DE69124073T2 - Speise- und Steuereinheit für einen Wechselstromgenerator eines Fahrzeugs - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft eine Speise- und Regel-Vorrichtung für einen Wechselstromgenerator von Kraftfahrzeugen, wie sie im Oberbegriff von Anspruch 1 festgelegt ist.
• DE-A-30 12 636 offenbart eine derartige Speise- und Regel-Vorrichtung, bei der der Spannungsregler von einem Aufbau getragen wird, der eine Tragplatte, die auf dem Bürstenhalter ausgebildet ist, sowie zwei getrennte Aufnahmeelemente enthält, die in Randöffnungen der Tragplatte eingesetzt werden. Die Anschlüsse des Spannungsreglers verlaufen durch Öffnungen, die zwischen den passenden Kontakträndern der Tragplatte und den zugeordneten Aufnahmeelementen verlaufen. Diese Anschlüsse werden mit Kontaktelementen des Bürstenhalters verschweißt.
• DE-A-38 05 060 offenbart eine Speisevorrichtung für einen Gleichstrommotor, die einen Bürstenhalter aus Isolierwerkstoff aufweist, bei dem zwei bewegbare, leitende Bürsten befestigt sind, um mit den Kollektorblättern des Rotors des Motors zusammenzuwirken. Der Bürstenhalter-Körper ist gemeinsam mit einer Isolierhalterung ausgebildet, die Verbindungsleitungen in Form von gestanzten/gebogenen Metallbahnen trägt.
• Gegenstand dieser Erfindung ist es, eine neue und verbesserte Speise- und Regel-Vorrichtung zu liefern, wie sie oben erwähnt wurde.
• Dieser Gegenstand wird erfindungsgemäß mit einer Speise- und Regel- Vorrichtung erreicht, die jene Merkmale besitzt, die im Anspruch 1 festgelegt sind.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nun folgenden ausführlichen Beschreibung eines nichteinschränkenden Beispiels und im Zusammenhang den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen zeigt:
• Fig. 1 den Schrägriß einer Speise- und Regel-Vorrichtung für einen Wechselstromgenerator gemäß der Erfindung;
• Fig. 2 das Schaltbild eines Wechselstromgenerators und der zugeordneten Speise- und Regel-Vorrichtung;
• Fig. 3 den Teilschnitt entlang der Achse III-III von Fig. 1; und
• Fig. 4 die teilweise geschnittene Ansicht einer Abart des Teils der Speise- und Regel-Vorrichtung von Fig. 3 in vergrößertem Maßstab.
• Im Zusammenhang mit den Zeichnungen weist eine Speise- und Regel-Vorrichtung für einen Wechselstromgenerator erfindungsgemäß einen aus einem Stück bestehenden Aufbau 1 aus einem Isolierwerkstoff auf, der aus Kunstharz gegossen wird. Wie Fig. 1 zeigt, weist der Aufbau 1 einen ersten, im allgemeinen parallelepipedförmigen Teil 1a mit zwei parallelen Kammern auf, von denen jede eine leitende Bürste 2 aufnimmt, die bewegbar ist, wobei auf sie eine entsprechende Feder 3 axial einwirkt.
• Ein leitendes Flechtband 4 ist mit jeder Bürste 2 verbunden, wobei es in einer kanalförmigen Rille 5 oben im Teil 1a des Aufbaus 1 verläuft und durch einen Schlitz in einem Teil der Bodenwand der Rille geht.
• Jedes Flechtband ist mit einem entsprechenden Anschluß 7 aus einem leitenden Werkstoff verbunden, der vom Teil 1a des isolierenden Tragaufbaus 1 gehalten wird.
• Der aus einem Stück bestehende Aufbau 1 weist weiters einen zweiten Teil auf, der mit dem Bezugszeichen 1b versehen ist und plattenförmig von einer Hauptseitenfläche des Teils 1a in einer Ebene verläuft, die im wesentlichen senkrecht auf die Ebene des Teils 1a steht.
• Wie Fig. 3 zeigt, besitzt der Mittelbereich des Teils 1b des Tragaufbaus eine mit der Bezugsziffer 8 versehene Öffnung, in der ein integrierter Spannungsregel-Schaltkreis angebracht ist, der allgemein die Bezugsziffer 9 trägt. Bei der in Fig. 1 und 3 gezeigten Ausführungsform ist der Spannungsregel-Schaltkreis in ein genormtes TO3-Gehäuse eingeschlossen, das zwei Flansche besitzt, mit denen es am Teil 1b des Isolieraufbaus 1 mit zwei Metallnieten befestigt ist, die die Bezugsziffer 10 tragen.
• Bei der Ausführungsform von Fig. 1 und 3 besitzt der integrierte Spannungsregel-Schaltkreis 9 eine Vielzahl von Anschlüssen oder Stiften (einige sind in Fig. 3 mit der Bezugsziffer 11 versehen), die in die Öffnung 8 im Tragaufbau 1 verlaufen. Diese Anschlüsse oder Stifte dienen dazu, um mit dem Wechselstromgenerator und einer Signallampe verbunden zu werden, wie dies im wesentlichen das Schaltbild von Fig. 2 zeigt. In dieser Zeichnung ist ein Generator für die Wiederaufladung der Batterie 31 eines Kraftfahrzeugs allgemein mit der Bezugsziffer 30 versehen. Der Generator weist einen Wechselstromgenerator 32 mit einer Feldwicklung 33 und einer dreiphasigen Ankerwicklung 34 auf, die bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform im Stern geschaltet ist. Die Drehstromwicklung liegt an einem Zweiweg-Brückengleichrichter, der allgemein die Bezugsziffer 35 trägt und von Halbleiterdioden 36 gebildet wird.
• Der Brückengleichrichter 35 liegt zwischen Masse und dem positiven Pol der Batterie 31.
• Wie das Schaltbild von Fig. 2 zeigt; liegt der Spannungsregler 9 im Betrieb mit einem Anschluß 11a am Ausgang des Brückengleichrichters 35, mit einem Anschluß 11b an einer Phase der Drehstromwicklung 34, mit einem Anschluß 11c an der Feldwicklung 35, mit einem Anschluß 11d an Masse und mit einem Anschluß 11e an einer Signallampe 38.
• Ein Handschalter 37 liegt zwischen der Lampe und der Batterie 31.
• Nunmehr wird auf Fig. 1 und 3 Bezug genommen. Die Anschlüsse des integrierten Schaltkreises 9, die in Fig. 3 allgemein mit der Bezugsziffer 11 bezeichnet sind, werden mit den Enden von Leitern verbunden, die in den aus einem Stück bestehenden Isolieraufbau 1 beim Gießvorgang eingeschlossen werden. Die Enden von einigen Leitern sind in Fig. 3 mit den Bezugsziffern 12, 13 und 14 versehen. Diese Enden ragen aus der Seitenwand der Öffnung 8 im Teil 1b des Aufbaus 1 an entsprechenden Stellen, die den Stellen der Anschlüsse des Schaltkreises entsprechen. Im besonderen werden alle freien Enden der Leiter, die in dem aus einem Stück bestehenden Isolieraufbau eingeschlossen sind, gebogen, wobei sie in die gleiche Richtung im wesentlichen senkrecht zum Teil 1b des Aufbaus verlaufen und beispielsweise elektrisch mit den entsprechenden Stiften des integrierten Schaltkreises 9 verschweißt werden.
• Die anderen Enden der Leiter ragen aus dem aus einem Stück bestehenden Aufbau 1 an verschiedenen Stellen heraus, wie dies Fig. 1 zeigt, in der diese anderen Enden die Bezugsziffern 21a bis 21e tragen.
• Die aus einem Stück bestehende Speise- und Regel-Vorrichtung gemäß der Erfindung kann leicht zusammengebaut und auf einem Wechselstromgenerator nahe bei einem Ende der Wechselstromgenerator-Welle, auf der die Kollektorringe sitzen, befestigt werden, wie dies Fig. 1 zeigt, in der der Umriß des Wechselstromgenerators strichliert dargestellt und mit dem Bezugszeichen A versehen ist.
• Fig. 4 zeigt eine Abart jenes Teils der Speise- und Regel-Vorrichtung, an dem der integrierte Spannungsregel-Schaltkreis angeordnet ist.
• Gemäß Fig. 4, in der die gleichen Bezugszeichen wie bei den bereits beschriebenen Teilen verwendet werden, ist im ebenen Teil 1b des aus einem Stück bestehenden, isolierenden Tragaufbaus eine Ausnehmung ausgebildet, die mit der Bezugsziffer 40 versehen ist. Die freien Enden der in dem aus einem Stück bestehenden Isoliertragaufbau 1b eingeschlossenen Leiter verlaufen im Boden dieser Ausnehmung Diese Enden sind wiederum mit den Bezugsziffern 12, 13 und 14 versehen. Jener Leiter, der die Bezugsziffer 13 trägt, wird mit Masse verbunden, wobei das Schaltkreisplättchen 9 des integrierten Spannungsregel- Schaltkreises darauf angeordnet wird, und wobei (optimal) ein Element 41 aus einem leitenden Material, beispielsweise aus Kupfer, dazwischenliegt.
• Die Enden von leitenden Verbindungsdrähten, die mit der Bezugsziffer 42 versehen sind, werden mit den Anschlüssen des Schaltkreisplättchens 9 und mit den freien Enden 12 und 14 der Leiter verlötet, die in dem aus einem Stück bestehenden Isolieraufbau eingeschlossen sind.
• Eine mit der Bezugsziffer 43 bezeichnete Rille im ebenen Teil 1b des aus einem Stück bestehenden Aufbaus 1 rund um den Rand der Ausnehmung 40 nimmt einen elastischen Dichtungring 44 auf.
• Schließlich wird der Ausnehmung 40 ein Verschluß- und Wärmeableit- Element 50 aus einem wärmeleitenden Material zugeordnet, das auf seiner unteren Fläche mit einer Vielzahl von integrierten Vorsprüngen 51 versehen ist, die so in die Ausnehmung verlaufen, daß sie mit dem Wärmeableit-Element 41 in Berührung treten, auf dem das Schaltkreisplättchen 9 des integrierten Spannungsregel-Schaltkreises angeordnet ist.
• Das Verschluß- und Wärmeableit-Element so ist auf seiner Außenfläche herkömmlich mit einer Vielzahl von Kühlrippen 52 versehen. Die untere Fläche des Elements 50 besitzt weiters in der Nähe des Rands einen ringförmigen Vorsprung 53, der in die Rille 43 im ebenen Teil 1b des aus einem Stück bestehenden Isolieraufbaus verläuft und den elastischen Ring 44 abdichtend zusammendrückt.
• Der Bereich innerhalb der Ausnehmung 40 wird dann mit einem Isolierwerkstoff ausgefüllt, beispielsweise mit einem Kunstharz, das durch eine Öffnung (nicht dargestellt) im Verschlußelement 50 eingegossen wird. Das Element 50 wird am ebenen Teil 1b des aus einem Stück bestehenden Aufbaus 1 beispielsweise so befestigt, wie dies Fig. 4 zeigt, d.h. dadurch, daß die Enden einer Vielzahl von Vorsprüngen 60 gestaucht werden, die mit dem ebenen Teil 1b gemeinsam ausgebildet sind und durch entsprechende Öffnungen am Rand des Verschlußelements 50 verlaufen. Andererseits kann das Verschlußelement 50 am Aufbau 1 auch angeschraubt oder angenietet, angeklebt oder mit anderen bekannten Systemen befestigt werden.
• Selbstverständlich bleibt die Grundlage der Erfindung gleich, wobei die Arten von Ausführungsformen sowie Einzelheiten des Aufbaus gegenüber der Beschreibung und den Zeichnungen des nichteinschränkenden Beispiels weit verändert werden können, ohne dadurch vom Bereich dieser Erfindung abzuweichen, die in den beiliegenden Ansprüchen festgelegt ist.

Claims (10)

1. Speise- und Regel-Vorrichtung für einen Wechselstromgenerator (A) für Kraftfahrzeuge, wobei die Stufe enthält:

einen Bürstenhalter mit einem Körper (1a) aus einem Isolierwerkstoff, in dem zwei bewegbare, leitende Bürsten (2) angebracht werden, um mit entsprechenden Ringen des Rotors des Wechselstromgenerators (A) zusammenzuwirken, und

einen integrierten Schaltkreis (9), um die vom Wechselstromgenerator erzeugte Spannung zu regeln, wobei der integrierte Schaltkreis auf einer elektrisch isolierenden Halterung (1b) befestigt ist, die dazu dient, um an einem ortsfesten Teil des Wechselstromgenerators (A) befestigt zu werden,

dadurch gekennzeichnet, daß der Bürstenhalter-Körper (1a) und die Halterung (1b) für den integrierten Spannungsregel-Schaltkreis (9) von einem aus einem Stück bestehenden Aufbau (1) aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff gebildet werden, wobei der integrierte Schaltkreis (9) ein Schaltkreisplättchen aufweist, das Anschlüsse oder Stifte (11) besitzt, die mit Leitern (12-14) verbunden werden, die an dem aus einem Stück bestehenden Isolieraufbau befestigt sind.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus einem Stück bestehende Isolieraufbau (1) aus Kunstharz gegossen wird, wobei die Leiter (12, 13, 14) während des Gießvorgangs zumindest teilweise im Harz eingeschlossen werden.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aus einem Stück bestehende Aufbau (1) einen ersten Teil (1a), in dem die leitenden Bürsten (2) untergebracht sind, sowie einen plattenförmigen zweiten Teil (1b) aufweist, der in einer Ebene liegt, die im wesentlichen senkrecht zur Ebene des ersten Teils (1a) verläuft.

4. Vorrichtung gemäß irgendeinem der bisherigen Ansprüche, wobei der Regelschaltkreis (9) in einem Gehäuse eingeschlossen ist und eine Vielzahl von Anschlußstiften (11) besitzt, die im wesentlichen parallel zueinander von einer Fläche des Gehäuses verlaufen,

dadurch gekennzeichnet, daß ein ebener Teil (1b) des aus einem Stück bestehenden Tragaufbaus (1) eine Öffnung (8) besitzt, von deren Rand die freien Enden (12, 13, 14) von einer Vielzahl von Leitern, die im Aufbau (1) eingeschlossen sind, an Stellen verlaufen, die den Stellen der Anschlüsse (11) des Schaltkreises (9) entsprechen, wobei der integrierte Schaltkreis (9) am ebenen Teil (1b) des Tragaufbaus (1) so angebracht wird, daß seine Anschlüsse (11), die in die Öffnung (8) verlaufen, mit den freien Enden (12, 13, 14) der Leiter in Berührung treten.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle freien Enden (12, 13, 14) der Leiter in die gleiche Richtung im wesentlichen senkrecht zur Ebene des ebenen Teils (1b) des Tragaufbaus (1) gebogen und mit den entsprechenden Anschlüssen (11) des integrierten Schaltkreises (9) verschweißt werden.

6. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein ebener Teil (1b) des aus einem Stück bestehenden Tragaufbaus (1) eine Ausnehmung (40) besitzt, an deren Boden das Schaltkreisplättchen (9) des Spannungsregel-Schaltkreises neben den freien Enden (12, 13, 14) von Leitern angeordnet wird, die im Aufbau (1) eingeschlossen sind, wobei die Enden von leitenden Verbindungsdrähten (42) mit den Anschlüssen des Schaltkreisplättchens (9) sowie den freien Enden (12, 13, 14) der Leiter verlötet werden, worauf die Ausnehmung (40) mit einem elektrisch isolierenden Werkstoff ausgefüllt wird.

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltkreisplättchen (9) am freien Ende (13) jenes Leiters angeordnet wird, der dazu vorgesehen ist, um mit Masse verbunden zu werden, wobei möglicherweise ein Metallelement (41) dazwischenliegt, das als Wärmeableitung dient.

8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausnehmung (40) ein Verschlußelement (50) aus einem wärmeleitenden Material zugeordnet wird, das zumindest einen Vorsprung (51) besitzt, der in die Ausnehmung (40) verläuft, um mit einem Ableitelement (41) in Berührung zu treten, das mit dem Schaltkreisplättchen (9) des Spannungsregel-Schaltkreises in einem Wärmeaustausch steht.

9. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (50) an seiner Außenfläche eine Vielzahl von Kühlrippen (52) besitzt.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine ringförmige Rille (43) rund um die Ausnehmung (40) einen elastischen Dichtungsring (44) aufnimmt, und daß das Verschlußelement (50) auf der Rille (43) aufliegt und auf den Dichtungsring (44) einen Druck ausübt.