DE2364812A1

DE2364812A1 - Vorrichtung aus einem buerstentraeger und einem halbleiterspannungsregler fuer einen generator insbesondere von kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2364812A1
Application number: DE2364812A
Authority: DE
Inventors: Roger Habert
Original assignee: Ducellier et Cie
Current assignee: Ducellier et Cie
Priority date: 1973-01-09
Filing date: 1973-12-27
Publication date: 1974-07-11
Also published as: BE808083A; DE2364812C2; GB1422288A; FR2213615A1; ES421779A1; IT1002444B; FR2213615B1; NL7400315A

Description

Patentanwälte
Dipl. Ing. F. «teickmai-n, .·■
Dip!, !ng. n. 'Uk'*aiST.f., Djfjl. Phys. Dr. K. Fincke
Oipl. ing. F. A. Waiuj.wsi..-, Lriph Cham. B. Huber
8 München 27, Möhfotr, 22

DUCELLIER et Cie.
23, Rue Alexandre-Dumas • F-75, Paris XIe
Frankreich

Vorrichtung aus einem Bürstentrager und einem Halbleiterspannunqsregler für einen Generator insbesondere von Kraftfahrzeugen

Die Erfindung betrifft eine von einem Bürstenträger und einem "Halbleiterspannungsregler gebildete Vorrichtung, insbesondere für den Generator von Kraftfahrzeugen, wobei der Bürstenträger an einem Lager des Generators seitlich der Kollektorringe des Generators befestigt ist und unmittelbar an der Außenseite des Lagers gehalten wird, wobei der Spannungsregler ein aus Kunststoff gegossenes Gehäuse mit einem darin befindlichen gedruckt ten Schaltkreis und darauf angeordneten Halbleiterelementen aufweist.

Es ist bekannt, einen Regler auf einem Bürstenträger zu befestigen, aber im allgemeinen bilden diese beiden Elemente nach ihrer gegenseitigen Befestigung eine untrennbare Einheit, was

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den Nachteil mit sich bringt, daß die ganze Einheit komplett ausgetauscht werden muß, wenn das eine Oder andere Element defekt ist, so daß sich also erhebliche Repäratürkösten ergeben.

Die Erfindung ist darauf gerichtet, eine von einem Bürstenträger und einem Halbleiterspannungsregler gebildete Vorrichtung der vorgenannten Art zu schaffen, die diesen Nachteil nicht aufweist.

Die Erfindung besteht darin, daß der Bürstenträger und der Regler zueinander passende lösbare Befestigungseinrichtungen aufweisen, die gleichzeitig zur Herstellung der elektrischen Verbindung des Reglers mit dem Bürstenträger dienen, nachdem der Regler vorher von außen auf das Lager des Generators aufgesetzt worden ist, und daß die elektrischen Verbindungen zwischen dem Bürstenträger und dem Regler durch eine Maske geschützt wird, die mit dem Gehäuse des Reglers aus einem Stück hergestellt ist und in der Verlängerung einer der seitlichen Gehäusewände liegt.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig.l eine perspektivische Explosionsdarstellung des Reglers und der von ihm gehaltenen Elemente;

Fig.2 eine Seitenansicht des Reglers teilweise geschnitten;

Fig.3 eine Schnittansicht des Reglers entlang der Linie IiI-III nach Fig.2;

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Fig.4 eine Schnittansicht des auf dem Bürstenträger montierten Reglers entlang einer durch die Lochachsen der Befestigungsschrauben des Reglers auf dem Bürstenträger verlaufenden Ebene und ·

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Metallplatte, in der die Befestigungsschrauben eingeschraubt sind und die in einer Vertiefung des Bürstenträgers angeordnet ist.

Die in der Fig.l dargestellte Vorrichtung v/eist einen Halbleiterspannungsregler 1 für einen Generator eines Kraftfahrzeuges auf, dessen Erregerwicklung über die Bürsten 2 und 3 gespeist wird-, die gleitend in einem Bürstenträger 4 gelagert sind, der in dem Lager 5 des Generators seitlich von nicht dargestellten Kollektorringeη mittels zwei Befestigungsschrauben 6 und 7 befestigt ist, die durch Löcher 6a und 7a hindurchgreifen, welche in dem Bürstenträger 4 angeordnet sind, und die in zwei Gewindelöcher 8 und 9 eingeschraubt werden können, die in dem Lager 5 angeordnet sind.

Der auf diese Weise befestigte Bürstehträger 4 nimmt den Regler 1, der in Form eines Gehäuses 10 ausgebildet ist und vorteilhaft aus Kunststoffmaterial gegossen ist und einen gedruckten Schaltkreis aufweist, unmittelbar auf, wobei in dem gedruckten Schaltkreis die nicht dargestellten Halbleiter vorher angeordnet werden. Die Befestigung und die elektrische Verbindung des Reglers 1 mit dem Bürstenträger 4 werden durch Bauteile erzielt, die gleichzeitig zwei Funktionen erfüllen (Befestigung und elektrische Verbindung) und die von einer Maske 12 geschützt werden, welche vorteilhaft mit dem Gehäuse 10 ainstückig hergestellt ist und welche in der Verlängerung einer dieser seitlichen Gehäusewände angeordnet ist, um für eine

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elektrische Isolierung der elektrischen Verbindungen zwischen dem Bürstenträger und dem Regler zu sorgen, da diese Verbindungen sonst freiliegen wurden.

Die Verbindungen -für den elektrischen Anschluß des Reglers an den Bürstenträger 4 werden von leitenden Zungen 13, 14 und 15 hergestellt, die einen geeigneten Querschnitt aufweisen und deren entsprechenden Enden 13a, 14a und 15a mit dem gedruckten Schaltkreis 11 während eines einzigen Lötvorganges verlötet sind. Nach der Ausführung dieses Lötvorganges werden die Zungen um 180° gekrümmt oder zurückgebogen, wie dies insbesondere in der Fig.2 bezüglich der Zunge 14 zu erkennen ist.

Nach dem vorbeschriebenen Verlöten und Umbiegen der Zungen legen sich diese während der Montage des gedruckten Schaltkreises 11 in dem Gehäuse 10 gegen die Innenfläche 12a der Maske 12 an. Die Zungen sind nach der Einführung des gedruckten Schaltkreises 11 in das Gehäuse 10 zwischen den Längsrippen 16 angeordnet, die gegenüber der Innenfläche 12a vorstehen und dafür vorgesehen sind, diese Zungen 13, 14 und 15 elek-

trisch voneinander zu isolieren.

An den freien Enden 13b,14b und 15b der Zungen 13, 14, 15 sind öffnungen 17, 18 und 19 angeordnet, die sich nach der Montage des gedruckten Schaltkreises 11 in dem Gehäuse 10 mit zylindrischen Löchern 20, 21 bzw. 22 decken und-in welche während der Montage des Reglers 1 auf dem Bürstenträger 4 drei Rohre 23, 2 7 und 24 eingreifen, die über den oberen Teil 4a des Bürstenträgers 4 vorstehen und axial mit den Löchern 20, 21 und 22 fluchten. Die Rohre 23, 27 und 24 sind mit dem Bürstenträger 4 aus einem Stück hergestellt und wurden vorher außen einerseits mit den Anschlüssen 25 und 26 versehen,

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was die Rohre 23 und -24-betrifft, um die elektrische Verbindung mit den Bürsten 2 und 3 herzustellen, und andererseits wurde das Rohr 27 mit dem Masseanschluß 28 verbunden, welcher mittels der Befestigungsschraube mit dem Lager .5 elektrisch verbunden ist. ■

Die Rohre 23, 24 und 27 sind mit Bohrungen 23a, 24a und 27a versehen_r die in eine Vertiefung 29 münden, welche senkrecht zu den Bohrungen in der Seitenwand 4b des Bürstenträgers 4 angeordnet ist und in welcher eine-sich" befindliche Metallplatte 30 (siehe Fig.5) gehalten wird, wobei die Metallplatte eine entsprechende Form aufweist und mit drei Gewindebohrungen 31, 32 und 33 versehen ist, welche sich an die Rohre 23, 27 und 2 4 ans eh 1 ie ß eη.

Drei Spannschrauben 34, 35 und 46 greifen durch die vorgenannten Rohre hindurch und sorgen, einerseits dafür, daß die Anschlüsse des Reglers 1 mit den Anschlüssen der Bürsten 2 und 3 in Berührung kommen und mit dem Massekontakt 28, wobei sie gegenüber den genannten Anschlüssen isoliert sind, und sie sorgen andererseits für die Befestigung des Reglers 1 auf dem Bürstenträger 4. ·

Die Metallplatte 30 wird in der Vertiefung 29 mittels zweier Vorsprünge 42 und 43 sicher arretiert, wobei die Vorsprünge durch ein Stauchen des Materials der Platte erzielt v/erden und elastisch in die beiden entsprechenden Aussparungen-44 und 45 einrasten, weiche in der Fläche 29a der Vertiefung 29 vorgesehen sind, an welche sich eine Wandung 29b einer solchen Stärke anschließt, daß sie elastisch ist, damit die Vorsprünge 42 und 4 3 während der Montage in die Aussparungen eindringen können.

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Schließlich sind an der unteren Seite 1Oa des Gehäuses IO des Reglers zwei Klauen 36 und 37 angeordnet, die mit dein Gehäuse einstückig verbunden sind und in zwei entsprechende Aussparungen 38 bzw-. 39 eingreifen können, die im Lager 5 angeordnet sind und. in welchen die Klauen während der Montage des Reglers auf dem Bürstenträger 4 aufgenommen -werden., damit dieser einen besseren Halt auf dem Bürstenträger findet. . .

Der gedruckte Schaltkreis 11 des Spannungsreglers 1 wird derart hergestellt, daß alle Lötungen, die in einem Bad hergestellt sind, in einem einzigen Lötvorgang ausgeführt werden. Es kann z.B. dadurch erfolgen, daß ein thermischer Strahler 4O in Form eines Dübels vorgesehen wird, auf dem z.B. durch einen Klemmsitz ein Leistungstransistor 41 befestigt ist, der ein Darlingtonelement bildet und daß diese beiden Teile mit Befestigungsklanen versehen sind und Anschlüsse gleicher Iränge aufweisen, damit sie gleichzeitig mit dem gedruckten Schaltkreis 11 während des vorerwähnten einzigen Lötvorganges verlötet werden können.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der gedruckte Schaltkreis 11 über eine Leitung mit einem kurzgeschlossenen Kompensationskreis verbunden,, -wobei der Kurzschluß sm£ Wunsch unterbrochen werden kann, ms. seinen entsprechenden Spannungsregler zu bekommen, der thermisch kompensiert oder nicht kompensiert ist, wobei dies durch eine unmittelbare Einwirkung auf den gedruckten Schaltkreis mittels eines außerhalb des gedruckten Schaltkreises 11 befindlichen Umschaltelernentes erreicht werden jkann.

Schließlich könnte das Darlingtonelement von einem Leistungstransistor 41 gebildet werden, welcher auf einem thermischen

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BAD

Strahler 40 montiert ist, und von einem Steuertransistor, welcher auf dem gedruckten Schaltkreis 11 angeordnet ist, oder schließlich von einem Leistungstransistor, der auf dem vorgenannten Strahler montiert ist und in dessen Gehäuse der Steuertransistor aufgenommen wird.

Es kann auch vorgesehen sein, daß die in dem Lager für einen besseren Halt des Reglers vorgesehenen Aussparungen durch Halteklauen ersetzt werden könnten. Ebenso könnten die Aussparungen oder die Halteklauen an Bürstenträger angeordnet sein.

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Claims

Patentansprüche

( l.yVon einem Bürstenträger und einem Halbleiterspannungsregler gebildete Vorrichtung, insbesondere für den Generator von Kraftfahrzeugen, wobei der Bürstenträger an einem Lager des Generators seitlich der Kollektorringe des Generators befestigbar ist, und unmittelbar an der Außenseite des Lagers gehalten wird, wobei der Spannungsregler ein aus Kunststoff gegossenes Gehäuse und einen darin befindlichen gedruckten Schaltkreis mit darauf angeordneten Halbleiterelementen aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß der Bürstenträger (4) und der Regler (1) zueinander passende lösbare -Befestigungseinrichtungen (34,35,46) aufweisen, die gleichzeitig zur Befestigung und zur Herstellung der elektrischen Verbindung des Reglers mit dem Bürstenträger dienen, nachdem der Regler vorher von außen auf das Lager (5) des Generators aufgesetzt worden ist, und daß die elektrischen Verbindungen zwischen dem Bürstenträger und dem Regler durch eine Maske (12) geschützt sind, die mit dem Gehäuse (1O) des Reglers aus einem Stück hergestellt ist und in der Verlängerung einer der seitlichen Gehäusewände liegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen für den elektrischen Anschluß des Reglers (1) an den Bürstenträger (4)

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von leitenden Zungen (13,14,15) mit einem geeigneten Querschnitt gebildet werden, von denen ein Ende mit dem gedruckten Schaltkreis (11)' verlötet ist, und die derart umgebogen sind, daß sich,die Zungen nach der Montage des gedruckten Schaltkreises in dem Reglergehäuse entlang der Innenfläche der Maske (12) zwischen von der Innenfläche der Maske vorstehenden Längsrippen (16) erstrecken, die dazu dienen, die Zungen gegeneinander zu isolieren.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem freien Ende einer jeden Zunge (13,14,15) eine öffnung (17,18,19) vorgesehen ist und daß sich die öffnungen mit je einem Loch (20,21,22) in der Maske decken.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich durch die öffnungen (17,18,19) der Zungen (13,14,15) und die sich mit diesen deckenden Löcher (20,21,22) der Maske (12) Rohre (23,24,27) erstrecken, die über das Oberteil des Bürstenträgers (4) an den entsprechenden Stellen der Löcher vorstehen, und daß die Rohre einstückig mit dem Bürstenträger aus Kunststoff gegossen sind und vor dem Zusammenbau außen mit den Anschlüssen der Bürsten versehen werden.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (23a_t24a,27a) der Rohre (23,24,27) des Bürstenträgers (4) in eine -Vertiefung (29) münden, die senkrecht zu den Bohrungen in der Seitenwand (4b) des Bürstenträgers (4) angeordnet ist, daß in der Vertiefung eine Metallplatte (30) entsprechender

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Formgebung gehalten wird, die mit Gewindebohrungen (31,32,33) für die entsprechenden Rohre (23,24,27) versehen ist, welche zur Aufnahme von Spannschrauben (34,35,46) dienen, und daß die Spanns ehr ajiben die Rohre durchgreifen und einerseits die elastische Verbindung des Reglers mit den Bürsten (2,3) herstellen, wobei sie gegenüber den Anschlüssen vollkommen isoliert sind, und andererseits für die Befestigung des Reglers aus dem Bürstenträger sorgen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte (30) in der Vertiefung (29) mittels wenigstens einem Vorsprung (42,43) in ihrer korrekten Lage arretiert wird, und daß der Vorsprung durch eine Stauchung des Plattenmaterials erzeugt wird und elastisch in eine entsprechende Aussparung (44,45) einrastet, welche in einer Seitenfläche (29a) der Vertiefung angeordnet ist, wobei die Fläche eine Wand (29b) von einer solchen Stärke begrenzt, daß die Wand flexibel ist um das Eingreifen des Vorsprunges während der Montage zu ermöglichen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannschraube (35) derart in eine der Gewindebohrungen (27a) der Metallplatte (30) eingeschraubt ist und durch ein Rohr hindurchgreift, daß sie eine Zunge (14) des Reglers (1) über einen Anschluß (28) des Bürstenträgers (4) mit der Masse verbindet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Teil des Reglers (1) wenigstens eine Klaue (36,37) vorgesehen ist, die an der

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der Maske (12) gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, und daß die Klaue in eine entsprechende Aussparung (38,39) eingreift, die in einem Lagerteil des Generators angeordnet ist, damit ein verbesserter Sitz des Reglers erzielt wird. ' · .
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der gedruckte Schaltkreis (11) auf seiner Oberfläche mit einem thermischen Strahiert40) in Form eines Bügels versehen ist, daß auf der Oberfläche ein Leistungstransistor (41) vorgesehen ist, der ein Verstärkerelement bildet, und daß die Anordnung des Bügels derart gewählt ist, daß er den gedruckten Schaltkreis übergreift, um zwischen diesem und der unteren Fläche des gedruckten Schaltkreises einen Zwischenraum zu bilden-, in welchem die von dem gedruckten Schaltkreis getragenen Halbleiterelemente angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis ₍8, dadurch gekennzeichnet , daß der gedruckte Schaltkreis (11) über einen Leiter mit einem kurzgeschlossenen Kompensationsschaltkreis in Verbindung steht und daß der Kurzschluß auf Wunsch unterbrochen werden kann, um einen Regler zu erhalten, der entsprechend thermisch kompensiert oder nicht kompensiert ist.

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