ES2245493T3 - Un rectificador en puente para un alternador. - Google Patents

Abstract

Un rectificador (R) para un alternador (A) comprende un par de láminas conductoras de enfriamiento, que son, una lámina positiva (16) y una lámina negativa (17), a las que se conectan respectivamente un conjunto de diodos positivos (18) y un conjunto de diodos negativos (19). Se dispone una estructura de interconexión (28) para la conexión entre los conjuntos de diodos y las fases del bobinado armazón del alternador (A) paralela a las láminas conductoras. Las láminas conductoras (16, 17) están separadas por elementos espaciadores eléctricamente aisladores (42). El rectificador (R) comprende además una pluralidad de elementos tubulares de aislamiento (56) conectados a los elementos espaciadores (42) en una única estructura (40) y dispuestos para albergar las partes finales (12) de los hilos de fase del bobinado de armazón del alternador (A) de una manera guiada hacia los respectivos terminales (37) de la estructura de interconexión (28), protegiendo a las mencionadas partes (12) de los hilos de que hagan contacto con las láminas conductoras (16, 17).

Description

Un rectificador en puente para un alternador.

La presente invención está relacionada con un rectificador para un alternador y, en particular, con un rectificador en puente para ajustarse a un alternador de un vehículo motorizado.

Más específicamente, el objeto de la invención es un rectificador que comprende:

una pareja de placas conductoras refrigerantes, es decir, una placa positiva y una placa negativa, que están enfrentadas entre sí pero que están mutuamente aisladas y a las cuales están conectados, respectivamente, un conjunto de diodos positivos y un conjunto de diodos negativos, que tienen unos respectivos reóforos de cable para la conexión a las fases de un alternador;

una estructura de interconexión dispuesta sustancialmente paralela a una de las placas conductoras en el lado opuesto a la otra placa conductora, y que comprende un cuerpo de material eléctricamente aislante que incorpora elementos conductores de conexión, aislados entre sí, y teniendo cada uno de ellos un primer terminal y un segundo terminal para la conexión a los reóforos de un diodo positivo y de un diodo negativo, respectivamente, y un tercer terminal para la conexión a una fase del devanado del inducido del alternador, y

medios separadores eléctricamente aislantes, dispuestos entre las placas positiva y negativa,

en el cual las placas positiva y negativa tienen, en sus otros lados, respectivas pluralidades de entalladuras periféricas en posiciones relativas correspondientes y enfrentadas a dichos terceros terminales de la estructura de interconexión.

Una solución de este tipo es conocida por la solicitud de patente Europea del solicitante, ya publicada con el número 0822642, que se estima que es la técnica anterior más cercana.

En el rectificador de acuerdo con el documento EP 0 822 642, las entalladuras periféricas de la placa positiva, que está dispuesta entre la estructura de interconexión y la placa negativa, son de tamaño mayor que las de la placa negativa, de manera que dejan extenderse a su través a los reóforos de los diodos transportados por la placa negativa.

No se aborda la disposición de los conductores de fase en las placas, para la conexión entre el devanado del inducido y los correspondientes terminales de la estructura de interconexión.

Durante el ajuste del rectificador de la técnica anterior sobre el alternador, pueden surgir complicaciones al llevar las porciones extremas de los cables de fase a posiciones correspondientes a las de los respectivos terceros terminales provistos en la estructura de interconexión.

El documento EP 0 960 464, que es un documento de la técnica anterior bajo el artículo 54(3) EPC, está relacionado con un generador trifásico con un componente rectificador que tiene una pareja de placas refrigerantes que contienen diodos positivos y negativos, una placa aislante intercalada entre las placas refrigerantes, y una placa de circuito impreso en la parte superior de la pila de placas. Ambas placas refrigerantes tienen entalladuras a lo largo de su borde periférico exterior. Las entalladuras formadas en la placa inferior negativa, están dispuestas para alojar unos manguitos de guía, orientados axialmente, formados en la zona circunferencial exterior de la placa aislante, estando adaptados estos manguitos para guiar los extremos del devanado del estator a los respectivos terminales de conexión de la placa de circuito impreso. Las entalladuras formadas en la placa superior positiva, están dispuestas para permitir que los diodos negativos, montados sobre la placa inferior, alcancen los respectivos terminales de conexión en la placa de circuito impreso.

El documento WO 89/02161, de Robert Bosch GmbH, divulga un dispositivo que lleva un rectificador para generadores, que comprende una placa de circuito impreso dispuesta entre una placa refrigerante positiva y una negativa, para efectuar las conexiones eléctricas con los reóforos de los diodos de cada placa y con los devanados de fase del estator. Unas guías a modo de carcaj, se extienden desde la placa de circuito impreso hasta los devanados de fase del estator, y guían los conductores del estator a la placa de circuito impreso, de una manera aislada, a través de las regiones contiguas de la placa refrige-
rante.

El objeto de la presente invención es simplificar el montaje del rectificador y facilitar, ventajosamente, su ajuste en el alternador.

Este objeto se consigue por medio de un rectificador de acuerdo con la reivindicación 1.

Características y ventajas adicionales de la invención serán explicadas con más detalle en la siguiente descripción detallada de un modo de realización de la misma, ofrecido a modo de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos anexos, en los cuales:

La figura 1 es una vista en sección del alternador de un vehículo motorizado, en el cual está ajustado el rectificador de acuerdo con la invención,

La figura 2 es una vista en planta tomada sobre la flecha II de la figura 1,

La figura 3 es una vista despiezada en perspectiva del rectificador,

Las figuras 4a y 4b son secciones tomadas sobre las flechas IVa-IVa y IVb-IVb, respectivamente, a través de dos porciones de la estructura de interconexión del rectificador de la figura 3,

La figura 5a es una sección tomada sobre la flecha Va-Va a través de un elemento tubular del rectificador, y

La figura 5b es una vista lateral de un elemento separador del rectificador.

En la figura 1 se indica como A un alternador trifásico para vehículos motorizados. El alternador comprende un estator 1 con un devanado trifásico y un rotor 3 montado sobre un eje 4 coaxial con él. El rotor 3 comprende un núcleo magnético 5 que tiene extensiones polares 6 y 7, dispuestas en una configuración conocida, denominada de polos inter-penetrantes. El devanado 8 de campo está formado alrededor del núcleo magnético del rotor y está conectado, de una manera conocida, a un conmutador 10 dispuesto en un extremo del eje 4. El alternador está encerrado en una cubierta 11 que está formada mediante la unión de dos tapas 11a y 11b, a través de las cuales se extienden hacia el exterior las porciones extremas 12 de los hilos de fase del devanado del estator.

Hay un rectificador R ajustado en el exterior de la tapa 11a que encierra el alternador en un extremo, que tiene el conmutador 10 y está protegido a su vez por medio de una cubierta exterior 13 unida a la tapa 11a por medio de tornillos 14.

El rectificador R ilustrado es del tipo puente con ocho diodos, y está destinado a la conexión con un alternador trifásico, cuyas fases están conectadas, una con la otra, en una conexión en estrella.

En una configuración de este tipo, cada fase está conectada al ánodo de un denominado diodo positivo y al cátodo de un denominado diodo negativo, y está conectado a través de esta pareja de diodos a los terminales positivo y negativo, respectivamente, de un acumulador/generador de energía, por ejemplo, la batería de un vehículo motorizado. Se utilizan tres parejas de diodos en la conexión con los terminales de fase, y una cuarta pareja en la conexión con el terminal del centro de la estrella.

La solución de acuerdo con la invención podría ser aplicada de una manera similar a un rectificador en puente para la conexión a un alternador, cuyas fases están conectadas una con la otra en una configuración en triángulo, con la utilización de solamente seis diodos, ya que no hay conexión a un terminal común como el terminal del centro de la estrella.

Los componentes del rectificador R en puente (en adelante denominado más brevemente como rectificador) están descritos con referencia particular a la figura 3.

El rectificador tiene dos placas conductoras refrigerantes arqueadas, es decir, una placa positiva 16 y una placa negativa 17. Los diodos positivos 18 y los diodos negativos 19 están montados sobre las placas respectivas, estando montados cuatro diodos por cada placa.

Cada diodo tiene un respectivo reóforo 18a, 19a de cable, que se extiende rígidamente en una dirección perpendicular a las placas y un respectivo segundo reóforo, en forma de copa, (solamente es visible el reóforo 18b en la figura 1), conducido a un orificio correspondiente en la placa conductora asociada.

Hay formados cuatro orificios pasantes 20 en la placa positiva 16 en posiciones correspondientes a aquellas en las cuales están montados los cuatro diodos negativos sobre la respectiva placa 17, de tal manera que permiten extenderse a los respectivos reóforos 19a de cable a través de la placa positiva sin hacer contacto con ella.

La placa positiva 16 tiene también, en una porción radialmente interior, una pluralidad de orificios 21 de ventilación; sin embargo, la porción correspondiente de la placa negativa 17, tiene un borde periférico interior 22 con escotaduras. En las posiciones relativas correspondientes, a lo largo de los bordes periféricos exteriores de ambas placas, están formadas respectivas pluralidades de entalladuras 23 y 24.

Hay dispuesta una estructura de interconexión, también de forma arqueada e indicada en general como 28, paralela a la placa positiva 16 en el lado opuesto a la placa negativa 17.

Esta estructura de interconexión comprende un cuerpo 30 de material aislante, en el cual hay formada una serie de orificios 32 de ventilación y desde la cual se proyectan radialmente cuatro elementos conductores 34 separados entre sí. Cada elemento conductor 34 tiene un primer terminal 35 y un segundo terminal 36, ambos en forma de lengüetas planas, para la conexión a un reóforo 18a de un diodo positivo y al reóforo 19a de un diodo negativo, respectivamente, y un tercer terminal 37 en forma de V para la conexión a las porciones extremas 12 de los cables de las fases y al centro de la estrella del devanado del estator.

La estructura de interconexión comprende también una porción anular cilíndrica 38 (ilustrada también en la figura 4a) dentro de la cual hay un casquillo metálico 39, por ejemplo, moldeado simultáneamente con ella, provisto para conectar el rectificador R al polo positivo de la batería.

Las placas están separadas por una estructura aislante 40, también de forma arqueada, que incluye una pluralidad de miembros separadores 42 conectados por un bastidor formado por una pareja de elementos arqueados concéntricos, es decir, un elemento interior 44 y un elemento exterior 45, entre los cuales se extiende radialmente una pluralidad de radios 46.

Los miembros separadores 42 (véase también la figura 5b), son de una forma anular cilíndrica y tienen unas porciones extremas 42' y 42'' de menor diámetro para su inserción en los correspondientes orificios 48, 50, dispuestos en la placa positiva y en la placa negativa, respectivamente, y en unos apéndices 52 de posicionamiento que se proyectan de la estructura de interconexión.

Cada uno de los apéndices de posicionamiento (véase también la figura 4b) tiene un rebaje cilíndrico 53 enfrentado hacia el exterior del rectificador R y un orificio 54 en la base del rebaje, enfrentado a un orificio 48 de la placa positiva.

En particular, cada una de las porciones extremas 42' se extiende desde el cuerpo del miembro, hasta una distancia tal que se extiende a través de la placa positiva y que encaja, al menos parcialmente, en el correspondiente orificio 54 del apéndice de posicionamiento, mientras que cada una de las porciones 42'', por otra parte, está dispuesta de manera que encaja en el respectivo orificio 50 sin proyectarse hacia el lado opuesto del mismo.

En una dirección sustancialmente perpendicular a las placas, se extienden cuatro elementos tubulares 56, formados en los puntos en los cuales los radios 46 están conectados al elemento arqueado exterior 45.

Estos elementos tubulares 56 tienen, generalmente, forma de embudos, con las respectivas aberturas 58 de menor sección transversal, y sustancialmente de forma circular, enfrentadas a los terminales 37 de la estructura de interconexión, y las respectivas aberturas 59 de mayor sección transversal, sustancialmente de forma espiral, dispuestas sobre la cara enfrentada a la placa negativa.

Durante el montaje del rectificador R, la estructura aislante 40 está interpuesta entre las placas 16 y 17, estando insertada la porción extrema 42'' de cada miembro separador 42, en el correspondiente orificio 50 dispuesto en la placa negativa 17, y estando insertada la porción extrema 42' en el correspondiente orificio 48 dispuesto en la placa positiva 16.

En la condición de montaje, los reóforos 19a de los diodos negativos se proyectan por tanto más allá de la placa positiva 16, extendiéndose a través de los orificios 20, y los elementos tubulares 56 están alojados en las entalladuras 23, 24.

La estructura 28 de interconexión es ajustada después con relación a la placa positiva, siendo insertada la porción extrema 42' de cada miembro separador, que se proyecta desde la superficie de la placa positiva, en el correspondiente orificio 54 del apéndice 52 de posicionamiento y en los orificios 58 de los elementos tubulares 56, enfrentados así a los terminales 37 en forma de V.

Finalmente, el rectificador R es ajustado en el alternador A, siendo puesta la placa negativa 17 en contacto con la cubierta 12 del alternador, de manera que forman la conexión eléctrica con el polo negativo de la batería.

Durante el ajuste, las porciones extremas 12 de los hilos de las fases y el centro de la estrella del devanado del estator, son fácilmente insertados en los elementos tubulares 56 a través de los orificios 59 que están dispuestos en la proximidad del devanado, siendo guiadas fácilmente las porciones extremas 12, de manera que emerjan a través de los orificios 58 en la región de los terminales 37, en posiciones adecuadas para ser soldadas a ellos.

El rectificador es fijado después al alternador por medio de soportes atornillados 60 que son insertados en los conductos definidos en los apéndices 52 de posicionamiento y en los respectivos miembros separadores 42, de manera que alcanzan sus propios asientos formados en la cubierta. Al terminar el ajuste, las cabezas de los soportes atornillados 60 son alojadas en los rebajes 53 de los apéndices 52 de posicionamiento.

La conexión eléctrica entre la placa positiva 16 y el polo positivo de la batería está formada por un casquillo 39 de metal, que está presente en la porción 38 de la estructura de interconexión, en la que hay un terminal 62 para la conexión a la batería. El casquillo 39 está en contacto con la placa positiva 16 por un lado y, en el lado opuesto, actúa como un resalte para el terminal 62, resistiendo la presión de sujeción de una tuerca utilizada para fijar este terminal y, ventajosamente, reducir la caída de tensión en esta conexión.

Naturalmente, permaneciendo inalterado el principio de la invención, las formas del modo de realización y los detalles de construcción pueden ser variados ampliamente con respecto a los descritos e ilustrados meramente a modo de ejemplo no limitativo, sin apartarse por ello del alcance de la protección de la presente invención, como se define en las reivindicaciones anexas.

Claims (3)

1. Un rectificador (R) para un alternador (A), particularmente para un vehículo motorizado, del tipo que comprende:

una pareja de placas conductoras refrigerantes, es decir, una placa positiva (16) y una placa negativa (17), que están enfrentadas entre sí pero que están mutuamente aisladas y a las que están conectadas, respectivamente, un conjunto de diodos positivos (18) y un conjunto de diodos negativos (19) que tienen unos respectivos reóforos (18a, 19a) de cable para la conexión a las fases del alternador (A).

una estructura (28) de interconexión dispuesta sustancialmente paralela a una de las placas conductoras (16), sobre el lado opuesto a la otra placa conductoras (17), y que comprende un cuerpo (30) de material eléctricamente aislante, que incorpora elementos conductores (34) de conexión, aislados entre sí y que tienen, cada uno de ellos, un primer terminal y un segundo terminal (35, 36) para la conexión a los reóforos (18a, 19a) de un diodo positivo (18) y de un diodo negativo (19), respectivamente, y un tercer terminal (37) para la conexión a una fase del devanado del inducido del alternador (A), y

medios separadores (42) eléctricamente aislantes, dispuestos entre las placas positiva y negativa (16, 17),

en el cual las placas positiva y negativa (16, 17) tienen, en sus bordes arqueados exteriores, respectivas pluralidades de entalladuras periféricas (23, 24) en posiciones relativas correspondientes y enfrentadas a dichos terceros terminales (37) de la estructura (28) de interconexión,

caracterizado porque comprende una estructura aislante (40) entre las placas (16, 17), que comprende un bastidor rígido que tiene una pareja de elementos arqueados concéntricos (44, 45) conectados entre sí por medio de unos radios (46), incluyendo dicha estructura (40) los medios separadores (42) y una pluralidad de elementos tubulares aislantes (56) dispuestos en los puntos en los cuales están conectados los radios (46) al elemento periférico arqueado (45), y que se extienden en una dirección sustancialmente perpendicular a las placas (16, 17) en las regiones de las entalladuras periféricas (23, 24) formadas en ellas,

estando adaptados los elementos tubulares (56) para alojar las porciones extremas (12) de los hilos de fase del devanado del inducido del alternador (A) de una manera guiada hacia los respectivos terceros terminales (37) de la estructura (28) de interconexión, protegiendo dichas porciones (12) de los hilos del contacto con las placas conductoras (16, 17).

2. Un rectificador (R) según la reivindicación 1, caracterizado porque cada elemento tubular (56) tiene forma de embudo y está orientado de manera que su abertura de menor sección transversal (58) está enfrentada a un tercer terminal (37) de la estructura (28) de interconexión.

3. Un rectificador (R) según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque la placa conductora (16), que está dispuesta entre la estructura (28) de interconexión y la otra placa conductora (17), tiene una serie de orificios pasantes (20) en posiciones correspondientes a las posiciones de los diodos (19) conectados a la otra placa (17), siendo los orificios pasantes (20) de un tamaño tal que los reóforos (19a) de cable de dichos diodos (19) se extienden a través de ellos.