DE1197168B

DE1197168B - Beruehrungssichere Kuehlvorrichtung fuer elektrische Bauelemente mit spannungs-fuehrenden Kuehlrippen

Info

Publication number: DE1197168B
Application number: DES90355A
Authority: DE
Inventors: Dr Adolf Rechten
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1964-04-02
Filing date: 1964-04-02
Publication date: 1965-07-22

Description

Berührungssichere Kühlvorrichtung für elektrische Bauelemente mit spannungsführenden Kühlrippen Die Erfindung bezieht sich auf eine berührungssichere Kühlvorrichtung für elektrische Bauelemente mit spannungsführenden Kühlrippen, vorzugsweise für die zum Steuern der SignaHampen von Straßenverkehrssignalanlagen verwendeten Siliziumstromtore. Die zum Steuern der Signallampen bei Straßenverkehrssignalen üblicherweise verwendeten Schalter und Relais können trotz gewisser Wärmeabgabe durch verschlossene Geräteschränke gegen Berühren gesichert werden, ohne daß die Temperatur in diesen Schränken eine - für die verwendeten Bauteile unzulässige Höhe erreicht. Neuerdings werden nun zum Schalten der Signallampen Siliziumstromtore verwendet, da sie große Schaltleistungen besitzen und geringer Steuerströme bedürfen, doch ist die infolge ihrer hohen Schaltleistung abgegebene Wärme zu groß, als daß sie ohne besondere Kühlvorrichtungen betrieben werden könnten. Da aber einer ihrer Anschlüsse gleichzeitig mit diesen metallischen Kühlrippen verbunden wird, führen diese Spannung gegen Erde und müssen deshalb gegen Berührung abgeschinnt werden. Sie können aber auch nicht einfach in den Gerätesehränken untergebracht werden, da die sonst noch darin verwendeten Bauelemente, wie Relais, aber insbesondere Transistoren und sonstige Halbleiter, außerordentlich wärmeempfindlich sind. Damit entsteht das der Erfindung zugrunde liegende Problem, nämlich die Wärme der Siliziumstroratore ohne Belastung für die sonstigen in den Geräteschränken vorhandenen Bauelemente vollkommen an die Umgebung abzuführen, ohne daß aber spannungsführende Teile von außen zugänglich sind.
Erfindunpgemäß wird eine berührungssichere Kühlvorrichtung für elektrische Bauelemente mit spannungsführenden Kühlrippen, vorzugsweise bei den zum Steuern der Signallampen von Straßenverkehrssignalanlagen verwendeten Siliziumstromtoren dadurch erreicht, daß die spannungsführenden Kühlrippen ein davon galvanisch getrennter metallischer, geerdeter Schutzkörper mit guter Wärmeabgabefähigkeit an die Umgebung berührungssicher abschirmt, wobei zwecks guten Wärmeaustausches durch Strahlung und eventuell auch durch Konvektion zwischen den spannungsführenden Kühlrippen und dem Schutzkörper, dessen etwa der Oberfläche der spannungsführenden Kühlrippen entsprechende Innenfläche diesen überall etwa im gleichen Abstand gegenübersteht. Durch diese Strahlungskopplung wird ein sicherer Wärineaustausch zwischen dem Schutzkörper und den spannungsführenden Kühlrippen sichergestellt, obwohl die metallisch ausgeführten Kühlrippen und der ebenfalls zwecks guter Wärineabgabe metallische Schutzkörper voneinander galvanisch getrennt sind, also der Schutzkörper geerdet werden kann. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können den Schutzkörper etwa mit ihrer halben Fläche zwischen die spannungsführenden Kühlrippen zwecks Wärmeaufnahme hineinragende und durch einen gemeinsamen-MittelstegzusammengehalteneKühlrippen entsprechender Oberfläche bilden. Dabei ist es vorteilhaft, daß die wärmeabgebende Oberfläche der spannungsführenden Kühlrippen und die wärmeaufnehmende Oberfläche des Schutzkörpers zwecks Erhöhung des Wärmeaustausches durch Strahlung geschwärzt sind. Zweckmäßigerweise übergreifen dabei die den Schutzkörper bildenden Kühlrippen beidseits über die spannungsführenden Kühlrippen hinaus, so daß letztere praktisch berührungssicher abgeschirmt sind.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der schaubildlichen Darstellung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.
Der Geräteschrankl zur Aufnahme der Schaltelemente weist an der einen Wandseite eine Isolierplatte2 auf, in der die Siliziumstromtore3 isoliert mit ihren spannungsführenden metallischen Kühlrippen4 befestigt sind. Von diesen galvanisch getrennt, aber mit dem Geräteschrankl leitend verbunden und an diesem befestigt sind die Kühlrippen 5 des Schutzkörpers fi, die durch den Mittelsteg 7 untereinander zusammengehalten werden. Wie weiterhin aus der Zeichnung ersichtlich, greifen die Kühlrippen5 seitlich entsprechend weit über die spannungsführenden Kühlrippen 4 hinaus, doch kann zum Schutz gegen Eindringen von Staub und Feuchtigkeit und vor allem auch, um ein Hineinfahren mit metallischen Gegenständen zu verhindern, der eigentliche Austauschraum durch den seitlich dargestellten Dekkel 8 abgeschlossen werden. Zur besseren Darstellung sind dabei die spannungsführenden und die geerdeten Kühlrippen 4, 5 waagerecht dargestellt, während diese üblicherweise senkrecht angeordnet werden, um eine bessere Durchlüftung der freien Hälften der spannungslosen Kühlrippen 5 des Schutzkörpers 6 sicherzustellen. Durch Schwärzung der Oberfläche der spannungsführenden, zu den Stromtoren 3 gehörenden Kühlrippen 4 und der Oberfläche der spannungslosen, zum Schutzkörper fi- gehörenden Kühlrippen 5 im Strahlungskopplungsraum, wie dies durch unterschiedliche Schattierung angedeutet ist, wird der Wärmeaustausch zwischen diesen Bauteilen noch erheblich verbessert.

Claims

Patentansprüche: 1. Berührungssichere Kühlvoirichtung für elektrische Bauelemente mit spannungsführenden Kühlrippen, vorzugsweise für die zum Steuern der Signallampen von Straßenverkehrssignalanlagen verwendeten Siliziumstromtore, d a d u r c h g e k e n n z c i c h n e t, daß die spannungsführenden Kühlrippen (4) ein davon galvanisch getrennter metallischer, geerdeter Schutzkörper (fi) mit guter Wärmeabgabefähigkeit an die Umgebung, berührungssicher abschirmt, wobei zwecks guten Wärineaustausches durch Strahlung und eventuell auch durch Konvektion zwischen den spannungsführenden Kühlrippen (4) und dem Schutzkörper (fi) dessen etwa der Oberfläche der spannungsführenden Kühlrippen (4) entsprechende Innenfläche diesen überall etwa im gleichen Abstand gegenübersteht.
2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Schutzkörper (6) zwecks Wärmeübernahme etwa mit ihrer halben Fläche zwischen die spannungsführenden Kühlrippen (4) hineinragende und durch einen gemeinsamen Mittelsteg (7) zusammengehaltene weitere Kühlrippen (5) entsprechender Oberfläche bilden. 3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wärineabgebende Oberfläche der spannungsführenden Kühlrippen (4) und die wärmeaufnehmende Oberfläche des Schutzkörpers (fi) zwecks Erhöhung des Wärmeaustausches durch Strahlung geschwärzt sind. 4. Kühlvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schutzkörper (6) bildenden Kühlrippen (5) beidseits über die spannungsführenden Kühlrippen (4) hinaus übergreifen, so daß letztere praktisch berührungssicher abgeschirmt sind.