專利名稱：具有散熱裝置的開(kāi)關(guān)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開(kāi)關(guān)設(shè)備、特別是功率開(kāi)關(guān)，具有熱釋放器(thermischen Ausloser),能運(yùn)動(dòng)的開(kāi)關(guān)件通過(guò)觸橋支架布置在該熱釋放器上，該能運(yùn)動(dòng)的開(kāi)關(guān)件支撐在彈簧體上并且與固定的開(kāi)關(guān)件相對(duì)地布置。
背景技術(shù)：
功率開(kāi)關(guān)被以不同的結(jié)構(gòu)尺寸來(lái)開(kāi)發(fā)。其中，結(jié)構(gòu)尺寸由具有建立得當(dāng)?shù)念~定電流系列的設(shè)備變體組成。隨著設(shè)備的額定電流升高，其損耗功率額也超出比例地大幅上升。在已有的結(jié)構(gòu)尺寸中具有最高額定電流的設(shè)備變體由此決定，即正是對(duì)于該電流而言，損耗功率額在已有的殼體容量中尚未對(duì)于開(kāi)關(guān)設(shè)備的要求在其使用壽命期間造成不利后果。如果想要達(dá)到更高的額定電流，則開(kāi)發(fā)更大的構(gòu)造方式。然而，從客戶的角度來(lái)看，更希望在結(jié)構(gòu)尺寸內(nèi)將最大額定電流進(jìn)一步向上提升。為達(dá)到這一點(diǎn)可以采取這些措施，即將從 殼體容量向外的熱量傳輸在技術(shù)上設(shè)計(jì)得更高效。原則上有兩種可能性，用于處理保護(hù)殼體內(nèi)部基于不可避免的電損耗功率的高溫。一方面可以將所有材料優(yōu)化至這一程度，即所有材料在高溫度水平也滿足它們的功能要求。然而，這通常不是經(jīng)濟(jì)的解決方案。另一種處理在于，通過(guò)技術(shù)措施推動(dòng)將產(chǎn)生的熱量強(qiáng)行從殼體中輸送出去。對(duì)于電子產(chǎn)品而言，借助于殼體通風(fēng)機(jī)、熱管-裝置或者甚至冷卻劑循環(huán)回路的主動(dòng)冷卻措施是現(xiàn)有技術(shù)。為了由此也能夠?qū)⒕植康禺a(chǎn)生的巨大的熱量導(dǎo)出，借助冷卻體將這些熱量分散到大的平面上。在此，冷卻體熱連接在具有很高的電損耗功率的構(gòu)造部件上，但與其是電絕緣的。此外，完全被動(dòng)冷卻的系統(tǒng)這樣構(gòu)造，即周圍空氣能夠直接流過(guò)必要的冷卻體?，F(xiàn)有技術(shù)的缺陷在于，迄今的散熱元件不能夠位置最優(yōu)地布置在開(kāi)關(guān)設(shè)備中。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提出一種開(kāi)關(guān)設(shè)備，其使位置優(yōu)化地散熱過(guò)程成為可倉(cāng)泛。本發(fā)明通過(guò)具有權(quán)利要求1所述特征的開(kāi)關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)。能夠單獨(dú)地或者彼此組合地應(yīng)用的有利設(shè)計(jì)-和改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中進(jìn)行說(shuō)明。根據(jù)本發(fā)明，該目的通過(guò)一種具有熱釋放器的開(kāi)關(guān)設(shè)備、特別是一種功率開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)，能運(yùn)動(dòng)的開(kāi)關(guān)件通過(guò)觸橋支架布置在該功率開(kāi)關(guān)上，該能運(yùn)動(dòng)的開(kāi)關(guān)件支撐在彈簧體上并且與固定的開(kāi)關(guān)件相對(duì)地布置。此外，本發(fā)明的特別之處在于，由導(dǎo)熱材料構(gòu)成的散熱裝置分別在側(cè)面布置在固定的開(kāi)關(guān)件上。如果由主熱源、即觸橋出發(fā)，那么散熱問(wèn)題的解決方案根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)開(kāi)啟沿電流路徑的第二條值得提及的散熱路徑實(shí)現(xiàn)。除了導(dǎo)入設(shè)備中的第一散熱方向以外的這個(gè)附加的第二路徑沿匯流排離開(kāi)觸點(diǎn)平行于滅弧片(Loeschblechen)在端面的方向上導(dǎo)向。迄今為止，導(dǎo)電路徑設(shè)計(jì)方案的終點(diǎn)在熱技術(shù)上看來(lái)是一條死路并且僅用于將短路電弧在滅弧裝置的方向上導(dǎo)向。第二熱路徑的實(shí)現(xiàn)能夠借助于將大面積的冷卻元件、例如冷卻片優(yōu)選地裝入開(kāi)關(guān)設(shè)備的相位分離壁中而完成。也就是說(shuō)，這些冷卻元件直接地或者間接地例如電絕緣地并且良好導(dǎo)熱地與設(shè)備的匯流排連接。它們隨后平面地在大多由塑料構(gòu)成的室分離壁中的空洞中延伸。特別有利的是，這些冷卻條繼續(xù)導(dǎo)入室分離肋的、位于設(shè)備主體外部的部分中。這些位于外部的肋迄今為止主要用于擴(kuò)大絕緣距離，即設(shè)備的單獨(dú)的極之間的空氣-和爬電距離。如果導(dǎo)熱性差的肋塑料的熱量頂蓋保持小尺寸，熱量便足以能夠從中穿過(guò)而排放至周圍環(huán)境中。如果肋附加地延伸超出了整個(gè)設(shè)備高度，那么周圍的空氣熱量的導(dǎo)出到平面則相對(duì)較大。此外，這些肋在布置設(shè)備時(shí)彼此緊靠地反向于設(shè)備側(cè)面地保持未被遮蓋并且因此非常有效。通過(guò)塑料外殼提供了金屬冷卻片的 電子的操作人員-觸摸保護(hù)。另一個(gè)提高效率的可替換方案在于，并非受到觸摸保護(hù)地在塑料肋條內(nèi)部使用冷卻條，而是使其直接接觸空氣。在這種情況下，必須通過(guò)匯流排和冷卻片之間電絕緣的、但是導(dǎo)熱性良好的中間層，例如從半導(dǎo)體-功率模塊技術(shù)中已知的導(dǎo)熱膜或者陶瓷片保證必要的操作人員-觸摸保護(hù)。根據(jù)本發(fā)明的散熱裝置的優(yōu)點(diǎn)在于，為了能夠?qū)⑤^大的損失功率傳導(dǎo)出去，得出第二條有效的匯流排-散熱路徑，因此導(dǎo)出較高的損耗功率，從而使設(shè)備在不變的結(jié)構(gòu)容量中的額定電流密度可能更高。結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點(diǎn)在于，散熱面能夠不被阻隔以及不被蓋住。由此能夠?qū)崿F(xiàn)有效的散熱?；趶挠|點(diǎn)來(lái)看的、導(dǎo)入冷卻面中的第二條散熱路徑，實(shí)現(xiàn)熱釋放器、例如雙金屬材料與接觸過(guò)渡點(diǎn)在熱技術(shù)方面的波動(dòng)的有利分離。由此有利地影響設(shè)備的觸發(fā)行為。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的散熱裝置，由此不僅實(shí)現(xiàn)了溫度水平的降低，而且實(shí)現(xiàn)了邊界電流觸發(fā)行為的改進(jìn)。在一個(gè)特別有利的實(shí)施方式中提出，散熱裝置由一種導(dǎo)熱材料、特別是散熱片構(gòu)成。這些大散熱片可以實(shí)現(xiàn)的是，通過(guò)相對(duì)較大的冷卻-以及熱分散面，將迄今在開(kāi)關(guān)裝置內(nèi)部或多或少點(diǎn)狀地在匯流排中存在的熱量更好地傳導(dǎo)出去。這些冷卻片在有利的方式中也設(shè)計(jì)為冷卻肋，冷卻肋同樣可以實(shí)現(xiàn)有效的熱輸送。在根據(jù)本發(fā)明的散熱裝置的一個(gè)有利的變體中提出，散熱裝置布置在固定開(kāi)關(guān)件以及熱釋放器的連接舌上。根據(jù)本發(fā)明的散熱裝置的這種在側(cè)面的定位使位置優(yōu)化的布置成為可能，位置優(yōu)化的布置可以實(shí)現(xiàn)有效的熱輸送。此外，以有利的方式提出，散熱裝置布置在開(kāi)關(guān)設(shè)備的室分離壁中。根據(jù)本發(fā)明的冷卻面以這種方式絕緣并且位置優(yōu)化地定位在開(kāi)關(guān)設(shè)備的相位分離壁之間。此外，如果冷卻面布置在這些相位之間，那么冷卻面便能夠越過(guò)設(shè)備主體，單側(cè)或者兩側(cè)地延伸進(jìn)入位于外部的、可能的絕緣肋中。優(yōu)點(diǎn)在于，通過(guò)這些位于外部的大面積的肋的熱傳導(dǎo)，由于與周圍空氣的直接接觸而非常有效。為了可將較大的損耗功率導(dǎo)出，通過(guò)開(kāi)關(guān)設(shè)備的、特別是用于功率開(kāi)關(guān)的、在這里提出的根據(jù)本發(fā)明的散熱設(shè)備，使第二條有效的匯流排-散熱路徑成為可能，由此在不變的結(jié)構(gòu)容量中使設(shè)備的額定電流密度較高。其中，散熱面以冷卻片的形式這樣位置優(yōu)化地集成在開(kāi)關(guān)設(shè)備中，即平面既不被阻隔也不被蓋住?；趶挠|點(diǎn)來(lái)看的導(dǎo)入冷卻片的第二條散熱路徑，以有利的方式實(shí)現(xiàn)熱釋放器與接觸過(guò)渡點(diǎn)在熱技術(shù)方面的波動(dòng)的有利分離，由此也有利地影響開(kāi)關(guān)設(shè)備的觸發(fā)行為。通過(guò)這里說(shuō)明的、位置優(yōu)化的散熱裝置由此不僅能夠總體上降低溫度水平，而且也能夠改進(jìn)邊界電流觸發(fā)行為。


以下根據(jù)實(shí)施例并根據(jù)

本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和設(shè)計(jì)方案。在此示意性地示出圖1在剖面圖中示出開(kāi)關(guān)設(shè)備，特別是具有在開(kāi)關(guān)過(guò)程之后示出的熱導(dǎo)出行為的功率開(kāi)關(guān)；圖2在剖面圖中示出在具有熱導(dǎo)出行為的開(kāi)關(guān)過(guò)程之后的、根據(jù)本發(fā)明的、具有散熱裝置的開(kāi)關(guān)設(shè)備；
圖3在透視圖中示出具有由冷卻片構(gòu)成的散熱裝置的開(kāi)關(guān)設(shè)備；圖4在透視圖中示出根據(jù)圖3的開(kāi)關(guān)設(shè)備，其中，冷卻片越過(guò)開(kāi)關(guān)基體以絕緣肋的形式延伸；圖5在透視圖中示出根據(jù)本發(fā)明的、具有冷卻面的散熱裝置的另一個(gè)實(shí)施方式，這些冷卻面布置在相位分離的殼體中間壁中。
具體實(shí)施例方式圖1示出開(kāi)關(guān)設(shè)備1、特別是具有熱釋放器2的功率開(kāi)關(guān)，在該熱釋放器上通過(guò)觸橋支架3布置能運(yùn)動(dòng)的開(kāi)關(guān)件4。該能運(yùn)動(dòng)的開(kāi)關(guān)件4設(shè)計(jì)為具有兩個(gè)觸點(diǎn)5，6的觸橋。該能運(yùn)動(dòng)的開(kāi)關(guān)件4安裝在觸橋支架3中的彈簧元件7上、并且與固定的開(kāi)關(guān)件8，9相對(duì)地布置。固定的開(kāi)關(guān)件8，9布置在觸橋支架3的左側(cè)以及右側(cè)并且分別具有觸點(diǎn)10，11，這些觸點(diǎn)在開(kāi)關(guān)過(guò)程中觸碰能運(yùn)動(dòng)的開(kāi)關(guān)件4的觸點(diǎn)5，6。固定的開(kāi)關(guān)件8優(yōu)選地設(shè)計(jì)為U-形并且具有朝向連接端子13導(dǎo)向的突起12。固定的開(kāi)關(guān)件9同樣設(shè)計(jì)為U-形，并具有長(zhǎng)的和短的支腳，其中，較短的支腳經(jīng)過(guò)突起14朝向熱釋放器2導(dǎo)向。連接舌15從熱釋放器12導(dǎo)向另一個(gè)連接端子16。此外在圖1中還示出了在開(kāi)關(guān)過(guò)程之后的熱導(dǎo)出行為17，18。在開(kāi)關(guān)過(guò)程之后首先在固定的開(kāi)關(guān)件8，9的自由支腳21，22上形成大的熱區(qū)域19，20，這些自由支腳并不朝向連接端子13導(dǎo)向，而是朝向熱釋放器2導(dǎo)向。其它的略次于熱區(qū)域19，20的熱區(qū)域23，24位于固定的開(kāi)關(guān)件8，9的另外兩個(gè)支腳25，26上。在這些不太顯著的熱區(qū)域23，24之后，熱量在連接端子13的方向上以及經(jīng)過(guò)熱釋放器2被進(jìn)一步朝向連接端子16導(dǎo)向。圖2示出根據(jù)圖1的示意圖，其中，在固定的開(kāi)關(guān)件8，9的自由支腳21，22上布置有散熱裝置27，28。這些散熱裝置27，28可以例如設(shè)計(jì)為冷卻片或者冷卻肋。從圖2中進(jìn)一步得出，熱區(qū)域19，20通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的散熱裝置27，28設(shè)計(jì)地明顯更小。圖3中示出根據(jù)本發(fā)明的散熱裝置27，28的一個(gè)特別有利的實(shí)施方式。在該實(shí)例中，散熱裝置27，28作為冷卻片29示出。冷卻片29優(yōu)選地彼此平行對(duì)齊并且布置在固定的開(kāi)關(guān)件8,9上以及連接舌15上。圖4中示出了圖3中的示意圖，其中，冷卻片29超出開(kāi)關(guān)基體輪廓以絕緣的、可能集成在殼體中的肋30的形式向外延伸。圖5示出根據(jù)本發(fā)明的冷卻片29的另一個(gè)位置優(yōu)化的殼體裝置。在這里，冷卻面優(yōu)選地布置在相位分離的殼體中間壁中。為了可將較大的損耗功率導(dǎo)出，通過(guò)開(kāi)關(guān)設(shè)備的、特別是用于功率開(kāi)關(guān)的、在這里提出的根據(jù)本發(fā)明的散熱設(shè)備，使第二條有效的匯流排-散熱路徑成為可能，由此在不變的結(jié)構(gòu)容量中使設(shè)備的額定電流密度較高。其中，散熱面以冷卻片的形式這樣位置優(yōu)化地集成在開(kāi)關(guān)設(shè)備中，即平面既不被阻隔也不被蓋住?；趶挠|點(diǎn)來(lái)看的導(dǎo)入冷卻片的第二條散熱路徑，以有利的方式實(shí)現(xiàn)熱釋放器與接觸過(guò)渡點(diǎn)在熱技術(shù)方面的波動(dòng)的有利脫離，由此也有利地影響開(kāi)關(guān)設(shè)備的觸發(fā)行為。通過(guò)這里說(shuō)明的、位置優(yōu)化的散熱裝置由此不僅 能夠總體上降低溫度水平，而且也能夠改進(jìn)邊界電流觸發(fā)行為。
權(quán)利要求
1.一種開(kāi)關(guān)設(shè)備、特別是功率開(kāi)關(guān)，具有熱釋放器(2)，能運(yùn)動(dòng)的開(kāi)關(guān)件(4)通過(guò)觸橋支架(3)布置在所述熱釋放器上，所述能運(yùn)動(dòng)的開(kāi)關(guān)件支撐在彈簧體(7)上并且與固定的開(kāi)關(guān)件(8，9)相對(duì)地布置，其特征在于，由導(dǎo)熱材料構(gòu)成的散熱裝置(27，28，29)分別在側(cè)面布置在所述固定的開(kāi)關(guān)件(8，9)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，由導(dǎo)熱材料構(gòu)成的所述散熱裝置(27，28，29)設(shè)計(jì)為冷卻片(29)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述冷卻片(29)設(shè)計(jì)為冷卻肋。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述散熱裝置(27，28，29 )布置在所述固定的開(kāi)關(guān)件(8，9 )上以及所述熱釋放器(2 )的連接舌(15 )上。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述散熱裝置(27，28，29)布置在相位分離的殼體中間壁(31)中。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述冷卻片(29)以絕緣肋的形式布置在開(kāi)關(guān)基本輪廓之上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種開(kāi)關(guān)設(shè)備、特別是的功率開(kāi)關(guān)，具有熱釋放器(2)，在該熱釋放器上通過(guò)觸橋支架(3)布置能運(yùn)動(dòng)的開(kāi)關(guān)件(4)，該能運(yùn)動(dòng)的開(kāi)關(guān)件支撐在彈簧體(7)上并且與固定的開(kāi)關(guān)件(8，9)相對(duì)地布置。本發(fā)明的特征在于，由導(dǎo)熱材料構(gòu)成的散熱裝置(27，28，29)分別在側(cè)面布置在固定的開(kāi)關(guān)件(8，9)上。
文檔編號(hào)H01H71/14GK103003905SQ201180034646
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者賴納·科魯特澤爾, 沃爾夫?qū)しㄒ翣?申請(qǐng)人:西門子公司