[0001] Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrischen Schalter und ist bei der konstruktiven
Gestaltung einer Luftleiteinrichtung zum Kühlen eines Schalterteiles anzuwenden.
[0002] Bei einem bekannten elektrischen Schalter in Form eines Niederspannungs-Leistungsschalters
ist eine Luftleiteinrichtung zum Kühlen von Polbahnkammern vorgesehen. Diese Luftleiteinrichtung
weist Platten auf, die an ihren beiden Oberflächen jeweils mit Vertiefungen versehen
sind. Jede der Vertiefungen bildet dabei ein Luftleitelement, das unter Bildung eines
in Einbaulage des Schalters vertikal verlaufenden Luftkanals in einem Abstand zu dem
zu kühlenden Schalterteil angeordnet ist, wobei der Luftkanal einen nach unten weisenden
Einströmbereich zum Einströmen von Kühlluft und einen nach oben weisenden Ausströmbereich
zum Ausströmen der Kühlluft aufweist (DE 38 39 269 A1) .
[0003] Ausgehend von einer Luftleiteinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches
1 (DE 38 39 269 A1) liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, die Wärmeabfuhr zu
verbessern.
[0004] Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass das Luftleitelement derart
geformt ist, dass sich der Einströmbereich in Richtung auf den Ausströmbereich verjüngt.
- Eine derartige Ausgestaltung des Einströmbereiches des Luftkanals, der damit aerodynamisch
einer Düse gleicht, führt zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit in dem Luftkanal
und damit zu einem verbesserten Übergang der Wärme von dem zu kühlenden Schalterteil
auf die Kühlluft und zu einer schnelleren Abfuhr der erwärmten Kühlluft.
[0005] Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass sich der Ausströmbereich
in Stromrichtung erweitert. Diese Ausgestaltung des Ausströmbereiches des Luftkanals
gleicht aerodynamisch einem Diffusor, und bewirkt somit, dass der Luftwiderstand der
Luftleiteinrichtung minimal ist.
[0006] Zur Bildung eines Luftkanals, der mehreren übereinander angeordneten Schalterteilen
zugeordnet ist, können mit Vorteil mehrere Luftleitelemente vorgesehen werden, die
im wesentlichen fluchtend verlaufen. Auf diese Weise kann die Luftleiteinrichtung
optimal an den im elektrischen Schalter zur Verfügung stehenden Bauraum angepasst
werden.
[0007] Wie schon bei der bekannten Luftleiteinrichtung ist es vorteilhaft, wenn zur Bildung
von mehreren Luftkanälen, die nebeneinander angeordneten Schalterteilen zugeordnet
sind, mehrere Luftleitelemente vorgesehen sind, die im wesentlichen spiegelsymmetrisch
angeordnet sind.
[0008] Eine bevorzugte Ausgestaltung der neuen Luftleiteinrichtung sieht vor, dass das bzw.
die Luftleitelemente als biegsame Platten ausgebildet und von einem gemeinsamen Träger
gehalten sind. - Derartige Platten können beispielsweise besonders preiswert aus Kunststoff
gefertigt werden. Sie können dann zusätzlich als elektrische Isolatoren wirken. -
Der Träger kann zur Aufnahme zumindest jeweils eines Kantenabschnittes der Platten
mit zumindest einer Nut versehen sein.
[0009] Auf einfache Weise lassen sich die Platten an dem Träger durch Befestigungselemente
fixieren, die Seitenflächen der Nut und die in der Nut aufgenommenen Kantenabschnitte
der Platten durchgreifen.
[0010] Die neue Luftleiteinrichtung lässt sich bevorzugt zum Kühlen von Trennkontaktsystemen
eines elektrischen Schalters verwenden.- Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Träger
der zumindest einen Luftleiteinrichtung mittels einer NUT-Feder-Verbindung an einer
Rückwand des Schalters positioniert ist.
[0011] Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur.1 einen dreipoligen Niederspannungs-Leistungsschalter mit an einer Rückwand
des Schalters befestigten, den Polen paarweise zugeordneten Trennkontaktsystemen und
mit zwei zwischen den Trennkontaktsystemen angeordneten Luftleiteinrichtungen,
Figur 2 eine erste Ansicht der in Figur 1 gezeigten Luftleiteinrichtungen mit Blick
auf die Rückwand des Schalters und
Figur 3 eine perspektivische Ansicht der in Figur 2 gezeigten Luftleiteinrichtung.
[0012] Gemäß der Figur 1 weist der Niederspannungs-Leisturigsschalter 1 ein aus einer Vorderwand
2 und einer Rückwand 3 bestehendes Schaltpolgehäuse zur Aufnahme der Schaltpole 4,
5 und 6 auf. Im Rahmen der Erfindung sollen dabei unter einem Schaltpol alle Teile
des Leistungsschalters verstanden werden, die demselben Hauptstromkreis zugeordnet
und mit Schaltstücken zum Schließen und Öffnen ausgestattet sind. Ausgenommen sind
dabei die Teile des Leistungsschalters, die zur gemeinsamen Befestigung und Betätigung
aller Pole dienen, und die im wesentlichen unter einer Abdeckhaube 7 des Leistungsschalters
1 mittels eines Tragwerkes an der Vorderwand 2 des Schaltpolgehäuses gehalten sind.
An der Rückwand 3 des Schaltpolgehäuses sind den Schaltpolen 4, 5 und 6 paarweise
zugeordnete Trennkontaktsysteme 8 in Form von unteren und oberen Lamellenblöcken angeordnet,
die in bekannter Weise beim Einschieben des Leistungsschalters in einen nicht dargestellten
Einschubrahmen eines Schaltschrankes oder einer Schaltanlage vertikal verlaufende
Anschlussschienen übergreifen.
[0013] Da die Luftströmung in Schaltanlagen bzw. Schaltschränken von unten nach oben verläuft,
ist jeweils zwischen den Trennkontaktsystemen 8 benachbarter Schaltpole 4 und 5 bzw.
5 und 6 eine Luftleiteinrichtung 9 zum Kühlen der Trennkontaktsysteme 8 angeordnet.
Diese Luftleiteinrichtungen 9 weisen jeweils einen Träger 10 auf, der über eine Nut-Feder-Verbindung
an der Rückwand 3 des Leistungsschalters 1 positioniert und über erste Befestigungsmittel
43 an der Rückwand 3 befestigt ist. Dieser Träger 10 ist plattenartig ausgebildet
und weist auf seiner der Rückwand 3 zugewandten Seite eine Feder 11 in Form eines
kantenartigen Vorsprunges auf, die in eine zugeordnete Nut 12 in der Rückwand 3 eingreift.
Dabei erstrecken sich die beiden Träger 10, die aufgrund ihrer Flachheit sehr wenig
Bauraum in Anspruch nehmen, im wesentlichen über die gesamte Höhe der Rückwand 3 des
Leistungsschalters. Jeweils im nach unten weisenden Bereich der Träger 10 und damit
zwischen den unteren Lamellenblöcken sind ein erstes 13 und ein zweites 14 Luftleitelement
an dem Träger 10 gehalten. Weiterhin sind jeweils im nach oben weisenden Bereich der
Träger 10 und damit zwischen den oberen Lamellenblöcken ein drittes 15 und ein viertes
16 Luftleitelement an dem Träger 10 gehalten.
[0014] Gemäß der Figuren 2 und 3 sind die vier Luftleitelemente 13, 14, 15 und 16 als dünne,
gebogene Platten vorzugsweise aus Kunststoff und damit sehr preiswert ausgebildet.
Aus Kunststoff ausgebildete Platten haben zusätzlich den Vorteil, dass sie gleichzeitig
als elektrische Isolatoren zwischen den Trennkontaktsystemen 8 der benachbarten Schaltpole
4 und 5 bzw. 5 und 6 dienen. Die Platten greifen jeweils mit einem Kantenabschnitt
17, 18, 19 bzw. 20 in eine zugeordnete Nut 21, 22, 23 bzw. 24 des Trägers 10 auf seiner
von der Rückwand 3des Leistungsschalters abgewandten Seite ein. Zum sicheren Fixieren
jedes der Luftleitelemente 13, 14, 15 bzw. 16 an dem Träger 10 dienen jeweils zwei
zweite Befestigungsmittel 25, die die Seitenflächen der Nut und den in der Nut aufgenommenen
Kantenabschnitte 17, 18, 19 bzw. 20 der Platten quer zu den Platten durchgreifen.
[0015] Der Verlauf der Nuten 21, 22, 23 und 24 ist so gestaltet, dass die eingesetzten,
gebogenen Platten zum Kühlen der Trennkontaktsysteme 8 Luftkanäle 26, 27, 28 und 29
bilden, die in Einbaulage des Leistungsschalters vertikal verlaufen und einen nach
unten offenen Einströmbereich 30 sowie einen nach oben offenen Ausströmbereich 31
aufweisen. Dabei ist den Trennkontaktsystemen 8 des einen, in der Figur 1 links dargestellten
äußeren Schaltpoles ein erster Luftkanal 26 , den Trennkontaktsystemen des mittleren
Schaltpoles ein zweiter 27 und dritter 28 Luftkanal und den Trennkontaktsystemen des
zweiten, in der Figur 1 rechts dargestellten äußeren Schaltpoles ein vierter Luftkanal
29 zugeordnet. Damit dient jeder der vier Luftkanäle jeweils zum Kühlen zweier übereinander
angeordneter Trennkontaktsysteme 8. Hierzu verlaufen jeweils zwei der Luftleitelemente
im wesentlichen fluchtend. So sind der erste 26 und der dritte 28 Luftkanal jeweils
vom ersten 13 und dritten 15 Luftleitelement einer der beiden Luftleiteinrichtungen
9 und der zweite 27 und der vierte 29 Luftkanal sind jeweils vom zweiten 14 und vierten
16 Luftleitelement einer der beiden Luftleiteinrichtungen 9 gebildet. Da die unteren
bzw. oberen Lamellenblöcke der jeweils benachbarten Schaltpole in Einbaulage des Leistungsschalters
nebeneinander angeordnet sind, sind die jeweils an einem gemeinsamen Träger 10 gehaltenen,
ersten 13 und zweiten 14 bzw. dritten 15 und vierten 16 Luftleitelemente im wesentlichen
spiegelsymmetrisch angeordnet.
[0016] Durch entsprechend gewählte, im Bogen verlaufende erste Abschnitte 32 bzw. 33 der
unteren Nuten und abgewinkelte zweite Abschnitte 34 bzw. 35 der oberen Nuten sind
die Luftleitelemente derart geformt, dass sich jeder der Einströmbereiche in Richtung
auf den Ausströmbereich verjüngt und dass sich jeder der Ausströmbereiche in Stromrichtung
erweitert. Da die den unteren Lamellenblöcken zugeordneten Luftleitelemente 13 und
14 und die den oberen Lamellenblöcken zugeordneten Luftleitelemente 15 und 16 in Stromrichtung
zueinander beabstandet sind, ist jeder der Luftkanäle 26, 27, 28 und 29 in einen unteren
Kanalabschnitt 36 und einen oberen Kanalabschnitt 37 geteilt.
[0017] Um die aus dem Ausströmbereich 38 des unteren Kanalabschnitts 36 austretende Kühlluft
beim Eintritt in den Einströmbereich 40 des oberen Kanalabschnitts 37 zu konzentrieren
und zu beschleunigen ist der Einströmbereich 40 des obere Kanalabschnitts 37 in Stromrichtung
verjüngt. Hierzu weist die Nut 23, die das dritte Luftleitelement 15 aufnimmt, bzw.
die Nut 24, die das vierte Luftleitelement 16 aufnimmt, einen entsprechend im Bogen
verlaufenden dritten Abschnitt 41 bzw. 42 auf, um das dritte bzw. vierte Luftleitelement
beim Einlegen in die Nut entsprechend zu formen.
1. Luftleiteinrichtung (9) zum Kühlen zumindest eines Schalterteiles eines elektrischen
Schalters
mit zumindest einem Luftleitelement (13), das unter Bildung zumindest eines in Einbaulage
des Schalters vertikal verlaufenden Luftkanals (37),in einem Abstand zu dem zu kühlenden
Schalterteil angeordnet ist,
wobei der Luftkanal (37) einen nach unten weisenden Einströmbereich (40) zum Einströmen
von Kühlluft und einen nach oben weisendes Ausströmbereich (31) zum Ausströmen der
Kühlluft aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Luftleitelement (13) derart geformt ist, dass sich der Einströmbereich (40) in
Richtung auf den Ausströmbereich (31) verjüngt.
2. Luftleiteinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich der Ausströmbereich (31) in Stromrichtung erweitert.
3. Luftleiteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Bildung von einem Luftkanal (26), der mehreren übereinander angeordneten Schalterteilen
zugeordnet ist, mehrere Luftleitelemente (13, 15) vorgesehen sind, die im wesentlichen
fluchtend verlaufen.
4. Luftleiteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Bildung von mehreren Luftkanälen (26; 27), die nebeneinander angeordneten Schalterteilen
zugeordnet sind, mehrere Luftleitelemente (13, 15; 14, 16)vorgesehen sind, die im
wesentlichen spiegelsymmetrisch angeordnet sind.
5. Luftleiteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das bzw. die Luftleitelemente (13, 14, 15, 16) als biegsame Platten ausgebildet und
von einem gemeinsamen Träger (10) gehalten sind.
6. Luftleiteinrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Träger (10) zur Aufnahme zumindest jeweils eines Kantenabschnittes (17, 18, 19,
20)der Platten mit zumindest einer Nut (21, 22, 23, 24) versehen ist.
7. Luftleiteinrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass zum Fixieren der Platten an dem Träger (10) Befestigungselemente 25 vorgesehen sind,
die jeweils Seitenflächen der Nut (21, 22, 23, 24) und den in der Nut aufgenommenen
Kantenabschnitt (17, 18, 19, 20) der Platten durchgreifen.
8. Elektrischer Schalter (1) mit Trennkontaktsystemen (8),
dadurch gekennzeichnet,
dass zum Kühlen der Trennkontaktsysteme (8) zumindest eine der Luftleiteinrichtungen (9)
nach einem der Ansprüche 1 bis 7 vorgesehen ist.
9. Elektrischer Schalter nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Träger (10) der zumindest einen Luftleiteinrichtung (9) mittels einer Nut-Feder-Verbindung
an einer Rückwand (3) des Schalters (1) positioniert ist.