DE4439863A1 - Gleichrichteranordnung, vorzugsweise für einen Drehstromgenerator für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

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

Stand der Technik

Gleichrichteranordnungen für Drehstromgeneratoren sind bekannt. Sind die Drehstromgeneratoren bei­ spielsweise zu einer Bordnetzversorgung in Kraft­ fahrzeugen eingesetzt, muß der in den Drehstrom­ generatoren erzeugte dreiphasige Wechselstrom wegen der im Kraftfahrzeug erforderlichen Batterieladung gleichgerichtet werden. Hierzu sind Halbleiter- Leistungsdioden vorgesehen, die zu einer Drehstrom- Brückenschaltung zusammengeschaltet sind. Dabei ist jeder Halbwelle jeder Phase eine Leistungsdiode zu­ geordnet, so daß bei einer Vollweggleichrichtung die Drehstrom-Brückenschaltung aus insgesamt sechs Leistungsdioden gebildet wird. Hierbei sind drei Plusdioden für die Plusseite und drei Minusdioden für die Minusseite geschaltet. Bekanntermaßen wer­ den die Leistungsdioden auf Kühlkörpern angeordnet, und zwar die Plusdioden auf einem Pluskühlkörper und die Minusdioden auf einem Minuskühlkörper, die die Ableitung der bei der Gleichrichtung entste­ henden Verlustwärme gewährleisten (siehe US-PS 4,604,643 - Fig. 3).

Aus Fig. 7 der US-PS 4,604,643 ist eine weitere Gleichrichteranordnung bekannt, bei der auf einem als Kühlkörper ausgebildeten Grundkörper verschie­ dene Schichten, insbesondere durch Flammspritzen selektiv aufgebracht werden, die eine elektrische Verschaltung der Leistungsdioden ausbilden. Der Grundkörper dient somit gleichzeitig als Kühlkörper für die Plus- und die Minusdioden. Der gesamte Auf­ bau und die Kontaktierung der Anordnung ist durch die notwendige elektrische Trennung der Plusdioden von den Minusdioden sehr aufwendig.

Vorteile der Erfindung

Mit der erfindungsgemäßen Gleichrichteranordnung gemäß der in Anspruch 1 genannten Merkmale ist es demgegenüber möglich, die Gleichrichteranordnung einfach und kostengünstig herzustellen. Die Gleich­ richteranordnung zeichnet sich insbesondere durch einen kompakten und platzsparenden Aufbau aus, der bei einer verbesserten Kühlwirkung für die Gleich­ richteranordnung einen verringerten Einbauraum be­ nötigt. Dadurch, daß ein die Plusdioden aufweisen­ der Kühlkörper auf einem die Minusdioden aufweisen­ den Kühlkörper thermisch leitend, jedoch elektrisch isoliert, angeordnet, vorzugsweise aufgeklebt ist, ist in einfacher Weise eine großflächige Ankopplung der Kühlkörper aneinander möglich, so daß eine bes­ sere Ableitung der Wärme an eine Wärmesenke er­ reicht werden kann. Darüber hinaus bietet das Über­ einanderpositionieren der Kühlkörper die Möglich­ keit, die Anordnung der Plusdioden beziehungsweise Minusdioden nahezu beliebig vorzunehmen, indem die Kühlkörper entsprechende, die auf dem jeweils an­ deren Kühlkörper angeordneten Dioden umgreifende Ausnehmungen aufweisen. Weiterhin ist vorteilhaft, daß durch ein Aufeinanderkleben der Kühlkörper alle Leistungsdioden an einer Seite der gesamten Gleich­ richteranordnung angeordnet sind, so daß deren Ver­ schaltung in einfacher Weise möglich ist. Die Ver­ schaltung kann ohne zusätzliche Durchführungen, Brücken oder dergleichen ausgeführt werden, so daß eine Behinderung der Beaufschlagung der Gleichrich­ teranordnung mit Kühlluft durch die Verschaltung im wesentlichen ausgeschlossen wird.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vor­ gesehen, daß eine elektrische Isolierung zwischen dem miteinander verklebten Pluskühlkörper und Mi­ nuskühlkörper durch das Einbringen von Abstandshal­ tern zwischen den Kühlkörpern erreicht wird. Die Abstandshalter werden vorzugsweise von separat ein­ gebrachten Fasern oder ähnlichem gebildet, die mit einer die Klebeschicht ergebenden Klebmasse umgos­ sen werden oder die Klebmasse weist vorzugsweise dispergierte Formteile auf, die beim Fügen der Kühlkörper als Abstandshalter wirken. Die Formteile können dabei beispielsweise dispergierte Kugeln aus einem elektrisch nicht leitendem Material sein, die einen definierten Abstand der Kühlkörper zueinander gewährleisten. Der Abstand der Kühlkörper wird da­ bei durch einen Durchmesser der Kugeln eingestellt.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung ist, daß eine elektrische Isolierung durch Aufspritzen einer Keramikschicht, vorzugsweise auf den Minuskühlkör­ per, erreicht wird.

Ferner wird eine Gleichrichteranordnung bevorzugt, bei der die Kühlkörper mittels einer Vergießhülse miteinander vergossen sind. Die Vergießhülse bildet vorteilhaft einerseits eine Arretierung für die Kühlkörper und kann vorzugsweise andererseits eine Verschaltung der Leistungsdioden der Gleichrichter­ anordnung aufnehmen. Durch die Vergießhülse sind die Leistungsdioden und deren Verschaltung somit gekapselt und gegen äußere Einflüsse, insbesondere gegen Korrosion, geschützt angeordnet.

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

Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausfüh­ rungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Minuskühlkörper mit den Minusdioden;

Fig. 1a eine Schnittdarstellung durch den Minuskühlkörper nach A-A aus Fig. 1;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Pluskühlkörper mit den Plusdioden;

Fig. 2a eine Schnittdarstellung durch den Pluskühlkörper nach B-B aus Fig. 2;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine vormontierte Gleichrichteranordnung;

Fig. 3a bis 3c Schnittdarstellungen durch die vormontierte Gleichrichteranordnung nach A-A, B-B, C-C und D-D aus Fig. 3;

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Minuskühlkörper mit aufgebrachter Isolierschicht;

Fig. 4a und 4b Schnittdarstellungen durch den Minuskühl­ körper mit seiner Isolierschicht nach A-A und B-B aus Fig. 4;

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Vergießhülse;

Fig. 5a bis 5d Schnittdarstellungen der Vergießhülse nach A-A, B-B, C-C und D-D aus Fig. 5;

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine endmontierte Gleichrichteranordnung;

Fig. 6a bis 6d Schnittdarstellungen der Gleichrichter­ anordnung nach A-A, B-B, C-C, D-D aus Fig. 6 und

Fig. 7 ein Stanzgitter für die Verschaltung der Gleichrichteranordnung in vergrößerter Darstellung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In den Fig. 1 bis 6 ist der Aufbau einer Gleich­ richteranordnung verdeutlicht, die vorzugsweise für einen Drehstromgenerator für Kraftfahrzeuge Ver­ wendung findet. Die Gleichrichteranordnung besitzt hierzu einen kreissegmentförmigen Aufbau, der der Gestalt des Drehstromgenerators stirnseitig ange­ paßt ist. Die Gleichrichteranordnung wird an einem Lagerschild des Drehstromgenerators angeordnet, beispielsweise mittels dort eingesetzter Stehbolzen darauf festgeschraubt und bildet somit mit diesem eine komplette Einheit. Auf die Anordnung der Gleichrichteranordnung und das Verbinden der Gleichrichteranordnung mit den einzelnen Phasen des Drehstromgenerators soll im Rahmen der vorliegenden Beschreibung nicht weiter eingegangen werden, da dies zum Beispiel aus der US 4,604,643 allgemein bekannt ist. Die Beschreibung bezieht sich somit ausschließlich auf den Aufbau der Gleichrichter­ anordnung.

In der Fig. 1 ist ein Minuskühlkörper 10 gezeigt, der beispielsweise aus Aluminium besteht. Auf dem Minuskühlkörper 10 sind Minusdioden 12 angeordnet. Die Minusdioden 12 sind auf einer gedachten Kreis­ linie 14 um einen Mittelpunkt 16 auf dem Minus­ kühlkörper 10 angeordnet. Die Minusdioden 12 sind als zwischen zwei Anschlüssen angeordnete Dioden­ chips ausgebildet, die über ein Lot auf dem Minuskühlkörper 10 befestigt sind. Insgesamt sind vier Minusdioden 12 vorgesehen, wobei drei an die Phasen U, V, W des von dem nicht dargestellten Drehstromgenerator bereitgestellten, dreiphasigen Wechselstroms und eine vierte Minusdiode 12 beispielsweise an einen Sternpunkt der Wicklungen des Drehstromgenerators geschaltet sind. Der Minus­ kühlkörper 10 besitzt weiterhin noch Durchbrüche 18, die der Befestigung an dem Drehstromgenerator dienen. Weiterhin ist ein Durchbruch 20 vorgesehen, der zur Verankerung eines B+ Anschlußbolzens des Drehstromgenerators dient. Über den Außenumfang des Minuskühlkörpers 10 sind weiterhin Einschnitte 22 zur Durchführung der Phasenanschlüsse des Dreh­ stromgenerators vorgesehen.

In der Schnittdarstellung in Fig. 1a gemäß der Linie A-A aus Fig. 1 wird deutlich, daß der Minus­ kühlkörper 10 ein plattenförmiger Körper ist, des­ sen Kontur der in Fig. 1 gezeigten Draufsicht zu entnehmen ist. Die Minusdioden 12 besitzen eine Kopfplatte 24 und einen Sockel 25, die zum späteren Kontaktieren der Minusdioden 12 dienen. Die Kopf­ platte 24 und der Sockel 25 bestehen beispielsweise aus Kupfer. Die als Diodenchips ausgebildeten Mi­ nusdioden 12 sind demnach zwischen der Kopfplatte 24 und dem Sockel 25 sandwichartig angeordnet. Auf dem Minuskühlkörper 10 sind die Minusdioden 12 durch ein Lot aufgebracht.

In der Fig. 2 ist in der Draufsicht ein Pluskühl­ körper 26 gezeigt. Der Pluskühlkörper 26 trägt Plusdioden 28, von denen wiederum drei an die Pha­ sen U, V, W und eine an den Sternpunkt des Dreh­ stromgenerators geschaltet werden können. Der Plus­ kühlkörper 26 besitzt - wie Fig. 3 noch näher zeigt - einen mit dem Minuskühlkörper 10 korrespon­ dierenden Aufbau, das heißt, der Pluskühlkörper 26 Desitzt an seinem Innenumfang 30 Ausnehmungen 32, die derart ausgebildet sind, daß diese die auf dem Minuskühlkörper 10 aufgebrachten Minusdioden 12 um­ greifen können. Die Ausnehmungen 32 sind dabei grö­ ßer ausgebildet als die Minusdioden 12. Die Plus­ dioden 28 können demnach nur auf solchen Bereichen des Pluskühlkörpers 26 angeordnet sein, die zwi­ schen den Ausnehmungen 32 liegen, so daß sich - in Draufsicht gesehen - eine nebeneinander liegende Anordnung der Minusdioden 12 und der Plusdioden 28 ergibt. Die Plusdioden 28 sind ebenfalls auf der gedachten Kreislinie 14 angeordnet. Der Pluskühl­ körper 26 besteht beispielsweise ebenfalls aus einem plattenförmigen, relativ großflächigen Alu­ miniumteil. Weiterhin sind auf dem Pluskühlkörper 26 Durchbrüche 34 angeordnet, die mit den Durchbrü­ chen 18 des Minuskühlkörpers 10 fluchten. Die Durchbrüche 34 besitzen hierbei einen größeren Durchmesser als die Durchbrüche 18 für die Steh­ bolzen des Lagerschildes und sind zur isolierten Aufnahme eines Befestigungselementes, beispielswei­ se eine Schraubenmutter für den Stehbolzen geeig­ net, mit denen die gesamte Gleichrichteranordnung an dem Drehstromgenerator-Lagerschild befestigbar ist. Weiterhin ist ein Durchbruch 36 zur Fixierung des B+ Anschlusses vorgesehen, der mit dem Durch­ bruch 20 des Minuskühlkörpers 10 fluchtet. Über den Außenumfang des Pluskühlkörpers 26 sind wiederum Einschnitte 38 zur Durchführung der Phasenanschlüs­ se vorgesehen, die mit den Einschnitten 22 des Minuskühlkörpers 10 fluchten.

In der in Fig. 2a gezeigten Schnittdarstellung entlang der Linie B-B aus Fig. 2 wird der plat­ tenförmige Aufbau des Pluskühlkörpers 26 deutlich. Auf diesem sind die Plusdioden 28 angeordnet, die ebenfalls wieder als Diodenchips ausgebildet sind und zwischen einer Kopfplatte 24 und einem Sockel 25 sandwichartig angeordnet sind, und auf dem Plus­ kühlkörper 26 mittels Lot fest aufgebracht sind.

In der Fig. 3 ist eine allgemein mit 40 bezeichne­ te Gleichrichteranordnung im vormontierten Zustand gezeigt. Hierbei ist der Pluskühlkörper 26 auf dem Minuskühlkörper 10 fest aufgebracht. Gleiche Teile wie in den Fig. 1 und 2 sind mit gleichen Be­ zugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert. In der Draufsicht wird deutlich, wie die Ausneh­ mungen 32 des Pluskühlkörpers 26 die Minusdioden 12 des Minuskühlkörpers 10 umgreifen. Diese liegen da­ durch quasi in durch das Zusammenfügen des Minus­ kühlkörpers 10 mit dem Pluskühlkörper 26 entstande­ nen Vertiefungen. Besonders deutlich wird das Fluchten der Durchbrüche 18 und 34 beziehungsweise 20 und 36 und der Einschnitte 22 und 38.

Durch das Fügen des Minuskühlkörpers 10 mit dem Pluskühlkörper 26 wird erreicht, daß die Minus­ dioden 12 und die Plusdioden 28 alle auf einer Seite der Gleichrichteranordnung 40 angeordnet sind und deren Kopfplatten 24 zum Kontaktieren alle in die gleiche Richtung weisen. Hierdurch wird das Verschalten der Gleichrichteranordnung 40 we­ sentlich vereinfacht, da aufwendige Durchkontaktie­ rungen und Brückenbildungen durch die Gleichrich­ teranordnung 40 unnötig sind. Weiterhin wird deut­ lich, daß der Minuskühlkörper 10 und der Plus­ kühlkörper 26 relativ großflächig elektrisch iso­ liert miteinander verbunden sind. Dies wird durch die dem Minuskühlkörper 10 angepaßte Kontur des Pluskühlkörpers 26 erreicht, der im wesentlichen alle - nicht von den Minusdioden 12 belegten Bereiche - des Minuskühlkörpers 10 überdeckt. Dies bietet den Vorteil, daß ein Abführen einer Ver­ lustwärme von dem Pluskühlkörper 26 an den Minus­ kühlkörper 10 durch die großflächige Verbindung begünstigt wird. Da der Minuskühlkörper 10 an einer Wärmesenke, die beispielsweise durch das Gehäuse des Drehstromgenerators gebildet wird, angeordnet ist und dieser zusätzlich mit einem Kühlluftstrom, der von einem hier nicht dargestellten, mit dem Drehstromstromgenerator zusammenwirkenden Lüfter erzeugt wird, beaufschlagbar ist, ist eine Wärme­ abführung von der gesamtem Gleichrichteranordnung 40 in einfacher Weise und sehr wirkungsvoll mög­ lich. Durch das einfache Aufbringen der Minusdioden 12 auf dem Minuskühlkörper 10 und der Plusdioden 28 auf den Pluskühlkörper 26 ist eine veränderte An­ ordnung gegenüber der in dem Ausführungsbeispiel gezeigten Anordnung problemlos möglich. Durch das Vorsehen entsprechend geänderter Ausnehmungen 32 und der weiteren Konturen des Minuskühlkörpers 10 beziehungsweise des Pluskühlkörpers 26 ist eine nahezu beliebige Anordnung der Minusdioden 12 und der Plusdioden 28 auf der Gleichrichteranordnung 40 möglich. Diese kann somit entsprechend unterschied­ lichen Bauformen von Drehstromgeneratoren in ein­ facher Weise angepaßt werden.

Das Aufbringen des Pluskühlkörpers 26 auf den Minuskühlkörper 10 erfolgt beispielsweise durch Aufkleben mittels eines elektrisch isolierenden Wärmeleitklebers. Zwischen dem Pluskühlkörper 26 und dem Minuskühlkörper 10 wird somit ein entspre­ chend der Kontur des Pluskühlkörpers 26 sich erge­ bender Klebespalt 42 ausgebildet, der durch eine Kleberschicht 44 einstellbar ist. Die Kleberschicht 44 ist dabei so gewählt, daß diese thermisch lei­ tend, jedoch elektrisch isolierend ist. Hierdurch wird eine elektrische Trennung der Verschaltung der Plusdioden 28 von der Verschaltung der Minusdioden 12 gewährleistet. Durch die thermische Leitfähig­ keit der Kleberschicht 44 wird jedoch die Abfuhr der Verlustwärme von dem Pluskühlkörper 26 an den Minuskühlkörper 10 nicht beeinträchtigt. Zur Ein­ stellung eines bestimmten Abstandes zwischen dem Pluskühlkörper 26 und Minuskühlkörper 10 können in die Kleberschicht 44 Abstandshalter eingebracht werden, die einen definierten Abstand gewähr­ leisten. Die Abstandshalter können hierbei bei­ spielsweise separat eingelegte Fasern oder ähn­ liches sein, die vor Aufbringen der Kleberschicht 44 entweder an dem Minuskühlkörper 10 oder dem Pluskühlkörper 26, an deren sich später gegenüber­ liegenden Seiten, befestigt sind. Die Abstandshal­ ter können weiterhin durch in den die Kleberschicht 44 ergebenden Kleber dispergierte Formteile, bei­ spielsweise Kugeln, gebildet sein, so daß nach Auf­ bringen der Kleberschicht 44 und Fügen des Minus­ kühlkörpers 10 mit dem Pluskühlkörper 26 die dispergierten Formteile einen definierten Abstand zwischen dem Minuskühlkörper 10 und dem Pluskühl­ körper 26 gewährleisten. Die Formteile sind hierbei elektrisch nicht leitend, so daß eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Minuskühlkörper 10 und dem Pluskühlkörper 26 nicht möglich ist. Eine weitere Möglichkeit ist das Aufspritzen einer Kera­ mikschicht auf den Minuskühlkörper, die isolierend ist. Der Wärmeleitkleber muß dann nicht mehr elek­ trisch isolierend sein.

In der Fig. 3a ist eine Schnittdarstellung gemäß der Linie A-A aus Fig. 3 gezeigt. Hierbei wird deutlich, daß der Pluskühlkörper 26 mit dem Minus­ kühlkörper 10 über die Kleberschicht 44 verbunden ist. Die auf dem Minuskühlkörper 10 angeordneten Minusdioden 12 sind in den Ausnehmungen 32 des Pluskühlkörpers 26 angeordnet, so daß diese quasi versenkt angeordnet sind. Eine in den Minusdioden 12 entstehende Verlustwärme wird direkt auf den Minuskühlkörper 10 abgeleitet, der - wie bereits erwähnt - mit einer Wärmesenke verbunden ist.

Die Schnittdarstellung in Fig. 3b gemäß der Linie B-B aus Fig. 3 zeigt die Gleichrichteranordnung 40 im Bereich einer Plusdiode 28. Hier wird besonders die großflächige Verbindung des Pluskühlkörpers 26 mit dem Minuskühlkörper 10 über die Kleberschicht 44 deutlich. Eine in den Plusdioden 28 entstehende Verlustwärme wird über den Pluskühlkörper 26 somit großflächig auf den Minuskühlkörper 10 abgeleitet, der diese an die Wärmesenke abgibt.

Insgesamt ist somit ein Kühlkonzept erreicht, das bei einem einfachen Aufbau der gesamtem Gleich­ richteranordnung 40 eine optimale Verlustwärme­ abfuhr ohne komplizierten Aufbau sichert.

Die Schnittdarstellung in Fig. 3c gemäß der Linie D-D aus Fig. 3 zeigt den Verbund der Gleichrich­ teranordnung 40 im Bereich des Befestigungs- bezie­ hungsweise Anschlußbereiches, der zu Fig. 6d näher erläutert wird. Durch die Wahl der Durchmesser der Durchbrüche 34 des Pluskühlkörpers 26 und der Durchbrüche 18 des Minuskühlkörpers 10 ergibt sich eine Stufenbohrung, die zur versenkten Aufnahme eines Befestigungsmittels geeignet ist.

In der Fig. 4 ist eine Draufsicht auf einen Minus­ kühlkörper 10 gezeigt. Der Minuskühlkörper 10 be­ sitzt die bereits in Fig. 1 gezeigte Ausbildung. Der Minuskühlkörper 10 ist hier alternativ zur Fig. 1 mit einer Oberflächenbeschichtung 46 ver­ sehen, die an der dem Pluskühlkörper - nicht dargestellt - zugewandten Seite aufgebracht ist. Die Oberflächenbeschichtung 46 ist als Isolier­ schicht ganzflächig auf den Minuskühlkörper 10, mit Ausnahme der Bereiche, in denen die Minusdioden 12 angeordnet sind, aufgebracht. Die Oberflächenbe­ schichtung 46 kann hierbei durch eine keramische Schicht gebildet sein, die beispielsweise durch Plasmaspritzen, Flammspritzen oder ähnliche geeig­ nete Verfahren aufbringbar ist. Diese Oberflächen­ beschichtung bildet eine elektrische Isolierung zwischen dem Minuskühlkörper 10 und dem Pluskühl­ körper 26. Somit ist das Einbringen von Abstands­ haltern in die Kleberschicht 44 (Fig. 3) zum Her­ stellen einer elektrischen Isolation nicht not­ wendig. Die Oberflächenbeschichtung 46 kann selbst­ verständlich auch auf dem Pluskühlkörper 26, an dessen dem Minuskühlkörper 10 zugewandten Seite, aufgebracht sein. Weiterhin können sowohl der Mi­ nuskühlkörper 10 als auch der Pluskühlkörper 26 eine Oberflächenbeschichtung 46 aufweisen.

Die Schnittdarstellungen in Fig. 4a und Fig. 4b gemäß der Linien A-A und B-B aus Fig. 4 zeigen nochmals, daß die Oberflächenbeschichtung 46 le­ diglich auf der hier nach oben weisenden Oberfläche des Minuskühlkörpers 10 aufgebracht ist und im Bereich der nicht dargestellten Minusdioden 12 die Oberflächenbeschichtung 46 eine entsprechende Un­ terbrechung erfährt. An diesen Bereichen wird zum Beispiel durch Plasmaspritzen eine lötfähige Schicht 47, zum Beispiel aus Kupfer, aufgebracht, auf die die Minusdioden aufgelötet werden. Entspre­ chendes gilt auch für den Pluskühlkörper im Bereich der Plusdioden.

In der Fig. 5 ist eine Vergießhülse 48 gezeigt, die beispielsweise als separates Kunststoffspritz­ teil gefertigt ist und einer noch zu erläuternden Komplettierung der Gleichrichteranordnung 40 dient. Die Vergießhülse 48 besitzt hierbei eine der in Fig. 3 gezeigten, vorgefertigten Gleichrichter­ anordnung 40 angepaßte Kontur. So sind insbesondere in etwa gleichförmige Abschnitte 50 ausgebildet, die die Minusdioden 12 und die Plusdioden 36 um­ greifen. Die Abschnitte 50 sind jeweils über hier nicht näher zu erläuternde Stege miteinander bezie­ hungsweise mit der Vergießhülse 48 verbunden, so daß sich ein insgesamt einstückig ausgebildetes Teil, nämlich die Vergießhülse 48, ergibt. Die Anordnung der Minusdioden 12 beziehungsweise der Plusdioden 28 ist durch hier angedeutete Minus­ beziehungsweise Plus-Zeichen innerhalb der Ab­ schnitte 50 verdeutlicht. Die Abschnitte 50 sind weiterhin in den Bereichen vorgesehen, in denen die fluchtenden Durchbrüche 18 beziehungsweise 34 der Minuskühlkörper 10 beziehungsweise des Pluskühlkör­ pers 26 vorgesehen sind. Im Bereich der Durchbrüche 36 beziehungsweise 20 des Pluskühlkörpers 26 be­ ziehungsweise Minuskühlkörpers 10 ist für den B+ Anschluß ein etwa ovalförmiger Abschnitt 52 vor­ gesehen, der gleichzeitig die benachbarten Durch­ brüche 18 beziehungsweise 34 mit umgreift. Die Ab­ schnitte 50 beziehungsweise 52 sind somit hülsen­ förmig ausgebildet, wobei sich die Hülsen durch die Vergießhülse 48 - in der Darstellung in die Papier­ ebene hinein - erstrecken. Weiterhin sind Abschnit­ te 54 vorgesehen, die eine Verlängerung 56 (Fig. 5c) besitzen, die die Einschnitte 22 beziehungs­ weise 38 der Gleichrichteranordnung 40 durchgrei­ fen. Die Verlängerung 56 bildet hierbei ebenfalls eine Hülse aus, durch die von dem Drehstrom­ generator kommende Anschlußleitungen zur Verschal­ tung der Gleichrichteranordnung 40 führbar sind.

In den Schnittdarstellungen in den Fig. 5a bis 5d entsprechend der Linien A-A, B-B, C-C und D-D aus Fig. 5 wird verdeutlicht, daß die Vergießhülse 48 in Draufsicht gesehen eine von den Abschnitten 50, 52 beziehungsweise 54 gebildete Gitterstruktur aufweist, die von einem am Rand der Vergießhülse umlaufenden Kragen 49 eingefaßt ist.

In der Fig. 6 ist in Draufsicht eine komplett montierte und verschaltete Gleichrichteranordnung 40 gezeigt. Diese setzt sich aus der in Fig. 3 dargestellten, vormontierten Gleichrichteranordnung 40 sowie der in Fig. 5 dargestellten Vergießhülse 48 zusammen. Gleiche Teile wie in den Fig. 3 und 5 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert. Die Vergießhülse 48 ist hierbei auf die vormontierte Gleichrichteranordnung gemäß Fig. 3 aufgesetzt, wobei sich durch die etwas kleinere Ausbildung des Pluskühlkörpers 26 gegenüber dem Minuskühlkörper 10 ein Absatz 58 (Fig. 3) ergibt, der als Auflage für die Vergieß­ hülse 48 dient. Nachdem die Vergießhülse 48 auf­ gesetzt ist, wird die hier allgemein mit 60 bezeichnete Verschaltung der Gleichrichteranordnung 40 in die Vergießhülse 48 eingelegt. Die Ver­ schaltung 60 wird beispielsweise durch ein mehr­ teiliges Stanzgitter 62 gebildet, das die aus einem elektrisch leitfähigem Blech ausgestanzten Leiter­ bahnen und Anschlüsse aufweist. Im Bereich der Minusdioden 12 beziehungsweise der Plusdioden 28 besitzt das Stanzgitter 62 spiralförmig ver­ laufende, vorgespannte Federelemente 64, die die Kopfplatten 24 der Minusdioden 12 beziehungsweise der Plusdioden 28 kontaktieren. Durch eine ent­ sprechende - zu Fig. 7 näher erläuterte - Aus­ bildung des Stanzgitters 62 ist eine Verschaltung der Gleichrichteranordnung 40 möglich. Hierbei werden jeweils eine Minusdiode 12 und eine Plus­ diode 26 an die Phasen U,V und W beziehungsweise an den Sternpunkt des Drehstromgenerators geschaltet. Die Anschlüsse von dem Drehstromgenerator werden durch die hülsenförmige Verlängerung 56 geführt und über Anschlußfahnen 66 mittels Crimpen be­ ziehungsweise Schweißen mit der Verschaltung 60 verbunden. Nach Einlegen des Stanzgitters 62 in die Vergießhülse 48 wird das Stanzgitter mittels Laser­ löten beziehungsweise Laserschweißen mit den Dioden und den Anschlüssen kontaktiert. Anschließend wird in die Vergießhülse 48 eine Vergußmasse einge­ bracht, so daß die Vergießhülse 48 gleichzeitig als Halterung für das Stanzgitter 62 und damit die Verschaltung 60 dient. Die Vergußmasse kann bis zum oberen Rand der Vergießhülse 48 eingefüllt werden, so daß das Stanzgitter und die Minusdioden 12 be­ ziehungsweise Plusdioden 28 komplett in der Verguß­ masse aus isolierendem Epoxidharz eingebettet sind. Somit sind die empfindlichen Teile der Gleichrich­ teranordnung 40 einerseits gegen Korrosion und an­ dererseits gegen mechanische Einflüsse geschützt.

In den Schnittdarstellungen der Fig. 6a bis 6d gemäß der Linie A-A, B-B, C-C und D-D aus Fig. 6 wird nochmals der kompakte Aufbau der Gleichrich­ teranordnung 40 deutlich. Durch das großflächige übereinanderliegende Anordnen des Minuskühlkörpers 10 und des Pluskühlkörpers 26 und deren gemeinsamer Verguß mit der Verschaltung 60 innerhalb der Ver­ gießhülse 48 wird eine sehr flach bauende, einfach aufgebaute, robuste Gleichrichteranordnung 40 ge­ schaffen, die auf Grund ihres modularen Aufbaus an jeden Drehstromgenerator, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, angepaßt werden kann. Dadurch, daß die Bearbeitungsschritte bei der Herstellung der Gleichrichteranordnung 40 alle von einer Seite aus erfolgen können und diese keine komplizierten Ein­ zelschritte enthält, ist die Montage der Gleich­ richteranordnung 40 sehr gut für einen automati­ siert ablaufenden Montageprozeß geeignet.

Die Montage der Gleichrichteranordnung 40 aus Fig. 6 wird in bevorzugter Weise auf einer Stirnseite eines Lagerschildes des Drehstromgenerators erfol­ gen und zwar an Gewindebohrungen im Lagerschild der Maschine, welche mit den Durchbrüchen 18 des Minus­ kühlkörpers 10 und den Durchbrüchen 34 des Pluskör­ pers 26 fluchten. Im Bereich des ovalen Abschnittes 52 der Vergießhülse 48 ist in Fig. 6d die Montage eines B+Anschlußbolzens 69 dargestellt, dessen un­ terer Zapfen 70 mit einer Isolierstoffbuchse 72 in den Durchbruch 20 des Minuskühlkörpers 10 ein­ greift. Eine Kontaktplatte 74 wird mit einer ent­ sprechenden Bohrung auf den Anschlußbolzen 68 geschoben und drückt diesen über einen Kragen 76 gegen den Minuskühlkörper 10. Der Anschlußbolzen 68 wird mittels der Kontaktplatte 74 durch zwei Schrauben 78 auf der Gleichrichteranordnung befe­ stigt und gleichzeitig mit dem Pluskühlkörper 26 großflächig kontaktiert, in dem zwei beidseitig des Anschlußbolzens 68 in der Kontaktplatte 74 angeord­ nete Bohrungen 80 jeweils eine Isolierstoffhülse 82 aufnehmen, durch die jeweils eine Schraube 78 hin­ durchgesteckt und in eine der Gewindebohrungen am Lagerflansch des Drehstromgenerators festgeschraubt wird.

In der Fig. 7 ist das mehrteilige Stanzgitter 62 für die Verschaltung der Gleichrichteranordnung in vergrößertem Maßstab dargestellt, mit dem jeweils paarweise eine Minus- und eine Plusdiode miteinan­ der und mit einer Phase des Drehstromgenerators zu verbinden ist. Wie bereits zu Fig. 6 erläutert, erfolgt der Anschluß der Dioden jeweils über ein Federelement 64, welches aus einem etwa 0,5 mm dicken Kupferblech gestanzt und geprägt, sowie jeweils auf einer Seite mit einem Kupferleiter 84 verschweißt ist. Die Anschlußfahnen 66 für die Wicklungsenden der Generatorwicklung sind jeweils an einem dieser Leiter freigestanzt und geprägt. Für die Gleichrichteranordnung des beschriebenen Ausführungsbeispieles sind insgesamt acht Dioden vorgesehen, wobei jeweils paarweise eine Plus- und eine Minusdiode über ein Stanzteil 62a, 62b und 62c mit jeweils einer Anschlußfahne 66 mit einer Phase der Drehstromwicklung verbunden wird. Ein weiteres Diodenpaar wird über ein viertes Stanzgitterteil 62d mit dem Sternpunkt der Generatorwicklung ver­ schaltet, indem dieses Stanzgitterteil 62c über drei Anschlußfahnen 66 mit den drei Enden der Drehstromwicklung kontaktiert wird.

Claims (10)

1. Gleichrichteranordnung, vorzugsweise für einen Drehstromgenerator für Kraftfahrzeuge, mit wenig­ stens einer jeder Halbwelle jeder Phase des Dreh­ stroms zugeordneten Leistungsdiode und einer Kühl­ anordnung für die Leistungsdioden, wobei die Lei­ stungsdioden gleicher Polarität jeweils auf einem, von zwei plattenartigen, separat hergestellten und gegeneinander isolierten Kühlkörpern elektrisch und thermisch leitend angeordnet sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der die Plusdioden (28) aufweisende Pluskühlkörper (26) auf dem die Minusdioden (12) aufweisenden Minuskühlkörper (10) angeordnet ist, oder umgekehrt, wobei die Minusdioden (12) und die Plusdioden (26) jeweils an der gleichen Seite der Gleichrichteranordnung (40) angeordnet sind.

2. Gleichrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pluskühlkörper (26) groß­ flächig auf dem Minuskühlkörper (10) aufgeklebt ist.

3. Gleichrichteranordnung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Isolierung zwischen dem Minuskühlkörper (10) und dem Pluskühlkörper (26) von einer wärme­ leitenden Kleberschicht (44) gebildet wird.

4. Gleichrichteranordnung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwi­ schen dem Minuskühlkörper (10) und dem Pluskühlkör­ per (26) Abstandshalter angeordnet sind.

5. Gleichrichteranordnung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter von separat eingelegten Fasern ge­ bildet sind.

6. Gleichrichteranordnung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter von in dem die Kleberschicht (44) ergebenden Kleber dispergierten Formteilen, vor­ zugsweise in Form von Kugeln, gebildet werden.

7. Gleichrichteranordnung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Minuskühlkörper (10) und/oder der Pluskühlkörper (26) zumindest an einer ihrer sich gegenüberliegen­ den Seiten eine elektrisch isolierende Oberflächen­ beschichtung (46) aufweisen.

8. Gleichrichteranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenbeschichtung (46) eine vorzugsweise durch Plasmaspritzen oder Flammspritzen aufbringbare keramische Schicht ist.

9. Gleichrichteranordnung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Rand des unteren Kühlkörpers (10) eine Vergieß­ hülse (48) aufgesetzt ist, die die Minusdioden (12), den Pluskühlkörper (26), die Plusdioden (28) und eine Verschaltung (60) aufnimmt.

10. Gleichrichteranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Isolierstoff bestehende Vergießhülse (48) eine durch Abschnitte (50, 52, 54) gebildete gitterförmige Struktur besitzt, die eine gegeneinander isolierte Anordnung der Minus­ dioden (12), der Plusdioden (26) und der Verschal­ tung (60) bewirkt, wobei die Minusdioden (12), die Plusdioden (26) und die Verschaltung (60) innerhalb der Vergießhülse (48) eingegossen sind.