Beschreibung

Titel Gleichrichtereinrichtung für einen Generator eines Fahrzeugs

Die Erfindung betrifft eine Gleichrichtereinhchtung für einen Generator eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, mit einem Kühlkörper, an dem über eine Gewindeverbindung ein elektrischer Anschlussbolzen befestigt ist.

Stand der Technik

Gleichrichtereinrichtungen für Generatoren von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, sind bekannt. Sie dienen dazu, die vom Generator, meist Drehstromgenerator, gelieferte Wechselspannung beziehungsweise Wechselspannungen in eine für das Bordnetz des Fahrzeugs geeignete Gleichspannung umzuwandeln. Hierzu werden Leistungs-Gleichrichterdioden verwendet, die im Betrieb aber Abwärme entwickeln, so dass sie eine Kühlung benötigen. Hierzu werden auf Potential liegende Kühlkörper verwendet, also solche, die auf Massepotential beziehungsweise auf Spannungspotential des Generators liegen. In diese ist ein Anschlussbolzen zum Spannungsabgriff eingesetzt. Beispielsweise offenbart die DE 39 29 427 A1 eine Gleichrichtereinrichtung für Drehstromgeneratoren von Fahrzeugen mit zwei metallischen, zueinander parallel angeordneten Kühlplatten, in die Anschlussbolzen in Isolierstoffbuchsen eingelassen sind, wobei die

Isolierstoffbuchse an Leiterplatten zwischen den beiden Kühlplatten angeformt ist. Weiter offenbart die DE 39 01 559 A1 einen Ladegenerator mit einem Gleichrichter innerhalb eines Gehäuses und einem Ausgangsanschluss, der mit dem Gleichrichter verbunden ist und in Bezug auf eine Welle radial vorsteht, wobei der Anschlussbolzen über einen Montagearm in dem Gehäuse des Generators eingeschraubt ist. An den aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsformen ist nachteilig, dass der Anschlussbolzen im Kühlkörper des Gleichrichters eingepresst oder eingeschraubt ist. Der Kühlkörper muss folglich eine Ausnehmung, insbesondere eine Bohrung aufweisen, in die ein Gewinde eingeschnitten ist. Die entsprechende Ausnehmung, insbesondere Bohrung,

muss demzufolge präzise gefertigt und überdies im Falle der Verschraubung mit einem Gewinde versehen werden, das in die eingebrachte Bohrung geschnitten wird.

Hieran ist der hohe Fertigungsaufwand nachteilig.

Offenbarung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gleichrichtereinrichtung der gattungsmäßigen Art bereitzustellen, die die genannten Nachteile vermeidet.

Hierzu wird eine Gleichrichtereinrichtung für einen Generator eine Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, mit einem Kühlkörper vorgeschlagen, an dem über eine Gewindeverbindung ein elektrischer Anschlussbolzen befestigt ist. Hierbei ist vorgesehen, dass der Anschlussbolzen ein selbstfurchendes Gewinde aufweist, das in eine Vertiefung des Kühlkörpers eingeschraubt ist. Anders als im Stand der Technik muss das Gegengewinde zur Verschraubung des Anschlussbolzens, das als Innengewinde in dem Kühlkörper ausgebildet ist, nicht in eine Ausnehmung des Kühlkörpers, insbesondere Bohrung, eingeschnitten werden. Vielmehr reicht es aus, dass der Kühlkörper eine öffnung, insbesondere eine bereits in der Herstellung vorgesehene, einfache öffnung aufweist, in die der Anschlussbolzen über ein an diesem angeordnetes selbstfurchendes Gewinde eingesetzt wird. Das selbstfurchende Gewinde erzeugt hierbei beim Einschraubvorgang das erforderliche Gegengewinde (Innengewinde) selbst. Die im Stand der Technik übliche und erforderliche

Bearbeitung zur Ausbildung des Innengewindes entfällt hierbei. Insbesondere ist somit keine spanabhebende oder materialabtragende Bearbeitung der Ausnehmung erforderlich, da das selbstfurchende Gewinde sein Gegengewinde durch Materialverdrängung in der Vertiefung selbst erzeugt. Damit wird vorteilhaft der aufwendige Arbeitsschritt des Gewindeschneidens eingespart, und insbesondere ist auch nicht die für das Gewindeschneiden herkömmlicher Art erforderliche, sorgfältige Anfertigen der Vertiefung mit anschließendem Versäubern und Kalibrieren notwendig; vielmehr kann die Vertiefung mit einer gewissen Durchmessertoleranz hergestellt werden.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Kühlkörper ein Gusskühlkörper ist, wobei die Vertiefung ein Gussloch ist. Der Kühlkörper wird folglich als Gussteil hergestellt, wobei die Vertiefung, die das selbstfurchende Gewinde aufnimmt, ein Gussloch ist. Zur Herstellung der Vertiefung ist folglich kein eigener Arbeitsschritt erforderlich, da die Vertiefung im Zuge der Herstellung des Gusskühlkörpers mitausgebildet wird. Sie ist integraler Bestandteil des Gussprodukts.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das selbstfurchende Gewinde ein metrisches Gewinde ist. Auf diese Weise ist auch der Ersatz des Anschlussbolzens mit anderen, sogar nicht selbstfurchenden Gewinden möglich, sofern diese den metrischen Gewindespezifikationen entsprechen. Die Verwendung von metrischen Gewinden erlaubt den Einsatz aller entsprechend genormten Komponenten.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Anschlussbolzen ein freies Ende aufweist, das mit einem Gewinde versehen ist. Das freie Ende ist das Ende, mit dem der Anschlussbolzen den Generator beziehungsweise einen Teil des Generators überragt, so dass an das freie Ende ein Stromkabel oder ein anderer Leiter zur Ableitung von Potential beziehungsweise Herstellung von stromführenden Verbindungen hergestellt werden kann. über das daran ausgebildete Gewinde lässt sich eine Stromverbindung lösbar befestigen. Die Stromverbindung kann folglich befestigt und wieder abgenommen werden, was zu einer erheblichen Wartungsfreundlichkeit des Generators führt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Gleichrichtereinrichtung im Gehäuse des Generators, insbesondere Drehstromgenerators, des Fahrzeugs erfolgt. Die Gleichrichtereinrichtung ist folglich innerhalb eines Generatorgehäuses angeordnet, insbesondere auch integraler Bestandteil des Generators. Auf diese Weise lassen sich einfach zu handhabende Ausführungsformen von Generatoren herstellen, die insgesamt als Baueinheit Verwendung finden.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus Kombinationen derselben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen

Figur 1 eine Detaildarstellung eines Anschlussbolzens mit selbstfurchendem Gewinde in einem Gussloch eines

Gusskühlkörpers und

Figur 2 eine Tabelle, die beispielhaft Maße für das Einschrauben eines metrischen Gewindes in Leichtmetallwerkstoff mit einer Härte unter 140 HB aufweist.

Ausführungsform(en) der Erfindung

Figur 1 zeigt einen Anschlussbolzen 1 mit einem selbstfurchenden Gewinde 2, der über eine Gewindeverbindung 3 in eine Vertiefung 4 eines Kühlkörpers 5 eines nur ausschnittsweise dargestellten Generators 6 eingeschraubt ist. Der Kühlkörper 5 ist hierbei als Gusskühlkörper 7 ausgebildet, insbesondere als ein solcher, der der Kühlung von hier nicht dargestellten Gleichrichterdioden dient. Die Vertiefung 4 ist als Gussloch 8 ausgebildet, das, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, an einer Außenseite 9 des Kühlkörpers 5 einseitig offen oder auch beidseitig offen sein kann. Das Gussloch 8 wird beim Guss des Gusskühlkörpers 7 gewonnen, es bedarf insbesondere keiner weiteren Bearbeitung wie dem Einschneiden eines Innengwindes zur Aufnahme des Anschlussbolzens 1. Der Anschlussbolzen 1 weist nämlich einseitig ein freies Ende 10 auf, an dem der Anschluss von Stromleitern, beispielsweise Stromkabeln, zum Abgriff der gleichgerichteten Spannung beziehungsweise des gewünschten Potentials erfolgt. über eine Einschraubbegrenzung 11 , die, in Axialerstreckung an das freie Ende 10 anschließend, in Form beispielsweise einer Auskragung 12 ausgebildet ist, und die die Einschraubtiefe des Anschlussbolzens 1 in das Gussloch 8 begrenzt, schließt sich in Axialerstreckung das selbstfurchende

Gewinde 2 an. Das selbstfurchende Gewinde 2 ist als metrisches Gewinde 13 ausgebildet, wobei dieses einen sich verringernden Gewindeaußendurchmesser dσ aufweist, je weiter sich das selbstfurchende Gewinde 2 in der Axialerstreckung von der Einschraubbegrenzung 11 weg zu dem dem freien Ende 10 gegenüberliegenden Gewindebeginn 14 erstreckt. Am Gewindebeginn 14 ist der Gewindeaußendurchmesser O _G folglich kleiner als an dem in der Nähe der Einschraubbegrenzung 11 liegenden Gewindeende 15. Auf diese Weise wird erreicht, dass das selbstfurchende Gewinde 2 zu Beginn des Einschraubvorgangs sich ohne allzu große Kraftaufwendung in den Gusskühlkörper 7, nämlich das Gussloch 8, einschraubt, wobei es im Bereich einer Gusslochinnenmantelfläche 16 zu einer Verdrängung von Gussmaterial 17 im Bereich des selbstfurchenden Gewindes 2 kommt. Das Gussloch 8 hat hierzu einen Durchmesser dx, der geringfügig geringer als der Gewindeaußendurchmesser O _G ist. Als Differenz zwischen dem Gewindeaußendurchmesser D _G und dem Durchmesser dx des Gussloches 8 ergibt sich die Gewindeüberschneidung u.

Die Gewindeüberschneidung u ist in Figur 2 tabellarisch dargestellt. Hier werden beispielhaft für eine Gewindenormgröße M, gekennzeichnet durch den Normgewindedurchmesser d, die Gewindeüberdeckung u in Millimetern sowie die Einschraubtiefe e als Funktion des Normgewindedurchmessers d angegeben. In der ersten Spalte ist hierzu der Normgewindedurchmesser d in seiner Bezeichnung als Gewindenormgröße M abgetragen, während in der zweiten die minimale überdeckung Umm und in der dritten Spalte die maximale überdeckung Umax, jeweils in Millimetern, angegeben ist. Hierbei bezeichnet u _m ιn die jeweilige kleinste Gewindeüberdeckung u, die eine entsprechende Ausformung des Innengewindes in dem Gussloch 8 (vergleiche Figur 1 ) noch ausreichend sicher und zuverlässig zulässt, während u _max diejenige Gewindeüberdeckung u bezeichnet, die zur Formung des Innengewindes im Gussloch 8 nicht überschritten werden soll. Die Werte beziehen sich hierbei beispielhaft auf Leichtmetallwerkstoff mit einer Härte von weniger als 140 HB. In der vierten Spalte ist hierbei die Einschraubtiefe e angegeben, nämlich in der vierten Spalte die minimale Einschraubtiefe e _m ιn, die sich als 1 ,2 x d ergibt, also das 1 , 2-fache des Normgewindedurchmessers d. Hinsichtlich des in der fünften Spalte wiedergegebenen Wertes der maximalen Einschraubtiefe e _ma χ ergeben sich

unbegrenzte Einschraubtiefen; diese sind konstruktiv durch die vorgegebenen Werte der Spalten 1 bis 4 nicht begrenzt.