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Trockengleichrichtereinheit Es ist bekannt, mehrere Gleichrichter
zu einer Gleichrichtereinheit zusammenzufassen. Dies geschieht entweder in der Weise,
daß mehrere Gleichrichter zu einer sogenannten Gleichrichtersäule aufgeschichtet
werden oder daß die Gleichrichter nebeneinander bzw. in ihrer Längsachse hintereinander
angeordnet werden, so daß kabel-, band- oder flächenförmige Gebilde entstehen, die
spulenförmig aufgewickelt oder in sonstiger räumlicher Anordnung aufgebaut oder
um andere Elemente, wie Transformatorkerne usw., herumgewickelt bzw. herumgebaut
werden können.
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Es ist auch bekanntgeworden, mehrere Trockengleichrichter auf einer
Isolierplatte nebeneinander aufzubauen und die Anschlüsse der einzelnen Trockengleichrichter
außerhalb der Isolierplatte so zu schalten, daß eine Trockengleichrichtereinheit,
z. B. eine Brückenschaltung, entsteht. Dies hat den Nachteil, daß besondere Materialien
und Arbeitsgänge für die Herstellung der Schaltung notwendig sind. Ferner ist die
Oberfläche der Trockengleichrichtereinheit, die auf einer Isolierplatte angeordnet
ist, frei zugänglich. Es muß deshalb beim Einbau einer solchen Trockengleichrichtereinheit
in gedrängte Schaltungen, wie es z. B. bei Rundfunkgeräten erforderlich ist, durch
besondere Mittel, z. B. durch Einhaltung von Mindestabständen der Teile untereinander
oder durch eine Isolierung, Vorsorge getroffen werden, daß andere Einbauteile des
betreffenden Apparates nicht mit der
Trockengleichrichteroberfläche
bzw. seiner außenliegenden Verschaltung in Berührung kommen. Außerdem beansprucht
die außenliegende elektrische Verschaltung besonderen Platz.
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Nach der Erfindung wird von der an sich bekannten Maßnahme Gebrauch
gemacht, mehrere gleich- oder verschiedenartige Schaltungselemente durch ein Leitungsnetz
zu verbinden, das auf der diese Elemente tragenden Unterlagen aufgedruckt oder in
ähnlicher Weise aufgebracht ist. Hierfür sind erfindungsgemäß bei einer Trockengleichrichtereinheit,
die aus einer Anzahl nebeneinander angeordneter, für sich selbständig hergestellter
Trockengleichrichter besteht, diese Trockengleichrichter zwischen zwei Folien aus
Isolierstoff eingebettet, die metallische Belegungen zur automatischen Herstellung
der elektrischen Verbindungen zwischen den Trockengleichrichtern untereinander und
mit eingebrachten Anschlüssen tragen und die nach dem Einbringen der Trockengleichrichter
miteinander fest verbunden worden sind.
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Die metallischen Belegungen auf den Folien können hierbei vorzugsweise
durch Aufdrucken, Aufspritzen, Aufdampfen oder in ähnlicher Weise aufgebracht werden.
Die beiden Folien können durch Verkleben oder Verschweißen miteinander verbunden
werden.
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Durch diese Art der Einbettung einer Anzahl nebeneinander angeordneter,
für sich selbständig hergestellter Trockengleichrichter zwischen zwei Folien werden
die Gleichrichter unmittelbar durch einen Fertigungsprozeß in eine gegenseitige
bestimmte räumliche, mechanische und elektrische bzw. schaltungsmäßige Zuordnung
gebracht bei gleichzeitigem geschütztem Einschluß der Trockengleichrichter.
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Wird die neue Gleichrichtereinheit mit Hilfe von Kunststoffolien od.
dgl. aufgebaut, so ist die Einheit biegsam, zumindest in den Zwischenräumen zwischen
den einzelnen Gleichrichtern. Volle Biegsamkeit der neuen Gleichrichtereinheit wird
dann erzielt, wenn für die Gleichrichter folienförmige Gleichrichter verwendet werden,
wie sie an sich bekannt sind. Alsdann ist die gesamte Gleichrichtereinheit, sofern
sie auch im übrigen folienmäßig ausgebildet wird, nach Art einer Folie biegsam.
Dieses bietet verschiedene vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten; insbesondere ist
hierbei an den häufig gegebenen Fall gedacht, daß mit einer Gleichrichtereinheit
zugleich auch ein Kondensator verwendet wird (s. z. B. Rundfunkgeräte). Es können
hier die beiden Elemente - Kondensator und Gleichrichter - zu einer Kondensator-Gleichrichter-Einheit
vereinigt werden, insbesondere dadurch, daß die flächenförmige Gleichrichtereinheit
um den Kondensator herumgewickelt wird, so daß also der Gleichrichter eine zylinderförmige
oder ähnlich geartete Hülle des Kondensators bildet.
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Die Zeichnung veranschaulicht einige Ausführungsbeispiele; es zeigt
Fig. i das Schaltschema des ersten Ausfiihrungsbeispieles, Fig. 2 und 3 die beiden
zum Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels verwendeten Kunststoffolien mit den zugehörigen
metallischen Belegungen, Fig.4 einen Querschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel
in schematischer, auseinandergezogener Darstellung nach der Linie IV-IV der Fig.
2 und 3, Fig. 5 einen Schnitt entsprechend dem nach Fig.4, jedoch in zusammengepreßten
bzw. endgültigem Zustand der Gleichrichtereinheit, Fig.6 eine zur Erläuterung dienende
Darstellung eines Trockengleichrichters mit Angabe der Polarität, Fig. 7 bis i i
ein zweites Ausführungsbeispiel in Darstellungen entsprechend den Fig. i bis 5,
Fig. i2 und 13 ein Ausführungsbeispiel einer mit der neuen Gleichrichtereinheit
ausgestatteten Kondensator-Gleichrichter-Einheit in einer Seiten-und Stirnansicht,
teilweise im Schnitt, Fig. 14 ein Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung zur selbsttätigen
Herstellung der neuen Gleichrichtereinheiten.
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Bei dem ersten Ausführungsbeispiel werden entsprechend dem Schaltschema
nach Fig. i mehrere in zwei Reihen nebeneinander angeordnete Gleichrichter so zu
einer Einheit zusammengefaßt, daß sie in Reihe geschaltet sind. Der besseren tTbersicht
halber ist die Polarität der einzelnen Gleichrichter in Fig. i eingetragen. Fig.6
veranschaulicht den allgemeinen Aufbau der einzelnen Gleichrichterscheibe. Sie umfaßt
bekanntlich als Hauptteile eine Grundelektrode i, eine darauf aufgebrachte Halbleiterschicht
2 und. die auf diese Halbleiterschicht aufgebrachte Deckelektrode 3. Die eingezeichnete
Polarität ist so zu verstehen, daß die Durchla,ßrichtung des Gleichrichters von
Minus nach Plus verläuft. Die in Fig. 6 eingezeichnete Polarität eintspricht alsoi
der eines Selengleichrichters.
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Der Darstellung nach Fig. 2 bis 5 liegt die An.-nahme zugrunde, daß
die einzelne Gleichrichterscheibe eine längliche rechteckige Gestalt besitzt. Entsprechend
dieser Gestalt der Gleichrichter sind gleich große metallische Belegungen 4 bzw.
5 auf denjenigen Seiten der beiden: Kunststoffolien 6 und 7 angebracht, die bei
der fertigen Gleich,-richtereinheit den Gle!ichrichterscheiben zugewandt sind. Die
Belegungen 4 bzw. 5 sind an denjenigen Stellen angebracht, auf die bei der fertigen
Gleichrichtereinheit die Gleichrichter zu liegen kommen; woraus sich ergibt, daß
die Belegungen 4 der Kunststoffolie 6 mit den, Belegungen 5 der Kunststofffolie'7
deckungsgleich sind. Es sind ferner zwischen den Belegungen 4 bzw. 5 Querbelegungen
.4a bzw. 5, entsprechend. dem Schaltschema der Fig. i angebracht, in, dem
die Ouerbelegungcnqd ausgezogen und die Querbelegungen 5, gestrichelt angedeutet
sind. Die z. B. aus Kupferstreifen bestehenden Anschlußfahnen 8 werden vor dem Zusammenlegen
der Folien eingelegt, entsprechend. der Darstellung nach Fig. 2.
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Auf die in der beschriebenen Weise vorbereitete Folie 6 oder Folie
7 werden die: scheibenförmigen
Gleichrichter aufgelegt, und zwar
so" daß sie in Deckung mit den Belegungen q. bzw. 5 gelangen:. Hierbei wird darauf
geachtet, daß die Polarität des einzelnen Gleichrichters dem Schaltschema, der Fig.
i b#zw. der Darstellung nach Fig. 2 entspricht. Der Zeichnung liegt die Annahme
zugrunde, daß die Gleichrichter auf die Kunststoffolie 6 gelegt werden, und zwar
entsprechend den in Fig. 2 eingetragenen Polaritäten. Alsdann wird die: zweite Kunststoffolie
über die erste gelegt (vgl. Fig. q.). Anschließend werden die beeiden. Kunststoffolien
zusammengepreßt, vorzugsweise zwischen Gummiplatten, oder sonstigem elastischen
Druckplatten oder -walzen.. Damit die beiden Kunststoffolien gut miteinander verbunden
werden, werden vorher die nicht von den Gleichrichtern bzw. von den Belegungen ausgefüllten
Flächen mit einem geeigneten Klebstoff überstrichen, oder es wird, ihre Oberfläche
mit einem Lösemittel ad. dgl. plastisch bzw. haftfähig gemacht. Statt dessen oder
zusätzlich kann auch von einem Schweißverfahren, z. B. Hochfrequenzschweißverfahren,
Gebrauch gemacht werden, durch das die beiden Folien 6, und 7 an den freien Flächen
miteinander verschweißt werden (vgl. Fig. 5). Es ist noch nachzuholen, daß in den
Fig. q. und. 5 die Gleichrichterscheiben mit 9 bezeichnet sind.
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Wie schon in der Einleitung erwähnt, bat die neue Gleichrichtereinheit
unter andea en den Vorteil einer besonders guten Abführung der Verlustwärme. plan
entnimmt der Zeichnung, d.aß die gesamte Fläche des einzelnen Gleichrichters zur
Abführung der Verlustwärme zurr Verfügung steht. Die einzelne Gleichrichterscheibe
ist nur durch die Folien 6 und 7, die noch sehr viel dünner gehalten werden können,
als es in der Zeichnung dargestellt ist, von der Außenatmosphäre getrennt. Wenn
hingegen, wie es sonst vielfach üblich ist, die Gleichrichtersch:eiben zu einer
Säule zusammengefaßt sind, so ist die Abführung der Verlustwärme wesentlich, geringer.
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Die Erfindung bietet die Möglichkeiit, die Gleich, rechter hermetisch,
von der umgebenden Luft abzuschließen (vgl. Fig. 5). Dies hat den Vorteil, daß das
Eindringen von Feuchtigkeit oder von schädlichen Dämpfen und Gasen sicher verhindert
wird. Hierdurch ergibt sich eine erhöhte Betriebssicherheit; man kann. die Gleichrichtereinh.eit
auch in feuchten oder mit Dämpfen und Gasen gefüllten Räumen.. ohne weitere besondere
Abschirmung unterbringen. Der hermetischeAbschluß der eigentlichen, Gleichrichter
gestattet es ferner, die Abführung der Verlustwärme noch dadurch ganz besonders
zu erhöhen, daß die Gleichrichtereinheit in ein Kühlmittel, z. B. Wasser od. dgl.,
eingehängt wird.
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Die Zeichnung läßt erkennen, daß die Gleichrichtereinheit sieh biegsam
ausbilden läßt. Dies wird im besonderen Maße erreicht, wenn für die einzelnen Gleichrichterscheiben
biegsame, folienförmige Gleichrichter benutzt werden. Die flächenförmige Gestalt
für sieh allein, insbesondere aber auch die Biegsamkeit solcher Gleichrichtereinheiten
ermöglicht es, sie auch bei sehr beengten Raumverhältnissen unterzubringen,. Das
ist besonders dort wesentlich, wo es sich darum handelt, in dem beschränkten Raum
eines Gerätegehäuses, zusammen mit anderen Elementen noch. eine Gleich richtereinheit
unterzubringen (s. z. B. Rundfunkgeräte) .
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. i bis 5 wechselt, wie die Fig.
i und 2 erkennen lassen, die Polarität der aufeinanderfolgenden Gleichrichterscheiben..
Es können also die Gleichrichter nicht alle in, der gleichen Polaritätslage aufgelegt
werden. Mit Rücksicht auf das Herstellungsverfahren oder auch aus anderen Gründen
kann es aber erwünscht sein, die Polaritätslage der aufeinanderfolgenden Gleichrichterscheiben
nicht wechseln zu lassen. Fig. 7 bis i i veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel,
bei dem diese Forderung erfüllt ist. Es ist wieder angenommen; daß die aufeinanderfolgenden
Gleichrichter in Reihe zu schalten sind. Fig. 7 veranschaulicht das entsprechende
Schaltbild, bei dem die einzelnen Gleichirich.terscheiben entsprechend der Fig.6
dargestellt sind.
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In Fig. 8 und 9 sind bei io und i i die Kunststoffolien dargestellt,
zwischen denen die Gleichrichterscheiben 16 eingebettet werden. Die von den Gleichrichterscheiben
16 eingenommenen bzw. ein" zunehmenden. Flächen sind gestrichelt bei 12 bzw. hei
13 angedeutet. Die metallischen Belegungen der beiden Folien io und ii sind. mit
14 bzw. 15 bezeichnet. Die Darstellung läßt erkennen, daß die aus den Gleichrichterfeldern
herausragenden. Enden der Belegungen 14 einerseits und der Bele@ag@usgen, 15 andererseits
sich beim Zusammendrücken der beiden Folien, io und. ii überlappen (vgl. F-ig. io),
so, daß sich alsdann die Schaltung gemäß Fig. 7 ergibt. Im übrigen kann die Ausführung
nach Fig. 7 bis i1, insbesondere auch hinsichtlich der Herstellung mit der Ausführung
nach Fig. i bis 5, übereinstimmen. Wie Fig. 7 bis 11 erkennen lassen; kann man die
einzelne Gleichrichtereinheit im Geigensatz. zu der Ausführung- nach Fig. i bis
5 auch so, aufbauen, daß die. Gleichrichterscheiben nicht zwei nebeneinanderliegende
Reihen, sondern; nur einte einzige Reiihe bilden. Es lassen sich aber auch bei der
Ausführung nach Fig. 7 bis. i i die Gleich.richterscheiben in. mehreren, nebeneinanderliegenden
Reihers anordnen. Es besteht allgemein die Möglichkeit, die Schaltung dem jeweiligen.
Anwendungsfall anzupassen. So kann z. B. ein gemischtes. System Anwendung finden:,
bei dem die einzelnen Gleichrichterscheiben und die Belegungen teilweise nach Fig.
i bis 5 und, teilweise nach Fig. 7 bis i i angeordnet werden.
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Es war schon erwähnt, daß die neue Gleichrichtereinheit biegsam ausgebildet
werden kann. Hierdurch ist eine große Anzahl besonderer Anwendungsmöglichkeiten
gegeben. Fig. 12 und 13 veranschaulichen eine solcheAn.wendung, und. zwar bei einer
Kondensator-Gleichrichter-Einheit. Wie bekannt, ist häufig gemeinsam mit einem Konden
sator ein Gleichrichter zu verwenden (s. z. B. Rundfunkgeräte). Fig.12 zeigt bei
2o einen zylindrischen
Kondensator, bei 21 die neue, mit dem Kondensato;r
kombinierte Gleichrichtercinheit, sie ist um den zylindrischen Kondensator 2o herumgelegt,
so da.ß sie gleichsam eine zylindrische Hülle bildet. Zur Verbindung der beiden.
Elemeinte kann die Gleichrichterein.heit an den Kondensator angeklebt sein. Es besteht
ferner die Möglichkeit, zusätzlich oder statt dessen die Enden der Gleichrichtereinheit
an derüberlappungsstelle zu verschweißen, zu verkleben oder in sonstiger Weise zu
vereinigen. Falls es erwünscht ist, kann auf die Gleichrichtereinheit noch ein Metallbecher
oder Metallrohr oder eine sonstige Deckhülle aufgebracht werden. Zur Halterung istderKondensator
mit einem Gewindeteil -go« versehen. Man kann, wie Fig. 12 zeigt, die Kondensator-Gleichrichter-Einheit
in sich verschalten, so daß die durch den Gewindeteil 2o" hindurchgeführten Anschlußdrähte
22 .den endgültigen Anschluß für die Kondensator-Gleichrichter-Einheit bilden.
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Die neue Gleichrichtereinheit eignet sich zur automatischen Herstellung.
Ein Ausführungsbeispiel einer hierfür bestimmten Einrichtung ist in Fig. 14 veranschaulicht.
Die zum Aufbau der neuen Gleichrichtereinheit dienenden KunststofffOlien
30 und 31 werden von, den Vorratsrollen: 32 und 33 abgezogen, durch die Druckwalzen.
34 bzw. 35 mit den. metallischen Belegungen 4, 4a, 5, 5a bzw. 14, 15 versehen. und
darauf über Leitrollen den Anpreßrollen 36 zugeleitet. Die eigentlichen Gleichrichterscheiben
werden von dem laufend. zugeführten Gleichrichterbund 37 durch die Schneidvorrichtung
38 abgeschnitten und hierbei zugleich auf die Folie 30 gedrückt. Durch Anwärmen.
der Folie 30 oder in sonstiger Weise wird dafür gesorgt, daß die aufgedrückten Gleichrich.terscheiben
haftenbleiben. Die Schneidvoirrichtung 38 wird über eine Nockenscheibe39 betätigt.
Diese Ncckenscheibe sowie die Druckwalzen 34 und 35 sind. hinsichtlich, ihres Arbeitstaktes
aufeinander entsprechend der gewünschten Gleichrich,tereinheit abgestimmt, z. B.
dadurch, daß sie von einer gemeinsamen Antriebswelle 40 aus angetrieben. werden.
Der Arbeitstakt bzw. das Arbeitstaktverhültinis wird entsprechend der herzustellenden
Gleichrichtereinheit gewählt. Es können Einstellmöglichkeiten zur Änderung des Arbeitstaktverhältnisses
vorgesehen werden, um mit der gleichen Einrichtung verschiedene Ausführungen. der
Gleichrichter-Einheit herstellen zu können. Zwischen den. Anpreßwalzen 36 werden
die Folien mit den bereits eingelegten Gleichrichterscheiben entsprechend Fig. 5
bzw. i i zusammen:gepreßt. Um die Vereinigung der beiden. Deckfolien 30 und.
31 zu erzielen, kann in der oben angegebenen Weise ein Klebe-oder Lösemittel verwendet
werden. Hierfür wird gegebenenfalls eine Auftragwalze _#i vorgesehen. Zusätzlich
oder statt dessen kann auch von. einem Sch-#veißprozeß Gebrauch gemacht werden,
etwa in der Weise, daß die Anpreßwalzen 36 beheizt werden oder die Walzen 36 als
Teil einer elektrischen Hochfretluenzschweißeinrichtung ausgebildet werden. Von
dem die Anpreßwalzen 36 verlassenden »Film« wird die jeweils fertiggestellte Gleich
richtereinheit abgeschnitten, und zwar mit Hilfe einer Schneidvorrichtung 42, die
ihrerseits durch eine Nockenscheibe 43 angetrieben wird. Der Arbcitstakt dieser
Schneidvorrichtung ist in ein bestimmtes Verhältnis zu dem übrigen Arbeitstakt zu
setzen, was z. B. dadurch geschehen kann, daß die Nockenseheibe 43 ebenfalls an
die Antriebswelle4o in einem geeigneten Übersetzungsverhältnis angeschlossen wird.
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Hinsichtlich der in Fig. 2 mit 8 bezeichneten Anschlußfahnen sei erwähnt,
daß diese: ebenfalls selbsttätig eingelegt werden können. Bei Benutzung der in Fig.
14 dargestellten Einrichtung sind alsdann die Anschlußfahnen nicht in. der Längsrichtung
der Folien 30 und 31, sondern seitlich zu diesen Folien herauszuführen..
Alsdann, behindern die Anschlußfahnen nicht das a'utoma'tische Abschneiden der einzelnen
Gleichrichtereinheit. mit Hilfe der Schneidv orrichtun g 42, 43.