DE202008001968U1 - array system - Google Patents
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Abstract
Anordnungssystem (1) für eine Mehrzahl von elektrischen/elektronischen Bauteilen (2, 3, 4) insbesondere einer Spannungswandlereinrichtung eines Stromversorgungssystems zum Einsatz bei der Erdöl-/Erdgasgewinnung mit wenigstens einem Tragteil (5), welches zumindest einseitig eine umrandete Aufnahmevertiefung (6, 7) aufweist, einem in der Aufnahmevertiefung angeordneten, mit den Bauteilen (2, 3, 4) elektrisch verbundenen Schaltkreisträger (8) und einem den Schaltkreisträger (8) und/oder die Bauteile (2, 3, 4) in der auf Aufnahmevertiefung (6, 7) fixierenden Halteteil (9), wobei zumindest teilweise zwischen Schaltkreisträger (8) und/oder Bauteilen (2, 3, 4) und dem Tragteil (5) ein Isoliermaterial (10) angeordnet ist.array system (1) for a plurality of electrical / electronic components (2, 3, 4) in particular a voltage converter device of a power supply system for use in oil / gas extraction with at least one support part (5), which at least one side a edged receiving recess (6, 7), one in the receiving recess arranged, with the components (2, 3, 4) electrically connected circuit carriers (8) and one the circuit winner (8) and / or the components (2, 3, 4) in the receiving recess (6, 7) fixing holding part (9), wherein at least partially between Circuit carrier (8) and / or components (2, 3, 4) and the support member (5) an insulating material (10) is arranged.
Description
Die Erfindung betrifft ein Anordnungssystem für eine Mehrzahl von elektrischen/elektronischen Bauteilen insbesondere einer Spannungswandlereinrichtung eines Stromversorgungssystems zum Einsatz bei der Erdöl-/Erdgasgewinnung mit wenigstens einem Tragteil, welches zumindest einseitig eine umrandete Aufnahmevertiefung aufweist, einem in der Aufnahmevertiefung angeordneten, mit den Bauteilen elektrisch verbundenen Schaltkreisträger und einem den Schaltkreisträger und/oder die Bauteile in der Aufnahmevertiefung fixierenden Halteteil, wobei zumindest teilweise zwischen Schaltkreisträger und/oder Bauteilen und dem Tragteil Isoliermaterial angeordnet ist.The The invention relates to an arrangement system for a plurality of electrical / electronic components in particular a voltage converter device of a power supply system for use in oil / gas extraction with at least one support part, which at least one side a has bordered receiving recess, one in the receiving recess arranged, electrically connected to the components circuit carriers and one the circuit winner and / or the components in the receiving recess fixing holding part, being at least partially between circuit carriers and / or components and the support member insulating material is arranged.
Ein
entsprechendes Stromversorgungssystem ist in der
Zur Anordnung entsprechender elektrischer bzw. elektronischer Bauteile wie Dioden, IGBT, MOSFET oder dergleichen, die zur Realisierung solcher Wandlerbausteine im Zusammenhang mit einem Schaltkreis benötigt werden, wird ein entsprechendes Anordnungssystem vorgeschlagen. In einem Tragteil eines solchen Anordnungssystems sind die entsprechenden Bauteile und ein zugehöriger Schaltkreisträger in einer Aufnahmevertiefung angeordnet. Zur Fixierung der Bauteile bzw. des Schaltkreisträgers wird ein Halteteil verwendet, das Bauteile und/oder Schaltkreisträger in der Aufnahmevertiefung fixiert. Um einen elektrischen Durchschlag zwischen Schaltkreisträger und insbesondere den elektrischen/elektronischen Bauteilen zu verhindern, ist ein Isoliermaterial zwischen Schaltkreisträger und/oder Bauteilen und dem Tragteil angeordnet. Gleichzeitig dient dieses Isoliermaterial zur Wärmeüber tragung von insbesondere den Bauteilen zum Tragteil, wobei dieses Tragteil dann die Wärme nach außen abgeben kann.to Arrangement of corresponding electrical or electronic components such as diodes, IGBT, MOSFET or the like, for the realization such converter modules are required in connection with a circuit, a corresponding arrangement system is proposed. In a supporting part Such an arrangement system are the corresponding components and an associated one Circuit carrier arranged in a receiving recess. For fixing the components or the circuit-bearer a holding part is used, the components and / or circuit carriers in the Recording well fixed. To get an electrical breakdown between Circuit carrier and in particular to prevent the electrical / electronic components is an insulating material between circuit carriers and / or components and arranged the support part. At the same time this insulating material is used for heat transfer in particular the components to the support member, said support member then the heat outward can deliver.
Nach den oben genannten internationalen Anmeldungen ist die Spannungswandlereinrichtung unterhalb des Meeresspiegels angeordnet. Sie ist in de Regel in einem sogenannten-Subsea-Tree eingebaut und dient zur Versorgung entsprechender Einheiten des Trees wie Ventil, Drossel oder dergleichen. Das entsprechende Anordnungssystem ist in der Regel ebenfalls Teil des Subsea-Trees, wobei in diesem Fall die Wärmeabgabe von dem Tragteil direkt an das umgebende Meerwasser erfolgt.To In the above-mentioned international applications, the voltage conversion device is below arranged at sea level. It is usually installed in a so-called subsea tree and serves to supply appropriate units of the tree such as Valve, throttle or the like. The corresponding arrangement system is also usually part of the subsea tree, being in this Case the heat emission from the supporting part takes place directly to the surrounding seawater.
Da auf diese Weise das Tragteil im Wesentlichen geerdet ist, ist eine ausreichende elektrische Isolierung der entsprechenden Bauteile und gegebenenfalls auch des Schaltkreisträgers gegenüber dem Tragteil bei gleichzeitig ausreichend guter Wärmeleitung Aufgabe vorliegender Erfindung.There In this way, the support member is substantially grounded, is a sufficient electrical insulation of the corresponding components and optionally also the circuit carrier relative to the support member at the same time sufficiently good heat conduction Object of the present invention.
Um eine ausreichende Anzahl von Bauteilen im Anordnungssystem unterbringen zu können, kann das Tragteil beidseitig in Ober- und Unterseite angeordnete Aufnahmevertiefungen aufweisen. In jeder dieser Aufnahmevertiefungen sind dann entsprechend ein Schaltkreisträger mit zugehörigen Bauteilen sowie ein Halteteil angeordnet und ebenfalls erfolgt eine elektrische Isolierung bevorzugt der Bauteile durch das Isoliermaterial gegenüber dem Tragteil.Around accommodate a sufficient number of components in the assembly system to be able to The support member can be arranged on both sides in top and bottom Have receiving wells. In each of these recording pits are then correspondingly a circuit carrier with associated components and a holding part arranged and also takes place an electrical Insulation of the components preferred by the insulating material over the Supporting part.
Die Anordnung der entsprechenden Bauteile, siehe die oben genannten internationalen Anmeldungen, kann gleichartig in jeder der Aufnahmevertiefungen sein, um die entsprechende serielle Anordnung der einzelnen Wandlerbausteine der Spannungswandlereinrichtungen des Stromversorgungssystems zu ermöglichen.The Arrangement of the corresponding components, see the above international applications, may be similar in each of the receiving wells be to the corresponding serial arrangement of the individual converter modules the voltage transformers of the power supply system to enable.
Um insbesondere eine gute Wärmeabgabe an ein das Anordnungssystem umgebendes Medium zu ermöglichen, weist dieses bevorzugt einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf. Dadurch ist die Oberfläche relativ groß und eine gute Wärmeabgabe möglich. Dies gilt insbesondere für eine direkte Wärmeabgabe an das Meereswasser, wie oben ausgeführt.Around in particular a good heat dissipation to allow a medium surrounding the array system this preferably has a substantially circular cross-section on. This is the surface relatively big and a good heat dissipation possible. This is especially true for a direct heat emission to the seawater, as stated above.
Entsprechend zur kreisförmigen Ausbildung des Anordnungssystems ist in diesem Zusammenhang auch das Tragteil entsprechend kreisförmig ausgebildet mit einer entsprechenden kreisförmigen Aufnahmevertiefung, in der dann kreis- oder ringförmige Schaltkreisträger und Halteteile anordbar sind.Corresponding to the circular Training of the arrangement system is in this context too the support member formed corresponding circular with a corresponding circular receiving recess, in the then circular or annular Circuit carrier and holding parts can be arranged.
Um das Anordnungssystem insbesondere im Bereich der Bauteile und des Schaltkreisträgers vor einem Eindringen der äußeren Umgebung zu schützen, kann die Aufnahmevertiefung fluiddicht verschließbar sein.Around the arrangement system, in particular in the field of components and the Circuit carrier from penetration of the external environment to protect, the receiving recess can be closed fluid-tight.
Ein einfaches Ausführungsbeispiel für einen Schaltkreisträger ist eine Platine mit entsprechend aufgedruckter Schaltung.One simple embodiment for a circuit-bearer a board with printed circuit accordingly.
Bei einer solchen Platine oder bei einem entsprechenden Schaltkreisträger sind die Bauteile bevorzugt auf dieser oder diesem angeordnet und/oder zumindest mit dieser oder diesem elektrisch verbunden. Die elektrische Verbindung erfolgt über elektrische Leitungen, die mit Anschlusspunkten einer aufgedruckten Schaltung verlötet sind.In such a board or ent speaking circuit breaker, the components are preferably arranged on this or this and / or at least electrically connected to this or this. The electrical connection is made via electrical lines that are soldered to connection points of a printed circuit.
Eine Möglichkeit für ein Isoliermaterial ist ein elektrisch isolierendes Vergussmaterial. Ein solches Vergussmaterial wird beispielsweise in die Aufnahmevertiefung eingegossen, anschließend erfolgt eine Anordnung von Schaltkreisträger und/oder Bauteilen und dann eine Fixierung von diesen durch das Halteteil. Das Vergussmaterial härtet in der Regel aus und dient so zur elektrischen Isolierung und auch zur Fixierung der entsprechenden Teile gegenüber dem Tragteil.A possibility for a Insulating material is an electrically insulating potting material. Such a potting material, for example, in the receiving recess poured in, then an arrangement of circuit carriers and / or components and then a fixation of these by the holding part. The potting material cures usually off and thus serves for electrical insulation and also for fixing the corresponding parts relative to the supporting part.
Ein Vergussmaterial ist beispielsweise ein Epoxydharz, welches je nach Dicke eine entsprechende Durchschlagfestigkeit im Bereich von mehreren 100 V bis zu einigen kV aufweist. Gleichzeitig weist ein solches Epoxydharz einen Wärmeübertragungskoeffizienten auf, der in der Regel größer als 0,1 W/m × K ist.One Potting material is for example an epoxy resin, which depending on Thickness a corresponding dielectric strength in the range of several 100 V up to a few kV. At the same time has such Epoxy resin has a heat transfer coefficient on, which is usually greater than 0.1 W / m × K is.
Bei einem solchen Vergussmaterial ist zu beachten, dass dieses relativ dick sein sollte, um eine hohe Durchschlagfestigkeit zu erreichen, und gleichzeitig relativ dünn sein sollte, um eine hohe Wärmeübertragung zu ermöglichen. Um diesen gegensätzlichen Forderungen zu genügen, muss ein entsprechender Kompromiss für die Dicke des Vergussmaterials gefunden werden. Gleichzeitig muss das Vergussmaterial in der Regel entgast werden, und auch entsprechende Aushärtezeiten sind notwendig, um eine ausreichende mechanische Festigkeit vor dem weiteren Zusammenbau des Anordnungssystems zu erhalten.at such a potting material is to be noted that this relative should be thick to achieve a high dielectric strength, and at the same time relatively thin should be to a high heat transfer to enable. To this contrary To meet demands must be a compromise on the thickness of the potting material being found. At the same time, the potting material usually needs are degassed, and also appropriate curing times are necessary to a sufficient mechanical strength before further assembly of the arrangement system.
Bei dem Vergussmaterial ist weiterhin zu beachten, dass dieses im Schadensfall durch entsprechende mechanische Verfahren entfernt werden muss, die dann in der Regel zu einer Zerstörung der Bauteile und gegebenenfalls des Schaltkreisträgers führen. Ein solcher Schadensfall ist beispielsweise ein elektrischer Durchschlag oder ein Riss im ausgehärteten Vergussmaterial.at The potting material must also be noted that this in case of damage must be removed by appropriate mechanical methods, which then usually leads to destruction of the components and, where appropriate lead the circuit-holder. One such damage is, for example, an electrical breakdown or a crack in the cured Casting material.
Unter Aufrechterhaltung einer ausreichenden elektrischen Isolierung und gleichzeitiger guter Wärmeübertragung ist es ebenfalls denkbar, als Isoliermaterial eine elektrisch isolierende Folie zu verwenden. Ein Beispiel für eine solche Folie ist eine Keramikfolie. Diese weist in der Regel eine im Vergleich zum Vergussmaterial noch höhere Durchschlagfestigkeit und auch einen höheren Wärmeübertragungskoeffizienten auf. Beispielsweise gibt es entsprechende Keramikfolien, die bei einer Dicke von ungefähr einem mm einer Durchschlagspannung von 10 und mehr kV standhalten und gleichzeitig einen Wärmeübertragungskoeffizienten von mehr als 5 W/m·K aufweisen. Dies sind im Vergleich zur oben genannten Vergussmasse sogar noch vorteilhaftere Werte.Under Maintaining sufficient electrical insulation and simultaneous good heat transfer It is also conceivable, as an insulating material an electrically insulating To use foil. An example of such a film is a Ceramic film. This usually has a comparison with the potting material even higher Dielectric strength and also a higher heat transfer coefficient. For example, there are corresponding ceramic films that at a Thickness of about Withstand a mm of breakdown voltage of 10 and more kV and at the same time a heat transfer coefficient of more than 5 W / m · K. These are even compared to the above-mentioned potting compound more favorable values.
Bei Ausbilden des Anordnungssystems in Kreisform und entsprechend kreis- oder ringförmiger Aufnahmevertiefung des Tragteils, kann die Folie als entsprechende Ringfolie ausgebildet sein, die in die Aufnahmevertiefung eingelegt wird.at Forming the arrangement system in circular form and corresponding circular or annular receiving recess of the support member, the film may be formed as a corresponding ring foil be inserted into the receiving cavity.
In der Regel ist eine Anordnung der Folie zumindest teilweise zwischen Unterseite des Schaltkreisträger und/oder Unterseite eines jeden Bauteils und Oberfläche der Aufnahmevertiefung ausreichend. Im Bereich der Bauteile treten die höchsten Spannungswerte auf, so dass eine Anordnung der Folie nur zwischen Unterseite eines jeden Bauteils und Oberfläche der Aufnahmevertiefung möglich ist.In As a rule, an arrangement of the film is at least partially between Bottom of the circuit carrier and / or bottom of each component and surface of the Recording well enough. In the field of components occur highest voltage values on, so that an arrangement of the foil only between underside of a every component and surface the recording deepening possible is.
Im Prinzip besteht die Möglichkeit, die Folie unterschiedlich dick entsprechend zu den auftretenden Spannungswerten zu gestalten. Zur Vereinfachung weist allerdings die Folie eine im Wesentlichen konstante Foliendicke auf. Diese ist dann so groß gewählt, dass Durchschlagfestigkeit für die in der Regel auftretenden Spannungswerte für jedes Bauteil gegeben ist. Um einen entsprechenden Wärmeübertragungskoeffizienten für die Folie zur ausrei chenden Abfuhr von Wärme zum Tragteil zu ermöglichen, kann die Folie aus einem Material mit einem hohen Wärmeübertragungskoeffizienten gebildet sein.in the Principle there is the possibility the film of different thickness corresponding to the occurring To create voltage values. For simplicity, however, points the film has a substantially constant film thickness. These is then chosen so big that Dielectric strength for the usually occurring voltage values for each component is given. To a corresponding heat transfer coefficient for the Foil to suffi cient removal of heat to the support member to allow the film is formed of a material having a high heat transfer coefficient be.
Zur vereinfachten Anordnung und Entfernung der Folie, kann diese verklebungsfrei in die Aufnahmevertiefung eingelegt sein.to simplified arrangement and removal of the film, this can be gluing-free be inserted in the receiving recess.
Um eine ausreichende Spannungsfestigkeit insbesondere auch im Bereich eines entsprechenden Vertiefungsrandes einer jeden Aufnahmevertiefung zu gewährleisten, kann die Folie in der Aufnahmevertiefung insbesondere bis zum Vertiefungsrand angeordnet sein. Von diesem kann sich radial nach innen als Folienring erstrecken, wobei die entsprechenden Bauteile bevorzugt in dem Bereich des Folienrings angeordnet sind.Around a sufficient dielectric strength especially in the area a corresponding depression edge of each receiving cavity guarantee, the film can in the receiving recess in particular to the recess edge be arranged. From this can be radially inward as a film ring extend, wherein the corresponding components preferably in the range of the film ring are arranged.
Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass das Tragteil bei entsprechendem Einsatz des erfindungsgemäßen Anordnungssystems mit seiner Außenfläche direkt mit Meerwasser in Berührung ist. Um in diesem Zusammenhang wenig oder keine Korrosion zu ermöglichen, kann das Tragteil aus einem insbesondere seewasserbeständigen Material wie Bronze oder dergleichen gebildet sein.It has already been noted that the support member with appropriate Use of the arrangement system according to the invention with its outer surface directly in contact with seawater is. In order to allow little or no corrosion in this context, For example, the support part may be made of a material that is particularly resistant to seawater be formed like bronze or the like.
Damit das Halteteil in einfacher Weise Bauteile und gegebenenfalls Schaltkreisträger fixieren kann, kann das Halteteil ein mit dem Tragteil insbesondere durch Verschrauben verbundenes Druckteil sein. Je nach Festdrehen der Schrauben erfolgt eine mehr oder weniger starke Fixierung der entsprechenden Teile durch das Halteteil, wobei das Halteteil insbesondere die Bauteile an das Isoliermaterial und insbesondere an die Oberfläche der entsprechenden Folie drücken kann.So that the holding part can fix components and possibly circuit carriers in a simple manner, the holding part can be a pressure part connected in particular to the carrier part by screwing be. Depending on the tightening of the screws, a more or less strong fixation of the corresponding parts by the holding part, whereby the holding part in particular can press the components to the insulating material and in particular to the surface of the corresponding film.
In der Regel ist eine Druckausübung nur im Bereich der Folie erforderlich, so dass ein ringförmiges Halteteil in der Regel ausreichend ist. Dieses erstreckt sich beispielsweise in dem Bereich, in dem auch die Folie bzw. Ringfolie angeordnet ist.In The rule is a pressure exercise only required in the area of the film, so that an annular holding part usually enough. This extends, for example in the area in which also the film or ring foil is arranged is.
Ein Halteteil, das auch eine entsprechende Durchschlagfestigkeit aufweist, kann ein Halteteil aus einem Faserverbundwerkstoff, insbesondere aus Papier mit Phenolplast sein. Phenolplast ist ein Phenol-Formaldehyd-Kunstharz und wird als Faserverbundwerkstoff mit Papier auch Hartpapier genannt.One Holding part, which also has a corresponding dielectric strength, can a holding part made of a fiber composite material, in particular be made of paper with phenolic plastic. Phenolplast is a phenol-formaldehyde resin and is called as fiber composite material with paper and hard paper.
Um das Halteteil in einfacher Weise ausreichend am Tragteil befestigen zu können, besteht die Möglichkeit, dass eine Mehrzahl von Schrauben zur Befestigung vom Halteteil am Tragteil insbesondere entlang eines Umfangs des Halteteils angeordnet sind.Around Fix the holding part in a simple way sufficiently on the support part to be able to it is possible, that a plurality of screws for attachment from the holding part on Support member are arranged in particular along a circumference of the holding part.
Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass gegebenenfalls eine Anordnung des entsprechenden Isoliermaterials auch in Form der Folie bzw. der Ringfolie im Bereich der Bauteile als ausreichend angesehen werden kann. Es besteht allerdings ebenfalls die Möglichkeit, dass sich das Isoliermaterial bzw. die Folie auch zwischen Schaltkreisträger und entsprechender Oberfläche der Aufnahmevertiefung erstrecken.It has already been noted that, where appropriate, an arrangement of the corresponding insulating material in the form of the film or the ring film in the area of the components considered sufficient can be. However, there is also the possibility that the insulating material or the film and between circuit board and corresponding surface extend the receiving cavity.
Um gegebenenfalls mittels des Halte- bzw. Druckteils direkt auf ein entsprechendes Bauteil aufdrücken zu können und gleichzeitig ausreichend Raum zur Anordnung von Verbindungsleitungen oder -drähten bereitzustellen, kann das Halteteil auf seiner den Bauteilen zuweisenden Unterseite eine Mehrzahl von Druckflächen und/oder Aufnahmeausnehmungen aufweisen. Die Druckflächen können entsprechend zur Anordnung der Bauteile vorgesehen sein und von oben auf eine Oberseite der Bauteile bei Befestigen des Halteteils mittels der oben genannten Schraube aufdrücken. Die Druckflächen sind dabei in der Regel kleiner als eine entsprechende Oberfläche eines Bauteils. Weiterhin dienen die Aufnahmeausnehmungen zur Aufnahme entsprechender Verbindungsleitungen zwischen beispielsweise einem Bauteil und dem Schaltkreisträger.Around optionally by means of the holding or printing part directly on press on the corresponding component to be able to and at the same time sufficient space for the arrangement of connecting lines or wires can provide the holding part on its assigning the components Bottom of a plurality of pressure surfaces and / or receiving recesses exhibit. The printing surfaces can be provided according to the arrangement of the components and of on top of a top of the components when attaching the holding part Press down with the above screw. The printing surfaces are usually smaller than a corresponding surface of a Component. Furthermore, the receiving recesses are used for recording corresponding connecting lines between, for example, a Component and the circuit carrier.
Um in diesem Zusammenhang sicherzustellen, dass das Halteteil recht genau den Bauteilen und dem Schaltkreisträger zugeordnet wird beim Zusammenbau des Anordnungssystems, kann das Halteteil zumindest eine Einstecköffnung für ein Orientierungsmittel zur Orientierung eines Bauteils aufweisen. Durch dieses Orientierungsmittel wird vor Zusammenbau des Anordnungssystems das entsprechende Bauteil relativ zum Halteteil fixiert, so dass eine entsprechende Zuordnung insbesondere von Druckfläche bzw. Aufnahmeausnehmung und Bauteil sichergestellt ist.Around In this regard, make sure that the holding part is right is assigned exactly to the components and the circuit carrier during assembly of the arrangement system, the holding part can have at least one insertion opening for an orientation means have for orientation of a component. By this means of orientation Before assembly of the arrangement system, the corresponding component fixed relative to the holding part, so that a corresponding assignment in particular of printing surface or receiving recess and component is ensured.
Ein einfaches Orientierungsmittel, das gleichzeitig elektrisch isolierend ist, ist beispielsweise ein Orientierungsstift aus einem Kunststoffmaterial.One simple orientation agent that simultaneously electrically insulating is, for example, an orientation pin made of a plastic material.
Beim Anschrauben des Halteteils relativ zum Tragteil kann es weiterhin von Vorteil sein, wenn zwischen Halteteil und Tragteil zumindest im Bereich der Befestigungsschraube beim Anschrauben komprimierbare Zwischenringe angeordnet sind. Dabei besteht beispielsweise die Möglichkeit, dass ein solcher Zwischenring aus einem kompressiblen Kunststoffmaterial gebildet ist. Ein solches Kunststoffmaterial ist beispielsweise Polyurethan mit einer geringeren Härte.At the Screwing the holding part relative to the support member may continue be advantageous if between holding part and support member at least Compressible in the area of the fixing screw when screwed on Spacer rings are arranged. It consists, for example, the Possibility, that such intermediate ring of a compressible plastic material is formed. Such a plastic material is for example Polyurethane with a lower hardness.
Um die Bauteile relativ zum Schaltkreisträger an entsprechender Stelle in einfacher Weise anordnen zu können, kann der Schaltkreisträger Bauteilöffnungen und/oder zu seinem Außenrand offene Bauteilausschnitte aufweisen. Die entsprechenden Bauteile wie Dioden, MOSFETs oder dergleichen sind dann in diesen Öffnungen bzw. Ausschnitten anordbar. Es erfolgt von dieser Anordnung der Bauteile eine elektrische Verbindung zu entsprechenden Anschlusspunkten des Schaltkreisträgers über Drähte und zugehörige Verlötungen.Around the components relative to the circuit carrier at the appropriate place to arrange in a simple way, can the circuit winner component openings and / or to its outer edge have open component cutouts. The corresponding components such as diodes, MOSFETs or the like are then in these openings or cutouts can be arranged. It is done by this arrangement of Components an electrical connection to corresponding connection points of the circuit-bearer over wires and associated Soldered joints.
Es kann ausreichend sein, wenn das Halteteil als den Schaltkreisträger zumindest teilweise entlang eines Umfangs fixierender Umfangsring ausgebildet ist. Auf diese Weise wird entweder der Schaltkreisträger direkt oder auch ein den Schaltkreisträger haltender Zwischenring oder dergleichen fixiert. In diesem Zusammenhang sind die Bauteile in der Regel außerhalb des entsprechenden Umfangsrings angeordnet, so dass dieser zumindest keine Bauteilöffnungen aufweist.It may be sufficient if the holding part as the circuit carrier at least partially formed along a circumference fixing circumferential ring is. In this way, either the circuit-holder becomes direct or even a circuit breaker holding Fixed intermediate ring or the like. In this context are the components usually outside arranged the corresponding peripheral ring, so that this at least no component openings having.
Um die Aufnahmevertiefung gegenüber der Umgebung abzudichten, kann ein die Aufnahmevertiefung verschließendes Deckelteil oberhalb von Schaltkreisträger und/oder Halteteil angeordnet sein. Dieses Deckelteil ist beispielweise durch Verschrauben mit dem Tragteil fluiddicht verbindbar. Es sind andere Arten der Befestigung zwischen Deckelteil und Tragteil möglich.Around the recording deepening opposite To seal the environment, a the receiving recess closing lid part above circuit-breaker and / or holding part may be arranged. This cover part is for example connectable by screwing with the support member fluid-tight. There are other types of attachment between the cover part and support member possible.
Ein entsprechendes Verschließen der Aufnahmevertiefung ist nicht für jedes Tragteil erforderlich, wenn diese gestapelt übereinander angeordnet sind. Auf diese Weise dichten die übereinander angeordneten Tragteile zumindest die zwischen diesen angeordneten Aufnahmevertiefungen ab und nur die oberste bzw. unterste nach außen offene Aufnahmevertiefung wird durch ein entsprechendes Deckelteil fluiddicht verschlossen. Bei einer entsprechend gestapelten Anordnung der Tragteile kann es sich weiterhin als vorteilhaft erweisen, wenn die entsprechenden Teile innerhalb einer Aufnahmevertiefung eines Tragteils gegenüber den entsprechenden Teilen in dem darüber gestapelten Tragteil durchschlagsicher gestützt sind. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Halteteil als die Auf nahmevertiefung zumindest teilweise abdeckendes Abdeckteil ausgebildet ist. Ein solches Abdeckteil überdeckt in vorteilhafter Weise zumindest leitfähige Teile innerhalb der zugeordneten Aufnahmevertiefung, so dass von diesen kein Durchschlag zu entsprechenden leitfähigen Teilen in der darüber angeordneten Aufnahmevertiefung des entsprechend gestapelten Tragteils erfolgen kann. Es besteht in diesem Zusammenhang die Möglichkeit, jeder dieser Aufnahmevertiefungen durch ein entsprechendes Abdeckteil abzudecken.A corresponding closing of the receiving recess is not required for each support member when stacked one above the other. In this way, the stacked support members at least seal between them arranged receiving recesses from and only the top or bottom outwardly open receiving recess is closed fluid-tight by a corresponding cover part. In a suitably stacked arrangement of the support members, it may also prove advantageous if the corresponding parts are supported against breakdown in a receiving recess of a support member relative to the corresponding parts in the stacked support member. This can for example take place in that the holding part is formed as the receiving recess at least partially covering cover. Such a cover advantageously covers at least conductive parts within the associated receiving recess, so that there can be no breakdown of corresponding conductive parts in the receiving recess of the correspondingly stacked supporting part. In this context, it is possible to cover each of these receiving recesses by a corresponding cover.
In der Regel erfolgt eine Stapelung von Tragteilen in einer solchen Anzahl, das eine ausreichende Menge von Wandlerbausteinen der Spannungswandlereinrichtung zur Umwandlung einer einige 1000 V betragenen Spannung in einige 100 V betragene Spannungen möglich ist. Liegt beispielsweise insgesamt an dem Anordnungssystem eine Spannung von 3 kV an und werden für die entsprechenden Einrichtungen Spannungen der Größenordnung von 300 V benötigt, so können beispielsweise zehn Spannungswandlereinrichtungen im Anordnungssystem vorhanden sein. Dabei weist jedes Tragteil einen Wandlerbaustein in jeder seiner Aufnahmevertiefungen auf, so dass bei dem vorangehenden Zahlenbeispiel insgesamt fünf solcher Tragteile übereinander angeordnet und gestapelt sind.In usually there is a stacking of supporting parts in such Number, which is a sufficient amount of converter components of the voltage converter device to convert a voltage of some 1000 V into some 100 V voltages are possible is. For example, if a total of the arrangement system is one Voltage of 3 kV and are for the appropriate facilities Tensions of the order of magnitude needed by 300V, so can For example, there are ten voltage conversion devices in the array system be. In this case, each support part has a converter module in each its recording pits, so that in the preceding numerical example a total of five such supporting parts arranged one above the other and are stacked.
Eine einfache Stapelbarkeit der entsprechenden Bauteile kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass diese mittels ihrer die Aufnahmevertiefungen umrandenden Vertiefungsränder stapelbar sind. Auf diese Weise werden nur die entsprechenden Vertiefungsränder der übereinander angeordneten Tragteile gestapelt bis zur benötigten Anzahl der Tragteile mit entsprechenden Schaltkreisträgern, Aufnahmevertiefungen, Halteteilen und Bauteilen.A simple stackability of the corresponding components, for example be done by them by means of their receiving recesses bordering depression edges are stackable. In this way, only the corresponding depression edges of the one above the other arranged supporting parts stacked with up to the required number of supporting parts appropriate circuit-breakers, Receiving recesses, holding parts and components.
Eine einfache Form eines Vertiefungsrandes, der ein gutes Stapeln ermöglicht, kann darin gesehen werden, wenn das Tragteil im Bereich seines Vertiefungsrandes im Wesentlichen einen Querschnitt in Form eines liegenden T aufweist. Die Enden des T-Querstegs dienen dann als Stapelfläche.A simple shape of a recess edge, which allows a good stacking, can be seen in it, when the support member in the region of its recess edge has a cross-section in the form of a lying T substantially. The ends of the T-crossbar then serve as a stacking surface.
Es besteht ebenfalls die Möglichkeit, die Bauteile direkt und ohne die oben genannten Orientierungsmittel relativ zum Tragteil zu orientieren und zu befestigen. Eine solche Möglichkeit kann darin gesehen werden, wenn das Tragteil wenigstens eine elektrisch isolierte Anschrauböffnung zur Befestigung am Tragteil mittels insbesondere einer Schraube aufweist.It there is also the possibility the components directly and without the above-mentioned orientation means to orient and fasten relative to the support member. Such possibility can be seen therein when the support member at least one electrically insulated screw-on opening for attachment to the support member by means of a particular screw having.
Die elektrische Isolierung der Anschrauböffnung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass in dieser eine Hülse aus einem elektrisch isolierenden Material eingesetzt ist. Auf diese Weise ergibt sich kein Kontakt zwischen der Schraube und dem Bauteil. Die Hülse ist dabei ausreichend durchschlagsfest.The electrical insulation of the Anschrauböffnung can, for example be carried out in that in this a sleeve of an electrically insulating material is used. In this way there is no contact between the screw and the component. The sleeve is sufficiently resistant to breakdown.
Weiterhin von Vorteil kann in diesem Zusammenhang sein, wenn die Hülse sich zumindest bis in das Isoliermaterial bzw. die entsprechende Folie erstreckt.Farther can be beneficial in this context, when the sleeve itself at least into the insulating material or the corresponding film extends.
Um auch bei weitergehendem Festschrauben der Schraube einen direkten Kontakt mit dem Bauteil zu vermeiden, kann die Hülse einen auf dem Bauteil aufliegenden Hülsenrand aufweisen. Dieser dient dann als Gegenlager für einen Schraubenkopf.Around even with further tightening the screw a direct To avoid contact with the component, the sleeve may rest on the component sleeve edge exhibit. This then serves as an abutment for a screw head.
Es besteht ebenfalls die Möglichkeit, die Bauteile und gegebenenfalls auch den Schaltkreisträger separat zu befestigen, wobei zu diesem Zweck beispielsweise die Bauteile und gegebenenfalls der Schaltkreisträger auf einer zwischen Halteteil und Isoliermaterial bzw. Folie angeordneten Zwischenplatte insbesondere lösbar befestigt sind. Die Zwischenplatte kann durch ein entsprechend geformtes Halteteil oder Druckteil dann relativ zum Tragteil fixiert werden. Auch in diesem Zusammenhang ist in der Regel ein entlang des Umfangs der entsprechenden Zwischenplatte angeordnetes, ringförmiges Halte- bzw. Druckteil ausreichend.It there is also the possibility the components and optionally also the circuit carrier separately to attach, for which purpose, for example, the components and optionally the circuit carrier on a between holding part and insulating material or foil arranged intermediate plate in particular solvable are attached. The intermediate plate can by a correspondingly shaped holding part or printing part are then fixed relative to the support member. Also in This relationship is usually one along the circumference of the corresponding intermediate plate arranged annular retaining or pressure part sufficient.
Auch für ein solches Halte- bzw. Druckteil kann eine Befestigung über eine Vielzahl von entlang seines Umfangs angeordnete Schrauben erfolgen.Also for a Such holding or pressing part can be attached via a Variety of arranged along its circumference screws.
Bei Verwendung eines entsprechenden Halteteils besteht weiterhin die Möglichkeit, dass eine Klebemasse auf einer den Bauteilen zuweisenden Unterseite des Haltteils angeordnet ist. Diese Klebemasse kann zur Fixierung oder auch Orientierung der Bauteile dienen, wobei in diesem Zusammenhang auf die Orientierungsmittel verzichtet werden könnte.at Use of a corresponding holding part continues to exist Possibility, that an adhesive on a component-facing underside of the holding part is arranged. This adhesive can be used for fixation or orientation of the components serve, in this context the orientation means could be dispensed with.
Bei Verwendung einer entsprechenden Folie als Isoliermaterial zeigt sich in der Regel ein weiterer Vorteil. Die Folie kann beispielsweise aus einem durch Druck und/oder Wärme zumindest teilweise nachverformbaren Material gebildet sein. Ein solches Material ist insbesondere eine entsprechende Kompositkeramik. Wird durch das Halteteil dann entsprechender Druck ausgeübt bzw. bei Einsatz der Bauteile eine entsprechende Temperatur erzeugt, ergibt sich ein zumindest geringfügiges Eindrücken der Bauteile in die diesen Bauteilen zu gewandte Oberseite der Folie, die eine verbesserte formstabile Anordnung der Bauteile ermöglicht. Gleichzeitig erfolgt ein verbesserter Oberflächenkontakt zwischen Bauteil und Folie zur Wärmeübertragung.When using a corresponding film as an insulating material usually shows a further advantage. The film can be formed, for example, from a material which can be at least partially deformed by pressure and / or heat. Such a material is in particular a corresponding composite ceramic. If appropriate pressure is then exerted by the holding part or, when the components are used, a corresponding temperature is generated, at least slight impressions of the result Components in the these components facing to the top of the film, which allows an improved dimensionally stable arrangement of the components. At the same time there is an improved surface contact between the component and the film for heat transfer.
Eine solche Folie kann außerdem flexibel sein, so dass sie einfach in die entsprechende Aufnahmevertiefung vor Anordnung der weiteren Teile einlegbar ist. Die Folie kann in ihre entsprechende Form beispielsweise mittels eines Wasserstrahls geschnitten werden.A such foil can also Be flexible so they can easily fit into the appropriate receptacle before the arrangement of the other parts can be inserted. The foil can in their corresponding shape, for example by means of a jet of water get cut.
Um das Innere des Anordnungssystems nicht nur vor einem Eindringen von äußerer Atmosphäre oder Umgebung zu schützen, sondern gleichzeitig auch eine Korrosion weitestgehend im Inneren zu vermeiden, kann das Innere des Anordnungssystems eine im Wesentlichen inerte Atmosphäre aufweisen. Diese wird beispielsweise in dem Inneren des Anordnungssystems durch Spülen mit einem entsprechenden inerten Gas und Abdichten des Inneren beispielsweise durch die übereinander gestapelten Tragteile und die entsprechenden Deckelteile eingeschlossen. Ein Beispiel für eine solche inerte Atmosphäre ist Stickstoff mit entsprechender Reinheit.Around the interior of the layout system not only against intrusion from outside atmosphere or Protect the environment but at the same time also a corrosion largely inside To avoid this, the interior of the layout system can be essentially one inert atmosphere exhibit. This becomes, for example, in the interior of the arrangement system by rinsing with a corresponding inert gas and sealing the interior, for example through the one above the other stacked supporting parts and the corresponding lid parts included. An example for such an inert atmosphere is nitrogen of appropriate purity.
Im Folgenden werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der in der Zeichnungen beigefügten Figuren näher erläutert.in the Following are advantageous embodiments of the invention explained in more detail with reference to the figures attached in the drawings.
Es zeigen:It demonstrate:
Weiterer
Teile des Anordnungssystems
Das
Anordnungssystem
In
Die
entsprechenden Bauteile
Das
weitere Bauteil
In
Weitere
Anordnungsmöglichkeiten
für solche Wandlerbausteine
sind denkbar, wie beispielsweise nur jeweils Anordnung eines Wandlerbausteins
in einem Tragteil
Das
Tragteil
In
der oberen Aufnahmevertiefung
Die
Ringfolie
Das
Halteteil
Weiterhin
weist Halte- bzw. Druckteil
Weiterhin
weist das Halte- bzw. Druckteil
Die
Orientierungsstifte
In
Nach
Zur
Befestigung des Halte- bzw. Druckteils
Der
Aufbau im Bereich der unteren Aufnahmevertiefung
In
In
Im
Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach
In
der entsprechenden Anschraubbohrung
Pro
Bauteil ist in der Regel eine Schraube ausreichend, wobei in der
Unterseite
Um
die Ringfolie sowohl den Abmessungen der entsprechenden Aufnahmevertiefungen
anzupassen, als auch entsprechende Öffnungen zum Einschrauben der
Schrauben
Es
ist ebenfalls denkbar, dass die entsprechenden Bauteile nach ihrer
Befestigung am Schaltkreisträger
Weiterhin
denkbar ist statt Verwendung der entsprechenden Folie
Das
entsprechende Vergussmaterial kann auch zur Befestigung des Halte-
bzw. Druckteils
In
Zur
Befestigung der entsprechenden Zwischenplatte
Zur
Halterung und zum Andrücken
der Zwischenplatte
Zur
Befestigung des Umfangrings
Unterhalb
des Umfangsrings
In
Erfindungsgemäß ergibt
sich eine einfache, leicht zu reparierende sowie leicht zusammensetzbare
Stapelung von elektrischen/elektronischen Bauteilen, wie sie beispielsweise
für Wandlerbausteine
von Spannungswandlereinrichtungen im Bereich der Erdöl-/Erdgasförderung
bei sogenannten Subsea-Trees in Reihenschaltung zum Einsatz kommen.
Die elektrische Isolierung der entsprechenden Bauteile relativ zu
dem in der Regel geerdeten Tragteil erfolgt mittels der entsprechenden
Keramikfolie bei gleichzeitig hoher Wärmeübertragung durch die Folie.
Dadurch kann Abwärme
der Bauteile in einfacher Weise über das
Tragteil über
dessen Außenseite
Durch die entsprechende Anordnung und Befestigung der verschiedenen Teile ist einerseits ein einfacher Zusammenbau des Anordnungssystems möglich und andererseits kann eine Reparatur ohne Beschädigung entsprechender Bestandteile durch Austauschen des beschädigten Teils erfolgen.By the appropriate arrangement and attachment of the various parts On the one hand, a simple assembly of the arrangement system is possible and On the other hand, a repair without damaging the corresponding components by replacing the damaged one Partly done.
Es
besteht weiterhin die Möglichkeit,
das entsprechende Halte- bzw. Druckteil
Claims (44)
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---|---|---|---|
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PCT/EP2009/001011 WO2009100914A2 (en) | 2008-02-13 | 2009-02-12 | Arrangement system |
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EP09710812.0A EP2250862B1 (en) | 2008-02-13 | 2009-02-12 | Arrangement system |
US14/085,504 US9622371B2 (en) | 2008-02-13 | 2013-11-20 | Arrangement system |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20080619 |
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Effective date: 20110901 |