DE4403996A1

DE4403996A1 - Gleichrichteranordnung für einen Drehstromgenerator

Info

Publication number: DE4403996A1
Application number: DE4403996A
Authority: DE
Inventors: Friedhelm Dipl Ing Meyer; Richard Dipl Phys Spitz; Herbert Dr Rer Nat Dr Goebel; Ulrich Dr Schaefer; Vesna Biallas; Anton Dipl Phys Dr Mindl; Martin Dipl Ing Frey; Holger Haussmann; Henning Stilke; Siegfried Dipl Phys Schuler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1994-02-09
Filing date: 1994-02-09
Publication date: 1995-08-10
Also published as: JPH07231632A; US5691892A; ITMI950225A0; FR2716047B1; ITMI950225A1; IT1275227B; FR2716047A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleichrichteranordnung für einen Drehstromgenerator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik

Gleichrichteranordnungen für Drehstromgeneratoren sind bekannt. Sind die Drehstromgeneratoren zu einer Bordnetzversorgung in Kraftfahrzeugen einge setzt, muß der in den Drehstromgeneratoren erzeugte dreiphasige Wechselstrom wegen der im Kraftfahrzeug erforderlichen Batterieladung gleichgerichtet wer den. Hierzu sind Halbleiterleistungsdioden vorge sehen, die in einer Drehstrom-Brückenschaltung zu sammengeschaltet sind. Dabei ist jeder Halbwelle jeder Phase eine Leistungsdioden zugeordnet, so daß bei einer Vollweggleichrichtung die Drehstrom- Brückenschaltung aus insgesamt sechs Leistungs dioden gebildet wird. Hierbei sind drei Plusdioden für die Plusseite und drei Minusdioden für die Minusseite geschaltet. Bekanntermaßen werden die Leistungsdioden als Einpreßdioden ausgebildet, die in entsprechende Ausnehmungen des Gleichstromgene rators, beispielsweise in einem Lagerschild, ein gepreßt werden. Ein Einpreßsockel der Einpreßdioden übernimmt dabei gleichzeitig eine dauerhafte ther mische und elektrische Verbindung der Leistungs dioden. Eine derartige aus sechs Einpreßdioden bestehende Drehstrom-Brückenschaltung ist nur mit sehr hohem Aufwand herstellbar.

Aus der DE-OS 23 53 373 ist eine Gleichrichter anordnung bekannt, bei der Leistungsdioden auf nebeneinander angeordneten Kühlrippen verteilt sind, wobei gleichpolige Leistungsdioden jeweils einer Kühlrippe zugeordnet sind. Durch die Anord nung von zwei nebeneinander liegenden Kühlrippen ist ein verhältnismäßig großer Platzbedarf für die Gleichrichteranordnung an bzw. in dem Drehstrom generator erforderlich.

Vorteile der Erfindung

Mit der erfindungsgemäßen Gleichrichteranordnung gemäß der im Anspruch 1 genannten Merkmale ist es demgegenüber möglich, die Gleichrichteranordnung einfach und kostengünstig herzustellen und den benötigten Einbauraum für die Gleichrichteranord nung an dem Drehstromgenerator zu minimieren.

Dadurch, daß die Leistungsdioden als Diodenchips ausgebildet sind und polaritätsorientiert elek trisch und/oder thermisch leitend zwischen zwei gegenüberliegenden Kühlkörpern angeordnet sind, kann eine kompakte, technisch einfache, gut über schaubare und kostengünstige Gleichrichteranordnung als separates Modul hergestellt werden. Die Anzahl der Leistungsdioden läßt sich in einfacher Weise von der Grundausstattung mit sechs Leistungsdioden für eine Vollweggleichrichtung problemlos auf eine höhere Anzahl von Leistungsdioden, einschließlich von Erregerdioden, erweitern. Durch die gegenüber liegend angeordneten Kühlkörper ist gleichzeitig ein sehr guter mechanischer Schutz der Leistungs dioden gegeben, so daß auch bei den unvermeidbaren Erschütterungen, die beim Betrieb eines Kraftfahr zeugs auftreten, die Gleichrichteranordnung eine hohe Zuverlässigkeit aufweist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungs beispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das elektrische Schaltbild einer Drehstrom-Brückenschaltung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine nicht endmontierte Gleichrichteranordnung;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Gleichrichteranordnung gemäß Fig. 2;

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer Gleichrichteranordnung in einer weiteren Variante;

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine nicht endmontierte Gleichrichteranordnung in einer weiteren Ausführungsvariante;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht auf eine Gleichrichteranordnung in einer weiteren Variante;

Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Kühlkörper einer Gleichrichteranordnung;

Fig. 8 einen Längsschnitt entlang der Linie A-B aus Fig. 7;

Fig. 9 einen Längsschnitt entlang der Linie C-D aus Fig. 7;

Fig. 10 einen Schnitt einer Gleichrichteranordnung in nicht endmontiertem Zustand in einer weiteren Ausführungsvariante und

Fig. 11 die Gleichrichteranordnung gemäß Fig. 10 in endmontiertem Zustand.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In der Fig. 1 ist das elektrische Schaltbild einer Gleichrichteranordnung für einen Drehstromgenerator gezeigt. Die Phasen U, V, W des Drehstromgenerators sind mit einer Drehstrom-Brückenschaltung 10 ver bunden, wobei jeder Phase eine Plusdiode 12 und eine Minusdiode 14 zugeschaltet sind. Die Anoden der Minusdioden 14 sind mit einer Anschlußklemme 16 und die Katoden der Plusdioden 12 mit einer An schlußklemme 18 verbunden. Die Anschlußklemmen 16 und 18 sind entweder über hier nicht dargestellte Schalter mit einem elektrischen Verbraucher und mit einer ebenfalls nicht dargestellten Kraftfahrzeug batterie verbunden. Weiterhin ist jede Phase U, V, W mit einer Erregerdiode 20 verbunden, deren zusam mengeschaltete Katoden zu einer nicht dargestellten Erregerwicklung des Drehstromgenerators führen. Jede der Plusdioden 12 und Minusdioden 14 läßt eine Halbwelle des einphasigen Wechselstroms durch, mit dessen Phase sie verbunden sind. Die Plusdioden 12 lassen die positiven Halbwellen und die Minusdioden 14 die negativen Halbwellen durch. Im Ergebnis entsteht aus dem dreiphasigen Wechselstrom des Drehstromgenerators ein resultierender leichtwel liger Gleichstrom. Während des Generatorbetriebes entsteht dabei in den Dioden 12 und 14 eine Verlustwärme, die auf geeignete Weise abgeführt werden muß.

In der Fig. 2 ist schematisch eine Gleichrichte ranordnung in unmontiertem Zustand gezeigt. Die Gleichrichteranordnung weist ein erstes Kühlblech 22 und ein zweites Kühlblech 24 auf. Die Kühlbleche 22 und 24 sind bereichsweise mit einer Isolations schicht 26 versehen. Auf den Isolationsschichten 26 sind lötfähige Leiterbahnen 28 aufgebracht. Jede der Leiterbahnen 28 ist mit einem Diodenchip 30 versehen. Jede der Leiterbahnen 28 weist weiterhin eine Anschlußklemme 32 auf. Das Kühlblech 22 besitzt eine Anschlußklemme 34 und das Kühlblech 24 eine Anschlußklemme 36. Die Kühlbleche 22 und 24 besitzen weiterhin Durchgangsöffnungen 38.

Im folgenden soll die Herstellung und die Funktion der in Fig. 2 gezeigten Gleichrichteranordnung nä her erläutert werden. Die Kühlbleche 22 und 24 kön nen beispielsweise aus vernickeltem Aluminium, Kupfer oder aus vernickeltem Kupfer bestehen. Die Wahl des Materials der Kühlbleche 22 und 24 richtet sich nach der später noch zu erläuternden Verbindungs- bzw. Löttechnik. Die bereichsweisen Isolierschichten 26 können durch eine örtliche galvanische Eloxierung der Kühlbleche 22 und 24 erzeugt werden. Es kann jedoch auch ein Auftragen von Aluminiumoxid Al₂O₃, beispielsweise durch ther misches Spritzen, wie Flammspritzen, Plasmaspritzen oder ähnlichem erfolgen. Die Isolierschicht 26 kann eventuell auch als Keramikplättchen ausgebildet sein, das an den vorherbestimmten Stellen auf den Kühlblechen 22 und 24 aufgeschweißt oder aufgelötet wird. Auf die Isolierschicht 26 wird dann die Leiterbahn 28, beispielsweise ebenfalls durch ther misches Aufspritzen, aufgebracht. Die die Leiter bahn 28 ergebende Metallschicht kann in einer anderen Variante auch durch Aufsputtern oder Auf dampfen auf die Isolierschicht 26 aufgebracht werden. Die Metallschicht der Leiterbahn 28 muß dabei einen ausreichenden Querschnitt, über den der spätere Generatorstrom fließen kann, aufweisen. Die Leiterbahnen 28 weisen wenigstens in dem Bereich, in dem die Diodenchips 30 aufgebracht werden, eine lötfähige Oberfläche auf.

Über die Durchgangsöffnungen 38 werden die Kühl bleche 22 oder 24 auf entsprechende Werkstückträger positioniert. Die Werkstückträger können dabei Führungsstifte aufweisen, die die Durchgangsöff nungen 38 durchgreifen. Auf die für die Diodenchips 30 vorgesehenen Positionen auf den Leiterbahnen 28 und auf den Zwischenpositionen, zum Beispiel auf dem Kühlblech 22, werden Lotronden aufgebracht. Auf die Lotronden wird jeweils ein Diodenchip 30 auf gelegt, so daß in diesem Beispiel auf dem Kühlblech 22 insgesamt sechs Diodenchips 30 mit gleicher Orientierung, das heißt mit in gleicher Richtung weisendem pn-Übergang, liegen. Die Diodenchips 30 können dabei in einfacher Weise von einem Dioden wafer entnommen werden, der die Diodenchips 30 bereits vereinzelt enthält. Auf die Diodenchips 30 wird eine weitere Lotronde aufgebracht.

Nunmehr wird das Kühlblech 24 auf dem Kühlblech 22 derart positioniert, daß die mit den Leiterbahnen 28 versehenen Seiten zueinander gewandt sind. Für die genaue Positionierung können die durch die Durchgangsöffnungen 38 geführten Stifte des Werk stückträgers dienen.

Das geschaffene Modul aus den Kühlblechen 22 und 24 ist nur durch das Eigengewicht des oberen Kühl blechs 24 belastet. Somit ist ein relativ geringer Auflagedruck für die Diodenchips 30 für den Löt prozeß gegeben. Im Anschluß erfolgt ein Verlöten des Moduls, beispielsweise in einem Vakuum- Schutzgaslötofen. Das verlötete Modul kann nunmehr von dem Werkstückträger entnommen werden und durch die dann freiwerdenden Durchgangsöffnungen 38 mit tels isolierten Schrauben, beispielsweise aus Kunststoff, verschraubt werden. Die Verschraubung der Kühlbleche 22 und 24 muß dabei so synchron er folgen, daß auf jeden Diodenchip 30 eine für den späteren Anwendungsbetrieb ausreichend große Kraft ausgeübt wird. Dies kann durch eine Drehmoment- Vorgabe beim Verschrauben eingestellt werden. Die ausgeübte Kraft auf die Diodenchips 30 kann bei spielsweise Werte von größer 3 N annehmen. In einem letzten Arbeitsschritt werden die Diodenchips 30 passiviert, und/oder der sich ergebende Zwischen raum zwischen den Kühlblechen 22 und 24 wird mit einem isolierenden Material vergossen. Das fertige Modul wird nun elektrisch eingemessen, das heißt, für jeden Diodenchip 30 wird der Wärmewiderstand, der Sperrstrom, die Flußspannung und die Durch bruchsspannung bei hohen Strömen ermittelt.

Das anhand der Fig. 2 erläuterte Modul, das heißt die Gleichrichteranordnung, bildet bis auf die Erregerdioden die in Fig. 1 gezeigte Drehstrom- Brückenschaltung 10. Der Anschluß der Phasen U, V, W des Drehstromgenerators erfolgt über die An schlußklemmen 32, wobei jede der Phasen immer mit zwei entgegengesetzt orientierten Diodenchips 30, vorteilhafterweise mit zwei benachbart angeordneten Diodenchips 30, verbunden wird. Die Anschlußklemme 34 des Kühlblechs 22 bildet dann die Anschlußklemme 18 und die Anschlußklemme 36 des Kühlblechs 24 die Anschlußklemme 16 aus Fig. 1.

Durch die in Fig. 2 gezeigte Anordnung kann in einfacher Weise ein kompakter Gleichrichter reali siert werden, der wenig Platz beansprucht und daher für den Einbau in Drehstromgeneratoren in Kraft fahrzeugen sehr gut geeignet ist. Die Anordnung der Fig. 2 soll lediglich das Aufbau- und Montage prinzip eines solchen Gleichrichters verdeutlichen. Zur Anpassung an Drehstromgeneratoren können die Kühlbleche 22 und 24 auch eine bogenförmige Gestalt aufweisen. Weiterhin ist die Integration der in Fig. 1 gezeigten Erregerdioden 20 in das Gleich richtermodul möglich.

Die Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht der in Fig. 2 erläuterten Gleichrichteranordnung in montiertem Zustand. Das Kühlblech 22 und das Kühlblech 24 sind über Schraubverbindungen 42, die durch die Durch gangsöffnungen 38 greifen, miteinander verbunden. Die Durchgangsöffnungen 38 sind dabei so zueinander versetzt, daß die Diodenchips 30, von der Seite betrachtet, zwischen den Schraubverbindungen 42 liegen. Hierdurch ist eine gleichmäßige Kraft verteilung auf die Diodenchips 30 möglich. Weiter wird deutlich, daß die Kühlbleche 22 und 24 zu einander versetzt sind. Hierdurch wird erreicht, daß die Leiterbahnen 28 mit ihren Anschlußklemmen 32 von außen gut zugänglich sind, so daß ein Anschließen der Generatorphasen U, V, W problemlos möglich ist. Durch die asymmetrische Anordnung der Kühlbleche 22 und 24 wird weiterhin erreicht, daß beide Kühlbleche mit einem Kühl-Luftstrom eines Lüfterrades direkt beaufschlagt werden können. Somit ist eine gleichmäßige und effektive Kühlung beider Kühlbleche 22 und 24 gegeben. Die Befesti gung der in Fig. 2 und 3 gezeigten Gleichrichter anordnung an einem Drehstromgenerator kann in ein facher Weise über eine Schraubverbindung an einem Lagerschild des Drehstromgenerators erfolgen.

In der Fig. 4 ist eine weitere Variante der Ausgestaltung der Kühlbleche 22 und 24 gezeigt. Die Anordnung ist hier zur Verdeutlichung des Prinzips nur ausschnittsweise dargestellt. Das Aufbringen und die Anordnung der Diodenchips 30 wird analog der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Variante durchgeführt. Die Kühlbleche weisen im Schnitt eine profilierte Gestalt auf. Die Profilierung ist so ausgebildet, daß die Kühlbleche 22 und 24 ebene Bereiche 44 aufweisen, die zueinander annähernd parallel verlaufen und über Schenkel 45 miteinander verbunden sind. Die Bereiche 44 sind auf einer unterschiedlichen Höhenlinie angeordnet, so daß sich eine wellenartige Struktur der Kühlbleche 22 und 24 ergibt. Bei der Montage, das heißt bei ne beneinanderliegend angeordneten Kühlblechen 22 und 24, wie in Fig. 2 gezeigt, werden die höherliegen den Bereiche 44 mit den Isolierschichten 26, den Leiterbahnen 28 und den Diodenchips 30 bestückt. Die dort tieferliegenden Bereiche 44 weisen die Durchgangsöffnungen 38 auf. Nach der Montage der Kühlbleche 22 und 24 kommen die höherliegenden Bereiche 44 aufeinander zu liegen, so daß die sich hier befindenden Diodenchips 30 den gewünschten elektrischen Kontakt mit den Kühlblechen 22 oder 24 aufweisen. Durch die Durchgangsöffnungen 38 in den durch die gewellte Struktur der Kühlbleche 22 und 24 nun auseinanderliegenden Bereichen 44 werden die isolierten Schraubverbindungen 42 geführt. Bei ei ner kontrollierten Verschraubung, beispielsweise durch eine Drehmoment-Vorgabe für die Schraubver bindungen 42, wird über die die Bereiche 44 verbindenden Schenkel 45 eine Federkraft auf die die Diodenchips 30 aufnehmenden Bereiche 44 aus geübt. Hierdurch kann ein zuverlässiger Druckkon takt auf die Diodenchips 30 realisiert werden, der selbst bei den unvermeidbaren Erschütterungen in einem Kraftfahrzeug eine ausreichend große Druck kraft auf die Diodenchips 30 jederzeit sicher stellt.

Die Fig. 5 zeigt eine Gleichrichteranordnung, die der in der Fig. 2 gezeigten Anordnung ähnelt. Von der Funktion her gleiche Teile wie in der Fig. 2 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, obwohl sie hier eine andere Ausgestaltung aufweisen. Das hier oben dargestellte Kühlblech 22 weist örtliche Bereiche auf, die mit einer Isolierschicht 26 ver sehen sind. Auf die Isolierschichten 26 sind die Leiterbahnen 28 aufgebracht, die einerseits einen Kontaktbereich 46 und andererseits die Diodenchips 30 aufweisen. Weiterhin sind auf dem Kühlblech 22 Diodenchips 30 direkt, das heißt elektrisch lei tend, angeordnet. Das Kühlblech 24 besitzt eben falls Bereiche, in denen eine Isolierschicht 26 aufgebracht ist. Die Isolierschichten 26 tragen auch hier Leiterbahnen 28, die einen Kontaktbereich 50 und einen nach außerhalb des Kühlblechs 24 ge führten Kontaktbereich 52 aufweisen. An den Kon taktbereichen 52 sind Anschlußklemmen 54 vorge sehen. Weiterhin sind auf dem Kühlblech 24 einzelne von den Leiterbahnen 28 isolierte Kontaktbereiche 56 angeordnet. Die Kontaktbereiche 56 sind mit dem Kühlblech 24 elektrisch leitend verbunden. Das Kühlblech 22 besitzt die Anschlußklemme 18 und das Kühlblech 24 die Anschlußklemme 16 (vergleiche Fig. 1).

Das Aufbringen der Isolierschichten 26 der Leiter bahn 28 kann in der bereits zu Fig. 2 erläuterten Weise geschehen. Die Diodenchips 30 werden alle gleichorientiert über Lotronden auf die auf dem Kühlblech 22 bezeichneten Positionen aufgebracht. Im Gegensatz zur Fig. 2 erfolgt hier das Verlöten der Diodenchips 30 bereits vor Endmontage der bei den Kühlbleche 22 und 24. Hierdurch kann vorteil haft nach dem Verlöten der Diodenchips 30 in einfacher Weise ein Plasmareinigen der Diodenchips 30 vor dem Aufbringen des Kühlblechs 24 durch geführt werden. Im Anschluß wird das Kühlblech 24 derart auf das Kühlblech 22 geschraubt, daß die Kontaktbereiche 50 auf den Diodenchips 30 zu liegen kommen, die mit dem Kühlblech 22 elektrisch leitend verbunden sind. Die Kontaktbereiche 56 kommen auf den Diodenchips 30 zu liegen, die über eine Isolierschicht 26 auf dem Kühlblech 22 angebracht sind. Weiterhin kommen die Kontaktbereiche 52 direkt auf den Kontaktbereichen 56 zu liegen. Über hier nicht dargestellte isolierte Schraubverbin dungen werden die Kühlbleche 22 und 24 kontrolliert zusammengeschraubt, so daß sich eine bestimmte, ausreichend große Kraft ergibt, mit der die Diodenchips 30 kontaktiert werden. Insgesamt ist so eine einfache kompakte Gleichrichteranordnung ge schaffen, die trotz gleichorientierten Aufbringens der Diodenchips 30 auf das Kühlblech 22 nach der Endmontage drei Plusdioden 12 und drei Minusdioden 14 (vergleiche Fig. 1) aufweist. Über die heraus geführten Kontaktbereiche 52 ist ein einfaches Anschließen der Generatorphasen U, V und W möglich. Hier bietet sich der Vorteil, daß mit einem einzi gen Anschluß für die Generatorphasen gleichzeitig die elektrische Verbindung zu den Plusdioden und Minusdioden hergestellt wird. Über den Kontakt bereichen 52 und 46 sind die auf dem Kühlblech 22 isoliert angebrachten Diodenchips 30 elektrisch angeschlossen, während die auf dem Kühlblech 22 nicht isoliert angeordneten Diodenchips 30 über den Kontaktbereich 50 elektrisch angeschlossen sind. Die Kühlbleche 22 und 24 können die hier angedeute ten Anschlußklemmen 18 und 16 in einfacher Weise aufweisen, beispielsweise mittels einer Bohrung, die mit der Kraftfahrzeugbatterie bzw. den Ver brauchern verbindbar sind.

In der Fig. 6 ist ausschnittsweise eine Anordnung gezeigt, die nach dem gleichen Prinzip, wie in der Fig. 5 erläutert, aufgebaut ist, in die jedoch zu sätzlich die in Fig. 1 mit 20 bezeichneten Er regerdioden integriert sind. Funktionell gleiche Teile wie in den Fig. 2 und 5 sind wieder mit gleichen Bezugszeichen versehen, obwohl hier ein etwas anderer Aufbau vorliegt. Die Kühlbleche 22 und 24 werden in Pfeilrichtung aufeinander ver schraubt, sind hier jedoch zur besseren Verdeut lichung noch etwas beabstandet dargestellt. Die auf dem Kühlblech 22 vorgesehenen Isolierschichten 26 und Leiterbahnen 28 sind hier verlängert, so daß sich ein zusätzlicher Kontaktbereich 60 ergibt. Dem Kontaktbereich 60 gegenüberliegend auf dem Kühl blech 24 ist eine weitere Isolierschicht 26 vorge sehen, die eine nach außen geführte Leiterbahn 28 mit einem Kontaktbereich 62 aufweist. Der Kontakt bereich 62 weist eine Anschlußklemme 64 auf. Auf dem Kontaktbereich 60 ist ein weiterer Diodenchip 20 vorgesehen, der in endmontiertem Zustand der Kühlbleche 22 und 24 mit dem Kontaktbereich 62 verbunden ist. Insgesamt wird hier erreicht, daß über eine Anschlußklemme 54 jeweils eine Generator phase U, V, W angeschlossen werden kann und gleich zeitig die der Phase zugeordneten Plusdioden 12, Minusdioden 14 und Erregerdioden 20 (vergleiche Fig. 1) angeschlossen sind. An den isoliert her ausgeführten Kontaktbereich 62 kann über die An schlußklemme 64 eine Erregerwicklung des Drehstrom generators angeschlossen werden.

In den Fig. 7 bis 9 ist eine konkrete Aus gestaltung des in den Fig. 1 bis 6 erläuterten Prinzips dargestellt. Fig. 7 zeigt die Draufsicht auf einen Kühlkörper 70 (Kühlblech 22). Der Kühl körper weist eine bogenförmige Gestalt auf und ist der Geometrie eines Drehstromgenerators angepaßt. Der Kühlkörper 70 besitzt radial verlaufende Aus nehmungen 72, in denen Stromschienen 74 angeordnet sind. Die Stromschienen 74 sind radial nach innen aus dem Kühlkörper 70 herausgeführt und tragen auf ihrem innerhalb des Kühlkörpers 70 liegenden Be reich die Diodenchips 30. Die Stromschienen 74 sind dabei in den Ausnehmungen 72, wie Fig. 8 verdeut licht, mittels einer Vergußmasse 76 eingeklebt. Die Vergußmasse 76 übernimmt neben der mechanischen Fixierung der Stromschienen 74 die Isolation der Stromschienen 74 gegenüber dem Kühlkörper 70. Der Kühlkörper 70 besitzt weiterhin Durchgangsöffnungen 76 sowie 77. Auf dem Kühlkörper 70 sind die Kontaktbereiche, die mit den Diodenchips des zweiten, hier nicht dargestellten Kühlkörpers elek trisch leitend verbunden sind, mit 78 angedeutet.

Die Diodenchips 30 werden wieder mittels Lotronden auf die Stromschienen 74 aufgelötet. Im Anschluß wird der das Gegenstück zu dem Kühlkörper 70 bil dende Kühlkörper 80 (Kühlblech 24) mit dem Kühlkörper 70 verschraubt. Dabei können durch die Durchgangsöffnungen 77 isolierende Schraubverbin dungen hergestellt werden. Die in der Fig. 7 dargestellten Diodenchips 30 kontaktieren direkt mit dem aufgebrachten Kühlkörper, während die in analoger Weise in dem aufgebrachten Kühlkörper über Stromschienen angeordneten Diodenchips 30 auf den hier mit 78 bezeichneten Kontaktstellen des Kühl körpers 70 zu liegen kommen. Insgesamt ist also eine Anordnung geschaffen, die zwischen zwei Kühl körpern angeordnete Diodenchips 30 aufweist, die jeweils abwechselnd mit dem Kühlkörper 70 bzw. dem aufgebrachten Kühlkörper 80 direkt kontaktiert sind. Somit kann jeder der Kühlkörper mit einer Anschlußklemme 18 bzw. 16 versehen werden, die zu der Kraftfahrzeugbatterie bzw. zu den Verbrauchern führen. Die Phasen des Drehstromgenerators werden an die Stromschienen 74 angeschlossen.

In der Fig. 9 ist ein Verbund aus dem Kühlkörper 70 und dem zweiten Kühlkörper 80 gezeigt. Anhand dieser Ansicht wird deutlich, daß der Kühlkörper 70 im Bereich der Durchgangsöffnungen 76 eine Ver tiefung 82 aufweist, in die ein Kragen 84 des Kühlkörpers 80 paßgenau eingreift. Der Kühlkörper 80 besitzt eine mit der Durchgangsöffnung 76 fluch tende Durchgangsöffnung 86. Durch den in die Ver tiefung 82 eingreifenden Kragen 84 kann bereits vor Verschrauben der beiden Kühlkörper 70 und 80 eine Selbstjustierung der Kühlkörper 70 und 80 durch geführt werden, so daß die Diodenchips 30 genau auf ihren vorherbestimmten Positionen zu liegen kommen. Die Einhaltung der Positionen der Diodenchips 30 ist wichtig, damit ein Diodenchip 30 jeweils nur mit einem Kühlkörper 70 bzw. 80 in elektrischen Kontakt kommt. Vor Zusammenfügen der Kühlkörper 70 und 80 wird zwischen diesen eine Vergußmasse 88 eingebracht, so daß die Kühlkörper 70 und 80 gegen einander isoliert sind. Die Stärke der Vergußmasse 88 ist dabei variabel und kann den Gegebenheiten angepaßt werden.

Die Fig. 10 und 11 zeigen eine weitere Aus führungsvariante einer Gleichrichteranordnung. Fig. 10 zeigt einen unmontierten und Fig. 11 einen endmontierten Zustand. Ein erster Kühlkörper 90 (Kühlblech 22) besitzt eine Vertiefung 92. Auf einem neben der Vertiefung 92 liegenden Ober flächenbereich des Kühlkörpers 90 ist ein Dioden chip 30 angeordnet. Der Diodenchip wird einerseits über eine Lotronde 94 mit dem Kühlkörper 90 und einer Lotronde 96 mit einer Stromschiene 98 ver lötet. Während der Verlötung sind in der Fig. 10 nicht sichtbare Abstandshalter zwischen der Strom schiene 98 und dem Kühlkörper 90 angeordnet, die eine Druckentlastung für den Diodenchips 30 ge währleisten. Die Anordnung gemäß der Fig. 10 ist in einem Schnitt dargestellt, der der Ansicht ent lang der Linie A-B aus Fig. 7 entspricht. Die Ansicht beschränkt sich jedoch nicht auf die Darstellung des Bereiches eines Diodenchips 30. Ein zweiter Kühlkörper 100 (Kühlblech 24) ist spiegel bildlich zu dem Kühlkörper 100 aufgebaut. Er be sitzt ebenfalls eine Ausnehmung 102 und einen auf dem Kühlkörper 100 über Lotronden 104, 106 aufgelö teten Verbund aus einem Diodenchip 30 und einer Stromschiene 108. Gemäß der in Fig. 11 gezeigten Gesamtdarstellung wird deutlich, daß der auf dem Kühlkörper 90 angeordnete Verbund aus der Strom schiene 98 und dem Diodenchip 30 in die Ausnehmung 102 des Kühlkörpers 100 eingreift. Der auf dem Kühlkörper 90 angeordnete Verbund aus der Strom schiene 108 und dem Diodenchip 30 greift in die Ausnehmung 92 des Kühlkörpers 90 ein. Ein verbleibender Zwischenraum zwischen den Kühlkörpern 90 und 100 wird mit einer Vergußmasse 110, bei spielsweise einem Kleber, ausgefüllt. Die Verguß masse 110 besitzt eine solche Eigenschaft, die eine elektrische Isolation der Stromschienen 98 und 108 von dem Kühlkörper 90 und 100 und zwischen den Kühlkörpern 90 und 100 gewährleistet.

Dadurch, daß in endmontiertem Zustand die Strom schienen 98, 108 und Diodenchips 30 durch Ein bringen in die Vertiefungen 92 und 102 großflächig von den Kühlkörpern 90 bzw. 100 umschlossen werden, ergibt sich neben der robusten, für mechanische Beanspruchungen unempfindlichen Anordnung der Vor teil einer sehr günstigen Wärmeabführung über die Kühlkörper 90 und 100. Die Kühlkörper 90 und 100 werden analog den bereits beschriebenen Beispielen miteinander verschraubt. Der elektrische Kontakt zwischen den Diodenchips 30 und dem Kühlkörper 90 bzw. 100 und den Stromschienen 98 bzw. 108 erfolgt hier durch Verlöten. Die Stromschienen 98 und 108 sind wieder aus den Kühlkörpern 90 bzw. 100, wie in Fig. 7 gezeigt, radial herausgeführt und besitzen geeignete Anschlußklemmen zum Verbinden mit einer der Generatorphasen U, V, W. Insgesamt besitzt die Gleichrichteranordnung wenigstens drei der aus schnittsweise in den Fig. 10 und 11 gezeigten Anordnungen der Diodenchips 30, nämlich für jede Generatorphase U, V, W eine Anordnung. Eine Erwei terung der Gleichrichteranordnung auf mehrere Di odenchips, beispielsweise für Zusatzdioden und/oder für Erregerdioden, ist jederzeit möglich.

Mit den in den Fig. 1 bis 11 dargestellten Aus führungsvarianten, wird auf engstem Raum die Aus bildung einer Drehstrom-Brückenschaltung zur Gleichrichtung eines dreiphasigen Wechselstroms ei nes Drehstromgenerators ermöglicht. Trotz dieser kompakten Bauweise wird eine sehr gute elektrische Kontaktierung der Diodenchips durch flächige Kon takte erreicht. Weiterhin ist durch die Anordnung der gegenüberliegenden Kühlbleche 22 und 24 für eine ausreichend hohe Wärmeableitung gesorgt und eine Potentialtrennung zwischen den Kühlblechen 22 und 24 gewährleistet.

Claims

1. Gleichrichteranordnung für einen Drehstromgene rator, mit wenigstens einer jeder Halbwelle jeder Phase zugeordneten Leistungsdiode und einer Kühlan ordnung für die Leistungsdioden, dadurch gekenn zeichnet, daß die Leistungsdioden als Diodenchips (30) ausgebildet sind und polaritätsorientiert elektrisch und/oder thermisch leitend zwischen zwei gegenüberliegenden Kühlblechen (22, 24) angeordnet sind.

2. Gleichrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gleichartig orientierte Dioden chips (30) auf einem der Kühlbleche (22, 24) direkt und gegenüber dem anderen Kühlblech (22, 24) elektrisch isoliert angeordnet sind.

3. Gleichrichteranordnung nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß gleichartig mit ihrem pn-Übergang orientierte Diodenchips (30) mit einer Seite direkt auf einem der Kühlbleche (22, 24) und mit der anderen Seite über eine isoliert aufgebrachte Leiterbahn (28) auf dem anderen Kühlblech (22, 24) angeordnet sind.

4. Gleichrichteranordnung nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (28) jeweils mit einer Phase (U, V, W) des Drehstromgenerators in Verbindung bringbar sind.

5. Gleichrichteranordnung nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kühlblech (22, 24) eine gemeinsame Potentialan schlußklemme (34 bzw. 18, 36 bzw. 16) besitzt.

6. Gleichrichteranordnung nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlbleche (22, 24) über eine isolierte Schraubver bindung (42) miteinander verbunden sind.

7. Gleichrichteranordnung nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlbleche (22, 24) zueinander versetzt angeordnet sind.

8. Gleichrichteranordnung nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlbleche (22, 24) Bereiche (44) aufweisen, die auf einem unterschiedlichen Höhenniveau liegen.

9. Gleichrichteranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen sich direkt gegenüber liegenden Bereichen (44) die Diodenchips (30) und den sich beabstandet gegenüberliegenden Bereichen (44) die Schraubverbindungen (42) angeordnet sind.

10. Gleichrichteranordnung nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Diodenchips (30) auf den Kühlblechen (22, 24) und/oder Leiterbahnen (28) über eine Lötverbindung aufgebracht sind.

11. Gleichrichteranordnung nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Diodenchips (30) mit den Kühlblechen (22, 24) und/oder Leiterbahnen (28) über eine von den Schraubverbindungen (42) ausgehende Kraftwirkung in Kontakt gebracht sind.

12. Gleichrichteranordnung nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlbleche (22, 24) Ausnehmungen (72) aufweisen, in denen Stromschienen (74, Leiterbahnen 28) und die Diodenchips (30) angeordnet sind.

13. Gleichrichteranordnung nach Anspruch 12, da durch gekennzeichnet, daß die Diodenchips (30) über die Oberfläche der Kühlbleche (22, 24) hinausragen.

14. Gleichrichteranordnung nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlbleche (22, 24) Vertiefungen (92, 102) auf weisen, in die die Stromschienen (98, 108) und Diodenchips (30) des gegenüberliegenden Kühlblechs (22, 24) eingreifen.

15. Gleichrichteranordnung nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kühlblechen (22, 24) eine Vergußmasse (88, 110) eingebracht ist.