DE3522798A1 - Immersion tank cooling for compact electronic components - Google Patents

Abstract

Immersion tank cooling for compact electronic components such as transformers, choke coils, power converters etc., which are each immersed in a fluid in the tank which conducts away the dissipated energy, and are arrested in relation to the tank and the lid by bolts and sockets in the tank, the lid and the component. To ensure tight coupling even with relatively large differences between the bolt and the socket, the opening of the socket has a greater diameter than the bolt, and is partially filled with hardenable casting resin such that, when the bolt is immersed, it fills the socket and surrounds the immersed part of the bolt, and so that in the hardened state the resin forms a material-fitting and form-fitting joint between the socket and bolt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tauch-Kessel-Kühlung für kompakte elektronische Bauelemente, wie Transforma­ tor, Drosselspule, Stromrichter oder dergleichen, die jeweils eingetaucht in einer Flüssigkeit, die sich in dem Kessel befindet und die Verlustleistung abführt, angeordnet und gegenüber dem Kessel und dem Deckel durch im Kessel und Deckel und dem Bauteil befindliche Bolzen und Buchsen arretiert ist.The invention relates to immersion boiler cooling for compact electronic components such as Transforma tor, choke coil, converter or the like, the each immersed in a liquid that is in the boiler and dissipates the power loss, arranged and opposite to the boiler and the lid bolts in the boiler and lid and the component and sockets are locked.

Kleinere elektronische Bauelemente, wie Transistoren oder dergleichen können ausschließlich am Deckel des Kessels befestigt werden, so daß beide gemeinsam in den Kessel bzw. auf den Kessel abgesenkt werden können. Über Deckeldichtung und Verschraubung wird dann eine Verbin­ dung zwischen Kessel und Deckel hergestellt.Smaller electronic components, such as transistors or the like can only on the lid of the Boilers are attached so that both together in the Boiler or can be lowered onto the boiler. over The cover seal and screw connection then become a joint made between the boiler and the lid.

Bei kompakteren Bauelementen, wie z. B. Transformator, Drosselspule oder Stromrichter, ist die ausschließliche Verbindung am Deckel nicht ausreichend steif genug. An dem kompakten Bauteil angreifende Beschleunigungen, wie sie beim Transport und auch beim Betrieb auftreten kön­ nen, gefährden die mechanische Sicherheit und hieraus resultierend auch die elektrische Sicherheit. Es werden daher bei der Verwendung von kompakten Bauelementen so­ genannte Arretiereinrichtungen vorgesehen. Diese beste­ hen aus Bolzen und Buchsen und bei Einfahren des kom­ pakten Bauteils in den Kessel greifen die Bolzen in die Buchsen ein. Damit diese Kopplung wirksam ist, muß sie möglichst spielfrei sein. Dies bedingt in den meisten Fäl­ len ein Ausrichten von Bolzen und Buchsen zueinander, um überhöhte Bearbeitungsaufwendungen zu vermeiden. Aller­ dings ist das Ausrichten dann ein zeitaufwendiger Vor­ gang, wenn die Arretierungsteile beim Einfahren nicht mehr zugänglich sind und daher vor dem Einfahren einge­ stellt werden müssen. Dieser Vorgang ist zur sicheren Arretierung mehrmals erforderlich.With more compact components, such as. B. transformer, Choke coil or converter, is the exclusive one  Connection on the lid is not sufficiently stiff. At accelerations attacking the compact component, such as they can occur during transport and also during operation mechanical safety and from it resulting in electrical safety. It will therefore when using compact components called locking devices provided. This best from bolts and bushings and when the com the compact component in the boiler, the bolts engage in the Sockets. For this coupling to be effective, it must be as free from play as possible. In most cases this means len align bolts and bushes to each other to avoid excessive processing costs. Everything However, alignment is a time-consuming task gear when the locking parts are not when retracting are more accessible and therefore turned on before entering must be put. This process is for sure Locking required several times.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Arretierung vorzu­ schlagen, bei der trotz größerer Abweichungen von Bolzen und Buchsen eine enge Kopplung entsteht und ein mehrma­ liges Ausrichten unterbleiben kann.The object of the invention is to provide a locking hit, in spite of larger deviations from bolts and sockets a close coupling arises and a multiple alignment can be omitted.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Öffnung der Buchse im Durchmesser größer ist als der Bolzen und mit aushärtbarem Gießharz derart teilgefüllt ist, daß es bei eintauchendem Bolzen die Buchse ausfüllt und den einge­ tauchten Bereich des Bolzens umschließt, und daß im aus­ gehärteten Zustand das Harz eine stoff- und formschlüs­ sige Verbindung von Buchse und Bolzen darstellt.This problem is solved in that the opening of the Bush is larger in diameter than the bolt and with curable casting resin is partially filled so that it is immersed bolt fills the socket and the inserted emerged area of the bolt encloses, and that in the hardened state the resin is a material and form-fitting sige connection of socket and bolt represents.

Damit eine Trennung von Kessel und Bauelement ohne gro­ ßen Kraftaufwand möglich ist, kann die Buchseninnenwan­ dung oder der Bolzen mit einem antiadhäsiven Überzug versehen sein. Es kann auch zweckmäßig sein, die Buchseninnenwandung oder der Bolzen konisch auszuführen, so daß kein Stickslip auftritt.So that a separation of boiler and component without large The inner wall of the bushing can be subjected to excessive force or the bolt with an anti-adhesive coating be provided. It may also be appropriate to  To make the inner wall of the socket or the bolt conical, so that no stick slip occurs.

Ein schematisches Ausführungsbeispiel ist in den Figuren dargestellt. Es zeigtA schematic embodiment is in the figures shown. It shows

Fig. 1 das Schema für die Anordnung eines elektri­ schen Bauelementes mit Tauchkühlung, Fig. 1 shows the diagram for the arrangement of an electrical component with rule immersion cooling,

Fig. 2 den prinzipiellen Aufbau der vorgeschlagenen Arretierung, Fig. 2 shows the basic structure of the proposed locking mechanism,

Fig. 3 + 4 andere Bauformen der vorgeschlagenen Arretie­ rung.Tion Fig. 3 + 4, other designs of the proposed Arretie.

Bei dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Kessel 1 sind an dem Boden 2 zwei Buchsen 3 befestigt. Am oberen Ende des Kessels befindet sich ein Flansch 4. Auf diesem Flansch liegt unter Zwischenlage einer Dichtung 5 ein Deckel 6, der über Schrauben 7 mit dem Kesselflansch 4 verbunden ist. Am Deckel 6 befinden sich Befestigungs­ teile 8, an denen das Bauelement 9 kraftschlüssig ver­ bunden ist. Am unteren Ende des Bauelementes 9 sind Bol­ zen 10 angebracht, die in die Buchsen 3 eintauchen. Die Befestigungsmittel 8 können als Stellschrauben ausge­ führt sein, so daß erreicht werden kann, daß die Achsen von Buchsen und Bolzen parallel zueinander verlaufen. Weiterhin können, um ein Fluchten der Buchsen- und Bol­ zenachsen zu erzielen, die Buchsen und/oder Bolzen in zwei Koordinaten verstellbar sein. Der Flüssigkeitszu­ fluß für das Kesselinnere ist mit 11 und der Flüssig­ keitsablauf mit 12 bezeichnet.In the boiler 1 shown schematically in Fig. 1, two sockets 3 are attached to the bottom 2 . There is a flange 4 at the upper end of the boiler. On this flange, with the interposition of a seal 5, there is a cover 6 , which is connected to the boiler flange 4 by screws 7 . On the cover 6 there are fastening parts 8 , on which the component 9 is non-positively connected. At the lower end of the component 9 Bol zen 10 are attached, which are immersed in the sockets 3 . The fasteners 8 can be out as set screws, so that it can be achieved that the axes of the bushings and bolts run parallel to each other. Furthermore, in order to achieve alignment of the bushing and bolt axes, the bushing and / or bolt can be adjustable in two coordinates. The liquid flow for the interior of the boiler is designated 11 and the liquid drain 12 .

Anhand von Fig. 2 soll erläutert werden, wie eine Arre­ tierung des elektronischen Bauelementes am Kessel ohne besondere Justierung möglich ist. Am Kesselboden 21 ist die Buchse 22 stoffschlüssig, z. B. durch Schweißen, be­ festigt. In der Bohrung 23 der Buchse befindet sich ein kalt aushärtbarer Gießharz. Die Menge des Gießharzes ist mindestens um das Volumen des später eintauchenden Arre­ tierbolzen 25 kleiner, damit kein Gießharz ausläuft. Die Aushärtezeit des Gießharzes und damit die Herstellung einer festen Verbindung zwischen Bauelement und Kessel kann über die Menge des ihm zugeführten Härters ge­ steuert werden. Sie kann aber zusätzlich auch durch Zu­ fuhr von außerhalb des Kessels erzeugter Wärme beschleu­ nigt werden.With the help of Fig. 2 it will be explained how an Arre tierung the electronic component on the boiler is possible without special adjustment. On the boiler bottom 21 , the socket 22 is integrally, z. B. by welding, be fastened. In the bore 23 of the bushing there is a cold-curing cast resin. The amount of the casting resin is at least smaller by the volume of the Arre animal bolt 25 which is subsequently immersed, so that no casting resin runs out. The curing time of the casting resin and thus the establishment of a firm connection between the component and the boiler can be controlled via the amount of hardener supplied to it. But it can also be accelerated by supplying heat generated outside the boiler.

In Fig. 3 ist auf dem Kesselboden 31 eine Buchse 32 befe­ stigt, wobei die Bohrung 33 gegenüber Fig. 2 konisch ausgeführt ist. Damit das Gießharz 34, welches den Bol­ zen 35 umschließt, nicht an der Bohrungswandung und dem Kesselboden stark haften kann, ist ein antiadhäsiver Belag 36, z. B. Teflon, aufgebracht. Beim Ausziehen des Bauelementes geht der Gießharzpropfen mit heraus und kann dann entfernt werden. Wenn ein anderes Bauelement eingebracht wird, kann durch eine neue Harzfüllung eine neue Fixierung ermöglicht werdenIn Fig. 3, a socket 32 is BEFE Stigt on the boiler bottom 31 , the bore 33 is conical compared to FIG. 2. So that the casting resin 34 , which surrounds the Bol zen 35 , can not adhere strongly to the bore wall and the boiler bottom, an anti-adhesive coating 36 , for. B. Teflon applied. When the component is pulled out, the cast resin plug comes out and can then be removed. If a different component is inserted, a new fixation can be made possible by a new resin filling

Die Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der die auf dem Kesselboden 41 befestigte Buchse 42 ebenso wie in Fig. 2 eine zylindrische Bohrung 43 besitzt, die das Gießharz 44 aufnimmt. In Fig. 5 ist jedoch der Bolzen 45 konisch ausgeführt und trägt den antiadhäsiven Belag 46. Diese Ausführungsform wird man wählen, wenn das gleiche Bauteil mit maßlich unveränderter Zuordnung des Arretie­ rungsbolzens wieder eingebaut wird. FIG. 5 shows an embodiment in which the bushing 42 fastened to the bottom 41 of the boiler, like in FIG. 2, has a cylindrical bore 43 which receives the casting resin 44 . In Fig. 5, however, the bolt 45 is conical and carries the anti-adhesive coating 46 . This embodiment will be chosen if the same component with the dimensionally unchanged assignment of the locking bolt is reinstalled.

Claims (4)

1. Tauch-Kessel-Kühlung für kompakte elektronische Bauelemente, wie Transformator, Drosselspule, Stromrich­ ter oder dergleichen, die jeweils eingetaucht in einer Flüssigkeit, die sich in dem Kessel befindet und die Verlustleistung abführt, angeordnet und gegenüber dem Kessel und dem Deckel durch an dem Kessel und Deckel und dem Bauteil befindlichen Bolzen und Buchsen arretiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung der Buchse (3, 22, 32, 42) im Durchmesser größer ist als der Bolzen (10, 25, 35, 45) und mit aushärtbarem Gießharz (24, 34, 44) derart teilgefüllt ist, daß das Gießharz bei eintauchen­ dem Bolzen die Buchse ausfüllt und den eingetauchten Bereich des Bolzens umschließt, und daß im ausgehärtetem Zustand das Harz eine stoff- und formschlüssige Verbin­ dung von Buchsen und Bolzen darstellt.1. Submersible boiler cooling for compact electronic components, such as transformer, choke coil, Stromrich ter or the like, each immersed in a liquid that is in the boiler and dissipates the power loss, arranged and opposite to the boiler and the lid by the boiler and cover and the component located bolts and sockets is locked, characterized in that the opening of the socket ( 3, 22, 32, 42 ) is larger in diameter than the bolt ( 10, 25, 35, 45 ) and with curable Casting resin ( 24, 34, 44 ) is partially filled such that the casting resin fills the socket when immersing the pin and encloses the immersed area of the pin, and that in the hardened state the resin represents a material and positive connection of sockets and pins. 2. Tauch-Kessel-Kühlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (32) konisch ist, so daß beim Trennen von Bolzen und Buchse kein Stickslip auf­ tritt.2. immersion boiler cooling according to claim 1, characterized in that the socket ( 32 ) is conical, so that no stick slip occurs when separating the bolt and socket. 3. Tauch-Kessel-Kühlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen ( 45) konisch ist.3. immersion boiler cooling according to claim 1, characterized in that the bolt ( 45 ) is conical. 4. Tauch-Kessel-Kühlung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf den konischen Flächen und den Bodenflächen ein antiadhä­ siver Belag aufgebracht ist zum leichten Trennen von Gießharz und Bohrung oder Bolzen.4. Submersible boiler cooling after one or more of claims 1 to 3, characterized in that on an anti-adhesive to the conical surfaces and the bottom surfaces sive coating is applied for easy separation of Cast resin and bore or bolt.