DE970502C - Trockengleichrichteranordnung kleiner Bauart mit einer Vielzahl von Gleichrichtertabletten - Google Patents

Description

• Trockengleichrichteranordnung kleiner Bauart mit einer Vielzahl von Gleichrichtertabletten Gegenstand des Hauptpatentes 837 42I ist eine aus mehreren Trockengleichrichterstapeln bestehende Gleichrichtereinheit, insbesondere aus Gleichric'hterelementen geringer Stärke, bei der lochlose Gleichrichterelemente (Tabletten) in Form einer Mehrzahl von nebeneinanderliegenden Gleichrichterstapeln geringer Höhe zwischen zwei Leisten eingespannt sind und bei der der Anschluß und die elektrische Schaltung der einzelnen Stapel untereinander durch eingelegte Kontaktorgane hergestellt sind. Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes des Hauptpatentes bestehen die Leisten aus einem Metall guter Wärmeleitfähigkeit, wobei die Stapel durch möglichst dünne Zwischenschichten gegen die Leisten elektrisch isoliert sind, so daß sie unter Ausnutzung der metallischen Wärmeleitung der Leisten gekühlt werden.
• Für die Ausbildung einer Trockengleichrichteranordnung kleiner Bauart ist es bereits bekanntgeworden, die Gleichrichterelemente in geschlossene Fächer eines metallischen Gehäuses einzulegen, wobei das Gehäuse unter anderem auch die Aufgabe hat, die in den Elementen entstehende Verlustwärme aufzunehmen und abzuführen. Bei der bekannten Anordnung sind jedoch Gleichrichterelemente mit zentralem Loch verwendet, die nicht zwischen den Gehäusewänden eingespannt, sondern an quer durch das Gehäuse geführten besonderen Bolzen befestigt sind. Durch diese Art der Befestigung der Gleichrichterelemente ist ein Verlust an aktiver Gleichrichterfläche und ein relativ komplizierter Aufbau bedingt. Ferner bildet bei der bekannten Anordnung das Gehäuse den einen elektrischen Pol sämtlicher Gleichrichterelemente, so daß nur spezielle Schaltungen der Gleichrichterelemente untereinander möglich sind.
• Es ist ferner bereits eine Trockengleichrichteranordnung mit einem flachen Gehäuse beschrieben worden, bei der mehrere Gleichrichterelemente nebeneinander in Vertiefungen einer isolierenden Gehäusewand oder in Aussparungen einer im Gehäuse angeordneten Isolierplatte liegen. Auch bei dieser Anordnung sind die Elemente nicht zwischen den Gehäusewänden eingespannt; es ist vielmehr jeweils ein Anschlußorgan der Elemente mit einer metallischen Hülse verlötet, die eine Durchführung des Anschlußorgans durch die Gehäusewand bildet. Auch die im Innern des Gehäuses liegenden Kontaktbrücken sind in ähnlicher Weise mit der Gehäusewand fest verbunden. Die Herstellung dieser Verbindungen erfordert für jedes einzelne Element einen erheblichen Arbeitsaufwand.
• Man hat auch bereits lochlose luftgekühlte Gleichrichterelemente nebeneinander in einer gemeinsamen Ebene auf einer mindestens zum Teil aus isolieren dem Material bestehenden Leiste angeordnet, wobei die Elemente durch federnde Kontakte, die ihrerseits mit der Halterungsleiste vernietet sind, in ihrer Lage gehalten werden. Dabei sind die Gleichrichterelemente durch an der Halterungsleiste vorgesehene Erhebungen thermisch von dieser im wesentlichen isoliert. Ein Abschluß der Anordnung durch ein Gehäuse ist nicht vorgesehen.
• Es ist ferner bekannt, eineinzelnes Gleichrichter element zusammen mit einem Blechstreifen, der als Kontaktorgan dient, in eine passende Aussparung eines Isolierkörpers .einzulegen und diese drei Teile durch eine Klammer zu verbinden.
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Trockengleichrichteranordnung kleiner Bauart mit lochlosen Gleichrichtertabletten geringer Stärke, bei der die Gleichrichtertabletten in Form einer Mehrzahl von nebeneinanderliegenden Gleichrichterstapeln geringer Höhe zwischen zwei metallische Leisten eingespannt sind und bei der die Stapel untereinander durch eingelegte Kontaktorgane elektrisch miteinander verbunden und gegenüber den Leisten durch gut wärmeleitende dünne Zwischenschichten elektrisch, isoliert sind, so daß sie unter Ausnutzung der metallischen Wärmeleitung der Leisten gekühlt werden, nach Patent 837 421. Sie besteht darin, daß die beiden Leisten unmittelbar die beiden großflächigen Wände eines flachen, die Gleichrichtertabletten völlig unmschließenden Schutz- und Kühlmantels bilden. Ebenso wie beim Gegenstand des Hauptpatentes werden also Kontaktorgane verwendet, die bei dem Aufbau der Anordnung zunächst nur lose an der für sie vorgesehenen Stelle eingelegt und erst durch den Verschluß der Anordnung in ihrer Lage gesichert werden. Das gleiche gilt für die Gleichrichtertabletten, für die ebenfalls keine besonderen Befestigungselemente erforderlich sind. Zusätzlich wird durch die vorliegende Erfindung ein vollständiger Abschluß der Gleichrichterelemente durch ein mantelartiges Gehäuse gewonnen, das die innere Schaltungsanordnung gegen mechanische Einwirkungen und Verschmutzung schützt. Die Vorzüge der Anordnung nach dem Hauptpatent in thermischer Hinsicht werden dabei in vollem Umfang gewahrt; sie sind darin zu sehen, daß die Gleichrichtertabletten mit ihren Breitseiten an dem Außenelement anliegen, so daß ein guter Wärme -Übergang von den Gleichrichtertabletten auf den Mantel ermöglicht ist. Durch die vorgesehenen isolierenden Zwischenschichten ist das Gehäuse potentialmäßig von den Gleichrichterelementen getrennt; die Gleichrichtertabletten können daher in jeder beliebigen Schaltung miteinander verbunden werden. Die nebeneinanderliegenden einzelnen Gleichrichterstapel können im Grenzfall auch nur aus je einer Tablette bestehen.
• In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben.
• Fig. i bis 4 geben das erste Ausführungsbeispiel. Fig. 5 bis 8 das zweite Ausführungsbeispiel und Fig. II bis 15 das dritte Ausführungsbeispiel wieder; Fig. 9 und Io stellen eine Einzelheit zu den bei den ersten Ausführungsbeispielen dar.
• Der Trockengleichrichter gemäß .der Erfindung hat die Form einer flachen Schachtel, wie die Fig. i. 2 bzw. 5, 6 bzw. i i, 13 zeigen. An der einen Schmalseite befinden sich die Leitungsanschlüsse I für den Gleichrichter. Die flache Ausbildung des Gleichrichters ist bedingt durch die dem Hauptpatent entsprechende Anordnung der Gleichrichtertabletten 2 im Innern, wie die Fig. 3, 4 bzw. 7, 8 bzw. 13 bis 15 zeigen. Es sind jeweils mehrere Gleichrichtertabletten 2 nebeneinander in einer Ebene angeordnet. Die Gleichrichtertabletten sind untereinander durch überlappende Kontaktorgane 3 verbunden, so daß die gewünschte Reihenschaltung der einzelnen Gleichrichtertabletten entsteht. An einem Gleichrichter können die Gleichrichtertabletten so angeordnet werden, daß senkrecht zur Tablettenebene nur eine einzige Gleichrichtertablette liegt. In dem Gleichrichter können aber auch die Gleichrichtertabletten so untergebracht werden, daß mehrere Gleichrichtertabletten, vorzugsweise zwei Tabletten, senkrecht zur Tablettenebene liegen. Durch geeignete Einrichtungen, die weiter unten beschrieben sind, werden die Gleichrichtertabletter in der gewünschten Lage gehalten. 4 ist ein Schutz -un@d Kühlmantel, der die in der Ebene angeordneten Gleichrichtertabletten umschließt. Der Mantel besteht aus zwei flachen metallischen Schalen a', 4"i die mit ihren Innenseiten einander zugekehrt sind. Die Schalen können durch Niete oder Verlappungen am Rande miteinander verbunden sein.
• Die beiden Ausführungsbeispiele der Fig. i bis 8 zeigen einen Gleichrichter, bei dein die Gleichrichtertabletten 2 in zwei Ebenen übereinander angeordnet sind. Zwischen beiden Tablettenebenen ist eine Isolierwand 5 angeordnet. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 dient vorzugsweise zur Halterung der Gleichrichtertabletten 2 eine ausgesparte Isolierplatte 6. In die fensterförmigen Aussparungen 7 der Isolierplatte 6 ist je eine Gleichrichtertablette 2 eingelegt. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 und 6 dagegen wird der Mantel 4 des Gleichrichters unmittelbar zur Halterung der Gleichrichtertabletten herangezogen. Es geschieht in der Weise, daß der aus Metall bestehende Mantel mit napfförmigen Einprägungen 8 versehen ist. In je eine Einprägung 8 ist je eine Gleichrichtertablette 2 eingelegt.
• Bei den beiden Ausführungsbeispielen der Fig. I bis 8 sind die Kontaktorgane 3, die die Verbindung zwischen zwei benachbarten Gleichrichtertabletten herstellen, vorzugsweisse derart ausgebildet, daß sie die Vorderseite der einen Gleichrichtertablette mit der Rückseite der anderen Gleichrichtertablette verbinden. Die besondere Ausbildung dieser Kontaktorgane ist in den Fig. 9 und Io ersichtlich. Jedes Kontaktorgan besteht aus einer Scheibe 3' und einer daran sitzenden federnden gekröpften Zunge 3". Diese Kontaktorgane werden derartig in dem Gleichrichter untergebracht, daß sie sich mit ihrer Scheibe 3' an der dem Mantel 4 zugewandten Seite der Gleichrichtertablette befinden, während die Zunge 3'' auf der abgewandten Seite der Gleichrichtertablette liegt. Auf diese Weise wird ein besonders guter Wärmeübergang von der Gleichrichtertablette auf den Mantel erzielt, da die Gleichrichtertablette an ihrer Breitseite von dem scheibenförmigen Teil des Kontaktorgans berührt wird. Durch die Kontaktorgane sind bei dem Gleichrichter der beiden ersten Ausführungsbeispiele zunächst die in der einen Ebene liegenden Gleichrichtertabletten hintereinandergeschaltet. Danach erfolgt die Hintereinanderschaltung der in der anderen Ebene liegenden Gleichrichtertabletten.
• Um einen guten Wärmeübergang von den Kontaktorganen 3, auf denen die Gleichrichtertabletten 2 liegen, zu dem Metallmantel 4 zu erzielen, ist es zweckmäßig, eine Isolierschicht zu verwenden, die besonders gut wärmeleitend ist. Eine solche Isolierschicht kann gebildet sein von einem geeigneten Lack 9, der auf der Innenseite des Mantels aufgetragen ist (Fig. 4). Ist der Mantel aus Aluminium hergestellt, so kann diese gut wärmeleitende Schicht auch von einer Aluminiumoxydschicht gebildet sein, die in bekannter Weise auf den Aluminiummantel aufgetragen wird. Es lassen sich auch als Isolierschichten geeignete Folien Io, z. B. aus Triazetat, verwenden (Fig. 8).
• Bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Fig. II bis I5 liegen je zwei Gleichrichtertabletten 2 senkrecht zur Gleichrichterebene unmittelbar aufeinander, so daß zwischen ihnen ein Stromübergang stattfindet (Fig. 14 und I5). Um die Lage der Gleichrichtertabletten im Innern des Mantels 4 zu sichern, ist ein stegförmiger Einlegekörper II verwendet mit an seiner Längsseite befindlichen Ansätzen I2. Die Gleichrichterscheiben ruhen auf Vorsprüngen I3, die aus den Mantelschalen herausgedrückt sind. Die elektrische Verbindung zwischen den Gleichrichtertabletten erfolgt vorzugsweise in der Weise, daß bei der Reihenschaltung die Kontaktorgane abwechselnd an der Innenseite der einen Mantelschale und an der Innenseite der anderen Mantelschale angeordnet sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Kontaktorgane I4, die zur Verbindung der Gleichrichtertabletten dienen, erfindungsgemäß durch Aufspritzen von Metall auf die mit einer Isolierschicht 9 versehene Innenseite des Mantels hergestellt. Diese aufgespritzten Kontaktorgane I4 sind insbesondere in der Fig. I3 zu erkennen. Die Aufspritzungen verbinden je zwei benachbarte Vorsprünge I3, auf denen die Gleichrichtertabletten ruhen. Die Verwendung der aufgespritzten Kontaktorgane hat den Vorzug, daß sich der Zusammenbau des Gleichrichters erheblich vereinfacht, dadurch, daß zusätzliche Teile fortfallen. Die aufgespritzten Kontaktorgane können an den Innenseiten der beiden Mantelschalen angebracht werden. Unter Umständen kommt man auch, wie das Ausführungsbeispiel der Fig. 14 und I5 zeigt, mit an einer Mantelschale 4' aufgespritzten Kontaktorganen aus. Um die Kontaktverbindungen an der anderen Mantelschale 4'' durchzuführen, können eingelegte Kontaktstreifen I5 benutzt werden, die zweckmäßig an den Stellen, an denen sie auf die übereinanderliegenden Gleichrichtertabletten 2 einwirken, federnd ausgebildet sein. Durch diese zusätzlichen federnden Kontaktorgane wird ein besonders zuverlässiger Kontaktdruck an den Glechrichtertabletten gewährleistet. Das Ausführungsbeispiel der Fig. II bis I5 zeigt auch, daß der flache Gleichrichter an einer Schmalseite mit einem Isoliersockel I6 versehen werden kann, der zur Befestigung des Gleichrichters an seiner Unterlage dient.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Trockengleichrichteranordnungkleiner Bauart mit lochlosen Gleichrichtertabletten geringer Stärke, bei der die Gleichrichtertabletten (2) in Form einer Mehrzahl von nebeneinanderliegenden Gleichrichterstapeln geringer Höhe zwischen zwei metallischen Leisten eingespannt sind und bei der die Stapel untereinander durch eingelegte Kontaktorgane (3) elektrisch miteinander verbunden und gegenüber den Leisten durch gut wärmeleitende dünne Zwischenschichten (9, Io) elektrisch isoliert sind, .so daß sie unter Ausnutzung der metallischen Wärmeleitung der Leisten gekühlt werden, nach Patent 837 4.21, .dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leisten unmittelbar die beiden großflächigen Wände eines flachen, die Gleichri:chtertabletten völlig umschließenden Schutz- und Kühlmantels (q.) bilden.
2. 2. Trockengleich@richteranordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (4.) aus zwei Schalen (q.', d") besteht, die mit ihren Innenseiten einander zugekehrt sind.
3. 3. Trockengleichrichteranordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichtertabletten (2) durch Einlegen in Aussparungen (7) einer Isolierplatte (6) in ihrer Lage gehalten sind (Fig. 3 und 4).
4. 4. Trockengleichrichteranordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichtertabletten (2) durch Einlegen in napfförmige Einprägungen (8) des Mantels (4) in ihrer Lage gehalten sind (Fig. 5 und 6).
5. 5. Trockengleichrichteranordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindung zwischen zwei benachbarten in einer Ebene liegenden Gleichrichtertabletten (2) durch Kontaktorgane (3) erfolgt, die die Vorderseite der einen Tablette mit der Rückseite der anderen Tablette verbinden (Fig. 3, 4, 7 und 8).
6. 6. Trockengleichrichteranordnung nach Anspruch I, 2 oder 5, .dadurch gekennzeichnet, daß die die Gleichrichtertabletten (2) verbindenden Kontaktorgane (3) federnd ausgebildet sind und durch die Verbindung der beiden Mantelschalen miteinander den Kontaktdruck erzeugen.
7. 7. Trockengleichrichteranordnung nach Anspruch I, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes die Gleichrichtertabletten (2) verbindende Kontaktorgan (3) aus einer Scheibe (3') und einer daran sitzenden gekröpften federnden Zunge (3") besteht, wobei sich die Scheibe (3') an der dem Mantel (4) zugewandten Seite der Gleichrichtertablette (2) befindet (Fig.9 und Io). B. Trockengleichrichteranordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die G1eichrichterstapel gegen den metallischen Mantel (4) durch eine Schicht aus Aluminiumoxyd oder durch eine Triazetatfolie isoliert sind. g. Trockengleichrichteranordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichtertabletten (2) auf aus dem Mantel (4) herausgedrückten Vorsprüngen (I3) ruhen und ihre Lage durch einen Einlegekörper (II) gesichert ist (Fig. I3 bis I5). Io. Trockengleichrichteranordnung nach Anspruch I, 2 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindung zwischen zwei benachbarten Gleichrichtertabletten (2) durch Kontaktorgane (I4) erfolgt, die durch Aufspritzen von Metall auf die mit einer Isolierschicht versehene Innenseite des Mantels (4) hergestellt sind (Fig. I3 bis I5). II. Trockengleichrichteranordnung nach Anspruch I, 2, 9 oder Io, dadurch gekennzeichnet, daß außer den aufgespritzten Kontaktorganen (14) noch federnde Kontaktorgane (I5) verwendet sind und daß die aufgespritzten Kontaktorgane auf der einen Mantelschale (4') und die federnden Kontaktorgane auf der anderen Mantelschale (4'') angeordnet sind (Fig. I3 bis I5). I2. Trockengleichriehteranordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der flache Mantel (4) an einer Schmalseite mit einem Isoliersockel (I6) versehen ist (Fig. II und I2). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 584 II5; USA.-Patentschriften Nr. 2 477 364, 2 498 89o, 2 501 331,2 510 588; britische Patentschriften Nr. 563 822, 640 38o; schweizerische Patentschrift Nr. 163 675; französische Zusatzpatentschrift Nr. 52 229; »Philips Technische Rundschau« (19q.7), September, S.273.