DE9318474U1 - Extruded profile with a heat radiation side and molded webs for snapping on electrical components - Google Patents
Extruded profile with a heat radiation side and molded webs for snapping on electrical componentsInfo
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Description
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Siemens AktiengesellschaftSiemens AG
Strangpreßprofil mit einer Wärmeabstrahlungsseite und angeformten Stegen zur Aufrastung von elektrischen BauteilenExtruded profile with a heat-radiating side and molded webs for snapping on electrical components
Zur betriebssicheren Halterung von elektrischen Bauelementen der Starkstromtechnik, welche insbesondere aufgrund ihrer Stromtragefähigkeit, Spannungsfestigkeit und der im Betrieb auftretenden Verlustwärme zumindest ein großvolumiges Gehäuse aufweisen, z.B. von Leistungshalbleitern, Schützen und vielem mehr, sind im Inneren z.B. von Gehäusen, Schaltschränken und Baugruppenträgern in der Regel eine Vielzahl von mechanischen Teilen notwendig. So sind manche elektrische Bauelemente z.B.In order to reliably hold electrical components in high-voltage technology, which have at least a large-volume housing due to their current-carrying capacity, dielectric strength and the heat loss that occurs during operation, e.g. power semiconductors, contactors and much more, a large number of mechanical parts are usually required inside e.g. housings, control cabinets and module carriers. For example, some electrical components are...
auf speziell gestalteten Kühlkörpern zu montieren, die wiederum mit zusätzlichen mechanischen Elementen angebracht werden müssen. Andererseits sind auch Schienensysteme eingebaut, auf denen Bauelemente mit entsprechend gestalteten Gehäusen aufgeschnappt bzw. aufgerastet werden können. Bei einem bekannten Tragschienensystem dieser Art werden sogenannte "Hutschienen" verwendet, deren Form und Abmessung der technischen Spezifikation EN 50022 entnommen werden können. In Schaltschränken und Gehäusen, welche elektrische Bauelemente enthalten, die meist den Gebieten der sogenannten Leistungselektronik bzw. Energieerzeugung und Verteilung zugerechnet werden, sind somit meist eine Vielzahl von verschiedenen mechanischen Komponenten vorhanden, um die Bauelemente funktionsgerecht und insbesondere unter Berücksichtigung der jeweiligen Kühlungserfordernisse zu plazieren.to be mounted on specially designed heat sinks, which in turn must be attached with additional mechanical elements. On the other hand, rail systems are also installed onto which components with appropriately designed housings can be snapped or snapped on. In a well-known mounting rail system of this type, so-called "top hat rails" are used, the shape and dimensions of which can be taken from the technical specification EN 50022. In control cabinets and housings that contain electrical components, which are usually assigned to the areas of so-called power electronics or energy generation and distribution, there are usually a large number of different mechanical components in order to place the components in a functional manner and in particular taking into account the respective cooling requirements.
Hierdurch bedingt müssen zum einen eine Vielzahl von unterschiedlichen mechanischen Bauteilen vorrätig gehalten werden, um die Montage der speziellen, im jeweiligen Anwendungsfall benötigten elektrischen Bauelemente zu ermöglichen. Andererseits ist aufgrund der Vielzahl von nicht aufeinander abgestimmten mechanischen Montageelementen keine verdichteteAs a result, a large number of different mechanical components must be kept in stock to enable the assembly of the special electrical components required in each application. On the other hand, due to the large number of mechanical assembly elements that are not coordinated with one another, no compact
93G 3&dgr; 53OE93G 3δ 53OE
Anordnung von Bauelementen in einem Gehäuse bzw. Schaltschrank zu erreichen. Schließlich tritt ein erhöhter Montageaufwand bei der Fertigung auf, und es ist unter Umständen auch mit einem erhöhten Aufwand im Servicefalle zu rechnen, da defekte bzw. wartungsbedürftige Bauelemente in manchen Fällen nur durch Demontage z.B. behindernder Tragschienen zugänglich werden.Arrangement of components in a housing or control cabinet. Finally, there is an increased assembly effort during production, and under certain circumstances there may also be an increased effort in the case of servicing, since defective components or components requiring maintenance can in some cases only be accessed by dismantling, for example, obstructing mounting rails.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Element zur Halterung von elektrischen Bauelementen anzugeben,
welches einerseits leicht zu fertigen und zu montieren ist. Es soll andererseits eine erhöhte Funktionalität aufweist,
welche bislang nur durch den kombinierten Einsatz mehrerer, separater Montageelemente zu erreichen war.
15In contrast, the invention is based on the object of specifying an element for holding electrical components which, on the one hand, is easy to manufacture and assemble. On the other hand, it should have increased functionality which could previously only be achieved through the combined use of several separate assembly elements.
15
Die Aufgabe wird gelöst mit dem in Anspruch 1 angegebenen Strangpreßprofil. Derartige Strangpreßprofile haben bekanntlich den Vorteil, daß trotz einer individualisierten und unter Umständen relativ komplexen Querschnittsform eine 0 Herstellung in einem einzigen Arbeitsgang möglich ist.The object is achieved with the extruded profile specified in claim 1. Such extruded profiles are known to have the advantage that, despite an individualized and possibly relatively complex cross-sectional shape, they can be manufactured in a single operation.
Das erfindungsgemäße, zur Halterung von elektrischen Bauelementen insbesondere der Starkstromtechnik dienende Strangpreßprofil weist einen bevorzugt plattenförmigen Kern auf.The extruded profile according to the invention, which is used to hold electrical components, in particular in high-voltage technology, has a preferably plate-shaped core.
Eine Seite desselben ist in Form einer Wärmeabstrahlungsseite für die Verlustwärme der auf dem Strangpreßprofil angebrachten elektrischen Bauelement ausgeführt. Auf einer anderen, als Montageseite für die elektrischen Bauelemente dienenden Seite sind zusätzlich Einrastmittel einteilig angeformt. Auf diese sind elektrische Bauelemente, welche eine entsprechende Gehäuseform bevorzugt mit Haltenasen aufweisen, aufrastbar.One side of the same is designed in the form of a heat radiation side for the heat loss of the electrical components mounted on the extruded profile. On another side, which serves as the mounting side for the electrical components, additional locking means are molded in one piece. Electrical components, which have a corresponding housing shape, preferably with retaining lugs, can be snapped onto these.
Auf die Montageseite des erfindungsgemäßen Strangpreßprofiles können somit elektrische Bauelemente sowohl in einer konventionellen Weise z.B. aufgeschraubt bzw. aufgeklebt, als auch äußerlich geeignet gestaltete Bauelemente über die Einrast-Electrical components can thus be attached to the mounting side of the extruded profile according to the invention both in a conventional manner, e.g. screwed or glued, and externally suitably designed components can be attached via the snap-in
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mittel direkt aufgeschnappt werden. Das erfindungsgemäße Strangpreßprofil stellt somit ein multifunktionales Halteelement dar, welches als Träger konventioneller und aufrastbarer Bauelemente dient, und zum anderen gleichzeitig die Funktion eines Kühlkörpers für diese Bauelemente aufweist.The extruded profile according to the invention thus represents a multifunctional holding element which serves as a carrier for conventional and snap-on components and at the same time has the function of a heat sink for these components.
Auf das erfindungsgemäße Strangpreßprofil können somit in konventioneller Weise elektrische Bauelemente, wie z.B. große Verlustwärme erzeugende Leistungsthyristoren, und gleichzeitig aufrastbare Bauelemente, wie z.B. Schütze, Leistungsschalter, Meßwandler und dergleichen auf die einteilig angeformten Einrastmittel aufgeschnappt werden. Das vorrätig halten von separaten Tragschienen für diese aufrastbaren Bauelemente und deren Montage entfällt somit vorteilhaft.Electrical components, such as power thyristors that generate large amounts of heat loss, and at the same time snap-on components, such as contactors, circuit breakers, measuring transformers and the like, can be snapped onto the extruded profile according to the invention in a conventional manner using the one-piece snap-on means. This advantageously eliminates the need to keep separate support rails for these snap-on components and to assemble them.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die Einrastmittel des erfindungsgemäßen Strangpreßprofiles zwei gegenüber liegende Stege mit voneinander abweisenden Rastkanten und dahinter liegenden Einrastnuten auf. Elektrische Bauele-0 mente mit entsprechend gestaltetem Gehäuse können darauf bevorzugt über Haltenasen eingerastet werden, in dem diese die Rastkanten der Stege hintergreifen und in den dahinter liegenden Einrastnuten zu liegen kommen. Bevorzugt ist in diesem Fall die Gesamtanordnung aus den beiden Stegen mit den voneinander abweisenden Rastkanten und den dahinter liegenden Einrastnuten so ausgeführt, daß sich ein mit einer sogenannten "Hutschiene" vergleichbares Querschnittsprofil ergibt. Hierauf können elektrische Bauelemente in einfach aufgeschnappt werden, deren Gehäuse der Form von Tragschienen ent-0 sprechend der technischen Spezifikation EN 50022 gestaltetIn an advantageous embodiment, the locking means of the extruded profile according to the invention have two opposing webs with locking edges facing away from one another and locking grooves behind them. Electrical components with a correspondingly designed housing can preferably be locked onto them via retaining lugs in that these grip behind the locking edges of the webs and come to rest in the locking grooves behind them. In this case, the overall arrangement of the two webs with the locking edges facing away from one another and the locking grooves behind them is preferably designed in such a way that a cross-sectional profile comparable to a so-called "top hat rail" is produced. Electrical components can be easily snapped onto this, the housing of which is designed in the form of support rails in accordance with the technical specification EN 50022.
ist. Das erfindungsgemäße Strangpreßprofil erfüllt somit
zugleich die Funktion eines Haltemittels für z.B. schraub- bzw. klebbare elektrische Bauelemente, eines Haltemittels für
aufrastbare Bauelemente und eines Kühlkörpers für dieselben.
35The extruded profile according to the invention thus simultaneously fulfils the function of a holding means for, for example, screwable or adhesive electrical components, a holding means for snap-on components and a heat sink for the same.
35
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Bevorzugt weist die als Kühlkörper dienende Wärmeabstrahlungsseite des erfindungsgemäßen Strangpreßprofiles einteilig angeformte und reihenartig angeordnete Kühlrippen auf.Preferably, the heat radiation side of the extruded profile according to the invention, which serves as a heat sink, has cooling fins that are formed in one piece and arranged in rows.
Die Erfindung wird anhand der in den nachfolgend kurz angeführten Figuren dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Dabei zeigt The invention is explained further with reference to the preferred embodiments shown in the figures briefly below. Here,
FIG. 1 eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strangpreßprofiles, wobei zusätzlicheFIG. 1 shows a preferred embodiment of the extruded profile according to the invention, with additional
Längsstege zur Befestigung von Halteblechen zurLongitudinal webs for fastening retaining plates for
Sicherung des eingerasteten Bauelementes gegenSecuring the locked component against
Schockbeanspruchung vorgesehen sind, undshock loads, and
FIG. 2 die Aus führungs form der Erfindung gemäß Figur 1, wobei zusätzliche Klemmfedern als Sicherung gegen Schockbeanspruchung dienen.FIG. 2 shows the embodiment of the invention according to Figure 1, where additional clamping springs serve as protection against shock stress.
Bei dem in den Figuren 1,2 dargestellten, bevorzugten Aus-0 führungsbeispiel der Erfindung weist das Strangpreßprofil einen bevorzugt plattenförmigen Kern 1 auf. Die in der Darstellung der Figuren 1,2 oben liegende Seite 2 des Kernes ist als Wärmeabstrahlungsseite 2 gestaltet. Vorteilhaft sind dort reihenartig Kühlrippen 3 einteilig angeformt. Bei anderen, nicht dargestellten Ausführungen können auf der Wärmeabstrahlungsseite 2 auch andersartig gestaltete Kühlelemente angeformt sein.In the preferred embodiment of the invention shown in Figures 1, 2, the extruded profile has a preferably plate-shaped core 1. The side 2 of the core that is at the top in the illustration in Figures 1, 2 is designed as a heat radiation side 2. Cooling fins 3 are advantageously formed there in one piece in rows. In other, not shown embodiments, differently designed cooling elements can also be formed on the heat radiation side 2.
Bei dem in den Figuren 1,2 dargestellten Beispiel ist die der Wärmeabstrahlungsseite 2 des Kernes 1 des Strangpreßprofiles gegenüber liegende Seite 4 als Montageseite für elektrische Bauelemente gestaltet. Dabei kann z.B. ein annähernd ebenes Montagefeld 5 vorgesehen sein, auf dem bevorzugt elektrische Bauelemente montierbar sind, die viel Verlustwärme erzeugen.In the example shown in Figures 1, 2, the side 4 opposite the heat radiation side 2 of the core 1 of the extruded profile is designed as the mounting side for electrical components. For example, an almost flat mounting field 5 can be provided on which electrical components that generate a lot of waste heat can preferably be mounted.
Dies können z.B. Leistungshalbleiter sein. Deren Verlustwärme kann über den Kern 1 direkt an die Oberfläche der Abstrah-These can be power semiconductors, for example. Their waste heat can be transferred via the core 1 directly to the surface of the radiating
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lungsseite 2 des Strangpreßprofiles weitergeleitet und dort
in die Umgebung abgegeben werden. In den Figuren 1,2 ist beispielhaft ein blockförmiges, Verlustwärme erzeugendes
elektrisches Bauelement 6 symbolisch dargestellt.
5lation side 2 of the extruded profile and released into the environment. Figures 1 and 2 show a block-shaped electrical component 6 which generates waste heat.
5
Neben dem ebenen Montagefeld 5 liegend sind auf der Montageseite 4 Einrastmittel 7,8,9,10 einteilig angeformt. Hierüber ist ein beispielhaft dargestelltes elektrisches Bauelement 11, z.B. ein Schütz, auf einfache Weise auf das erfindungsgemäße Strangpreßprofil aufrastbar.Next to the flat mounting field 5, locking means 7, 8, 9, 10 are integrally formed on the mounting side 4. This allows an electrical component 11 shown as an example, e.g. a contactor, to be easily snapped onto the extruded profile according to the invention.
Bevorzugt weisen die Einrastmittel zwei gegenüber liegende, z.B. hakenförmige Stege 7,8 mit voneinander abweisenden Rastkanten auf. Hinter den Rastkanten entstehen somit voneinander abweisende Einrastnuten 9,10. Die Gesamtanordnung dieser Elemente weist ein Querschnittsprofil auf, welches bevorzugt dem einer sogenannten "Hutschiene" gemäß der technischen Spezifikation EN 50022 entspricht. Hierauf können eine Vielzahl von elektrischen Bauelementen, deren Gehäuseform entsprechend angepaßt ist, auf einfache Weise aufgeschnappt werden.The locking means preferably have two opposing, e.g. hook-shaped webs 7,8 with locking edges facing away from one another. Behind the locking edges, locking grooves 9,10 facing away from one another are thus created. The overall arrangement of these elements has a cross-sectional profile which preferably corresponds to that of a so-called "top hat rail" according to the technical specification EN 50022. A large number of electrical components, the housing shape of which is adapted accordingly, can be easily snapped onto this.
Das in den Figuren 1,2 beispielhaft dargestellte elektrische Bauelement 11 weist hierzu im Bodenbereich eine Aufnahmeöffnung 12 mit bevorzugt u-förmigem Querschnitt auf. In diese Aufnahmeöffnung ragt an der einen Flanke eine erste, bevorzugt feststehende Haltenase 14. Hiermit kann das Bauelement in die Einrastnut 9 hinter der Rastkante des Steges 7 eingehängt werden. Gegenüber liegend befindet sich eine zweite, bevorzugt gefederte Haltenase 15, welche an der anderen Flanke in die Aufnahmeöffnung 12 hineinragt. Hierüber kann das elektrische Bauelement 11 auf die Einrastmittel aufgeschnappt werden. Dabei kommt die zweite Haltenase 15 in der Einrastnut 10 hinter der Rastkante des Steges 8 zu liegen.The electrical component 11 shown as an example in Figures 1, 2 has a receiving opening 12 in the base area with a preferably U-shaped cross-section. A first, preferably fixed retaining lug 14 protrudes into this receiving opening on one side. This allows the component to be hooked into the locking groove 9 behind the locking edge of the web 7. Opposite there is a second, preferably spring-loaded retaining lug 15, which protrudes into the receiving opening 12 on the other side. The electrical component 11 can be snapped onto the locking means using this. The second retaining lug 15 comes to lie in the locking groove 10 behind the locking edge of the web 8.
Bei den in den Figuren 1,2 dargestellten Beispielen sind zusätzliche Herausfallsicherungen für das Bauelement 11 vorge-In the examples shown in Figures 1 and 2, additional fall-out protection is provided for the component 11.
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sehen. Diese dienen bevorzugt als Rüttelsicherungen, um eine sichere Lagerung des Bauelementes 11 auf den Einrastmitteln 7,8,9,10 auch bei dem Auftreten von stoßartigen Schockbelastungen sicherzustellen. Hierzu sind neben den Einrastmitteln Längsstege 16,17 vorhanden, welche in der gleichen Weise wie die Einrastmittel einteilig auf der Montageseite 4 an den Kern 1 des Strangpreßprofiles angeformt sind.These preferably serve as vibration protection to ensure that the component 11 is securely mounted on the locking means 7,8,9,10 even when sudden shock loads occur. For this purpose, in addition to the locking means, longitudinal webs 16,17 are provided, which are formed in one piece on the assembly side 4 onto the core 1 of the extruded profile in the same way as the locking means.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Längsstege 16,17 vorteilhaft zusätzliche Längsschlitze 18,19 auf, in die sogenannte selbstfurchende Schrauben 20,21, auch Schneidschrauben genannt, eingedreht werden können. Hierauf können Halteelement montiert werden, die auf das aufrastbare Bauelement einwirken. Im Beispiel der Figur 1 sind hierzu Haltebleche 22,23 angebracht, die das einrastbare Bauelement 11. durch Eingriff auf z.B. speziell vorgesehene Haltebacken 24,25 absichern. Dieses kann somit auch bei Auftreten von schockartigen Stößen nicht aus den Einrastmitteln 7,8,9,10 herausrutschen.In the embodiment shown in Figure 1, the longitudinal webs 16, 17 advantageously have additional longitudinal slots 18, 19 into which so-called self-tapping screws 20, 21, also called cutting screws, can be screwed. Retaining elements can be mounted on these, which act on the snap-on component. In the example in Figure 1, retaining plates 22, 23 are attached for this purpose, which secure the snap-on component 11 by engaging, for example, specially provided retaining jaws 24, 25. This means that even if shock-like impacts occur, the component cannot slip out of the snap-on means 7, 8, 9, 10.
Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind am Kopfende der Längsstege 16,17 Klemmfedern 26,27 angebracht. Auch diese wirken bei aufgeschnapptem Bauelement auf bevorzugt vorhandene Haltebacken 24,25 derart ein, daß beim Auftreten von schockartigen Stoßen ein Herausrutschen der Haltenasen 14,15 des Bauelementes 11 aus den Einrastnuten 9,10 der Einrastmittel mit Sicherheit ausgeschlossen ist.In the embodiment shown in Figure 2, clamping springs 26, 27 are attached to the head end of the longitudinal webs 16, 17. When the component is snapped on, these also act on the preferably existing holding jaws 24, 25 in such a way that if shock-like impacts occur, the holding lugs 14, 15 of the component 11 cannot slip out of the locking grooves 9, 10 of the locking means.
Claims (7)
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