DE1102913B

DE1102913B - Trockengleichrichteranordnung kleiner Bauart mit einer Vielzahl von Gleichrichtertabletten

Info

Publication number: DE1102913B
Application number: DES26890A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erich Nitsche; Helmut Fenger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1952-01-22
Filing date: 1952-01-22
Publication date: 1961-03-23
Also published as: GB321299A; CH321299A; FR1070025A; GB726432A

Description

Gegenstand des Zusatzpatentes 970 502 zum Patent 837 421 ist eine Trockengleichrichteranordnung kleiner Bauart mit einem metallischen Gehäuse, bei der die in das Gehäuse eingeschlossenen Gleichrichtertabletten in einer Mehrzahl von nebeneinanderliegenden Stapeln geringer Höhe mit ihren großen Flächen unmittelbar über äußerst dünne elektrische Isolierschichten möglichst guter Wärmeleitfähigkeit gegen das Gehäuse gehalten sind. Bei den Anordnungen nach dem Hauptpatent haben die Isolierschichten den Zweck, das Gehäuse potentialfrei zu halten und eine beliebige Schaltung der eingeschlossenen Gleichrichtertabletten untereinander zu ermöglichen. Eine derartige Isolierschicht stellt jedoch auch dann, wenn sie unter Berücksichtigung ihrer mechanischen Beanspruchung so dünn wie möglich gewählt ist, für die Verlustwärme der Gleichrichtertabletten einen beträchtlichen Wärmeleitwiderstand dar, der einen Temperatursprung zwischen den Gleichrichterelementen und der Gehäusewand verursacht. Der durch die Isolierschicht gegebene Wärmewiderstand ist bei den Anordnungen nach dem Hauptpatent bereits dadurch vermindert, daß die Gesamtzahl der für eine bestimmte Gleichrichteranordnung erforderlichen Gleichrichtertabletten in mehrere nebeneinanderliegende Stapel aufgeteilt ist, so daß sich eine entsprechende Vervielfachung der Wärmeleitquerschnitte durch die Isolierschicht hindurch ergibt.

Wegen des unvermeidlichen Wärmewiderstandes der Isolierschicht ist es gerade bei Anordnungen nach dem Hauptpatent von besonderer Bedeutung, daß der restliche Teil des Weges, auf dem die Verlustwärme an die Umgebung abfließt, einen möglichst geringen Wärmeleitwiderstand aufweist. Dies wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß das Gehäuse metallisch blanke, glatte Außenflächen besitzt, die einen großen Bruchteil der gesamten Oberfläche des Gehäuses ausmachen und beim Betrieb des Gleichrichters zur Abführung der Verlustwärme an einem anderen metallischen Träger, z. B. einem Gerätechassis, anliegen. Zusammen mit der Schaffung mehrerer Wärmeübergangswege zwischen den Tabletten und dem Gehäuse, wie sie bei den Anordnungen nach dem Hauptpatent durchgeführt ist, wird durch die Erfindung ein insgesamt sehr niedriger Wärmewiderstand für den Abfluß der Verlustwärme erreicht, so daß der Gleichrichter elektrisch entsprechend hoch belastet werden kann. Die Maßnahme nach der Erfindung ist auch deswegen für eine Anordnung nach dem Hauptpatent in besonderes Maße geeignet, weil das Gehäuse der Gleichrichteranordnung potentialfrei ist und daher die Befestigung der Trockengleichrichteranordnung an einem metallischen Träger ihre Verwendung nicht auf bestimmte Schaltungen einschränkt.

Trockengleichrichteranordnung

kleiner Bauart mit einer Vielzahl

von Gleichrichtertabletten

Zusatz zum Patent 970 502

Anmelder:

Siemens-Schu ckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Ing. Erich Nitsche und Helmut Fenger,

Berlin-Siemensstadt,
sind als Erfinder genannt worden

Es ist an sich bekannt, bei einer Trockengleichrichteranordnung mit mehreren plattenförmigen Gleichrichterelementen sämtliche Gleichrichterplatten in einem einzigen Stapel aufeinanderzuschichten und diesen Stapel in ein metallisches, flaches Gehäuse einzuschließen, wobei das Gehäuse zur Verbesserung seiner Wärmeabführung mit einer seiner größten Außenflächen, die glatt und metallisch blank ausgebildet ist, an einem metallischen Träger befestigt ist. Bei den bekannten Anordnungen sind die äußeren Platten des Stapels elektrisch nicht gegen das Gehäuses isoliert, da das Gehäuse als ein Pol der Gleichrichteranordnung verwendet ist. Die Isolierung von Gleichrichterplatten gegen ein metallisches Kühlorgan mit Hilfe dünner, isolierender Folien ist jedoch anderweitig ebenfalls Bekannt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Trockengleichrichteranordnung mit Befestigungsvorrichtungen versehen, die bei der Befestigung der Anordnung an einem anderen Träger eine solche Lage des Gehäuses erzwingen, daß es mit einer großen, metallisch blanken und glatten Außenfläche an dem Träger anliegt. Die nicht zur Anlage an dem Träger bestimmten Außenflächen des Gehäuses können zur Verbesserung ihrer Wärmeabstrahlung abgedunkelt bzw. geschwärzt sein.

109 537/443

Die Erfindung sei an Hand der Figuren erläutert, von denen die Fig. 1 und 2 eine Gleichrichteranordnung darstellen, die nach den Lehren des Hauptpatentes aufgebaut ist, und die Fig. 3 bis 13 als Ausführungsbeispiele der Erfindung Möglichkeiten zeigen, eine Anordnung gemäß den Fig. 1 und 2 an einem metallischen Träger zu befestigen.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Trockengleichrichteranordnung besitzt gemäß Fig. 1 ein flaches Gehäuse 1, das aus zwei Blechteilen 1 α und 1 b durch Umfalzen des Teilest« zusammengesetzt ist. Das Gehäuse 1 enthält mehrere nebeneinanderliegende Stapel von Gleichrichtertabletten 3, von denen zwei in dem Schnitt gemäß Fig. 2 sichtbar sind. Die Stapel der Gleichrichtertabletten 3 sind gegen den Boden 1 a des Gehäuses 1 durch eine Isolierschicht 5 in Form einer Triacetatfolie isoliert. Mit 7 sind Kontaktorgane bezeichnet, die die Gleichrichtertabletten 3 mit weiteren Stapeln, die vor bzw. hinter dem Schnitt nach Fig. 2 liegen, verbinden. Der erforderliche Kontaktdruck innerhalb der Stapel wird durch eine Feder 8 hergestellt, die sich über eine weitere Isolierschicht 9 auf die Enden der aus den Kontaktorganen 7 und den Gleichrichtertabletten 3 zusammengesetzten Tablettenstapel abstützt. In Fig. 1 sind mit 2 Anschlußfahnen bezeichnet, die aus dem Gehäuse nach außen hervortreten.

Die Fig. 3 und 4 zeigen die Montage eines Gleichrichters gemäß den Fig. 1 und 2 an der Platte eines Gerätechassis. Der Gleichrichter ist diesem Fall mit 15 bezeichnet, das Chassis mit 16. Der Gleichrichter 15 ist mit Befestigungslappen 15 α und 15 & versehen, an denen er mittels Schrauben 17 an dem Chassis 16 derart befestigt ist, daß er mit einer großen, glatten und metallisch blanken Fläche an dem Chassis anliegt.

Gemäß Fig. 5 können zur Befestigung des Gleichrichters an der Chassisplatte 16 auch Schrauben 18 benutzt werden, die unmittelbar durch Hohlniete hindurchgeführt werden, die die Gehäuseteile 1 α und Ib miteinander verbinden. Diese Hohlniete sind in Fig. 1 mit Ic bezeichnet. Derartige Niete können auch nach dem Verbinden der Teile 1 α und 1 b des Gleichrichters noch frei auslaufende Stümpfe bilden, die durch Bohrungen des Chassis 16 hindurchgeführt und zum Festziehen des Gleichrichters am Chassis vernietet werden.

Bei den Anordnungen nach den Fig. 3, 4 und 5 wurde das Gleichrichtergehäuse 1 unmittelbar auf dem Trägerchassis angeordnet. Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist zwischen der tragenden Chassisplatte 19 und der Gleichrichteranordnung 20 eine gut wärmeleitende Zwischenlage 21 angeordnet, die sich über die Grundfläche der Gleichrichteranordriung20 hinaus erstreckt. Es entstehen auf diese Weise frei liegende Flächen der Zwischenlage, die ihrerseits die von der Gleichrichteranordnung 20 übernommene Wärme über eine vergrößerte Fläche teils durch Wärmeleitung an die Chassisplatte 19, teils an die Luft abgegeben. Eine solche Zwischenlage läßt sich gemäß Fig. 7 auch U-förmig ausbilden. In die U-förmige Zwischenlage 25 ist die Gleichrichteranordnung 26 eingelegt und mittels geeigneter, nicht besonders dargestellter Befestigungsmittel fest gegen die Chassisplatte 27 gespannt. Die nach oben stehenden freien Schenkel der U-Form bilden zusätzliche 6g Kühlflächen für die Abführung der von der Gleichrichteranordnung 26 übernommenen Wärme.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen lag die Gleichrichteranordnung mit ihrer größten Grundfläche parallel zur Ebene der Oberfläche des Trägerchassis. Das ist jedoch unter Umständen aus Raumbedarfsgründen nicht erwünscht. Die Erfindung kann in diesem Falle unter Benutzung geeigneter Zwischenträger ausgeführt werden, die gleichzeitig Wärmeleitbrücken bilden. Eine derartige Ausführungsform ist in Fig. 8 dargestellt. In dieser Figur ist mit 28 das Chassis des Gerätes und mit 29 ein Tragwinkel für die Gleichrichteranordnung 30 bezeichnet, wobei 29 gleichzeitig eine Wärmeleitbrücke zwischen 30 und 28 bildet. Die Wärmeabführung einer solchen Anordnung läßt sich weiter dadurch verbessern, daß gemäß Fig. 9 zwei Tragwinkel 32 und 33 verwendet werden, die die Gleichrichteranordnung 31 zwischen sich einschließen und ihrerseits an der Chassisplatte 34 befestigt sind. Diese Anordnung ist gleichzeitig ein Ausführungsbeispiel dafür, daß im Rahmen der Erfindung nicht nur eine, sondern gegebenenfalls auch mehrere Flächen der Gleichrichteranordnung zur Wärmeableitung an einen Träger herangezogen werden können.

Eine der Fig. 8 ähnliche Ausführung veranschaulicht Fig. 10. Der winkelförmige Träger 36 ist hierbei dadurch gewonnen, daß aus der Chassisplatte 37 ein der Aussparung 38 entsprechender Lappen an drei Seitenkanten ausgeschnitten und dann hochgebogen ist. Die so entstehende Aussparung 38 in der Chassisplatte kann dazu benutzt werden, einen Kühlluftstrom an der Gleichrichter anordnung 35 entlangzuführen.

Gemäß Fig. 11 kann eine Gleichrichteranordnung 58 auch mit Hilfe einer breiten, mit Rücksicht auf einen guten Wärmeübergang gestalteten Schelle 57 an einer Trägerplatte 59 befestigt werden. Jeder Schenkel der Schelle kann hierbei Einschnitte aufweisen, durch die einerseits federnde Anlagekörper 60 und andererseits Lappen 61 gewonnen werden, die durch entsprechende Aussparungen der Trägerplatte hindurchgeführt und dann in bekannter Weise, wie aus Fig. 12 ersichtlich ist, verdrillt werden, wobei die Schelle und mit ihr die Gleichrichteranordnung fest an das Chassis herangezogen wird.

Fig. 13 zeigt eine Gleichrichteranordnung 62 mit Winkeln 63 und 64 für die Befestigung an der Grundplatte 65. Diese Winkel zwingen zu einer Montage des Gleichrichters mit großer Anlagefläche am Chasis 65, wie es in ähnlicher Form z. B. bei der Anordnung nach Fig. 3 der Fall ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Trockengleichrichteranordnung kleiner Bauart mit einem metallischen Gehäuse, bei der die in das Gehäuse eingeschlossenen Gleichrichtertabletten in einer Mehrzahl von nebeneinanderliegenden Stapeln geringer Höhe mit ihren großen Flächen unmittelbar über äußerst dünne elektrische Isolierschichten möglichst guter Wärmeleitfähigkeit gegen das Gehäuse gehalten sind, gemäß Zusatzpatent 970 502, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse metallisch blanke, glatte Außenflächen besitzt, die einen großen Bruchteil der gesamten Oberfläche des Gehäuses ausmachen und beim Betrieb des Gleichrichters zur Abführung der Verlustwärme an einem anderen metallischen Träger, z. B. einem Gerätechassis, anliegen.

2. Trockengleichrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Befestigungsvorrichtungen versehen ist, die bei ihrer Befestigung an dem anderen Träger die bezeichnete Lage des Gehäuses relativ zum Träger erzwingen.

3. Trockengleichrichteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Befestigungslappen versehen ist, die in der Ebene derjenigen Gehäusefläche liegen, die zur Anlage an dem Träger bestimmt ist.

4. Trockengleichrichteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie durchgehende Kanäle zur Aufnahme von Schrauben, Nieten od. dgl. aufweist, die senkrecht zu derjenigen Gehäusefläche verlaufen, die zur Anlage an dem Träger bestimmt ist.

5. Trockengleichrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht zur Anlage an dem Träger bestimmten Außenflächen des Gehäuses abgedunkelt bzw. geschwärzt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 163 675; französische Patentschrift Nr. 843 148; USA.-Patentschriften Nr. 2 498 890, 2 501 331.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen