專利名稱：電開關的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電開關、特別是斷路器或者說功率開關。此外，本發明還涉及一種用于改進這種開關的方法。
背景技術：
電斷路器或者說功率開關通常具有旋轉接觸系統，所述旋轉接觸系統具有兩個分別與電流路徑以及可旋轉支承的、且與固定接觸點中的至少一個固定接觸點共同作用的接觸元件相連接的固定接觸點。通常電橋形式設計的可移動的接觸元件用于中斷和關閉電路。例如以搖桿結構設計的操作機構用于手工接通或者斷開。在出現短路情況時，應不依賴于所述操作機構地通過電動力快速地打開接觸橋形接片。在開啟所述接觸橋形接片時，在觸點之間出現開關光弧，在溫度很高時，這種開關 光弧會導致觸點上的材料受到損失，即所謂的燒損。也就是說，固體的或者氣態的燒損物會弄臟和/或損傷開關內部中的表面。這會大大地影響開關的開啟功能，并且會導致功能故障。繞損物質主要淤積在所述旋轉接觸系統的功能部件上，并且由于由此發生變化的磨擦情況就會阻礙在出現短路情況時正常的斷開。現有技術已公開不同的方案，這些方案是針對避免由于燒損物質污染的問題。在這種情況下，大多是在旋轉接觸系統的一定的功能部件的機械的外罩或者外殼。這種結構的方案比較費錢，因為這些結構方案是在不損害開關的正常功能的情況下必須轉換成最小的結構空間。
發明內容
本發明的任務是提供一種這樣的電開關，即這種開關能夠以特別簡單的方式和方法受到保護，防止由燒損物弄臟和/或受到損害。這個任務通過按照權利要求I所述的開關或者按照權利要求10所述的方法得以完成。在從屬權利要求中規定了本發明的一些有利的方案。本發明的核心構思是用保護材料至少部分地覆蓋所述開關的幾個或者所有的功能部件的表面，其中，所述保護材料是黏稠的或者粘稠的耐熱物質。這涉及至少對于開關的功能、特別是開啟功能十分重要的功能部件。所采用的物質阻止熱的燒損物質淤積或者堆積在重要功能的部件表面上，并且因此弄臟或者損傷所述表面。通過這一措施保證即使重復出現燒損材料之后也不阻礙開關的正常開啟。本發明可用于所有由于燒損材料而被弄臟的電開關中，特別是也可用于斷路器中、例如緊湊型斷路器。所使用的保護材料是粘稠的或者說黏稠的。用于所述保護材料的基本材料的最小粘度優選地為在40°C時300mm2/s (DIN 51562)。所使用的保護材料優選地是永久彈性的，并且在力作用結束之后立即或者在對于使用來說可接受的短的時間內返回到它的原始形狀。這種復位能力優選地具有如此的特征，即該材料完全地、或者至少幾乎完全地重新呈現它的原始形狀。優選地這是一種非硬化的、軟膏狀的、可塑的材料。這種材料可在出現的溫度范圍內保留它的彈性性能、特別是它的復位能力。所采用的材料的可變形特征優選地是通過粘彈特性產生的。換句話說，材料部分地顯示出彈性，部分地顯示出粘性。然而，除了這種彈性(“有彈力”的)特征和粘性(“阻尼的”)的特性的混合之外，也可加進塑性特性，所述塑性特性使得電開關的結構部件可在保護材料上滑動。因此，按照在開關中的使用目的和使用位置，所述保護材料也可顯示出彈塑特性、塑彈特性、或者另一種變形特性。 所述保護材料是一種具有至少200°C的耐熱性的耐熱材料。這就是說，這種材料直到這種溫度在化學上是穩定的，并且特別是在它的彈性方面保留它的機械特性。如此地選擇所述保護材料，即它能忍受電弧附近的高溫，并且在開關電弧燃燒時它不燃燒，或者不汽化。
除此之外，使用的保護材料優選地還具有高的附著性或者粘附性。規定的最小附著性保證該材料保留在規定的區域中，并且不會蔓延到開關的其它區域中，在這些區域中不希望用保護材料進行覆蓋。優選的是，所述保護材料是油脂，特別是潤滑脂。這有如下優點，即保護材料不僅保護應保護的功能表面或者容納容積，以防止燃損物的堆積或者其它污染，同時保護材料也用作潤滑劑或者助滑劑，并且因此減少機械摩擦和磨損。與其它的可涂覆到表面上的材料、例如油類等不同的是，這種油脂不往下滴落，而是保留在潤滑位置上。盡管針對在接觸區域中使用絕緣的油脂材料常常存在一些疑慮，但是在所描述的使用情況中使用油脂會是沒有問題的，因為油脂由于它的附著特性可保留在潤滑部位上，并且因此不會與保證使得電流流過開關的功能部件相接觸。特別有利的是，本發明可安裝在電開關中，在該電開關中使用旋轉接觸系統并且在轉子殼體中設置可回轉的接觸臂。在這種情況中，轉子殼體的內部常常至少成區域地或者說局部地構成功能部件或者功能部件的部件，這些功能部件對于開關的功能、特別是對于開啟功能是很重要的，并且這些功能部件設置有保護材料。例如在德國公開文獻DE 10 2008 039 066 Al中或者在同一申請人的到目前為止還未公開的德國專利申請“Elektrischer Schalter (電開關)”,2011年I月25日(內部文件號2010 24036)中所描述的那樣，在電開關中使用所述保護材料是特別有利的。在這種情況下，設置有功能部件，在與轉子殼體形成機械連接的情況下所述功能部件固定住接觸臂，并且當在接觸臂和轉子殼體之間作相對旋轉時移動開。在這種情況中，所述功能部件的移動開是沿著轉子殼體的至少一個功能表面進行的，確切地說是如此方式進行的，即所述功能部件接觸所述功能表面，并且例如支撐在所述功能表面上，和/或功能部件的移動開是如此進行的，即功能部件移動到轉子殼體的容納容積中，或者沿著空容積運動。換句話說，所述轉子殼體具有對于高效能十分重要的、且其形狀為表面和/或容納容積或者空容積的區域，根據本發明這些區域用保護材料覆蓋。在這種情況中，容納容積可以理解為這樣的容積，即將該容積設計為完全地或者部分地容納所述功能部件，例如為了提供功能部件的最終位置。在這種情況中，所謂空容積被理解為這樣的容積，S卩，例如由于結構規定一它是空的，不是用于容納所述功能部件而設置的。空容積典型地通過下述事實得到它的對于開關功能方面的作用，即功能部件在執行它的功能期間從空容積旁經過，或者沿著空容積移動，并且當燃損物料裝滿所述空容積或者超過已經裝滿的空容積地伸入到功能部件的運動軌道中時，這些燃損物料就會阻礙這種移動。換句話說，在具有旋轉接觸系統的開關中以優選的方式可如此地使用所述保護材料，即一方面將它用作保護層，以便蓋住功能表面。這樣就可防止燃損材料堆積在這些表面上，并且因此在斷開電開關時提高滑動摩擦。另一方面也可將保護材料用作容積用的填充材料。所述材料閉鎖所述容積，并且因此阻止燃損產品堆積在容積中，并且填滿對于開關功能所需要的容積。容納容積為開關的功能部件敞開著。防止無意地裝滿空容積。在本發明的一種實施形式中，手工地、例如優選地在使用毛刷的情況下通過粉刷將保護材料涂覆到功能部件的表面上。在本發明的另一實施形式中，借助于噴嘴、例如通過轉子殼體中相應設置的注入孔通過噴射來涂覆所述保護材料。在這種情況中，所述保護材料在表面上的分布優選地是通過所述保護材料的自行運動來完成的。可自動地進行所述噴 射。本發明并不局限于保護具有旋轉接觸系統的電開關，而且也可用在其它類型的開關中。
結合下面對于實施例的描述，可更加清楚和更加明白地理解所達到的本發明的上述特性、特征和優點，下面結合附圖對這些實施形式進行更加詳細的說明。這些附圖是
圖I :根據本發明的開關的透視圖(已接通狀態);
圖2 :圖I中的開關的橫截面圖(已接通狀態)；
圖3 :圖I中的開關的橫截面圖(斷開狀態)；
圖4:圖2的放大的詳情圖。附圖標記列表
10電開關；
20轉子殼體；
21殼體外殼；
22邊緣內表面；
30接觸橋形接片；
40旋轉軸線；
50第一接觸臂；
51第二接觸臂；
60第一接觸部件；
61第二接觸部件；
70第一接觸軌；
71第二接觸軌；
80第一接觸部件；
81第二接觸部件；100第一球體；
101第二球體；
110第一空隙；
111第一空隙；
120彈簧；
121彈簧；
200第二空隙；
201第二空隙；
300保護材料。
具體實施例方式所有附圖只是簡圖式地并且以其本質上的部件示出本發明。其中，相同的附圖標記相應于相同功能或者可比較功能的部件。圖I示出一種具有旋轉接觸系統的電開關10，所述電開關和在相同的申請人于2011年I月25日的到目前為止還未公開的德國專利申請“電開關”(內部文擋號201024036)中描述的電開關是一樣的。轉子殼體20沿著箭頭方向P可圍繞旋轉軸線40旋轉。在轉子殼體20的內部設置有接觸橋形接片或者說觸橋30，所述接觸橋形接片也可與轉子殼體20 —起或者相對于轉子殼體20也是沿著箭頭方向P圍繞旋轉軸線40回轉。接觸橋形接片30通過第一接觸臂50和第二接觸臂51形成。這兩個接觸臂50和51的每個接觸臂在其端部處設置接觸部件60、61。兩個位置固定的接觸軌70、71與接觸橋形接片30共同作用。為此，這兩個接觸軌70,71分別配設有位置固定的接觸部件80、81。在圖I中示出的位置中，開關10是接通的，因此電流可從接觸軌70經過所述接觸橋形接片30流到接觸軌71。為了使電流能流過，接觸橋形接片30的接觸部件60和61位于所述兩個接觸軌70、71的位置固定的對應的接觸部件80、81上。圖2示出了處于接通狀態中的開關10的橫截面圖。轉子殼體20包括具有邊緣段的殼體外殼21，所述邊緣段具有邊緣內表面22。邊緣內表面22形成壁段。形狀為球體IOOUOl的兩個中間部件可在所述壁段上滑動和/或滾動。當開關10在接通狀態時，所述兩個球體100、101位于邊緣內表面22里的第一空隙110、111中，在這些空隙中，它們通過彈簧120、121彈性地支承。因此，這兩個第一空隙110,111規定了用于所述接觸橋形接片30和所述兩個球體100、101的第一卡鎖位置。這兩個球體100、101形成了單獨的部件，它們既不與殼體外殼21或者轉子殼體20機械地連接，也不與接觸橋形接片30機械地連接。球體100、101是獨立的結構部件，它們僅僅是在轉子殼體20的殼體外殼21和接觸橋形接片30之間通過所述兩個彈簧120、121彈性地被夾緊支承。因此，為了安裝開關10，只須將所述兩個球體100、101插入到空隙110、111中，并且借助于所述兩個彈簧120、121固定夾緊在那里。這兩個彈簧120、121分別具有兩個彈簧端部，其中第一彈簧端部直接壓到所述兩個球體中的一個球體上，其中的第二彈簧端部支撐在接觸橋形接片30的所述接觸臂之一上。為了保證能均勻地傳遞力，所述兩個彈簧120中的一個彈簧支撐在接觸橋形接片30的第一接觸臂50上，并且另一彈簧121支撐在接觸橋形接片30的第二接觸臂51上。因此，為了對于在圖2中示出的接觸橋形接片30的第一卡鎖位置進行限定，只需要所述轉子殼體20、接觸橋形接片30、所述兩個球體100、101和所述兩個彈簧120、121。當電流通過接觸橋形接片30從所述接觸軌70之一流到另一接觸軌71或者相反流動且該電流超過閥值時，磁力間接地或者直接地作用到接觸橋形接片30上，通過所述磁力使得所述接觸橋形接片30沿著回轉方向P發生偏轉。其中，也發生相對于轉子殼體20的回轉運動。在作這樣的回轉運動時，支撐在接觸橋形接片30上的所述兩個彈簧120、121對所述兩個球體100、101施加壓力，并且將這兩個球體從它們的空隙110和111中壓出來。在這樣一種壓出之后，這兩個球體100和101在殼體外殼21的邊緣內表面22上沿著箭頭P方向滾動。
圖3示出了在接觸橋形接片30相對于轉子殼體20偏轉之后的開關10的狀態。由于接觸橋形接片30的偏轉，使得所述球體100、110在殼體外殼21的邊緣內表面22上滾動起來，并且分別進入到接觸橋形接片30的第二卡鎖位置中。這個第二卡鎖位置是通過邊緣內表面22中的第二空隙200、201規定的。所述兩個球體100、101也是彈性地被支承在該第二卡鎖位置中，確切地說，又是通過這兩個支撐在接觸橋形接片30的所述兩個接觸臂50,51上的彈簧120、121來實現的。通過所述第二卡鎖位置，保證也可以使得所述接觸部件的打開的開關狀態受到卡鎖，并且當引起接觸橋形接片30轉動的釋放電流重新衰減時，開關也可保持打開。上述球體100、101是開關10的旋轉接觸系統的功能部件。在與轉子殼體20形成機械連接的情況下，它們固定所述接觸橋形接片30的接觸臂50、51，并且在接觸臂50、51和轉子殼體20之間作相對轉動時移動離開。在這種情況下，球體100、101的所述移動離開沿著至少轉子殼體20的功能表面進行，也就是在殼體外殼21的邊緣內表面上從空隙110、111中滑出來，并且滑動到形成了用于所述球體100、101的容納容積的空隙200、201中。所述功能表面是開關10的功能部件的這樣一些表面，即這些表面對于所述開關10的功能、特別是開啟功能是十分重要的。換句話說，在所描述的實施例中，第一和第二空隙110、111、200、201 —方面形成了容納容積；另一方面這些空隙110、111、200、201同時又用作功能表面，沿著這些功能表面所述球體100、101滑動或者滾動地運動。現在，根據本發明規定，這些區域中的幾個區域至少部分地用保護材料300覆蓋，用于進行保護，防止燒毀材料弄臟開關和/或造成損害，其中，保護材料300是粘稠的耐熱物質，在此種情況中是潤滑脂。可將高溫脂用作保護材料300，其中，例如聚四氟乙烯基或者陶瓷基的高溫脂是合適的。高溫混合脂也可用作保護材料300，它們是礦物脂和聚四氟乙烯基脂的混合物。也可考慮將娃基物質用作保護材料300的粘桐的、且耐熱的物質。設置有保護材料300的表面在此示出的實施例中是限定著第二卡鎖位置的空隙200、201。將第二空隙200、201設計成沿著旋轉方向P繼續加深的、楔形的容納容積，并且直接與第一空隙110、111相連接。將這些空隙200、201部分地裝入油脂。在該空隙200、201中裝入的油脂至少部分地將這些容積封閉起來，并且因此防止燒毀產物堆積其中，這樣就為容納所述球體100、101保留了空隙200、201，關于這方面請參考圖4的詳圖。當球體100、101移動到第二空隙200,201中時，保護材料300回縮。通過球體100、101排擠所述材料300，并且因此可將球體100，101容納在所述容納容積中，并且如圖3所示的那樣，最后將球體100、101定位在第二卡鎖位置中。在開關10復位之后，保護材料300又具有它原來的形狀，并且封閉這些空隙 200、20I。保護材料不阻礙開關10的功能方式。能保證正常的開關過程。同時以簡單和成本有利的方式和方法防止由于燒毀產物造成的對于功能部件200、201的污染和損害。
雖然在詳圖中通過優選的實施例對本發明進行了詳細的描述和說明，但是本發明并不局限于公開的實例。本領域技術人員可在不脫離本發明的保護范圍的情況下從中推導出其它的變型方案。
權利要求
1.電開關(10)、特別是功率開關，具有對于開關(10)的功能、特別是開啟功能重要的功能部件(200、201)，其特征在于，幾個或者所有的這些功能部件(200、201)的表面至少部分地用保護材料覆蓋而用來進行保護，以防止由于燒毀物弄臟和/或損害，其中，所述保護材料(300 )是黏稠的且耐熱的物質。
2.按照權利要求I所述的電開關(10)，其特征在于旋轉接觸系統，在所述旋轉接觸系統中至少一個能回轉的接觸臂(50、51)設置在轉子殼體(20)中，其中，轉子殼體(20)的內部至少局部地用保護材料(300)覆蓋。
3.按照權利要求2所述的電開關(10)，其特征在于，將轉子殼體(20)的殼體內部的這樣一些區域(200、201)用保護材料(300)覆蓋，即這些區域作為功能部件保證所述至少一個接觸臂(50、51)的按照功能進行偏轉。
4.按照權利要求2或3所述的電開頭(10)，其特征在于，所述至少一個接觸臂(50、 51)旋轉地支承在轉子殼體(20)中，并且在接通位置和斷開位置之間以及相對于轉子殼體(20)能偏轉，并且設置至少一個功能部件(100、101)，所述功能部件在形成與轉子殼體(20)的機械連接、特別是傳力連接的情況下將所述至少一個接觸臂(50、51)固定在規定的位置中，并且在所述至少一個接觸臂(50、51)和轉子殼體(20)之間作相對轉動時如此地從規定的位置中移動開，即，所述至少一個功能部件(100、101)在作移開運動時在接觸所述轉子殼體(20)的至少一個功能表面的情況下移動，和/或移動到至少一個設置在轉子殼體(20 )之中或者之上的容納容積(200、201)中，或者沿著一種空容積移動，其中，所述至少一個功能表面和/或所述至少一個容納容積(200、201)或者空容積設有保護材料(300)。
5.按照權利要求4所述的電開關(10)，其特征在于，保護材料(300)蓋住所述至少一個功能表面來作為保護層。
6.按照權利要求4所述的電開關(10)，其特征在于，所述至少一個容納容積(200、201)至少部分地填裝有保護材料(300)。
7.按照權利要求I至6中的任一項所述的電開關(10)，其特征在于，用作保護材料(300)的基本材料在40°C時具有至少為300mm2/s的粘度(DIN51562)。
8.按照權利要求I至7中的任一項所述的電開關(10)，其特征在于，保護材料(300)是直到至少為200°C的溫度時都是耐熱的。
9.按照權利要求I至8中的任一項所述的電開關(10)，其特征在于，保護材料(300)是油脂。
10.用于改進電開關(10)、特別是功率開關的方法，其特征在于，幾個或者是所有的對于開關(10)的功能、特別是開啟功能重要的功能部件(200、201)的表面至少部分地用保護材料(300)覆蓋，用于進行保護，以防止由于燒毀材料弄臟和/或受損，其中，所述保護材料(300)是黏稠的且耐熱的物質。
全文摘要
本發明涉及一種電開關、特別是斷路器或者說功率開關。此外，本發明還涉及一種用于改進這種開關的方法。為了能以特別簡單的方式和方法保護電開關，防止燒毀物弄臟和/或損壞，本發明建議，用保護材料至少部分地覆蓋所述開關的幾個或者所有的功能部件的表面，其中，所述保護材料是粘稠的且耐熱的物質。
文檔編號H01H33/02GK102969190SQ20121031196
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月29日 優先權日2011年8月29日
發明者J.比納, W.費登, B.漢尼奇, T.普尼奧克 申請人:西門子公司