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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.