CH391903A - Stahlgekapseltes Vakuumgerät, insbesondere für elektrische Stromrichter - Google Patents

Description

  Stahlgekapseltes Vakuumgerät, insbesondere für elektrische  Stromrichter    Die Erfindung betrifft ein stahlgekapseltes Va  kuumgerät, insbesondere für elektrische Stromrichter,  mit Kühlrippen aus Kupfer, welche an den Flächen  aus Stahl befestigt sind.  



  Zur Kühlung von stahlgekapselten Vakuumgeräten  mit Luft ist es erforderlich, an den Geräten Kühlrippen  anzubringen. Diese Kühlrippen müssen aus einem  Material bestehen, das gut     wärmeleitfähig    ist. Als  bester Wärmeleiter käme hierfür Kupfer in Frage. Die  Aufbringung von     Kupfer-Kühlrippen    auf Stahlkühl  flächen macht besondere Schwierigkeiten. Hierfür sind  Ausführungen bekannt geworden, die die Schwierig  keiten beim unmittelbaren Aufschweissen von Kupfer  rippen auf Stahl vermeiden wollen. So ist es bekannt  geworden, statt Kupfer Aluminium zu nehmen, welches  sich leichter mit Hilfe der     Giessschweissung    aufbringen  lässt. Man muss hierbei aber die etwa halb so grosse  schlechtere Wärmeleitfähigkeit von Aluminium in  Kauf nehmen.

   Um Kupfer verwenden zu können hat  man vorgeschlagen, die Kupferrippen am Ende     um-          zubördeln    und an dieser Stelle besondere     Schweiss-          hilfen    zu verwenden, wie Stahlbleche zur Verringerung  der Wärmeabfuhr während des Punktschweissens.  Hiermit ist es zwar möglich, Kupferrippen     aufzu-          schweissen,    aber es ist ein kompliziertes Verfahren  notwendig, um diese     Schweissung    durchzuführen.

   Man  hat auch vorgeschlagen, winkelförmige Zwischenstücke  zu verwenden, zwischen denen das Kupferblech einge  klemmt wird, oder mit denen es statt mit dem Gefäss  selbst verschweisst ist, und die Zwischenstücke auf das  Stahlgehäuse aufzuschweissen. Auch diese Ausführung  ist umständlich, daher teuer und verschlechtert den  Wärmeübergang.  



  Man hat durch die bisherigen Anordnungen ver  sucht zu vermeiden,     Buntmetall-Kühlblech    unmittelbar  mit der     Entladungsgefässwand    durch Schweissen zu    verbinden, weil dieses unmittelbare Schweissen     leicht     zu     Undichtigkeiten    führen könnte. An sich sind wohl  Verfahren bekannt, Kühlbleche aus Metall höherer  Leitfähigkeit als das Gefässmetall aufzuschweissen.  Bei Kupfer entsteht hierbei aber der Nachteil, insbe  sondere bei     Widerstandsschweissung,    dass das Kupfer  tief in die Gefässwand eindringt und sogar bis an die  Innenseite gelangen kann.

   Solche Schweissstellen sind       warmrissanfällig    und spröde, da das zwischen den  Korngrenzen des Stahls eingedrungene Kupfer erst bei  viel tieferer Temperatur erstarrt als das Eisen. Daher  führt die Anwendung dieses bekannten Verfahrens  zu     Undichtigkeiten    das Vakuumgefässes.  



  Die Verwendung von Kupfer oder Kupferlegie  rungen für die Elektroden beim Punktschweissen be  dingt einen tiefen     Kupfereinbrand    in der Eisenwand  und ein Verziehen der Wand infolge der verschiedenen       Schmelzpukte    und     Ausdehnungskoeffizienten    von Kup  fer und Eisen.  



  Es stellt sich also die Aufgabe, eine Methode zu  finden, mit der Kupfer auf Stahl ohne Gefährdung  des Vakuums aufgeschweisst werden kann.  



  Erfindungsgemäss wird vorgeschlagen, die Kühl  rippen umgebördelt zu machen, und den     umgebördel-          ten    Teil an den     Wandungsflächen    aus Stahl     anzu-          schweissen.    Diese     Schweissung    muss nun so erfolgen,  dass die     Rippen    mit     desoxydierenden    Stahlelektroden  auf die     Wandungsflächen    aus Stahl aufgeschweisst  werden. Hierdurch erhält man die Möglichkeit, ohne  Vakuumverschlechterung und mit hinreichender Fe  stigkeit die Rippen aufzuschweissen.

   Wenn nun hierbei  die Kühlrippen aus sauerstoffarmen oder sogar sauer  stofffreiem Kupfer bestehen, wird vermieden, dass das  Kupfer an der Schweissstelle durch Verbrennung     ent-          festigt    wird.  



  In den Figuren sind Ausführungsbeispiele darge-      stellt. In der Figur 1 ist mit 1 das Stahlgehäuse des       Hochvakuum-Gleichrichters    dargestellt, mit 2 die aus  Kupfer bestehende Kühlrippe. Sie ist am unteren Ende  bei 3 umgebördelt, und wird dort unmittelbar auf das  Stahlgehäuse aufgeschweisst. In Figur 2 ist angedeutet,  dass das Kupferblech Querschlitze erhalten kann, wel  che mit 4 bezeichnet sind, um ein Verziehen der Bleche  und des Gefässes zu verhindern.  



  Zur Versteifung kann man auch das äussere Ende  der Kühlrippen     umbördeln,    wie Figur 3 zeigt. Die  äussere     Umbördelung    ist mit 5 bezeichnet. Dadurch  entsteht ein Hohlraum zwischen dem Stahlgefäss 1  und der Kühlrippe 2 mit der     Umbördelung    5. Hier  durch wird der Luftstrom zwischen den Rippen ver  stärkt und die Kühlung verbessert.  



  Es ist nötig, diese     Umbördelungen,    die Höhe und  Stärke der Kühlbleche mit einer bestimmten Grösse  auszuführen. Es hat sich als besonders zweckmässig  erwiesen, dass die     Bördelhöhe    c etwa 2 bis 3 mm  beträgt, die Kühlrippen selbst 1 bis 2 mm dick sind,  und ihre Höhe h etwa 40 bis 80 mm hoch sind. Die  Länge a des am äusseren Ende umgebogenen Teiles ist       zweckmässig    gerade so gross wie der Rippenabstand e.  



  Hierbei muss die Stahlwandung des Gefässes min  destens 2 mm stark sein, damit das Kupfer beim  Schweissen nicht bis auf die Innenseite des Gefässes       hindurchdringt.     



  Die geringe     Bördelhöhe    c ist erforderlich, damit  die eingebrannte Kupfermenge klein bleibt und die  Wärmeableitung während des Schweissens nicht zu       gross    wird.  



  Der Rippenabstand e wird am zweckmässigsten  6 mm gross gemacht, weil hierbei die Rippenzahl und  damit die gesamte Rippenfläche gross und der Wärme  übergang von den Rippen zur Luft noch nicht beein  trächtigt ist. Bei kleineren Abständen würde der  Strömungswiderstand bereits zu gross werden.  



  In Figur 4 ist noch der Querschnitt des     stahlge-          kapselten    Gefässes dargestellt. Das Gefäss ist wieder  mit 1 bezeichnet, auf dem die verschiedenen Kühlrip  pen 2 aufgeschweisst sind.  



  Das besondere Schweissverfahren, das praktisch  nur darin besteht,     desoxydierende    Stahlelektroden und  möglichst sauerstoffarmes Kupfer für die Kühlrippen  zu verwenden, ergibt den Vorteil, ohne     zusätzliche     Hilfsmittel die Kühlrippen aufzuschweissen, ohne dass  die Gefahr einer Verschlechterung des Vakuums be  steht. Dies war mit den bisherigen Mitteln noch nicht  möglich.  



  Die besondere Bemessung der Kühlrippen ermög  licht die günstigste Ausnutzung des angegebenen    Schweissverfahrens und ergibt eine beträchtliche Er  höhung der Leistung solcher     Entladungsgefässe.     



  Als weiterer Vorteil ist noch zu bemerken, dass  wegen der geringen Gefässerwärmung es möglich ist,  dasselbe Kühlmittel noch einmal zu benutzen, beispiels  weise für einen weiteren Stromrichter, der über dem  ersten angeordnet ist. Durch eine solche Serienkühlung  kann der     Kühlluftbedarf    auf die Hälfte     herabgesetzt     werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Stahlgekapseltes Vakuumgerät, insbesondere für elektrische Stromrichter, mit Kühlrippen aus Kupfer oder Kupferlegierungen, welche an den Flächen aus Stahl befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen umgebördelt sind und der umgebördelte Teil an den Wandungsflächen aus Stahl angeschweisst ist. PATENTANSPRUCH II Verfahren zur Herstellung des stahlgekapselten Vakuumgeräts nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Rippen mit desoxydierenden Stahlelektroden auf die Flächen aus Stahl auf- geschweisst werden. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Vakuumgerät nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen aus sauerstoff armen bzw. sauerstofffreiem Kupfer bestehen. 2. Vakuumgerät nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Bördelhöhe der Kühlrippen zwei bis drei mm, ihre Dicke 1 bis 2 mm, und die Stärke der Stahlwendung mindestens 2 mm beträgt. 3. Vakuumgeräte nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen 40 bis 80 mm hoch sind. 4. Vakuumgerät nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Rippenabstand 6 mm beträgt. 5. Vakuumgerät nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen quer zu ihrer Länge geschlitzt sind. 6. Vakuumgerät nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen am vom Stahl mantel abgewendeten Ende umgebogen sind. 7.

   Vakuumgerät nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des umgebogenen Teiles gleich dem Rippenabstand ist.