DE2829119C2

DE2829119C2 - Potentialfreier Kühler für ein in einen Schaltschrank einbaubares Stromrichtergerät

Info

Publication number: DE2829119C2
Application number: DE19782829119
Authority: DE
Inventors: Hans-Rüdiger Ing.(grad.) 6840 Lampertheim Fuchs
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 1978-07-03
Filing date: 1978-07-03
Publication date: 1983-03-10
Also published as: DE2829119A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen potentialfreien Kühler für ein in einen Schaltschrank einbaubares Stromrichtergerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Kühler ist bekannt aus der US-PS so 06 646. Der~n Figur 4 zeigt zwei Kühlkörper, die zueinander parallel angeordnet mit Winkelprofilblechen oben und unten gehaltert verbunden sind, in dem so gebildeten rechteckigen Innenraum sind an isolierten Winkelprofilstücken die elektrischen Bauteile isoliert SS befestigt. Die Kühlkörper bilden selbst die Begrenzung des innenraums.

Aus der US-PS 39 09 679 ist ein zweiteiliger Kühlkörper bekannt. Eines der Kühlkörperteile weist unterschiedlich lange, nicht gewinkelte Kühlrippen auf. Mit Hilfe von seitlichen Befestigungsflanschen ist es an der Innenseite eines Verstärkergehäuses angeschraubt. Die Befestigungsflansche sind zu diesem Zweck durchbohrt. Die zu kühlenden Bauteile liegen in abgeschotteten Räumen zwischen den beiden Kühlkörperteilen.

Wie aus den beiden Entgegenhaltungen entnommen werden kann, besteht die einfachste Art, die in den elektrischen Bauteilen entstehende Wärme abzuführen, darin, die Rippen der Kühlkörper der freien Atmosphäre auszusetzen. Bei einer Anwendung von beispielsweise Stromrichtergeräten mit einer Vielzahl von elektrischen und elektronischen Komponenten in Industrieanlagen ist jedoch mit rauhen Umweltbedingungen zu rechnen, z. B. mit hohem Staubanfall, mit Metallspänen, mit Spritz- und Strahlwasser usw. Außerdem muß das Bedienungspersonal gegen eine zufällige Berührung spannungsführender Teile geschützt werden. Die entsprechenden Schutzarten sind in der DIN 40 050 sowie in der entsprechenden IEC-Norm definiert Aus diesem Grund werden die elektrischen Komponenten oft in geschlossene Schaltschränke eingebaut. Gegen Staubablagerungen und StraHwasser ist beispielsweise die Schutzart IP55 erforderlich, sonst die Schutzart IP23. In allen diesen Fällen, insbesondere bei geschlossenen Schaltschränken ist die Abführung der im Schaltschrank entstehenden Verlustwärme mit Mehraufwand verbunden. So müssen beispielsweise Lüfter eingebaut werden, die Filtermatten und spritzwassergeschützte Luftöffnungen besitzen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kühler der eingangs genannten Art anzugeben, der sowohl für den Einbau in gewöhnliche Schaltschränke ais auch für den Einbau in gegen die Umgebungsatmosphäre abgedichteten Schaltschränken geeignet ist und der auch leicht in die öffnung einer Schaltschrankwand eingesetzt und dort befestigt werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.

Damit ergeben sich die Vorteile, daß der Kühler nicht nur mit Hilfe von Winkelprofilstücken im Inneren eines Schaltschranks sondern auch in einem Schaltschrankausschnitt montiert werden kann, wobei die die Kühlrippen tragende Seite des Kühlers aus dem Schaltschrank herausragt und der Kühler gegenüber dem Schaltschrank abgedichtet ist. Bei letztgenanntem Einsatz wird also der größte Teil der Verlustwärme über den Kühler direkt an die Außenluft und nicht an die Schrankinnenluft abgegeben. Da de; wesentliche Anteil der in einem Stromrichtergerät entstehenden Verlustleistung vom Halbleiterleistungsteil (ca. 75%) sowie im Überspannungsschutz (ca. 15%) verursacht wird, ist der Schaltschrank entlastet und der übliche Einbaulüfter wird eingespart.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sowie deren Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf die Kühlseite eines in einen Schaltschrankausschnitt eingebauten Kühlers, wobei die Kühlrippen gemäß der Schnittlinie I-l in Fig.2 geschnitten sind,

Fig.2 einen Schnitt durch die Anordnung nach F i g. 1 entlang der Schnittlinie U-Il,

Fig.3 eine teilweise gebrochene Seitenansicht auf den in den Schaltschrankausschnitt eingebauten Kühler in Blickrichtung A gemäß F i g. 1, und

F i g. 4 einen Schnitt ähnlich dem der F i g. 2 durch den an eine Schaltschrankwand montierten Kühler.

In Fig. 1 erkennt man einen Kühler 1 in Form eines Aluminium-Strangpreß- Profiles, ein Schaltschrank-Rückwandblech 2, einen angedeuteten Schaltschrank-Rückwandblech-Ausschnitt 3 und eine Halteleiste 4.

In Fig. 2 erkennt man, daß der Kühler I eine

MoiUagefläche 6 zur Montage der Halbleiterbauelemente und anderer Wärme erzeugender, potentialfreier Bauteile sowie eine mit Kühlrippen versehene Kühlseite 8 besitzt. Auf der Montageseite 6 befinden sich Nuten 9, vorzugsweise Strangpreßprofilnuten, zum Einbau von rechteckigen, mit Keramik ummantelten Hochleistungswiderständen, beispielsweise für den Überspannungsschutz. Weiterhin besitzt der Kühler i einen Flansch 10, auf dessen dem Schaltschrank-Rückwandblech 2 zugewandter Seite eine Dichtungsnut 11 mit einer ersten Dichtung 12 sich befindet. An den Flansch 10 schließen sich, senkrecht zur Montagefläche 6 orientiert, Seitenbleche 13 des Stromrichtergerätes an.

In senkrecht zum Flansch 10 sich erstreckenden Seitenwänden 14 des Kühlers 1 sind zweite Dichtungen bzw. ist eine umlaufende zweite Dichtung 15 gehalten, die eine verstärkte Dichtungslippe 16 mit einem sich an den senkrechten Seitenwänden 14 abstutzenden Fortsatz 17 trägt

Der Kühler 1 weist ferner Bohrungen 18 bzw. Gewindebohrungen 19 für die Befestigung der Halteleiste 4 mit einer innen liegenden flächigen dritten Dichtung 20 (vgl. F i g. 3) auf. Die Bohrungen 18 r'-enen zur Aufnahme von (nicht dargestellten) Paßstiften zum Einstecken der Halteleiste 4, die das in den Schaltschrankausschnitt 3 gesteckte Gerät oben fixiert und über die dritte Dichtung 20 abdichtet. Die Gewindebohrung 19 dient zur sicheren und endgültigen Befestigung der Halleleiste 4. Der Kühler 1 besitzt weiterhin an seiner Unterseite eine Nut 21, in die die Unterkante 22 des Schaltschrank-Rückwandblechs 2 hineingreift. Um den Kühler 1 in den Ausschnitt 3 in der Schaltschrank-Rückwand 2 einsetzen zu können, ist es nötig, daß der Abstand y vom äußeren Ende des Befestigungsschenkels des einen Winkelprofilstücks 23 bis zur Wmketkeh-Ie 29 des anderen Winkelprofilstücks 24 kleiner ist als die Breite χ des Ausschnitts 3. Außerdem sind die Abmessungen des Kühlers 1 so gewählt, daß der Abstand zwischen den Mitten der sich jeweils gegenüberliegenden Abschnitten der Dichtungslippen 15 ebenfalls dem Maß χ entspricht

Die Befestigung des Kühlers 1 im Ausschnitt 3 geschieht wie folgt:

Der Kühler 1 wird schräg in den Ausschnitt 3 eingeführt, dann so gedreht, daß er mit seiner Montagefläche 6 parallel zum Blech 2 ausgerichtet ist, und abwärts gesenkt, so daß die Blechkante 22 in die Nut 21 gelangt Danach wird die bereits aufgesteckte

is oder in dieser Phase aufzusteckende Halteleiste 4 mit einer in die Gewindebohrung 19 einzuschraubenden Schraube befestigt Abschließend kann zur vertikalen Abdichtung des Kühlers 1 die Gummi-Profildichtung 15 gegen das Blech 2 gedrückt werden. In diesem Zusammenhang ist zu betonen, daß die ersten Dichtungen 11 bei der Abstellung auf die Schutzart IP55 nicht erforderlich sind. Bei der dargesteftren Rechteckform des Kühlers 1 können jedoch die entsprechenden Nuten 12 beim Strangpressen ohne Mehraufwand hergestellt werden.

F i g. 4 zeigt die Innenmontage des Kühlers 1 an einer Schrankwand 5. Die Darstellung der F i g. 4 ist an die der F i g. 2 angelehnt. Die Winkelprofilstücke 23, 24 weisen Befestigungsschenkel 25, 26 mit Montagebohrungen

J" (nur angedeutet) auf. Zur Befestigung des Kühlers 1 werden die Befestigungsschenkel 25, 26 mit Hilfe von Laschen 27, 28, die mit der Schrankwand 5 verschraubt iind, an die Schrankwand 5 geklemmt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Potentialfreier Kühler für ein in einen Schaltschrank einbaubares Stromrichtergerät, der eine Montageseite für Halbleiterventile, Vorzugsweise in Form von potentialfreien kühibaren Halbleitermodulen, und weitere Schaltglieder sowie eine mit Kühlrippen versehene Kühlseite besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler (1) auf seiner Kühlseite (8) einstückige Winkelprofilstücke (23, 24) zum Inneneinbau im Schaltschrank besitzt, daß der Kühler zum abgedichteten Einbau in eine Ausnehmung (3) eines Schaltschrank-Rückwandbleches (2) auf seiner Montageseite beidseitig seitlich abstehende Flansche (10) besitzt, daß an der Unterseite des Kühlers (1) eine Haltenut (21) derart vorgesehen ist, daß das Schaltschrank-Rückwandblech (2) in die Haltenut (21) einrastet, daß an der Oberseite des Kühlers (1) Bohrungen (18) und Gewindebohrungen (19) zur Befestigung einer Halteleiste {4) angeordnet sind, welche den in die Ausnehmung (3) eingesetzten Kühler (1) oben fixiert und abdichtet.

2. Potentialfreier Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Strang preßprofilrichtung in den Flanschen (10) auf der der Kühlseite zugerichteten Seite U-förmige Ausnehmungen angeordnet sind, die mit gummiartigen Dichtungen (11₁ 12) ausgefüllt sind.

3. Potentialfrcier Kühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den senkrecht zum Flansch (10) sich erstreckenden Seitenwänden (14) des Kühlers (1) zweite Dichtungen bzw. eine umlaufende zweite Dichtung (-.5) gehalten sind bzw. ist, die eine verstärkte Dichlungslippe (16) mit einem J5 sich an den senkrechten Seitenwänden (14) abstützenden Fortsatz(17) trägt.

4. Potentialfreier Kühler nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch Nuten (9) auf der Montageseite (6) für die Aufnahme von keramikummanteltcn Widerständen.