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Selenflachgleichrichter sowie Verfahren zu ihrer Herstellung
Die bekannten Selenflachgleichrichter bestehen aus Selengleichrichterplättchenoder -scheiben kleinster Abmessungen, welche flach übereinander geschichtet sind und dadurch derart in Kontakt stehen, dass jeweils die metallische Trägerelektrode auf der Gegenelektrode der vorherigen Platte ruht. Sie sind durch isolierende Halterungen in ihrer Lage festgehalten und gewährleisten, dass ein Wechselstrom in einen pulsierenden Gleichstrom verwandelt wird, wobei die Zahl der hintereinandergeschalteten Einzelelemente durch die Höhe der gleichzurichtenden Spannung bedingt ist.
Der Widerstand in der Sperr- und Durchlassrichtung erzeugt eine wesentliche Erwärmung der aufeinander ruhenden Platten, welche mit der Grösse des in der Durchlassrichtung fliessenden Stromes ansteigt, so dass von der Erwärmung die Belastbarkeit der Gleichrichterplatten abhängt. Da sich die notwendige Wärmeableitung nur bedingt durch Formgebung, wärmeableitende Montageteile sowie die Art der Befestigung auf diesen erzielen lässt, muss bei ungünstigen Kühlungsverhältnissen mit einer wesentlichen Herabsetzung der Leistung der Gleichrichter gerechnet werden.
Bei einem andern bekannten Trockengleichrichter sind die Gleichrichterelemente nebeneinander angeordnet und die einzelnen Elemente dann leitend miteinander verbunden. Hiebei wird eine Anzahl für sich selbständig hergestellter Trockengleichrichter nachträglich zwischen Metallschalen eingebracht, wobei sie durch eine Kunststoffplatte mit fensterartigen Öffnungen durch Vertiefungen der Metallschalen od. dgl. gehaltert werden. Erst bei der Montage wird auch die elektrische Verbindung zwischen den einzelnen Gleichrichter-Elementen hergestellt. Dies erfolgt entweder durch lose eingelegte Kontaktelemente oder durch in die Trägerschalen eingespritzte Kontaktbrücken, gegen welche die Gleichrichterelemente erst bei der Montage zur Anlage kommen. Die die Gleichrichter-Einrichtung umgebenden Schalen bestehen aus Metall, das noch mit einem besonderen isolierenden Lack überzogen ist.
Die Trockengleichrichter sind zwischen die beiden Metallschalen und gegebenenfalls eine Kunststoff-Zwischenwand eingebettet, wodurch sich eine starke Wärmestauung ergibt.
Diese Nachteile sind durch die Erfindung bei einem Verfahren zur Herstellung von Selenflachgleichrichtern dadurch behoben, dass erfindungsgemäss unmittelbar auf einen Träger aus Isolationsmaterial zu- nächst metallische Grundelektroden, vorzugsweise aus Aluminium, in nebeneinander liegenden, getrennten Segmenten, beispielsweise mittels Aufspritzens oder Aufdampfens, aufgebracht werden und danach auf diesen Grundsegmenten die Halbleiterschichten sowie die Gegenelektroden gleichfalls in entsprechenden Segmenten derart aufgebracht werden, dass die so gebildeten Gleichrichter bereits während ihrer Herstel lung durch an die Segmentelemente angebrachte Fahnen elektrisch miteinander verbunden werden.
Die zusätzliche Fahne beliebiger Form der Gegenelektrode greift kontaktgebend auf die Grundelektrode des nebenliegenden Gleichrichterelements über und schaltet so die auf gleicher Ebene liegenden Gleichrich-
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verwendeten einphasigen Schaltung auch Brückenschaltung oder jede andere übliche Schaltung herzuzustellen.
Demnach zeichnet sich das erfindungsgemässe Verfahren insbesondere dadurch aus, dass die Herstellung der Gleichrichter-Elemente gleichzeitig und bereits auf der aus Kunststoff bestehenden Trägerplatte
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erfolgt, wobei ferner noch die erforderlichen Schaltungen hergestellt werden. Der Hersteller wird dadurch in die Lage versetzt, alle weiteren zusätzlichen Verfahrensschritte (Zusammenschalten der einzelnen Elemente des Trockengleichrichters, Verbinden der Gleichrichter-Elemente mit der Trägerplatte usw.) so mit der Gleichrichter-Herstellung zusammenzufassen, dass eine wesentliche Vereinfachung der Fertigung erreicht wird und keine besonderen Materialien und Arbeitsgänge für die Herstellung der Schaltung notwendig werden.
Der Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht also darin, dass die einzelnen Verbindungen der Gleichrichter-Elemente im Rahmen des Fertigungsprozesses aufgebracht werden, u. zw. so, dass die Kontakte mechanisch geschützt sind und nicht über die Trägerplatte hinausragen. Entscheidend ist also insbesondere die grosse Fertigungsvereinfachung, da durch entsprechende Formgebung der Werkzeuge keine zusätzlichen Arbeitsgänge eingeplant werden müssen. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass im Gegensatz zu den bekannten Gleichrichtern der elektrische Kontakt nicht durch Druck erfolgt, sondern durch mechanisch-feste Verbindung. Schliesslich wird bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens eine wesentliche Verbesserung der Kühlung erreicht, da z. B. die Gleichrichterelemente einschliessenden Metallschalen mit isolierendem Überzug wegfallen.
Die Erfindung lässt sich auch dahingehend weiterentwickeln, dass auf den Träger aus Isolationsmaterial beidseitig eine Grundelektrode aufgebracht ist. Die Rückseite des Trägers ist dabei also genauso ausgebildet wie die Vorderseite, so dass sich eine erhöhte Leistung ergibt, wie wenn zwei einseitig ausgestaltete Flachgleichrichter bekannter Art Rückseite an Rückseite gelegt und durch Kontaktfahnen verbunden sind.
Die Erfindung hat ferner einen Selenflachgleichrichter zum Gegenstand, der sich dadurch auszeichnet, dass mehrere Träger mit einseitig aufgebrachtem Selengleichrichter mit ihren Rückseiten in Abstand voneinander angeordnet und rückseitig über Kontaktfahnen miteinander verbunden sind. In einer Ausführungsform sind die Träger in einem Winkel zueinander aufgestellt. In einer vorteilhaften andern Ausführungsform ist zwischen den Trägern eine Kühlung vermittelnde abgewinkelte Metallplatte vorgesehen, die mit ihrem abgewinkelten Schenkel in beliebiger Weise auf einer Grundplatte befestigt sind. Hiedurch ist der Vorteil vermittelt, dass bei einem Selenflachgleichrichter mit erhöhter Leistung gleichwohl günstige Kühlungsverhältnisse gewährleistet sind. Die Luft kann nämlich allseitig an dem Selenflachgleichrichter vorbeistreichen.
In der Ausführungsform mit der zwischen den Trägern vorgesehenen abgewinkelten Metallplatte wird ferner der Vorteil erreicht, dass jede beliebige Befestigungsmöglichkeit auf einer Grundplatte gegeben ist und gleichzeitig die gewählte Art der Verbindung die erwünschte Wärmeableitung er- höht.
Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnung in verschiedenen Ausführungsformen beispielhaft erläutert. Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform eines erfindungsgemässen Selenflachgleichrichters einmal im Schnitt und zum andern in der Draufsicht. In den Fig. 3 und 4 sind zwei weitere Ausführungsformen des erfindungsgemässen Selenflachgleichrichters dargestellt.
Wie sich aus den Fig. 1 und 2 ergibt, wird auf den zur besseren Haftung vorbereiteten Trägern 5 bzw.
6 aus isolierendem Kunststoff oder jedem ändern Isolationsmaterial die vorwiegend aus Aluminium bestehende metallische Grundelektrode 4 in nebeneinander getrennt gelagerten, elektrisch untereinander nicht leitenden Segmenten 7 aufgespritzt, aufgedämpft, als Folie aufgepresst oder in sonstiger Weise aufgebracht, um die Selengleichrichterschicht 3 bzw. 8 zu tragen. Die Grösse der Segmente und ihre Zahl ist durch die gewünschte Leistung bedingt. Über die tragende, von Selen bedeckte Schicht hinaus ist eine Fahne 9 als Kontakt für die Gegenelektrode des Nebenelements angespritzt. Die Gleichrichterelemente werden in der üblichen Weise auf den Grundsegmenten aufgebaut, mit Spritzmetall als Gegenelektrode 2 überlagert und mit Schutzlack 1 überzogen.
Mittels entsprechender Schablonen wird die aus Spritzmetall bestehende Gegenelektrode mit einer zusätzlichen Fahne 10 versehen, welche auf die Grundelektrode des nebenliegenden Elements übergreift und Kontakt schafft, so dass die auf gleicher Ebene liegenden Gleichrichterelemente hintereinander geschaltet sind. Durch entsprechende Auswahl der Schablonen lassen sich alle üblichen Gleichrichterschaltungen herstellen. Die Stromzuführung und -abnahme erfolgt mittels Fahnen 11, welche angenietet oder angelötet werden.
In Fig. 3 sind zwei Selenflachgleichrichter 13, bei welchen die Träger nur auf einer Seite mit einer Grundelektrode versehen sind, mit ihren Rückseiten im Abstand zueinander aufgestellt. Rückseitig sind sie über Kontaktfahnen 12 miteinander verbunden. Zwischen den beiden Trägern ist eine abgewinkelte Metallplatte 14 vorgesehen, an welcher die Rückseiten der Träger aus Isolationsmaterial anliegen. Die Metallplatte kann jede beliebige Grösse aufweisen. In dem abgewinkelten Schenkel der Metallplatte 14 sind Bohrungen vorgesehen, die eine beliebige Befestigung auf einer Grundplatte 15 ermöglichen, wobei diese Verbindung die erwünschte Wärmeableitung erhöht.
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Die erwünschte Erhöhung der Wärmeableitung kann gemäss Fig. 4 auch dadurch verwirklicht werden, dass die beiden einseitig aufgestalteten Selenflachgleichrichter 13 mit den Kontaktfahnen 12, welche eine beliebige Befestigung ermöglichen, zwar verbunden sind, aber nicht Rücken an Rücken anliegen, sondern in einem Winkel zueinander aufgestellt sind, so dass der Luftstrom kühlend nach allen Seiten vorbeistreichen kann.
Es versteht sich von selbst, dass die zuletzt beschriebene Ausführungsform auch dahin abgewandelt werden kann, dass die Träger zwar in Abstand, aber parallel zueinander angeordnet sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Selenflachgleichrichtern, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar auf einen Träger (5) aus Isolationsmaterial zunächst metallische Grundelektroden (4), vorzugsweise aus Aluminium, in nebeneinander liegenden, getrennten Segmenten (7), beispielsweise mittels Aufspritzens oder Aufdampfens, aufgebracht werden und danach auf diesen Grundsegmenten die Halbleiterschichten (3) sowie die Gegenelektrode (2) gleichfalls in entsprechenden Segmenten derart aufgebracht werden, dass die so gebildeten Gleichrichter bereits während ihrer Herstellung durch an die Segmemelememe (4 bzw. 2) angebrachte Fahnen (9 bzw. 10) elektrisch miteinander verbunden werden.