Bei bekannten Drehstromgeneratoren für Kraftfahrzeuge ist zumeist an der hinteren Stirnseite des vom Fahrzeugmotor an- getriebenen Drehstromgenerators eine Gleichrichter- Baueinheit montiert, die die in der Ständerwicklung des Drehstromgenerators erzeugte Dreiphasen-Wechselspannung zur Ladung einer Akkumulatorbatterie für das Bordnetz des Kraft- fahrzeuges gleichrichtet. Die Gleichrichter-Brückenschaltung der Baueinheit besteht aus mehreren Diodenbrücken mit je ei- ner in Reihe geschalteten Minusdiode und Plusdiode. Die Mi- nusdioden sind dabei anodenseitig auf einem gemeinsamen Mi- nus-Kühlkörper und die Plusdioden sind katodenseitig auf ei- nem gemeinsamen Plus-Kühlkörper befestigt und kontaktierte der zugleich eine Minus-beziehungsweise Plus- Anschlussplatte bildet. Ihre freien Enden sind dabei über eine Schaltverbindung zu den einzelnen Diodenbrücken zusam-

mengeschaltet und jeweils mit einem Phasenanschluss der Ständerwicklung eingangsseitig verbunden.

Aus der US-PS 4,606, 000 ist eine solche Lösung bekannt, bei der die Minus-und Plus-Anschlussplatten sandwichartig iso- liert aufeindander liegend am hinteren Lagerschild des Dreh- stromgenerators stirnseitig befestigt sind. Die An- schlussplatten sind dabei im Bereich ihrer Dioden so zuein- ander versetzt, dass die Diodenanschlüsse zur Herstellung der Schaltverbindungen von außen zugänglich sind. Zur Abfüh- rung der Verlustwärme in der Gleichrichter-Baueinheit sind die zwei Anschlussplatten derart vergrößert, dass sie Kühl- körper bilden. Der Minus-Kühlkörper gibt dabei die Verlust- wärme der Minusdioden durch ihre flächige Auflage an das hintere Lagerschild der Maschine ab, wogegen die Verlustwär- me der Plusdioden sowohl über den Plus-Kühlkörper in einem mit Lüftungsschlitzen versehenen Bereich des Kühlkörpers an die dort hindurchströmende Kühlluft des Drehstromgenerators abgegeben wird als auch durch die Wärmeleitfähigkeit im Sta- pel über den Minus-Kühlkörper an das hintere Lagerschild ab- fließt.

Die bekannten Lösungen haben den Nachteil, dass durch die Ausbildung der Anschlussplatten als Kühlkörper die Gleich- richter-Baueinheit relativ große Abmessungen aufweist, so dass nur geringe Freiheitsgrade für die Anbringung der Gleichrichter-Baueinheit am hinteren Lagerschild der Maschi- ne verbleiben. Außerdem ist die Ausbildung der An- schlussplatten als Kühlkörper mit Kühlluftkanälen aufwendig und durch die relativ großen Massen der Kühlkörper besteht beim Auftreten von Schwingungen oder Stößen die Gefahr klei- ner Relativbewegungen zwischen den Gleichrichterteilen un- tereinander sowie zwischen ihnen und dem Lagerschild, was zu Unterbrechungen an der Gleichrichter-Brückenschaltung führen kann.

Mit der vorliegenden Lösung wird angestrebt, die Verlustwär- me der Gleichrichter-Baueinheit auf möglichst effiziente Weise an die Kühlluft der Maschine abzugeben, um die Abmes- sungen der Gleichrichter-Baueinheit möglichst gering zu hal- ten.

Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit den kennzeich- nenden Merkmalen des Anspruches 1 hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass die Verlustwärme der Gleich- richter-Baueinheit zunächst von der Minus-Anschlussplatte über eine gute Wärmeleitung ringförmig im Lagerschild der Maschine verteilt wird, von wo sie zu den radial weiter in- nen liegenden Durchbrüchen gelangt, um dort von dem gesam- ten, vom Lüfter der Maschine angesaugten, durch diese Durch- brüche hindurchtretenden Kühlluftstrom gleichmäßig aufgenom- men zu werden. Diese Kombination von Wärmeleitung und er- zwungener Konvektion durch die Nutzung der relativ kühlen Ansaugluft im achsnahen Bereich des Lagerschildes führt da- bei zu einer effizienten Kühlung der Gleichrichter- Baueinheit, die somit in vorteilhafter Weise als kompaktes, auswechselbares Modul mit kleinen Abmessungen auszubilden ist.

Dabei ergibt sich als weiterer Vorteil, dass zur Anbringung der Gleichrichter-Baueinheit an der Stirnseite des Lager- schildes der Maschine erheblich größere Freiheitsgrade be- stehen, da die Anschlussplatten nicht mehr zu Kühlkörpern vergrößert werden müssen. Die Gleichrichter-Baueinheit kann dadurch ferner kostengünstiger hergestellt und montiert wer- den. Außerdem kann sie aufgrund ihrer verringerten Massen schwingungsrobust am Lagerschild befestigt werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen er- geben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch genannten Merkmale. So wird für eine möglichst gute Wärmeleitung im Lagerschild und eine gute Wärmeableitung an die Kühlluft vorgeschlagen, die Wandung im ringförmigen Abschnitt des Lagerschildes sowie im Bereich mit den Durchbrüchen dicker auszubilden als die Wandung der übrigen Bereiche des Lagerschildes.

Eine gute Wärmeleitung ergibt sich insbesondere dadurch, dass der ringförmige Abschnitt des Lagerschildes als brei- ter, vorzugsweise im Lagerschild integrierter, Aluminiumring ausgebildet ist. Zweckmäßigerweise ist dabei das hintere La- gerschild aus Aluminiumspritzguß hergestellt. Zur Begrenzung der axialen Abmessungen der Maschine wird vorgeschlagen, die Gleichrichter-Baueinheit in vorteilhafter Weise in einer Aussparung des ringförmigen Abschnittes auf der Aussenseite des Lagerschildes anzuordnen.

Da die elektrischen Maschinen und insbesondere die Dreh- stromgeneratoren in Kraftfahrzeugen je nach elektrischer Be- lastung und Anbringung im Motorraum des Kraftfahrzeuges für unterschiedlich hohe Grenztemperaturen ausgelegt werden, wird für Maschinen mit relativ hohen Grenztemperaturen des Lagerschildes, bei einer sogenannten Heiß-Applikation vorge- schlagen, die Gleichrichter-Baueinheit über einen wärmever- teilenden, halbkreisförmig auf dem ringförmigen Abschnitt des Lagerschildes aufsitzenden Zusatzkörper am Lagerschild zu befestigen. Dabei wird zur Verbesserung des Wärmeübergan- ges die Gleichrichter-Baueinheit und/oder der Zusatzkörper über eine Wärmeleitfolie und/oder eine Wärmeleitpaste mit dem Lagerschild bzw. mit dem Zusatzkörper verbunden.

Da in breiteren Durchbrüchen die Kühlluftströmung turbulen- ter wird, erhöht sich damit der Wärmeübergangskoeffizient

gegenüber der Anordnung von Kühlrippen. Um nun einerseits eine gute Wärmeleitung in den Wänden zwischen den einzelnen Durchbrüchen sowie eine gute Wärmeableitung an den Kühlluft- strom in den Durchbrüchen zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass die Durchbrüche im Lagerschild rasterförmig angeordnet und als wabenförmige Schächte ausgebildet sind. Die Länge der Schächte ist dabei durch die Dicke des Lagerschildes in diesem Bereich vorgegeben und die erforderliche Oberfläche für die Wärmeabführung durch Konvektion ist durch die Breite und Anzahl der Schächte zu optimieren.

Um die Gleichrichter-Baueinheit als kompaktes Modul ausbil- den zu können ist vorgesehen, dass die Minus-und Plusdiode einer jeden Diodenbrücke aus Halbleitersubstraten bestehen, die mit ihrem dazwischen eingefügten, eingangsseitigen An- schlussteil jeweils einen zwischen der Plus-und der Minus- Anschlussplatte liegenden Stapel bilden, wobei die Stapel nebeneinander angeordnet und im Isolierstoff eingebettet sind.

Da die einzelnen Phasen der Ständerwicklung der elektrischen Maschine in den meisten Fällen bereits im Bereich ihres hin- teren Wickelkopfes zu einer Sternschaltung verschaltet sind, können ihre herausgeführten Anschlusdrähte in vorteilhafter Weise jeweils direkt an das Anschlussteil einer Diodenbrücke der Gleichrichter-Baueinheit angeschlossen werden. Bei elek- trischen Maschinen, deren Ständerwicklung herausgeführte An- schlussdrähte aufweist, ist es dagegen zweckmäßig eine An- schlussplatte am Lagerschild anzuordnen, über die die An- schlusdrähte der Ständerwicklung miteinander und/oder mit den eingangsseitigen Anschlussteilen der Diodenbrücken der Gleichrichter-Baueinheit zu verschalten sind.

Zeichnung Die Erfindung wird im Folgenden durch Ausführungsbeispiele anhand der Figuren näher erläutert.

Es zeigen Figur 1 das Schaltungsprinzip eines Drehstromgenerators für Kraftfahrzeuge mit einer Gleichrichter-Baueinheit, Figur 2 die Gleichrichter-Baueinheit als kompaktes Modul in vergrößerter Darstellung, Figur 3 zeigt einen Längsschnitt durch das hintere Ende des Drehstromgenerators mit dem neuartigen Lagerschild als er- stes Ausführungsbeispiel, Figur 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des hinteren Lagerschildes mit der Gleichrichter-Baueinheit in der Drauf- sicht und Figur 5 zeigt das Ausführungsbeispiel im Längsschnitt.

Figur 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Lager- schildes mit der Gleichrichter-Baueinheit in der Draufsicht und Figur 7 zeigt dazu den Längsschnitt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele In Figur 1 sind ein von einem Kraftfahrzeugmotor angetriebe- ner, mit 10 bezeichneter Drehstromgenerator und eine ein- gangsseitig damit verbundene Gleichrichter-Baueinheit 11 in ihrem Schaltungsaufbau dargestellt. Der Drehstromgenerator

10 hat eine in Sternschaltung ausgeführte Ständerwicklung mit den Phasensträgen R, S und T, wobei jeder Phasenstrang aus zwei zueinander parallel geschalteten Spulen besteht. In der Gleichrichter-Baueinheit 11 sind drei Diodenbrücken 13 aus zwei in Reihe geschalteten Dioden zu einer Gleichrich- ter-Brückenschaltung parallel geschaltet. Die Diodenbrücken 13 sind mit ihren Minusdioden 14 anodenseitig mit einem ge- meinsamen Minuspol 15 und die Plusdioden 16 sind katodensei- tig mit einem gemeinsamen Pluspol 17 verbunden, wobei Minus- pol und Pluspol den Gleichstromausgang des Drehstromgenera- tors 10 zur Versorgung einer Akkumulatorbatterie im Bordnetz des Kraftfahrzeuges bilden. Zwischen der Minusdiode 14 und der Plusdiode 16 einer jeden Diodenbrücke 13 ist ein An- schlussteil 18 eingesetzt. An diesen den Eingang der Gleich- richter-Baueinheit 11 bildenden Anschlussteilen 18 ist je- weils das Ende eines Phasenstranges R, S, T der Ständerwick- lung 12 angeschlossen.

Aus Figur 2 ist erkennbar, dass die Gleichrichter-Baueinheit 11 ein kompaktes, auswechselbares Gleichrichter-Modul bil- det, bei dem der Pluspol 17 als Plus-Anschlussplatte und der Minuspol 15 als Minus-Anschlussplatte aus Aluminium oder ei- nem anderen gut strom-und wärmeleitenden Material ausgebil- det sind. Dort ist ferner erkennbar, dass die Minusdioden 14 und Plusdioden 16 einer jeden Diodenbrücke 13 aus Halblei- tersubstraten bestehen, die mit ihrem dazwischen angeordne- ten Anschlussteil 18 drei nebeneinander angeordnete Stapel 19 bilden, welche jeweils zwischen der Minus-Anschlussplatte 15 und der Plus-Anschlussplatte 17 liegen und in Isolier- stoff eingebettet sind.

Figur 3 zeigt das hintere Ende des Drehstromgenerators 10 im Längsschnitt, dessen Klauenpolläufer 20 in bekannter Weise mit seiner Läuferwelle 21 in einem Lager 22 am hinteren La- gerschild 23 aufgenommen ist, wobei das aus dem Lagerschild

23 herausragende Ende der Läuferwelle 21 eine Schleifring- anordnung 24 trägt. Die nicht dargestellte Erregerwicklung des Klauenpolläufers 20 wird über die Schleifringanordnung 24 von Kohlebürsten 25 eines stirnseitig am Lagerschild 23 befestigten Bürstenhalters 26 mit Erregerstrom versorgt.

Die Gleichrichter-Baueinheit 11 ist mit ihrer Minus- Anschlussplatte 15 auf einem wärmeleitenden, ringförmigen Abschnitt 23a des Lagerschildes 23 wärmeleitend befestigt.

Der achsfernere ringförmige Abschnitt 23a des Lagerschildes 23 umgibt dabei einen achsnäheren Bereich 23b des Lager- schildes 23, der mit rasterförmig angeordneten, axial ver- laufenden Durchbrüchen 27 versehen ist. An der hinteren Stirnseite des Klauenpolläufers 20 ist ein Lüfter 28 befe- stigt, der beim Betrieb des Drehstromgenerators einen durch Pfeile angedeuteten Kühlluftstrom 29 erzeugt. Die Kühlluft wird dabei im achsnahen Bereich vom Lüfter 28 angesaugt und radial nach außen am hinteren Wickelkopf der Ständerwicklung 12 vorbei durch Lüftungsschlitze 30 nach außen geblasen. Die Kühlluft wird dabei zunächst durch Öffnungen 31a an der Stirnseite einer die Schleifringanordnung 24, den Bürsten- halter 26 und die Gleichrichter-Baueinheit 11 abdeckenden Schutzkappe 31 angesaugt, von wo sie dann im achsnahen Be- reich relativ gleichmäßig nach innen durch die Durchbrüche 27 im Lagerschild 23 hindurchströmt. In dem ringförmigen Ab- schnitt 23a des Lagerschildes sowie in dem davon eingefass- ten inneren Bereich 23b mit den Durchbrüchen 27 ist die Wan- dung dicker ausgebildet als in den übrigen Bereichen, wie beispielsweise am Außenumfang des Lagerschildes 23, der den hinteren Wickelkopf der Ständerwicklung 12 einfasst. Zumin- dest der die Gleichrichter-Baueinheit 11 tragende, ringför- mige Abschnitt 23a des Lagerschildes 23 ist zur Erzielung einer guten und gleichmäßigen Verteilung der Verlustwärme der Gleichrichter-Baueinheit 11 als breiter Aluminiumring ausgebildet. Da das Lagerschild 23 in den meisten Fällen ein

Aluminium-Spritzgussteil ist, ist dort auch der Aluminium- ring als ringförmiger Abschnitt 23a integraler Bestandteil des Lagerschildes 23. Alternativ ist es jedoch ebenfalls möglich, bei unterschiedlichen Materialien den ringförmigen Abschnitt 23a vom Material des Lagerschildes 23 zu umsprit- zen. Aus Figur 3 ist erkennbar, dass der ringförmige Ab- schnitt 23a des Lagerschildes 23 sich nach außen konisch verjüngt, wobei die Gleichrichter-Baueinheit 11 in einer Aussparung 32 des ringförmigen Abschnittes 23a auf der Au- ssenseite des Lagerschildes 23 angeordnet ist.

Beim Betrieb des Drehstromgenerators 10 wird durch die Gleichrichtung der Wechselspannung in den drei Phasensträn- gen R, S und T durch die Dioden 14 und 16 in der Gleichrich- ter-Baueinheit 11 eine Verlustwärme erzeugt, die zunächst von der Minus-Anschlussplatte 15 aufgenommen und über ihre großflächige Auflage am ringförmigen Abschnitt 23a des La- gerschildes 23 in das Lagerschild eingeleitet wird. Die Ver- lustwärme verteilt sich dort aufgrund der guten Wärmeleitung gleichmäßig über den ringförmigen Abschnitt 23a und fließt von dort radial nach innen in den Bereich 23b mit den Durch- brüchen 27. An den Wandungen der Durchbrüche 27 wird nun die Verlustwärme der Gleichrichter-Baueinheit 11 durch Konvekti- on an die dort durchströmende, vom Lüfter 28 angesaugte Kühlluft abgegeben. Die Durchbrüche können dabei als Bohrun- gen oder als Schächte mit unterschiedlichem Querschnitt aus- gebildet sein, wobei die Breite der Durchbrüche 27 so ge- wählt wird, dass die durch sie hindurchströmende Kühlluft zur besseren Wärmeabführung dort eine turbulente Strömung erzeugt. Die für die Konvektion benötigte hohe Fläche an den Durchbrüchen 27 bzw. Schächten wird durch die Materialstärke des Lagerschildes 23 in diesem inneren Bereich 23b geschaf- fen.

In Figur 4 und 5 ist eine weitere Ausführungsform des Lager- schildes 23 dargestellt, wobei die Durchbrüche in dem vom ringförmigen Abschnitt 23a mit der Gleichrichter-Baueinheit 11 umgebenen inneren Bereich 23b ringartig angeordnete, wa- benförmig ausgebildete Schächte 27a sind. Dort ist ferner erkennbar, dass zur Herstellung der Verbindungen zwischen der Ständerwicklung 12 des Drehstromgenerators und den ein- gangsseitigen Anschlussteilen 18 der Gleichrichter- Baueinheit 11 ein Anschlussverbinder 33 auf dem ringförmigen Abschnitt 23a des Lagerschildes 23 angeordnet ist. Während die sechs freien Wicklungsenden der drei Phasenstränge R, S, T vom hinteren Wickelkopf der Ständerwicklung 12 durch Boh- rungen des Lagerschildes 23 herausgeführt sind, befinden sich die drei eingangsseitigen Anschlussteile 18 an der un- teren Längsseite der Gleichrichter-Baueinheit 11. Über drei in dem Anschlussverbinder 33 eingebettete, gestrichelt ange- deutete Verbindungsleiter 34 werden die drei Anschlussteile 18 an Anschlussstellen 35 jeweils mit zwei Anschlussdrähten eines Phasenstranges der Ständerwicklung 12 verschaltet.

Die Figuren 6 und 7 zeigen als weitere Ausführungsform das Lagerschild 23 mit der Gleichrichter-Baueinheit 11, wobei die Ständerwicklung 12 mit ihren am hinteren Wickelkopf her- ausgeführten Anschlussdrähten 12a durch nebeneinander lie- gende Bohrungen 36 des Lagerschildes 23 im Bereich der Gleichrichter-Baueinheit 11 hindurchgeführt und dort jeweils direkt an das Anschlussteil 18 einer Diodenbrücke 13 der Gleichrichter-Baueinheit 11 angeschlossen sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ferner für die Gleichrichter- Baueinheit 11 eine sogenannte Heißapplikation am Lagerschild 23 vorgesehen für den Fall, dass das Lagerschild des Dreh- stromgenerators 11 bereits aufgrund einer hohen Auslastung und/oder einer ungünstigen Einbaulage im Motorraum des Kraftfahrzeuges eine relativ hohe Betriebstemperatur an- nimmt. Bei dieser Ausführung ist das Wärmegefälle zwischen

der Gleichrichter-Baueinheit 11 und dem Lagerschild 23 ge- ringer als im Normalfall, wodurch auch die Wärmeabführung und-verteilung am ringförmigen Abschnitt 23a des Lager- schildes 23 erschwert ist. Um auch für diesen Fall eine aus- reichende Abführung der Verlustwärme aus der Gleichrichter- Baueinheit 11 zu gewährleisten, ist vorgesehen, die Gleich- richter-Baueinheit 11 auf einem wärmeverteilenden, halb- kreisförmig ausgebildeten Zusatzkörper 37 zu befestigen, der mit seiner Rückseite flächig auf dem ringförmigen Abschnitt 23a des Lagerschildes 23 aufliegt. Für einen optimalen Wär- meübergang von der Gleichrichter-Baueinheit 11 zum Zusatz- körper 37 sowie vom Zusatzkörper 37 zum Lagerschild 23 wird zwischen diesen Teilen eine Wärmeleitpaste und ggf. noch ei- ne Wärmeleitfolie 38 eingefügt.

Durch die achsnahe Ansaugung der Kühlluft vom Lüfter 28 des Drehstromgenerators 10 wird in allen drei Ausführungsbei- spielen sichergestellt, dass das die radial austretende, er- wärmte Kühlluft nicht über eine Zirkulation in den Ansaugbe- reich zurückströmt. Dies wird auch noch durch die Schutzkap- pe 31 auf der Stirnseite des Lagerschildes unterstützt. Bei der direkten Kontaktierung der Gleichrichter-Baueinheit 11 mit den Wicklungsenden 12a der Ständerwicklung 12 entfällt der Anschlussverbinder 33 aus Figur 4, wodurch die Anzahl der einzelnen Bauteile reduziert wird. Allen drei Ausfüh- rungsbeispielen gemeinsam ist ferner die Verwendung des hin- teren Lagerschildes 23 als Masseanschluss, der mit der Mi- nus-Anschlussplatte 15 der Gleichrichter-Baueinheit 11 elek- trisch verbunden ist. eine Plus-Anschlussklemme kann bei- spielsweise direkt an der Plus-Anschlussplatte 17 der Gleichrichter-Baueinheit 11 angebracht werden oder sie wird zum Beispiel am Lagerschild 23 isoliert befestigt und über eine Stromschiene mit der Plus-Anschlussplatte elektrisch verbunden.