DE69610253T2

DE69610253T2 - Gleichstromgenerator, insbesondere für Kraftfahrzeug, der eine verbesserte Anordnung für Gleichrichtungsdioden enthält

Info

Publication number: DE69610253T2
Application number: DE69610253T
Authority: DE
Inventors: Roger Abadia; Jean-Luc Tarrago
Original assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Current assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Priority date: 1995-05-17
Filing date: 1996-05-15
Publication date: 2001-01-25
Anticipated expiration: 2016-05-16
Also published as: CN1138237A; EP0743738B1; BR9602342A; EP0743738A1; FR2734425A1; US5883450A; FR2734425B1; ES2150644T3; DE69610253D1; CN1068150C; MY125611A

Description

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.
Ein Wechselstromgenerator weist allgemein eine Struktur auf, die aus zwei Halbschalen oder Lagerschildern aus Metall besteht, wobei jedes Lagerschild ein Ende einer Läuferwelle aufnimmt, sowie aus einem fest an den Lagerschildern angebrachten Ständer.
Ein derartiger Wechselstromgenerator umfaßt außerdem eine Regelschaltung und einen Satz Gleichrichterdioden zur Gleichrichtung der durch die Ständerwicklungen gelieferten Wechselspannungen.
Diese Dioden werden im allgemeinen anhand von geeigneten Anordnungen an der Außenseite eines der Lagerschilder des Wechselstromgenerators angebracht, und zwar an dem sogenannten hinteren Lagerschild im Gegensatz zum vorderen Lagerschild, das auf der Seite der Antriebsriemenscheibe des Wechselstromgenerators angeordnet ist.
Ein Anliegen bei der Konstruktion eines Wechselstromgenerators besteht darin, dafür Sorge zu tragen, daß die Anordnung der Gleichrichterdioden insbesondere nicht den axialen Bauraumbedarf des Wechselstromgenerators zu stark vergrößert.
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 direkt fest im hinteren Lagerschild des Wechselstromgenerators einzustecken.
Dabei bleibt jedoch die Notwendigkeit 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 Ständerwicklungen des Wechselstromgenerators ebenfalls in der Nähe der Dioden aufgenommen sein müssen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den axialen Bauraumbedarf eines derartigen Wechselstromgenerators noch weiter zu verringern.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht außerdem darin, die Kühlung wenigstens einiger Dioden der Gleichrichterschaltung zu verbessern.
Dazu schlägt sie einen Wechselstromgenerator, insbesondere für Kraftfahrzeuge vor, umfassend ein vorderes Lagerschild und ein hinteres Lagerschild, an denen Ständerwicklungen befestigt sind und die eine drehend gelagerte Läuferwelle aufnehmen, und eine Gleichrichterschaltung mit einer Mehrzahl von Leistungsdioden, die jeweils einen allgemein zylindrischen Körper, der eine erste Anschlußklemme bildet, und ein Endstück umfassen, das sich axial von dem be sagten Körper aus erstreckt und eine zweite Anschlußklemme bildet, wobei die Dioden auf erste Dioden, deren Körper mit der Masse verbunden ist, und auf zweite Dioden verteilt sind, deren Körper mit einer Ausgangsspannungsklemme des Wechselstromgenerators verbunden ist, wobei die Dioden in ihrer Anbringungsposition durch ihre Körper befestigt sind und wobei die ersten Dioden direkt am oder im hinteren Lagerschild des Wechselstromgenerators befestigt sind, während die zweiten Dioden an oder in einem allgemein plattenförmigen Kühlkörper befestigt sind, der vom hinteren Lagerschild elektrisch isoliert und an dessen Außenseite angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem besagten Kühlkörper und dem besagten hinteren Lagerschild und die Position der zweiten Dioden am Kühlkörper so gewählt sind, daß die Endstücke der besagten zweiten Dioden in Öffnungen vorstehen, die im hinteren Lagerschild ausgebildet sind.
Nach bevorzugten, aber nicht einschränkenden Aspekten des erfindungsgemäßen Wechselstromgenerators ist folgendes vorgesehen:
- Die Dioden sind an ihrer Anbringungsstelle durch festes Einstecken, direkt im hinteren Lagerschild bei den ersten Dioden befestigt.
- Die besagten Öffnungen sind Luftdurchlaßöffnungen.
- Der Wechselstromgenerator umfaßt außerdem einen allgemein ebenen Diodenverbinder, der sich zwischen dem hinteren Lagerschild und dem Kühlkörper erstreckt.
- 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 Diodenkörper vorgesehen sind, die über das Lagerschild und den Kühlkörper hinaus überstehen.
- Die besagten im Isoliermaterial des Verbinders ausgebildeten Öffnungen sind für zwei benachbarte erste und zweite Dioden gemeinsam vorgesehen.
- Der Verbinder umfaßt in Verbindung mit zwei entgegengesetzt angeordneten benachbarten Dioden einen Leiter, der auf beiden Seiten der Ebene des besagten Verbinders vorsteht, wobei die besagten vorstehenden Teile mit den Endstücken der besagten benachbarten Dioden verbunden sind.
- Der besagte Verbinder umfaßt einen ebenen Leiter, der dazu bestimmt ist, den Anschluß des Kühlkörpers an eine elektronische Reglerschaltung durch Druckkontakt an einer Montageschraube des besagten Verbinders herzustellen.
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:
- Fig. 1 eine Axialteilschnittansicht eines erfindungsgemäßen Wechselstromgenerators,
- Fig. 2 eine Teilschnittansicht eines Details des Wechselstromgenerators und
- Fig. 3 eine endseitige Teilansicht des erfindungsgemäßen Wechselstromgenerators.
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.
Das hintere Lagerschild wird insgesamt durch die Bezugsnummer 10 bezeichnet. Es enthält einen zylindrischen Kern 11, der eine Aufnähme für ein (nicht dargestelltes) Kugellager definiert, das an einer Läuferwelle 40 eingesetzt ist, die zwei Schleifringe 41, 42 trägt.
Der Kern 11 wird radial durch eine Zwischenscheibe 13 verlängert, in die Luftöffnungen 14 in einer vorbestimmten Anordnung für die Kühlung des Wechselstromgenerators eingearbeitet sind.
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 eines (nicht dargestellten) Dreiphasenständers 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 fest in Öffnungen, die in der Zwischenscheibe 13 des (seinerseits an die Masse angeschlossenen) hinteren Lagerschilds 10 ausgebildet sind, und zum anderen in einem vom Lagerschild 10 isolierten Kühlkörperträger eingesteckt sind (der in Fig. 1 teilweise bei 60 angedeutet ist und dessen Umrisse in Fig. 3 hervorgehoben sind), wobei die Ausgangsgleichspannung des Wechselstromgenerators zwischen der Masse und diesem isolierten Kühlkörper verfügbar ist.
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 Flachleitergrüppe aufgeformt ist.
Vier dieser Leiter, die bei 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.
Außerdem ist ein Bürstenhalter- und Reglerhalterelement 50 dargestellt, das insbesondere zwei Bürstenhaltereinheiten 51, 52 in Höhe der Schleifringe 41, 42 der Welle 40 enthält.
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.
Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, weist jede Diode im dargestellten Beispiel einen allgemein zylindrischen Körper CP auf, der mit einer Rändelung M versehen und dazu bestimmt ist, durch festes Einstecken in einer Öffnung mit gleichem Durchmesser befestigt zu werden, die entweder im hinteren Lagerschild 10 (für die minusseitigen Dioden) oder im Plus-Kühlkörper 60 (für die plusseitigen Dioden) ausgebildet ist.
Der Körper CP jeder Diode bildet eine erste Anschlußklemme der Diode, während ihre zweite Anschlußklemme durch ein Endstück Q gebildet wird, das sich axial vom Körper CP aus erstreckt.
Wie in Fig. 1 festzustellen ist, die die Anordnung eines Diodenpaars D5, D6 zeigt, ist die minusseitige Diode D5 im Lagerschild 10, das den Minus-Kühlkörper bildet, von dessen Innern aus eingesteckt, wobei ihr Endstück Q durch eine Öffnung 36 vorsteht, die an einer entsprechenden Stelle im Flachverbinder 30 ausge bildet ist. Dieses Endstück wird über die Gesamtebene des Plus-Kühlkörpers 60 hinaus verlängert, während eine Aussparung 21 in die Abdeckung 20 aus nichtleitendem Werkstoff eingearbeitet ist, um das vorstehende Ende des besagten Endstücks aufzunehmen.
Darüber hinaus ist die plusseitige Diode D6 fest im Kühlkörper 60 in entgegengesetzter Richtung eingesteckt, so daß die beiden Dioden des Paars eine entgegengesetzte Position einnehmen.
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 nach einem Merkmal der Erfindung in die Luftdurchlaßöffnung 14 ein, die im Lagerschild 10 an der entsprechenden Stelle vorgesehen ist.
Es dürfte verständlich sein, daß diese Anordnung eine Verringerung des axialen Abstands zwischen der Diode D6 und dem Lagerschild 10 ermöglicht, und somit eine Verringerung der axialen Gesamtausdehnung des Wechselstromgenerators, insoweit ein Teil der erforderlichen axialen Länge für die plusseitigen Dioden im Körper des Wechselstromgenerators selbst enthalten ist.
In diesem Zusammenhang ist festzustellen, daß sich die Kühlung der minusseitigen Dioden verbessert, da sich diese Dioden in Höhe der Öffnungen 14 für den Kühlluftdurchlaß befinden.
Die gleiche Anordnung wird natürlich auch für die anderen Diodenpaare verwendet, wobei eine entsprechende Anzahl von Öffnungen 36, 37 im Verbinder 30 und eine entsprechende Anzahl von Luftdurchlaßöffnungen 14 im Lagerschild ausgebildet sind.
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.
Fig. 3 zeigt, daß der Plus-Kühlkörper 60 an Stellen seines äußeren Rands, die den verschiedenen minusseitigen Dioden entsprechen, Ausnehmungen 61 aufweist, durch die zwischen dem besagten Kühlkörper und den minusseitigen Dioden der erforderliche Isolierabstand geschaffen werden kann.
Fig. 2 zeigt die Darstellung eines Details des Anschlusses des Kühlkörpers 60, der an dem herkömmlicherweise mit B+ bezeichneten Ausgangspotential liegt, einerseits an eine Ausgangsklemme 80 für dieses Potential B+ und andererseits an das Element 50, das insbesondere die elektronische Regelschaltung des Wechselstromgenerators trägt.
Die Ausgangsklemme 80 ist in Form eines Gewindestifts 80 ausgeführt, der an seinem inneren Ende gerändelt und fest in den Kühlkörper 60 eingesteckt ist. Ein Leiter 38, der zum Verbinder 30 gehört, steht außerdem mit der Klemme 80 in Kontakt, und eine Montageschraube V zur Anbringung des Elements 50 und des Verbinders 30, die in ein geeignetes Innengewinde des Lagerschilds 10 eingeschraubt ist, stellt durch Druck den Kontakt dieses Leiters 38 mit einem Leiter 28 her, der seinerseits in das Element 50 eingelassen ist, das als Bürstenhalter und Reglerhalter dient.
Die vorliegende Erfindung ist natürlich keineswegs auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern sie kommt sowohl bei fest eingesteckten Dioden als auch bei verlöteten oder verschweißten Dioden zur Anwendung. In diesem zuletzt genannten Fall werden die minusseitigen Dioden an einem Kühlkörper verlötet, der am hinteren Lagerschild angesetzt und daran angefügt ist.

Claims

1. Wechselstromgenerator, insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfassend ein vorderes Lagerschild und ein hinteres Lagerschild (10), an denen Ständerwicklungen befestigt sind und die eine drehend gelagerte Läuferwelle (40) aufnehmen, und eine Gleichrichterschaltung (D1-D8) mit einer Mehrzahl von Leistungsdioden, die jeweils einen allgemein zylindrischen Körper (CP), der eine erste Anschlußklemme bildet, und ein Endstück (0) umfassen, das sich axial von dem besagten Körper aus erstreckt und eine zweite Anschlußklemme bildet, wobei die Dioden auf erste Dioden (D2, D3, D5, D7), deren Körper mit der Masse verbunden ist, und auf zweite Dioden (D2, D4, D6, D8) verteilt sind, deren Körper mit einer Ausgangsspannungsklemme (B+) des Wechselstromgenerators verbunden ist, wobei die Dioden in ihrer Anbringungsposition durch ihre Körper befestigt sind und wobei die ersten Dioden am oder im hinteren Lagerschild (10) des Wechselstromgenerators befestigt sind, während die zweiten Dioden an oder in einem allgemein plattenförmigen Kühlkörper (60) befestigt sind, der vom hinteren Lagerschild elektrisch isoliert und an dessen Außenseite angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem besagten Kühlkörper (60) und dem besagten hinteren Lagerschild (10) und die Position der zweiten Dioden am Kühlkörper so gewählt sind, daß die Endstücke (Q) der besagten zweiten Dioden in Öffnungen (14) vorstehen, die im hinteren Lagerschild ausgebildet sind.

2. Wechselstromgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden durch festes Einstecken, direkt im hinteren Lagerschild (10) bei den ersten Dioden befestigt sind.

3. Wechselstromgenerator nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Öffnungen (14) Luftdurchlaßöffnungen sind.

4. Wechselstromgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er außerdem einen allgemein ebenen Diodenverbinder (30) umfaßt, der sich zwischen dem hinteren Lagerschild (10) und dem Kühlkörper (60) erstreckt.

5. Wechselstromgenerator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Verbinder (30) durch Aufformen von Isoliermaterial (31) auf einer Gruppe von allgemein ebenen Leitern ausgeführt ist und daß in dem Isoliermaterial Öffnungen (36, 37) für den Durchgang der Diodenkörper (CP) vorgesehen sind, die über das Lagerschild (10) und den Kühlkörper (60) hinaus überstehen.

6. Wechselstromgenerator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten im Isoliermaterial des Verbinders (30) ausgebildeten Öffnungen (36, 37) für zwei benachbarte erste und zweite Dioden (D5, D6) gemeinsam vorgesehen sind.

7. Wechselstromgenerator nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinder (30) in Verbindung mit zwei entgegengesetzt angeordneten benachbarten Dioden einen Leiter (35) umfaßt, der auf beiden Seiten der Ebene des besagten Verbinders vorsteht, wobei die besagten vorstehenden Teile mit den Endstücken (Q) der besagten benachbarten Dioden verbunden sind.

8. Wechselstromgenerator nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Verbinder einen ebenen Leiter (38) umfaßt, der dazu bestimmt ist, den Anschluß des Kühlkörpers (60) an eine elektronische Reglerschaltung (50) durch Druckkontakt an einer Montageschraube (V) des besagten Verbinders herzustellen.