切換裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種切換裝置、尤其是電功率開關，用于電路的保險，其具有兩個電極接口和一切換機構，所述切換機構用于在一過載情況下自動分開所述兩個電極接口的電連接，此外具有一用于調節所述切換裝置（10）的電構件和一電極盒，所述切換機構在所述電極盒中布置在一切換室中，所述電極盒具有至少一個氣體通道，所述至少一個氣體通道與所述切換室以氣體交流的方式連接并且構造將氣體由所述電極盒在所述電構件旁邊經過地給出到周圍環境。
【專利說明】切換裝置【技術領域】
[0001]本發明涉及用于電路的保險的一種切換裝置、尤其是電功率開關。
【背景技術】
[0002]這樣的切換裝置原則上已公知。其用于:用作電路的保險裝置，以便在過載狀況下將所述切換裝置的電極接口彼此分開。該電連接的所述分開用于避免布置在所述電路中的構件或器具的損壞。為此，已公知的切換裝置經常具有一切換機構，該切換機構能旋轉地構造。一這樣的切換機構的所述能旋轉的切換臂可以將一固定觸點與一能運動的觸點連接和松開。經常設置一冗余式的實施方案，從而使得相對于一轉動軸線兩側的雙臂作為運動觸點能夠與相應的兩個固定觸點連接。
[0003]在已公知的切換裝置的情況下不利的是:在過載情況下松開所述觸點經常產生電弧。所述電弧導致氣體的產生，所述氣體必須離開所述切換機構的切換室。為此，在已公知的切換裝置的情況下基本上設置有一通道，該通道構造在圍繞殼體中或所述電極盒(Polkassette)中。經由該通道,在切換過程中通過電弧產生的氣體能夠離開所述切換室。但是在已公知的切換裝置的情況下，如它們例如由US 6，480, 082 BI所公開的那樣，沒有公開所述切換裝置的電構件的保護。因此在那里基本上出現這樣的危險:沒有或僅糟糕地被導出的氣體導致在所述切換室內部中的、尤其在電構件的區域中的污染。如果例如提供了在所述切換裝置的圍繞殼體中的通道，那么必須進行所述圍繞殼體通道相對于所述切換室的密封，該密封作為在高切換壓力情況下的額定斷裂部位具有這樣的危險，即，氣體進而污染影響用于調節所述切換裝置的電構件。因為所述污染至少涉及能導電的染污，所以以該方式出現在這些電構件中的不期望的短路狀況進而出現所述切換裝置的損壞或甚至破壞。

【發明內容】

[0004]本發明的任務是:至少部分地消除公知的切換裝置的前面所描述的缺點。尤其地，本發明的任務是:提供一種切換裝置、尤其是功率開關，其以成本低廉并且簡單的方式避免了切換裝置的電構件尤其基于在切換過程中的等離子產生或氣體產生的污染。
[0005]前面的任務通過具有權利要求1的特征的切換裝置來解決。本發明的其它特征和細節由從屬權利要求、說明書和附圖獲得。在此，在以根據本發明的切換裝置的上下關系中所描述的特征和細節顯而易見地也在以根據本發明的從屬權利要求的上下關系中適用并且分別反之亦然，從而使得在相對于各個發明觀點的公開內容方面能夠始終相互地參考。
[0006]根據本發明的切換裝置尤其構造為電功率開關。該電功率開關用于電路的保險并具有兩個電極接口。此外，一切換機構在過載情況下設置用于所述兩個電極接口的所述電連接的自動分開。此外，根據本發明的切換裝置具有用于調節所述切換裝置的電構件。此外設置有一電極盒，所述切換機構在所述電極盒中布置在一切換室中。所述電極盒相應地具有用于布置所述切換機構的所述切換室。根據本發明的切換裝置的特征在于:所述電極盒具有至少一個氣體通道，所述至少一個氣體通道與所述切換室以氣體交流的方式連接。構造該氣體通道，以便將氣體由所述電極盒在所述電構件旁邊經過地給出到周圍環境。
[0007]依據本發明因此設置有兩個電極接口，從而使得所述切換裝置可以是一電路的部分。該切換裝置用于相對過載狀況來保險，如這些過載狀況例如在電路短路情況下能發生的那樣。所述切換機構例如可以構造為旋轉切換機構，并且由此尤其具有一個或多個能運動的觸點或相應地具有一個或多個固定觸點。通過旋轉可以執行所述兩個電極接口的電連接的連接或分開。用于調節所述切換裝置的這些電構件尤其是這樣的構件，它們關于能導電的污染敏感地起反應。這可以是晶體管、電阻、電路板或還有復雜的電構件。這些電構件沒有布置在所述電極盒內部，所述切換機構在該電極盒中被接收在所述切換室中，而是布置在所述電極盒之外。
[0008]在根據本發明的切換裝置的情況下構造有在所述電極盒中的氣體通道。因此可以通過所述電極盒的作為自由流動橫截面的幾何形狀構造來提供所述氣體通道，經由該氣體通道能夠以直接或間接的方式建立周圍環境和所述切換室之間的氣體交流的連接。所述氣體到周圍環境中的直接排出在本發明的意義中意味著:所述氣體通道在一個端部處通入所述切換室中并且在其另一端部處通入所述切換裝置的周圍環境中。當所述氣體通道在其一個端部處通入切換室中并且在其另一端部處在一傳遞部上通入到一氣體導出通道中時，然后給出一間接排出。該氣體導出通道例如可以布置和構造在所述切換裝置的圍繞殼體中。但是決定性的是，在本發明的范疇中，所述氣體通道在所述電極盒中至少具有這樣的延伸尺寸，所述延伸尺寸可以實現所述氣體在所述電構件旁邊經過的導引。在到周圍環境的間接排出的情況下，因此在所述氣體已通過所述氣體通道經過所述電構件之后才進行所述氣體給隨后的氣體導出通道的傳遞。因此保護了所述電構件并且在氣體通道和氣體導出通道之間的端口中的以密封形式的可能的薄弱部位幾何上地處在經過所述電構件之后。
[0009]本發明的其它優點是:所述氣體通道可以在所述電極盒中由特別有抵抗能力(widerstandsfahig)的材料制成。因此例如可以應用一熱固性材料，以便構造整個電極盒進而還有所述氣體通道。在形成電弧時產生的高的切換壓力能夠以該方式有效緩沖。用于所述電極盒進而用于所述氣體通道的熱固性材料也可以配備有較高的熱穩定性，而不帶來高成本，從而使得在根據本發明的切換裝置中在高的切換溫度的情況下也可以熱穩定。
[0010]通過在分開所述電極接口時產生的氣體而產生的污染尤其是導電的煙灰(Russ)。所述煙灰通過所述氣體通道的根據本發明的構造被有效地與所述電構件遠離，從而使得這些電構件經過多個切換過程的短路能夠有效地排除或對此的可能性能夠減小。
[0011]顯而易見地，所述切換裝置可以附加地具有其它構件、尤其是一圍繞殼體。這樣的圍繞殼體向外封閉所述切換裝置并且在內部具有接收室，在所述接收室中不僅能夠布置所述電極盒，還能夠與所述電極盒分離地優選地布置所述電構件。
[0012]根據本發明的切換裝置可以如下地改進，即，所述電極盒多件式構造。尤其地，所述電極盒具有兩個半殼。在此，所述電極盒的各個構件彼此連接。所述電極盒的多件式構造減少成本耗費。因此，尤其可以特別成本低廉地并且簡單地進行所述兩個電極半殼的制造。連接例如經由螺栓或鉚釘形式的連接器具進行。以粘接和/或焊接技術的連接在本發明的意義中也是可行的。有利的是:所述電極盒的各個構件的連接允許了克服高壓力的阻力。因此能夠在切換所述切換機構時尤其預期大于20MPa的壓力。所述電極盒的材料和尤其還有各個構件的連接優選地以如下方式構造，即，電極盒和各個構件能夠以這種方式經受住高的壓力。所述連接的該方式在此適配所述各個構件的所應用的材料。
[0013]進一步有利的是，在根據本發明的切換裝置的情況下，所述電極盒的構件至少局部地(abschnittweise)相對彼此密封地構造。在此,尤其可以涉及借助于槽/舌連接的密封。該密封鑒于切換期間的高壓力而進行，從而使得即使在這類高壓力的情況下避免:所述切換氣體離開所述氣體通道。借助于槽/舌連接的該密封特別有利，這是因為該密封能夠成本低廉和簡單地建立。也可以取消以如表示為例如O形圈那樣的密封器件形式的附加構件。此外，所述槽/舌連接可以構造為導向裝置，從而使得所述密封作用自動地在所述電極盒的各個構件組合時產生。密封因此尤其在氣體由所述氣體通道的不期望的流出方面去理解。顯而易見地，在本發明的范疇中但是具有附加的密封器件的密封也是可行的。
[0014]同樣有利的是，在根據本發明的切換裝置的情況下，所述電極盒至少局部地由具有克服在切換所述切換機構時產生的壓力的高機械阻力的材料來構造。在此，尤其可以涉及一種熱固性材料。高機械阻力引起克服在多于大致20MPa的范圍中的高切換壓力的阻力。附加地或替換地也可行的是，所述材料具有高熱穩定性。在此尤其可以指作為熱負載的直至5000° K的溫度。但是，所述熱負載僅非常短時間地在毫秒范圍中存在，從而使得較大的注意力放到關于產生的切換壓力的機械阻力上。顯而易見地，所述產生的壓力可以通過所述氣體通道的自由流動橫截面的放大而改變，尤其是減小。優選地，因此也設置多于一個的氣體通道，從而使得能夠提供一很大的整個流動橫截面，該流動橫截面可以實現快的導出進而所述切換壓力的減小。
[0015]當在根據本發明的切換裝置的情況下繞所述電極盒設置一圍繞殼體時，其中，在該圍繞殼體中在所述電極盒附近也布置有所述電構件，然后可以得到另一優點。這樣的圍繞殼體可以在本發明的意義中特別成本低廉地設計。因此能夠以簡單和成本低廉的方式在用于制造所述圍繞殼體的澆注方法中應用一熱塑性材料。所述圍繞殼體一方面保護所述電極盒并且另一方面附加地也保護所述電構件。所述電構件因此布置在所述電極盒之外但是所述圍繞殼體之內。所述圍繞殼體由此提供了所述切換裝置的僅僅一個單元，其鑒于在開關柜中的裝配特別有利地構造。這樣的圍繞殼體也可以具有用于在一開關柜的保持裝置中插入的機械端口。
[0016]另一優點是:在根據本發明的切換裝置的情況下，所述圍繞殼體具有一氣體導出通道，該氣體導出通道與所述電極盒的氣體通道氣體交流地連接。在此涉及一種具有氣體由所述切換室的已描述的間接導出的變型方案。因此進行所述氣體由所述氣體通道到所述氣體導出通道中的傳遞。氣體通道和氣體導出通道之間的該傳遞部位或端口優選是密封的，如這在隨后的段落中還要詳細闡明的那樣。該端口的位置以如下方式布置，即，所述氣體通道進而還有其中流動的氣體已經過所述電構件。優選地，所述端口幾何上以如下方式取向，即，即使在該端口處的部分泄漏的情況下，所述氣體不能朝所述電構件方向到達。由此即使在所述端口的糟糕或無效密封的情況下有效避免所述電構件通過切換氣體的污染。
[0017]同樣有利的是:在根據本發明的切換裝置的情況下，所述氣體通道和所述氣體導出通道之間的所述端口是密封的。該密封也可以例如通過所述兩個接口部位的相應的幾何成形來進行。因此可以考慮槽和舌的形式和相應地可以考慮槽/舌密封。設置獨特的密封器件、例如O形圈在本發明的范疇中也是可行的。
[0018]根據本發明的切換裝置有利地可以如下地被改進，S卩，所述氣體通道至少局部地具有流動技術上優化的內輪廓。通過所述氣體通道在所述電極盒中的構造，這可以特別成本低廉地和簡單地進行，這是因為能夠不考慮相對在該氣體導向裝置的所述區段中的另外的通道的端口。流動技術上優化尤其被理解為涉及這樣的釋放機構(Ausl5semechanik),所述釋放機構能夠布置在所述氣體通道中。該釋放機構通過以在所述氣體通道中導向的氣體的流入而釋放，從而使得所述流入的改善進而提高的流入壓力引起所述釋放機構的保險的釋放。相應的、在自由流動橫截面方面的優化也可以在本發明的范疇中進行。因此可以通過自由流動橫截面的放大來進行體積流的放大進而切換壓力的減小。
[0019]另一優點是:在根據本發明的切換裝置的情況下，所述氣體通道至少局部地具有矩形的或基本上矩形的自由流動橫截面。矩形的或基本上矩形的自由流動橫截面帶來這樣的優點，即，在很小的位置需求的情況下發生所述自由流動橫截面的最大化或放大。如已闡釋的那樣，通過自由流動橫截面的放大可以減小所述切換壓力。這以相同的程度減小了所述氣體通道的損壞的危險或在可能存在的密封部位中的泄漏的危險。
[0020]同樣有利的是:在根據本發明的切換裝置的情況下，至少一個第二氣體通道布置在所述電極盒中并且與所述切換室以氣體交流的方式連接。該第二氣體通道不同于另外的氣體通道構造用于將氣體沿一另外的方向、尤其基本上沿一相反方向由所述切換室導出。優選地，所述第二氣體通道因此處在這樣的位置上，該第二氣體通道在該位置中不必在電構件的旁邊經過。以該方式，所述自由流動橫截面能夠進一步提高進而在所述切換狀況期間產生的壓力行為能夠被減小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]本發明根據附圖來詳細闡釋。在此所應用的術語“左”、“右”、“上”和“下”涉及具有可正常讀出的附圖標記的附圖的取向。其中示意性地:
圖1示出了根據本發明的切換裝置的一實施方式；
圖2示出了在氣體通道和氣體導出通道之間的接口的一實施方式；以及 圖3示出了的電極盒的一實施方式的示意圖。
【具體實施方式】
[0022]在圖1中示出了在示意橫截面中的根據本發明的切換裝置10的一實施方式。因此在所述切換裝置10的該實施方式中存在一切換機構40，所述切換機構構造為旋轉切換機構。沒有詳細示出相應的固定觸點和能運動的觸點，它們可以通過旋轉所述切換機構40而被分開和閉合。所述切換機構40布置在電極盒60的切換室62中。該切換室是一自由容積，通過在分開所述切換機構40的觸點時的電弧所產生的氣體可以在該自由容積中擴散。為了引出所述氣體而設置有第一氣體通道64和第二氣體通道66。決定性的是，至少設置所述第一氣體通道64。該第一氣體通道右上地從切換室62導出并且將引出的氣體傳遞(沒有示出)給周圍環境。該切換氣體的傳遞可以直接或間接地進行，如這稍后還要詳細闡釋的那樣。
[0023]如可以由圖1進一步取得的那樣，所述切換裝置10涉及帶有圍繞殼體70的一實施方式。該圍繞殼體70完全地圍住所述電極盒60。此外，在所述圍繞殼體70中還設置有電構件50，所述電構件允許所述切換裝置10、尤其是所述切換機構40的調節。在所述切換裝置10的左邊的和右邊的兩個端部上示意性示出了兩個電極接口 20和30。該兩個電極接口 20和30彼此導電地連接，其中，該導電的連接可以通過所述切換機構40分開。
[0024]如可由圖1良好取得的那樣，電構件50雖然處在所述圍繞殼體70之內，但是處在所述電極盒60之外。此外可以良好識別出，在電構件50的上側上，構造在所述電極盒60中的所述氣體通道64在所述電構件50旁邊經過。必須被密封的傳遞部位在這里在電構件50附近被避免。因此可以通過所述氣體通道64在電極盒60中的該設置有效地避免:在可能的密封泄漏的情況下，氣體朝所述電構件方向到達并且會污染這些電構件。
[0025]在所述切換裝置10的左下端部上設置有一第二氣體通道66，該第二氣體通道具有在所述圍繞殼體70的氣體導出通道72中的一傳遞部位。該附加的第二氣體通道66提高了自由的流動橫截面，從而使得在切換所述切換機構40時產生的壓力可以被減小。
[0026]圖2示出了氣體通道64和氣體導出通道72之間的端口的一可行的實施方式，該氣體導出通道布置在所述圍繞殼體70中。在這里進行了搭接，從而使得通過該端口的幾何構造已經進行了該傳遞部位的密封。電極盒60和圍繞殼體70之間的該傳遞部位處在這樣的位置上，在該位置上，所述氣體在氣體通道64之內已經經過所述電構件50。由此不再出現這樣的危險:在所述如圖2所示那樣的端口的泄漏或部分泄漏的情況下，電構件50通過氣體和相應地能導電的污染而被臟污。
[0027]圖3中示意性示出了穿過所述電極盒60的一實施方式的橫截面。在該實施方式中，所述電極盒60由兩個電極半殼60a和60b來構造。其間構造有所述切換室62，所述切換機構40能夠被接收在該切換室中。此外，在兩個電極半殼60a和60b之間同樣構造有氣體通道64。圖3可以同樣良好地取得:兩個電極半殼60a和60b之間的所述氣體通道64的密封經由一槽/舌連接68進行。因此可以特別成本低廉地并且簡單地進行所述兩個電極半殼60a和60b的裝配并且同時可以保證保險的密封。
[0028]這些實施方式的前面的闡釋僅在示例的范疇內描述了本發明。顯而易見地，這些實施方式的單個的特征只要技術上有意義可以自由地彼此組合，而不離開本發明的范疇。
[0029]附圖標記列表 10 切換裝置 20 電極接口 30 電極接口 40 切換機構 50 電構件
60 電極盒 60a 電極半殼 60b 電極半殼 62 切換室 64 氣體通道 66 第二氣體通道 68 槽/舌連接 70 圍繞殼體 72 氣體導出通道
【權利要求】
1.切換裝置(10)、尤其是電功率開關，用于電路的保險，其具有兩個電極接口(20、30)和一切換機構(40)，所述切換機構用于在一過載情況下自動分開所述兩個電極接口(20、30)的電連接，此外具有一用于調節所述切換裝置(10)的電構件(50)和一電極盒(60)，所述切換機構(40)在所述電極盒中布置在一切換室(62)中，其特征在于，所述電極盒(60)具有至少一個氣體通道(64)，所述至少一個氣體通道與所述切換室(62)以氣體交流的方式連接并且構造將氣體從所述電極盒(60)在所述電構件(50)旁邊經過地給出到周圍環境。
2.按照權利要求1所述的切換裝置(10)，其特征在于，所述電極盒(60)多件式地構造，尤其具有兩個電極半殼(60a、60b )，其中，所述電極盒(60 )的各個構件彼此連接。
3.按照權利要求2所述的切換裝置(10)，其特征在于，所述電極盒(60)的構件至少局部地尤其借助于槽/舌連接(68)相對彼此密封地構造。
4.按照前述權利要求之一所述的切換裝置(10)，其特征在于，所述電極盒(60)至少局部地由具有克服在切換所述切換機構(40)時產生的壓力的高機械阻力的材料來構造，尤其由一熱固性材料來構造。
5.按照前述權利要求之一所述的切換裝置(10)，其特征在于，繞所述電極盒(60)設置有一圍繞殼體(70),在所述圍繞殼體中，在所述電極盒(60)附近也布置有所述電構件(50)。
6.按照權利要求5所述的切換裝置(10)，其特征在于，所述圍繞殼體(70)具有一氣體導出通道(72)，所述氣體導出通道與所述電極盒(60)的所述氣體通道(64)氣體交流地連接。
7.按照權利要求6所述的切換裝置(10)，其特征在于，所述氣體通道(64)和所述氣體導出通道(72)之間的端口是密封的。
8.按照前述權利要求之一所述的切換裝置(10)，其特征在于，所述氣體通道(64)至少局部地具有流動技術上優化的內輪廓。
9.按照前述權利要求之一所述的切換裝置(10)，其特征在于，所述氣體通道(64)至少局部地具有矩形的或基本上矩形的自由流動橫截面。
10.按照前述權利要求之一所述的切換裝置(10)，其特征在于，至少一個第二氣體通道(66)布置在所述電極盒(60)中并且與所述切換室(62)以氣體交流的方式連接，所述第二氣體通道不同于另外的氣體通道(64)，構造用于將氣體沿一另外的方向、尤其基本上沿一相反方向由所述切換室(62)導出。
【文檔編號】H01H9/02GK103632864SQ201310365976
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月21日 優先權日:2012年8月21日
【發明者】T.阿勒特, J-U.達爾, T.勒耶 申請人:西門子公司