DE1223461B - Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Gleichrichteranordnungen mit tablettenfoermigen Gleichrichterelementen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HOIl

Deutsche Kl.: 21g-11/02

Nummer: 1223 461

Aktenzeichen: S 70385 VIII c/21 g

Anmeldetag: 16. September 1960

Auslegetag: 25. August 1966

In der gesamten Elektrotechnik werden in zunehmendem Maße Selen-Kleingleichrichter verwendet, insbesondere für gedruckte Schaltungen. Von den Anwendern werden hierfür zahlreiche Typen gefordert, die sich hinsichtlich der Tablettenzahl, der Tablettengröße und der Schaltungsanordnung (Einwegschaltung, Brückenschaltung, Mittelpunktschaltung, Verdopplerschaltung, Antiparallelschaltung) voneinander unterscheiden. Während die Herstellung der Selentabletten weitgehend automatisiert werden konnte, war das bisher hinsichtlich des Zusammenbaus der Gleichrichterelemente, Anschlußorgane usw. zu fertigen Anordnungen nur in beschränktem Maße möglich, und zwar wegen des erwähnten großen Typenprogramms und der daraus folgenden Notwendigkeit, Serien mit verhältnismäßig kleinen Stückzahlen zu fertigen.

Es ist bekannt, mehrere Gleichrichter-Elementarsysteme, die jeweils eine Verdopplerschaltung aufweisen, in ein gemeinsames Gehäuse einzusetzen und zu beliebigen anderen Schaltungen zu verbinden. Es wurde auch bereits darauf hingewiesen, daß eine derartige Anordnung für eine Massenproduktion und Standardisierung besonders geeignet ist. Bei der bekannten Anordnung werden die patronenförmigen Elementarsysteme je nach der Anschlußspannung in verschiedenen Längen hergestellt, was sich daraus ergibt, daß die erforderliche Anzahl von Gleichrichterelementen um so größer ist, je höher die Anschlußspannung ist. Das bedeutet, daß auch bei dieser Bauweise noch zahlreiche Typen von Elementarsystemen angefertigt werden müssen, die den verschiedenen Anschlußspannungen angepaßt sind.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Halbleiter-Gleichrichteranordnungen einer Typenreihe mit verschiedenen Anschlußspannungen und Schaltungsarten, wobei jede Typenreihe mehrere mechanisch selbständige Gleichrichter-Elementarsysteme mit unterschiedlichen elektrischen Werten umfaßt, die jeweils nach Art einer Verdopplerschaltung ausgebildet sind und in ein gemeinsames Gebäude zur Bildung der Gleichrichteranordnung eingesetzt werden. Das Verfahren besteht darin, daß Gleichrichtertabletten und Anschlußbleche mittels eines Fertigungsautomaten derart aufeinandergestapelt werden, daß der fertige Stapel eine gerade Anzahl von Gleichrichtertabletten gleicher Durchlaßrichtung und an seinen Enden und in seiner Mitte Anschlußbleche oder diese ersetzende Blindplatten enthält und daß zur Erzeugung eines gleichartigen mechanischen Aufbaus der elektrisch verschiedenen Gleichrichter-Elementarsysteme die nicht benötigten

Verfahren zur Herstellung von
Halbleiter-Gleichrichteranordnungen mit
tablettenförmigen Gleichrichterelementen

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Als Erfinder benannt:

Rudolf Benda,

Heinz Schneider, Berlin

Gleichrichtertabletten durch Blindplatten ersetzt werden. Die Erfindung ermöglicht es, den Bau von Gleichrichteranordnungen einer Typenreihe mit verschiedenen Anschlußspannungen und Schaltungsarten auf Großserien automatisch herstellbarer Halb7 fabrikate in Form von Elementarsystemen zurückzuführen, die den größten Teil der Arbeitstakte, die

«5 zur Fertigung der Gesamtanordnungen erforderlich sind, bereits in sich vereinigen. Hierfür ist es wesentlich, daß die Elementarsysteme bis zu einer bestimmten Höchstspannung den gleichen mechanischen Auf^ bau besitzen und vor allem die gleiche Anzahl von Bauelementen enthalten. Das ist für die automatische Fertigung von großer Bedeutung, da eine Umstellung des Automaten bei Typenwechsel nur dann nicht erforderlich ist, wenn die Anzahl, der zu verarbeitenden Bauelemente und damit der Arbeitstakte gleichbleibt. Nur bei einem Elementarsystem, das für die gegebene Höchstspannung bestimmt ist, sind sämtliche Tablettenplätze tatsächlich mit Tabletten besetzt; bei Systemen für niedrigere Spannungen ist ein Teil der Tabletten durch metallische Blindplatten ersetzt. In der gleichen Weise kann ein Anschlußblech (mit Anschlußfahne) durch eine Blindplatte ohne Anschlußfahne ersetzt werden, wenn der betreffende Anschluß für eine bestimmte Schaltungsart nicht benötigt wird.

Für den Zusammenbau der fertigen Gleichrichteranordnungen aus den Elementarsystemen ist die Ausführung der Elementarsysteme nach Art von Verdopplerschaltungen, wie an sich bekannt, in besonderem Maße geeignet, da sich derartige Schaltungsanordnungen mit einem Mittelanschluß und zwei äußeren Anschlüssen auf einfache Weise sowohl zu Einweg- und Mittelpunktschaltungen wie zu Brücken-

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schaltungen und Verdopplerschaltungen mit höherer elektrischen Eigenschaften geprüft und, falls erfor-

Tablettenzahl zusammensetzen lassen. derlich, als Ganzes noch elektrisch nachformiert wer-

Für das Verfahren nach der Erfindung ist es ferner den kann. Danach werden mehrere Elementarsysteme wesentlich, daß die Elementarsysteme vor ihrem Ein- der beschriebenen Art in einem gemeinsamen Gesetzen in das gemeinsame Gehäuse elektrisch ge- 5 häuse zu Gleichriehteranordnungen der jeweils geprüft und, falls erforderlich, elektrisch nachbehandelt, forderten Schaltung zusammengesetzt, Als Beispiel insbesondere nachformiert werden können, da das hierfür zeigen die F i g. 4 und 5 eine aus zwei EIe-Elementarsystem in mechanischer und elektrischer mentarsystemen zusammengesetzte Brückenschaltung Beziehung bereits eine an sich betriebsfähige Einheit in einander entsprechenden Schnitten,
darstellt. io Bei der Brückenschaltung nach den F i g. 4 und 5

Eine elektrische Verbindung der Elementarsysteme sind zwei Gleichrichter-Elementarsysteme I und Π untereinander wird mit Vorteil durch Punkt- verwende^ die grundsätzlich gleichartig wie das EIeschweißen vorgenommen, zu welchem Zweck an den mentarsystem nach den F i g. 1 bis 3 aufgebaut sind äußeren Anschlußblechen der Verdopplerschaltung und sich nur dadurch unterscheiden, daß beim besondere Ansätze bzw. Ausläufer vorgesehen sein 15 Elementarsystem II die Anschlußfahne 3 a fortkönnen. Nach dem Einsetzen in das Gehäuse werden gefallen ist. Die beiden Systeme I und II liegen derart die Systeme mit Vorteil mit einem geeigneten Gieß- nebeneinander, daß die Durchlaßrichtungen der harz vergossen. Das Gehäuse selbst kann als ein Gleichrichtertabletten einander entgegengesetzt sind flacher Becher aus Metall oder aus Isolierstoff aus- (vgl. Fig. 5). Die kurzen Ansätze 3b beider Systeme gebildet sein. Für Anordnungen, die die Verlust- 20 werden durch einen Blechstreif en 10 miteinander verwärme der Gleichrichterelemente durch Wärme- bunden, vorzugsweise durch Punktschweißen. Die leitung an ein Gerätechassis oder einen sonstigen beiden Systeme I und II werden dann in einen flachen Träger abgeben sollen, ist ein Metallgehäuse vorzu- Becher 11 eingesetzt und mit einer Gießharzmasse 12 ziehen. Für freitragend angeordnete Gleichrichter- in diesem Becher vergossen. Es ergibt sich auf diese anordnungen, insbesondere für gedruckte Schaltun- 25 Weise eine sogenannte offene Brückenschaltung mit gen, kommen in erster Linie Becher aus Isolierstoff einem Plus-Anschluß, zwei Wechselstromanschlüssen in Frage. und zwei Minus-Anschlüssen. Der Abstand der bet·

Das Verfahren nach der Erfindung sei beispiels- den Systeme I und II voneinander wird wieder vorweise an Hand der Fig. 1 bis 5 erläutert, von denen zugsweise so gewählt, daß die Abstände aller fünf

F i g. 1 bis 3 ein Gleichrichter-Elementarsystem in 30 Anschlüsse jeweils gleich einem Vielfachen von

Verdopplerschaltung, 2,5 mm sind.

F i g. 4 und 5 eine aus zwei Elementarsystemen zu- Bei einer Anordnung, die für gedruckte Schaltung

sammengesetzte Brückenschaltung zeigen (in ver- gen bestimmt ist, kann auf die elektrische Verbin-

größertem Maßstab). dung der beiden Elementarsysteme innerhalb des

In F i g, 1 sind mit 1 vier Selentabletten bezeichnet. 35 Gehäuses (Blechstreifen 10) auch verzichtet werden Die Tabletten 1 liegen in einer Metallklammer 3, die und statt dessen ein Elementarsystem II mit drei Anmit einer Isolierfolie 2 ausgekleidet ist. Die Isolier- schlußfahnen entsprechend dem Elementarsystem I folie 2 umfaßt den Boden und zwei Seitenflächen des verwendet werden, da es bei gedruckten Schaltungen Tablettenstapels. Auf dem Tablettenstapel liegt eine ohne weiteres möglich ist, die Verbindung zwischen Feder 4, die "durch die umgelegten oberen Enden der 40 den beiden Plus-Anschlüssen der Elementarsysteme Klamer 3 angedrückt wird und auf diese Weise den außerhalb des Gehäuses zusammen mit den übrigen erforderlichen Kontaktdruck zwischen den Stapel- Verbindungen der Schaltung ohne zusätzlichen Aufelementen herstellt. Die Klammer 3 steht über die wand herzustellen.

Feder 4 in leitender Verbindung mit der obersten Die Brückenschaltung nach den F i g. 4 und 5 ent?

Tablette 1; sie dient gleichzeitig als Anschlußblech, 45 hält zwei Tabletten pro Zweig. Man kann in der

zu welchem Zweck sie mit einer Anschlußfahne 3 α gleichen Weise eine Brückenschaltung mit einer

versehen ist. An der Unterseite des Stapels, der Tablette pro Zweig aufbauen, indem man in die

Tabletten 1 liegt ein weiteres Anschlußblech 5 mit Elementarsysteme oberhalb und unterhalb der Kon^

der Anschlußfahne 5 α, in der Mitte des Stapels ein taktplatte 6 nur je eine Gleichrichtertablette 1 und

Ansphlußblech 6 mit der Anschlußfahne 6 a. ' 50 statt der fortgefallenen zweiten Tablette je eine Blind-

Wie aus den F i g. 2 und 3 hervorgeht, sind die platte gleicher Dicke einsetzt. Die Anzahl und die

Klammer 3 und das Anschlußblech 5 auf der den Abmessungen der Bauteile des Elementarsystems

Anschlußfahnen 3 α und Sa entgegengesetzten Seite bleiben auf diese Weise gleich, so daß auch diese

mit kurzen Ansätzen 5 b bzw. 3 b. versehen, die, wie abgewandelten Elementarsysteme in der gleichen

weiter unten gezeigt werden wird, zur Verbindung 55 Fertigungsmaschine ohne wesentliche Umstellungs-

mehrerer Elementarsysteme untereinander dienen. maßnahmen zusammengefügt werden können.

Mit Vorteil werden die gegenseitigen Abstände der Will man aus zwei Elementarsystemen eine Mittel-Anschlußfahnen 3a, 5a und 6a rastergerecht, d.h. punktschaltung zusammensetzen, so wählt man die entsprechend der Norm für gedruckte Schaltungen gleiche Anordnung wie in den Fig.4 und 5, läßt gleich 2,5 mm oder einem Vielfachen davon gewählt. 60 jedoch die mittleren Anschlußfahnen 6 a beider Zu diesem Zweck sind, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, Systeme weg. Man verwendet also mit anderen Wordie Anschlußfahnen 3a und 6a entsprechend abge- ten statt der Anschlußbleche 6, die gemäß Fig. 1 kröpft. Die Breite der Anschlußfahnen soll etwa bis 3 mit Anschlußfahnen 6 a versehen sind, einfache 1 mm betragen, da der Durchmesser der Bohrungen rechteckige Blindplatten ohne Anschlußfahnen, so von Schaltungsplatten auf 1,2 mm genormt ist. 65 daß der grundsätzliche Aufbau des Elementarsystems

Das Gleichrichter-Elementarsystem nach den erhalten bleibt.

F i g. 1 bis 3 stellt eine stabile mechanische Einheit Eine Verdopplerschaltung mit 2 · 4 Tabletten kann

dar, die nach ihrem Zusammenbau hinsichtlich ihrer durch Hintereinanderschaltung zweier Elementar-

systeme gewonnen werden. In diesem Falle hat das Elementarsystem II die gleiche Lage wie das System I, und der Anschluß 3 b des Systems I ist mit dem Anschluß Sb des Systems II verbunden. Die mittleren Anschlußfahnen 6 a beider Systeme fallen auch hier fort. Entsprechend erhält man eine Einwegschaltung aus acht Tabletten, wobei dann auch der Anschluß 3 a des Systems I in Fortfall kommt. Aus der Verdopplerschaltung läßt sich eine Antiparallelschaltung der beiden Systeme entwickeln, bei der die Anschlußfahnen 5 α von I und 3 α von II zusammengefaßt den einen Pol, die Anschlußfahne 3 α von I oder die Anschlußfahne 5 α von II den anderen Pol bilden.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß mit Gleichrichter-Elementarsystemen, die grundsätzlich nach Art einer Verdopplerschaltung aufgebaut sind, alle in Frage kommenden Schaltungen zusammengesetzt werden können. Dabei kann jedes Elementarsystem eine Maximalzahl (im Ausführungsbeispiel 4) von Tabletten enthalten; die Tablettenzahl kann jedoch so nach Wunsch dadurch reduziert werden, daß einzelne Tabletten durch Blindplatten ersetzt werden. Weitere Schaltungen mit größeren Tablettenzahlen kann man dadurch erzielen, daß man mehr als zwei Elementarsysteme, beispielsweise vier, miteinander verbindet und in einem gemeinsamen Gehäuse anordnet. Es kann jedoch vorteilhafter sein, für Schaltungen mit größeren Tablettenzahlen einen weiteren Typ eines Elementarsystems zu fertigen, der von vornherein mehr Tabletten, beispielsweise zwanzig Tabletten, enthält. Bei der automatischen Fertigung solcher Elementarsysteme können zur Einsparung von Arbeitstakten bei der automatischen Fertigung jeweils mehrere Tabletten zu Gruppen zusammengefaßt werden. Mit Elementarsystemen mit maximal vier bzw. zwanzig Tabletten ist es möglich, eine vollständige Typenreihe von Gleichrichteranordnungen aller gebräuchlichen Schaltungen von etwa 12 bis etwa 600 V Anschlußspannung aufzubauen. Der jeweils geforderten Durchlaßstromstärke der Systeme kann durch entsprechende Tablettenformate Rechnung getragen werden; man kann auch zur Erzielung einer höheren Belastbarkeit das Gehäuse vergrößern, um größere wärmeabgebende Flächen zur Abführung der Verlustwärme bereitzustellen. Dabei ist jeweils der weitaus größte Teil der Arbeitsvorgänge für den Zusammenbau der Anordnungen in den Elementarsystemen konzentriert; nur ein kleiner Teil ist noch für den Zusammenbau der Elementarsysteme innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses erforderlich. Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht es daher, durch automatische Fertigung von grundsätzlich gleichartigen Elementarsystemen in Großserien die Kosten des Zusammenbaus weitgehend herabzusetzen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Halbleiter-Gleichrichteranordnungen einer Typenreihe mit verschiedenen Anschlußspannungen und Schaltungsarten, wobei jede Typenreihe mehrere mechanisch selbständige Gleichrichter-Elementarsysteme mit unterschiedlichen elektrischen Werten umfaßt, die jeweils nach Art einer Verdopplerschaltung ausgebildet sind und in ein gemeinsames Gehäuse zur Bildung der Gleichrichteranordnung eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß Gleichrichtertabletten und Anschlußbleche mittels eines Fertigungsautomaten derart aufeinandergestapelt werden, daß der fertige Stapel eine gerade Anzahl von Gleichrichtertabletten gleicher Durchlaßrichtung und an seinen Enden und in seiner Mitte Anschlußbleche oder diese ersetzende Blindplatten enthält und daß zur Erzeugung eines gleichartigen mechanischen Aufbaues der elektrisch verschiedenen Gleichrichter-Elementarsysteme die nicht benötigten Gleichrichtertabletten durch Blindplatten ersetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichter-Elementarsysteme vor ihrem Einsetzen in das gemeinsame Gehäuse elektrisch geprüft und/oder elektrisch nachbehandelt, insbesondere nachformiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichter-Elementarsysteme mittels besonderer Ansätze, die an den äußeren Anschlußblechen der Verdopplerschaltung vorgesehen sind, durch Punktschweißen elektrisch miteinander verbunden werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichter-Elementarsysteme in dem gemeinsamen Gehäuse mit einem Gießharz vergossen werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 950 665;
USA.-Patentschrift Nr. 2 788 474;
britische Patentschrift Nr. 296 596.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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