EP2648283A1 - Polverbinder zum elektrisch leitenden Verbinden von zwei nebeneinander liegenden Schalterpolen eines mehrpoligen Niederspannungsschalters - Google Patents

Polverbinder zum elektrisch leitenden Verbinden von zwei nebeneinander liegenden Schalterpolen eines mehrpoligen Niederspannungsschalters Download PDF

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EP2648283A1
EP2648283A1 EP12163375.4A EP12163375A EP2648283A1 EP 2648283 A1 EP2648283 A1 EP 2648283A1 EP 12163375 A EP12163375 A EP 12163375A EP 2648283 A1 EP2648283 A1 EP 2648283A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plate
pole connector
heat sink
connector according
electrically insulating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12163375.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Harm de Roo
Siegfried Mayer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Schweiz AG
Original Assignee
ABB Schweiz AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Schweiz AG filed Critical ABB Schweiz AG
Priority to EP12163375.4A priority Critical patent/EP2648283A1/de
Publication of EP2648283A1 publication Critical patent/EP2648283A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R9/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, e.g. terminal strips or terminal blocks; Terminals or binding posts mounted upon a base or in a case; Bases therefor
    • H01R9/22—Bases, e.g. strip, block, panel
    • H01R9/24—Terminal blocks
    • H01R9/26—Clip-on terminal blocks for side-by-side rail- or strip-mounting
    • H01R9/2675—Electrical interconnections between two blocks, e.g. by means of busbars
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/08—Terminals; Connections
    • H01H71/082—Connections between juxtaposed circuit breakers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/1045—Multiple circuits-breaker, e.g. for the purpose of dividing current or potential drop
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/52—Cooling of switch parts

Definitions

  • the present invention relates to a pole connector for electrically connecting two adjacent switch poles of a multi-pole low-voltage switch according to the preamble of claim 1.
  • a pole connector serves to bridge two adjacently arranged switch poles of a generally designed as a circuit breaker multi-pole low-voltage switch and generally includes a U-shaped current conductor, the legs of the U forming the two ends are each formed as a power connection.
  • such a pole connector can connect the two switch poles in series, so that a rated voltage that is twice as high as the low-voltage switch can be achieved.
  • the rated voltage can be multiplied according to the number of used switch poles compared to the low-voltage switch.
  • the pole connector can also switch the two switch poles in parallel.
  • the pole connector then also has a third power connection, which can be connected optionally to a power source or to a load.
  • the rated current can be multiplied according to the number of used switch poles compared to the low-voltage switch.
  • a pole connector of the type mentioned is described in EP 1 267 375 A1 ,
  • This pole connector serves for the parallel connection of the switch poles of a three-pole low-voltage switch and accordingly contains a comb-structure current conductor arrangement with four electrically connected electrical connections, of which three each with one of the three switch poles and a fourth electrically conductively connected to a power source or a consumer.
  • two adjacent switch poles are electrically conductively connected to one another by a current conductor of the current conductor arrangement of the pole connector having a U-shape.
  • This current conductor has two current terminals forming the legs of the U for connecting the two adjacent switch poles and a current-conducting plate bridging these two current terminals.
  • the invention has for its object to provide a pole connector of the type mentioned above, which is characterized by simple construction and small footprint and which allows the dissipation of heat loss from the switch with protection against contact, simple means ,
  • the pole connector according to the invention serves for the electrically conductive connection of two juxtaposed switch poles of a multi-pole low-voltage switch and contains at least one U-shaped current conductor.
  • the two legs of the U-forming ends of the conductor are each designed as a power connection and are bridged by a current-conducting plate.
  • a first metal heat sink is placed, which is thermally conductive and electrically insulating connected to the plate.
  • This pole connector is characterized by simple construction and small footprint and allows the dissipation of heat loss from the switch with simple and the contact protection of the Polverbinders ensuring means. It is thus an overheating of the switch, in particular its terminals, avoided.
  • the thermally conductive and electrically insulating connection of the plate and the first heat sink is designed as a thermally conductive and electrically insulating adhesive bond. Due to its physical properties, this adhesive bond not only fixes the first heat sink on the current-conducting plate, but at the same time electrically isolates the first heat sink from the current-conducting plate and also ensures good heat transfer from the plate to the first heat sink. Furthermore, as additional fasteners, such as screws or rivets, avoided and eliminates the otherwise required contact protection.
  • the adhesive bond comprises a film of a thermally conductive and electrically insulating material and two adhesive layers, one of which connects the plate with the film and the other the heat sink with the film.
  • the film may contain a thermally conductive and electrically insulating metal oxide, in particular aluminum oxide.
  • such an adhesive bond with a suitable choice of film thickness on a good dielectric strength, whereby an electrical flashover of the adjacent switch poles is prevented against each other.
  • a particularly effective cooling of the pole connector can be achieved in that on the second side of the plate, a second metal heat sink is seated, which is thermally conductive and electrically insulating connected to the plate.
  • the thermally conductive and electrically insulating connection of conductor and second heat sink may also be formed as an adhesive bond and may comprise a second film of a thermally conductive and electrically insulating material and two adhesive layers, one of which the plate with the second film and the other connects the second heat sink with the second film. Due to their physical properties, the two adhesive bonds fix the first and the second heat sink to the current-conducting plate.
  • the first and the second foil as well as the first and the second heat sink may project beyond the edge of the plate.
  • the conductor of a flat, U-shape having base body made of silver-plated copper may be formed.
  • a particularly effective protection against the generally unavoidable outgassing can be achieved with a plastic molding having a perpendicular to the base wall aligned, wherein the wall is supported on a portion of the edge of the plate and having two openings, through each one of two power connections is performed.
  • the plastic molded part can have two snap arms held on the wall, which extend in a mounting plane determined by the base body and engage behind the two heat sinks and the plate in the area of mounting plane.
  • At least two parallel to the mounting plane extending hold-down are integrated, one of which is located above or below the mounting plane and of which the first is supported on the first heat sink and the second on the second heat sink.
  • At least the first or the second heat sink may comprise perpendicular to the mounting plane and perpendicular to the wall, spaced by interstices of spaced cooling fins and at least the first or the second hold-down may have a perpendicular to the mounting plane and perpendicular to the wall-oriented holding plate in one of Interspaces protrudes and supported on a base of the heat sink holding the fins.
  • the defined by the adhesive bond tight fit of the at least one heat sink can be secured without additional space.
  • a thickening may be formed in the end remote from the wall of the holding plate.
  • FIGS. 1 to 3 like reference numbers refer to equivalent parts.
  • a pole connector for a built-in a low-voltage distribution multi-pole circuit breaker is shown.
  • This pole connector includes a conductor 10, according to Figure 3 is designed as a flat, U-shape-containing body made of silver-plated copper.
  • the two legs of the U are each formed as one of two power terminals 11, 12 of the Polverbinders.
  • a current-conducting plate 13 of the base body 10 bridges the two power connections 11, 12.
  • the main body determines a Assembly level E. This mounting level is off Figure 3 visible and coincides in this figure with the plane of the drawing.
  • heatsink 20 placed on the thermally conductive and electrically insulating with the plate 13 is connected.
  • the thermally conductive and electrically insulating connection of plate 13 and heat sink 20 is designed as an adhesive bond 30. It contains a film 31 made of a thermally conductive and electrically insulating material, in particular based on metal oxide, such as aluminum oxide, and two, the two sides of the film 31 covering, not designated adhesive layers of a temperature-resistant adhesive, such as based on acrylate or epoxy , One of the two adhesive layers connects the plate 13 with the film 31 and the other the heat sink 20 with the film 31st
  • the adhesive bond 50 also contains a film 51 made of a thermally conductive and electrically insulating material, and two adhesive layers comprising a temperature-resistant adhesive covering the two sides of the film 51.
  • One of the two adhesive layers connects the plate 13 with this film 51 and the other the heat sink 40 with the film 51.
  • the two sheets 31 and 51 and the two heat sinks 20 and 40 protrude over a located on the front side of the Polverbinders portion of the edge 14 of the plate 13.
  • the pole connector further includes a fixed to the base body 10, the securing of the position of the two heat sink 20, 40 serving on the base body molding 60 made of a temperature-resistant, electrically insulating plastic. From the Figures 1 and 2 it can be seen that the plastic molded part 60 has a perpendicular to the base body 10 oriented wall 61. The wall 61 is disposed on a portion of the housing between the two power terminals 11, 12 Edge 14 of the plate 13 is supported and includes two openings 62, 62 ', through which one of the two power connections 11, 12 is guided.
  • the plastic molded part 60 has two snap arms 63, 63 'held on the wall 61, which extend in the mounting plane E determined by the base body 10 and the two heat sinks 20, 40 with hooks 631 and the plate 13 in the region of the mounting plane with hooks 632 behind (in the FIGS. 1 and 3 indicated only for the Schnapparm 63).
  • extended hold-64 are integrated, two of which are arranged above the mounting plane and one is arranged below the mounting plane.
  • the two upper hold-down 64 are supported with biasing force on the heat sink 20, whereas the lower hold-down 64 with biasing force on the heat sink 40th
  • the two heat sinks 20 and 40 have perpendicular to the mounting plane E and perpendicular to the wall 61 aligned, held by gaps 22 and 42 from each other at a distance cooling fins 21 and 41, respectively.
  • the two upper hold-downs 64 are guided by the wall 61 in two of the intermediate spaces 22, whereas the lower hold-down 64 is guided in one of the intermediate spaces 42.
  • the hold-down 64 each have a perpendicular to the mounting plane E and perpendicular to the wall 61 aligned holding plate 641, which in the associated space 22, respectively. 42 protrudes and on a holding the cooling fins base 23, respectively. 43 of the associated heat sink 20 resp.40 is supported. In the end facing away from the wall 61 of the holding plate 641, a thickening 642 is formed.
  • the in the FIGS. 1 to 3 shown pole connector is used in a series connection of two adjacent switch poles of the circuit breaker.
  • An electrically conductive connection of these two switch poles is achieved by inserting the two power connections 11, 12 in two terminals, one of which is integrated in each one of the two switch poles. From the terminal of a first of the two switch poles an operating current of the circuit breaker is then guided via the main body 10 of the pole connector to the terminal of the second switch pole.
  • An unacceptably high Heating of the switch poles and the base plate 10 by electrical losses in the current path is achieved by the thermally conductive seated on the body heat sink 20 and 40.
  • the good dielectric properties of the adhesive bonds 30, 50 prevent undesirable flashover between the interconnected switch poles.
  • the switch poles can therefore be arranged closely adjacent. By large cross-sections and optimized volumes of the two heat sink 20, 40 can be prevented when carrying large operating currents overheating of the switch poles resp.der terminals.
  • the circuit breaker can be plugged into a socket when installed in the low-voltage distributor. Therefore, the length of the cooling fins 41 of the lower heat sink 40 is limited. To achieve a given cooling performance, then - as from the Figures 1 and 2 it can be seen - the cooling fins 21 of the upper heat sink 20 is formed extended.
  • the plastic molded part 60 comprises the base body 10 and the two heat sinks 20, 40 with a biasing force determined by the spring force of the two snap arms 63, 63 'and thus prevents the heat sinks 20, 40 from slipping on the sides even if the adhesive bonds 30, 50 are excessively sheared Base 10.
  • the holding plate 641 allows the transmission of a large biasing force from the wall 61 to the base 23, respectively. 43 of the heat sink 20, respectively. 40.
  • the heat sinks 20 and 40 therefore transmit a contact pressure on the adhesive bonds 30 and 50, thereby increasing their shear strength.
  • the thickening 642 increases the mechanical strength of the holding plate 641 and limits the lateral displacement of the holding plate in the intermediate space 22, respectively. 42nd
  • the seated on the edge 14 wall 61 shields the pole connector against hot gases that can escape when switching a short-circuit current from the switch poles. Since on the side facing away from the wall 61 front of the Polverbinders the two films 31 and 51 and the two heatsinks 20 and 40 protrude beyond the edge 14 of the plate 13, and since the thickness of the base body 10, respectively. the plate 13 is generally in the millimeter range, the front of the Polverbinders is also formed on the edge 14 protected from contact.
  • the pole connector according to the invention can also be used for the parallel connection of two or more switch poles of the low-voltage circuit breaker.
  • An embodiment of the pole connector which can be used for this purpose contains a current conductor section attached to the front edge 14, which can be connected to a load or a current source, depending on the arrangement of the pole connector.
  • the body In order to enable a parallel connection of at least three switch poles, the body then comb structure and then contains in addition to the attached to the edge of the plate conductor section and the two legs of the U forming power terminals 11, 12 at least one parallel to the power terminals 11, 12 aligned third electricity.

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

Der Polverbinder dient dem elektrisch leitenden Verbinden von zwei nebeneinander liegenden Schalterpolen eines mehrpoligen Niederspannungsschalters und enthält mindestens einen U-Form aufweisenden Stromleiter (10). Die beiden die Schenkel des U bildende Enden des Stromleiters (10) sind jeweils als Stromanschluss (11, 12) ausgeführt und sind durch eine stromleitende Platte (13) überbrückt. Zumindest auf einer ersten der beiden Seiten der Platte (13) ist ein erster metallener Kühlkörper (20, 40) aufgesetzt, der thermisch leitend und elektrisch isolierend mit der Platte (13) verbunden ist. Der Polverbinder zeichnet sich durch einfachen Aufbau und geringen Platzbedarf aus und ermöglicht die Abfuhr von Verlustwärme aus dem Schalter mit den Berührungsschutz des Polverbinders sicherstellenden, einfachen Mitteln.

Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Polverbinder zum elektrisch leitenden Verbinden von zwei nebeneinander liegenden Schalterpolen eines mehrpoligen Niederspannungsschalters nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ein solcher Polverbinder dient dem Überbrücken zweier benachbart angeordneter Schalterpole eines im allgemeinen als Schutzschalter ausgebildeten mehrpoligen Niederspannungsschalters und enthält im allgemeinen einen U-Form aufweisenden Stromleiter, dessen die Schenkel des U bildenden beiden Enden jeweils als Stromanschluss ausgebildet sind.
  • Zur Erhöhung der Bemessungsspannung des Niederspannungsschalters kann ein solcher Polverbinder die beiden Schalterpole in Reihe schalten, so dass eine gegenüber dem Niederspannungsschalter verdoppelte Bemessungsspannung erreicht werden kann. Durch den Einsatz von mehr als einem Polverbinder kann die Bemessungsspannung entsprechend der Anzahl verwendeter Schalterpole gegenüber dem Niederspannungsschalter vervielfacht werden.
  • Zur Erhöhung des Bemessungsstroms des Niederspannungsschalters kann der Polverbinder die beiden Schalterpole auch parallel schalten. Im Unterschied zum Polverbinder bei der Reihenschaltung weist der Polverbinder dann auch einen dritten Stromanschluss auf, der wahlweise mit einer Stromquelle oder einem Verbraucher verbindbar ist. Durch den Einsatz von mehr als einem Polverbinder kann der Bemessungsstrom entsprechend der Anzahl verwendeter Schalterpole gegenüber dem Niederspannungsschalter vervielfacht werden.
    • STAND DER TECHNIK
  • Ein Polverbinder der eingangs genannten Art ist beschrieben in EP 1 267 375 A1 . Diese Polverbinder dient der Parallelschaltung der Schalterpole eines dreipoligen Niederspannungsschalters und enthält dementsprechend eine Kammstruktur aufweisende Stromleiteranordnung mit vier elektrisch leitend miteinander verbundenen Stromanschlüssen, von denen drei jeweils mit je einem der drei Schalterpole und ein vierter mit einer Stromquelle oder einem Verbraucher elektrisch leitend verbindbar ist. Ersichtlich sind zwei nebeneinander liegende Schalterpole durch einen U-Form aufweisenden Stromleiter der Stromleiteranordnung des Polverbinders elektrisch leitend miteinander verbunden. Dieser Stromleiter weist zwei die Schenkel des U bildende Stromanschlüsse zum Anschliessen der beiden nebeneinander liegenden Schalterpole sowie eine diese beiden Stromanschlüsse überbrückende, stromleitende Platte auf.
    • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen angegeben ist, liegt die Aufgabe zugrunde, einen Polverbinder der eingangs genannten Art zu schaffen, der sich durch einfachen Aufbau und geringen Platzbedarf auszeichnet und der die Abfuhr von Verlustwärme aus dem Schalter mit Berührungsschutz sicherstellenden, einfachen Mitteln ermöglicht.
  • Der Polverbinder nach der Erfindung dient dem elektrisch leitenden Verbinden von zwei nebeneinander liegenden Schalterpolen eines mehrpoligen Niederspannungsschalters und enthält mindestens einen U-Form aufweisenden Stromleiter. Die beiden die Schenkel des U bildenden Enden des Stromleiters sind jeweils als Stromanschluss ausgeführt und sind durch eine stromleitende Platte überbrückt. Zumindest auf einer ersten der beiden Seiten der Platte ist ein erster metallener Kühlkörper aufgesetzt, der thermisch leitend und elektrisch isolierend mit der Platte verbunden ist.
  • Dieser Polverbinder zeichnet sich durch einfachen Aufbau und geringen Platzbedarf aus und ermöglicht die Abfuhr von Verlustwärme aus dem Schalter mit einfachen und den Berührungsschutz des Polverbinders sicherstellenden Mitteln. Es wird so eine Überhitzung des Schalters, insbesondere seiner Anschlussklemmen, vermieden.
  • In fertigungstechnisch vorteilhafter Weise ist die thermisch leitende und elektrisch isolierende Verbindung von Platte und erstem Kühlkörper als thermisch leitende und elektrisch isolierende Klebverbindung ausgebildet. Aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften setzt diese Klebverbindung nicht nur den ersten Kühlkörper auf der stromleitenden Platte fest, sondern isoliert zugleich den ersten Kühlkörper elektrisch gegenüber der stromleitenden Platte und stellt zudem einen guten Wärmeübergang von der Platte auf den ersten Kühlkörper sicher. Ferner werden so zusätzliche Verbindungsmittel, wie Schrauben oder Nieten, vermieden und entfällt ein sonst erforderlicher Berührungsschutz.
  • Mit Vorteil weist die Klebverbindung eine Folie aus einem thermisch leitenden und elektrisch isolierenden Material auf sowie zwei Klebschichten, von denen die eine die Platte mit der Folie und die andere den Kühlkörper mit der Folie verbindet. Die Folie kann ein thermisch leitendes und elektrisch isolierendes Metalloxid, wie insbesondere Aluminiumoxid, enthalten. Zudem weist eine solche Klebverbindung bei geeigneter Wahl der Foliendicke eine gute Durchschlagsfestigkeit auf, wodurch ein elektrischer Überschlag der benachbarten Schalterpole gegeneinander verhindert wird.
  • Eine besonders effektive Kühlung des Polverbinders kann dadurch erreicht werden, dass auf der zweiten Seite der Platte ein zweiter metallener Kühlkörper aufsitzt , der thermisch leitend und elektrisch isolierend mit der Platte verbunden ist. Die thermisch leitende und elektrisch isolierende Verbindung von Stromleiter und zweitem Kühlkörper kann ebenfalls als Klebverbindung ausgebildet sein und kann eine zweite Folie aus einem thermisch leitenden und elektrisch isolierenden Material aufweisen sowie zwei Klebschichten, von denen die eine die Platte mit der zweiten Folie und die andere den zweiten Kühlkörper mit der zweiten Folie verbindet. Die beiden Klebverbindungen setzen aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften den ersten und den zweiten Kühlkörper auf der stromleitenden Platte fest. Aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften isolieren sie zugleich die beiden Kühlkörper elektrisch gegeneinander und gegenüber der stromleitenden Platte und stellen zudem einen guten Wärmeübergang von dieser Platte auf die beiden Kühlkörper sicher. Um das dielektrische Verhalten und den Berührungsschutz dieser Ausführungsform des Polverbinders zu verbessern, können die erste und die zweite Folie sowie der erste und der zweite Kühlkörper über den Rand der Platte ragen.
  • Um einen besonders kompakten Aufbau des Polverbinders zu erreichen, kann der der Stromleiter von einem flachen, U-Form aufweisenden Grundkörper aus versilbertem Kupfer gebildet sein.
  • Am Grundkörper kann ein der Sicherung der Lage der beiden Kühlkörper am Grundkörper dienendes Kunststoffformteil befestigt sein. Dieses Kunststofformteil stellt zum einen mechanisch den Sitz der Kühlkörper auf dem Grundkörper sicher und schirmt zum anderen den Polverbinder gegen die beim Schalten eines Kurzschlussstroms auftretenden Ausgasungen des Schalters ab.
  • Ein besonders wirksamer Schutz gegen die im allgemeinen nicht zu vermeidenden Ausgasungen kann mit einem Kunststoffformteil erreicht werden, das eine senkrecht zum Grundkörper ausgerichtete Wand aufweist, wobei die Wand auf einem Abschnitt des Randes der Platte abgestützt ist und zwei Öffnungen aufweist, durch die jeweils einer der beiden Stromanschlüsse geführt ist.
  • In einer fertigungstechnisch leicht zu realisierenden Ausführungsform kann das Kunststoffformteil zwei an der Wand gehaltene Schnapparme aufweisen, welche sich in einer durch den Grundkörper bestimmten Montageebene erstrecken und die beiden Kühlkörper und die Platte im Bereich Montageebene hintergreifen.
  • In die Wand können mindestens zwei parallel zur Montageebene erstreckte Niederhalter integriert sind, von denen jeweils einer oberhalb oder unterhalb der Montageebene angeordnet ist und von denen der erste auf dem ersten Kühlkörper und der zweite auf dem zweiten Kühlkörper abgestützt ist. Mindestens der erste oder der zweite Kühlkörper können senkrecht zur Montageebene und senkrecht zur Wand ausgerichtete, durch Zwischenräume voneinander mit Abstand gehaltene Kühlrippen enthalten und mindestens der erste oder der zweite Niederhalter kann eine senkrecht zur Montageebene und senkrecht zur Wand ausgerichtete Halteplatte aufweisen, die in einen der Zwischenräume hineinragt und auf einer die Kühlrippen haltenden Basis des Kühlkörpers abgestützt ist. Der durch die Klebverbindung definierte feste Sitz des mindestens einen Kühlkörper kann so ohne zusätzlichen Platzbedarf gesichert werden. Um die mechanische Festigkeit und Lagestabilität des Niederhalters zu erhöhen, kann in das von der Wand abgewandte Ende der Halteplatte eine Verdickung eingeformt sein.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Anhand von Zeichnungen wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Hierbei zeigt:
    • Fig.1
    eine vorwiegend auf eine Frontseite geführte Ansicht eines isometrisch dargestellten Polverbinders nach der Erfindung, der zur Reihenschaltung zweier Schalterpole eines Niederspannungsschutzschalters verwendbar ist,
    Fig.2
    eine vorwiegend auf eine Rückseite geführte Ansicht des Polverbinders nach Fig.1, und
    Fig.3
    eine Draufsicht auf den Polverbinder gemäss Fig.1 nach dem Entfernen eines auf einem Grundkörper sitzenden Kühlkörpers, einer den Kühlkörper am Grundkörper festsetzenden Klebverbindung und eines Abschnitts eines Kunststoffformteils.
    WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • In den Figuren 1 bis 3 beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleichwirkende Teile. In den Figuren ist ein Polverbinder für einen in einen Niederspannungsverteiler einbaubaren mehrpoligen Schutzschalter dargestellt. Dieser Polverbinder enthält einen Stromleiter 10, der gemäss Fig.3 als flacher, U-Form aufweisender Grundkörper aus versilbertem Kupfer ausgeführt ist. Die beiden Schenkel des U sind jeweils als einer von zwei Stromanschlüssen 11, 12 des Polverbinders ausgebildet. Eine stromleitende Platte 13 des Grundkörpers 10 überbrückt die beiden Stromanschlüsse 11, 12. Der Grundkörper bestimmt eine Montageebene E. Diese Montageebene ist aus Fig.3 ersichtlich und fällt in dieser Figur mit der Zeichnungsebene zusammen.
  • Auf der nach oben weisenden Seite der Platte 13 ist ein aus den Figuren 1 und 2 ersichtlicher metallener, typischerweise aus Stahl oder Aluminium gefertigter, Kühlkörper 20 aufgesetzt, der thermisch leitend und elektrisch isolierend mit der Platte 13 verbunden ist. Die thermisch leitende und elektrisch isolierende Verbindung von Platte 13 und Kühlkörper 20 ist als Klebverbindung 30 ausgebildet. Sie enthält eine Folie 31 aus einem thermisch leitenden und elektrisch isolierenden Material, insbesondere auf der Basis von Metalloxid, wie typischerweise Aluminiumoxid, sowie zwei die beiden Seiten der Folie 31 abdeckende, nicht bezeichnete Klebschichten aus einem temperaturbeständigen Klebstoff, etwa auf der Basis Acrylat oder Epoxid. Die eine der beiden Klebschichten verbindet die Platte 13 mit der Folie 31 und die andere den Kühlkörper 20 mit der Folie 31.
  • Auf der Unterseite der Platte sitzt ein thermisch leitend und elektrisch isolierend mit der Platte verbundener Kühlkörper 40 auf, der analog dem Kühlkörper 20 ausgebildet ist und über eine thermisch leitende und elektrisch isolierende Klebverbindung 50 mit dem stromleitenden Grundkörper 10 verbunden ist. Analog der Klebverbindung 30 enthält auch die Klebverbindung 50 eine Folie 51 aus einem thermisch leitenden und elektrisch isolierenden Material sowie zwei die beiden Seiten der Folie 51 abdeckende Klebschichten aus einem temperaturbeständigen Klebstoff. Die eine der beiden Klebschichten verbindet die Platte 13 mit dieser Folie 51 und die andere den Kühlkörper 40 mit der Folie 51. Wie aus den Figuren 1 und 3 ersichtlich ist, stehen die beiden Folien 31 und 51 sowie die beiden Kühlkörper 20 und 40 über einen an der Frontseite des Polverbinders gelegenen Abschnitt des Rands 14 der Platte 13 hervor.
  • Der Polverbinder enthält ferner ein am Grundkörper 10 befestigtes, der Sicherung der Lage der beiden Kühlkörper 20, 40 am Grundkörper dienendes Formteil 60 aus einem temperaturbeständigen, elektrisch isolierenden Kunststoff. Aus den Figuren 1 und 2 ist ersichtlich, dass das Kunststoffformteil 60 eine senkrecht zum Grundkörper 10 ausgerichtete Wand 61 aufweist. Die Wand 61 ist auf einem zwischen den beiden Stromanschlüssen 11, 12 angeordneten Abschnitt des Randes 14 der Platte 13 abgestützt und enthält zwei Öffnungen 62, 62', durch die jeweils einer der beiden Stromanschlüsse 11, 12 geführt ist. Ferner weist das Kunststoffformteil 60 zwei an der Wand 61 gehaltene Schnapparme 63, 63' auf, welche sich in der durch den Grundkörper 10 bestimmten Montageebene E erstrecken und die beiden Kühlkörper 20, 40 mit Haken 631 und die Platte 13 im Bereich der Montageebene mit Haken 632 hintergreifen (in den Figuren 1 und 3 nur für den Schnapparm 63 angegeben).
  • In die Wand 61 sind ferner drei parallel zur Montageebene E erstreckte Niederhalter 64 integriert, von denen zwei oberhalb der Montageebene angeordnet sind und einer unterhalb der Montageebene angeordnet ist. Die beiden oberen Niederhalter 64 sind mit Vorspannkraft auf dem Kühlkörper 20 abgestützt, hingegen der untere Niederhalter 64 mit Vorspannkraft auf dem Kühlkörper 40.
  • Die beiden Kühlkörper 20 bzw. 40 weisen senkrecht zur Montageebene E und senkrecht zur Wand 61 ausgerichtete, durch Zwischenräume 22 bzw. 42 voneinander mit Abstand gehaltene Kühlrippen 21 bzw. 41 auf. Die beiden oberen Niederhalter 64 sind von der Wand 61 in zwei der Zwischenräume 22 geführt, wohingegen der untere Niederhalter 64 in einen der Zwischenräume 42 geführt ist. Die Niederhalter 64 weisen jeweils eine senkrecht zur Montageebene E und senkrecht zur Wand 61 ausgerichtete Halteplatte 641 auf, die in den zugeordneten Zwischenraum 22 resp. 42 hineinragt und auf einer die Kühlrippen haltenden Basis 23 resp. 43 des zugeordneten Kühlkörpers 20 resp.40 abgestützt ist. In das von der Wand 61 abgewandte Ende der Halteplatte 641 ist eine Verdickung 642 eingeformt.
  • Der in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Polverbinder kommt in einer Reihenschaltung zweier benachbarter Schalterpole des Schutzschalters zum Einsatz. Eine elektrisch leitende Verbindung dieser beiden Schalterpole wird durch Einstecken der beiden Stromanschlüsse 11, 12 in zwei Anschlussklemmen erreicht, von denen jeweils eine in je einen der beiden Schalterpole integriert ist. Von der Anschlussklemme eines ersten der beiden Schalterpole wird dann ein Betriebsstrom des Schutzschalters über den Grundkörper 10 des Polverbinders an die Anschlussklemme des zweiten Schalterpols geführt. Eine unzulässig hohe Erwärmung der Schalterpole und der Grundplatte 10 durch elektrische Verluste im Strompfad wird durch die thermisch leitend auf dem Grundkörper aufsitzenden Kühlkörper 20 und 40 erreicht. Da diese beiden Kühlkörper jeweils über eine thermisch leitfähige und elektrisch isolierende Klebverbindung 30, 50 fest miteinander verbunden sind, sind die beiden metallenen Kühlkörper 20, 40 voneinander und gegenüber dem Grundkörper 10 elektrisch isoliert. Daher ist dieser Polverbinder berührungsgeschützt ausgebildet und benötigt kein zusätzliches einen Berührungsschutz sicherstellendes Gehäuse. Zugleich sind weitere Verbindungsmittel, wie Nieten oder Schrauben, entbehrlich.
  • Die guten dielektrischen Eigenschaften der Klebverbindungen 30, 50 verhindern einen unerwünschten Überschlag zwischen den miteinander verbundenen Schalterpolen. Die Schalterpole können daher eng benachbart angeordnet sein. Durch grosse Querschnitte und optimierte Volumina der beiden Kühlkörper 20, 40 kann beim Führen grosser Betriebsströme eine Überhitzung der Schalterpole resp.der Anschlussklemmen verhindert werden.
  • Im allgemeinen kann der Schutzschalter beim Einbau in den Niederspannungsverteiler auf einen Stecksockel aufgesteckt werden. Daher ist die Länge der Kühlrippen 41 des unteren Kühlkörpers 40 begrenzt. Um eine vorgegebene Kühlleistung zu erreichen, sind dann - wie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich ist - die Kühlrippen 21 des oberen Kühlkörpers 20 verlängert ausgebildet.
  • Das Kunststoffformteil 60 umfasst den Grundkörper 10 und die beiden Kühlkörper 20, 40 mit einer durch die Federkraft der beiden Schnapparme 63, 63' bestimmten Vorspannkraft und verhindert so auch bei einer übermässigen Scherbelastung der Klebverbindungen 30, 50 ein Verrutschen der Kühlkörper 20, 40 auf dem Grundkörper 10. Die Halteplatte 641 ermöglicht die Übertragung einer grossen Vorspannkraft von der Wand 61 auf die Basis 23 resp. 43 des Kühlkörpers 20 resp. 40. Die Kühlkörper 20 und 40 übertragen daher einen Kontaktdruck auf die Klebverbindungen 30 und 50 und erhöhen so deren Scherfestigkeit. Die Verdickung 642 erhöht die mechanische Festigkeit der Halteplatte 641 und begrenzt die seitliche Verschiebung der Halteplatte im Zwischenraum 22 resp. 42.
  • Die auf dem Rand 14 aufsitzende Wand 61 schirmt den Polverbinder gegen heisse Gase ab, die beim Schalten eines Kurzschlussstroms aus dem Schalterpolen austreten können. Da auf der von der Wand 61 abgewandten Frontseite des Polverbinders die beiden Folien 31 und 51 sowie die beiden Kühlkörper 20 und 40 über den Rand 14 der Platte 13 hervorstehen, und da die Dicke des Grundkörpers 10 resp. der Platte 13 im allgemeinen im Millimeterbereich liegt, ist die Frontseite des Polverbinders auch am Rand 14 berührungsgeschützt ausgebildet.
  • Der Polverbinder nach der Erfindung kann auch zum Parallelschalten von zwei oder mehr Schalterpolen des Niederspannungsschutzschalters eingesetzt werden Eine dafür einsetzbare Ausführungsform des Polverbinders enthält einen an den frontseitigen Rand 14 angesetzten Stromleiterabschnitt, der je nach Anordnung des Polverbinders mit einem Verbraucher oder einer Stromquelle verbindbar ist. Um ein Parallelzuschalten von mindestens drei Schalterpolen zu ermöglichen, weist der Grundkörper dann Kammstruktur auf und enthält dann neben dem am Rand der Platte angebrachten Stromleiterabschnitt und den beiden die Schenkel des U bildenden Stromanschlüssen 11, 12 mindestens einen parallel zu den Stromanschlüssen 11, 12 ausgerichteten dritten Stromanschluss.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 10
    Grundkörper, Stromleiter
    11, 12
    Stomanschlüsse
    13
    stromleitende Platte
    14
    Rand der Platte 13
    20
    Kühlkörper
    21
    Kühlrippen
    22
    Zwischenraum
    23
    Basis des Kühlkörpers 20
    30
    Klebverbindung
    31
    Folie
    40
    Kühlkörper
    41
    Kühlrippen
    42
    Zwischenraum
    43
    Basis des Kühlkörpers 40
    50
    Klebverbindung
    51
    Folie
    60
    Kunststoffformteil
    61
    Wand
    62, 62'
    Öffnungen
    63, 63'
    Schnapparme
    631, 632
    Haken
    64
    Niederhalter
    641
    Halteplatte
    642
    Verdickung
    E
    Montageebene

Claims (13)

  1. Polverbinder zum elektrisch leitenden Verbinden von zwei nebeneinander liegenden Schalterpolen eines mehrpoligen Niederspannungsschalters mit mindestens einem U-Form aufweisenden Stromleiter (10), dessen die Schenkel des U bildenden beiden Enden jeweils als Stromanschluss (11, 12) ausgeführt sind, und der eine die beiden Stromanschlüsse überbrückende, stromleitende Platte (13) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass auf mindestens einer ersten der beiden Seiten der Platte (13) ein erster metallener Kühlkörper (20, 40) aufgesetzt ist, der thermisch leitend und elektrisch isolierend mit der Platte verbunden ist.
  2. Polverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die thermisch leitende und elektrisch isolierende Verbindung von Platte und erstem Kühlkörper als thermisch leitende und elektrisch isolierende Klebverbindung (30, 50) ausgebildet ist.
  3. Polverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebverbindung eine Folie (31, 51) aus einem thermisch leitenden und elektrisch isolierenden Material aufweist sowie zwei Klebschichten, von denen die eine die Platte (13) mit der Folie (21, 41) und die andere den Kühlkörper (20, 40) mit der Folie (21, 41) verbindet.
  4. Polverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (21, 41) ein thermisch leitendes und elektrisch isolierendes Metalloxid enthält.
  5. Polverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der zweiten Seite der Platte (13) ein zweiter metallener Kühlkörper (20, 40) aufsitzt , der thermisch leitend und elektrisch isolierend mit der Platte (13) verbunden ist, dass die thermisch leitende und elektrisch isolierende Verbindung von Stromleiter (10) und zweitem Kühlkörper (20, 40) als Klebverbindung (30, 50) ausgebildet ist und eine zweite Folie (31, 51) aus einem thermisch leitenden und elektrisch isolierenden Material aufweist sowie zwei Klebschichten, von denen die eine die Platte (13) mit der zweiten Folie (31, 51) und die andere den zweiten Kühlkörper (20, 40) mit der zweiten Folie (31, 51) verbindet.
  6. Polverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass erste und zweite Folie (31, 51) sowie erster und zweiter Kühlkörper (20, 40) über den Rand (14) der Platte (13) ragen.
  7. Polverbinder nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromleiter (10) von einem flachen, U-Form aufweisenden Grundkörper (10) aus versilbertem Kupfer gebildet ist.
  8. Polverbinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Grundkörper (10) ein der Sicherung der Lage der beiden Kühlkörper (20, 40) am Grundkörper dienendes Kunststoffformteil (60) befestigt ist.
  9. Polverbinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffformteil (60) eine senkrecht zum Grundkörper (10) ausgerichtete Wand (61) aufweist, und dass die Wand (61) auf einem Abschnitt des Randes (14) der Platte (13) abgestützt ist und zwei Öffnungen (62, 62') aufweist, durch die jeweils einer der beiden Stromanschlüsse (11, 12) geführt ist.
  10. Polverbinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffformteil (60) zwei an der Wand (61) gehaltene Schnapparme (63, 63') aufweist, welche sich in einer durch den Grundkörper bestimmten Montageebene (E) erstrecken und die beiden Kühlkörper (20, 40) und die Platte (13) im Bereich der Montageebene (E) hintergreifen.
  11. Polverbinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in die Wand (61) mindestens zwei parallel zur Montageebene (E) erstreckte Niederhalter (64) integriert sind, von denen jeweils mindestens einer oberhalb oder unterhalb der Montageebene angeordnet ist, und von denen der erste (64) auf dem ersten Kühlkörper (20, 40) und der zweite (64) auf dem zweiten Kühlkörper (20, 40) abgestützt ist.
  12. Polverbinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der erste oder der zweite Kühlkörper (20, 40) senkrecht zur Montageebene (E) und senkrecht zur Wand (61) ausgerichtete, durch Zwischenräume (22, 42) voneinander mit Abstand gehaltene Kühlrippen (21, 41) enthält, und dass mindestens der erste oder der zweite Niederhalter (64) eine senkrecht zur Montageebene (E) und senkrecht zur Wand (61) ausgerichtete Halteplatte (641) aufweist, die in einen der Zwischenräume (22, 42) hineinragt und auf einer die Kühlrippen (21, 41) haltenden Basis (23, 43) des Kühlkörpers abgestützt ist.
  13. Polverbinder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass an das von der Wand (61) abgewandte Ende der Halteplatte (641) eine Verdickung (642) angeformt ist.
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