DE1059571B - Trockengleichrichteranordnung kleiner Bauweise und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT 1 059

ANMELDETAG:

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AüSLEGESCHRIFT:

AUSGABE DER
PATENTSCHRIFT:

kl. 21g 11/02

INTERNAT. BX. HOII

18. JUNI 1959

13. A U G U S T 1957 21. SEPTEMBER 1967

stimmt Oberein mit auslegeschrift

1059 571 (S 54727 VIII c/21g)

Es sind bereits Trockengleichrichteranordnungen bekannt, deren plattenförmige Elemente in ein kastenartiges, mit einem besonderen Deckel versehenes Gehäuse eingeschlossen sind, wobei Anschlußdrähte mit einem zu einer konischen Spirale gebogenen Ende zwischen den Platten der Gleichrichtersäule liegen und an den entsprechenden Stellen durch Öffnungen bzw. Schlitze des Gehäuses nach außen geführt sind. Der Draht für diese Anschlußleitungen ist aus einem Werkstoff mit Federungsvermögen hergestellt, so daß die zu einer konischen Spirale gebogenen Drahtenden gleichzeitig als Federungskörper zur Herstellung eines Kontaktdruckes zwischen den Gleichrichterplatten wirken.

Bei anderen bekannten Trockengleichrichtern kleiner Bauweise ist ein aus Gleichrichterelementen und Kontaktorganen bestehender Stapel von einem elastischen Isolierstoffschlauch umhüllt, wobei zusätzlich die gesamte Anordnung noch mit einem Lack oder Kunststoff überzogen werden kann. Bei diesen Anordnungen dienen als Kontaktorgane streifenförmige Stromabnehmer.

Es ist ferner bereits eine Halbleiteranordnung beschrieben worden, bei der ein Halbleiterplättchen während der Fertigung in einer federnden Drahtschlinge gehalten wird, mit der es später verlötet wird.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Trockengleichrichteranordnung kleiner Bauweise, bei der ein Stapel aus Gleichrichterplatten, Anschlußorganen und erforderlichenfalls elektrisch isolierenden Zwischenlagen von einem schlauchähnlichen Gehäuse aus Isolierstoff und gegebenenfalls von einer weiteren isolierenden Schutzschicht umschlossen ist. Die Anordnung ist nach der Erfindung so ausgebildet, daß die Anschlußorgane aus leicht biegsamen Drähten bestehen, deren im Stapel befindliche Teile zur Bildung nächenhafter Kontakte zu einer Figur nach Art einer Öse, Spirale, Schleife, eines Mäanders od. dgl. gebogen sind, und daß •das Gehäuse aus einem Kunststoffschlauch besteht, der nach einer Vorreckung im Sinne einer Aufweitung etwa mit Passung auf den Stapel aufgeschoben und dann durch thermische Entreckung auf den Stapel aufgeschrumpft ist. Die vorliegende Anordnung ist insbesondere dazu bestimmt und geeignet, in bekannter Weise frei tragend in einen Leitungszug, z. B. eine Drahtleitung oder eine gedruckte Schaltung, eingegliedert zu werden. Hierfür ist neben- geringem Raumbedarf und kleinem Gewicht der Anordnung eine leichte Biegsamkeit der Anschlußorgane von Bedeutung, die es ermöglicht, die Anschlußorgane einem vorgegebenen Leitungszug anzupassen. Diese Forderung wird bei der vorliegenden Anwendung durch die Verwendung drahtförmiger Anschlußorgane erfüllt, die sich leicht in jeder beliebigen Richtung biegen Trockengleichrichteranordnung

kleiner Bauweise und Verfahren

zu ihrer Herstellung

Patentiert für:

Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, Erlangen

Heinz Martin, Berlin-Siemensstadt,

und Heinz Schneider, Berlin-Haselhorst,

sind als Erfinder genannt worden

lassen, im Gegensatz zu den streifenförmigen Anschlußorganen der erwähnten bekannten Anordnungen, die im wesentlichen nur in einer Ebene biegsam sind. Die im Stapel befindlichen Teile der Anschlußdrähte sind dabei derart gebogen, daß sie mit den anliegenden Gleichrichterelemeriten einen nahezu flächenhaften Kontakt bilden. Da der für die Anschlußorgane verwendete Draht aus den oben bereits erwähnten Gründen leicht biegsam ist, also nicht federn kann, ist bei der Erfindung besonderer Wert darauf gelegt, daß zwischen den Anschlußorganen und (kn anliegenden Stapelteilen ein zuverlässiger Kontaktdruck besteht. Dies wird dadurch erreicht, daß der den Stapel umgebende Kunststoffschlauch auf den Stapel aufgeschrumpft ist. Durch das Aufschrumpfen des Schlauches läßt sich ein weit höherer Kontaktdruck zwischen den Teilen des Stapels erreichen, als es bei Verwendung eines übergeschobenen, lediglich elastischen Schlauches möglich ist.

Als Werkstoff für den aufzuschrumpfenden Schlauch eignet sich besonders ein Kunstharzwerkstoff, wie z. B. Polyvinylchlorid, der sich in vorgerecktem Zustand herstellen läßt. AVird ein schlauchförmi-. ger Teil aus diesem vorgereckten Werkstoff in an sich bekannter Weise einer Wärmebehandlung unterworfen, so wird der dem Werkstoffkörper vorher künstlich aufgezwungene Reckungszustand wieder freigegeben, und es tritt eine entsprechende selbsttätige Schrumpfung des Schlauches auf seine früheren Abmessungen vor dem Recken ein. Nach dem Aufbringen eines solchen schlauchförmigen Stückes werden an den

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Schlauchenden die eingeschlossenen Stapelteile noch nach außen frei liegen. Im Interesse eines allseitigen Abschlusses der Gleichrichteranordnung kann die Anordnung nunmehr zusätzlich noch mit einer Schutzhülle überzogen werden, z. B. durch ein Umspritzen oder vorzugsweise durch einen Tauchprozeß in ein sogenanntes Gießharz, z.B. auf der Basis der Epoxyharze oder Äthoxylinharze. Dieses Gießharz kann dabei ein kalthärtendes oder auch ein warmhärtendes sein. Nach Durchführung des Tauchprozesses wird der Stapelkörper dann entweder selbsttätig erhärten, oder er muß noch einer kurzen zusätzlichen Wärmebehandlung unterworfen werden, was z. B. durch Heißluft erfolgen kann. Es hat sich bei Untersuchungen auch als zweckmäßig erwiesen, eventuell ein kalthärtendes Kunstharz zu verwenden, um die Aushärtungsdauer herabzusetzen, doch zusätzlich eine Wärmebehandlung des Körpers zu benutzen. Es gelang auf diese Weise, die Zeitdauer des Aushärtens ganz wesentlich herabzusetzen, was durchaus im Interesse einer Serienfertigung liegt.

Bei einer solchen Anordnung, die nur einen sehr geringen Raumbedarf bedingt, sind dann auch die Anschlußdrähte praktisch unmittelbar an dem Stapel außerhalb des ihn umschließenden Überzuges in der erwünschten Weise auf ganz kurzer Länge leicht abbiegbar.

Die Form des flächigen Kontaktteiles, zu welcher der Anschlußdraht für seinen in dem Plattenstapel liegenden Teil gebogen wird, kan auch eine andere als eine Spiralform aufweisen. So kann er beispielsweise lediglich zu einer Schleifenform gebogen sein, die rechteckigen oder runden Querschnitt oder einen anderen erwünschten Querschnitt besitzt. In vielen Fällen kann es erwünscht sein, die Form der Schleife dem Umfang der Platte anzupassen. Es kann weiterhin erwünscht sein, eine bestimmte Lage der Anschlußdrähte bei ihrem Herausführen aus dem Plattenstapel in bezug auf dessen Form zu erreichen, so daß gegebenenfalls zwangläufig die herausgeführten Anschluß drahtteile einen vorbestimmten gegenseitigen Abstand haben. Daher kann beispielsweise das Ende zu einer Kreisform gebogen sein, an das sich der herausgeführte Anschlußteil tangential anschließt. Der Anschlußdraht braucht auch nicht an seinem Ende zu einem entsprechenden flächigen Teil gebogen zu sein. Dieser flächige Teil kann vielmehr auf einem Teil der Länge des Drahtes gebildet werden, so daß durch einen solchen Draht unmittelbar zwei herausgeführte Drahtenden in dem Stapel gewonnen werden können, die sich entweder in der gleichen Richtung oder nach verschiedenen Richtungen erstrecken können. Bei der Montage einer solchen Anordnung kann entweder in der Weise vorgegangen werden, daß zunächst die Drahte in einer Hilfsvorrichtung mit ihren vorgebogenen flächigen Teilen mechanisch zusammengefaßt und zwischen die flächigen Teile als Lehre dann die Gleichrichterplatten eingeschoben werden, wonach auch schließlich die Spannvorrichtung und die Isolierhülle oder gegebenenfalls unmittelbar ein schlauchartiger Teil aufgebracht wird, der gleichzeitig oder später die Funktion der Spannvorrichtung übernimmt. Danach kann die Anordnung aus der Hilfsmontageeinrichtung herausgenommen und in geeigneter Weise weiterbehandelt werden, z. B. für den Schrumpfungsvorgang des benutzten vorgereckten Kunstharzschlauches und einen eventuellen anschließenden Tauchprozeß bzw. Umspritzprozeß mit einem Gießharz. Wenn es sich um sehr dünne Drähte handelt, die für den Anschluß benutzt werden, kann jedoch auch die Montage der Anordnung in einer Hilfslehre erfolgen, in welcher die an der Bildung des Stapels beteiligten Teile eingeschichtet werden.

Für die nähere Erläuterung der Erfindung wird nunmehr auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen. - '

In den Fig. 1 bis 7 sind zunächst verschiedene beispielsweise Ausführungsformen für die Bildung des flächigen Kontaktes der Anschlußdrähte, welcher zwisehen die Gleichrichterplatten bzw. -tabletten zu liegen kommt, gezeigt.

So zeigt Fig. 1 eine Anschlußleiterform, bei der der Anschlußdraht 1 aus leicht biegsamem Werkstoff an dem einen Ende zu einer öse 2 gebogen ist. In diesem Falle schließt sich der frei ausladende Anschlußdrahtteil tangential an die ösenform an. Wie ohne weiteres zu übersehen ist, kann eine solche Anschluß drahtform entweder in der Weise benutzt werden, daß der Anschlußdrahtteil sich linkstangential an die öse anschließt oder rechts tangential. Legt man also die Anschlußdrähte in diesen zwei verschiedenen Lagen in einem Stapel mit den Gleichrichtertabletten übereinander, so erzielt man unmittelbar einen gegenseitigen Abstand zwischen den frei ausladenden Anschlußdrahtteilen 1. Eine solche Anordnung wird im Verlaufe der weiteren Beschreibung an Hand einer weiteren Figur der Zeichnung noch näher erläutert werden. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist der Anschlußdrahtteil an seinem freien Ende derart zu einer öse gebogen, daß sich der ausladende Anschluß drahtteil in Richtung des Durchmessers der gebogenen öse erstreckt. Es wäre natürlich ebensogut möglich, daß der Anschlußdraht sich in Richtung einer Sehne einer solchen ösenform erstreckt.

Die Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, in der an dem freien Ende nicht einfach eine öse, sondern eine Spirale verwendet ist. Wie zu übersehen ist, wird auf diese Weise eine größere Berührungsfläche an dem flächigen Kontaktteil 3 gewonnen.

Fig. 4 zeigt eine Anordnung, in der der an dem Ende vorgesehene ösenteil nicht runde bzw. Kreisform hat, sondern eine polygonförmige Gestalt, indem er zu einer quadratischen oder Rechteckform 4 gebogen ist. Diese kann gewählt sein in Anpassung an die Umgangsform der Gleichrichterplatten, welche zusammen mit diesen Anschlußteilen in dem Stapel benutzt werden. Diese flächige Kontaktform kann natürlich aber auch benutzt werden in Verbindung mit kreisförmigen Gleichrichtertabletten.

Bei den bisher geschilderten Ausführungsformen von Anschlußteilen sind die später im Gleichrichtertablettenstapel liegenden Teile jeweils an einem Ende des Anschlußplattenteiles vorgesehen. Demgegenüber ist in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 die Öse an dem Anschlußdrahtteil auf der mittleren Länge dieses Anschlußdrahtes gebildet, so daß zwei ausladende Anschlußdrahtteile 1 α und 1 b gewonnen werden, die eine beliebige erwünschte geeignete Winkellage zueinander haben können.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist in einer Abänderung der Form nach Fig. 5 an einem Anschlußdrahtteil auf dessen mittlerer Länge eine Doppelschleife bzw. die Form einer Acht benutzt worden, um auf diese Weise eine größere: Fläche zu schaffen. Es laden wieder von diesem flächehhaften Teil zwei Anschlußdrahtteile nach verschiedenen Richtungen aus, die in Übereinstimmung mit Fig. 5 mit la bzw. 1 b bezeichnet worden sind.

Die Fig. 7 veranschaulicht eine Ausführungsform, nach der von der mittleren Länge eines AnschluBdrah-

die Gleichrichtertabletten mit ihrer Umrahmung und die Hilfskontaktscheiben bilden in diesem Falle ebenfalls einen Stapel, der eine geringfügig größere Ausdehnung senkrecht zu seiner Achsrichtung hat, als es 5 sonst, bezogen auf die Tablettengröße, der Fall ist. Gerade auf diese Weise wird aber auch bei Gleichrichtertabletten von sehr kleinen Flächenabmessungen den praktischen Bedürfnissen Rechnung getragen. nach denen man von einer solchen Anordnung eine ge-

tes eine Art Mäander 8 gebildet ist, von dem sich an den Enden die beiden Anschluß drähte la und Ib frei ausladend erstrecken.

An Hand der Fig. 8 bis 10, welche einander entsprechende Risse enthalten, soll ein Beispiel für eine
Fertigung und einen Aufbau eines Gleichrichtertablettenstapels unter Benutzung einer Anschlußdrahtform
nach Fig. 1 erläutert werden. Für diesen Zweck ist zunächst eine Hilfsschablone 9 benutzt in Form einer
Platte oder einer Leiste, welche mit Durchgangsöff- io wisse Stabilität und eine einfache Behandlungsmögnungen 10 versehen ist. Es soll beispielsweise ein lichkeit des Stapels verlangt, wie es der Fall ist, wenn Gleichrichtertablettenstapel aufgebaut werden, der die Gleichrichtertabletten eine größere Ausdehnung drei äußere Anschlußdrähte hat. Es sind daher in dem haben. Es kann somit auch in diesem Falle ein ent-Schablonenteil 9 drei Durchgangskanäle 10 vorge- sprechender Schlauch in bequemer Weise auf den Stasehen, die iri dem Beispiel in den Ecken eines gleich- 15 pel aufgeschoben werden und dann ein entsprechendes seitigen Dreiecks angeordnet sind. In diese Durch- Behandlungsverfahren an dem Stapel durchgeführt gangsöffnungen 10 des Körpers werden nunmehr die werden, insbesondere um den vorgereckten Zustand an Anschlußteile mit ihren gestreckten Drähten 11a ein- der den Stapel umschließenden Isölierhülse aufzuheben geführt, so daß oberhalb der Leiste 9 die Teile 11 b und dann ein Tauchen des Systems in der bereits ander Anschlußdrähte liegen, zwischen denen nunmehr 20 gegebenen Weise vornehmen zu können. Einen solchen die Gleichrichtertabletten 12 eingeführt werden. Nach beispielsweisen Aufbau einer erfindungsgemäßen Andiesem mechanischen Zusammenbau des Stapels wird Ordnung veranschaulicht die Fig. 11 der Zeichnung, auf diesen ein Kunstharzschlauch 13 aufgeschoben, In dieser bezeichnen 15 und 16 zwei Anschluß drahte, der, wie bereits in der vorausgehenden Beschreibung welche mit flächigen Kontaktteilen versehen sind, die geschildert, z. B. ein Schlauch aus vorgerecktem Poly- 25 durch entsprechende ösen an den Teilen 15 a und 16 a vinylchlorid sein kann. Wird dieser Schlauch einer gebildet sind. 17 und 18 bezeichnen zwei als Kontaktkurzen Wärmebehandlung unterworfen, so zieht er platten verwendete Metallplatten, 19 bezeichnet die sich aus seiner eingefrorenen bzw. vorgereckten Form Gleichrichtertablette, und 20 bezeichnet eine Ringauf geringere Abmessungen selbsttätig zusammen, scheibe aus Isoliermaterial, in deren zentraler Ausspad. h., er schrumpft auf den Gleichrichtertablettensta- 30 rung die Gleichrichtertablette 19 mit leichtern Spiel pel auf. Die Schablone 9 kann weiterhin noch un- untergebracht ist. Um den in dieser Weise aufgebaumittelbar als Halteeinrichtung für den Gleichrichtertablettenstapel benutzt werden, um ihn nunmehr in ein
Bad eines Kunstharzes bzw. eines Gießharzes einzutauchen, so daß eine weitere Hülle 14 um den Schlauch 35
13 und die noch frei liegenden Teile des Gleichrichtertablettenstapels gebildet wird. Nunmehr kann die Anordnung aus den Kanälen 10 der Hilfsmontageanordnung 9 herausgehoben werden, und die Gleichrichteranordnung ist fertiggestellt. Sofern die Hilfseinrich- 40
tung9 aus einem geeigneten Isoliermaterial besteht,
kann sie gleichzeitig noch als Halteeinrichtung benutzt
werden, um die fertiggestellte Gleichrichteranordnung
auf ihren einwandfreien elektrischen Zustand vor ihrer
Herausnahme aus der Schablone zu prüfen. 45

Mitunter kann es nun erwünscht sein, Gleichrichtertabletten von relativ kleinen Flächenabmessungen zu benutzen. Die Halterung solcher kleinen Gleichrichtertabletten stößt aber auf Schwierigkeiten, und insbesondere ist es auch dann nicht einfach, mit ihnen die entsprechenden Anschlußdrähte zusammenzubringen.

ten Stapel können dann die Schutzüberzüge 13 und 14 aufgebracht werden, wie es an Hand der vorausgehen- ■ den Figuren erläutert worden ist.

Claims (7)

Patentansprüche: Auch in diesem Falle läßt sich jedoch dem grundsätzlichen Erfindungsgedanken folgen. Das bestehende Problem läßt sich in einem solchen Falle dadurch lösen, daß die Gleichrichtertablette von sehr kleinen Flächenabmessungen in der Aussparung einer Hilfshalteplatte untergebracht wird. Hat die Gleichrichtertablette z. B. die Form einer runden Scheibe, so kann sie in eine Platte aus Isoliermaterial gleicher oder abweichender Umfangsförm eingesetzt werden, und zwar derart, daß zweckmäßig die Isoliermaterialplatte eine etwas geringere Dicke hat, als die Höhe der Gleichrichtertablette beträgt. Für die Vermittlung des Kontaktes zwischen den Elektroden der Gleichrichterplatte und den Anschlußdrähten werden dann beiderseits auf die Gleichrichtertablette zunächst entsprechende Metallplatten aufgelegt und auf diese dann die Anschluß drähte mit ihren in der angegebenen Weise flächig gestalteten Kontaktteilen, die sonst' innerhalb des Stapels liegen. Die flächigen Anschlußdrahtteile,

1. Trockengleichrichteranordnung kleiner Bauweise, bei der ein Stapel aus Gleichrichterplatten, Anschlußorganen und erforderlichenfalls elektrisch isolierenden Zwischenlagen von einem schlauchähnlichen Gehäuse aus Isolierstoff und gegebenenfalls von einer weiteren isolierenden Schutzschicht umschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußorgane aus leicht biegsamen Drähten bestehen, deren im Stapel befindliche Teile zur Bildung flächenhafter Kontakte zu einer Figur nach Art einer öse, Spirale, Schleife, eines Mäanders od. dgl. gebogen sind, und daß das Gehäuse aus einem Kunststoffschlauch besteht, der nach einer Vorreckung im Sinne einer Aufweitung etwa mit Passung auf den Stapel aufgeschoben. und dann durch thermische Entreckung auf den Stapel aufgeschrumpft ist.

2. Trockengleichrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffschlauch aus Polyvinylchlorid besteht.

3. Trockengleichrichteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharzwerkstofre für die isolierende Schutzschicht mit Zusätzen, wie z. B. Gesteinsmehl, Kaolin oder Metalloxyden, versehen sind, die als Beschleuniger für den Härtevorgang- oder/und als Mittel zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit des Kunstharzwerkstoffes wirken.

4. Verfahren zur Herstellung einer Trockengleichrichteranordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgebogenen Anschluß drahte in eine Hiifsschablorie eingesetzt, danach zwischen ihre flächig

gestalteten Trennstücke die Gleichrichterplatten eingeführt und anschließend ein Gehäuse und zusätzlicher Überzug auf den Stapel aufgebracht werden.

5. Trockengleichrichteranordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der ausladende Fahnenteil des Drahtanschlußteiles in Richtung der Tangente an eine den flächigen Kontaktteil bildende kreisförmige Öse verläuft.

6. Trockengleichrichteranordriung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an verschiedenen übereinanderliegenden Anschlußteilen des Stapels die Anschlußdrähte eine abweichende Lage haben.

7. Trockengleichrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Gleichrichtertabletten von sehr kleinen Flächenabmessungen

in Aussparungen besonderer isolierender Hilfsumrahmungskörper leicht beweglich liegen und auf die Elektrodenflächen der Gleichrichtertablette bzw. Endtablette je eine Kontaktplatte wirkt, an welcher der flächig gestaltete Anschlußdrahtteil anliegt, und daß dieses Stapelsystem in seinem Gehäuse und dessen zusätzlicher Hülle eingeschlossen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentanmeldung S 19728 VIIIc/21g (bekanntgemacht am 13. 12. 1951);

deutsche Auslegeschrift S 43302 VIII c/21 g (bekanntgemacht am 13. 9. 1956);

britische Patentschriften Nr. 616 165, 753 488;

USA.-Patentschrift Nr. 2 688 110;

S aecht 1 i η g— Z eb r ow s k i, »Kunststofftaschenbuch«, 10. Auflage, München, 1954, S. 72 und 73.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen