社三ツ葉電機製作所 車両用発電機のレクチフアイア構造
CA2012737A1 (en) 1989-03-22 1990-09-22 Hideyuki Takahashi Structure of rectifier in generator for vehicle
US5043614A (en) * 1990-02-02 1991-08-27 Ford Motor Company Alternator rectifier bridge assembly
JP3182822B2 (ja) * 1991-12-26 2001-07-03 株式会社デンソー 車両用交流発電機の整流装置
JP3230829B2 (ja) * 1992-01-14 2001-11-19 株式会社日立製作所 車両用交流発電機と整流器
US5659212A (en) * 1994-12-16 1997-08-19 Electro-Dyn Choke Corporation Rectifier assembly for automotive alternator
JP3019251B2 (ja) * 1996-08-06 2000-03-13 中村製作所株式会社 放熱器及びその製造方法
JP3675048B2 (ja) * 1996-08-09 2005-07-27 株式会社デンソー 車両用交流発電機
JP3671534B2 (ja) * 1996-08-09 2005-07-13 株式会社デンソー 車両用交流発電機
US5866963A (en) * 1997-01-30 1999-02-02 Renard Manufacturing Co., Inc. Bridge rectifier with insulating support having expandable legs
ITTO980517A1 (it) 1998-06-12 1999-12-12 Magneti Marelli Manufacturing Dispositivo raddrizzatore a ponte per un alternatore.
DE19828518A1 (de) * 1998-06-26 1999-12-30 Bosch Gmbh Robert Elektrische Maschine, vorzugsweise Drehstromgenerator mit Gleichrichter-Baueinheit
US6140722A (en) * 1999-05-24 2000-10-31 Unit Parts Company Alternator system
JP2000341953A (ja) * 1999-05-27 2000-12-08 Mitsubishi Electric Corp 車両用交流発電機の整流器
JP3486136B2 (ja) * 1999-07-22 2004-01-13 三菱電機株式会社 車両用交流発電機
DE19946255A1 (de) * 1999-09-27 2001-03-29 Philips Corp Intellectual Pty Gleichrichteranordnung
JP4306058B2 (ja) * 1999-12-07 2009-07-29 株式会社デンソー 車両用交流発電機
US6580187B2 (en) * 2000-01-14 2003-06-17 Delphi Technologies, Inc. Rectifier assembly for an air-cooled generator
US6205024B1 (en) * 2000-01-22 2001-03-20 Kalem Technology Corporation Heat sink for rectifier
JP3983445B2 (ja) * 2000-03-15 2007-09-26 三菱電機株式会社 交流発電機
KR20020001311A (ko) * 2000-06-28 2002-01-09 에릭 발리베 자동차용 교류발전기
JP3905300B2 (ja) * 2000-10-30 2007-04-18 三菱電機株式会社 車両用交流発電機
US6661662B2 (en) * 2001-02-21 2003-12-09 Transpo Electronics, Inc. Vehicular modular design multiple application rectifier assembly
US6552908B2 (en) * 2001-02-21 2003-04-22 Transpo Electronics, Inc. Vehicular modular design multiple application rectifier assembly having outer lead integument
US6731030B2 (en) * 2001-08-30 2004-05-04 Integral Ro Design Ltd. High performance bridge rectifier for diode-rectified alternating current generator
US20030070798A1 (en) * 2001-10-12 2003-04-17 Chun-Min Shih Heat sink for a rectifier
US20030141042A1 (en) * 2002-01-31 2003-07-31 Bradfield Michael Duane High thermal capability positive heat sink for rectifier assembly
US6707691B2 (en) * 2002-04-17 2004-03-16 Delphi Technologies, Inc. Compact rectifier bridge and method for manufacturing the same

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3198972A (en) * 1961-08-03 1965-08-03 Gen Motors Corp Dynamoelectric machine
US3196317A (en) * 1963-02-19 1965-07-20 Bendix Corp Heatsinks and rectifier assembly for a dynamoelectric machine
DE2936204A1 (de) * 1979-09-07 1981-03-19 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Gleichrichtereinheit
EP0262907A1 (de) * 1986-09-29 1988-04-06 LUCAS INDUSTRIES public limited company Wechselstromgenerator
EP0329722B1 (de) 1987-08-22 1992-04-01 Robert Bosch Gmbh Gleichrichtereinrichtung
DE4421358A1 (de) * 1994-06-18 1995-12-21 Bosch Gmbh Robert Gleichrichteranordnung, vorzugsweise für einen Drehstromgenerator für Kraftfahrzeuge
DE19705228A1 (de) * 1997-02-12 1998-08-13 Bosch Gmbh Robert Elektrische Maschine, vorzugsweise Drehstromgenerator mit Gleichrichter-Baueinheit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9693833B2 (en) 2013-08-05 2017-07-04 Merit Medical Systems, Inc. Absorbent cleaning and securement devices and methods
US9976112B2 (en) 2015-03-04 2018-05-22 Merit Medical Systems, Inc. Absorbent pads and methods of manufacturing

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US20050013118A1 (en) 2005-01-20
DE10232051A1 (de) 2004-11-18

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