DE1246068B

DE1246068B - Verfahren zum Herstellen einer thermoelektrischen Anordnung

Info

Publication number: DE1246068B
Application number: DEN25640A
Authority: DE
Inventors: Gerrit Van Dijk
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1963-10-07
Filing date: 1964-10-05
Publication date: 1967-08-03
Also published as: NL298908A

Description

Verfahren zum Herstellen einer thermoelektrischen Anordnung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstel# len einer thermoelektrischen Anordnung, die mit mehreren abwechselnd aus verschiedenem thermoelektrischem Material bestehenden parallel zueinander angeordneten stabförmigen Schenkelkörpern versehen ist, deren derselben Seite zugekehrten Endflächen alle nahezu in einer Ebene liegen und durch leitende Stege derart miteinander verbunden sind, daß die Körper in Reihe geschaltet sind, wobei die auf jeder Stirnseite der Schenkelk#rper angeordneten leitenden Stege jeweils mit einem gut wärmeleitenden Wärmeaustauschkörper in Verbindung stehen und wobei zwischen den elektrisch leitenden Stegen und dem jeweiligen Wärmeaustauschkörper eine beiderseits klebende elektrische Isolierung angebracht ist.
Bei der Durchführung eines solchen bekannten Verfahrens werden üblicherweise zunächst die leitenden Stege durch einen Lötvorgang mit den Schenkelkörpern aus thermoelektrischem Material verbunden. Danach werden die leitenden Stege eben gefräst, so daß ihre Oberflächen möglichst genau in einer Oberfläche liegen. Ebenso werden die Seiten der Wärmeaustauschkörper, die den Stekn zugewandt sind, genau eben gefräst. Dann werden die Wärmeaustauschkörper unter Zwischenlegen von Isoliermaterial, z. B. mit einer elektrisch isolierenden, aus Klebstoff oder Lack bestehenden Klebschicht- an den leitenden Stegen befestigt.
Es war weiter bekannt (deutsche Auslegeschrift 1850 462), bei der Durchführung eines solchen Herstellung#sverfahrens eine Stützplattr, aus elektrisch isolierendem Material mit Löchern zu versehen, in denen die Schenkelkörper befestigt werden und dann die leitenden Stege, die elektrische Isolierung und die Wärmeaustauschkörper auf die Endflächender Schenkelkörper aufzubringen DiesesbekannteVerfahrenhat jedoch denNachteil, daß die Stege einen schlechten Wärmekontakt zu den Wärmeaustauschkörpern b aben, wenn die einander ingeordneten Oberflächen nicht eben genug sind. Dies bedeutet eine beträchtliche Verschleterung des Wirkungsgrades der thermoelektrischen Anordnung.
Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens ist darin zu sehen, daß es schwierig ist, eine aus Klebstoff oder Lack bestehende Klebschicht mit sehr gleichmäßiger Dicke aufzubringen und so eine gleichmäßige Wärmeleitung sicherzustellen.
Weiter besteht die Gefahr, daß während des Aufbringens der Wärmeaustauschkörper die Klebschicht örtlich weggedrückt wird, wobei ein Kurzschluß zwischen den Wärmeaustauschkörpern und den Stegen entstehen kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile des bekannten Verfahrens zu beseitigen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die elektrisch leitenden Stege jeder Seite jeweils in die Ausnelunungen einer Form eingelegt werden, wobei die Ausnehmungen so angeordnet sind, daß die Stege sich in der zur Reihenschaltung der Thermoelemente notwendigen Lage befinden, daß die Wärmeaustauschkörper mit einer beiderseits klebendem elektrischisolierendenFolieversehenwerden, daß jeder dieser Körper mit der mit der Klebefolie versehenen Seite auf die dazugehörige Form gedrückt wird, so daß sich die Stege über die beiderseits klebende Folie an den Wärmeaustauschkörper heften, worauf dann die Formen entfernt werden, daß dann die Stützplatte aus elektrisch isolierendem Material, in deren Löcher die Schenkelkörper befestigt sind, zwischen die beiden Anordnungen, die jeweils aus einem Wärmeaustauschkörper, aus einer Klebefolie und aus den elektrisch leitenden Stegen bestehen, in die zur Schaltung der Reihenschaltung- notwendige Lage geklemmt wird und daß dann die Schenkel und die Stege durch Löten miteinander verbunden werden.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere in einer beträchtlichen Vereinfachung beim Zusammenbau der Anordnung., Es ist nicht mehr erforderlich, die einander zugeordneten Oberflächen der leitenden Stege und der Wärmeaustauschkörper mit sehr geringen Toleranzen. eben auszubilden. Spalten zwischen den Enden der SchenkelkÖrper und den Stegen werden beim Löten mit Lot ausgefüllt. Es ist sichergestellt, daß der Abstand zwischen den leitenden Stegen und den ihnen zugeordneten Wärmeaustauschkörpern überall der gleiche ist und ein Kurzschluß durch Wegdrücken der Klebschicht verhütet wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen F i g. 1 und 2 schematisch und nicht maßstabgerecht eine thermoelektrische Anordnung in zwei Ansichten, Fig. 3 perspektivisch eine Platte aus elektrisch isolierendem Material mit den in sie aufgenommenen thermoelektrischen Schenkelkörpern und F i g. 4 und 5 schematisch die beiden Möglichkeiten, nach denen die leitenden Stege angeordnet werden können.
In den F i g. 1 und 2 bezeichnet 1 eine Platte aus einem gut wärmeleitenden Material und 2 einen Wärineaustauschkörper, der als Rippenkühler ausgebildet ist. Ein Ventilator 3 kann einen Luftstrom durch den Rippenkühler Z blasen. Zwischen dem Rippenkühler 2 und der Platte 1 befindet sich die thermoelektrische Anordnung, die auf eine Platte 4 aus elektrisch isolierendem Material, in der Löcher angebracht sind, aufgebaut ist. In den genannten Löchern sind die stabförmigen Schenkelkörper 5 aus thermoelektrischein Material angeordnet. Auf der Kühlerseite sind die Enden der Schenkelkörper 5 durch elektrisch leitende Stege 6 und auf der Unterseite durch elektrisch leitende Stege 7 miteinander verbunden. Die Verbindung der Schenkelkörper 5 ist so gewählt, daß ein elektrischer Strom die in Reihe geschalteten Körper durchfließen kann, wobei die Stege 6 warm und die Stege 7 kalt werden. Die Stege 6 und 7 sind durch- eine beiderseits klebende, elektrisch isolierende Folie 8 bzw. 9 mit dem Rippenkühler 2 bzw. der Platte 1 verbunden.
Die thermoelektrische Anordnung wird wie folgt hergestellt: Eine Platte 4 aus einem elektrisch isolierenden Material wird auf bekannte Weise mit Löchern versehen, in die, wie F i g. 3 zeigt, Schenkelkörper 5 aus thermoelektrischein Material eingesetzt werden. Weiter werden Stege 6 und 7 aus elektrisch gut leitendem Material, z. B. Kupfer, in Formen angeordnet. In den F i g. 4 und 5 sind diese Formen schematisch dargestellt. Die Formen weisen Vertiefungen 10 und 11 auf, in die die Stege 6 bzw. 7 eingelegt werden. Die Vertiefungen 10 in der Form nach F i g. 4 weisen ein Muster auf, das genau dem Muster entspricht, das die Stege 6 in der thermoelektrischen Anordnung einnehmen müssen, und die Form nach F i g. 5 hat ein Vertiefungsmuster, das dem Muster der Stege 7 entspricht.
Anschließend werden der Rippenkühler 2 und die Platte 1 beide mit einer beiderseits klebenden, isolierenden Folie 8 bzw. 9 versehen. Der Kühler wird dann auf die Form nach F i g. 5 und die Platte 1 auf die Form nach F i g. 4 gedrückt. Die Stege 6 bzw. 7 legen sich an die Folien an und bleiben dort haften, wenn anschließend die Formen entfernt werden. Danach wird die Platte 4 mit den Schenkelkörpern 5 zwischen die an dem Kühler 2 und die an der Platte 1 haftenden Stege geklemmt und die ganze Anordnung verlötet. Merbei verbindet das Lot die Enden der Schenkelkörper 5 mit den Stegen 6 und 7. Wenn die Enden der Schenkelkörper 5 und/oder die Stege 6 bzw. 7 nicht völlig in einer Ebene liegen, d. h. der Abstand zwischen den Schenkelkörpern 5 und den Stegen 6 und 7 nicht konstant ist, so füllt das Lot diese Spalte völlig aus. Auf diese Weise werden also Bearbeitungsungenauigkeiten durch das Lot beseitigt.

Claims

Patentanspruch: Verfahren zum Herstellen einer thermoelektrischen Anordnung, die mit mehreren abwech-,selnd aus verschiedenem Ihermoelektrischein Material bestehenden, parallel zueinander angeordneten stabförmigen Schenkelkörpern versehen ist, deren derselben Seite zugekehrten Endflächen alle nahezu in einer Ebene liegen und durch leitende Stege derart miteinander verbunden sind ! daß die Körper in Reihe geschaltet sind, wobei die auf jeder Stirnseite der Schenkelkörper angeordneten leitenden Stege jeweils mit einem gut wärmeleitenden Wärmeaustauschkörper in Verbindung stehen und wobei zwischen den elektrisch leitenden Stegen und dem jeweiligen Wärmeaustauschkörper eine beiderseits klebende elektrische Isolierung 'angebracht ist, bei dessen Durchführung eine Stützplatte aus elektrisch isolierendem Material mit Löchern versehen wird, die Schenkelkörper in diesen Löchern befestigt werden und dann die leitenden Stege, die elektrische Isolierung und die Wärmeaustauschkörper auf die Endflächen der Schenkelkörper aufgebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Stege jeder Seite jeweils in die Ausnehmuhgen einer Form eingelegt werden, wobei die Ausnehmungen so angeordnet sind, daß die Stege sich in der zur Reihenschaltung der Thermoelemente notwendigen Lage befinden, daß die Wärmeaustauschkörper mit einer beiderseits klebenden, elektrisch isolierenden Folie versehen werden, daß jeder dieser Körper mit dei mit der Klebefolie versehenen Seite auf die dazugehörige Form gedrückt wird, so daß sich die Stege über die beiderseits klebende Folie an den Wärmeaustauschkörper heften, worauf dann die Formen entfernt werden, daß dann die Stützplatte aus elektrisch isolierendem Material, in deren Löcher die Schenkelkörper befestigt sind, zwischen die beiden Anordnungen, die jeweils aus einem Wärmeaustauschkörper, aus einer Klebefolie und. aus den elektrisch leitenden Stegen bestehen, in der zur Schaltungder Reihenschaltun- notwendigen Lage geldemmt wird und daß dann die Schenkel und die Stege durch Löten miteinander verbunden werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1850 462; USA.-Patentschriften Nr. 2 289 152, 2 844 638.