DE69606116T2

DE69606116T2 - Wechselstromgenerator mit Anpassstücke für Gleichrichterdioden, insbesondere für Kraftwagengeneratoren, und Anpassstücke für diesen Drehstromgenerator

Info

Publication number: DE69606116T2
Application number: DE69606116T
Authority: DE
Inventors: Jean Gautier
Original assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Current assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Priority date: 1995-08-02
Filing date: 1996-08-02
Publication date: 2000-06-15
Anticipated expiration: 2016-08-03
Also published as: CN1146089A; US5982062A; BR9603256A; FR2737618B1; MY132157A; JP3771637B2; EP0757423B1; ES2143733T3; DE69606116D1; CN1066865C; FR2737618A1; JPH09107666A; EP0757423A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Wechselstromgeneratoren und insbesondere eine Verbesserung der Montage einer Gleichrichterbrücke am hinteren Lagerschild eines solchen Wechselstromgenerators.
Herkömmlicherweise umfaßt ein Mehrphasen-Wechselstromgenerator eine Gleichrichterbrücke, die aus einem Satz plusseitige Dioden und einem Satz minusseitige Dioden besteht. Die plusseitigen Dioden sind auf einem Pluskühlkörper angebracht, während die minusseitigen Dioden direkt im hinteren Lagerschild angebracht sind, der zum Anschluß an die Masse und als Kühlkörper dient.
Es gibt zwei Hauptarten für die Anbringung dieser Dioden: Einpressen und Löten. Wenn jedoch die minusseitigen Dioden in einem hinteren Lagerschild aus Metall, beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung, anzubringen sind, kommt die Lötverbindung nicht in Frage, da sie aufgrund der Wärmekapazität des Lagerschilds eine unverhältnismäßige Wärmeeinbringung erfordern würde. Die Dioden müssen daher notwendigerweise eingepreßt werden, was vor allem insofern nachteilig ist, als dazu eine Presse verwendet werden muß, oder aufgrund der Tatsache, daß die Anbringung der Dioden dann zwei Techniken erfordern kann, ein Lötverfahren für die Plusdioden und ein Einpreßverfahren für die Minusdioden.
Eine Lösung für dieses Problem besteht darin, einen Minuskühlkörper vorzusehen, an dem die minusseitigen Dioden angelötet werden und der am Lagerschild angebracht ist.
Ein nach dieser Technik konzipierter Wechselstromgenerator ist beispielsweise aus der DE-B-12 56 303 bekannt.
Diese Lösung ist ebenfalls nachteilig, da sie eine spezifische Gestaltung des Lagers und ein zusätzliches Teil, und zwar den angefügten Minuskühlkörper, erfordert und den axialen Bauraumbedarf des Wechselstromgenerators vergrößert.
Aus den vorstehenden Darlegungen ergibt sich, daß es entsprechend der gewählten Technik für die Anbringung der Minusdioden notwendig ist, zwei hintere Lagerschilde verschiedener Art einzusetzen, was sich ebenfalls nachteilig auswirkt, vor allem im Hinblick auf die Standardisierung der Fertigung.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen und den Einsatz eines gleichen hinteren Lagerschilds unterschiedslos für eine Lötverbindung der Minusdioden und für eine Einpreßverbindung dieser Dioden zu ermöglichen.
Dazu schlägt die vorliegende Erfindung nach einem ersten Aspekt einen Wechselstromgenerator, insbesondere für Kraftfahrzeuge, vor, umfassend Kühlkörpermittel mit einer oder mehreren Öffnungen zur Aufnahme einer oder mehrerer Dioden durch Einpressen, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Anpaßstück umfaßt, das in die bzw. in jede Öffnung eingepaßt ist und das die allgemeine Form einer Scheibe aufweist, die einen Um riß, der ein solches Einpressen ermöglicht, und wenigstens eine ebene Fläche besitzt, auf der eine Lötdiode angelötet wird.
Die Kühlkörpermittel bestehen vorzugsweise aus einem metallischen hinteren Lagerschild des Wechselstromgenerators.
Außerdem schlägt die Erfindung ein Anpaßstück für einen Kühlkörper einer Gleichrichterbrücke eines Wechselstromgenerators, insbesondere für Kraftfahrzeuge, vor, wobei das besagte Anpaßstück dadurch gekennzeichnet ist, daß es die allgemeine Form einer Scheibe aufweist, die einen solchen Umriß besitzt, daß sie in eine Öffnung des Kühlkörpers eingepreßt werden kann, die für das Einpressen einer Diode bestimmt ist, und wenigstens eine ebene Fläche, die das Verlöten einer Lötdiode ermöglicht.
Bei Einpreßdioden werden diese Dioden daher herkömmlicherweise in geeignete Öffnungen des hinteren Lagerschilds eingepreßt. Und bei Lötdioden werden diese Dioden zunächst an den Anpaßelementen verlötet, woraufhin diese mit den daran angebrachten Dioden in identische Öffnungen eingepreßt werden. In beiden Fällen kann die Abfolge der Arbeitsgänge zur Montage des Wechselstromgenerators konsequent die gleiche sein.
Bevorzugte, aber nicht einschränkende Aspekte des Wechselstromgenerators und des Anpaßstücks gemäß der Erfindung werden nachstehend angeführt:
- Das Anpaßstück umfaßt zwei gegenüberliegende ebene Flächen, die das Anlöten einer der beiden Arten von Lötdioden ermöglichen.
- Die beiden gegenüberliegenden ebenen Flächen haben unterschiedliche Durchmesser.
- Das Anpaßstück umfaßt eine einzige ebene Lötfläche und auf der gegenüberliegenden Seite Vertiefungen oder Erhebungen für die Wärmeableitung.
- Die bzw. jede ebene Fläche ist zurückversetzt, wobei sie durch einen Zentrierwulst für die Zentrierung der Diode umgrenzt ist.
- Zwischen der bzw. jeder ebenen Fläche und dem zugehörigen Wulst ist eine Umfangsauskehlung zur Begrenzung der Scherspannungen beim Verlöten vorgesehen.
Andere Aspekte, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich deutlicher aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, die als Beispiel ohne einschränkende Wirkung und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen angeführt wird. Darin zeigen im einzelnen:
- Fig. 1 eine zur Hälfte im Axialschnitt und zur Hälfte im Seitenaufriß ausgeführte Ansicht eines Anpaßstücks nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
- Fig. 2 eine Axialschnittansicht eines Anpaßstücks nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
- Fig. 3 eine Unterteilansicht des Anpaßstücks von Fig. 2,
- Fig. 4 eine Axialteilschnittansicht eines Wechselstromgenerators mit eingepreßten Gleichrichterdioden,
- Fig. 5 eine Axialteilschnittansicht eines Wechselstromgenerators mit angelöteten Gleichrichterdioden eines ersten Typs und
- Fig. 6 eine Axialteilschnittansicht eines Wechselstromgenerators mit angelöteten Gleichrichterdioden eines zweiten Typs.
Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein insgesamt mit 10 bezeichnetes erfindungsgemäßes Anpaßstück dargestellt ist, das die allgemeine Form einer dicken Scheibe aufweist und dessen Umfang 12 mit leichten axialen Keilnuten versehen ist, um sein Einpressen in eine Öffnung eines Kühlkörpers zu ermöglichen, der normalerweise für das Einsetzen einer Leistungsdiode durch festes Einpressen bestimmt ist. Der Durchmesser, die Form und die Größe der Keilnuten liegen daher nahe beim Durchmesser, bei der Form und der Größe der Keilnuten einer solchen Leistungsdiode.
Das Anpaßstück 10 umfaßt eine ebene Oberseite 14 und eine ebene Unterseite 16. Jede dieser Seiten ist im Verhältnis zur Gesamthöhe des Anpaßstücks leicht zurückversetzt, wobei sie durch einen Umfangswulst 14b bzw. 16b umgrenzt ist. Außerdem ist am Übergang zwischen jeder ebenen Fläche 14, 16 und dem zugehörigen Wulst 14b, 16b eine Auskehlung 14a bzw. 16a mit relativ kleinem Querschnitt vorgesehen.
Die vertiefte ebene Fläche 14 ist, bezogen auf den Durchmesser und die Tiefe, vorzugsweise so ausgelegt, daß sie für ihr Anlöten eine anzulötende Standard- Leistungsdiode des gemeinhin als "Button can" bezeichneten Typs aufnehmen kann.
Die vertiefte ebene Fläche 16 ist ihrerseits, ebenfalls bezogen auf den Durchmesser und die Tiefe, vorzugsweise so ausgelegt, daß sie für ihr Anlöten, entgegengesetzt, eine anzulötende Standard-Leistungsdiode des gemeinhin als "Potted can" bezeichneten Typs aufnehmen kann. Ihr Durchmesser ist dementsprechend etwas kleiner als derjenige der Fläche 14.
In diesem Zusammenhang ist festzustellen, daß die Umfangswülste 14b, 16b die Zentrierung der jeweiligen Diodentypen beim Anlöten ermöglichen, während die Auskehlungen 14a, 16a die Aufgabe haben, die Scherspannungen an den ebenen Flächen 14 bzw. 16 zu begrenzen, an denen das Anlöten erfolgt.
Das Anpaßstück 10 ist vorzugsweise aus einer Kupfer-, Aluminium- oder Messinglegierung mit einer Oberflächenbehandlung (Verzinnung usw.) ausgeführt, um das Anlöten der Diode und einen Korrosionsschutz herbeizuführen. Bei der Fertigungstechnik kann es sich insbesondere um spanende Bearbeitung oder um Formen handeln.
Das Anpaßstück 10 kann daher für die Anbringung einer anzulötenden Gleichrichterdiode in einer Öffnung 22 eines Kühlkörpers, insbesondere eines hinteren Lagerschilds 20, eines Wechselstromgenerators für ein Fahrzeug verwendet werden, der anfänglich für die Aufnahme einer Diode durch Einpressen konzipiert ist.
Das Anpaßstück 10 wird in die vorgenannte Öffnung in der einen oder in der anderen Richtung je nach Typ der anzulötenden Diode ("Button can" oder "Potted can") eingepreßt.
Ein gleiches Kühlkörpermodell kann daher unterschiedslos verwendet werden:
für Standard-Einpreßdioden,
für zwei verschiedene Typen von Lötdioden,
ohne daß dazu eine konstruktionsmäßige Änderung erforderlich wäre.
Es wird nun auf die Fig. 2 und 3 Bezug genommen, in der eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anpaßstücks dargestellt ist.
Es umfaßt außer den Umfangskeilnuten 10 nur eine ebene Fläche 14, die von ihrer Auskehlung 14a und von ihrem Wulst 14b umgeben ist.
Auf seiner gegenüberliegenden Fläche ist das Anpaßstück mit einer Reihe von konzentrischen Rippen 18 versehen. Nach der Anbringung des Anpaßstücks in einem hinteren Lagerschild eines Wechselstromgenerators ist diese Fläche dem Luftstrom zur Innenbelüftung des Wechselstromgenerators ausgesetzt, und die Rippen 18 oder alle anderen geeigneten Erhebungen oder Vertiefungen ermöglichen eine Vergrößerung der Fläche für den Wärmeaustausch mit diesem Luftstrom und bewirken außerdem kleine Luftverwirbelungen, wobei diese Erscheinungen eine verbesserte Ableitung der Wärme ermöglichen, die in der am Anpaßstück 10 angelöteten Diode erzeugt wird.
Es wird nun auf Fig. 4 Bezug genommen, in der ein Teil des hinteren Bereichs eines Wechselstromgenerators veranschaulicht ist. Dabei ist der hintere Lagerschild 20 dargestellt, der ein Wellenlager 40, eine Abdeckkappe 30, einen Pluskühlkörper 50, der durch elektrisch nichtleitende Mittel am hinteren Lagerschild angebracht ist, und einen Verbinder 60 aufnimmt, der es ermöglicht, den Anschluß zwischen sechs Gleichrichterdioden eines Drehstromgenerators sowie ihren Anschluß an die Ständerwicklung und an die Ausgangsklemmen auszuführen.
Im Fall von Fig. 4 handelt es sich bei den plusseitigen und minusseitigen Dioden DP1 bzw. DN1 um den Einpreßtyp.
Die Dioden DN1 werden direkt in Öffnungen oder Sockel 22 des hinteren Lagerschilds 20 eingepreßt, während die Dioden DP1 in Öffnungen oder Sockel 52 des Pluskühlkörpers 50 eingepreßt werden.
Fig. 5 stellt die gleiche Ansicht dar, mit einer Gleichrichterbrücke, die aus Lötdioden des Typs "Button can" besteht.
Die Plusdioden DP2 sind an der Oberfläche des Pluskühlkörpers 50 angelötet, während der hintere Lagerschild 20 in seinen Öffnungen 22, in der entsprechenden Ausrichtung des Diodentyps (Fläche 14 nach außen), Anpaßstücke 10 der unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen Art aufnimmt. Die Minusdioden DN2 sind an den besagten Flächen 14 angelötet.
In diesem Zusammenhang ist festzustellen, daß der hintere Lagerschild 20 in diesem Fall genau mit dem von Fig. 4 identisch ist.
Im Fall von Fig. 6 besteht die Gleichrichterbrücke aus Lötdioden des Typs "Potted can". Die Plusdioden DP3 sind hier ebenfalls direkt an der Oberfläche des Pluskühlkörpers 50 angelötet, während die Minusdioden DN3 an identischen Anpaßstücken 10 wie in Fig. 5, aber um 180º gedreht, angelötet sind, so daß ihre, diesem Diodentyp entsprechende Fläche 16 nach außen zeigt. Es dürfte verständlich sein, daß der hintere Lagerschild 20 auch hier genau mit dem der Fig. 4 und 5 identisch sein kann.

Claims

1. Wechselstromgenerator, insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfassend Kühlkörpermittel (20) mit einer oder mehreren Öffnungen (22) zur Aufnahme einer oder mehrerer Dioden durch Einpressen, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Anpaßstück (10) umfaßt, das in die bzw. in jede Öffnung eingepreßt ist und das die allgemeine Form einer Scheibe aufweist, die einen Umriß (12), der ein solches Einpressen ermöglicht, und wenigstens eine ebene Fläche (14, 16) besitzt, auf der eine Lötdiode (DN2; DN3) angelötet wird.

2. Wechselstromgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkörpermittel aus einem metallischen hinteren Lagerschild (20) des Wechselstromgenerators bestehen.

3. Wechselstromgenerator nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. jedes Anpaßstück zwei gegenüberliegende ebene Flächen (14, 16) umfaßt, die das Anlöten einer der beiden Arten von Lötdioden (DN2; DN3) ermöglichen.

4. Wechselstromgenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden gegenüberliegenden ebenen Flächen (14, 16) unterschiedliche Durchmesser haben.

5. Wechselstromgenerator nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anpaßstück eine einzige ebene Lötfläche (14) und auf der gegenüberliegenden Seite Vertiefungen oder Erhebungen (18) für die Wärmeableitung umfaßt.

6. Wechselstromgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die bzw. jede ebene Fläche (14, 16) zurückversetzt ist, wobei sie durch einen Zentrierwulst (14b, 16b) für die Zentrierung der Diode umgrenzt ist.

7. Wechselstromgenerator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der bzw. jeder ebenen Fläche (14, 16) und dem zugehörigen Wulst eine Umfangsauskehlung (14a, 16a) zur Begrenzung der Scherspannungen beim Verlöten vorgesehen ist.

8. Anpaßstück für einen Kühlkörper (20) einer Gleichrichterbrücke eines Wechselstromgenerators, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei das besagte Anpaßstück dadurch gekennzeichnet ist, daß es die allgemeine Form einer Scheibe aufweist, die einen solchen Umriß (12) besitzt, daß sie in eine Öffnung (22) des Kühlkörpers eingepreßt werden kann, die für das Einpressen einer Diode bestimmt ist, und wenigstens eine ebene Fläche (14, 16), die das Verlöten einer Lötdiode (DN2; DN3) ermöglicht.

9. Anpaßstück nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es zwei gegenüberliegende ebene Flächen (14, 16) umfaßt, die das Anlöten einer der beiden Arten von Lötdioden (DN2; DN3) ermöglichen.

10. Anpaßstück nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden gegenüberliegenden ebenen Flächen (14, 16) unterschiedliche Durchmesser haben.

11. Anpaßstück nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es eine einzige ebene Lötfläche (14) und auf der gegenüberliegenden Seite Vertiefungen oder Erhebungen (18) für die Wärmeableitung umfaßt.

12. Anpaßstück nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die bzw. jede ebene Fläche (14, 16) zurückversetzt ist, wobei sie durch einen Zentrierwulst (14b, 16b) für die Zentrierung der Diode umgrenzt ist.

13. Anpaßstück nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der bzw. jeder ebenen Fläche (14, 16) und dem zugehörigen Wulst eine Umfangsauskehlung (14a, 16a) zur Begrenzung der Scherspannungen beim Verlöten vorgesehen ist.