DE1764719A1 - Einspanmittel fuer einen mindestens zwei Druckstuecke und eine Scheibenzelle enthaltenden Stapel - Google Patents

Description

• Einspannmittel für einen mindestens zwei Druckstücke und eine Scheibenzelle enthaltenden Stapel Die Erfindung betrifft Einspannmittel für einen mindestens zwei Druckstücke und eine Scheibenzelle enthaltenden Stapel zur Erzeugung des Kontaktdruckes zwischen den Kontaktflächen der Scheibenzelle und denen der Druckstücke. Derartige Einspannmittel enthielten bisher Schraubbolzen, mit denen die einander gegenüberliegenden Druckstücke über Abstandshalter miteinander verbunden wurden; der gewünschte Kontaktdruck wurde dabei durch zusätzlich in den Stapel selbst oder in die Verbindungen der D2uckstücke eingelegte Tellerfedern bestii;init. Die Kennlinie von Tellerfedern ist aber für solche Anwendungsfälle insofern von Nachteil, als schon sehr geringe Längenänderungen, z. B. auch thermischen Ursprungs der Einspannung große Veränderungen des Kontaktdruckes zur Folge haben; man nuß daher sehr enge Toleranzen einhalten. Außernedi muß die Konstruktion so ausgeführt werden, daß die Scheibenzellen nur aul Druck beansprucht werden, was einen verhältnisiiiüwig hohen Aufwand erfordert. Bei Scheibenzellen mit ;lehr großer Fläche und entsprechend hohem Druck ,mußten zusätzlich Einstellmöglichkeiten zur. genauen Dosierung der Flächenpressung vorgesehen werden. Für diese Einstellung sind besondere - i@Iomentenschlüssel erforderlich. Der i:rfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufwand für die eingangs genannten ginspannmittel wesentlioh herabzusetzen und die Einstellung eines definierten Kontaktdruckes;zu vereinfachen. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist bei Einspannmittel der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß der Stapel und eine Spannvorrichtung mit in Achsrichtun:-- des Stapels veränderbaren Abmessungen innerhalb einer durchgehenden-Aussparung eines elastischen, aus einem Stück bestehende:. Spannkörpers-eingespannt sind. Der Spannkörper hat vorzugsweise die°Gestalt eines-Kreisringes und :sann aus Stahl oder eine«i anderen Material mit entsprechender Elastizität, beispielsweise auch aus Kunststoff bestehen. Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbcispieles der Lrfiiidung, Figur 1 a einen Schnitt erstlang Linie I-I in Figur 1, Figur 2 eine Ansicht der Anordnung nach Figur 1 aus der-dort mit A bezeichneten Richtung, und Figur 3 eine Ansicht der Anordnung nach Figur 1 aus der dort mit B bezeichneten Richtung. In den Figuren ist der Spannkörper mit 5 bezeichnet und hat die Gestalt eines Kreisringes; er besteht au-s Stahl. In der Aussparung des Spannkörpers 5 ist ein Stapel, bestehend aus einer Scheibenzelle 1 und zwei zu beiden Seiten dieser-Scheibenzelle liegenden Druckstücken 2 und 3 mittels einer Spannvorrichtung 4 eingespannt. Die Scheibenzelle 1 hat zwei nicht näher bezeichnete, gegeneinander isolierte und parallel zueinander verlaufende Kontaktflächen, zwischen denen das eigentliche Halbleiterelement mit mindestens eineue pn-Übergang ohne Stoffachluß liegt. I m Beihandelt es sich um einen Thyristor, dessen Steueranschlüsse mit ß bezeichnet sind.
• ',Diese beiden Druckstücke 2 und 3 haben im wesentlichen gleichen Aufbaus Auf jeder der Kontaktflächen der Scheibenzelle 1 liegt ein Kühlstück 21 bzw. 31'iait Durchlässen für ein Kühlmittel; letztere sind in der teilweise aufgebrochenen Darstellung der Figur 1 erkennbar. Über dem Kühlstück liegt jeweils ein Anschlußstück 22 bzw. 32, das in diesem Fall mit einem Einlauf 221 bzw. 321 uni] einem Auslauf 222 bzw. 322 für das Kühlmittel versehen ist. Die Kühlmittelführung ist in Figur 1 durch einen Pfeil ? angedeutet. Der aus den. beiden Druckstücken 2 und 3 und der. Scheibenzelle 1 bestehende Stapel ist..zu beiden Seiten durch ein Isolierstück 23 bzw. 33, beispielsweise aus Hartpapier abgeschlossen. . Zwischen dem Isolierstück 23 und einer -'insbesondere in Figur 1@a deutlich erkennbaren - Ringnut 51 liegt ein Endstück 24 aus idetall, das mit einem kugelförmigen Teil in die Ringnut 51 eingreift. Zwischen dem anderen Isolierstück 33 und dem Spannkörper 5 liegt die Spannvorrichtung 4, bestehend aus einer Schraube 41 und einer zugehörigen Hutmutter 42, die mit ihrer kugelförmigen Kappe ebenfalls in die Ringnut 51 eingreift. Die Abmessungen der Spannvorrichtung 4 in Achsrichtung des Stapels aus Druckstücken 2, 3 und Scheibenzelle 1 sind durch Verdrehen der Hutmutter relativ zur Schraube 41 veränderbar. Zur Einstellung des gewünschten Kontaktdruckes wird die Hutmutter aus dem Gewinde herausgedreht und dabei der Spannkörper 5 elastisch verformt. Dabei ist einer außen am Durchmesser des Spannkörpers messbaren Verformung ein definierter Kontaktdruck zugeordnet.- Der gewünschte Kontaktdruck. läßt ' sich daher einzach dadurch einstellen, daß man die Spannvorrichtung so lange verstellt, bis der Außendurchmesser des Spannkörpers, gemessen über der Achse des Stapels, einen bestimmten Grenzwert erreicht iat. Der Spannkörper wird dabei -so ausgelegt, daß der Arbeitspünkt auf der Federkennlinie bei dem gewünschten Kontaktdruck nur noch wenig unterhalb der Fließgrenze liegt; der Vorteil einer derartigen Bemessung -liegt darin, daß die Flächenpressung bei geringfügiger Überdehnung des, Spannkörpers nur noch wenig zunimmt und daher das Halbleiterelement kaum gefährdet ist. Der erforderliche Kortaktdruck an den Kontaktflächen der Scheibenzelle ist je nach Oberflächenbearbeitung der aufeinanderliegenden Teile größer als 40 kp/em2. Zur eindeutigen Bestimmung der Zage des Stapels innerhalb der Aussparung des Spannkörpers ist das Isolierstück 33 mit einer Eindrehung für die Schraube 41 und mit seitlichen Aussparungen versehen, in die der Spannkörper eingreift. Durch entsprechende Führungen zwischen der anderen Seite des Isolierstückes 33 und dem Druckstück 3 sowie zwischen dem Zeolieratüek 23 und Endstück 24 bzw. Druckatüek 2 ist die Lage des Stapels eindeutig bestimmt, da j4 die Brucketüele 2 bzw. 3 in Aussparungen der Scheibenzelle 1 eingreifen.
• Zur Verbesserung der Spannungefeetigkeit ist noch zwischen dem Stapel und dem Spannkörper 5*ein Isolierteil 9 eingelegt. Figur 3 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung an eine Wand 10 angebaut, die einen ent sprechenden Durchbruch aufweist t durch den insbesondere die Ein- und Ausläufe für die Zu-Führung und Abführung des Kühlmittels hindurchragen. Die .Anschlußstücke für die- Stromzu- und ableitung liegen dagegen auf der anderen Seite der Wand 10.-Zur Befestigung dienen Befestigungewinkel.6. bIit Hilfe der Erfindung ist such. der Aufbau von Stromrichteranlagen besonders einfach möglich, da die einzelnen Anordnungen mit erfindungsgemäßen Aufbau mit Hilfe eines Änschlußstückee unmittelbar an eine zugehörige Sammelschiene des Stromrichters angeschraubt werden können. Bei entsprechend massiver,Aueführunb der Sammelschienen und ausreichender Halterung dieser Sammelschienen brauchen die einzelnen hier beschriebenen Anordnungen nicht zusätzlich befestigt zu werden. Das zweite Anschlußstüc-k jeder Anordnung kann ebenfalls unmittelbEr an eine weitere Sammelschiene angeschraubt werden. Es empfiehlt sich jedoch, zwischen das zweite Aneehlußstück und die zugehörige Sammelschiene ein flexiblen ?Leiterstück zu legen.
• Besonders einfache Anordnungen geben eich dann, wenn zahl!. reiche Stapel zwischen zwei parallel verlaufenden Sammelschienen in Parallelschaltung angeordnet werden sollen.
• kan braucht dann lediglich die Sammelschienen an den Stellen, an denen ein Stapel zwischen ihnen liegt, mit Hilfe eines Spannkörpers und einer Spannvorrichtung zusammenzuspannen. Bei Verwendung eines Spannkörpers aus Metall iauß jedoch darauf geachtet werden, daß die Stromzu- und Abführung an nebeneinanderliegenden Enden der Sammelschienen erfolgte Bei einer derartigen Ausführung können die Sammelschienen selbst Kanäle zur Durchführung eines Kühlmittels aufweisen, so daß es sich erübrigt, den einzelnen Stapeln besondere Kühlstücke zuzuordnen.

Claims (2)

1. Patentansprüche 1. Einspannmittel für einen mindestens zwei Druckstücke und eine Scheibenzelle enthaltenden Stapel zur Erzeugung des Kontaktdruckes zwischen dein Kontaktflächen der Scheibenzelle und en der Druckstücke, dadurch gekennzeichnet, daß der Stapel und eine Spannvorrichtlang (4) mit in Achsrichtung .des Stapele veränderbaren Abmessungen innerhalb einer durchgehenden Aus- , spareng eines elastischen, aus einem Stück bestehenden Spannkörpers (5) eingespannt sind. .
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß von den Endflächen der Spannvorrichtung (4), mit denen sie an dem Stapel einerseits und an dem Spannkörper (5) andererseits anliegt, eine eben ausgebildet ist und die andere die Form eines Kugelsegments hat.-3. Anordnung nach-Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Flächen der Aussparung des Spannkörpers (5) äle-Widerlager mindestens zwei konkave Vertiefungen (51) vorgesehen sind. 4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (4) aus einer SchraubQ (41) mit zugehöriger Hutmutter (42) besteht. t 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstücke(2;3).auf der den Kontaktflächen deZ Scheibenzelle (1) zugewandten Seite einen von einen Kühlmittel durchströmten Kühlteil (21) aufweisen. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß' die Druckstücke als durchgehende, von einem Kühlmittel durchströmte Sammelschienen ausgebildet sind.