DE102006012406B4

DE102006012406B4 - Vorrichtung zur Befestigung eines Gleichspannungs-Kondensators auf einer Montageplatte

Info

Publication number: DE102006012406B4
Application number: DE102006012406A
Authority: DE
Inventors: Joachim Masatz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2010-09-02
Anticipated expiration: 2026-03-18
Also published as: DE102006012406A1

Abstract

Vorrichtung (2) zur Befestigung eines Gleichspannungs-Kondensators (8) auf einer Montageplatte (6), wobei diese Vorrichtung (2) derart becherförmig ausgebildet ist, dass der Gleichspannungs-Kondensator (8) eng umschlossen ist, wobei ein Boden (14) dieser becherförmigen Vorrichtung (2) mit zwei Bohrungen (16, 18) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass diese becherförmige Vorrichtung (2) in zwei zueinander axial anordbare Teile (4, 6) unterteilt ist, dass ein Einführungsbereich dieser becherförmigen Vorrichtung (2) mit wenigstens zwei Befestigungs-Vorrichtungen (20) versehen ist, und dass die beiden zueinander axial angeordneten Teile (4, 6) der becherförmigen Vorrichtung (2) mittels einer Verbindungs-Einrichtung, über die der Axialabstand der zueinander axial angeordneten Teile (4, 6) einstellbar ist, miteinander mechanisch verknüpft sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Befestigung eines Gleichspannungs-Kondensators auf eine Montageplatte gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Vorrichtungen zur Befestigung eines Gleichspannungskondensators sind bekannt. Im Folgenden werden einige Beispiele vorgestellt.
Aus der JP 2000182894 A ist eine Vorrichtung bekannt, mit der gleichzeitig zwei Gleichspannungs-Kondensatoren auf einer Halteplatte befestigt werden. Dazu weist diese Halteplatte zwei beabstandete zylinderförmige Gehäuseteile auf, die jeweils eine axial verlaufende Nut aufweisen. Die Gleichspannungs-Kondensatoren sind jeweils mit einem Positionssteg versehen, wodurch die Position eines Kondensators und damit seine beiden Anschlüsse im Gehäuse fixiert ist. Eine Leiterplatte wird auf diese Anschlüsse gesteckt und mittels Schrauben mit diesen elektrisch leitend verbunden.
Aus der DE 96 09 784 U ist ein Gehäuse zur Aufnahme eines Kondensators bekannt, das zur Anbringung auf Sockel bzw. Unterlagen mit Mitteln versehen ist, die aus einem oder mehreren warm verformbaren Ansätzen und/oder Stiften bzw. Vorsprüngen bestehen. Beim Durchtritt durch ein Durchgangsloch bilden diese Mitteln auf einer Gegenseite einer Trägerplatte nach Warmverformung einen Nietkopf. Der Kondensator ist mittels Vergussmasse im Gehäuse befestigt. Aus diesem Boden des Gehäuses ragen die Anschlussstifte des Kondensators heraus.
Aus der EP 1 132 930 A1 ist eine Vorrichtung zur Befestigung und zum Schutz eines Gleichspannungs-Kondensators bekannt. Als Vorrichtung ist ein zylinderförmiger Becher vorgesehen, der im Bereich seiner Öffnung mit einem umlaufenden Steg versehen ist, an dem mehrere Befestigungsvorrichtungen angebracht sind. Dieser Becher nimmt den Kondensator auf, von dem ein Teil mit den beiden Anschlüssen herausragen. Dieser Becher wird in eine korrespondierende Öffnung einer Trägerplatte gesteckt, die einen Kühlbereich von einem Kontaktierungsbereich trennt. Durch das Gehäuse ist der Kondensator vor dem Kühlmittel geschützt. Mittels Befestigungsmittel in den Befestigungsvorrichtungen wird der zylinderförmige Becher mit der Trägerplatte befestigt.
Aus der DE 100 56 474 A1 ist ein Gehäuse zur Aufnahme eines Kondensators bekannt. Dieses Gehäuse besteht aus einem elektrisch isolierendem Material, wobei im Boden in einer Öffnung ein wärmeleitendes Füllelement eingelassen ist. Das Gehäuse weist ebenfalls ein Befestigungselement auf, mit dem dieses Gehäuse auf einer Platine befestigt wird.
Aus der DE 1 923 609 A1 ist eine Becherbefestigung für Kondensatoren zur lösbaren Befestigung auf einer Montageplatte bekannt. Diese Kondensatoren werden zu einem Paket aneinander gereiht und in einer Wanne gelagert. Diese Kondensatoren werden mittels eines Lochbandes, das über die Böden der Kondensatoren gespannt und an Wannenwänden verankert ist, in der Wanne befestigt. Die Anschlüsse dieser Kondensatoren ragen durch Bodenausschnitte in der Wanne.
Gleichspannungs-Kondensatoren, auch als Elektrolytkondensatoren bezeichnet, werden eingesetzt um Energie zu speichern und diese wieder abzugeben. Bei dauernden Auf- und Entladevorgängen können sich die Kondensatoren so stark erhitzen, dass eine zusätzliche Entwärmung erforderlich wird, um eine Zerstörung des Gleichspannungs-Kondensators zu verhindern. Damit die Entwärmung über einen Kühlkörper erfolgen kann, muss zwischen dem Gleichspannungs-Kondensator und dem Kühl körper, insbesondere einer Kühlplatte, eine wärmeleitende Folie angeordnet werden. Ist das Gehäuse des Gleichspannungs-Kondensators potentialbehaftet, muss diese Wärmeleitfolie neben der thermischen Leitfähigkeit auch eine elektrische Isolation gewährleisten. Ein guter Wärmefluss vom Gleichspannungs-Kondensator durch die Wärmeleitfolie zur Kühlplatte ist nur gegeben, wenn der Gleichspannungs-Kondensator mit einer vorgegebenen Kraft auf den Kühlkörper gedrückt wird. Dies wird mittels eines Halters, beispielsweise einem Bügel, erreicht. Die Gleichspannungs-Kondensatoren werden mit einer eigens dafür gefertigten Vorrichtung auf einer Kühlplatte montiert, mit der auch eine entsprechende Ausrichtung der Gleichspannungs-Kondensatoren auf der Kühlplatte zu Befestigungselementen zweier Stromschienen sichergestellt werden kann.
Nachteilig wirkt sich bei dieser Kondensatorbefestigung aus, dass nur Gleichspnnungs-Kondensatoren eines Herstellers verwendet werden können. Außerdem strahlt dieser Gleichspannungs-Kondensator einen nicht zu vernachlässigenden Betrag an Verlustwärme an die Umgebung des Gleichspannungs-Kondensators ab. Dadurch erwärmt sich das Innere eines Gerätes, das einen derartigen Gleichspannungs-Kondensator aufweist, auf.
Zu derartigen Geräten gehören beispielsweise Spannungszwischenkreis-Umrichter, die wenigstens einen Gleichspannungs- Kondensator oder eine Kondensatorbaugruppe, auch als Kondensatorbatterie bezeichnet, aufweisen. Um einen solchen Spannungszwischekreis-Umrichter möglichst kompakt aufbauen zu können, müssen die erzeugten Verlustwärmen aus diesem Gerät transportiert werden. Eine Kondensatorbaugruppe setzt sich zusammen aus wenigstens einem handelsüblichen Gleichspannungs-Kondensator, einem auf die Einhaltung der Luft- und Kriechstrecken ausgelegten Kondensator-Halter, einer Wärmeleitfolie mit entsprechend ausgelegtem Durchmesser, der ebenfalls die Einhaltung der Luft- und Kriechstrecken gewährleistet und einer klebenden Fixierung, welche die gewünschte Lage zwischen den Verschraubungspunkten sicherstellt.
Aus der Veröffentlichung mit dem Titel ”Kondensatorbaugruppe zum Anschrauben an eine Kühlplatte”, von Torsten Stülpnagel und Ingolf Hoffmann, veröffentlicht auf der Internet-Seite von IP com (http://www.ip.com), ist eine weitere Möglichkeit bekannt, mit der ein Gleichspannungs-Kondensator auf einer Montageplatte, beispielsweise einer Kühlplatte, wärmeleitend befestigt werden kann. Diese Vorrichtung zur Befestigung eines Gleichspannungs-Kondensators weist an Stelle eines Bügels einen Haltering auf, der mit wenigstens zwei Befestigungsvorrichtungen versehen ist. Dieser Ring ist derart ausgebildet, dass Luft- und Kriechstrecken eingehalten werden. Dazu sind die Befestigungsvorrichtungen beabstandet zum Ring mit diesem Ring verbunden. Die Innenseite dieses Halteringes ist derart ausgebildet, dass dieser Halterring in eine auf der Mantelfläche des Gleichspannungs-Kondensators verlaufende Rille eingreift. Bei dieser Montage des Gleichspannungs-Kondensators auf eine Kühlplatte ist zwischen der einen Stirnseite des Gleichspannungs-Kondensators und der Kühlplatte ebenfalls eine Folie aus elektrisch isolierendem und thermisch leitendem Material angeordnet. Mittels des auf der Mantelfläche des Gleichspannungs-Kondensators fixierten Halterings wird dieser Gleichspannungs-Kondensator mit einer vorbestimmten Kraft auf die Kühlplatte montiert.
Nachteilig wirkt sich bei dieser Vorrichtung zur Befestigung eines Gleichspannungs-Kondensators aus, dass dieser Haltering nur bei Gleichspannungs-Kondensatoren mit einer Rille in der Mantelfläche verwendet werden kann. Außerdem strahlt dieser Gleichspannungs-Kondensator einen nicht zu vernachlässigenden Betrag an Verlustwärme an die Umgebung des Gleichspannungs-Kondensators ab. Dadurch erwärmt sich das Innere eines Gerätes, das Gleichspannungs-Kondensatoren aufweist, auf. Zu solch einem Gerät gehört beispielsweise ein wassergekühlter Spannungszwischenkreis-Umrichter.
Vorteilig wirkt sich bei dieser Vorrichtung zur Befestigung eines Gleichspannungs-Kondensators aus, dass axiale Toleranzen von Gleichspannungs-Kondensatoren unterschiedlicher Hersteller keinen Einfluss auf die Verwendung dieser Befestigungs-Vorrichtung haben.
Aus der EP 1 424 708 A1 ist ein Schutzbecher für einen Kondensator, insbesondere einem Elektrolytkondensator, bekannt, wobei der Kondensator mit Leiterbahnen einer Leiterplatte elektrisch leitend verbunden ist. Dieser Schutzbecher, insbesondere zylinderförmige Schutzbecher, besteht aus einem Becherunterteil mit einem Anschlussöffnungen aufweisenden Becherboden und einem Verschlussdeckel, der an dem Becherunterteil form- und/oder kraftschlüssig befestigt ist. Dieser Schutzbecher ist derart ausgebildet, dass austretende Gase (ausgasendes Elektrolyt) zunächst in einem freien Bereich des Schutzbechers aufgenommen werden. Dieser Bereich des Schutzbechers ist mit Gasaustrittswegen bzw. Gasführungskanälen verbunden, so dass das aufgefangene Gas derart austreten kann, dass sich die Gase nicht in Form einer Kriechstrecke auf die Bereiche von Leiterbahnen der Leiterplatte festsetzen können. Dieser Schutzbecher ist außerdem teilweise mit der Leiterplatte mittels einer elektrisch isolierenden Vergussmasse umgossen. Mit diesem Schutzbecher sollen durch Abgasungsvorgänge freigesetzte Elektrolyte von den Leiterbahnen der Leiterplatte ferngehalten werden. Ein Toleranzausgleich unterschiedlicher im Handel erhältlicher Gleichspannungs-Kondensatoren ist nicht beabsichtigt.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine zweiteilige Vorrichtung zur Befestigung eines Gleichspannungs-Kondensators auf einer Montageplatte anzugeben, deren Einrichtung zur mechanischen Verbindung der beiden Teile der zweiteiligen Vorrichtung derart auszugestaltet ist, dass Toleranzen in axialer Richtung ausgeglichen werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch, dass diese becherförmig ausgebildet Vorrichtung in zwei zueinander axial anordbaren Teilen unterteilt ist, die mittels einer Verbindungs-Einrichtung miteinander mechanisch verbindbar sind, können Toleranzen in axialer Richtung von im Handel erhältlichen Gleichspannungs-Kondensatoren ausgeglichen werden. Dadurch erhält man eine Vorrichtung zur Befestigung von Gleichspannungs-Kondensatoren auf einer Montageplatte, die von den axialen Toleranzen der Gleichspannungs-Kondensatoren unabhängig ist. Somit können im Handel erhältliche Gleichspannungs-Kondensatoren von beliebigen Herstellern mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf eine Montageplatte befestigt werden.
Durch die becherförmige Ausgestaltung der Vorrichtung wird eine Abstrahlung einer erzeugten Verlustwärme eines Gleichspannungs-Kondensators verhindert, der mit einer vorbestimmten Kraft auf einer Montageplatte befestigt werden kann. Um die Abstrahlung möglichst vollständig zu unterbinden, besteht diese becherförmig zweieilige Vorrichtung aus einem thermisch isolierenden Material. Außerdem ist diese becherförmige Vorrichtung derart ausgebildet, dass ein Gleichspannungs-Kondensator eng umschlossen wird. Dadurch wird dieser Gleichspannungs-Kondensator in dieser becherförmig ausgebildeten zweiteiligen Vorrichtung verliersicher angeordnet. Die enge Passform dieser zweiteiligen Vorrichtung ist so gewählt, dass einer Gewichtskraft des Gleichspannungs-Kondensators entgegengewirkt werden kann.
Damit diese zweiteilige Vorrichtung auf einer Montageplatte befestigt werden kann, weist diese wenigstens zwei Befestigungs-Vorrichtungen auf. Diese sind derart ausgebildet, dass die Norm hinsichtlich Luft- und Kriechstrecken eingehalten wird und dass diese zweiteilige Vorrichtung eine Anpresskraft gleichmäßig auf die Montageplatte ausüben kann.
Den Unteransprüchen 2 bis 7 sind verschiedene Ausführungsformen der Verbindungs-Einrichtung zur axialen mechanischen Verbindung der beiden Teile der becherförmigen zweiteiligen Vorrichtung entnehmbar.
Bei einer ersten Ausführungsform weisen die beiden Teile der zweiteiligen becherförmigen Vorrichtung jeweils wenigstens zwei Aufnahme-Vorrichtungen auf, von denen jeweils eine Aufnahme-Vorrichtung eines oberen und eines unteren Teils der zweiteiligen Vorrichtung einander gegenüber angeordnet sind. Außerdem weist der obere Teil der zweiteiligen Vorrichtung einen Zentrieransatz auf, der beim Zusammensetzen der beiden Teile der zweiteiligen Vorrichtung bereichsweise den unteren Teil einschließt. Wie weit diese beiden Teile der zweiteiligen Vorrichtung bei einer vorbestimmten Tiefe des Zentrieransatzes ineinander greifen, kann mittels einer Schraube eingestellt werden, die derart durch zwei gegenüberliegenden Aufnahme-Vorrichtungen gesteckt ist, dass ihr Schraubenkopf sich auf einer der beiden Aufnahme-Vorrichtungen abstützt und eine über einen Gewindegang der Schraube angeordnetes Federelement sich auf der gegenüber liegenden Aufnahme-Vorrichtung und einer Kontermutter abstützt. Durch diese Ausgestaltung der Einrichtung zur mechanischen Verbindung der beiden Teile der zweiteiligen Vorrichtung können Toleranzen in axialer Rich tung von Gleichspannungs-Kondensatoren ausgeglichen werden und es werden keine zusätzlichen Mitteln benötigt, die ein radiales Verdrehen der beiden Teile der zweiteiligen Vorrichtung verhindern.
Bei einer zweiten Ausführungsform der Verbindungs-Einrichtung der beiden Teile der zweiteiligen Vorrichtung weist das eine Teil dieser zweiteiligen Vorrichtung im Verbindungsbereich ein Außengewinde und der andere Teil dieser zweiteiligen Vorrichtung eine Überwurfmutter auf. Bei der axialen Verbindung beider Teile der zweiteiligen Vorrichtung wird der eine Teil mittels der Überwurfmutter auf das Außengewinde des anderen Teils der zweiteiligen Vorrichtung aufgeschraubt. Eine derartige Verbindungs-Einrichtung ist aus der DE 102 00 229 C1 bekannt. Wie viele Gewindegänge benutzt werden, hängt von der axialen Länge des Gleichspannungs-Kondensators in Bezug einer axialen Standardlänge ab. Durch die Verschraubung dieser beiden Teile der zweiteiligen Vorrichtung sind diese Teile zueinander axial ausgerichtet und fixiert, so dass auch bei dieser Ausführungsform der Verbindungs-Einrichtung kein zusätzliches Mittel benötigt wird, das ein radiales Verdrehen dieser beiden Teile der zweiteiligen Vorrichtung verhindert.
Bei einer dritten und vierten Ausführungsform der Verbindungs-Einrichtung der beiden Teile der zweiteiligen Vorrichtung weisen die beiden Teile der zweiteiligen Vorrichtung jeweils wenigstens zwei Arretierungs-Vorrichtungen auf, wobei jeweils zwei gegenüberliegende Arretierungs-Vorrichtungen mittels eines Federelementes miteinander verspannt werden. Außerdem weist ein Teil dieser zweiteiligen Vorrichtung einen Zentrieransatz auf, der im zusammengebauten Zustand der zweiteiligen Vorrichtung den anderen Teil dieser zweiteiligen Vorrichtung bereichsweise umschließt.
Die dritte und vierte Ausführungsform der Verbindungs-Einrichtung unterscheiden sich von einander nur dadurch, dass unterschiedliche Federelemente verwendet werden. Bei der einen Ausführungsform werden Blattfedern als Federelemente verwendet, wobei bei der anderen Ausführungsform Spiralfedern als Federelemente verwendet werden.
Sollen diese beiden Teile der zweiteiligen Vorrichtung zueinander radial fixiert sein, so muss bei der dritten und vierten Ausführungsform der Verbindungs-Einrichtung ein Teil der zweiteiligen Vorrichtung zusätzlich wenigstens mit einem in axialer Richtung verlaufenden Steg und der Zentrieransatz des anderen Teils dieser zweiteiligen Vorrichtung mit einer zum Steg korrespondierenden Ausnehmung versehen sein.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der zweiteiligen Vorrichtung zur Befestigung eines Gleichspannungs-Kondensators ist diese becherförmige zweiteilige Vorrichtung zylinderförmig ausgebildet. Damit entspricht der Aufnahmebereich dieser becherförmigen zweiteiligen Vorrichtung den räumlichen Abmessungen eines Gleichspannungs-Kondensators.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der zweiteiligen Vorrichtung zur Befestigung eines Gleichspannungs-Kondensators ist der Einführungsbereich des unteren Teils der becherförmigen zweiteiligen Vorrichtung trichterförmig ausgebildet. Dadurch kann trotz der Enge der becherförmigen zweiteiligen Vorrichtung ein Gleichspannungs-Kondensator ohne großen Kraftaufwand in diese becherförmige zweiteilige Vorrichtung eingeführt werden. Der Gleichspannungs-Kondensator muss eng umschlossen werden, damit dieser verliersicher in dieser zweiteiligen Vorrichtung angeordnet ist. Dadurch ist eine vollautomatische Bestückung einer Montageplatte mit bestückten zweiteiligen Vorrichtungen möglich.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der zweiteiligen Vorrichtung zur Befestigung eines Gleichspannungs-Kondensators weist der Boden des oberen Teils der becherförmigen Vorrichtung eine zusätzliche Bohrung auf. Mittels dieser zusätzlichen Bohrung kann überprüft werden, ob dieser Gleichspannungs-Kondensator in dieser becherförmigen zweiteiligen Vorrichtung in Bezug auf seine Anschlüsse richtig positioniert ist. Damit wird eine Fehlverdrahtung eines in der becherförmigen zweiteiligen Vorrichtung eingespannten Gleich spannungs-Kondensators mit zwei Anschluss-Stromschienen unterbunden.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der mehrere Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Befestigung eines Gleichspannungs-Kondensators schematisch veranschaulicht sind.
1 zeigt eine erste Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, in der
2 ist eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung veranschaulicht, die
3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, in der
4 ist eine vierte Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung veranschaulicht und die
5 zeigt eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In der 1 ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Befestigung eines Gleichspannungs-Kondensators dargestellt. In dieser 1 sind mit 2 eine becherförmige zweiteilige Vorrichtung, mit 4 ein erster Teil der zweiteiligen Vorrichtung, mit 6 ein zweiter Teil der zweiteiligen Vorrichtung und mit 8 ein Gleichspannungs-Kondensator, von dem in dieser Darstellung nur seine beiden Anschlüsse 10 und 12 zu sehen sind, bezeichnet. Diese zweiteilige mit einem Gleichspannungs-Kondensator 8 versehene zweiteilige Vorrichtung 2 wird zu Kühlungszwecken des Gleichspannungs-Kondensators 8 auf einer Montageplatte, die auch als Kühlplatte ausgebildet sein kann, montiert. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist diese nicht explizit dargestellt. Damit eine Montageplatte zur Kühlplatte wird, muss diese mit einem Kühlmittel-Zulauf und -Ablauf versehen sein, die wenigstens mittels eines Kühlkanals miteinander verbunden sind. Durch diesen bzw. diese Kühlkanäle strömt eine Kühlflüssigkeit, die dabei die von dem bzw. den Gleichspannungs-Kondensatoren 8 erzeugte Verlustwärme aufnimmt. Eine derartig aus gebildete Montageplatte für mehrere Gleichspannungs-Kondensatoren 8 wird bei einem Spannungszwischenkreis-Umrichter verwendet. Eine derartig montierte Montageplatte bildet dann eine flüssigkeitsgekühlte Zwischenkreis-Kondensatorbatterie.
Die Gleichspannungs-Kondensatoren 8 sind im Handel auch unter der Bezeichnung Elektrolytkondensatoren bekannt. Diese Elektrolytkondensatoren sind überwiegend becherförmig ausgebildet. Diese können jedoch auch quaderförmig ausgebildet sein. Diese Gleichspannungs-Kondensatoren 8 weisen jeweils zwei Anschlüsse 10 und 12, nämlich einen Plus-Anschluss 10 und einen Minus-Anschluss 12, auf. Mit diesen beiden Anschlüssen 10 und 12 wird der Gleichspannungs-Kondensator 8 mit zwei nicht näher dargestellten Stromschienen eines Spannungszwischenkreises eines Spannungszwischenkreis-Umrichters elektrisch leitend verbunden.
Damit diese Anschlüsse 10 und 12 zugänglich sind, weist die becherförmige zweiteilige Vorrichtung 2 zur Befestigung eines Gleichspannungs-Kondensators 8 im Boden 14 des oberen Teils 6 der zweiteiligen Vorrichtung 2 zwei Bohrungen 16 und 18 auf, die derart bemessen sind, dass die Anschlüsse 10 und 12 jeweils von diesen beabstandet sind. Damit der Gleichspannungs-Kondensator 8, nachdem dieser in die becherförmige zweiteilige Vorrichtung 2 eingebracht ist, auch von dieser zweiteiligen Vorrichtung 2 gehalten wird, muss diese becherförmige zweiteilige Vorrichtung 2 den Gleichspannungs-Kondensator 8 eng umschließen. Dadurch kann dann diese becherförmige zweiteilige Vorrichtung 2 mit eingebrachtem Gleichspannungs-Kondensator 8 vollautomatisch auf einer nicht näher dargestellten Montageplatte montiert werden, ohne dass der Gleichspannungs-Kondensator 8 aus dieser zweiteiligen Vorrichtung 2 herausfällt. D. h., der Gleichspannungs-Kondensator 8 ist verliersicher mit der becherförmigen zweiteiligen Vorrichtung 2 verbunden.
Damit die vom Gleichspannungs-Kondensator 8 erzeugte Verlustwärme möglichst gut in eine Montageplatte übertragen werden kann, ist zwischen dem Gleichspannungs-Kondensator 8 und einer Montageplatte eine thermisch gut leitende Folie angeordnet. Diese thermisch gut leitende Folie muss außerdem elektrisch isolierend sein, wenn das Gehäuse des Gleichspannungs-Kondensators 8 potentialbehaftet ist. Diese Folie weist beispielsweise eine Teilentladungsfestigkeit von wenigstens 1500 V auf und übersteigt den Durchmesser der becherförmigen zweigeteilten Vorrichtung 2 aber nur so weit, dass diese Folie nicht von Befestigungsmitteln wenigstens zweier Befestigungs-Vorrichtungen 20 des unteren Teils 4 der becherförmigen zweiteiligen Vorrichtung 2 durchdrungen werden. Die Gestaltung dieser Befestigungs-Vorrichtungen 20 und die Dimensionierung dieser Folie sind derart aufeinander abgestimmt, dass die Einhaltung der Norm hinsichtlich Luft- und Kriechstrecken eingehalten werden kann.
Damit aus zwei Teilen 4 und 6 einer becherförmigen zweiteiligen Vorrichtung 2 eine Vorrichtung 2 wird, müssen diese beiden Teile 4 und 6 mechanisch miteinander verknüpft werden. Dazu weist diese becherförmige zweiteilige Vorrichtung 2 eine Einrichtung zum Verbinden der beiden Teile 4 und 6 der zweiteiligen Vorrichtung 2 auf. In einer ersten Ausführungsform gemäß 1 weist diese Einrichtung Aufnahme-Vorrichtungen 22 und 24, einen Zentrieransatz 26, eine Schraube 28, ein Federelement 30 und eine Kontermutter 32 auf. Der obere und der untere Teil 4 und 6 der zweiteiligen Vorrichtung sind im Verbindungsbereich jeweils mit wenigsten zwei Aufnahme-Vorrichtungen 22 und 24 versehen. Dabei sind diese Aufnahme-Vorrichtungen 22 des oberen Teils 6 und die Aufnahme-Vorrichtungen des unteren Teils 4 der zweiteiligen Vorrichtung 2 jeweils derart angeordnet, dass jeweils eine Aufnahme-Vorrichtung 22 des oberen Teils 6 einer Aufnahme-Vorrichtung 24 des unteren Teils der zweiteiligen Vorrichtung 2 gegenüber angeordnet sind. Jede dieser Aufnahme-Vorrichtungen 22 und 24 weist eine Durchgangsbohrung auf. Durch diese Durchgangsbohrung ist die Schraube 28 (Gewindegang) gesteckt, wobei auf den durchgesteckten Teil der Schraube 28 das Federelement 30 mittels der Kontermutter 32 gehalten wird. In Abhängigkeit der tatsächlichen axialen Länge eines in der becherförmigen zweigeteilten Vorrichtung 2 unterzubringenden Gleichspannungs-Kondensators 8 wird diese Schraube 30 mehr oder weniger angezogen. Dadurch verändert sich die axiale Ausdehnung der becherförmigen zweiteiligen Vorrichtung 2. Dadurch kann jeder handelsübliche Gleichspannungs-Kondensator 8 mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 auf eine Montageplatte befestigt werden. Toleranzen in der axialen Ausdehnung handelsüblicher Gleichspannungs-Kondensatoren 8 werden durch die Zweiteilung und der einstellbaren Verbindungs-Einrichtung der Vorrichtung 2 ausgeglichen.
Außerdem wird mittels dieser erfindungsgemäßen zweiteiligen Vorrichtung 2 verhindert, dass jeweils eine von diesen Gleichspannungs-Kondensatoren 8 erzeugte Verlustwärme jeweils über eine Mantelfläche an die Umgebung abgegeben werden kann. Dadurch wird annähernd die gesamte erzeugte Verlustwärme an eine Montageplatte, insbesondere einer Kühlplatte, abgegeben. Damit die Mantelfläche des Gleichspannungs-Kondensators 8 thermisch möglichst gut von seiner Umgebung abgeschottet ist, besteht die becherförmige zweiteilige Vorrichtung 2 aus einem thermisch isolierenden Material, beispielsweise Kunststoff.
In der 2 ist eine zweite Ausführungsform der Verbindungs-Einrichtung zweier Teile 4 und 6 der becherförmigen Vorrichtung 2 näher dargestellt. Gemäß dieser zweiten Ausführungsform der becherförmigen zweiteiligen Vorrichtung 2 ist die Einrichtung zum Verknüpfen der beiden Teile 4 und 6 der becherförmigen zweiteiligen Vorrichtung 2 als Schraubverbindung ausgeführt. Dazu weist der untere Teil 4 im Verbindungsbereich ein Außengewinde 34 und der obere Teil 6 dieser zweiteiligen Vorrichtung 2 im Verbindungsbereich eine Überwurfmutter 36 auf. Damit die Verschraubung einfach ausgeführt werden kann, weist die Überwurfmutter 36 auf ihrem Umfang verteilt mehrere axial ausgerichtete Stege 38. Dadurch ist diese Überwurfmutter 36 griffiger, wodurch ein beliebiges Anzugsmoment übertragen werden kann. In Abhängigkeit der Anzahl von Drehungen der Überwurfmutter 36 verändert sich die axiale Ausrichtung der zweiteiligen Vorrichtung 2, die damit sich an die axiale Ausrichtung handelsüblicher Gleichspannungs-Kondensatoren anpassen kann.
Eine dritte Ausführungsform der Verbindungs-Einrichtung zweier Teile 4 und 6 der zweiteiligen Vorrichtung 2 weist gemäß der 3 Arretierungs-Vorrichtungen 40 und 42, Federelemente 44 und einen Zentrieransatz 46 auf. Diese Elemente 40, 42, 44 und 46 weist ebenfalls eine vierte Verbindungs-Einrichtung (4) zweier Teile 4 und 6 der zweiteiligen Vorrichtung 2 auf. Diese beiden Einrichtungen unterscheiden sich nur in der Wahl der Federelemente 44. Gemäß der 3 ist als Federelement 44 jeweils eine Blattfeder und gemäß der 4 ist jeweils als Federelement 44 eine Spiralfeder vorgesehen. Jeweils eine Arretierungs-Vorrichtung 40 des oberen Teils 6 und eine Arretierungs-Vorrichtung 42 des unteren Teils 4 der zweiteiligen Vorrichtung 2 sind derart zueinander angeordnet, dass diese fluchtend zueinander sind. Mechanisch werden jeweils zwei fluchtend angeordnete Arretierungs-Vorrichtungen 40 und 42 mittels eines Federelementes 44 miteinander mechanisch verknüpft. Zur axialen Fixierung dieser beiden Teile 4 und 6 der zweiteiligen Vorrichtung 2 weist die Einrichtung einen Zentrieransatz 46 auf, der mit dem oberen Teil 6 der zweiteiligen Vorrichtung 2 verbunden ist. Im zusammengebauten Zustand dieser beiden Teile 4 und 6 der zweiteiligen Vorrichtung 2 greift der untere Teil 4 in den oberen Teil 6 der Vorrichtung 2. Damit diese beiden Teile 4 und 6 auch radial zueinander fixiert sind, weist der untere Teil 4 wenigstens einen Steg 48 auf, der axial auf der Mantelfläche des unteren Teils 4 angeordnet ist. Der Zentrieransatz 46 des oberen Teils 6 der zweiteiligen Vorrichtung 2 weist wenigstens eine zu einem Steg 48 korrespondierende Ausnehmung 50 auf.
In der 5 ist eine fünfte Ausführungsform der Vorrichtung 2 nach der Erfindung schematisch veranschaulicht. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß 1 dadurch, dass die Verbindungs-Einrichtung an Stelle von Aufnahme-Vorrichtungen 22, die im Verbindungsbereich des oberen Teils 6 angeordnet sind, eine radial verlaufende Blattfeder 52 und ein Zentrieransatz 46 aufweist. An Stelle der Aufnahme-Vorrichtungen 24 des unteren Teils 4 der zweiteiligen Vorrichtung 2 gemäß 1 sind in dieser Ausführungsform Aufnahme-Vorrichtungen 54 vorgesehen, die mit einer Gewindebohrung versehen sind. Die radial verlaufende Blattfeder 52 weist zu jeder Aufnahme-Vorrichtung 54 des unteren Teils 4 der zweiteiligen Vorrichtung 2 jeweils eine Aufnahme 56 auf. Durch jede dieser Aufnahmen 56 ist eine Schraube 58 geführt, die mit einer korrespondierenden Aufnahme-Vorrichtung 54 des unteren Teils der zweiteiligen Vorrichtung 2 verschraubt wird. Damit die Blattfeder 52 eine vorbestimmte Kraft in Richtung des unteren Teils 4 der zweiteiligen Vorrichtung 2 ausüben kann, ist diese Blattfeder 52 bezogen auf die Anschlüsse 10 und 12 des Gleichspannungs-Kondensators 8 konkav gewölbt. Die Mantelfläche des unteren Teils 4 weist wie die Ausführungsformen der 3 und 4 wenigstens einen Steg 48 auf, der in eine zu diesem Steg 48 korrespondierenden Ausnehmung 50 des Zentrieransatzes 46 eingreift. Dadurch sind diese beiden Teile 4 und 6 der zweiteiligen Vorrichtung 2 radial zueinander fixiert.
Außerdem ist ein Einführungsbereich dieser becherförmigen zweiteiligen Vorrichtung 2 trichterförmig ausgebildet. Dadurch ist die Einführung eines Gleichspannungs-Kondensators 8 in diese den Gleichspannungs-Kondensator 8 eng umschließenden zweiteiligen Vorrichtung 2 ohne großen Aufwand möglich. Eine Folie deckt, nachdem ein Gleichspannungs-Kondensator 8 in dieser becherförmigen zweiteiligen Vorrichtung 2 eingeschoben ist, den Einführungsbereich ab.
Den Darstellungen ist ebenfalls entnehmbar, dass ein Einführungsbereich einer jeden becherförmigen zweiteiligen Vorrichtung 2 von einem Ring 60 umgeben ist. An diesem Ring 60 sind die Befestigungs-Vorrichtungen 20 angeordnet. Dabei sind diese Befestigungs-Vorrichtungen 20 derart zueinander angeordnet, dass eine erzeugte Anpresskraft sich gleichmäßig über den Einführungsbereich der becherförmigen zweiteiligen Vorrichtung 2 verteilt. D. h., dass bei der Verwendung von zwei Befestigungs-Vorrichtungen 20 diese einander gegenüber am Ring 60 angeordnet sind. Werden beispielsweise drei Befestigungs-Vorrichtungen 20 verwendet, so werden diese am Ring 60 dreieckförmig angeordnet. Jede Befestigungs-Vorrichtung 20 weist zur Aufnahme eines Befestigungsmittels 62 eine Bohrung auf. Mittels dieses Ringes 60 am Einführungsbereich der becherförmigen zweiteiligen Vorrichtung 2 wird dieser Bereich der Mantelfläche des unteren Teils 4 dieser zweiteiligen Vorrichtung 2 wesentlich verstärkt, wodurch eine größere Anpresskraft von dieser becherförmigen zeiteiligen Vorrichtung 2 auf eine Montageplatte übertragen werden kann.
Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung 2 zur Befestigung eines Gleichspannungs-Kondensators 8 ergeben sich folgende Vorteile:

– Die zweiteilige Vorrichtung 2 kann Toleranzen unterschiedlicher im Handel erhältlicher Gleichspannungs-Kondensatoren 8 ausgleichen.
– Die zweiteilige Vorrichtung 2 bewirkt eine thermische Isolierung der Mantelfläche eines eingesteckten Gleichspannungs-Kondensators 8, so dass keine Verlustwärme mehr an die Umgebung abgestrahlt werden kann.
– Der in der zweiteiligen Vorrichtung 2 eingesteckte Gleichspannungs-Kondensator 8 kann gleichmäßig auf einer Montageplatte angepresst werden.
– Der Gleichspannungs-Kondensator 8 ist verliersicher in der zweiteiligen Vorrichtung 2 angeordnet, wodurch eine Montage vollautomatisch durchgeführt werden kann.

Claims

Vorrichtung (2) zur Befestigung eines Gleichspannungs-Kondensators (8) auf einer Montageplatte (6), wobei diese Vorrichtung (2) derart becherförmig ausgebildet ist, dass der Gleichspannungs-Kondensator (8) eng umschlossen ist, wobei ein Boden (14) dieser becherförmigen Vorrichtung (2) mit zwei Bohrungen (16, 18) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass diese becherförmige Vorrichtung (2) in zwei zueinander axial anordbare Teile (4, 6) unterteilt ist, dass ein Einführungsbereich dieser becherförmigen Vorrichtung (2) mit wenigstens zwei Befestigungs-Vorrichtungen (20) versehen ist, und dass die beiden zueinander axial angeordneten Teile (4, 6) der becherförmigen Vorrichtung (2) mittels einer Verbindungs-Einrichtung, über die der Axialabstand der zueinander axial angeordneten Teile (4, 6) einstellbar ist, miteinander mechanisch verknüpft sind.
Vorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungs-Einrichtung gebildet ist, in dem die beiden Teile (4, 6) der becherförmigen Vorrichtung (2) jeweils mit wenigstens zwei Aufnahme-Vorrichtungen (22, 24) versehen sind, wobei jeweils eine Aufnahme-Vorrichtung (22, 24) eines oberen und unteren Teils (6, 4) der becherförmigen Vorrichtung (2) einander gegenüber angeordnet sind, dass der obere Teil (6) der becherförmigen Vorrichtung (2) im Verbindungsbereich mit dem unteren Teil (4) mit einem Zentrieransatz (46) versehen ist, und dass jeweils durch zwei gegenüber liegenden Aufnahme-Vorrichtungen (22, 24) derart eine Schraube (28), die mit einem Federelement (30) und einer Kontermutter (32) versehen ist, steckbar ist, dass ihr Schraubenkopf sich auf einer der beiden gegenüber liegenden Aufnahme-Vorrichtungen (22, 24) und das Federelement (30) sich auf der gegenüberliegenden Aufnahme-Vorrichtung (24, 22) und der Kontermutter (32) abstützen.
Vorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungs-Einrichtung gebildet ist, in dem der un tere Teil (4) der becherförmigen Vorrichtung (2) im Verbindungsbereich mit dem oberen Teil (6) mit einem Außengewinde (34) versehen ist, dass der obere Teil (6) der becherförmigen Vorrichtung (2) im Verbindungsbereich mit dem unteren Teil (4) mit einer Überwurfmutter (36) versehen ist, die auf das Außengewinde (34) schraubbar ist.
Vorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungs-Einrichtung gebildet ist, in dem die beiden Teile (4, 6) der becherförmigen Vorrichtung (2) jeweils mit wenigstens zwei Arretierungs-Vorrichtungen (40, 42) versehen sind, wobei jeweils eine Arretierungs-Vorrichtung (40, 42) des oberen und des unteren Teils (4, 6) der becherförmigen Vorrichtung (2) einander gegenüber angeordnet sind, und dass jeweils zwei gegenüberliegende Arretierungs-Vorrichtungen (40, 42) mittels eines Federelementes (44) miteinander mechanisch verbindbar sind.
Vorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungs-Einrichtung gebildet ist, in dem der untere Teil (4) der becherförmigen Vorrichtung (2) jeweils wenigstens mit zwei Aufnahme-Vorrichtungen (54) versehen ist, dass der obere Teil (6) der becherförmigen Vorrichtung (2) im Verbindungsbereich mit seinem unteren Teil (4) mit einer radial verlaufenden Blattfeder (52) und mit einem Zentrieransatz (46) versehen ist, wobei diese Blattfeder (52) zu den Aufnahme-Vorrichtungen (54) des unteren Teils (4) der becherförmigen Vorrichtung (2) jeweils derart eine korrespondierende Aufnahme (56) aufweist, dass mittels einer Schraube (58) diese miteinander lösbar verbindbar sind.
Vorrichtung (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Federelement (44) eine Blattfeder vorgesehen ist.
Vorrichtung (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Federelement (44) eine Spiralfeder vorgesehen ist.
Vorrichtung (2) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Teil (4) der becherförmigen Vorrichtung (2) wenigstens einen in axialer Richtung verlaufenden Steg (48) aufweist und dass der Zentrieransatz (46) seines oberen Teils (6) eine zum Steg (48) korrespondierende Ausnehmung (50) aufweist.
Vorrichtung (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mantelfläche der Überwurfmutter (36) des oberen Teils (6) der becherförmigen Vorrichtung (2) mit mehreren axial verlaufenden Stegen (38) versehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die becherförmige Vorrichtung (2) zylinderförmig ist.
Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die becherförmige Vorrichtung (2) quaderförmig ist.
Vorrichtung (2) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die becherförmige Vorrichtung (2) aus einem thermisch isolierendem Material besteht.
Vorrichtung (2) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einführungsbereich trichterförmig ausgebildet ist.
Vorrichtung (2) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (14) mit wenigstens einer weiteren Bohrung versehen ist.
Vorrichtung (2) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungs-Vorrichtungen (20) an einem am Einführungsbereich angeordneten Ring (60) befestigt sind.
Vorrichtung (2) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (24) mit einer Mantelfläche der becherförmigen Vorrichtung (2) eine Einheit bildet.
Vorrichtung (2) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einführungsbereich (22) mit einer thermisch leitenden Folie (4) abdeckbar ist.
Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Einführungsbereich (22) mit einer thermisch leitenden und elektrisch isolierenden Folie (4) abgedeckt ist.
Vorrichtung (2) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (4) eine Teilentladungsspannung von wenigstens 1500 V aufweist.
Vorrichtung (2) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageplatte (6) als Kühlplatte ausgebildet ist.