DE202013103599U1

DE202013103599U1 - Electrical component

Info

Publication number: DE202013103599U1
Application number: DE202013103599.8U
Authority: DE
Original assignee: TRAFOMODERN TRANSFORMATORENGESELLSCHAFT M B H; TRAFOMODERN TRANSFORMATORENGESELLSCHAFT MBH
Current assignee: TRAFOMODERN TRANSFORMATORENGESELLSCHAFT M B H; TRAFOMODERN TRANSFORMATORENGESELLSCHAFT MBH
Priority date: 2013-08-09
Filing date: 2013-08-09
Publication date: 2014-11-13
Anticipated expiration: 2023-08-10

Abstract

Elektrisches Bauteil, insbesondere ein Transformator oder eine Drossel, wobei das Bauteil eine Wärmequelle (10) sowie zumindest ein Wärmeleitelement (40) aufweist, welches ausgelegt ist, einen Wärmestrom von der Wärmequelle (10) außerhalb des Bauteils zu führen, wobei die Wärmequelle (10) ein Eisenkern (12) und/oder zumindest eine Wicklung (14) ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Wärmeleitelement (40) und die Wärmequelle (10) über einen Wärmeaufnehmer (60) verbunden sind.Electrical component, in particular a transformer or a choke, the component having a heat source (10) and at least one heat-conducting element (40), which is designed to conduct heat flow from the heat source (10) outside the component, the heat source (10 ) is an iron core (12) and / or at least one winding (14), characterized in that the at least one heat-conducting element (40) and the heat source (10) are connected via a heat sensor (60).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Bauteil, insbesondere einen Transformator oder eine Drossel, sowie einen Wärmeaufnehmer für ein elektrisches Bauteil. The present invention relates to an electrical component, in particular a transformer or a choke, as well as a heat absorber for an electrical component.

Bei der Übertragung hoher Leistungen mittels induktiver Bauelemente, wie beispielsweise Transformatoren oder Drosseln, entsteht zwangsläufig aufgrund von Verlusten Wärme. Die übertragbare Leistung eines Übertragers kann bei gegebenem Volumen u. a. dadurch erhöht werden, dass eine Wärmeleitung von Wärme erzeugenden Gebieten hin zu gekühlten Gebieten gewährleistet ist. Während beim Betrieb eines Übertragers mit hohen Spannungen im Allgemeinen die Ummagnetisierungsverluste des Kerns überwiegen, wird im Bereich niedriger Spannungen und hoher Ströme ein wesentlicher Teil der Verlustwärme in den Windungen, beispielsweise an einer niederspannungsseitigen Sekundärwindung, erzeugt. Für die Ableitung der Wärme sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der DE 198 14 896 A1 , sogenannte "Heatpipes" bekannt. In vorliegendem Fall wird darunter ein 2-Phasen-Wärmeleitrohr verstanden. Dabei handelt es sich um ein stabförmiges oder rohrförmiges Material, welches mit einer Flüssigkeit, die einen flüssig-gasförmig Phasenübergang aufweist, gefüllt ist. Zwar weisen derartige Systeme eine sehr gute Wärmeleitung auf, allerdings sind diese durch die Verwendung der Flüssigkeit konstruktiv aufwändig gestaltet und im Betrieb kostenintensiv. Alternativ gibt es auch ungekühlte Elemente, wie beispielsweise in der DE 10 2011 013 684 A1 , welche direkt innerhalb des zu kühlenden Bereichs, insbesondere beispielsweise innerhalb der Wicklung, angeordnet werden. Zwar sind derartige Systeme aufgrund ihres einfachen Aufbaus kostengünstiger, allerdings ist die Wärmeabfuhr, insbesondere die Wärmeübertragung von den zu kühlenden Bereichen auf die Wärmeleitelemente (Heatpipes) oft unzureichend. In the transmission of high power by means of inductive components, such as transformers or chokes, inevitably arises due to heat losses. The transmissible power of a transformer can be increased for a given volume, inter alia, by ensuring heat conduction from heat-generating areas to cooled areas. While in the operation of a transformer with high voltages generally the core core losses exceed, in the range of low voltages and high currents a substantial part of the heat loss is generated in the windings, for example at a low voltage side secondary winding. For the dissipation of heat are from the prior art, for example from the DE 198 14 896 A1 , so-called "heatpipes" known. In the present case, this is understood to mean a 2-phase heat pipe. It is a rod-shaped or tubular material which is filled with a liquid which has a liquid-gas phase transition. Although such systems have a very good heat conduction, but these are structurally complex by the use of the liquid and expensive in operation. Alternatively, there are also uncooled elements, such as in the DE 10 2011 013 684 A1 , which are arranged directly within the area to be cooled, in particular for example within the winding. Although such systems are cheaper due to their simple structure, but the heat dissipation, especially the heat transfer from the areas to be cooled on the heat conducting elements (heat pipes) is often insufficient.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches Bauteil sowie einen Wärmeaufnehmer für ein elektrisches Bauteil anzugeben, welche eine bestmögliche Kühlung zu kühlender Bereiche bei gleichzeitig geringen Kosten ermöglichen. It is therefore an object of the present invention to provide an electrical component and a heat absorber for an electrical component, which allow the best possible cooling to be cooled areas at the same time low cost.

Diese Aufgabe wird durch ein elektrisches Bauteil, insbesondere einen Transformator oder eine Drossel, nach Anspruch 1 sowie durch einen Wärmeaufnehmer für ein elektrisches Bauteil nach Anspruch 13 gelöst. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren. This object is achieved by an electrical component, in particular a transformer or a choke, according to claim 1 and by a heat absorber for an electrical component according to claim 13. Further advantages and features of the invention will become apparent from the subclaims and the description and the accompanying figures.

Erfindungsgemäß ist ein elektrisches Bauteil, insbesondere ein Transformator oder eine Drossel, vorgesehen, wobei das Bauteil eine Wärmequelle sowie zumindest ein Wärmeleitelement aufweist, welches ausgelegt ist, einen Wärmestrom von der Wärmequelle außerhalb des Bauteils zu führen, wobei die Wärmequelle ein Eisenkern und/oder zumindest eine Wicklung ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Wärmeleitelement und die Wärmequelle über einen Wärmeaufnehmer verbunden sind. Ein Transformator ist ein elektrisches Bauelement. Er besteht aus einem magnetischen Kreis – meist einem Ferrit- oder Eisenkern –, um den die Leiter mindestens zweier verschiedener Stromkreise derart gewickelt sind, dass der Strom jedes Stromkreises mehrfach um einen Kern herumgeführt wird. Wird an einer dieser Wicklungen, auch Transformator-Spule genannt, eine Wechselspannung angelegt, so stellt sich an der zweiten (und den evtl. weiteren vorhandenen) Wicklung(en) eine Wechselspannung ein, deren Höhe sich (im Leerlauffall) zu der ursprünglichen angelegten Spannung so verhält, wie das Verhältnis der Windungszahlen der entsprechenden Wicklungen zueinander. Die Wicklung bzw. Wicklungen können dabei zweckmäßigerweise mit Tränk- oder Gießharz fixiert sein. Dadurch verbessern sich die Isolation, die Wärmeableitung sowie die mechanische Festigkeit. Zudem wird das Geräuschverhalten optimiert. Dem gegenüber sind Drosseln niederomige Spulen zur Reduzierung hochfrequenter Ströme auf elektrischen Leitungen. Sie werden im Bereich der Stromversorgung elektrischer und elektronischer Geräte in der Leistungselektronik und in der Hochfrequenztechnik eingesetzt. Hierbei wird der gesamte Wickelraum eines Eisenkerns nur für eine/n Wicklung/Strang genutzt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem elektrischen Bauteil um einen Transformator, insbesondere um einen 1-Phasen-Transformator. Die Wärmequelle kann z. B. der Eisenkern oder zumindest eine Wicklung sein. Es versteht sich also, dass das elektrische Bauteil zumindest eine, also auch eine Vielzahl von Wärmequellen aufweisen kann, beispielsweise 2, 3, 4, 5 etc. Bevorzugt handelt es bei dem Wärmeleitelement um ein rohrförmiges und/oder stabförmiges Element. Das Wärmeleitelement kann also zumindest bereichsweise hohl sein bzw. zumindest bereichsweise gerade nicht. Bevorzugt ist das Wärmeleitelement zumindest bereichsweise starr ausgebildet. Zweckmäßigerweise kann das Wärmeleitelement aber zumindest bereichsweise auch biegeweich ausgeführt sein. Es versteht sich, dass zum Zwecke einer optimalen Wärmeübertragung eine Außenwand des Wärmeleitelements mit Vorteil Rillen, Erhebungen, Vertiefungen und dergleichen aufweisen kann, wodurch eine wärmeübertragende Oberfläche des Wärmeleitelements erhöht werden kann. Ebenfalls bevorzugt ist das Wärmeleitelement aber auch ganz oder zumindest bereichsweise an seiner Außenwand glatt ausgeführt. Mit Vorteil wird dadurch die Anordnung im Wärmeaufnehmer erleichtert. Der äußere Querschnitt ist vorteilhafterweise rund, insbesondere kreisrund. Auch ovale oder eckige Querschnittsformen sind vorteilhaft. Dabei muss im Falle eines hohlen Wärmeleitelements ein Innenquerschnitt nicht die gleiche Geometrie aufweisen wie der äußere Querschnitt. Selbstverständlich sind auch für den Innenquerschnitt die gleichen Geometrien möglich wie für den äußeren Querschnitt. Als Material kommt für das Wärmeleitelement bevorzugt ein metallischer Werkstoff mit einer guten Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Kupfer oder Aluminium, zum Einsatz. Für den Fall, dass das Wärmeleitelement zumindest bereichsweise hohl ausgeführt ist, kann das Wärmeleitelement mit Vorteil auch zur Erhöhung der Wärmeleitung mit einem Kühlmedium, beispielsweise Luft, Wasser oder einer speziellen Kühlflüssigkeit, durchspült sein. Die genannten Formen und Geometrien für die Wärmeleitelemente können auch miteinander kombiniert werden. Es versteht sich, dass das Wärmeleitelement nicht vom Wärmeaufnehmer bis zur Wärmesenke einteilig geführt sein muss. Mehrere Wärmeelemente können auch aneinander über ein Verbindungssystem form- und/oder kraftschlüssig verbunden sein. Das Verbindungssystem kann mit Vorteil als Gewinde- oder Stecksystem ausgebildet sein. Des Weiteren können in einem Wärmeaufnehmer Wärmeleitelemente mit unterschiedlichen Geometrien und Formen verwendet werden. Mit Vorteil dient das Wärmeleitelement dazu, den Wärmestrom von der Wärmequelle außerhalb des Bauteils zu führen. Dabei ist das Wärmeleitelement bevorzugt mit einer Wärmesenke beispielsweise einem Kühlkörper, verbunden. Bevorzugt ist der Kühlkörper, welcher für eine optimale Kühlung zweckmäßigerweise mit Kühlrippen versehen ist oder seinerseits durch ein Kühlmedium gekühlt wird, außerhalb des Bauteiles angeordnet. Mit großem Vorteil ist dadurch ein hoher Temperaturgradient zwischen der Wärmequelle und der Wärmesenke erzielbar, wodurch der Wärmestrom, der von der Wärmequelle abführbar ist, maximierbar ist. Um die in und/oder an der Wärmequelle entstehende Wärme auf das Wärmeleitelement zu übertragen, ist mit Vorteil der Wärmeaufnehmer vorgesehen. Es versteht sich, dass auch eine Vielzahl, also 2, 3, 4, 5 und mehr Wärmeaufnehmer vorgesehen sein können. Zweckmäßigerweise ist das Wärmeleitelement bzw. ist zumindest ein Wärmeleitelement in dem Wärmeaufnehmer angeordnet. Zweckmäßigerweise ist der Wärmeaufnehmer in die Wärmequelle zumindest bereichsweise formschlüssig eingebettet. Eine wärmeübertragende Außenfläche des Wärmeleitelements ist dadurch vergrößerbar dass ein Formschluss mit dem umgebenden Material gegeben ist. Mit anderen Worten ist also die Außenfläche des Wärmeleitelements optimal an das umgebende Material angepasst. Die Außenfläche kann folglich mit Vorteil zumindest bereichsweise glatt, gerillt, gewellt, gefurcht, aufgerauht, etc. sein. Mit Vorteil ist der Wärmeaufnehmer auch mit Vertiefungen oder Rippen versehen, innerhalb derer die Drähte der Wicklungen eingebettet sein können. Mit Vorteil verlaufen also die Rillen oder Vertiefungen entlang der Drähte der Wicklungen bzw. entlang der Wicklungen. Bevorzugt ist der Wärmeaufnehmer aus einem metallischen Werkstoff mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, insbesondere Aluminium. Bevorzugt ist der Wärmeaufnehmer auch aus einem Werkstoff mit geringer Festigkeit gefertigt, so dass ohne großen Aufwand die formschlüssige Verbindung mit der Wärmequelle, beispielsweise also mit den Drähten der Wicklungen, möglich ist. Vorteilhafterweise ist der Werkstoff des Wärmeaufnehmers also weicher als der Werkstoff der Wärmequelle.According to the invention, an electrical component, in particular a transformer or a throttle, is provided, wherein the component has a heat source and at least one heat conducting element which is designed to conduct a heat flow from the heat source outside the component, wherein the heat source is an iron core and / or at least a winding is, characterized in that at least one heat-conducting element and the heat source are connected via a heat absorber. A transformer is an electrical component. It consists of a magnetic circuit - usually a ferrite or iron core - around which the conductors of at least two different circuits are wound in such a way that the current of each circuit is passed around a core several times. If an alternating voltage is applied to one of these windings, also referred to as a transformer coil, an alternating voltage is established at the second (and possibly further) winding (s) whose height is (in the case of no load) to the original applied voltage behaves as the ratio of the number of turns of the respective windings to each other. The winding or windings can be conveniently fixed with impregnating or casting resin. This improves insulation, heat dissipation and mechanical strength. In addition, the noise behavior is optimized. On the other hand, chokes are niederomige coils for reducing high-frequency currents on electrical lines. They are used in the field of power supply of electrical and electronic equipment in power electronics and in high frequency engineering. Here, the entire winding space of an iron core is used only for one / n winding / strand. In a particularly preferred embodiment, the electrical component is a transformer, in particular a 1-phase transformer. The heat source can be z. B. be the iron core or at least one winding. It is therefore understood that the electrical component may have at least one, that is also a multiplicity of heat sources, for example 2, 3, 4, 5, etc. The heat-conducting element is preferably a tubular and / or rod-shaped element. The heat-conducting element can therefore be hollow, at least in some areas, or at least not in some areas. Preferably, the heat-conducting element is at least partially rigid. Conveniently, the heat-conducting element but at least partially be designed to be flexible. It is understood that for the purpose of optimum heat transfer, an outer wall of the heat-conducting element can advantageously have grooves, elevations, depressions and the like, as a result of which a heat-transmitting surface of the heat-conducting element can be increased. Also preferably, however, the heat-conducting element is also made completely or at least partially smooth on its outer wall. Advantageously, this facilitates the arrangement in the heat absorber. The outer cross section is advantageously round, in particular circular. Also oval or angular Cross-sectional shapes are advantageous. In this case, in the case of a hollow heat-conducting element, an inner cross section does not have to have the same geometry as the outer cross section. Of course, the same geometries are possible for the inner cross section as for the outer cross section. The material used for the heat-conducting preferably a metallic material with a good thermal conductivity, such as copper or aluminum, are used. In the event that the heat-conducting element is at least partially hollow, the heat-conducting element can advantageously also be flushed with a cooling medium, for example air, water or a special cooling liquid, in order to increase the heat conduction. The mentioned forms and geometries for the heat-conducting elements can also be combined with one another. It is understood that the heat-conducting element does not have to be made in one piece from the heat receiver to the heat sink. Several heat elements can also be positively connected to one another via a connection system and / or non-positively. The connection system can be advantageously designed as a threaded or plug-in system. Furthermore, heat-conducting elements with different geometries and shapes can be used in a heat absorber. Advantageously, the heat-conducting element serves to guide the heat flow from the heat source outside the component. In this case, the heat-conducting element is preferably connected to a heat sink, for example a heat sink. Preferably, the heat sink, which is suitably provided with cooling fins for optimum cooling or in turn is cooled by a cooling medium, is arranged outside the component. With great advantage, thereby a high temperature gradient between the heat source and the heat sink can be achieved, whereby the heat flow, which can be dissipated by the heat source, is maximized. In order to transfer the heat generated in and / or at the heat source to the heat-conducting element, the heat absorber is advantageously provided. It is understood that a plurality, ie 2, 3, 4, 5 and more heat absorbers can be provided. Conveniently, the heat-conducting element or at least one heat-conducting element is arranged in the heat absorber. Conveniently, the heat absorber is embedded in the heat source at least partially positively. A heat-transferring outer surface of the heat-conducting element can be enlarged in that a positive connection with the surrounding material is provided. In other words, therefore, the outer surface of the heat-conducting element is optimally adapted to the surrounding material. Consequently, the outer surface can advantageously be smooth, grooved, corrugated, furrowed, roughened, etc. at least in regions. Advantageously, the heat absorber is also provided with recesses or ribs within which the wires of the windings can be embedded. Advantageously, therefore, the grooves or depressions extend along the wires of the windings or along the windings. Preferably, the heat absorber is made of a metallic material having a high thermal conductivity, in particular aluminum. Preferably, the heat absorber is also made of a material with low strength, so that without great effort, the positive connection with the heat source, for example, with the wires of the windings, is possible. Advantageously, the material of the heat absorber is therefore softer than the material of the heat source.

Vorteilhafterweise ist das elektrische Bauteil dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaufnehmer zwischen dem Eisenkern und der zumindest einen Wicklung und/oder zwischen zwei Wicklungen und/oder außen an einer äußersten Wicklung oder innerhalb einer Wicklung angeordnet ist. Vorteilhafterweise können also mehrere Wärmeaufnehmer vorgesehen sein, welche an den bereits genannten Orten positioniert sein können. Mit Vorteil kann aber auch ein Wärmeaufnehmer derart ausgebildet sein, dass er ausgelegt ist, zumindest zwei der genannten Orte bzw. Bereiche abzudecken. Dies wird beispielsweise dadurch bewerkstelligt, dass der Wärmeaufnehmer mit Stegen und Fortsätzen ausgebildet ist, welche ausgelegt sind, zumindest zwei Bereiche oder Orte miteinander zu verbinden. Advantageously, the electrical component is characterized in that the heat absorber is arranged between the iron core and the at least one winding and / or between two windings and / or on the outside at an outermost winding or within a winding. Advantageously, therefore, a plurality of heat receivers can be provided, which can be positioned at the already mentioned locations. Advantageously, however, a heat absorber can also be designed in such a way that it is designed to cover at least two of the named locations or areas. This is accomplished, for example, in that the heat absorber is formed with webs and extensions, which are designed to connect at least two areas or locations.

Zweckmäßigerweise ist das elektrische Bauteil dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaufnehmer flächig ausgebildet ist. Weiter vorzugsweise ist das elektrische Bauteil dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaufnehmer eine Längsrichtung aufweist, die im Wesentlichen quer zur einer Stromrichtung der zumindest einen Wicklung und im Wesentlichen entlang des von der Wicklung umschlossenen Eisenkerns gerichtet ist. Die flächige Ausbildung des Wärmeaufnehmers ist also so zu verstehen, dass sich der Wärmeaufnehmer bevorzugt im Wesentlichen zumindest bereichsweise entlang der Stromrichtung und entlang der Längsrichtung erstreckt. Der Wärmeaufnehmer ist also mit Vorteil parallel zu einer Ebene ausgerichtet, die von der Stromrichtung und der Längsrichtung aufgespannt wird. In der Draufsicht auf die Ebene kann der Wärmeaufnehmer die unterschiedlichsten Geometrien aufweisen, ausgelegt auf eine bestmögliche Wärmeübertragung und Wärmeableitung von der oder den Wärmesenken: beispielsweise rund, kreisrund, oval, polygonförmig, H-förmig etc. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Wärmeaufnehmers parallel zur Ebene gesehen weist die Form eines Quadrats oder eines Rechtecks auf. Alternativ bevorzugt kann der Wärmeaufnehmer ebenfalls im Wesentlichen länglich und/oder rohrförmig ausgebildet sein. Besonders bevorzugt wird aber gerade durch die flächige Ausbildung eine große wärmeübertragende Außenfläche zur Verfügung gestellt. Des Weiteren ist es durch die flächige Ausbildung des Wärmeaufnehmers möglich, eine Vielzahl von Wärmeleitelementen in dem Wärmeaufnehmer anzuordnen.Conveniently, the electrical component is characterized in that the heat absorber is formed flat. Further preferably, the electrical component is characterized in that the heat absorber has a longitudinal direction which is directed substantially transversely to a direction of flow of the at least one winding and substantially along the iron core enclosed by the winding. The areal configuration of the heat absorber is thus to be understood such that the heat absorber preferably extends substantially at least in regions along the flow direction and along the longitudinal direction. The heat absorber is thus advantageously aligned parallel to a plane which is spanned by the current direction and the longitudinal direction. In plan view of the plane, the heat absorber may have a wide variety of geometries designed for best possible heat transfer and heat dissipation from the heat sink (s): for example, round, circular, oval, polygonal, H-shaped, etc. A particularly preferred embodiment of the heat absorber parallel to the plane seen has the shape of a square or a rectangle. Alternatively preferably, the heat absorber may also be formed substantially elongated and / or tubular. Particularly preferred, however, a large heat-transferring outer surface is provided by the planar design. Furthermore, it is possible by the planar formation of the heat absorber, to arrange a plurality of heat conducting elements in the heat absorber.

Zweckmäßigerweise ist das elektrische Bauteil dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaufnehmer zumindest einen Kanal aufweist und dass in dem zumindest einen Kanal das zumindest eine Wärmeleitelement angeordnet ist, wobei der zumindest eine Kanal parallel zur Längsrichtung orientiert ist. Bevorzugt sind wenigstens zwei Kanäle vorgesehen, die im Wesentlichen entlang der Längsrichtung orientiert sind. Vorteilhafterweise sind die beiden Kanäle auch durch zumindest einen weiteren Kanal (siehe später auch: Verbindungskanal), der im Wesentlichen entlang der Stromrichtung orientiert ist, verbunden. Es versteht sich, dass der bzw. die Kanäle dazu vorgesehen sind, die Wärmeleitelemente darin anzuordnen. Ebenfalls bevorzugt ist aber auch kein Wärmeleitelement in dem Wärmeaufnehmer angeordnet. Mit Vorteil ist dadurch das Temperaturniveau bzw. die Temperaturverteilung in dem elektrischen Bauteil bzw. in dem Wärmeaufnehmer gezielt anpassbar, da die Wärmeabfuhr über die Zahl der verwendeten Wärmeleitelemente mit Vorteil gesteuert werden kann. Dabei kann ein Kanal auch derart ausgebildet sein, dass er von außen nicht zugänglich ist. Der Kanal kann also auch nicht durchgängig gestaltet sein. Während der Kanal zweckmäßigerweise dünn ist, im Vergleich zu seiner Länge im Wesentlichen also einen kleinen Querschnitt aufweist, kann er alternativ bevorzugt dazu auch als Hohlraum oder als Ausnehmung ausgebildet sein, welcher bzw. welche vorteilhafterweise an zumindest eine Stelle im Wärmeaufnehmer vorhanden ist. Bevorzugt sind dadurch die wärmeübertragenden Eigenschaften wie wärmeübertragende Oberfläche, Masse (in Kombination mit der spezifischen Wärmekapazität) etc. des Wärmeaufnehmers anpassbar. Conveniently, the electrical component is characterized in that the heat absorber has at least one channel and that in the at least one channel, the at least one heat conducting element is arranged, wherein the at least one channel is oriented parallel to the longitudinal direction. Preferably, at least two channels are provided, which are oriented substantially along the longitudinal direction. Advantageously, the two channels are also connected by at least one further channel (see also later: connection channel), which is oriented substantially along the direction of flow. It is understood that the channel or channels are intended to arrange the heat-conducting therein. But also preferably no heat conducting element is arranged in the heat absorber. Advantageously, the temperature level or the temperature distribution in the electrical component or in the heat absorber can be selectively adapted, since the heat removal via the number of heat-conducting elements used can be advantageously controlled. In this case, a channel can also be designed such that it is not accessible from the outside. The channel can therefore not be designed consistently. While the channel is expediently thin, and thus essentially has a small cross section compared to its length, it may alternatively preferably also be designed as a cavity or as a recess, which is advantageously present at at least one point in the heat absorber. The heat-transferring properties, such as heat-transferring surface, mass (in combination with the specific heat capacity), etc., of the heat absorber are preferably adaptable as a result.

Zweckmäßigerweise ist das elektrische Bauteil dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaufnehmer eine Vielzahl von Kanälen aufweist, welche zumindest teilweise miteinander verbunden sind. Mit Vorteil sind die Kanäle durch sogenannte Verbindungskanäle verbunden, in welchen ebenfalls bevorzugt ein Wärmeleitelement oder ein anderes wärmeleitfähiges Material angeordnet ist. Dadurch ist eine optimale Temperaturverteilung bzw. ein optimaler Transport des Wärmestroms aus allen Bereichen des Wärmeaufnehmers gewährleistet. Dabei sei klargestellt, dass es hinsichtlich der technischen Eigenschaften und Vorteile grundsätzlich keinen Unterschied zwischen einem Kanal und einem Verbindungskanal gibt. Der Begriff "Verbindungskanal" soll lediglich kennzeichnen, dass es sich dabei um einen Kanal handelt, der zwei andere Kanäle miteinander verbindet.Conveniently, the electrical component is characterized in that the heat absorber has a plurality of channels which are at least partially interconnected. Advantageously, the channels are connected by so-called connection channels, in which also preferably a heat-conducting element or another thermally conductive material is arranged. This ensures optimum temperature distribution or optimal transport of the heat flow from all areas of the heat absorber. It should be made clear that there is basically no difference between a channel and a connecting channel in terms of technical characteristics and advantages. The term "connection channel" is merely intended to indicate that it is a channel that connects two other channels together.

Vorteilhafterweise kann durch die (flächige) Form bzw. Ausgestaltung des Wärmeaufnehmers in Kombination mit der Verwendung zumindest eines Wärmeleitelements mit großem Vorteil die in der oder den Wärmequellen entstehende Wärme ähnlich wie bei aus dem Stand der Technik bekannten Wärmetauschern übertragen und abgeführt werden. D. h. die Kanäle und Wärmeleitelemente können zweckmäßigerweise derart angeordnet werden, wie es in ähnlicher Weise von Gegenstrom-, Gleichstrom- oder Kreuzstromwärmetauschern bekannt ist. Hinsichtlich der genauen Ausgestaltung sei in diesem Zusammenhang auf die Figurenbeschreibung, insbesondere auf die 10a bis e verwiesen.Advantageously, due to the (areal) shape or design of the heat absorber in combination with the use of at least one heat-conducting element, the heat arising in the heat source or heat sources can be transferred and removed in a manner similar to heat exchangers known from the prior art. Ie. the channels and heat conducting elements may conveniently be arranged in a manner similar to countercurrent, direct current or crossflow heat exchangers. With regard to the exact configuration, reference is made in this context to the description of the figures, in particular to FIGS 10a referenced e.

Mit Vorteil ist das elektrische Bauteil dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitelement entlang der Längsrichtung und/oder im Wesentlichen schräg oder quer dazu außerhalb des Bauteils geführt ist bzw. sich erstreckt. Das Wärmelement bzw. die Wärmelemente müssen also nicht entlang der Längsrichtung parallel beispielsweise zu dem Eisenkern aus dem Bauteil geführt werden. Sie können sozusagen auch durch die Wicklung(en) hindurch ragen. Dabei können sie innerhalb des Wärmeaufnehmers, also innerhalb eines Kanals angeordnet sein, alternativ bevorzugt kann das Wärmeleitelement aber auch direkt durch die Wicklung(en) geführt werden, wobei es von dem Wärmeaufnehmer umschlossen sein kann oder auch nicht. Advantageously, the electrical component is characterized in that the heat-conducting element is guided along the longitudinal direction and / or substantially obliquely or transversely thereto outside the component or extends. The heating element or the heating elements need therefore not be guided parallel to the iron core from the component along the longitudinal direction, for example. You can also protrude through the winding (s), so to speak. In this case, they can be arranged within the heat absorber, ie within a channel, alternatively, however, the heat conducting element can also be guided directly through the winding (s), wherein it may or may not be enclosed by the heat absorber.

Zweckmäßigerweise ist das elektrische Bauteil dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaufnehmer eine Isolationsschicht aufweist, welche zwei Wicklungen zueinander isoliert. Vorteilhafterweise weist die Isolationsschicht eine hohe elektrische Isoliereigenschaft auf. Weiter vorzugsweise weist die Isolationsschicht eine hohe thermische Leitfähigkeit auf. Mit Vorteil handelt es sich bei der Isolationsschicht um eine Wärmeleitfolie. Vorteilhafterweise ist die Isolationsschicht zwischen dem Wärmeaufnehmer und dem Eisenkern und/oder der Wicklung angeordnet. Mit Vorteil ist die Isolationsschicht form- und/oder kraftschlüssig mit dem Wärmeaufnehmer verbunden. Conveniently, the electrical component is characterized in that the heat absorber has an insulating layer which isolates two windings to each other. Advantageously, the insulation layer has a high electrical insulation property. Further preferably, the insulating layer has a high thermal conductivity. Advantageously, the insulating layer is a heat-conducting foil. Advantageously, the insulating layer is arranged between the heat absorber and the iron core and / or the winding. Advantageously, the insulating layer is positively and / or non-positively connected to the heat absorber.

Bevorzugterweise ist das elektrische Bauteil dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaufnehmer die Wärmequelle im Wesentlichen quer zur Längsrichtung zumindest teilweise umschließt und/oder umfasst. Mit Vorteil ist der Wärmeaufnehmer also nicht nur lokal flächig ausgebildet, wie bereits beschrieben, sondern er umfasst auch die Wärmequelle bzw. die Wärmequellen über einen größeren Bereich, beispielsweise entlang der Stromrichtung. Wie bereits angedeutet kann sich der Wärmeaufnehmer bzw. können sich Bereiche des Wärmeaufnehmers mit Vorteil auch im Wesentlichen senkrecht von der Ebene, die von der Stromrichtung und der Längsrichtung aufgespannt wird, weg erstrecken.Preferably, the electrical component is characterized in that the heat absorber encloses and / or at least partially encloses the heat source substantially transversely to the longitudinal direction. Advantageously, the heat absorber is thus not only formed locally flat, as already described, but it also includes the heat source or the heat sources over a larger area, for example along the current direction. As already indicated, the heat absorber or areas of the heat absorber can advantageously also extend substantially perpendicularly away from the plane which is spanned by the current direction and the longitudinal direction.

Mit Vorteil ist das elektrische Bauteil dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaufnehmer aus einem Werkstoff mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit ausgebildet ist, insbesondere Aluminium. Mit Vorteil weist der verwendete Werkstoff auch die Eigenschaft auf, dass er sich beispielsweise bei einer bestimmen Temperatur verfärbt (z. B. ähnlich den bekannten Anlassfarben von Metallen). Die bestimmte Temperatur kann zweckmäßigerweise ein Temperaturschwellwert sein, d. h. ab diesem Temperaturschwellwert werden kritische Temperaturbereiche (für das elektrische Bauteil) überschritten. Nach Überschreiten des Temperaturschwellwerts behält der Wärmeaufnehmer mit Vorteil die Verfärbung, so dass ein Verwender des elektrischen Bauteils vorteilhafterweise daran erkennen kann, dass eine zulässige Temperatur überschritten wurde. Advantageously, the electrical component is characterized in that the heat absorber is formed of a material having a high thermal conductivity, in particular aluminum. Advantageously, the material used also has the property that it discolors, for example, at a certain temperature (eg similar to the known tempering colors of metals). The specific temperature may expediently be a temperature threshold value, ie critical temperature ranges (for the electrical component) are exceeded starting from this temperature threshold value. After exceeding the temperature threshold, the heat absorber advantageously retains the discoloration, so that a user of the electrical component can advantageously recognize from it that an admissible temperature has been exceeded.

Zweckmäßigerweise ist das elektrische Bauteil dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaufnehmer von außerhalb des Bauteils zugänglich ist. Mit Vorteil sind dadurch die Wärmeleitelemente jederzeit leicht zugänglich und daher austauschbar. Vorteilhafterweise kann durch die Anzahl der verwendeten Wärmeübertragungselemente das Wärmeübertragungsverhalten bzw. die Wärmeabfuhr gezielt gesteuert werden. Mit Vorteil kann sozusagen ein und derselbe Wärmeaufnehmer, welcher die entsprechende Anzahl von Kanälen vorhält, mit unterschiedlich vielen Wärmeleitelementen bestückt werden, wodurch ein und derselbe Wärmeaufnehmer an die unterschiedlichsten Leistungsstufen des elektrischen Bauteils anpassbar ist. Variantenvielfalt und Produktionskosten sind damit vorteilhafterweise verringerbar, ebenso wie die Materialkosten, da nur so viele Wärmeleitelemente eingesetzt werden müssen, wie unbedingt notwendig. Die Zugänglichkeit von außerhalb ermöglicht auch einen schnellen Austausch bei Verschleiß des Wärmeleitelements etc. Mit Vorteil ist der Wärmeaufnehmer auch austauschbar und kann gewechselt werden. Vorteilhafterweise können in einem elektrischen Bauteil auch Wärmeaufnehmer aus unterschiedlichen Werkstoffen und/oder mit unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeiten verwendet sein.Conveniently, the electrical component is characterized in that the heat absorber is accessible from outside the component. Advantageously, thereby the heat-conducting elements are easily accessible at all times and therefore interchangeable. Advantageously, by the number of heat transfer elements used, the heat transfer behavior or the heat dissipation can be controlled specifically. Advantageously, so to speak, one and the same heat absorber, which holds the appropriate number of channels, be equipped with different numbers of heat-conducting elements, whereby one and the same heat absorber can be adapted to the different performance levels of the electrical component. Variant variety and production costs are thus advantageously reduced, as well as the material costs, since only as many heat-conducting must be used as absolutely necessary. The accessibility from outside also allows a quick replacement in case of wear of the heat-conducting element, etc. Advantageously, the heat exchanger is also interchangeable and can be changed. Advantageously, heat receivers made of different materials and / or with different thermal conductivities can also be used in an electrical component.

Zweckmäßigerweise ist das elektrische Bauteil dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaufnehmer aus zumindest zwei Werkstoffen besteht, wobei der zweite Werkstoff weicher ist als der erste Werkstoff und um den ersten Werkstoff herum angeordnet ist. Mit Vorteil kann durch den zweiten Werkstoff der Formschluss des Wärmeaufnehmers mit der Wärmequelle sowohl erleichtert als auch optimiert werden. Mit Vorteil werden die bereits genannten Vertiefungen oder Rippen, welche der Wärmeaufnehmer für die Optimierung der Wärmeübertragung (über seine Außenfläche) aufweist, bei der Herstellung des elektrischen Bauteils eingebracht, wobei die Vertiefungen bzw. Rippen durch die Wicklung selbst in den Wärmeaufnehmer einbringbar sind, dadurch dass der zweite Werkstoff weicher ist als beispielsweise die Drähte der Wicklung. Mit Vorteil unterscheiden sich auch der erste und der zweite Werkstoff in ihrer Wärmeleitfähigkeit. Vorteilhafterweise kann damit ein optimaler Temperaturgradient eingestellt werden. Der optimale Temperaturgradient bezieht sich dabei auf eine möglichst gute Wärmeabfuhr von der Wärmequelle hin zum Wärmeleitelement.Conveniently, the electrical component is characterized in that the heat absorber consists of at least two materials, wherein the second material is softer than the first material and disposed around the first material around. Advantageously, the form-fitting of the heat absorber with the heat source can both be facilitated and optimized by the second material. Advantageously, the recesses or ribs already mentioned, which the heat absorber has for the optimization of the heat transfer (via its outer surface), are introduced during the production of the electrical component, wherein the depressions or ribs can be introduced into the heat absorber by the winding itself that the second material is softer than, for example, the wires of the winding. Advantageously, the first and the second material differ in their thermal conductivity. Advantageously, an optimum temperature gradient can thus be set. The optimum temperature gradient refers to the best possible heat dissipation from the heat source to the heat-conducting element.

Vorzugsweise ist das elektrische Bauteil dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaufnehmer zumindest zweiteilig ausgebildet ist und dass der erste Werkstoff einem ersten Teil und der zweite Werkstoff einem zweiten Teil zugeordnet ist. Zweckmäßigerweise ist der erste Teil formschlüssig und austauschbar im oder am zweiten Teil angeordnet ist. Mit Vorteil unterscheiden sich der erste und der zweite Werkstoff auch in ihrer Wärmeleitfähigkeit. Besonders bevorzugt ist es dabei, dass der erste Teil innerhalb des zweiten Teils anordenbar ist, wobei eine Gesamtwärmeleitfähigkeit des Wärmeaufnehmers dadurch einstellbar ist, dadurch, dass unterschiedliche Werkstoffe bzw. unterschiedliche Teile kombinierbar sind. Preferably, the electrical component is characterized in that the heat absorber is formed at least in two parts and that the first material is assigned to a first part and the second material is assigned to a second part. Conveniently, the first part is arranged in a form-fitting and interchangeable manner in or on the second part. Advantageously, the first and the second material also differ in their thermal conductivity. It is particularly preferred that the first part can be arranged within the second part, whereby a total thermal conductivity of the heat absorber can be adjusted by the fact that different materials or different parts can be combined.

Erfindungsgemäß ist ein Wärmeaufnehmer für ein elektrisches Bauteil dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaufnehmer ein Wärmeleitelement umfasst, welches ausgelegt ist, einen Wärmestrom von einer Wärmequelle wegzuführen. Sämtliche Vorteile und Merkmale des elektrischen Bauteils gelten in gleicher Weise für den Wärmeaufnehmer und umgekehrt und werden um Wiederholungen zu vermeiden an dieser Stelle nicht nochmals erwähnt. According to the invention, a heat absorber for an electrical component is characterized in that the heat absorber comprises a heat conducting element which is designed to conduct away a heat flow from a heat source. All advantages and features of the electrical component apply in the same way for the heat absorber and vice versa and to avoid repetition at this point not mentioned again.

Erfindungsgemäß ist eine Verwendung eines Wärmeaufnehmers in einem elektrischen Bauteil vorgesehen. In gleicher Weise gelten auch hier sämtliche Vorteile und Merkmale des erfindungsgemäßen elektrischen Bauteils sowie des erfindungsgemäßen Wärmeaufnehmers und umgekehrt. According to the invention, a use of a heat absorber in an electrical component is provided. In the same way apply here all the advantages and features of the electrical component according to the invention and the heat absorber according to the invention and vice versa.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen elektrischen Bauteils sowie des erfindungsgemäßen Wärmeaufnehmers mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Einzelne Merkmale der einzelnen Ausführungsformen können dabei im Rahmen der Erfindung miteinander kombiniert werden. Further advantages and features will become apparent from the following description of preferred embodiments of the electrical component according to the invention and the heat absorber according to the invention with reference to the accompanying figures. Individual features of the individual embodiments can be combined with each other within the scope of the invention.

Es zeigen: Show it:

1: eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines elektrischen Bauteils; 1 a perspective view of a preferred embodiment of an electrical component;

2: eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines zwischen zwei Wicklungen umlaufend angeordneten Wärmeaufnehmers; 2 a perspective view of a preferred embodiment of one between two Windings circumferentially arranged heat absorber;

3: eine bevorzugte Ausführungsform eines Wärmeaufnehmers bestehend aus einem ersten und einem zweiten Teil; 3 a preferred embodiment of a heat absorber consisting of a first and a second part;

4: eine bevorzugte Ausführungsform einer möglichen Gestaltung des Wärmeleitelements; 4 a preferred embodiment of a possible design of the Wärmeleitelements;

5: eine Prinzipdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines Verbindungssystems; 5 a schematic diagram of a preferred embodiment of a connection system;

6a: eine bevorzugte Ausführungsform eines Wärmeleitelements, angeordnet zwischen zwei Wicklungen; 6a a preferred embodiment of a Wärmeleitelements arranged between two windings;

6b: eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Wärmeleitelements, angeordnet zwischen zwei Wicklungen; 6b a further preferred embodiment of a Wärmeleitelements, arranged between two windings;

7: eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Wärmeleitelements mit Querrillen; 7 a further preferred embodiment of a Wärmeleitelements with transverse grooves;

8: eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Wärmeleitelements, angeordnet in einem Wärmeaufnehmer; 8th a further preferred embodiment of a heat-conducting element, arranged in a heat absorber;

9: eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Wärmeleitelements sowie eines Wärmeaufnehmers, im Wesentlichen quer zu einer Stromrichtung gesehen; 9 a further preferred embodiment of a heat-conducting element and a heat absorber, viewed substantially transversely to a direction of flow;

10a–e: bevorzugte Ausführungsformen von Wärmeaufnehmern mit unterschiedlich angeordneten Wärmeleitelementen. 10a E: preferred embodiments of heat receivers with differently arranged heat conducting elements.

1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine bevorzugte Ausführungsform eines elektrischen Bauteils, insbesondere eines Transformators. Insbesondere handelt es sich um einen 1-Phasen-Transformator. Der obere Teil des elektrischen Bauteils bzw. des Transformators ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Zu sehen ist also ein Dreischenkelkern, bestehend aus drei Eisenkernen 12 in einer Draufsicht. Der mittlere Eisenkern 12 ist umgeben von zwei Wicklungen 14. Zwischen den beiden Wicklungen 14 ist gegenüberliegend je ein Wärmeaufnehmer 60 angeordnet. Jeder der Wärmeaufnehmer 60 weist zwei Kanäle 42 auf, welche sich im Wesentlichen entlang einer Längsrichtung LR des Wärmeaufnehmers 60 bzw. des gesamten Aufbaus erstrecken. Beispielhaft dargestellt ist, dass in dem Kanal 42 des oberen Wärmeaufnehmers 60 ein Wärmeleitelement 40 angeordnet ist. Die zwischen den Wicklungen 14 angeordneten Wärmeaufnehmer 60 sind an ihren Grenzflächen zu den Wicklungen 14 jeweils mit einer Isolationsschicht 64 versehen, welche allerdings aufgrund ihrer geringen Ausdehnung in der 1 nicht erkennbar ist. Dargestellt ist weiter skizzenhaft eine Stromrichtung SR, welche sich im Wesentlichen entlang der Wicklungen 14 richtet. Die Stromrichtung SR und die Längsrichtung LR spannen eine Ebene E auf. Sowohl der Eisenkern 12 bzw. die Eisenkerne 12 als auch die Wicklungen 14 stellen Wärmequellen 10 dar. Das gesamte elektrische Bauteil ist auf einer Platte 8 angeordnet. 1 shows in a perspective view a preferred embodiment of an electrical component, in particular a transformer. In particular, it is a 1-phase transformer. The upper part of the electrical component or of the transformer is not shown for reasons of clarity. You can see a tri-core nucleus consisting of three iron cores 12 in a top view. The middle iron core 12 is surrounded by two windings 14 , Between the two windings 14 is opposite each a heat absorber 60 arranged. Each of the heat absorbers 60 has two channels 42 which extends substantially along a longitudinal direction LR of the heat absorber 60 or the entire structure extend. It is shown by way of example that in the channel 42 of the upper heat absorber 60 a heat conducting element 40 is arranged. The between the windings 14 arranged heat absorber 60 are at their interfaces to the windings 14 each with an insulation layer 64 provided, which, however, due to their small extent in the 1 is not recognizable. Shown further is sketchy a current direction SR, which extends substantially along the windings 14 directed. The current direction SR and the longitudinal direction LR span a plane E. Both the iron core 12 or the iron cores 12 as well as the windings 14 make heat sources 10 dar. The entire electrical component is on a plate 8th arranged.

2 zeigt skizzenhaft und in einer perspektivischen Darstellung einen Eisenkern 12, welcher von zwei Wicklungen 14 umgeben ist. Der Eisenkern könnte ein Teil eines elektrischen Bauteils, beispielsweise eines Transformators, sein, der in 2 allerdings nicht dargestellt ist. Zwischen den beiden Wicklungen 14 ist umlaufend um den Eisenkern 12 und zwischen den Wicklungen 14 ein Wärmeaufnehmer 60 angeordnet. Kanäle 42 bzw. Wärmeleitelemente 40 sind in 2 der Einfachheit halber nicht dargestellt. Der gezeigte Aufbau erstreckt sich entlang einer Längsrichtung LR. Im Wesentlichen quer zur Längsrichtung LR ergeben sich Stromrichtungen SR, welche sich jeweils entlang der Wicklungen 14 orientieren. 2 shows sketchy and in a perspective view of an iron core 12 , which of two windings 14 is surrounded. The iron core could be part of an electrical component, such as a transformer, that is in 2 but not shown. Between the two windings 14 is encircling the iron core 12 and between the windings 14 a heat absorber 60 arranged. channels 42 or heat-conducting elements 40 are in 2 for the sake of simplicity not shown. The construction shown extends along a longitudinal direction LR. Substantially transversely to the longitudinal direction LR there are current directions SR, which are respectively along the windings 14 orientate.

3 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine bevorzugte Ausführungsform eines Wärmeaufnehmers 60, welcher aus einem ersten Teil 71 und einem zweiten Teil 72 besteht. Dem ersten Teil 71 ist ein erster Werkstoff 61 zugewiesen, wobei der zweite Teil 72 aus einem zweiten Werkstoff 62 besteht. Der erste Teil 71 umfasst vier Kanäle 42, wobei in einem der Kanäle 42 ein Wärmeleiterelement 40 angeordnet ist. Das Wärmeleitelement 40 erstreckt sich im Wesentlichen entlang einer Längsrichtung LR. 3 shows a perspective view of a preferred embodiment of a heat absorber 60 , which consists of a first part 71 and a second part 72 consists. The first part 71 is a first material 61 assigned, the second part 72 from a second material 62 consists. The first part 71 includes four channels 42 , being in one of the channels 42 a heat conductor element 40 is arranged. The heat-conducting element 40 extends substantially along a longitudinal direction LR.

4 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Wärmeleitelements 40 in einer Schnittdarstellung (auf eine Schraffur wurde der Übersichtlichkeit wegen verzichtet). 4 zeigt eine Ansicht zweier Wicklungen 14 und eines Eisenkerns 12 entlang einer Stromrichtung SR. Zwischen den beiden Wicklungen 14 und zwischen der rechten der beiden Wicklungen 14 und dem Eisenkern 12 ist je ein Wärmeaufnehmer 60 angeordnet. In den Wärmeaufnehmern 60 ist je ein Wärmeleitelement 40 angeordnet, welche sich außerhalb der Wicklungen 14 bzw. des Eisenkerns 12 zu einem Wärmeleitelement 40 vereinigen. 4 shows a further preferred embodiment of a heat conducting element 40 in a sectional view (hatching was omitted for clarity). 4 shows a view of two windings 14 and an iron core 12 along a flow direction SR. Between the two windings 14 and between the right of the two windings 14 and the iron core 12 is ever a heat absorber 60 arranged. In the heat receivers 60 is ever a heat conducting element 40 arranged, which are outside the windings 14 or the iron core 12 to a heat conducting element 40 unite.

5 zeigt in einer Prinzipdarstellung die Anordnung eines Wärmeaufnehmers 60 zwischen zwei Wicklungen 14. Zwei Wärmeleitelemente 40 sind hier über ein Verbindungssystem 44, welches skizzenhaft als Strichpunktlinie dargestellt ist, verbunden. Bevorzugterweise kann das Verbindungssystem 44 als Stecksystem oder als Schraubsystem ausgeführt sein. Weiter angedeutet ist ein Eisenkern 12, welcher wie die Wicklungen 14 als Wärmequelle 10 angesehen werden kann. 5 shows a schematic representation of the arrangement of a heat absorber 60 between two windings 14 , Two heat-conducting elements 40 are here via a connection system 44 , which is sketched as a dashed line, connected. Preferably, the connection system 44 be designed as plug-in system or as a screw system. Further indicated is an iron core 12 , which like the windings 14 as a heat source 10 can be viewed.

6a und 6b zeigen jeweils zwei Schnittdarstellungen quer zu einer Stromrichtung SR zweier Wicklungen 14 und eines Eisenkerns 12, wobei die Wicklungen 14 und der Eisenkern 12 die bekannten Wärmequellen 10 darstellen. Zu sehen ist ein Wärmeleitelement 40, welches in einem Wärmeaufnehmer 60 angeordnet ist, wobei sowohl der Wärmeaufnehmer 60 als auch das Wärmeleitelement 40 derart ausgebildet sind, dass sie sich bereichsweise im Wesentlichen quer zur Stromrichtung SR und einer Längsrichtung LR erstrecken. 6a and 6b each show two sectional views transverse to a current direction SR of two windings 14 and an iron core 12 where the windings 14 and the iron core 12 the known heat sources 10 represent. You can see a heat-conducting element 40 which is in a heat absorber 60 is arranged, with both the heat absorber 60 as well as the heat-conducting element 40 are formed such that they extend in regions substantially transversely to the flow direction SR and a longitudinal direction LR.

7 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Wärmeaufnehmers 60 in einer Schnittdarstellung im Wesentlichen quer zu einer Stromrichtung SR. Zwischen zwei Wicklungen 14, welche als Wärmequellen 10 anzusehen sind, ist der Wärmeaufnehmer 60 angeordnet. In dem Wärmeaufnehmer 60 ist ein Wärmeleitelement 40 angeordnet, welches an seinem oberen Ende über ein Verbindungssystem 44 mit einem weiteren Wärmeleitelement 40 verbunden ist. Das obere Wärmeleitelement 40 kann beispielsweise über ein Verbindungssystem 44 mit einem weiteren Wärmeleitelement 40 verbunden sein. Das obere Wärmeleitelement 40 kann beispielsweise mit Vorteil zu einer Wärmesenke, beispielsweise einem Kühlelement, führen. Dargestellt ist in 7 eine Ausführungsform eines Wärmeleitelements 40 mit einer gerippten bzw. gewellten Außenkontur, welche dazu dient, die Wärmeübertragungsfläche zu erhöhen. In ähnlicher Weise könnte eine Außenfläche des Wärmeaufnehmers 60 mit einer derartigen Kontur versehen sein, um dessen wärmeübertragende Fläche zu vergrößern. 7 shows a further preferred embodiment of a heat absorber 60 in a sectional view substantially transversely to a flow direction SR. Between two windings 14 , which as heat sources 10 are the heat absorber 60 arranged. In the heat absorber 60 is a heat-conducting element 40 arranged, which at its upper end via a connection system 44 with another heat conducting element 40 connected is. The upper heat conducting element 40 For example, via a connection system 44 with another heat conducting element 40 be connected. The upper heat conducting element 40 For example, it can advantageously lead to a heat sink, for example a cooling element. Is shown in 7 an embodiment of a heat conducting element 40 with a corrugated outer contour which serves to increase the heat transfer area. Similarly, an outer surface of the heat absorber could 60 be provided with such a contour to increase the heat transfer surface.

8 zeigt in einer Schnittdarstellung im Wesentlichen quer zu einer Stromrichtung SR zwei Wicklungen 14, welche Wärmequellen 10 darstellen. Zu sehen ist, dass ein Wärmeleitelement 40, welches in einem Wärmeaufnehmer 60 angeordnet ist, nicht durchgängig gestaltet ist. Der Wärmeaufnehmer 60 ist also an einem Ende verschlossen bzw. ein Kanal (hier ohne Bezugszeichen), in welchem das Wärmeleitelement 40 angeordnet ist, ist nicht durchgängig durch den Wärmeaufnehmer 60 ausgebildet. 8th shows in a sectional view substantially transversely to a current direction SR two windings 14 which heat sources 10 represent. It can be seen that a heat conducting element 40 which is in a heat absorber 60 arranged is not designed consistently. The heat absorber 60 is thus closed at one end or a channel (here without reference numeral), in which the heat-conducting element 40 is arranged, is not continuous through the heat absorber 60 educated.

9 zeigt in einer Schnittdarstellung im Wesentlichen parallel zu einer Stromrichtung SR einen Wärmeaufnehmer 60, in welchem ein Wärmeleitelement 40 mit einer verzweigten Struktur ausgebildet ist. Mit Vorteil dient eine derartige Anordnung dazu, eine wärmeübertragende Fläche zwischen dem Wärmeaufnehmer 60 und dem Wärmeleitelement 40 noch weiter zu vergrößern bzw. die Temperaturen innerhalb des Wärmeaufnehmers 60 noch besser zu verteilen. 9 shows in a sectional view substantially parallel to a current direction SR a heat absorber 60 in which a heat-conducting element 40 is formed with a branched structure. Advantageously, such an arrangement serves to heat transfer surface between the heat absorber 60 and the heat conducting element 40 even further to increase or the temperatures within the heat absorber 60 even better to distribute.

Die in den 1 bis 9 dargestellten Wärmeleitelemente 40 können sowohl aus Vollmaterial gebildet sein, alternativ bevorzugt können sie auch hohl sein, was den Durchfluss mit einem Kühlmedium ermöglicht. Die unterschiedlichen Typen können auch kombiniert werden.The in the 1 to 9 shown Wärmeleitelemente 40 can be formed both from solid material, alternatively preferably they can also be hollow, which allows the flow with a cooling medium. The different types can also be combined.

Die 10a–e zeigen bevorzugte Ausführungsformen von Wärmeaufnehmern 60 mit unterschiedlich angeordneten Wärmeleitelementen 40. Es handelt sich dabei lediglich um Prinzipdarstellungen. Die hier verwendeten Wärmeleitelemente 40 sind mit Vorteil hohl ausgebildet und werden von einem Medium, insbesondere einem Kühlmedium wie beispielsweise Luft, Wasser oder einer speziellen Kühlflüssigkeit, durchflossen. Die Pfeile auf den Wärmeleitelementen 40 geben die Strömungsrichtungen des Mediums an. Es versteht sich, dass die Wärmeleitelemente 40 in beliebigen Richtungen durchflossen werden können. The 10a -E show preferred embodiments of heat receivers 60 with differently arranged heat conducting elements 40 , These are only schematic representations. The heat conducting elements used here 40 are hollow with advantage and by a medium, in particular a cooling medium such as air, water or a special coolant, flows through. The arrows on the heat-conducting elements 40 indicate the flow directions of the medium. It is understood that the heat conducting elements 40 can be traversed in any direction.

10e zeigt insbesondere, wie mehrere Wärmeleitelemente 40 parallel zueinander in zwei Ebenen E angeordnet sein können. Auf Pfeile für die Strömungsrichtungen des Mediums wurde verzichtet, da die Wärmeleitelemente 40 in beliebigen Strömungsrichtungen durchflossen werden können. 10e in particular, shows how several heat conducting elements 40 can be arranged parallel to each other in two planes E. Arrows for the flow directions of the medium has been dispensed with, since the heat-conducting elements 40 can be traversed in any flow directions.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

88th: Platte plate
1010: Wärmequelle heat source
1212: Eisenkern iron core
1414: Wicklung winding
4040: Wärmeleitelement thermally conductive element
4242: Kanal channel
4444: Verbindungssystem connection system
6060: Wärmeaufnehmer heat absorber
6161: erster Werkstoff first material
6262: zweiter Werkstoff second material
6464: Isolationsschicht insulation layer
7171: erster Teil first part
7272: zweiter Teil second part
Ee: Ebene level
LRLR: Längsrichtung longitudinal direction
SRSR: Stromrichtung current direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19814896 A1 [0002]
DE 102011013684 A1 [0002]

Claims

Electrical component, in particular a transformer or a choke, wherein the component is a heat source ( 10 ) and at least one heat conducting element ( 40 ), which is designed, a heat flow from the heat source ( 10 ) outside the component, the heat source ( 10 ) an iron core ( 12 ) and / or at least one winding ( 14 ), characterized in that the at least one heat conducting element ( 40 ) and the heat source ( 10 ) via a heat absorber ( 60 ) are connected.

Electrical component according to claim 1, characterized in that the heat absorber ( 60 ) between the iron core ( 12 ) and the at least one winding ( 14 ) and / or between two windings ( 14 ) and / or on the outside of an outermost winding ( 14 ) or within a winding ( 14 ) is arranged.

Electrical component according to claim 1 or 2, characterized in that the heat absorber ( 60 ) is formed flat.

Electrical component according to one of the preceding claims, characterized in that the heat absorber ( 60 ) at least one channel ( 42 ), and that in the at least one channel ( 42 ) the at least one heat conducting element ( 40 ), wherein the at least one channel ( 42 ) is oriented parallel to a longitudinal direction (LR).

Electrical component according to claim 4, characterized in that the heat absorber ( 60 ) a plurality of channels ( 42 ), which are at least partially connected to each other.

Electrical component according to one of claims 4-5, characterized in that the heat-conducting element ( 40 ) is guided along the longitudinal direction (LR) and / or substantially obliquely or transversely thereto outside of the component.

Electrical component according to one of the preceding claims, characterized in that the heat absorber ( 60 ) an insulation layer ( 64 ), which two windings ( 14 ) isolated from each other.

Electrical component according to one of the preceding claims, characterized in that the heat absorber ( 60 ) the heat source ( 10 ) at least partially encloses and / or comprises substantially transversely to the longitudinal direction (LR).

Electrical component according to one of the preceding claims, characterized in that the heat absorber ( 60 ) is formed of a material having a high thermal conductivity, in particular aluminum.

Electrical component according to one of the preceding claims, characterized in that the heat absorber ( 60 ) consists of at least two materials, the second material ( 62 ) is softer than the first material ( 61 ) and the first material ( 61 ) is arranged around.

Electrical component according to claim 10, characterized in that the heat absorber ( 60 ) is formed at least in two parts and that the first material ( 61 ) a first part ( 71 ) and the second material ( 62 ) a second part ( 72 ) assigned.

Heat absorber ( 60 ) for an electrical component, characterized in that the heat absorber ( 60 ) a heat conducting element ( 40 ), which is designed to generate a heat flow from a heat source ( 10 ) to lead away.

Use of a heat absorber ( 60 ) according to claim 12 in an electrical component.