DE3728838C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wechselstromgenerator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Wechselstromgenerator dieser Art eignet sich für Kraftfahrzeuge, wie Autos, Busse, Lastkraftwagen, Motorräder und dgl., wobei die Erfindung sich insbesondere für einen Rotorkern vom Lundelltyp eignet, der acht oder zwölf magnetische Pole aufweist, die von einer einzigen Rotorspule erregt werden.

Ein Wechselstromgenerator der eingangs angegebenen Art ist in der US-PS 44 88 070 beschrieben. Bei diesem bekannten Wechselstromgenerator weist der vorhandene Gleichrichter ein Paar Kühlkörper auf, je einen für die Plusseite und für die Minusseite, die parallel zueinander angeordnet und mit einer Vielzahl eingebetteten Dioden für positive und negative Elektroden sowie Kühlrippen versehen sind, wobei Leitungsdrähte von den Dioden und ein Leitungsdraht von einer Statorspule auf deren Ausgangsseite an eine Anschlußleiste, die an einem Isolierträger angeordnet ist, angelötet sind. Diese bekannte Ausgestaltung kann die in jüngster Zeit vorgegebenen Forderungen insbesondere nach einem geringen Leistungsgewicht des Wechselstromgenerators nicht erfüllen.

Außerdem haben Dioden, die nebeneinander auf einem Kühlkörper angeordnet sind, die Neigung, unterschiedliche Temperaturen bei der Gleichrichtung je nach Gebrauch oder Funktion in der Gleichrichterschaltung aufzuweisen.

In der DE-AS 11 91 471 ist eine Gleichrichtereinrichtung beschrieben, bei der mehrere Elektroden auf einem Teilkreis verteilt an einem Kühlkörper in Form eines Ringes angeordnet sind, der mit bezüglich seiner Mittelachse radialen Kühlrippen besetzt ist.

Aus der US-PS 46 06 000 ist eine Gleichrichtereinrichtung bekannt, bei der eine Mehrzahl Dioden an einem kreisbogenförmig geformten Kühlkörper angeordnet sind, der einen radial einwärts vorragenden Kühlsteg mit radial verlaufenden Langlöchern aufweist.

Aus dem JP-GM 58 75 479 ist ein quaderförmiger Kühlkörper für eine Gleichrichtereinrichtung zu entnehmen, der in seiner Längsrichtung von einem Loch durchsetzt ist, wobei Dioden im durch das Loch gebildeten Hohlraum des Kühlkörpers angeordnet sind. Auf den äußeren Breitseiten des Kühlkörpers sind Kühlrippen angeordnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wechselstromgenerator der eingangs angegebenen Art so auszugestalten, daß die Kühlung, die Funktion und die Zuverlässigkeit des Wechselstromgenerators verbessert werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Wechselstromgenerator ist die Kühlung deshalb wesentlich verbessert, weil die an den Kühlkörpern entstehende Wärme nicht nur an deren Außenseiten, sondern auch an deren einander zugewandten Innenseiten durch den zwischen den Kühlkörpern strömenden Luftstrom abgeführt wird, und zwar sehr effektiv, weil Kühlkörper auch an den einander gegenüberliegenden Seiten der Kühlkörper und somit im Strömungsdurchgang angeordnet sind. Außerdem wird eine kleine Bauweise erreicht, weil aufgrund des Vorhandenseins von Kühlkörpern im Strömungsdurchgang am Außenumfang der Kühlkörper kleinere Kühlrippen oder von Kühlrippen freie Räume angeordnet werden können.

In den Unteransprüchen sind Merkmale enthalten, die die Kühlung, die Funktion und die Zuverlässigkeit weiter verbessern, zu einfachen und leicht herstellbaren sowie montierbaren Gleichrichtern kleiner Baugröße führen, die sich gut im zur Verfügung stehenden Hohlraum des Wechselstromgenerators unterbringen lassen, von großer Stabilität und Dauerfestigkeit sind und sich außerdem kostengünstig herstellen lassen.

Verschiedene bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Wechselstromgenerators mit einem Gleichrichter für Fahrzeuge;

Fig. 2 eine Vorderansicht des Gleichrichters nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei der Gleichrichter an einer Seitenplatte des Wechselstromgenerators befestigt ist;

Fig. 3 eine Ansicht des in Fig. 2 gezeigten Gleichrichters von hinten;

Fig. 4 eine Seitenansicht des in Fig. 2 gezeigten Gleichrichters;

Fig. 5 eine geschnittene Seitenansicht des wesentlichen Teils eines herkömmlichen Gleichrichters;

Fig. 6A und 6B eine Vorderansicht bzw. eine Seitenansicht eines Kühlkörpers auf der Minusseite des erfindungsgemäßen Gleichrichters;

Fig. 7 einen Querschnitt durch den wesentlichen Teil des Gleichrichters nach der Erfindung, wobei seine Funktion verdeutlicht ist;

Fig. 8A eine Rückansicht eines Gleichrichters nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 8B eine Rückansicht eines Gleichrichters nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 9 eine Seitenansicht des in Fig. 8A gezeigten Gleichrichters von unten;

Fig. 10A eine vergrößerte Rückansicht des wesentlichen Teiles des in Fig. 8A gezeigten Gleichrichters;

Fig. 10B eine vergrößerte Rückansicht des wesentlichen Teiles des in Fig. 8B gezeigten Gleichrichters;

Fig. 11 einen Querschnitt durch den wesentlichen Teil des in Fig. 9 gezeigten Gleichrichters;

Fig. 12 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Gleichrichters nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Befestigung von Kühlkörpern und eines Isolierträgers gezeigt sind;

Fig. 13A, 13B und 13C jeweils eine Vorderansicht, eine Ansicht von hinten und eine Seitenansicht des wesentlichen Teils des Gleichrichters nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Fig. 14X und 14Y Querschnitte entlang der Linien X-X bzw. Y-Y in Fig. 13A.

In den Fig. 1 bis 4 ist mit der Bezugsziffer 1 ein Wechselstromgenerator für Kraftfahrzeuge wie Autos bezeichnet. Der Generator 1 umfaßt ein Paar Gehäuseteile 1a und 1b, die eine Dreh- oder Kernwelle 2 lagern, auf der ein Rotorkern 3 vom Lundelltyp durch eine Preßpassung befestigt ist, an dessen einem Ende eine Riemenscheibe 4 befestigt ist und in den ein Spulenkörper 5 eingebaut ist, auf dem eine Rotorspule 6 gewickelt ist, einen Stator 7, auf dem eine Statorspule 7a gewickelt ist, eine Vielzahl Bürsten 8, die elastisch oder federnd nachgebend, z. B. durch Federn, in einem Bürstenhalter 8a gelagert oder untergebracht sind, eine Vielzahl von Schleifringen 9, die mit den Bürsten 8 in Gleitkontakt stehen, und einen Gleichrichter 10 zum Gleichrichten des erzeugten Wechselstromes. Mit Ausnahme des Gleichrichters 10 können die genannten Teile einen herkömmlichen Aufbau haben. Der Gleichrichter 10 ist zusammen mit dem Bürstenhalter 8a, einem Regler 12 und eventuell verschiedenen anderen Teilen durch eine Vielzahl Schrauben 13 an einer Seitenplatte 11 montiert oder befestigt, die ringförmig und an der Seitenfläche des Rotorkerns 3 angeordnet ist. Der Gleichrichter 10 ist im Strömungsweg der Luft angeordnet, auf welchem Luft zum Kühlen der Kühler von der Außenseite des Generators 1 durch in den Gehäuseteilen 1a und 1b gebildeten Lufteintrittsöffnungen (nicht dargestellt) in das Innere des Generators 1 eingeführt wird. Der Luftstrom wird durch einen Lüfter 3a erzeugt und auf dem Strömungsweg in Richtung der Achse des Rotorkerns 3 gefördert. Der Lüfter 3a ist mit dem Rotorkern 3 einstückig ausgeführt oder fest mit ihm verbunden. Die so eingeführte Luft strömt wirbelnd in der Richtung der Mitte der Kernwelle 2, erreicht den Lüfter 3a, kühlt die Statorspule 7a und den Statorkern 7 und wird aus dem Generator durch in den Gehäuseteilen 1a und 1b gebildeten Luftaustrittsöffnungen (nicht dargestellt) ausgestoßen. Der Gleichrichter 10 weist ein Isoliermaterial oder einen Träger 14 auf, der einem Paar Kühlkörper 15 und 16 gegenüberliegt, die zusammen mit dem Träger 14 am Gehäuseteil 1a, z. B. durch zwei Schrauben 13, 13′, befestigt sind. Beide Enden von jedem Kühlkörper 15 oder 16 sind mit den Schrauben 13 bzw. 13′ in Eingriff, wobei die Kühlkörper 15, 16 durch ein geeignetes Mittel, z. B. einen Isolator 17, der zwischen ihnen angeordnet ist, voneinander isoliert werden. Obwohl die Anbringung der Kühlkörper 15, 16 herkömmlich sein kann, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, wird es bevorzugt, daß die Kühlkörper 15, 16 durch Schrauben 13, 13′ gemäß einem weiter unten beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung eingebaut sind. Der Kühlkörper 15 der Plusseite ist näher an der Achse des Rotorkerns 3 angeordnet, und der Kühlkörper 16 der Minusseite ist auf der Außenseite angeordnet, d. h. auf der Seite, die weiter als der Kühlkörper 15 von der Achse der Kernwelle 2 entfernt ist. Die Kühlkörper 15, 16 sind parallel zueinander angeordnet, und sie sind parallel zu der Richtung des Strömungsverlaufes der Luft oder der Luftströmung derart angeordnet, daß der Träger 14 stromabwärts im Strömungsweg der Luft angeordnet ist. Die Kühlkörper 15, 16 haben jeweils Kühlrippen 15a, 16a, die von ihnen abstehen.

In den Kühlkörpern 15, 16 sind Diodenchips auf ihren jeweiligen Außenseiten in Abschnitten eingebettet, die mit der Bezugsziffer 18 bezeichnet sind. Die Diodenchips sind jeweils in einer Reihe auf den Kühlkörpern 15, 16 angeordnet, und aus den jeweiligen Dioden herauslaufende Leitungsdrähte 18a sind mit entsprechenden Anschlußleisten 20, 21 verbunden, mit denen Leitungsdrähte 7b von der Statorspule 7a verbunden sind, so daß die Grundschaltung des Generators gebildet ist.

In den Fig. 2 bis 5 ist mit der Bezugsziffer 24 ein Teil bezeichnet, in das ein Kondensator zum Verhindern von Störungen eingebaut ist, und die Anschlußleisten 24a, die von dem Teil 24 weggehen, sind zwischen dem Träger 14 und dem Kühlkörper 15 der Plusseite und zwischen dem Isolator 17 und dem Kühlkörper 16 der Minusseite jeweils angeordnet und an einem Ende des Trägers 14 durch die zugehörige Schraube 13 befestigt.

In Betrieb wird Strom durch die Bürste 8 und den Schleifring 9 zum Rotorkern 3 geführt, der durch die Riemenscheibe 4 und die Kernwelle 2 gedreht wird, um einen Wechselstrom in der Statorspule 7a zu induzieren, und der Strom wird durch den Gleichrichter 10 gleichgerichtet. Die ausgegebene Spannung wird durch den Regler 12 geregelt.

Dieser Betriebsvorgang ist bekannt, so daß eine genaue Beschreibung von ihm weggelassen wird. Die Drehung der Kernwelle 2 bewirkt die Drehung des Lüfters 3a, so daß ein Strom von kaltem Gas oder kalter Luft durch die Lufteinlaßöffnungen, die in den Gehäuseteilen 1a und 1b gebildet sind, hindurchtritt und die Statorspule 7a, die Kühlkörper 15, 16 und die Kühlrippen 15a, 16a kühlt.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung stehen die Kühlrippen 15a, 16a in mindestens drei Richtungen ab (Fig. 2 bis 7). Im einzelnen hat der Kühlkörper 16 der Minusseite eine Vielzahl von Kühlrippen 16a, die von vier Flächen des Kühlkörpers 16 abstehen, d. h. von der Vorder- und Hinterfläche, die in Richtung der Achse der Kernwelle 2 (oder des Strömungsverlaufes der Luft) weisen, und von der Innen- und Außenfläche des Kühlkörpers 16, von der Seite der Kernwelle 2 aus gesehen (die dem Kühlkörper 15 gegenüberliegende Seitenfläche des Kühlkörpers 16 ist die Innenfläche des Kühlkörpers 16). Die Kühlrippen 16a sind im Abstand voneinander auf der Vorder- und Hinterfläche und auf der Innenfläche angeordnet. Auf der Außenfläche sind die Kühlrippen 16a aber in Bereichen außerhalb der Abschnitte angeordnet, in die die Diodenchips eingebettet sind (Fig. 6B). Die Anordnung einer Vielzahl von Kühlrippen 15a am Kühlkörper 15 der Plusseite ist im wesentlichen dieselbe wie die der Kühlrippen 16a am Kühlkörper 16, außer daß der Kühlkörper 15 keine Kühlrippe auf der Außenfläche hat, d. h. auf der Fläche, die dem Kühlkörper der Minusseite gegenüberliegt. Der Kühlkörper 16 hat somit Kühlrippen 16a auf seiner Vorder- und Hinterfläche und auf seiner Innenfläche. Einige der Kühlrippen 15a auf der Innenfläche des Kühlkörpers 15 sind jedoch abgeschnitten, so daß die Enden der Rippen, die der Abdeckung 8b gegenüberliegen, die an dem Bürstenhalter 8a starr befestigt ist und den Schleifring 9 umgibt, entlang einer gedachten Kurve angeordnet sind, die zu dem äußeren Rand der Abdeckung 8b konzentrisch ist und einen vorbestimmten Abstand hat, um einen Kontakt mit der Abdeckung 8b zu vermeiden (Fig. 2 und 3). Diejenigen Teile der Kühlrippen 15a auf der Vorderfläche oder stromaufseitigen Fläche des Kühlkörper 15 sind vorzugsweise mit einer Isolierschicht 19 überzogen, so daß die Isolierung der Kühlrippen 15a gegenüber dem Gehäuseteil 1a sichergestellt ist (Fig. 7).

Die Verwendung von sich weit erstreckenden Kühlrippen, die auf der Innenfläche des Kühlkörpers 15 der Plusseite und auf der Innen- und Außenfläche des Kühlkörpers 16 der Minusseite angeordnet sind, verbessert die Kühlungseigenschaften oder den Kühlungswirkungsgrad des Gleichrichters 10, da die sich weit erstreckenden Kühlrippen unmittelbar Kühlluft empfangen können und daher die Kühlung auf einem großen Oberflächenbereich stattfinden kann. Wenn sich der Motor des Kraftfahrzeugs mit geringer Drehzahl dreht, tritt nur ein schwacher Luftstrom auf oder es ist die Luftstrommenge klein. Besonders in dieser Situation bewirken die Kühlrippen 15a und 16a, die zu dem Lüfter 3a hin abstehen, eine wirksame Kühlung der Kühlkörper 15, 16. Dagegen bringt eine hohe Drehzahl des Motors einen starken Luftstrom mit sich, wobei hauptsächlich die sich weit erstreckenden Kühlrippen, die eine große Oberfläche haben, zu der Kühlung der Kühler beitragen. Daher kann die Kühlleistung des Gleichrichters 10 nach der vorgegebenen Luftstrommenge optimiert werden, die sich entsprechend der Drehzahl des Motors des Kraftfahrzeugs ändert.

Die oben beschriebene Konstruktion ist vorteilhaft, denn obwohl der Luftstrom zum Kühlkörper 16 von der Seitenplatte 11 teilweise behindert wird, kann die Verringerung des Kühlwirkungsgrades durch die durch die Kühlrippen 16a auf der äußeren Seitenfläche des Kühlkörpers 16 bewirkte Zunahme ausgeglichen werden, so daß ein hoher Kühlwirkungsgrad aufrechterhalten wird. Ferner hält die Isolierschicht 19, die auf dem Teil des Kühlkörpers 15 der Plusseite im Strömungsverlauf stromaufwärts vorgesehen ist, den dielektrischen Widerstand zwischen Kühlkörper 15 und dem Gehäuseteil 1a, welches die Minusseite ist, aufrecht oder verbessert ihn sogar. Selbst wenn sich Salz oder Staub auf oder zwischen dem Kühlkörper 16 und dem Gehäuseteil 1a ansammelt, können diese Teile daran gehindert werden, einander kurzzuschließen und galvanisch zu korrodieren, was zur Verbesserung der Zuverlässigkeit des Gleichrichters 10 beiträgt.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 8 bis 11 wird im folgenden ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Gleichrichters 10 nach der Erfindung beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht der Träger 14 aus den einstückig miteinander ausgeführten Teilen 14a, 14c und 14d, d. h. aus den zylindrischen Führungen 14a, in welche die Schrauben 13 lose oder beweglich eingeführt sind und die mit Stützabschnitten 14b einstückig ausgeführt sind, die jeweils Ausnehmungen haben, in welchen Bünde 13a der Schrauben 13 angeordnet oder eingepaßt sind, um den Isolierträger 14 abzustützen, und einem Paar Rahmenteile 14c und 14d, die zwischen den Stützabschnitten 14b gebildet sind, so daß sie dem Kühlkörper 15 bzw. 16 gegenüberliegen. Das Rahmenteil 14d, das dem Kühlkörper 16 der Minusseite gegenüberliegt, hat Anschlußleisten 20, 21, mit denen die Enden von Leitungsdrähten von den Diodenchips, die in die Kühlkörper 15, 16 eingebettet sind, verbunden sind.

Bei einer in Fig. 8A und Fig. 10A gezeigten Abwandlung werden drei Anschlußleisten 20 für die normalen Diodenchips und eine Anschlußleiste 21 für den Nullpunktsdiodenchip verwendet. Die Anschlußleiste 21 für die Nullpunktsdiode ist innen angeordnet, wobei sie zwischen den Anschlußleisten 20 liegt. Somit sind die Wärmeerzeugungs- oder -freisetzungsbereiche der Kühlkörper 15, 16 durch die Anschlußleiste 21 in je zwei Gebiete unterteilt. Da die Nullpunktsdioden einem kleinen Strom unterworfen sind und eine kleinere Wärmemenge erzeugen, gibt die Anschlußleiste 21 für die Nullpunktsdiode eine geringere Wärmemenge als die Anschlußleiste 20 für die normalen Dioden ab, und keine der normalen Anschlußleisten 20 ist direkt zwischen den anderen normalen Anschlußleisten angeordnet. Diese Konstruktion ermöglicht eine wirksame Kühlung der Kühlkörper. Außerdem ist das Rahmenteil 14c, das dem Kühlkörper 15 der Plusseite gegenüberliegt, kleiner als das Rahmenteil 14d, weil ihm ein Abschnitt fehlt, der dem Bereich gegenüberliegt, welcher von den Anschlußleisten 20 besetzt ist, um einen offenen Raum 14e zu bilden (Fig. 10A).

Vorzugsweise werden die Kühlrippen 15a, die von der Oberfläche des Kühlkörpers 15 abstehen, der dem offenen Raum 14e gegenüberliegt, durch längere Kühlrippen 15b ersetzt, so daß ihre Enden den offenen Raum 14e erreichen können und im wesentlichen bündig mit der oberen Oberfläche des Rahmenteils 14c sind, wie in Fig. 9 gezeigt ist. Die Verwendung von Kühlrippen 15b, die eine größere Oberfläche haben, verbessert den Kühlwirkungsgrad der Kühlkörper 15 noch mehr. Vorzugsweise werden Kühlkörper 15, 16 verwendet, die Kühlrippen haben, die in mindestens drei Richtungen abstehen, wie in den Fig. 2 bis 7 gezeigt ist, obwohl die Verteilung und die Anordnung der Kühlrippen 15a (15b) und 16a an den Kühlkörpern 15, 16 nicht auf diejenigen, die in den Fig. 2 bis 7 gezeigt sind, beschränkt sind.

Bei dem in den Fig. 8 bis 11 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Anordnung und die Verteilung der Kühlrippen im wesentlichen die gleichen wie diejenigen, die in den Fig. 2 bis 7 gezeigt sind, außer daß einige der Kühlrippen 15a verlängerte Abschnitte 15b haben, wie in den Fig. 9 und 11 gezeigt ist. In diesem Fall liegen diejenigen Kühlrippen 15a, die verlängerte Abschnitte 15b haben, dem Bereich des Kühlkörpers 15 gegenüber, in welchen zwei Dioden mit großem Strom, die eine große Wärmemenge erzeugen, eingebettet sind, wodurch der Kühlwirkungsgrad dieses Bereichs verbessert und eine gleichmäßige Kühlung erhalten wird.

Beispiel

Zwei Arten von Gleichrichtern nach der Erfindung, die Kühlrippen 15a mit verlängerten Abschnitten 15b (im folgenden einfach als "große Kühlrippen" bezeichnet) haben, d. h. einer wie in Fig. 10A gezeigt ist, bei dem die Anschlußleiste 21 für den Nullpunktsdiodenchip innen angeordnet ist, und ein anderer, bei dem die Anschlußleiste 21 auf der Außenseite ist (Fig. 10B), wurden in Betrieb mit einem Gleichrichter verglichen, der dieselbe Anordnung der Diodenchips wie oben hatte, aber keinen offenen Raum 14e noch Kühlrippen mit verlängerten Abschnitten 15b (im folgenden einfach als "kleine Kühlrippen" bezeichnet) hatte. Die erzielten Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen 1 und 2 dargestellt, in denen mit dem Buchstaben A ein Nullpunktsdiodenchip und mit den Buchstaben B, C und D normale Diodenchips bezeichnet sind.

Tabelle 1

Tabelle 2

Aus den in den Tabellen 1 und 2 gezeigten Ergebnissen ist ersichtlich, daß die Verwendung des offenen Raumes 14e und der Kühlrippen 15a mit verlängerten Abschnitten 15b den Kühlwirkungsgrad der Kühlkörper verbessert und eine gleichmäßigere Temperaturverteilung ergibt.

Aus den in den Tabellen 1 und 2 gezeigten Ergebnissen ist auch ersichtlich, daß die Anordnung des Nullpunktsdiodenchips auf der Innenseite die Kühleigenschaften der Kühlkörper stark verbessert und daß die Anordnung, bei welcher der Nullpunktsdiodenchip außerhalb angeordnet ist, in Verbindung mit der Verwendung von Kühlrippen mit verlängerten Abschnitten auch sehr wirkungsvoll ist, aber zu einem geringeren Maß.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, von dem der wesentliche Teil wie in Fig. 12 gezeigt ausgeführt ist, sind die Schrauben 13 lose oder bewegbar in den Isolierträger 14 eingeführt, der an seiner unteren Oberfläche jeweils Ausnehmungen hat, in welchen Bünde 13a der Schrauben 13, die einstückig mit ihnen ausgeführt sind, angeordnet oder eingepaßt sind, um den Isolierträger 14 in der Nähe seines einen Endes abzustützen. An der oberen Oberfläche des Isolierträgers 14 sind einstückig mit ihm ausgebildete, von ihm abstehende zylindrische Führungen 14a vorgesehen, in welche die Schrauben 13 eingeführt sind. Beide Enden des Kühlkörpers 15 der Plusseite sind mit den Führungen 14a in Eingriff, so daß die Enden des Kühlkörpers 15 an den Schrauben 13 in deren Mitte in isolierter Anordnung befestigt sind. Ein Isolator 17, der ein Loch hat, durch welches die Schraube 13 hindurchgeführt ist, und einen ringförmigen ausgesparten Abschnitt aufweist, an dem das obere Ende der vorstehenden zylindrischen Führung 14a anstößt, ist so angeordnet, daß die Unterseite des Isolators 17 an der Oberseite des Kühlkörpers 15 anliegt. Die Oberseite des Isolators 17 steht mit einem Ende des Kühlkörpers 16 der Minusseite in Kontakt, der fest an der Schraube 13, z. B. durch eine Preßpassung, über einen Kerbzahnabschnitt 13b, der in der Nähe des Spitzenabschnittes der Schraube 13 gebildet ist, angeordnet ist. Andere Teile können wie bei anderen Ausführungsbeispielen ausgebildet sein. Ein Anschlußstift 22 ist durch eine Preßpassung mit einem der Enden des Kühlkörpers 15 der Plusseite über einen Kerbzahnabschnitt (nicht dargestellt) befestigt, und eines der Enden einer Verbindungsleiste 23 ist durch eine Preßpassung an dem Kerbzahnabschnitt befestigt (Fig. 2). Wie in Fig. 12 gezeigt ist, hat ein Teil 24, in welches ein Kondensator zum Verhindern von Störungen eingebaut ist, Anschlußklemmen 24a, die von ihm abstehen und zwischen dem Träger 14 und dem Kühlkörper 15 der Plusseite und zwischen dem Isolator 17 und dem Kühlkörper 16 der Minusseite an einem Ende des Trägers 14 jeweils angeordnet sind. Die Kühlkörper 15, 16 sind durch die zylindrische Führung 14a und den Isolator 17 voneinander isoliert.

Der so aufgebaute Gleichrichter ist einerseits an der Seitenplatte 11 mit Muttern 25 an der unteren Seite der Schraube 13 und andererseits an dem Gehäuseteil 1a an der Spitzenseite der Schraube 13 mit Muttern 26 gut befestigt.

Bei dem Gleichrichter nach dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Kühlkörper 15 der Plusseite, der mit den Schrauben 13 an seinen beiden Enden in isolierter Anordnung in Eingriff steht, durch den Träger 14 und den Kühlkörper 16 der Minusseite eingeklemmt, der durch eine Preßpassung an den Schrauben 13 an seinen beiden Enden über den Kerbzahnabschnitt 13b gut befestigt ist. Diese Konstruktion ergibt eine starre Verbindung mit den Schrauben mit der Folge, daß der Kühlkörper 16 der Minusseite stabil an der Schraube 13 befestigt werden kann. Wenn somit der Gleichrichter 10 mit dem Gehäuseteil 1a zusammengebaut wird, kann die sonst auftretende Möglichkeit, daß der Kühlkörper 15 der Plusseite verbogen wird, so daß eine Restkraft auf den Kühlkörper 16 der Minusseite ausgeübt wird und somit die darin eingebetteten Diodenchips zerbrochen werden, wirksam vermieden werden, so daß ein Gleichrichter geschaffen wird, der eine verbesserte Zuverlässigkeit hat.

Ferner sind bei dem Gleichrichter nach diesem Ausführungsbeispiel der Kühlkörper 15 der Plusseite und die Verbindungsleiste 23 über den Anschlußstift 22 in einem Kerbzahnkontakt anstatt über die Schraube 13 miteinander verbunden, wobei die Verbindung zwischen dem Kühlkörper 15 und der Verbindungsleiste 23 sichergestellt ist. Jede der Schrauben 13 ist mit der Minusseite verbunden, die auf Masse gelegt ist, wobei es anders als in dem Fall, in dem der Kühlkörper 15 durch eine Preßpassung an den Schrauben 13 befestigt ist, nicht notwendig ist, eine Isolierung zwischen dem Gehäuseteil 1a und der Schraube 13 sicherzustellen, wenn der Gleichrichter an dem Gehäuseteil 1a befestigt wird, so daß die Konstruktion vereinfacht wird.

In den Fig. 13 und 14 ist ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Gleichrichters nach der Erfindung gezeigt, das im folgenden näher beschrieben wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht die Anschlußleiste 21 für den Nullpunktsdiodenchip aus zwei Plattenteilen 21a und 21b, die übereinander angeordnet sind. Der freiliegende Abschnitt der Anschlußleiste 21, die zwischen den Rahmenteilen 14a, 14b angeordnet ist, hat eine Ausnehmung 21c, die mit der Anschlußleiste von dem in den Kühlkörper 15 der Plusseite eingebetteten Diodenchip absteht, in Eingriff bringbar und verbindbar ist. Andererseits besteht der Abschnitt der Anschlußleiste 21, der von dem Rahmenteil 14b absteht, das dem Kühlkörper 16 der Minusseite gegenüberliegt, aus Plattenteilen 21a, 21b, die durch Biegen geformt sind, so daß sie nach oben und nach unten, d. h. zu der Seite des Kühlkörpers 16 der Minusseite und der Seite der Statorspule 7a hin, voneinander getrennt sind. Das obere Plattenteil 21a ist mit einer Ausnehmung 21e versehen, um den Eingriff und die Verbindung mit dem Anschlußteil des in den Kühlkörper 16 der Minusseite eingebetteten Diodenchips zuzulassen. Andererseits ist das untere Plattenteil 21b mit einer Ausnehmung 21f versehen, in welcher der Leitungsdraht 7b von der Statorspule 7a (oder die Statorspule 7a selbst) angeordnet ist. Vorzugsweise sind die Ausnehmungen 21e, 21f in Richtung der Längsausdehnung des Rahmenteiles 14b versetzt oder abgelenkt. Die Ausnehmung 21f, die zum Eingriff in dem unteren Plattenteil 21b geformt ist, hat im wesentlichen die Form eines relativ großen Dreiecks, welches den Eingriff der drei Leitungsdrähte 7b mit dem Plattenteil 21b erleichtert und die Leitungsdrähte 7b daran hindert, sich von der Ausnehmung 21f beim Verstemmen zu lösen. Das untere Plattenteil 21b erstreckt sich durch das Rahmenteil 14a, das dem Kühlkörper 15 der Plusseite gegenüberliegt, wie in den Fig. 14Y gezeigt ist.

Andererseits bestehen die anderen Anschlußleisten 20 aus zwei Plattenteilen, d. h. aus einem oberen 20a und einem unteren Plattenteil 20b, die durch Abbiegen einer Metallplatte in der Mitte gebildet worden sind. An einem der Endabschnitte einer Klemmenleiste 20, die zwischen den Rahmenteilen 14a, 14b angeordnet ist, ist eine Ausnehmung 20c zum Eingriff und zur Verbindung mit dem Anschlußteil 18a von dem in den Kühlkörper 15 der Plusseite eingebetteten Diodenchip vorgesehen. Andererseits besteht der Endabschnitt einer jeden Anschlußleiste 20, die von dem Rahmenteil 14b nach außen absteht, welches dem Kühlkörper 16 der Minusseite gegenüberliegt, wie bei der Anschlußleiste 21 aus zwei Plattenteilen 20a und 20b, die durch Abbiegen einer Metallplatte in der Mitte geformt worden sind, so daß sie nach oben und nach unten, d. h. zu der Seite des Kühlkörpers 16 der Minusseite und der Seite der Statorspule 7a hin, wie in Fig. 14X gezeigt ist, voneinander getrennt sind. Das obere Plattenteil 20a ist mit einer Ausnehmung 20e versehen, um den Eingriff und die Verbindung mit dem Anschlußteil 18a des in den Kühlkörper 16 der Minusseite eingebetteten Diodenchips zu gestatten. Andererseits ist das untere Plattenteil 20b mit einer Ausnehmung 20f ausgebildet, mit welcher der Leitungsdraht 7b von der Statorspule 7a (oder die Statorspule 7a selbst) zur Verbindung in Eingriff ist. Vorzugsweise sind die Ausnehmungen 20e und 20f in Richtung der Längsausdehnung des Rahmenteils 14b voneinander versetzt oder abgelenkt.

Bei der oben beschriebenen Konstruktion sind bei den Anschlußleisten 20, 21, die an dem Träger 14 befestigt sind, die jeweiligen oberen und unteren Plattenteile voneinander getrennt, mit denen der Leitungsdraht 7b von der Statorspule 7a bzw. das mit dem Diodenchip verbundene Anschlußteil 18a verbunden ist, so daß die bei der Bildung der Verbindungen aufgebrachte Wärme und die restliche Kraft von der Statorspule 7a wirksam daran gehindert werden können, die Diodenchips direkt zu beeinträchtigen. Bei der Bildung der Verbindungen werden die Anschlußteile 18a auf der Seite der Diodenchips mit den Ausnehmungen 20e, 21e, die in den oberen Plattenteilen 20a, 21a gebildet sind, in Eingriff gebracht, während die Leitungsdrähte 7b von der Statorspule 7a mit den Ausnehmungen 20f, 21f, die in den unteren Plattenteilen 20b, 21b gebildet sind, in Eingriff gebracht werden, und diese Ausnehmungen werden verstemmt, um sie vorübergehend zu befestigen, worauf die endgültige Verbindung wie z. B. durch Löten erfolgt. Da der Leitungsdraht 7b relativ dick ist, ist eine erhebliche Wärmemenge erforderlich, um ihn mit der Anschlußleiste zu verbinden. Die Trennung der Plattenteile nach oben und nach unten ermöglicht aber die Vermeidung eines direkten Einflusses der bei der Bildung der Verbindungen angewandten Wärme und der Restkraft, die von der Statorspule 7a auf die Diodenchips über die Anschlußteile 18a ausgeübt wird. Somit können die Diodenchips, die gegen Wärme und eine äußere Kraftbeanspruchung empfindlich sind, wirksam geschützt werden, wodurch der Gleichrichter 10 äußerst zuverlässig wird.

Da die Diodenchips empfindlich sind, muß große Sorgfalt aufgewendet werden, wenn sie an den Kühlkörpern 15, 16 befestigt werden. Zuerst können die Anschlußteile 18a der Diodenchips vorläufig mit den Plattenteilen 20a, 21a verbunden werden, um Baueinheiten zu bilden, wonach die Baueinheiten in den Generator 1 eingebaut werden, wie es auf diesem Gebiet der Technik üblich ist.

Ferner erleichtert die versetzte Anordnung der Ausnehmungen 20e, 20f, die in den oberen und unteren Plattenteilen 20a, 20b gebildet sind, oder der Ausnehmungen 21e, 21f, die in den oberen und unteren Plattenteilen 21a, 21b gebildet sind, in der Richtung der Längsausdehnung des Rahmenteiles 14b das Bilden der Verbindungen mit dem Leitungsdraht 6b oder dem Anschlußteil 18a. Die Anordnung ist auch insofern von Vorteil, als Störungen wie der unbeabsichtigte Kontakt eines Lötkolbens mit dem oberen Plattenteil 20a, 21a beim Verbinden des Leitungsdrahtes 7b mit der Anschlußleiste vermieden werden können.

Obwohl die Anschlußleisten 20 eine solche Form haben, daß eine einzelne Metallplatte in der Mitte abgebogen werden kann, um übereinanderliegende obere und untere Plattenteile zu bilden, gibt es keine Zunahme in der Zahl der verwendeten Teile.

Claims (16)

1. Wechselstromgenerator für Kraftfahrzeuge, mit

• - einem Paar einander gegenüberliegender Gehäuseteile,
• - einer zwischen den Gehäuseteilen drehbar gelagerten Kernwelle,
• - einem an der Kernwelle befestigten Rotorkern,
• - einer Rotorspule, die um den Rotorkern gewickelt ist, wodurch ein zwischen den Gehäuseteilen angeordneter Rotor gebildet ist, der um die Achse der Kernwelle drehbar ist,
• - einer den Rotor umgebenden Statoreinrichtung mit einer Statorspule zur Aufnahme des durch die Drehbewegung des Rotors induzierten Wechselstromes,
• - einer Gleichrichtereinrichtung zum Gleichrichten des in der Statorspule induzierten Wechselstroms, wobei die Gleichrichtereinrichtung an einem der Gehäuseteile zwischen dem Rotor und dem betreffenden Gehäuseteil befestigt ist,
• - und einem Kühllüfter am Rotorkern, der einen im wesentlichen längs der Achse der Kernwelle gerichteten Luftstrom erzeugt, um die Gleichrichtereinrichtung zu kühlen,
• - wobei die Gleichrichtereinrichtung ein Paar einander gegenüberliegende Kühlkörper für die Plus- und Minusseite aufweist, denen jeweils nebeneinander angeordnete Diodenchips vorzugsweise darin eingebettet zugeordnet sind,
• - wobei die Kühlkörper im wesentlichen in einer zur Achse der Kernwelle rechtwinkligen Ebene angeordnet, radial voneinander beabstandet und mit Kühlrippen versehen sind,

dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkörper (15, 16) einen Strömungsdurchgang bilden, wenigstens ein Teil des Luftstroms zwischen die Kühlkörper (15, 16) geführt ist und mindestens einige der Kühlrippen (15a, 16a) an mindestens einer der einander gegenüberliegenden Seiten der Kühlkörper (15, 16) angeordnet sind.

2. Wechselstromgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichtereinrichtung (10) ein Tragteil (14) aus elektrisch isolierendem Material aufweist, das axial zwischen dem Rotor und den Kühlkörpern (15, 16) angeordnet und bestückt ist mit Anschlußleisten (20, 21), durch welche die Statorspule (7a) mit den Diodenchips (18) elektrisch verbunden ist, wobei das Tragteil (14) ein Paar äußere und innere Rahmenteile (14d, 14c) aufweist, die sich im wesentlichen parallel zu den Kühlkörpern (15, 16) erstrecken, wobei das äußere Rahmenteil (14d) von der Kernwelle (2) weiter entfernt angeordnet ist als das innere Rahmenteil (14c), und wobei die Rahmenteile (14d, 14c) radial voneinander beabstandet sind und der durch den Abstand gebildete Zwischenraum direkt in Strömungsverbindung mit dem Strömungsdurchgang steht.

3. Wechselstromgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (16) der Minusseite von der Kernwelle (2) weiter entfernt angeordnet ist als der Kühlkörper (15) der Plusseite und die Kühlrippen (16a) des Minusseiten-Kühlkörpers (16) sich in den Strömungsdurchgang erstrecken, während die Kühlrippen (15a) des Plusseiten-Kühlkörpers (15) sich zur Kernwelle (2) hin erstrecken.

4. Wechselstromgenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleisten (21) am äußeren Rahmenteil (14d) des Tragteils (14) angebaut sind und jede der Anschlußleisten (21) einen inneren und äußeren Abschnitt aufweist, von denen der innere Abschnitt sich derart zum inneren Rahmenteil (14c) erstreckt, daß er im Zwischenraum zwischen den Rahmenteilen (14d, 14c) angeordnet ist und der äußere Abschnitt sich vom inneren Rahmenteil (14c) weg erstreckt, wobei die inneren Abschnitte der Anschlußleisten (21) elektrisch verbunden sind mit den Diodenchips (18) des Plusseiten-Kühlkörpers (15) durch einen ersten Satz Verbindungsleitungen (18a), derart, daß der erste Satz Verbindungsleitungen (18a) im Zwischenraum und im Strömungsdurchgang angeordnet ist, und wobei die äußeren Abschnitte der Anschlußleisten (21) elektrisch verbunden sind mit den Diodenchips (18) des Minusseiten-Kühlkörpers (16) durch einen zweiten Satz Verbindungsleitungen (18a).

5. Wechselstromgenerator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Kühlkörper (15, 16) äußere, innere, vordere und hintere Flächen aufweist, wobei die Kühlkörper (15, 16) an den betreffenden inneren, vorderen und hinteren Flächen Kühlrippen (15a, 16a) aufweisen.

6. Wechselstromgenerator nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die an der vorderen Fläche des Plusseiten-Kühlkörpers (16) angeordneten Kühlrippen (15a) Isolierschichten (19) in einem Bereich aufweisen, der dem Gehäuseteil (1a) gegenüberliegt, an welchem die Gleichrichtereinrichtung (10) befestigt ist.

7. Wechselstromgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichtereinrichtung (10) durch ein Paar Schrauben (13) an einem der Gehäuseteile (1a) befestigt ist, wobei jede Schraube (13) einen Bund (13a) und das Tragteil (14) weiter aufweist: ein Paar zylindrische Führungen, in denen die Schrauben (13) beweglich aufgenommen sind und die einstückig an einander gegenüberliegenden Enden des äußeren Rahmenteils (14b) angeformt sind, und einstückig mit den zylindrischen Führungen geformte Stützabschnitte, die jeweils Aussparungen haben, in welche die Bünde (13a) der Schrauben (13) eingepaßt sind, um das Tragteil (14) abzustützen.

8. Wechselstromgenerator nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Rahmenteil (14c) des Tragteils (14) ein gekürzter, einen offenen Raum (14e) bildender Rahmenholm ist.

9. Wechselstromgenerator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (16) der Minusseite weiter entfernt von der Kernwelle (2) angeordnet ist als der Kühlkörper (15) der Plusseite, wobei bei letzterem die Kühlrippen (15a) an dessen hinterer Fläche verlängerte Abschnitte (15b) haben, die in den offenen Raum (14e) des Tragteils (14) gerichtet sind, und wobei die verlängerten Abschnitte (15b) mit der hinteren Fläche des inneren Rahmenteils (14c) des Tragteils (14) im wesentlichen bündig sind, der dem Kühlkörper (15) der Plusseite bzw. dem Rotor gegenüberliegt.

10. Wechselstromgenerator nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Diodenchips jedes Kühlkörpers (15, 16) eine Nullpunktdiode ist, wobei die Diodenchips (18) an den Kühlkörpern (15, 16) derart angeordnet sind, daß die Nullpunktdiode zwischen den anderen Diodenchips angeordnet ist.

11. Wechselstromgenerator nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkörper (15, 16) ebenfalls durch das Paar Schrauben (13) befestigt sind, welche ihren Endbereich durchsetzen, wobei der Kühlkörper (15) der Plusseite zwischen dem Kühlkörper (16) der Minusseite und dem Tragteil (14) angeordnet ist, wobei zwischen den Kühlkörpern (15, 16) Isolatoren (17) angeordnet sind und wobei das Tragteil (14) hohlzylindrische Führungsbuchsen (14a) aufweist, die den Kühlkörper (15) der Plusseite jeweils in einem Loch durchfassen, und durch die sich die Schrauben (13) erstrecken.

12. Wechselstromgenerator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Kühlkörpers (16) der Minusseite und die Schrauben (13, 13′) in Kerbzahnkontakt miteinander sind.

13. Wechselstromgenerator nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine der, vorzugsweise für einen der Nullpunktdiodenchips vorgesehenen, Anschlußleisten (21) an ihrem einen Ende, das von dem Rahmenteil (14b) nach außen absteht, mit einem Paar Plattenteilen (21a, 21b) versehen ist, die übereinander im Abstand voneinander angeordnet sind und jeweils Aussparungen (21e, 21f) haben, von denen die eine zur Verbindung mit den Verbindungsleitungen (7b) von der Statorspule (7a) und die andere zur Verbindung mit den Verbindungsleitungen der Diodenchips des Minusseiten-Kühlkörpers (16) vorgesehen ist, wobei das andere Ende der Anschlußleiste (21), das zwischen den Rahmenteilen (14a, 14b) des Tragteils (14) angeordnet ist, mit einer Ausnehmung (21c) zur Verbindung mit den Verbindungsleitungen der Diodenchips (18) versehen ist, die dem Plusseiten-Kühlkörper (15) zugeordnet sind.

14. Wechselstromgenerator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenteile (21a, 21b) in der Richtung der Längserstreckung des Rahmenteils (14b) versetzt sind.

15. Wechselstromgenerator nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (21f), die in den Plattenteilen (21b) an dem von dem Rahmenteil (14b) des Tragteils (14) vorstehenden Ende vorgesehen ist, eine dreieckige Form hat.