DE1821762U

DE1821762U - VEHICLE LIGHTING MACHINE.

Info

Publication number: DE1821762U
Application number: DEB40943U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1960-04-08
Filing date: 1960-04-08
Publication date: 1960-11-17

Description

R 0 B E R T B 0 S C H GMHH Stuttgart M Breitscheidstrasse 4 Fahrzeuglichtmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine zum Betrieb auf Fahrzeugen$ insbesondere Kraftfahrzeugen verwendbare Lichtmaschine mit einem Spannungsregler, der an die Lichtmaschine mit Hilfe einer mehradrigen Kabelverbindung und einer mehrpoligen, aus Stecker und Muffe bestehenden Kupplungseinrichtung angeschlossen ist. Bei derartigen Lichtmaschinen soll der gesamteg von der Licht- maschine gelieferte und den zum Teil sehr niederohmigen Ver° brauehern sugeführte Laststrom nicht über die Regeleinrichtung geführt werden, weil der Laststrom zu einer erheblichen Wärmeentwicklung im Regler und daher zu Regelungenauigkeiten führen würde. R 0 BERTB 0 SCH GMHH Stuttgart M Breitscheidstrasse 4 Automotive alternator The invention relates to a vehicle for operation Alternator that can be used in particular for motor vehicles and has a voltage regulator which is connected to the alternator with the aid of a multi-core cable connection and a multi-pole coupling device consisting of a plug and socket. With such alternators, the entire g of the light machine supplied and the partly very low-resistance Ver ° Brewers suggested load current cannot be passed through the control device, because the load current would lead to a considerable amount of heat in the controller and therefore to control inaccuracies.

Ausserdem muss zwischen den Ausgangsklemmen der Lichtmaschine und der mit ihr zusammenarbeitenden Batterie eine Einrichtung vorgesehen werden die eine Entladung der Batterie bei stillstehender oder ungenügend erregter Lichtmaschine über die Wicklungen der Lichtmaschine verhindert, Hierzu eignet sich besonders gut ein Halbleitergleichrichter, der jedoch aus gründen seiner hohen Temperaturempfindlichkeit im Kühlluftstrom der Lichtmaschine angeordnet werden muss. Darüberhinaus ist es erwünscht, die Regeleinrichtung bei beschränkten Einbauverhältnissen getrennt von der Lichtmaschine an einem hierfür geeignet erscheinenden Platz, beispielsweise an der Spritzwand des Kraftfahrzeugs, zu befestigen. Diese Aufgaben lassen sich bei einer Lichtmaschine der eingangs beschriebenen Art in einfacher Weise lösen, wenn einer der beiden Kupplungsteile auf dem Gehäuse der Lichtmaschine befestigt ist.In addition, between the output terminals of the alternator and the battery cooperating with it will be provided with a device Discharge of the battery when the alternator is stationary or insufficiently excited Prevented via the windings of the alternator, this is particularly suitable a semiconductor rectifier, which, however, is due to its high temperature sensitivity must be arranged in the cooling air flow of the alternator. Moreover, it is desired, the control device with restricted installation space separately from the alternator in a place that appears suitable for this purpose, for example to attach to the bulkhead of the motor vehicle. These tasks can be solve in a simple manner in an alternator of the type described above, when one of the two coupling parts is attached to the alternator housing is.

Eine besonders zweckmässige Anordnung ergibt sich, wenn gemäss einem weiteren Vorschlag der Erfindung der auf der Lichtmaschine sitzende Kupplungsteil als Tragkörper für eine getrennt montiert bare, zur Regeleinrichtung gehörende Baugruppe ausgebildet ist.A particularly expedient arrangement results if according to Another proposal of the invention on the alternator seated coupling part is designed as a support body for a separately mounted face, belonging to the control device assembly.

Diese kann den vom Laststrom der Lichtmaschine durchflossenen Gleichrichter und einen mit diesem in Reihe liegenden, ebenfalls vom Laststrom durchflossenen niederohmigen Widerstand umfassen, an dem eine zur Strombegrenzung bzw. Stromregelung erforderliche Steuerspannung erzeugt und über die Kabelverbindung dem Regler zugeführt wird.This can be the rectifier through which the load current of the alternator flows and one in series with it, also through which the load current flows Include a low-resistance resistor on which one is used to limit or regulate the current The required control voltage is generated and fed to the controller via the cable connection will.

Zweckmässigerweise wird dar auf der Lichtmaschine sitzende Kupplungsteil über einem Ausschnitt im Lichtmaschinengehäuse angeordnet und mit einem angeformten Ansatz versehen, der durch den Ausschnitt hinduroh ins Innere des Lichtmaschinengehäuses hineinragt und an seinem in dem Gehäuseinnenraum liegenden Abschnitt den Gleichrichter und den niederohmigen Widerstand trägt. Diese beiden Schaltelemente werden dann vom Kühlluftstrom der Lichtmaschine gekühlt und können demzufolge wesentlich kleiner bemessen werden.Appropriately, this is the coupling part sitting on the alternator arranged over a cutout in the alternator housing and molded with a Approach provided that through the cutout hinduroh into the interior of the alternator housing protrudes and the rectifier on its section located in the interior of the housing and carries the low resistance. These two switching elements are then cooled by the cooling air flow of the alternator and can therefore be much smaller be measured.

Weitere Einzelheiten und zweckmässige Weiterbildungen gemäss der Erfindung sind nachstehend anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert.Further details and useful developments according to the invention are described and explained in more detail below with reference to two exemplary embodiments.

Es zeigt ; Figo 1 eine Kraftfahrzeuglichtmaschine im Längsschnitt mit einem angeschlossenen Spannungsregler Fig. 2 einen Querschnitt durch die Lichtmaschine nach Fig. 1 und Figo 3 das elektrische Schaltbild der Lichtmaschine nach Fig. 1 und 2 ; Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch eine als zweites Ausführungsbeispiel dienende andere Lichtmaschine und Fig. 5 eine radiale Draufsicht auf die Lichtmaschine nach Fig.4. Die zum Betrieb auf einem nicht dargestellten Kraftfahrzeug be- stimmte Lichtmaschine nach Fig. 1 enthält in ihrem rohrtormigen Gehäuse 10 einen über eine Riemenscheibe 11 antreibbaren Anker 12, auf dessen Welle 13 ein Lüfterrad 14 sitzt. In dem zwischen dem Lüfterrad 14 und der Riemenscheibe 11 angeordneten Lagerschild 15 sind Durchbrechungen 16 angeordnet. Durch diese wird der bei L angedeutete KUhlluftstromvomLüfterradl4 nach aussen abge° fuhrt. Der Kühlluftstrom tritt durch Einlassöffnungen 17 Im zwei- ten Lagerschild 18, der in der Nähe des Kollektors 19 angeordnet ist, in den Gehäuseinnenraum eine Die Lichtmaschine ist dazu bestimmt, eine in Fig. 3 bei 30 ange- deutete Pufferbatterie von 12, 6 V mit einem ausreichenden Ladestrom zu versorgen und ausserdem an nicht dargestellte, parallel zur Batterie anschliessbare Verbraucher einen Laststrom JL zu L liefern, der jedoch einen durch die Baugrösse der Lichtmaschine festgelegten Höchstwert nicht überschreiten darf. Damit die Lichtmaschine trotz der stark schwankenden Antriebsdrehzahlen und der unterschiedlichen hohen Belastung eine möglichst gleichbleibende Spannung zu liefern vermag, ist ein in Fig. 1 und 3 bei 21 auge= deuteter Regler vorgesehen, der ein elektromagnetisches Relais enthält. Dieses hat zwei Wicklungen, nämlich eine Spannungswicklung 22 und eine Stromwieklung 23, sowie ein im Ruhezustand jeschlossenes Kontaktpaar 24, 25e das in den Erregerstromkreis der Lichtmaschine eingeschaltet ist. Der Erregerstromkreis der Lichtmaschine führt von der in Fig. 3 mit b bezeichneten Plusbürste über eine in Fig. 1 nicht näher dargestellte Erregerwicklung 26 und einen mit dieser in Reihe geschalteten Widerstand 27 zur Masse und von dort zu der mit a bezeichneten Minusklemme. Die Ruhekontakte des Reglers schliessen den Vorwiderstand 27 solange kurz bis der dann sich einstellende, über die Erregerwicklung 26 gehende Erregerstrom eine genügend grosse Ausgangsspannung zwischen den Lichtmaschinenbürsten a und b hervorruft, wenn die Lichtmaschine mit einer genügend hohen Drehzahl angetrieben wird.It shows ; 1 shows a motor vehicle alternator in longitudinal section with a connected voltage regulator. FIG. 2 shows a cross section through the alternator according to FIG. 1 and 3 shows the electrical circuit diagram of the alternator according to FIGS. 1 and 2; 4 shows a cross section through another alternator and serving as a second exemplary embodiment 5 is a radial plan view of the alternator according to FIG Fig. 4. The required for operation on a motor vehicle (not shown) agreed alternator according to Fig. 1 contains in their tubular shape Housing 10 has an armature 12 which can be driven via a belt pulley 11 and on whose shaft 13 a fan wheel 14 is seated. In the end shield 15 arranged between the fan wheel 14 and the belt pulley 11, openings 16 are arranged. Through this the at L indicated cooling air flow from the fan wheel 4 outwards leads. The cooling air flow passes through inlet openings 17 in the two th bearing plate 18, which is arranged in the vicinity of the collector 19, in the housing interior a The alternator is intended to produce a position in Fig. 3 at 30 indicated to supply a backup battery of 12, 6 V with a sufficient charging current and also to not shown, parallel loads connectable to the battery to a load current JL L. which, however, must not exceed a maximum value determined by the size of the alternator. So that the alternator can deliver a voltage that is as constant as possible despite the strongly fluctuating drive speeds and the different high loads, a regulator is provided which contains an electromagnetic relay and is indicated at 21 in FIGS. 1 and 3. This has two windings, namely a voltage winding 22 and a current wicking 23, as well as a contact pair 24, 25e which is closed in the idle state and which is switched into the excitation circuit of the alternator. The exciter circuit of the alternator leads from the plus brush denoted by b in FIG. 3 via an exciter winding 26 (not shown in detail in FIG. 1) and a resistor 27 connected in series with this to ground and from there to the minus terminal denoted by a. The normally closed contacts of the controller short-circuit the series resistor 27 for as long until the then occurring, via the excitation winding 26 going excitation current causes a sufficiently large output voltage between the alternator brushes a and b when the alternator is driven at a sufficiently high speed.

Der Spannungsregler ist mit der Lichtmaschine über ein vieradriges Kabel 28 verbunden, das mit einem Muffenstück 29 an ein erfindungsgemäss auf dem Lichtmaschinengehäuse befestigtes Steckerstück 30 angeschlossen ist, das zusammen mit der Muffe 29 eine lösbare Kupplungseinrichtung bildete Der in Fig. 2 näher dargestellte Steckerteil ist aus Isolierstoff gepresst und dient als Tragkörper für eine getrennt montierbare Baugruppe, die zu der Regeleinrichtung gehört.The voltage regulator is connected to the alternator via a four-wire Cable 28 connected, which is connected to a socket piece 29 according to the invention on the Alternator housing attached connector piece 30 is connected, which together with the sleeve 29 a releasable coupling device formed the one shown in more detail in FIG Plug part is pressed from insulating material and serves as a support body for a separated mountable assembly that belongs to the control device.

Zu der Baugruppe gehört eine gemäss dem Schaltbild nach Fig. 3 zwischen der PlusbUrste b und dem Pluspol der Batterie 20 auge= ordnete Siliziumdiode 32, deren Ableitungselektrode als Schraubenbolzen 33 ausgebildet ist und zur Befestigung einer nicht dar= gestellten Verbindungsleitung zur Batterie 20 dient. Die andere Elektrode der Diode 32 ist mit einer Leitung 34 an einen Anschlussdraht 35 geführt, der zusammen mit einem Steckerstift 36 im Isolierpreßstoff des Steckers 30 sitzt. Ausser dem Steckerstift 36 enthält der Kupplungsteil 30 noch drei weitere Steckerstifte 37 j, 38 und 39, von denen jeder ebenfalls mit einem Leitungstück verbunden ist, das an der gegen den Gehäuseinnenraum vorspringenden Unterseite des steckerkörpers endigte Zwischen dem Leitungestück 35 und dem mit diesem verbundenen Anachlusadraht 34 der Diode 32 einerseits und einem mit dem Steckerstitt 37 ver- bundenen Anschlussdraht 40 ist ein Steuerwiderstand 42 so ange- ordnet, dass er von dem beim Betrieb der Lichtmaschine entstehenden Luftstrom bestrichen wird. Dieser Steuerwiderstand ist in Reihe mit der den Rückstrom verhindernden Diode 32 zwischen die Plusbürste b und die vom Bolzen 33 der Diode 32 gebildete Anschlussklemme eingeschaltete Wie Figo 3 erkennen lässig führen zwei Kabeladern 44 und 45 des vieradrigen Kabels 28 zur Stromspule 23 des R@lais 21. In Reihr mit der Stromspule ist ein Halbleiterwiderstand 46 geschaltet, der aus hochdotiertem , einen p-n-übergang enthaltenden Germanium hergestellt ist und einen starkausgeprägten bei 03 V liegenden Knick in seiner Stromspan- nungskennlihie hat. Dieser Halbleiter bewirkt dass nur ein kleiner Steuerstrom über die stroms. 23 fliesst, solange der vom Last- strom JL am Steuerwiderstand 42 erzeugte Spannungsabfall UL Lt i< kleiner als 0,3 V bleibt, dagegen einen starken Steuerstrom fliessen lässt, wenn dieser Wert überschritten wird. In Anpassung an den durch die Baugrösse der Lichtmaschine festgelegten Höchstwert des Laststromes Ji hat der Widerstand 42 einen Mert von OpOl Ohm L und liefert daher den für den Stromregelungseinsatz erforderlichen Spannungsabfall von 0, 3 V bei einer Lasttromstärke von 30 A. The assembly includes a silicon diode 32 arranged between the plus brush b and the plus pole of the battery 20 according to the circuit diagram according to FIG. The other electrode of the diode 32 is led by a line 34 to a connecting wire 35 which, together with a plug pin 36, sits in the molded insulating material of the plug 30. In addition to the plug pin 36, the coupling part 30 also contains three more plug pins 37 j, 38 and 39, each of which is also connected to a line piece that ended at the bottom of the plug body protruding towards the housing interior between the Line piece 35 and the anachlus wire 34 connected to it the diode 32 on the one hand and a connector connected to the connector 37 connected connecting wire 40, a control resistor 42 is connected arranges for it to be swept by the air flow created when the alternator is operating. This control resistor is connected in series with the reverse current preventing diode 32 between the positive brush b and the connecting terminal formed by the bolt 33 of the diode 32.As can be seen in FIG. 3, two cable cores 44 and 45 of the four-core cable 28 lead to the current coil 23 of the relay 21 In series with the current coil, a semiconductor resistor 46 is connected, which consists of a highly doped one Germanium containing pn junction is produced and a strongly pronounced kink at 03 V in its current voltage has voltage characteristics. This semiconductor causes only a small one Control current via the currents. 23 flows as long as the current JL at the control resistor 42 generated voltage drop UL Lt i < remains below 0.3 V, but allows a strong control current to flow when this value is exceeded. In adaptation to the maximum value determined by the size of the alternator of the load current Ji, the resistor 42 has a value of OpOL Ohm L. and therefore provides what is required for current control use Voltage drop of 0.3 V with a load current of 30 A.

Der dann aber den Halbleiterwiderstand 46 und die Stromspule 23 fliessende Steuerstrom unterstützt das von der Spannungsspule 22 des Relais erzeugte Magnetfeld und bewirkt, dass die Ausgangsspannung der Lichtmaschine auf einen umso weiter unter ihrem Sollwert von 12,6 V liegenden Wert der Ausgangsspannung einge- regelt wird, je weiter der Laststrom JL über seinen zulässigen Höchstwert anzusteigen droht.The control current then flowing through the semiconductor resistor 46 and the current coil 23 supports the magnetic field generated by the voltage coil 22 of the relay and has the effect that the output voltage of the alternator is reduced to a value of the output voltage that is further below its setpoint of 12.6 V. is regulated, the further the load current JL is above its permissible Threatens to rise to the highest level.

In gleicher Weise wie der Steuerwiderstand 42 ist auch der mit der Erregerwicklung 23 in Reihe liegende Vorschaltwiderstand 27, der durch die Kontakte 24, 25 des Relais periodisch kurzgeschlossen und beim Überschreiten der Sollspannung wieder zur Wirkung gebracht wird, an der gegen den Innenraum des Lichtmaschinengehäuses 10 gerichteten Stirnseite des Steckergehäuses 30 angeordnet und dem Kühlluftstrom der Lichtmaschine ausgesetzt.In the same way as the control resistor 42 is also the one with the Excitation winding 23 series resistor 27 connected by the contacts 24, 25 of the relay periodically short-circuited and when the target voltage is exceeded brought into effect again will, at the against the interior of the Alternator housing 10 facing end face of the connector housing 30 is arranged and exposed to the flow of cooling air from the alternator.

Während bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3 der Steckerteil vollständig aus Isolierstoff hergestellt ist und die Diode 32 daher ohne besondere Isolierung in diesem Steckerteil befestigt werden kann, ist bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5 ein aus Metall gepresstes Steckergehäuse 60 vorgesehen, auf dem eine in gleicher Weise wie die Diode 32 des ersten Ausführungbeispiels den Rückstrom verhindernde Siliziumdiode 61 befestigt isto Die Diode 61 hat einen etwa quadratischen, als Ableitungelektrode dienenden Fuss 62, der unter Zwischenlage eines nur etwa.While in the embodiment of FIGS. 1 to 3, the plug part is made entirely of insulating material and the diode 32 therefore without any special Insulation can be attached in this connector part is in the embodiment 4 and 5, a pressed metal connector housing 60 is provided the one in the same way as the diode 32 of the first embodiment, the reverse current preventive silicon diode 61 is attached o The diode 61 has an approximately square, serving as a lead electrode foot 62, with the interposition of only about.

0,05 mm starken Glimmerplättchens 63 mit Nieten 64 gegen das Steckergehäuse 60 so festgespannt ist dass sich ein sehr guter Wärmeübergangergibt. Auf diese Weise lässt sich ein so kleiner thermischer Ubergangswiderstand von dem Diodengehäuse zum Steekergehäuse 60 erzielen, dass nur etwa 0,5°C/W Verlustleistung auftreten und die Diode beim zulässigen Höchststrom sich nur'auf eine 200C über der Temperatur des Lichtmaschinengehäuses liegende Temperatur erwärmt. Wie beim vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel enthält der Steckerteil vier Steckerstifte 74p 75D 76e 77t diejadoch abweichend vom vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel ziemlich weit über ihren in das metallische Steckergehäuse eingepressten Isolierkörper 78 in Richtung auf die Lichtmaschinenwelle vorstehen.0.05 mm thick mica plate 63 is clamped with rivets 64 against the connector housing 60 so that a very good heat transfer results. In this way, such a small thermal transfer resistance from the diode housing to the Steeker housing 60 can be achieved that only about 0.5 ° C / W power loss occurs and the diode only heats up to a temperature of 200 ° C. above the temperature of the alternator housing at the maximum permissible current . As in the previously described embodiment, the Connector part four connector pins 74p 75D 76e 77t, but they differ protrude from the previously described embodiment quite far beyond their insulator 78 pressed into the metallic connector housing in the direction of the alternator shaft.

Zur Ausnutzung des Köhlluftstroms der Lichtmaschine ist ebenfalls ein Steuerwiderstand 8, der in gleicher Weise wie der Steuerwiderstand 39 beansprucht Ist, an der Unterseite des Steckerteils befestigt und mit der zur Diode 61 gehenden ZufUhrungselektrode 81verbunden. To utilize the carbon air flow from the alternator, there is also a control resistor 8, which is claimed in the same way as the control resistor 39, on the underside of the plug part attached and with the supply electrode going to the diode 61 81 connected.

Der besondere Vorteil der beschriebenen Steckerausbildung erlaubt es, die für den Anschluss und die Wirkungsweise des Reglers erforderlichen Bauteile an diesem Kupplungsstück zu befestigen.The particular advantage of the connector design described allows es, the components required for the connection and operation of the controller to be attached to this coupling piece.

Für eine Mengefertigung ergi@t dies eine ungestörte Bandmontage, da in diesem Fall die Zusammensetzung der Lichtmaschine getrennt von dem Aufbau des Steckerteils und der Regeleinrichtung erfolgen kann. Darüberhinaus wird durch die zusätzliche Kühlung der auf dem Kupplungsteil sitzenden Schaltelemente eine wesentlich höhere Belastung bzwo eine entsprechend verminderte Bemessung möglich.For volume production, this results in undisturbed assembly of the line, since in this case the composition of the alternator separate from the structure of the Plug part and the control device can be done. In addition, the additional cooling of the switching elements seated on the coupling part is essential higher load or a correspondingly reduced dimensioning possible.

Claims

Claims 1.

For operation on vehicles, in particular motor vehicles, a reversible alternator with a voltage regulator which is connected to the alternator with the help of a multi-core cable connection and a multi-pole coupling device consisting of a plug and socket, characterized in that one of the two coupling parts (30) is on the housing (10 ) is attached to the alternator. 20 alternator according to claim 1, characterized in that the

Coupling part (30) seated on the alternator is designed as a support body for a separately mountable assembly, which comprises at least one rectifier (32) through which the load current flows and a low-resistance resistor (42) in series with this, also through which the load current flows.

3. Alternator according to claim 1, characterized in that the Coupling part is attached over a cutout of the alternator housing and with a molded approach through the cutout into the interior of the alternator housing protrudes.

4. Alternator according to claim 3, characterized in that on the approach at least one low-resistance leading the load current of the alternator Resistor (42) is attached in such a way that it is exposed to the flow of cooling air from the alternator is coated.

5. Alternator according to claim 1 to 4, characterized in that the coupling part fastened to the alternator housing has a metallic housing (60) on which a semiconductor rectifier (61) with its heat sink has a large surface area and is thermally conductive. tend is attached. A.