DE10260845A1 - Electric machine, such as alternator with rectifier for supplying vehicle power supply network, has profiled air channel arranged between heat sinks for positive and negative diodes - Google Patents

Electric machine, such as alternator with rectifier for supplying vehicle power supply network, has profiled air channel arranged between heat sinks for positive and negative diodes Download PDF

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Abstract

The alternator (10) has a negative heat-sink (24) carrying negative diodes, and a positive heat-sink (26) carrying positive diodes arranged above it in a sandwich-like manner. At least one profiled air channel, specifically an air dividing plate (34,35), is arranged between the positive and negative heat sinks so that it forms a ventilation channel (36,37) in which at least part of the cooling air stream flows over at least one of the diodes. An Independent claim is included for an alternator device.

Description

Stand der TechnikState of technology

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere einen Drehstromgenerator mit Gleichrichter-Baueinheit zur Versorgung eines Gleichstromnetzes, insbesondere eines Kraftfahrzeug-Bordnetzes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an electrical Machine, in particular a three-phase generator with a rectifier unit for supply a direct current network, in particular a motor vehicle electrical system according to the preamble of claim 1.

Aus der EP 0 329 722 B1 ist es bekannt, den Minus-Kühlkörper, eine Verbindungsleiterplatte und den Plus-Kühlkörper sandwichartig übereinander an der Stirnseite des hinteren Lagerschildes der elektrischen Maschine anzuordnen. Die an den Dioden dieser Gleichrichter-Baueinheit auftretende Verlustwärme wird dabei von den Kühlkörpern aufgenommen und von diesen an einen Kühlluftstrom abgegeben, der von dem im Lagerschild umlaufenden Lüfter der Maschine stirnseitig angesaugt wird. Durch die relativ ungleichmäßige Kühlluftführung werden dort jedoch nicht alle Dioden gleich stark gekühlt, wodurch die Leistung der Gleichrichter-Baueinheit begrenzt wird.From the EP 0 329 722 B1 it is known to arrange the minus heat sink, a connecting circuit board and the plus heat sink in a sandwich on top of one another on the end face of the rear end plate of the electrical machine. The heat loss that occurs at the diodes of this rectifier assembly is absorbed by the heat sinks and emitted by them to a cooling air flow which is sucked in at the end by the fan of the machine rotating in the end shield. However, due to the relatively uneven cooling air flow, not all diodes are cooled to the same extent, which limits the performance of the rectifier unit.

Aus der DE 197 05 228 A1 ist es ferner bekannt, zur gleichmäßigeren Abführung der Verlustwärme in der Gleichrichter-Baueinheit den Plus-Kühlkörper im achsennahen Bereich mit axial verlaufenden Durchbrüchen für die Kühlluft zu versehen. Zur besseren Wärmeabfuhr sind dabei an den Durchbrüchen noch zusätzliche Kühlrippen angeformt. Außerdem sind dort zur besseren Verteilung der Verlustwärme die beiden Kühlkörper mit einer Zwischenisolation aufeinanderliegend am Lagerschild der Maschine befestigt und die Verbindungsleiter sind oberhalb des Plus-Kühlkörpers in Isolierstoff eingebettet.From the DE 197 05 228 A1 it is also known to provide the plus heat sink in the region near the axis with axially extending openings for the cooling air in order to dissipate the heat loss in the rectifier unit more uniformly. To improve heat dissipation, additional cooling fins are formed on the openings. In addition, for better distribution of the heat loss, the two heat sinks are attached to each other on the bearing plate of the machine with an intermediate insulation, and the connecting conductors are embedded in insulating material above the plus heat sink.

Nachteilig bei den bekannten Ausführungen ist, dass hier für verschiedene Leistungsklassen und Baugrößen die Kühlkörper entsprechend unterschiedlich gestaltet und im Hinblick auf ihre Abmessungen, Oberflächen und Materialien dimensioniert werden müssen.A disadvantage of the known designs is that here for different performance classes and sizes, the heat sink accordingly different designed and in terms of their dimensions, surfaces and Materials have to be dimensioned.

Mit der vorliegenden Lösung wird angestrebt, die Kühlkörper für mehrere Leistungsklassen und Baugrößen in einer kostengünstigen Standardausführung so zu gestalten, dass sie je nach Leistung der Gleichrichter-Baueinheit bei vorgegebener Umgebungstemperatur der Kühlluft mit einer zusätzlichen Kühlung aufrüstbar sind.With the present solution aimed at the heat sink for several Performance classes and sizes in one inexpensive standard design to be designed so that it depends on the performance of the rectifier assembly at a given ambient temperature of the cooling air with an additional one cooling upgradable are.

Die Gleichrichter-Baueinheit der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine hat mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 den Vorteil, dass die Kühlkörper für mehrere Leistungsklassen und Baugrößen kostengünstig in hohen Stückzahlen herstellbar sind und für größere Leistungen zusätzlich mit profilierten Luftleitteilen, vorzugsweise Luftleitblechen aufgerüstet werden können. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Lüftungskanäle von den profilierten Luftleitblechen und den Kühlkörpern der Gleichrichter-Baueinheit so ausgebildet werden, dass sie für die thermisch am meisten belasteten Dioden einen entsprechend größeren Anteil des Kühlluftstromes führen. Dabei können die Kühlkörper so ausgelegt sein, dass sie in der untersten Leistungsklasse ohne zusätzliches Luftleitteil eine ausreichende Abführung der Verlustwärme gewährleisten. Andererseits können bei heißen Applikationen durch mehrere Luftleitbleche auch hohe Leistungsklassen und Baugrößen abgedeckt werden.The rectifier assembly of the electrical according to the invention Machine has the characterizing features of claim 1 Advantage that the heat sink for several Performance classes and sizes inexpensively in high quantities are producible and for larger benefits in addition profiled air guide parts, preferably air baffles can. Another advantage is that the ventilation channels from the profiled air baffles and the heat sinks of the Rectifier assembly are designed to be used for the thermal most loaded diodes a correspondingly larger proportion of the Cooling air flow to lead. You can the heat sink like this be designed in the lowest performance class without additional Air guiding part ensure adequate dissipation of the heat loss. On the other hand, you can at hot Applications through multiple air baffles, even high performance classes and sizes covered become.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.By the measures listed in the subclaims there are advantageous further developments and improvements of features specified in the main claim.

Eine intensive Kühlung der in die durch Kühlkörper und Luftleitblech gebildeten Lüftungskanäle hineinragenden beziehungsweise dort angrenzenden Dioden lässt sich dadurch erzielen, dass die Lüftungskanäle zwischen dem auf der hinteren Stirnseite des Drehstromgenerators in einem Teilkreis um die Generatorachse angeordneten Minus- und Plus-Kühlkörper radial von außen nach innen verlaufen. Dabei sind zweckmäßigerweise mehrere radial verlaufende Lüftungskanäle mit jeweils mindestens einer Plus- oder Minusdiode über den Teilkreisumfang verteilt nebeneinander angeordnet. Die Ausbildung mehrerer solcher Lüftungskanäle lässt sich in einfachster Weise dadurch realisieren, dass das mindestens eine Luftleitblech über den Teilkreisumfang mäanderförmig gebogen beziehungsweise geprägt ist. Für eine intensive Kühlluft-Umspülung der Dioden sind in vorteilhafter Weise die Lüftungskanäle im Bereich dieser Dioden in Umfangsrichtung seitlich ausgebaucht. Ein guter Wärmeaustausch zwischen beiden Kühlkörpern und den profilierten Luftleitblechen lässt sich in vorteilhafter Weise dadurch erzielen, dass das mindestens eine profilierte Luftleitblech mit dem einen Kühlkörper fest verbunden ist und über eine vorzugsweise wärmeleitende Zwischenisolation am anderen Kühlkörper anliegt. Zur Erzielung eines größeren Kühlluftstromes für Gleichrichter-Baueinheiten höherer Leistungsklassen wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, dass zwei mäanderförmig gebogene beziehungsweise geprägte Luftleitbleche derart aufeinander gestapelt sind, dass ihre von den Luftleitblechen und dem mindestens einen der beiden Kühlkörper gebildeten Lüftungskanäle einen wabenförmigen Querschnitt haben. Für höhere Leistungsklassen ist besonders vorteilhaft, wenn jeder der beiden Kühlkörper auf seiner dem anderen Kühlkörper zugewandten Seite jeweils zwei aufeinander gestapelte Luftleitbleche trägt. In diesem Fall ist zweckmäßigerweise die Zwischenisolation zwischen den beiden paarweise gestapelten Luftleitblechen eingefügt.Intensive cooling of the in through the heat sink and Air ducts protruding into the ventilation ducts or diodes adjacent there can be achieved that the ventilation ducts between the one on the rear end of the alternator Pitch circle around the generator axis arranged minus and plus heat sink radially from the outside run inside. It is expedient to have several radially extending Ventilation ducts with each at least one plus or minus diode distributed over the pitch circle arranged side by side. The formation of several such ventilation ducts can be in the simplest way by realizing that at least one Air baffle over the circumference of the circle is meandered or is shaped. For one intensive cooling air washing around the Diodes are advantageously the ventilation channels in the area of these diodes bulged laterally in the circumferential direction. A good heat exchange between both heat sinks and The profiled air baffles can be advantageously thereby achieve that the at least one profiled air baffle with a heat sink firmly is connected and via a preferably thermally conductive There is intermediate insulation on the other heat sink. To achieve a larger cooling air flow for rectifier units higher performance classes In a development of the invention, it is proposed that two meandering bends or embossed Air baffles are stacked on top of one another in such a way that their the air baffles and the at least one of the two heat sinks formed Ventilation ducts one honeycomb Cross section. For higher Performance classes is particularly advantageous if either of the two Heatsink on its facing the other heat sink Side each carries two stacked air baffles. In this case is convenient the intermediate insulation between the two stacked in pairs Air baffles inserted.

Bei der Verwendung mehrerer Luftleitbleche wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, dass die in Isolierstoff eingebetteten Verbindungsleiter in Form einer Verschaltungsplatine als Zwischenisolation zwischen den Luftleitblechen der beiden Kühlkörper angeordnet ist. Zur Ansaugung zusätzlicher Kühlluft werden zweckmäßigerweise die Luftleitbleche im Bereich der Dioden mit axialen Luftdurchlässen versehen, welche mit entsprechend axialen Luftdurchlässen in dem den Dioden jeweils gegenüberliegenden Kühlkörper fluchten.When using multiple air baffles In a further development of the invention it is proposed that the connecting conductor embedded in insulating material is arranged in the form of a circuit board as intermediate insulation between the air baffle plates of the two heat sinks. To draw in additional cooling air, the air baffles in the region of the diodes are expediently provided with axial air passages which are aligned with corresponding axial air passages in the heat sink opposite the diodes.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated below by way of example of the figures closer explained. Show it:

1 das Schaltschema eines Drehstromgenerators mit einer Gleichrichter-Baueinheit, 1 the circuit diagram of a three-phase generator with a rectifier unit,

2 einen Längsschnitt der hinteren oberen Generatorhälfte mit der Gleichrichter-Baueinheit als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, 2 2 shows a longitudinal section of the rear upper generator half with the rectifier assembly as the first exemplary embodiment of the invention,

3 zeigt die Vorderansicht der Gleichrichter-Baueinheit nach 2 ohne Schutzkappe und ohne Verschaltungsplatine und 3 shows the front view of the rectifier assembly 2 without protective cap and without circuit board and

4 zeigt einen Querschnitt nach der Linie IV-IV aus 3. 4 shows a cross section along the line IV-IV 3 ,

5 zeigt einen Querschnittsausbruch einer Gleichrichter-Baueinheit als zweites Ausführungsbeispiel mit nur einem Kühlblech zwischen den Kühlkörpern, 5 2 shows a cross-sectional cutout of a rectifier assembly as a second exemplary embodiment with only one heat sink between the heat sinks,

6 zeigt als drittes Ausführungsbeispiel einen Querschnittsausschnitt einer Gleichrichter-Baueinheit mit zwei aufeinander gestapelten Luftleitblechen, 6 shows as a third embodiment a cross-sectional section of a rectifier assembly with two stacked air baffles,

7 zeigt als viertes Ausführungsbeispiel einen Querschnittsausbruch einer Gleichrichter-Baueinheit mit paarweisen Luftleitblechen auf jedem Kühlkörper, 7 shows, as a fourth embodiment, a cross-sectional cutout of a rectifier assembly with paired air baffles on each heat sink,

8 und 9 zeigen ein fünftes Ausführungsbeispiel einer Gleichrichter-Baueinheit mit zwei Luftleitblechen im Querschnitt beziehungsweise Längsschnitt und aussenliegender Verschaltungsplatine und 8th and 9 show a fifth embodiment of a rectifier unit with two air baffles in cross section or longitudinal section and external circuit board and

10 zeigt als letztes Ausführungsbeispiel eine Gleichrichter-Baueinheit im Längsschnitt mit einem Lagerschild als Minus-Kühlkörper. 10 shows as a last embodiment a rectifier assembly in longitudinal section with a bearing plate as a minus heat sink.

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription of the embodiments

In 1 ist ein mit 10 bezeichneter Drehstromgenerator zur Versorgung eines Kraftfahrzeug-Bordnetzes mit einer Gleichrichter-Baueinheit 11 und einem Regler 12 im Schaltungsaufbau dargestellt. Der Drehstromgenerator 10 hat eine in Sternschaltung ausgeführte Ständerwicklung 13. In der Gleichrichter-Baueinheit 11 sind drei Diodenbrücken 14 aus jeweils zwei in Reihe geschalteten Dioden zu einer Gleichrichter-Brückenschaltung parallel geschaltet. Die Diodenbrücken 14 sind mit ihren Minusdioden 15 anodenseitig mit einem gemeinsamen Minuspol 16 und die Plusdioden 17 sind kathodenseitig mit einem gemeinsamen Pluspol 18 verbunden, wobei Minuspol und Pluspol den Gleichstromausgang desIn 1 is a with 10 designated three-phase generator for supplying a motor vehicle electrical system with a rectifier unit 11 and a controller 12 shown in the circuit structure. The three-phase generator 10 has a stator winding in star connection 13 , In the rectifier assembly 11 are three diode bridges 14 of two diodes connected in series to a rectifier bridge circuit in parallel. The diode bridges 14 are with their minus diodes 15 on the anode side with a common negative pole 16 and the plus diodes 17 are on the cathode side with a common positive pole 18 connected, the negative pole and positive pole the DC output of the

3 zeigt die Vorderansicht der Gleichrichter-Baueinheit nach 2 ohne Schutzkappe und ohne Verschaltungsplatine und 3 shows the front view of the rectifier assembly 2 without protective cap and without circuit board and

4 zeigt einen Querschnitt nach der Linie IV-IV aus 3. 4 shows a cross section along the line IV-IV 3 ,

5 zeigt einen Querschnittsausbruch einer Gleichrichter-Baueinheit als zweites Ausführungsbeispiel mit nur einem Kühlblech zwischen den Kühlkörpern, 5 2 shows a cross-sectional cutout of a rectifier assembly as a second exemplary embodiment with only one heat sink between the heat sinks,

6 zeigt als drittes Ausführungsbeispiel einen Querschnittsausschnitt einer Gleichrichter-Baueinheit mit zwei aufeinander gestapelten Luftleitblechen, 6 shows as a third embodiment a cross-sectional section of a rectifier assembly with two stacked air baffles,

7 zeigt als viertes Ausführungsbeispiel einen Querschnittsausbruch einer Gleichrichter-Baueinheit mit paarweisen Luftleitblechen auf jedem Kühlkörper, 7 shows, as a fourth embodiment, a cross-sectional cutout of a rectifier assembly with paired air baffles on each heat sink,

8 und 9 zeigen ein fünftes Ausführungsbeispiel einer Gleichrichter-Baueinheit mit zwei Luftleitblechen im Querschnitt beziehungsweise Längsschnitt und aussenliegender Verschaltungsplatine und 8th and 9 show a fifth embodiment of a rectifier unit with two air baffles in cross section or longitudinal section and external circuit board and

10 zeigt als letztes Ausführungsbeispiel eine Gleichrichter-Baueinheit im Längsschnitt mit einem Lagerschild als Minus-Kühlkörper. 10 shows as a last embodiment a rectifier assembly in longitudinal section with a bearing plate as a minus heat sink.

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription of the embodiments

In 1 ist ein mit 10 bezeichneter Drehstromgenerator zur Versorgung eines Kraftfahrzeug-Bordnetzes mit einer Gleichrichter-Baueinheit 11 und einem Regler 12 im Schaltungsaufbau dargestellt. Der Drehstromgenerator 10 hat eine in Sternschaltung ausgeführte Ständerwicklung 13. In der Gleichrichter-Baueinheit 11 sind drei Diodenbrücken 14 aus jeweils zwei in Reihe geschalteten Dioden zu einer Gleichrichter-Brückenschaltung parallel geschaltet. Die Diodenbrücken 14 sind mit ihren Minusdioden 15 anodenseitig mit einem gemeinsamen Minuspol 16 und die Plusdioden 17 sind kathodenseitig mit einem gemeinsamen Pluspol 18 verbunden, wobei Minuspol und Pluspol den Gleichstromausgang des Drehstromgenerators 10 für den Anschluss einer Akkumulatorbatterie im Bordnetz des Kraftfahrzeuges bilden. Der Drehstromgenerator 10 hat einen Klauenpolläufer 19, dessen Erregerwicklung 20 über den Regler 12 mit einem geregelten Gleichstrom versorgt wird. Zur Abführung der in den Dioden 15 und 17 der Gleichrichter-Baueinheit 11 entstehenden Verlustwärme sind in bekannter Weise die Minusdioden in einem Minus-Kühlkörper und die Plusdioden in einem Plus-Kühlkörper eingesetzt und die Verbindungsleiter der Diodenbrücken 14 für den Anschluss der Dioden und der Ständerwicklung 13 sind in bekannter Weise in einer Schaltungsplatine in Isolierstoff eingebettet.In 1 is a with 10 designated three-phase generator for supplying a motor vehicle electrical system with a rectifier unit 11 and a controller 12 shown in the circuit structure. The three-phase generator 10 has a stator winding in star connection 13 , In the rectifier assembly 11 are three diode bridges 14 of two diodes connected in series to a rectifier bridge circuit in parallel. The diode bridges 14 are with their minus diodes 15 on the anode side with a common negative pole 16 and the plus diodes 17 are on the cathode side with a common positive pole 18 connected, the negative pole and positive pole the DC output of the alternator 10 form for the connection of an accumulator battery in the vehicle electrical system. The three-phase generator 10 has a claw pole runner 19 whose pathogen development 20 via the controller 12 is supplied with a regulated direct current. To dissipate the in the diodes 15 and 17 the rectifier assembly 11 Resulting heat loss are used in a known manner, the minus diodes in a minus heat sink and the plus diodes in a plus heat sink and the connecting conductors of the diode bridges 14 for connecting the diodes and the stator winding 13 are embedded in a known manner in a circuit board in insulating material.

2 zeigt den Längsschnitt durch den hinteren Teil des Drehstromgenerators mit der Gleichrichter-Baueinheit 11, die dort mittels Schrauben 22 stirnseitig am hinteren Lagerschild 23 des Drehstromgenerators 10 festgeschraubt ist. Die Gleichrichter-Baueinheit 11 besteht dort aus einem die Minusdioden 15 tragenden, plattenförmigen Minus-Kühlkörper 24, der Verschaltungsplatine 25 für die Anschlüsse der Dioden und der Ständerwicklung 13 und einem die Plusdioden 17 tragenden, plattenförmigen Plus-Kühlkörper 26, wobei diese Bauteile sandwichartig übereinander liegend am Lagerschild 23 befestigt sind. Die Verschaltungsplatine 25 bildet hier zugleich die Zwischenisolation zwischen Minus- und Plus-Kühlkörper 24, 26. Zur Kühlung der Gleichrichter-Baueinheit 11 ist an der hinteren Stirnseite des auf einer Läuferwelle 27 sitzenden Klauenpolläufers 19 ein Lüfterrad 28 befestigt, das durch stirnseitige Fenster 29 des Lagerschildes 23 Kühlluft axial ansaugt und radial über den hinteren Wickelkopf der Ständerwicklung 13 hinweg nach außen bläst. Dieser vom Lüfterrad 28 erzeugte Kühlluftstrom 30 wird von außen durch Ansaugschlitze 31, 32 einer die Gleichrichter-Baueinheit 11 einfassenden Schutzkappe 33 angesaugt und durchströmt die Gleichrichter-Baueinheit 11, bevor die Kühlluft zum Lüfterrad 28 gelangt. 2 shows the longitudinal section through the ter part of the three-phase generator with the rectifier assembly 11 that there by means of screws 22 at the front on the rear end shield 23 of the three-phase generator 10 is screwed tight. The rectifier assembly 11 there consists of one the minus diodes 15 load-bearing, plate-shaped minus heat sink 24 , the circuit board 25 for the connection of the diodes and the stator winding 13 and one the plus diodes 17 load-bearing, plate-shaped plus heat sink 26 , with these components sandwiched on top of each other on the end shield 23 are attached. The circuit board 25 here also forms the intermediate insulation between the minus and plus heat sinks 24 . 26 , For cooling the rectifier assembly 11 is on the rear face of the on a rotor shaft 27 sitting clawed bollard 19 a fan wheel 28 attached that through frontal window 29 of the end shield 23 Cooling air is drawn in axially and radially via the rear winding head of the stator winding 13 blows outwards. This from the fan wheel 28 generated cooling air flow 30 is from the outside through suction slots 31 . 32 one the rectifier assembly 11 enclosing protective cap 33 sucked in and flows through the rectifier assembly 11 before the cooling air to the fan wheel 28 arrives.

Luftleitblech 34 zwischen den beiden Kühlkörpern 24, 26 angeordnet ist. Dort ist das Luftleitblech 34 einerseits mit dem Plus-Kühlkörper 26 fest verbunden und liegt andererseits über eine wärmeleitende Folie 42 als Zwischenisolation am Minus-Kühlkörper 24 an. Zur Fixierung des Luftleitblechs 34 ist der Plus-Kühlkörper 26 mit radial verlaufenden Nuten 43 versehen, in welche die am Plus-Kühlkörper 26 aufliegenden Bereiche des Luftleitblechs 34 eingesetzt und verschweißt sind.Air baffle 34 between the two heat sinks 24 . 26 is arranged. There is the air baffle 34 on the one hand with the plus heat sink 26 firmly connected and on the other hand lies over a heat-conducting film 42 as intermediate insulation on the minus heat sink 24 on. For fixing the air baffle 34 is the plus heat sink 26 with radial grooves 43 in which the on the plus heat sink 26 overlying areas of the air baffle 34 inserted and welded.

6 zeigt als drittes Ausführungsbeispiel eine Gleichrichter-Baueinheit 11b, bei der zwischen den Kühlkörpern 24, 26 zwei mäanderförmig gebogene Luftleitbleche 34, 35 derart aufeinander gestapelt sind, dass die von ihnen und den beiden Kühlkörpern 26, 24 gebildeten Lüftungskanäle 36a, 37a einen wabenförmigen Querschnitt haben. Dabei sind die Luftleitbleche 34, 35 im Bereich der Diode 15 jeweils mit einem axialen Durchbruch 44 versehen, der als Luftdurchlass jeweils mit einem entsprechend axialen Luftdurchlass 45 in dem der Diode 15 gegenüberliegenden Kühlkörper 26 fluchtet. Durch diese Luftdurchlässe 45 gelangt ein Teil des Kühlluftstromes 30b in den jeweils dahinter liegenden Lüftungskanal 37a, wobei der jeweils durch diesen Luftdurchlass 45 des Plus-Kühlkörpers 26 ragende Anschlussdraht 41 der Diode 15 zusätzlich gekühlt wird. 6 shows as a third embodiment, a rectifier assembly 11b , where between the heat sinks 24 . 26 two meandering curved air baffles 34 . 35 are stacked on top of each other in such a way that those of them and the two heat sinks 26 . 24 formed ventilation ducts 36a . 37a have a honeycomb cross section. Here are the air baffles 34 . 35 in the area of the diode 15 each with an axial breakthrough 44 provided as the air passage with a corresponding axial air passage 45 in which the diode 15 opposite heat sink 26 flees. Through these air outlets 45 part of the cooling air flow 30b in the ventilation duct behind each 37a , each through this air passage 45 of the plus heat sink 26 protruding connecting wire 41 the diode 15 is additionally cooled.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß 7 tragen die beiden Kühlkörper 24, 26 auf ihren einander zugewandten Seiten jeweils zwei wabenförmig aufeinander gestapelte Luftleitbleche 34, 35, um bei einer Gleichrichter-Baueinheit 11c einer höheren Leistungsklasse eine größere Verlustleistung abführen zu können. Außerdem ist dort zwischen den beiden Kühlblechpaaren eine dem Wabenmuster der Luftleitbleche 34, 35 angepasste Verschaltungsplatine 25a als Zwischenisolation angeordnet. Auch dort ist im Bereich des Anschlussdrahtes 41 der Minusdiode 15 ein Luftdurchlass 45 im Plus-Kühlkörper 26 für den axialen Eintritt zusätzlicher Kühlluft in den Lüftungskanal 37b vorgesehen.In a further embodiment according to 7 carry the two heat sinks 24 . 26 on their sides facing each other two air baffles stacked on top of one another in honeycomb form 34 . 35 order at a rectifier assembly 11c to be able to dissipate a higher power loss in a higher performance class. In addition, there is a honeycomb pattern of the air baffles between the two heat sink pairs 34 . 35 adapted circuit board 25a arranged as intermediate insulation. There is also in the area of the connecting wire 41 the minus diode 15 an air outlet 45 in the plus heat sink 26 for the axial entry of additional cooling air into the ventilation duct 37b intended.

Eine Variante der Ausführungsform nach 6 zeigt das fünfte Ausführungsbeispiel nach 8 und 9. Dort werden die Lüftungskanäle 36c, 37c im Bereich der Dioden 15, 17 nicht gemäß 6 durch die zwei aufeinander gestapelten Luftleitbleche 34, 35 gebildet, sondern durch jeweils eines dieser Luftleitbleche 34, 35 und einem der Kühlkörper 24, 26. Außerdem ist dort die Schaltungsplatine 25b für die Anschlussdrähte 41 der Dioden 15, 17 oberhalb des Plus-Kühlkörpers 26 angeordnet. Aus 9 ist erkennbar, dass bei dieser Ausführungsform ein Teil 30a des Kühlluftstromes von außen durch die Lüftungskanäle 36c, 37c radial nach innen strömt und ein weiterer Teil 30b an den Luftdurchlässen 45 des Plus-Kühlkörpers 26 in Axialrichtung in die Lüftungskanäle 36c, 37c gelangt.A variant of the embodiment according to 6 shows the fifth embodiment 8th and 9 , There are the ventilation ducts 36c . 37c in the area of the diodes 15 . 17 not according to 6 through the two stacked air baffles 34 . 35 formed, but by one of these air baffles 34 . 35 and one of the heat sinks 24 . 26 , The circuit board is also there 25b for the connecting wires 41 of the diodes 15 . 17 above the plus heat sink 26 arranged. Out 9 it can be seen that in this embodiment a part 30a of the cooling air flow from the outside through the ventilation ducts 36c . 37c flows radially inward and another part 30b on the air outlets 45 of the plus heat sink 26 in the axial direction in the ventilation ducts 36c . 37c arrives.

In einem letzten Ausführungsbeispiel gemäß 10 ist der Lagerflansch 23 auf der hinteren Stirnseite des Drehstromgenerators zugleich als Minus-Kühlkörper 24a ausgebildet, indem dort in nicht dargestellter Weise die Minusdioden 15 auf einem Umfangsabschnitt unmittelbar eingesetzt sind. Um einen möglichst ungestörten Austritt der Kühlluft aus den Lüftungskanälen 36c, 37c zu erhalten, die von den Kühlkörpern 24a, 26 und den profilierten Luftleitblechen 34, 35 gebildet werden, werden die Ausströmöffnungen 36d, 37d so angeordnet, dass sie einen größeren radialen Abstand zur Generatorachse 21 haben, je näher sie vor dem Lüfterrad 28 angeordnet sind. Außerdem sind die Lüftungskanäle 36c, 37c an ihren Ausströmöffnungen 36d, 37d zur Abstimmung der jeweiligen Kühlluftmenge mit Querschnittsverengungen versehen, indem die Luftleitbleche 34, 35 an den Ausströmöffnungen 36d, 37d Abbiegungen 46 aufweisen, die in den jeweiligen Lüftungskanal 36c, 37c ragen.In a last embodiment according to 10 is the bearing flange 23 on the rear end of the alternator as a minus heat sink 24a formed by the minus diodes there in a manner not shown 15 are used directly on a peripheral portion. To ensure that the cooling air emerges from the ventilation ducts as undisturbed as possible 36c . 37c to get that from the heat sinks 24a . 26 and the profiled air baffles 34 . 35 are formed, the outflow openings 36d . 37d arranged so that they have a greater radial distance from the generator axis 21 the closer they are to the fan wheel 28 are arranged. In addition, the ventilation ducts 36c . 37c at their outflow openings 36d . 37d Provide cross-sectional constrictions to adjust the respective cooling air volume by the air baffles 34 . 35 at the outflow openings 36d . 37d bends 46 have in the respective ventilation duct 36c . 37c protrude.

Im Rahmen der Erfindung lassen sich zahlreiche weitere Varianten bei der Ausbildung der Gleichrichter-Baueinheit mit den zusätzlichen Luftleitblechen realisieren. Anstelle einer Stromversorgung, bei der nach den 2 bis 10 der Minuspol der Gleichrichter-Baueinheit als Massepotential verwendet wird, kann alternativ auch der Pluspol als Massepotential dienen, wobei dann gegebenenfalls das Lagerschild 23 der Maschine als Plus-Kühlkörper benutzt werden kann. Ferner ist es alternativ zu den 2 bis 10 auch möglich, die Gleichrichter-Baueinheit auf der Innenseite des hinteren Lagerschildes der Maschine zu montieren. Ferner kann auch anstelle der Verschaltungsplatine zwischen den Luftleitblechen 34 und 35 sowie anstelle der Folie 42 auf dem Minus-Kühlkörper 24 eine derartige Folie zwischen den Luftleitblechen 34 und 35 eingesetzt werden, sofern dort an den Rändern der Folie 42 zur Vermeidung von Kurzschlüssen oder Kriechströmen ein ausreichender Abstand zwischen den Potentialen der Luftleitbleche 34, 35 sichergestellt wird. Außerdem können die plattenförmigen Kühlkörper auch mit Kühlrippen versehen sein und anstelle eines Luftleitbleches kann auch ein profiliertes Gussteil mit Luftleitrippen verwendet werden. In allen Fällen wird die in den Dioden erzeugte Verlustwärme sowohl direkt an den durch die Lüftungskanäle 36, 37 strömenden Teil des Kühlluftstromes als auch indirekt durch Wärmeleitung über die Kühlkörper an die Luftleitteile und von dort an die Kühlluft abgegeben.Within the scope of the invention, numerous further variants can be realized in the construction of the rectifier unit with the additional air baffle plates. Instead of a power supply, according to the 2 to 10 the negative pole of the rectifier assembly is used as the ground potential, the positive pole can alternatively also serve as the ground potential, with the bearing plate then possibly 23 the machine can be used as a plus heat sink. It is also an alternative to the 2 to 10 it is also possible to mount the rectifier assembly on the inside of the rear end shield of the machine. Furthermore, instead of the circuit board between the air baffles 34 and 35 as well as instead of the slide 42 on the minus heat sink 24 such a film between the air baffles 34 and 35 be used, provided there at the edges of the film 42 to avoid short circuits or leakage currents, there should be a sufficient distance between the potentials of the air baffles 34 . 35 is ensured. In addition, the plate-shaped heat sink can also be provided with cooling fins and instead of an air baffle, a profiled cast part with air baffle can also be used. In all cases, the heat loss generated in the diodes is both directly at the through the ventilation ducts 36 . 37 flowing part of the cooling air flow and indirectly by heat conduction via the heat sink to the air guide and from there to the cooling air.

Claims (18)

Elektrische Maschine, insbesondere Drehstromgenerator (10), mit einer Gleichrichter-Baueinheit (11) zur Versorgung eines Gleichstromnetzes, insbesondere eines Kraftfahrzeug-Bordnetzes, mit einem mehrere Minusdioden (15) tragenden plattenförmigen Minus-Kühlkörper (24) und einem sandwichartig darüber angeordneten, mehrere Plusdioden (17) tragenden plattenförmigen Plus-Kühlkörper (26), sowie mit in Isolierstoff eingebetteten Verbindungsleitern (40) zum Verschalten der Minus- und Plusdioden miteinander und mit einer Ständerwicklung (13) des Drehstromgenerators, wobei zur Kühlung der Gleichrichter-Baueinheit ein Kühlluftstrom (30) über mindestens einen der beiden Kühlkörper hinweg von einem von einer Läuferwelle (27) des Drehstromgenerators angetriebenen Lüfter (28) ansaugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Minus- und dem Plus-Kühlkörper (24, 26) mindestens ein profiliertes Luftleitteil, insbesondere ein Luftteilblech (34, 35) derart angeordnet ist, dass es mit zumindest einem Kühlkörper (24, 26) mindestens einen Lüftungskanal (36, 37) bildet, in dem mindestens ein Teil des Kühlluftstromes (30) über mindestens eine der Dioden (15, 17) hinwegströmt.Electrical machine, especially three-phase generator ( 10 ), with a rectifier assembly ( 11 ) for supplying a direct current network, in particular a motor vehicle electrical system, with one or more minus diodes ( 15 ) supporting plate-shaped minus heat sink ( 24 ) and a sandwiched one above it, several plus diodes ( 17 ) supporting plate-shaped plus heat sink ( 26 ), as well as with connecting conductors embedded in insulating material ( 40 ) for interconnecting the minus and plus diodes with each other and with a stator winding ( 13 ) of the three-phase generator, with a cooling air flow (for cooling the rectifier unit) ( 30 ) over at least one of the two heat sinks from one of a rotor shaft ( 27 ) of the three-phase generator driven fan ( 28 ) can be sucked in, characterized in that between the minus and plus heat sinks ( 24 . 26 ) at least one profiled air guiding part, in particular an air dividing plate ( 34 . 35 ) is arranged such that it has at least one heat sink ( 24 . 26 ) at least one ventilation duct ( 36 . 37 ) forms in which at least part of the cooling air flow ( 30 ) via at least one of the diodes ( 15 . 17 ) flows away. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Lüftungskanal (36, 37) zwischen den auf einer hinteren Stirnseite des Drehstromgenerators (10) in einem Teilkreis um die Generatorachse (21) angeordneten Minus- und Plus-Kühlkörper (24, 26) radial von außen nach innen verläuft.Electrical machine according to claim 1, characterized in that the at least one ventilation duct ( 36 . 37 ) between those on a rear end of the three-phase generator ( 10 ) in a pitch circle around the generator axis ( 21 ) arranged minus and plus heat sink ( 24 . 26 ) runs radially from outside to inside. Elektrische Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine profilierte Luftleitblech (34, 35) mehrere über den Teilkreisumfang verteilt nebeneinander angeordnete radial verlaufende Lüftungskanäle (36, 37) mit jeweils mindestens einer Plus- oder Minusdiode (17, 15) aufweist.Electrical machine according to claim 2, characterized in that the at least one profiled air baffle ( 34 . 35 ) several radially extending ventilation ducts arranged side by side over the circumference of the circle ( 36 . 37 ) with at least one plus or minus diode ( 17 . 15 ) having. Elektrische Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Luftleitblech (34, 35) über den Teilkreisumfang mäanderförmig gebogen beziehungsweise geprägt ist.Electrical machine according to claim 3, characterized in that the at least one air baffle ( 34 . 35 ) is curved or embossed over the circumference of the circle. Elektrische Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüftungskanäle (36, 37) im Bereich der Dioden (15, 17) in Umfangsrichtung seitlich ausgebaucht sind.Electrical machine according to claim 4, characterized in that the ventilation ducts ( 36 . 37 ) in the area of the diodes ( 15 . 17 ) are bulged sideways in the circumferential direction. Elektrische Maschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Luftleitblech (34, 35) mit dem einen Kühlkörper (26) fest verbunden ist und über eine vorzugsweise als wärmeleitende Folie ausgebildete Zwischenisolation (42) am anderen Kühlkörper (24) anliegt.Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one air baffle ( 34 . 35 ) with the one heat sink ( 26 ) is firmly connected and via an intermediate insulation, preferably in the form of a heat-conducting film ( 42 ) on the other heat sink ( 24 ) is present. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der eine der beiden Kühlkörper (24, 26), der mit dem Luftleitblech (34, 35) den mindestens einen Lüftungskanal (36, 37) bildet, radial verlaufenden Nuten (43) aufweist, in die Bereiche des Luftleitblechs (34, 35) zu dessen Fixierung eingesetzt sind.Electrical machine according to one of claims 4 to 6, characterized in that one of the two heat sinks ( 24 . 26 ) with the air baffle ( 34 . 35 ) the at least one ventilation duct ( 36 . 37 ) forms radial grooves ( 43 ) in the areas of the air baffle ( 34 . 35 ) are used to fix it. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei mäanderförmig gebogene beziehungsweise geprägte Luftleitbleche (34, 35) derart aufeinander gestapelt sind, dass ihre von den Luftleitblechen und dem mindestens einen der beiden Kühlkörper (24, 26) gebildeten Lüftungskanäle (36, 37) einen wabenförmigen Querschnitt haben.Electrical machine according to one of claims 4 to 7, characterized in that two meandering curved or embossed air baffle plates ( 34 . 35 ) are stacked on top of one another in such a way that their air baffles and at least one of the two heat sinks ( 24 . 26 ) formed ventilation ducts ( 36 . 37 ) have a honeycomb cross section. Elektrische Maschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitbleche (34, 35) im Bereich der Dioden (15, 17) mit axialen Durchbrüchen (44) versehen sind, welche mit entsprechenden axialen Luftdurchlässen (45) in dem den Dioden jeweils gegenüberliegenden Kühlkörper (24, 26) fluchten.Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the air baffles ( 34 . 35 ) in the area of the diodes ( 15 . 17 ) with axial openings ( 44 ) which are provided with corresponding axial air passages ( 45 ) in the heat sink opposite the diodes ( 24 . 26 ) align. Elektrische Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass beide Kühlkörper (24, 26) auf ihren einander zugewandten Seiten jeweils zwei aufeinander gestapelte Luftleitbleche (34, 35) tragen.Electrical machine according to claim 8, characterized in that both heat sinks ( 24 . 26 ) on their sides facing each other two stacked air baffles ( 34 . 35 ) wear. Elektrische Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenisolation (25; 42) zwischen den beiden paarweise gestapelten Luftleitblechen (34, 35) eingefügt ist.Electrical machine according to claim 10, characterized in that the intermediate insulation ( 25 ; 42 ) between the two air baffles stacked in pairs ( 34 . 35 ) is inserted. Elektrische Maschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in Isolierstoff eingebetteten Verbindungsleiter (40) in Form einer Verschaltungsplatine (25) als Zwischenisolation zwischen den Luftleitblechen (34, 35) der beiden Kühlkörper (24, 26) angeordnet sind.Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting conductors embedded in insulating material ( 40 ) in the form of an interconnection board ( 25 ) as intermediate insulation between the air baffles ( 34 . 35 ) of the two heat sinks ( 24 . 26 ) are arranged. Elektrische Maschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lagerschild (23) auf der hinteren Stirnseite des Drehstromgenerators (10) einen der beiden Kühlkörper, vorzugsweise den Minus-Kühlkörper (24) bildet.Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that a bearing plate ( 23 ) on the rear end of the three-phase generator ( 10 ) one of the two heat sinks, preferably the minus heat sink ( 24 ) forms. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die axial übereinander angeordneten, radial verlaufenden Lüftungskanäle (36, 37), die von den Kühlkörpern (24, 26) und von mehreren Luftleitblechen (34, 35) gebildet werden, mit ihren Ausströmöffnungen (36d, 37d) einen größeren radialen Abstand zur Generatorachse (21) haben, je näher sie vor dem Lüfter (28} angeordnet sind.Electrical machine according to one of claims 8 to 15, characterized in that the axially superimposed, radially extending ventilation channels ( 36 . 37 ) by the heat sinks ( 24 . 26 ) and several air baffles ( 34 . 35 ) are formed with their outflow openings ( 36d . 37d ) a greater radial distance from the generator axis ( 21 ) the closer they are to the fan ( 28 } are arranged. Elektrische Maschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Lüftungskanäle (36, 37) an ihren Ausströmöffnungen (36d, 37d) Querschnittsverengungen zur Abstimmung der Kühlluftmenge aufweisen.Electrical machine according to claim 14, characterized in that at least some of the ventilation ducts ( 36 . 37 ) at their outflow openings ( 36d . 37d ) Have cross-sectional constrictions to match the cooling air volume. Elektrische Maschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsverengungen aus Abbiegungen (46) der Luftleitbleche (34, 35) an den Ausströmöffnungen (36d, 37d) bestehen, die in den jeweiligen Lüftungskanal (36, 37) ragen.Electrical machine according to claim 15, characterized in that the cross-sectional constrictions from bends ( 46 ) of the air baffles ( 34 . 35 ) at the outflow openings ( 36d . 37d ) exist in the respective ventilation duct ( 36 . 37 ) protrude. Gleichrichter-Baueinheit (11) für elektrische Maschinen, vorzugsweise Drehstromgeneratoren zur Versorgung eines Gleichstromnetzes, insbesondere eines Kraftfahrzeug-Bordnetzes, mit einem mehrere Minusdioden (15) tragenden plattenförmigen Minus-Kühlkörper (24) und einem sandwichartig darüber angeordneten, mehrere Plusdioden (17) tragenden plattenförmigen Plus-Kühlkörper (26), sowie mit in Isolierstoff eingebetteten Verbindungsleitern (40) zum Verschalten der Minus- und Plusdioden miteinander und mit der Ständerwicklung (13) des Drehstromgenerators, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Minus- und dem Plus-Kühlkörper (24, 26) mindestens ein profiliertes Luftleitteil, insbesondere Luftleitblech (34, 35) derart angeordnet ist, dass es mit zumindest einem der Kühlkörper (24, 25) mindestens einen Lüftungskanal (36, 37) bildet, an beziehungsweise in den mindestens eine der Minus- und Plusdioden (15, 17) angrenzt beziehungsweise hineinragt.Rectifier assembly ( 11 ) for electrical machines, preferably three-phase generators for supplying a direct current network, in particular a motor vehicle electrical system, with one or more minus diodes ( 15 ) supporting plate-shaped minus heat sink ( 24 ) and a sandwiched one above it, several plus diodes ( 17 ) supporting plate-shaped plus heat sink ( 26 ), as well as with connecting conductors embedded in insulating material ( 40 ) for connecting the minus and plus diodes to each other and to the stator winding ( 13 ) of the three-phase generator, characterized in that between the minus and the plus heat sink ( 24 . 26 ) at least one profiled air baffle, in particular air baffle ( 34 . 35 ) is arranged such that it is connected to at least one of the heat sinks ( 24 . 25 ) at least one ventilation duct ( 36 . 37 ) forms on or in the at least one of the minus and plus diodes ( 15 . 17 ) borders or protrudes. Gleichrichter-Baueinheit nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Lüftungskanal (36, 37) zwischen dem Minus- und Plus-Kühlkörper (24, 26) radial von außen nach innen verläuft.Rectifier assembly according to claim 19, characterized in that the at least one ventilation duct ( 36 . 37 ) between the minus and plus heat sinks ( 24 . 26 ) runs radially from outside to inside.
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