WO2008025699A1 - Armature - Google Patents

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WO2008025699A1
WO2008025699A1 PCT/EP2007/058656 EP2007058656W WO2008025699A1 WO 2008025699 A1 WO2008025699 A1 WO 2008025699A1 EP 2007058656 W EP2007058656 W EP 2007058656W WO 2008025699 A1 WO2008025699 A1 WO 2008025699A1
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WO
WIPO (PCT)
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connection means
heat sink
circuit breaker
fixed contact
fitting
Prior art date
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PCT/EP2007/058656
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French (fr)
Inventor
Andreas Böhm
Karsten Freundt
Markus Klawa
Karl-Heinz Voss
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Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/6606—Terminal arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/6606—Terminal arrangements
    • H01H2033/6613—Cooling arrangements directly associated with the terminal arrangements
    • 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 invention relates to a fitting of a circuit breaker for connecting a fixed contact of a contact system of the circuit breaker with a busbar of a switchgear, which fitting a connection means of a first material with high electrical conductivity only for connection of the fixed contact with the busbar to form a current path and a thermally conductive on the Anschlußmit ⁇ tel arranged cooling body made of a second material having high thermal conductivity.
  • the coupling device as a fitting is provided for connecting a fixed contact of a contact system of a circuit breaker with a busbar and comprises a connection means made of a material with high elec ⁇ cal conductivity for connecting the fixed contact with the busbar to form a current path and a heat sink of a material high thermal conductivity.
  • the heat sink is arranged on the connecting means thermally conductive.
  • Another fitting is known, for example, from EP 1 326 262 A1.
  • the disclosed therein comprises a polar Matur pole ⁇ head as fitting, which is formed for joining a fixed contact of an interrupter unit as a contact system with a busbar of a switchgear.
  • the pole head as a fitting is integrally formed of aluminum as an aluminum casting and has the functions power line to the contact system and cooling of the current path.
  • Object of the present invention is to develop a valve of the type mentioned, which has a cost-effective construction on improved properties in terms of current carrying capacity and thermal conductivity.
  • this object is achieved in a fitting of the type mentioned above in that the fitting comprises a connection means of a first material with high electrical conductivity only for connection of the fixed contact with the busbar to form a current path and a heat-conducting disposed on the connection means heat sink a second material having high thermal conductivity, wherein the heat sink surrounds the connection means in a form-fitting manner.
  • the fitting of the circuit breaker he ⁇ inventively constructed of a connection means and a formschlüs ⁇ sig the connection means surrounding the heat sink which can advantageously be selected for both the connection means as well as for the heat sink different materials, so that in a simple manner the current carrying capacity of the valve and thus of the circuit breaker can be improved because a material with high electrical conductivity and thus lowest possible resistance can be selected for the connection means, whereas for the heat sink, a material with a good thermal conductivity, which is also inexpensive, is usable.
  • the valve advantageously is loading réelle the current-carrying capacity and thermal conduction in simp ⁇ cher way to improve their properties and at the same time has a cost ⁇ cost structure.
  • on the cooling body attachment means for securing the fitting on the power ⁇ switch as a result, a fastening of the valve is made possible on the circuit breaker in a simple manner.
  • connection means on a first and a second leg having a first and a second pad for connecting the busbar and for connecting the fixed contact.
  • connection means with a first and a second leg is designed approximately L-shaped, whereby advantageously a compact and inexpensive An ⁇ closing means is formed, because by the L-shaped Aus ⁇ design of the cost of materials for the connection means as possible can be held.
  • connection means has recesses in such an arrangement that the heat sink produced by casting in the cured state, the connection means engages positively.
  • recesses for example in the form of grooves and / or steps, a positive connection of the heat sink with the connection means is possible in a simple manner because the hardened after casting heat sink engages in the recesses and steps of the connection means and thus surrounds the connection means , so that an intimate connection between the heat sink and the connection means is formed.
  • the invention further relates to a method for producing a fitting of a circuit breaker for connecting a fixed contact of a contact system of the circuit breaker with a busbar of a switchgear.
  • Such a method is likewise known from EP 1 326 262 A1.
  • the method disclosed therein comprises a single process step of casting the pole head and the pole carrier as a pole fitting.
  • connection means (14) with a second Ma ⁇ material with high thermal conductivity under design of a cooling ribs (27, 29, 30) having heat sink (17).
  • Such a method is particularly advantageous for Ausbil ⁇ tion or manufacture of a fitting, because it can be optimally configured with respect to its current carrying capacity by the separate formation of a connection means, the material requirement can be kept as low as possible.
  • a material can be selected for the heat sink, which is inexpensive and has sufficient thermal conductivity.
  • the overmolding of the connecting means with the second material also results in a form-locking surrounding of the connection means with the configured of the second material heat sink, because by different Materialausdehnungskoeffi ⁇ coefficients of the first and the second material, particularly forthcoming Trains t aluminum as the second material of the heat sink and copper as a first material supported form-locking surrounding of the connection means, because the currency ⁇ end of the casting process flowing aluminum with a small ⁇ ren material expansion coefficient stronger contracted in the recesses on cooling and which solidify as the copper, whereby a good fit between the cooling body and the (2004)mit ⁇ tel is generated.
  • Such a positive environment of the connection means thus leads in a particularly advantageous manner to a good thermal conductivity between the connection means and the heat sink.
  • the inventive method before the overmolding comprises heating the connection means to a Tempe ⁇ temperature which is less than the melting temperature of the first and the second material.
  • a Tempe ⁇ temperature which is less than the melting temperature of the first and the second material.
  • Figure 1 is a perspective view of a power switch ⁇ with valves according to the invention
  • Figure 2 shows a switch pole of the circuit breaker of Figure 1 in a perspective view
  • FIG. 3 shows a sectional view through an armature according to the invention
  • Figure 4 is a perspective view of a heat sink of the valve according to the invention.
  • Figure 5 is a perspective view of a connecting means of the valve according to the invention.
  • FIG. 1 shows a circuit breaker 1 for use in a not illustrated figuratively switchgear for switching a wherein the power switch includes via conductor rails of the switchgear, the power scarf ⁇ ter 1 and further current rails of the switchgear run current, 1 switch poles 2, 3 4.
  • the switch poles 2, 3, 4 are held with their insulating ⁇ material housings 5, 6, 7 on a support device 8 of the power switch 1.
  • the switch poles 2, 3, 4 are with
  • the switch poles 2, 3, 4 comprise contact systems with a fixed contact and a moving contact, wel ⁇ che are designed to switch the guided via the power switch current by means of a drive arranged in a space of the Ia-breaker 1 drive kinematics.
  • FIG 2 shows a perspective view of the switch ⁇ pole 2, wherein the switch poles 3 and 4 of Figure 1 identical are constructed.
  • the switch pole 2 with its insulating housing 5 comprises a pole head as a fitting 9 and a Polträ ⁇ ger 12, between which a vacuum interrupter 13 is arranged.
  • the vacuum interrupter as a contact system 13 of the switch pole 2 comprises a moving contact, which is conductively connected to the pole carrier 12, and a fixed contact, which is conductively connected to the valve 9.
  • the pole carrier 12 comprises a connection part for connection to a busbar of the switchgear.
  • the valve 9 comprises a connecting means 14 having a first connecting surface 15, at which link ⁇ medium also provided 16 in the form of screw means for attachment to another busbar of the switchgear, so that the connecting means 14 only to Ver ⁇ tying the fixed contact of the contact system with the power rail of the switchgear is provided to form a current path.
  • the fitting 9 furthermore has a heat sink 17, which surrounds the connection means 14 in a form-fitting manner and is connected in a heat-conducting manner to the connection means 14; the heat sink 17 therefore does not or not significantly contribute to the power line.
  • FIG. 3 shows a sectional view through the fitting 9 according to the invention in FIG. 2.
  • the connection means 14 comprises a first limb 18 with a first connection surface 19 and a second limb 20 with a second connection surface 21, the first connection surface 19 and the second connection surface 21 are aligned perpendicular to each other.
  • This substantially L-shaped configuration of the connection means 14 results in a material-saving construction of the connection means 14.
  • a first recess 23 is provided and at one end 24 of the second leg 20 are a step 25 and a second recess 26th educated.
  • the heat sink 17 engages in the first recess 23 and the step 25 and the second recess 26 and a ⁇ gives the connection means 14 a positive fit.
  • the heat sink 17 provides a perspective arrival, wherein the heat sink ver ⁇ adds 17 by fixing means 28 with which the fitting 9 is secured to the switch pole 2 of the Leis ⁇ tung switch.
  • the heat sink 17 further comprises a plurality of cooling fins, wherein an outer contour of the heat sink 17 is formed by external cooling fins 29, and the heat sink also has internal cooling fins 30.
  • the outer cooling ribs 29 and the inner cooling ribs 30 a large area is thus formed overall for heat exchange and for discharging the heat arising in the current path of the connection means 14.
  • Figure 5 shows a perspective view of the means of Ranmit ⁇ 14 of the armature 9 according to the invention.
  • connection means 14 is formed as a copper part in the embodiment according to FIG. 5 in a first production step, for example by milling.
  • the connection means is then heated so that the surface is free of scale and sow ⁇ about to be cast around it in a next step in a mold with aluminum, wherein the form of embodiment of the heat sink 17 of Figure 4 corresponds.
  • a form-fitting environment of the connection means 14 is thus produced by the heat sink 17, the form-fitting environment being assisted by the different coefficients of material expansion of aluminum as the material of the heat sink 17 and copper as the material of the connection means 14, because this into the first recess , the second recess and the step during the casting process flowing aluminum with a clotting ⁇ cal material expansion coefficient when cooling and He ⁇ rigid shrink more than the copper, creating a gu ter positive connection between the heat sink 17 and the connection means 14 is generated.

Abstract

In order to develop an armature (9, 10, 11) of a circuit breaker for connecting a fixed contact of a contact system (13) of the circuit breaker (1) to a conductor bar of a switchgear assembly, which has improved properties as regards current-carrying capacity and thermal conductivity given a cost-effective construction, the invention proposes that the armature (9, 10, 11) has connection means (14) made from a first material with a high electrical capacity solely for connecting the fixed contact to the conductor bar so as to form a current path and has a heat sink (17) made from a second material with a high thermal conductivity, wherein the heat sink (17) is arranged on the connection means (14) in thermally conductive fashion so as to surround it in an interlocking manner.

Description

Armatur fitting
Die Erfindung betrifft eine Armatur eines Leistungsschalters zum Verbinden eines Festkontaktes eines Kontaktsystems des Leistungsschalters mit einer Stromschiene einer Schaltanlage, welche Armatur ein Anschlussmittel aus einem ersten Material mit hoher elektrischer Leitungsfähigkeit einzig zur Verbindung des Festkontaktes mit der Stromschiene unter Ausbildung eines Strompfades und einen wärmeleitend an dem Anschlussmit¬ tel angeordneten Kühlkörper aus einem zweiten Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit aufweist.The invention relates to a fitting of a circuit breaker for connecting a fixed contact of a contact system of the circuit breaker with a busbar of a switchgear, which fitting a connection means of a first material with high electrical conductivity only for connection of the fixed contact with the busbar to form a current path and a thermally conductive on the Anschlußmit ¬ tel arranged cooling body made of a second material having high thermal conductivity.
Eine derartige Armatur ist beispielsweise aus der DE 10 2004 050 786 B4 bekannt. Die Kupplungsvorrichtung als Armatur ist zum Verbinden eines Festkontaktes eines Kontaktsystems eines Leistungsschalters mit einer Stromschiene vorgesehen und um- fasst ein Anschlussmittel aus einem Material mit hoher elekt¬ rischer Leitfähigkeit zum Verbinden des Festkontaktes mit der Stromschiene unter Ausbildung eines Strompfades sowie einen Kühlkörper aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit. Der Kühlkörper ist dabei an dem Anschlussmittel wärmeleitend angeordnet .Such a fitting is known for example from DE 10 2004 050 786 B4. The coupling device as a fitting is provided for connecting a fixed contact of a contact system of a circuit breaker with a busbar and comprises a connection means made of a material with high elec ¬ cal conductivity for connecting the fixed contact with the busbar to form a current path and a heat sink of a material high thermal conductivity. The heat sink is arranged on the connecting means thermally conductive.
Eine andere Armatur ist beispielsweise aus der EP 1 326 262 Al bekannt. Die dort offenbarte Polarmatur umfasst einen Pol¬ kopf als Armatur, welcher zum Verbinden eines Festkontaktes einer Unterbrechereinheit als Kontaktsystem mit einer Stromschiene einer Schaltanlage ausgebildet ist. Der Polkopf als Armatur ist einstückig aus Aluminium als Aluminiumgussteil ausgebildet und weist die Funktionen Stromleitung zum Kontaktsystem und Kühlung des Strompfades auf. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Armatur der eingangs erwähnten Art weiterzubilden, welche bei einer kostengünstigen Konstruktion über verbesserte Eigenschaften hinsichtlich der Stromtragfähigkeit und der Wärmeleitfähigkeit verfügt .Another fitting is known, for example, from EP 1 326 262 A1. The disclosed therein comprises a polar Matur pole ¬ head as fitting, which is formed for joining a fixed contact of an interrupter unit as a contact system with a busbar of a switchgear. The pole head as a fitting is integrally formed of aluminum as an aluminum casting and has the functions power line to the contact system and cooling of the current path. Object of the present invention is to develop a valve of the type mentioned, which has a cost-effective construction on improved properties in terms of current carrying capacity and thermal conductivity.
Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe bei einer Armatur der eingangs erwähnten Art dadurch, dass die Armatur ein Anschlussmittel aus einem ersten Material mit hoher elektri- scher Leitungsfähigkeit einzig zur Verbindung des Festkontaktes mit der Stromschiene unter Ausbildung eines Strompfades und einen wärmeleitend an dem Anschlussmittel angeordneten Kühlkörper aus einem zweiten Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit aufweist, wobei der Kühlkörper das Anschlussmittel formschlüssig umgibt.According to the invention, this object is achieved in a fitting of the type mentioned above in that the fitting comprises a connection means of a first material with high electrical conductivity only for connection of the fixed contact with the busbar to form a current path and a heat-conducting disposed on the connection means heat sink a second material having high thermal conductivity, wherein the heat sink surrounds the connection means in a form-fitting manner.
Mit anderen Worten ist die Armatur des Leistungsschalters er¬ findungsgemäß aus einem Anschlussmittel und einem formschlüs¬ sig das Anschlussmittel umgebenden Kühlkörper aufgebaut, wo- durch in vorteilhafterweise sowohl für das Anschlussmittel wie auch für den Kühlkörper verschiedene Materialien gewählt werden können, so dass in einfacher Weise die Stromtragfähigkeit der Armatur und damit des Leistungsschalters verbessert werden kann, weil für das Anschlussmittel ein Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit und damit geringst möglichem Widerstand gewählt werden kann, wohingegen für den Kühlkörper ein Material mit einer guten Wärmeleitfähigkeit, welches gleichzeitig kostengünstig ist, verwendbar ist. Dadurch ist in vorteilhafter Weise die Armatur in ihren Eigenschaften be- züglich der Stromtragfähigkeit und der Wärmeleitung in einfa¬ cher Weise verbessert und weist gleichzeitig einen kosten¬ günstigen Aufbau auf. In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Kühlkörper Befestigungsmittel zur Befestigung der Armatur am Leistungs¬ schalter auf. Dadurch ist in einfacher Weise eine Befestigung der Armatur am Leistungsschalter ermöglicht.In other words, the fitting of the circuit breaker he ¬ inventively constructed of a connection means and a formschlüs ¬ sig the connection means surrounding the heat sink, which can advantageously be selected for both the connection means as well as for the heat sink different materials, so that in a simple manner the current carrying capacity of the valve and thus of the circuit breaker can be improved because a material with high electrical conductivity and thus lowest possible resistance can be selected for the connection means, whereas for the heat sink, a material with a good thermal conductivity, which is also inexpensive, is usable. Thus, the valve advantageously is loading züglich the current-carrying capacity and thermal conduction in simp ¬ cher way to improve their properties and at the same time has a cost ¬ cost structure. In a preferred embodiment, on the cooling body attachment means for securing the fitting on the power ¬ switch. As a result, a fastening of the valve is made possible on the circuit breaker in a simple manner.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Anschlussmittel einen ersten und einen zweiten Schenkel mit einer ersten und einer zweiten Anschlussfläche zum Anschließen der Stromschiene und zum Anschließen des Festkontaktes auf. Mit anderen Worten ist das Anschlussmittel mit einem ersten und einem zweiten Schenkel etwa L-förmig ausgestaltet, wodurch in vorteilhafter Weise ein kompaktes und kostengünstiges An¬ schlussmittel ausgebildet ist, weil durch die L-förmige Aus¬ gestaltung der Materialaufwand für das Anschlussmittel ge- ringstmöglich gehalten werden kann.In a further embodiment of the invention, the connection means on a first and a second leg having a first and a second pad for connecting the busbar and for connecting the fixed contact. In other words, the connection means with a first and a second leg is designed approximately L-shaped, whereby advantageously a compact and inexpensive An ¬ closing means is formed, because by the L-shaped Aus ¬ design of the cost of materials for the connection means as possible can be held.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung verfügt das Anschlussmittel über Ausnehmungen in derartiger Anordnung, dass der durch Gießen hergestellte Kühlkörper im ausgehärteten Zu- stand das Anschlussmittel formschlüssig umgreift. Mittels derartiger Ausnehmungen, beispielsweise in Form von Nuten und/oder Stufen, ist in einfacher Weise eine formschlüssige Verbindung des Kühlkörpers mit dem Anschlussmittel möglich, weil der nach dem Gießen ausgehärtete Kühlkörper in die Aus- nehmungen und Stufen des Anschlussmittels eingreift und damit das Anschlussmittel umgreift, so dass eine innige Verbindung zwischen dem Kühlkörper und dem Anschlussmittel ausgebildet ist.In a further preferred embodiment, the connection means has recesses in such an arrangement that the heat sink produced by casting in the cured state, the connection means engages positively. By means of such recesses, for example in the form of grooves and / or steps, a positive connection of the heat sink with the connection means is possible in a simple manner because the hardened after casting heat sink engages in the recesses and steps of the connection means and thus surrounds the connection means , so that an intimate connection between the heat sink and the connection means is formed.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist derIn a further advantageous embodiment, the
Kühlkörper innen- und außenliegende Kühlrippen auf. Durch innen- und außenliegende Kühlrippen ist eine große Fläche zur Abstrahlung und Konvektion der vom Kühlkörper aus dem Strompfad aufgenommenen Wärme ermöglicht. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung einer Armatur eines Leistungsschalters zum Verbinden eines Festkontaktes eines Kontaktsystems des Leistungsschal- ters mit einer Stromschiene einer Schaltanlage.Heatsink inside and outside cooling fins on. By internal and external cooling fins, a large area for radiation and convection of the heat sink from the heat path absorbed by the heat path is possible. The invention further relates to a method for producing a fitting of a circuit breaker for connecting a fixed contact of a contact system of the circuit breaker with a busbar of a switchgear.
Ein derartiges Verfahren ist ebenfalls aus der EP 1 326 262 Al bekannt. Das dort offenbarte Verfahren umfasst einen einzigen Verfahrensschritt des Gießens des Polkopfes und des Polträgers als Polarmatur.Such a method is likewise known from EP 1 326 262 A1. The method disclosed therein comprises a single process step of casting the pole head and the pole carrier as a pole fitting.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es weiterhin, ein Verfahren der oben erwähnten Art anzugeben, mit welchem eine Armatur bei einer kostengünstigen Konstruktion mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich der Stromtragfähigkeit und der Wärmeleitfähigkeit in einfacher Weise herstellbar ist.It is also an object of the present invention to provide a method of the type mentioned above, with which a fitting can be produced in a simple manner with a cost-effective construction with improved properties in terms of current carrying capacity and thermal conductivity.
Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der oben erwähnten Art durch die SchritteThis object is achieved according to the invention in a method of the type mentioned above by the steps
Ausbilden eines Anschlussmittels (14) mit aus einem ers¬ ten Material mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit undForming a connecting means (14) with a ers ¬ th material having a high electrical conductivity, and
- Umgießen des Anschlussmittels (14) mit einem zweiten Ma¬ terial mit hoher Wärmeleitfähigkeit unter Ausgestaltung eines Kühlrippen (27, 29, 30) aufweisenden Kühlkörpers (17) .- Circumferential casting of the connection means (14) with a second Ma ¬ material with high thermal conductivity under design of a cooling ribs (27, 29, 30) having heat sink (17).
Ein derartiges Verfahren ist besonders vorteilhaft zur Ausbil¬ dung bzw. Herstellung einer Armatur, weil durch das separate Ausbilden eines Anschlussmittels dieses hinsichtlich seiner Stromtragfähigkeit optimal ausgestaltet werden kann, wobei der Materialbedarf möglichst gering gehalten werden kann. Durch das Umgießen dieses Anschlussmittels mit dem zweiten Material unter Ausgestaltung eines Kühlkörpers mit Kühlrippen kann für den Kühlkörper ein Material ausgewählt werden, welches kostengünstig ist und eine ausreichende Wärmeleitfähigkeit aufweist. Das Umgießen des Anschlussmittels mit dem zweiten Material führt ferner zu einer formschlüssigen Umgebung des Anschlussmittels mit dem aus dem zweiten Material ausgestalteten Kühlkörper, weil durch unterschiedliche Materialausdehnungskoeffi¬ zienten des ersten und des zweiten Materials, besonders bevor- zugt Aluminium als zweitem Material des Kühlkörpers und Kupfer als erstem Material des Anschlussmittels, die formschlüssige Umgebung unterstützt wird, weil das in die Ausnehmungen wäh¬ rend des Gießprozesses fließende Aluminium mit einem geringe¬ ren Materialausdehnungskoeffizient sich bei Abkühlen und Er- starren stärker zusammenzieht als das Kupfer, wodurch ein guter Formschluss zwischen dem Kühlkörper und dem Anschlussmit¬ tel erzeugt wird. Eine derartige formschlüssige Umgebung des Anschlussmittels führt somit in besonders vorteilhafter Weise zu einer guten Wärmeleitfähigkeit zwischen dem Anschlussmittel und dem Kühlkörper.Such a method is particularly advantageous for Ausbil ¬ tion or manufacture of a fitting, because it can be optimally configured with respect to its current carrying capacity by the separate formation of a connection means, the material requirement can be kept as low as possible. By the encapsulation of this connection means with the second material under design of a heat sink with cooling fins, a material can be selected for the heat sink, which is inexpensive and has sufficient thermal conductivity. The overmolding of the connecting means with the second material also results in a form-locking surrounding of the connection means with the configured of the second material heat sink, because by different Materialausdehnungskoeffi ¬ coefficients of the first and the second material, particularly forthcoming Trains t aluminum as the second material of the heat sink and copper as a first material supported form-locking surrounding of the connection means, because the currency ¬ end of the casting process flowing aluminum with a small ¬ ren material expansion coefficient stronger contracted in the recesses on cooling and which solidify as the copper, whereby a good fit between the cooling body and the Anschlussmit ¬ tel is generated. Such a positive environment of the connection means thus leads in a particularly advantageous manner to a good thermal conductivity between the connection means and the heat sink.
Besonders bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Verfahren vor dem Umgießen das Erwärmen des Anschlussmittels auf eine Tempe¬ ratur, welche kleiner ist als die Schmelztemperatur des ersten und des zweiten Materials. Durch das Erwärmen wird in einfa¬ cher Weise die Oberfläche von Ablagerungen und Oxiden befreit, so dass eine saubere, zunderfreie Oberfläche entsteht, die zu einem guten Wärmekontakt und damit zu einer guten Wärmeleitung zwischen dem Anschlussmittel und dem Kühlkörper beiträgt.Particularly preferably, the inventive method before the overmolding comprises heating the connection means to a Tempe ¬ temperature which is less than the melting temperature of the first and the second material. By heating the surface of deposits and oxides is freed in simp ¬ cher manner, so that a clean, scale-free surface is formed, which contributes to a good thermal contact and thus to a good heat conduction between the connection means and the heat sink.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung und eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. E s z eigen :The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing and an embodiment with reference to the accompanying figures. Show it :
Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines Leistungs¬ schalters mit erfindungsgemäßen Armaturen;Figure 1 is a perspective view of a power switch ¬ with valves according to the invention;
Figur 2 einen Schalterpol des Leistungsschalters der Figur 1 in einer perspektivischen Ansicht;Figure 2 shows a switch pole of the circuit breaker of Figure 1 in a perspective view;
Figur 3 eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Ar- matur;FIG. 3 shows a sectional view through an armature according to the invention;
Figur 4 eine perspektivische Ansicht eines Kühlkörpers der erfindungsgemäßen Armatur; undFigure 4 is a perspective view of a heat sink of the valve according to the invention; and
Figur 5 eine perspektivische Ansicht eines Anschlussmittels der erfindungsgemäßen Armatur.Figure 5 is a perspective view of a connecting means of the valve according to the invention.
Figur 1 zeigt einen Leistungsschalter 1 zur Verwendung in einer figürlich nicht dargestellten Schaltanlage zum Schalten eines über Stromschienen der Schaltanlage, den Leistungsschal¬ ter 1 und weitere Stromschienen der Schaltanlage geführten Stromes, wobei der Leistungsschalter 1 Schalterpole 2, 3, 4 aufweist. Die Schalterpole 2, 3, 4 sind mit ihren Isolier¬ stoffgehäusen 5, 6, 7 an einer Tragevorrichtung 8 des Leis- tungsschalters 1 gehalten. Die Schalterpole 2, 3, 4 sind mit1 shows a circuit breaker 1 for use in a not illustrated figuratively switchgear for switching a wherein the power switch includes via conductor rails of the switchgear, the power scarf ¬ ter 1 and further current rails of the switchgear run current, 1 switch poles 2, 3 4. The switch poles 2, 3, 4 are held with their insulating ¬ material housings 5, 6, 7 on a support device 8 of the power switch 1. The switch poles 2, 3, 4 are with
Armaturen 9, 10, 11 versehen, welche mit Bezug auf die Figur 2 näher erläutert werden. Die Schalterpole 2, 3, 4 umfassen Kontaktsysteme mit einem Festkontakt und einem Bewegkontakt, wel¬ che mittels einer in einem Antriebsraum Ia des Leistungsschal- ters 1 angeordneten Antriebskinematik zum Schalten des über den Leistungsschalter geführten Stromes ausgebildet sind.Fittings 9, 10, 11 are provided, which are explained in more detail with reference to FIG 2. The switch poles 2, 3, 4 comprise contact systems with a fixed contact and a moving contact, wel ¬ che are designed to switch the guided via the power switch current by means of a drive arranged in a space of the Ia-breaker 1 drive kinematics.
Figur 2 zeigt eine perspektivische Darstellung des Schalter¬ pols 2, wobei die Schalterpole 3 und 4 der Figur 1 identisch aufgebaut sind. Der Schalterpol 2 mit seinem Isolierstoffge- häuse 5 umfasst einen Polkopf als Armatur 9 und einen Polträ¬ ger 12, zwischen denen eine Vakuumschaltröhre 13 angeordnet ist. Die Vakuumschaltröhre als Kontaktsystem 13 des Schalter- pols 2 umfasst einen Bewegkontakt, welcher leitend mit dem Polträger 12 verbunden ist, sowie einen Festkontakt, welcher leitend mit der Armatur 9 verbunden ist. Der Polträger 12 umfasst ein Anschlussteil zum Verbinden mit einer Stromschiene der Schaltanlage. Die Armatur 9 umfasst ein Anschlussmittel 14 mit einer ersten Anschlussfläche 15, an welchem Verbindungs¬ mittel 16 in Form von Verschraubungsmitteln ebenfalls zur Befestigung an einer weiteren Stromschiene der Schaltanlage vorgesehen sind, so dass das Anschlussmittel 14 einzig zur Ver¬ bindung des Festkontaktes des Kontaktsystems mit der Strom- schiene der Schaltanlage unter Ausbildung eines Strompfades vorgesehen ist. Die Armatur 9 weist des Weiteren einen Kühlkörper 17 auf, welcher das Anschlussmittel 14 formschlüssig umgibt und mit dem Anschlussmittel 14 wärmeleitend verbunden ist; der Kühlkörper 17 trägt daher nicht bzw. nicht nennens- wert zur Stromleitung bei.Figure 2 shows a perspective view of the switch ¬ pole 2, wherein the switch poles 3 and 4 of Figure 1 identical are constructed. The switch pole 2 with its insulating housing 5 comprises a pole head as a fitting 9 and a Polträ ¬ ger 12, between which a vacuum interrupter 13 is arranged. The vacuum interrupter as a contact system 13 of the switch pole 2 comprises a moving contact, which is conductively connected to the pole carrier 12, and a fixed contact, which is conductively connected to the valve 9. The pole carrier 12 comprises a connection part for connection to a busbar of the switchgear. The valve 9 comprises a connecting means 14 having a first connecting surface 15, at which link ¬ medium also provided 16 in the form of screw means for attachment to another busbar of the switchgear, so that the connecting means 14 only to Ver ¬ tying the fixed contact of the contact system with the power rail of the switchgear is provided to form a current path. The fitting 9 furthermore has a heat sink 17, which surrounds the connection means 14 in a form-fitting manner and is connected in a heat-conducting manner to the connection means 14; the heat sink 17 therefore does not or not significantly contribute to the power line.
Figur 3 zeigt eine Schnittansicht durch die erfindungsgemäße Armatur 9 der Figur 2. Das Anschlussmittel 14 umfasst einen ersten Schenkel 18 mit einer ersten Anschlussfläche 19 sowie einen zweiten Schenkel 20 mit einer zweiten Anschlussfläche 21, wobei die erste Anschlussfläche 19 und die zweite An¬ schlussfläche 21 senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Diese im Wesentlichen L-förmige Ausgestaltung des Anschlussmittels 14 ergibt einen materialsparenden Aufbau des Anschlussmittels 14. An einem Ende 22 des ersten Schenkels 18 ist eine erste Ausnehmung 23 vorgesehen und an einem Ende 24 des zweiten Schenkels 20 sind eine Stufe 25 und eine zweite Ausnehmung 26 ausgebildet. Der Kühlkörper 17 greift in die erste Ausnehmung 23 und die Stufe 25 sowie die zweite Ausnehmung 26 ein und um¬ gibt das Anschlussmittel 14 formschlüssig.FIG. 3 shows a sectional view through the fitting 9 according to the invention in FIG. 2. The connection means 14 comprises a first limb 18 with a first connection surface 19 and a second limb 20 with a second connection surface 21, the first connection surface 19 and the second connection surface 21 are aligned perpendicular to each other. This substantially L-shaped configuration of the connection means 14 results in a material-saving construction of the connection means 14. At one end 22 of the first leg 18, a first recess 23 is provided and at one end 24 of the second leg 20 are a step 25 and a second recess 26th educated. The heat sink 17 engages in the first recess 23 and the step 25 and the second recess 26 and a ¬ gives the connection means 14 a positive fit.
Figur 4 zeigt den Kühlkörper 17 in einer perspektivischen An- sieht, wobei der Kühlkörper 17 über Befestigungsmittel 28 ver¬ fügt, mit welchen die Armatur 9 am Schalterpol 2 des Leis¬ tungsschalters 1 befestigbar ist. Der Kühlkörper 17 umfasst weiterhin eine Vielzahl von Kühlrippen, wobei eine Außenkontur des Kühlkörpers 17 durch außenliegende Kühlrippen 29 gebildet ist, und der Kühlkörper auch innen liegende Kühlrippen 30 aufweist. Durch die außen liegenden Kühlrippen 29 und die innen liegenden Kühlrippen 30 ist somit insgesamt eine große Fläche zum Wärmeaustausch und zum Abführen der im Strompfad des Anschlussmittels 14 entstehenden Wärme ausgebildet.4 shows the heat sink 17 provides a perspective arrival, wherein the heat sink ver ¬ adds 17 by fixing means 28 with which the fitting 9 is secured to the switch pole 2 of the Leis ¬ tung switch. 1 The heat sink 17 further comprises a plurality of cooling fins, wherein an outer contour of the heat sink 17 is formed by external cooling fins 29, and the heat sink also has internal cooling fins 30. As a result of the outer cooling ribs 29 and the inner cooling ribs 30, a large area is thus formed overall for heat exchange and for discharging the heat arising in the current path of the connection means 14.
Figur 5 zeigt eine perspektivische Ansicht des Anschlussmit¬ tels 14 der erfindungsgemäßen Armatur 9.Figure 5 shows a perspective view of the means of Anschlussmit ¬ 14 of the armature 9 according to the invention.
Das Anschlussmittel 14 wird als Kupferteil in der Ausgestal- tung gemäß der Figur 5 in einem ersten Herstellungsschritt, beispielsweise durch Fräsen, ausgebildet. Das Anschlussmittel wird dann erwärmt, so dass die Oberfläche zunderfrei und sau¬ ber ist, um in einem nächsten Schritt in einer Form mit Aluminium umgössen zu werden, wobei die Form der Ausgestaltung des Kühlkörpers 17 der Figur 4 entspricht. Durch das Umgießen wird somit eine formschlüssige Umgebung des Anschlussmittels 14 von dem Kühlkörper 17 erzeugt, wobei durch die unterschiedlichen Materialausdehnungskoeffizienten von Aluminium als Material des Kühlkörpers 17 und Kupfer als Material des Anschlussmit- tels 14 die formschlüssige Umgebung unterstützt wird, weil das in die erste Ausnehmung, die zweite Ausnehmung und die Stufe während des Gießprozesses fließende Aluminium mit einem gerin¬ geren Materialausdehnungskoeffizient sich bei Abkühlen und Er¬ starren stärker zusammenzieht als das Kupfer, wodurch ein gu- ter Formschluss zwischen dem Kühlkörper 17 und dem Anschlussmittel 14 erzeugt wird. The connection means 14 is formed as a copper part in the embodiment according to FIG. 5 in a first production step, for example by milling. The connection means is then heated so that the surface is free of scale and sow ¬ about to be cast around it in a next step in a mold with aluminum, wherein the form of embodiment of the heat sink 17 of Figure 4 corresponds. As a result of the encapsulation, a form-fitting environment of the connection means 14 is thus produced by the heat sink 17, the form-fitting environment being assisted by the different coefficients of material expansion of aluminum as the material of the heat sink 17 and copper as the material of the connection means 14, because this into the first recess , the second recess and the step during the casting process flowing aluminum with a clotting ¬ cal material expansion coefficient when cooling and He ¬ rigid shrink more than the copper, creating a gu ter positive connection between the heat sink 17 and the connection means 14 is generated.
Be zugs zeichenli steBe zugs signli ste
1 Leistungsschalter1 circuit breaker
Ia AntriebsraumIa drive space
2, 3, 4 Schalterpol2, 3, 4 switch pole
5, 6, 7 Isolierstoffgehäuse5, 6, 7 insulating housing
8 TrageVorrichtung8 carrying device
9, 10, 11 Armaturen9, 10, 11 fittings
12 Polträger12 pole carrier
13 Vakuumsehaltröhre13 Vacuum tube
14 Anschlussmittel14 connection means
15 Anschlussfläche15 connection area
16 Befestigungsmittel16 fasteners
17 Kühlkörper17 heat sink
18 Erster Schenkel18 First leg
19 Erste Anschlussfläche19 First connection surface
20 Zweiter Schenkel20 Second leg
21 Zweite Anschlussfläche21 Second connection surface
22 Ende des ersten Schenkels22 end of the first leg
23 Erste Ausnehmung23 First recess
24 Ende des zweiten Schenkels24 end of the second leg
25 Stufe25 level
26 Zweite Ausnehmung26 Second recess
27 Kühlrippen27 cooling fins
28 Befestigungsmittel28 fasteners
29 Außenliegende Kühlrippen29 External cooling fins
30 Innenliegende Kühlrippen 30 internal cooling fins

Claims

Patentansprüche claims
1. Armatur (9, 10, 11) eines Leistungsschalters zum Verbinden eines Festkontaktes eines Kontaktsystems (13) des Leistungs- Schalters (1) mit einer Stromschiene einer Schaltanlage, wel¬ che Armatur (9, 10, 11) ein Anschlussmittel (14) aus einem ersten Material mit hoher elektrischer Leitungsfähigkeit ein¬ zig zur Verbindung des Festkontaktes mit der Stromschiene un¬ ter Ausbildung eines Strompfades und einen wärmeleitend an dem Anschlussmittel angeordneten Kühlkörper (17) aus einem zweiten Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Kühlkörper (17) das Anschlussmittel (14) formschlüssig umgibt .1. armature (9, 10, 11) of a circuit breaker for connecting a fixed contact of a contact system (13) of the power switch (1) with a busbar of a switchgear wel ¬ che fitting (9, 10, 11) a connection means (14) of a first material with high electrical conductivity ein ¬ zig for connecting the fixed contact with the bus bar un ¬ ter training a current path and a heat conducting arranged on the connection means heat sink (17) of a second material having high thermal conductivity, characterized in that the heat sink ( 17) surrounds the connection means (14) in a form-fitting manner.
2. Armatur nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Kühlkörper (17) Befestigungsmittel (28) zur Befestigung der Armatur (9, 10, 11) am Leistungsschalter (1) aufweist.2. Fitting according to claim 1, characterized in that the heat sink (17) fastening means (28) for fixing the valve (9, 10, 11) on the circuit breaker (1).
3. Armatur nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Anschlussmittel (14) einen ersten und einen zweiten Schenkel (18, 20) mit einer ersten und einer zweiten An- schlussfläche (19, 21) zum Anschließen der Stromschiene und zum Anschließen des Festkontaktes aufweist.3. Fitting according to claim 1 or 2, characterized in that the connection means (14) has a first and a second leg (18, 20) with a first and a second connection surface (19, 21) for connecting the busbar and for connecting the Has fixed contact.
4. Armatur nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Anschlussmittel (14) über Ausnehmungen (23, 25, 26) in derartiger Anordnung verfügt, dass der durch Gießen hergestellte Kühlkörper (17) im ausgehärteten Zustand das Anschlussmittel (14) formschlüssig umgreift. 4. Fitting according to one of the preceding claims, characterized in that the connection means (14) has recesses (23, 25, 26) in such an arrangement that the heat sink produced by casting (17) in the cured state, the connection means (14) engages positively ,
5. Armatur nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Kühlkörper (17) innen- und außen liegende Kühlrippen (27, 29, 30) aufweist.5. Fitting according to one of the preceding claims, characterized in that the heat sink (17) has inner and outer cooling fins (27, 29, 30).
6. Verfahren zur Herstellung einer Armatur eines Leistungsschalters (1) zum Verbinden eines Festkontaktes eines Kon¬ taktsystems (13) des Leistungsschalters (1) mit einer Strom¬ schiene einer Schaltanlage, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Schritte:6. A method of manufacturing a valve of a circuit breaker (1) for connecting a fixed contact of a Kon ¬ clock system (13) of the circuit breaker (1) with a current rail ¬ a switchgear, characterized by the following steps:
Ausbilden eines Anschlussmittels (14) aus einem ersten Material mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit undForming a connection means (14) made of a first material having a high electrical conductivity and
Umgießen des Anschlussmittels (14) mit einem zweiten Ma¬ terial mit hoher Wärmeleitfähigkeit unter Ausgestaltung eines Kühlrippen (27, 29, 30) aufweisenden Kühlkörpers (17) .Pouring the connection means (14) with a second Ma ¬ material with high thermal conductivity under design of a cooling ribs (27, 29, 30) having heat sink (17).
7. Verfahren nach Anspruch 6, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h7. The method of claim 6, e e c e n e c e n e d d e r c h
Erwärmen des Anschlussmittels (14) vor dem Umgießen auf eine Temperatur, welche kleiner ist als die Schmelztemperatur des ersten und des zweiten Materials. Heating the terminal means (14) prior to being overmolded to a temperature which is less than the melting temperature of the first and second materials.
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