CN103632864B - 切换装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种切换装置、尤其是电功率开关，用于电路的保险，其具有两个电极接口和一切换机构，所述切换机构用于在一过载情况下自动分开所述两个电极接口的电连接，此外具有一用于调节所述切换装置（10）的电构件和一电极盒，所述切换机构在所述电极盒中布置在一切换室中，所述电极盒具有至少一个气体通道，所述至少一个气体通道与所述切换室以气体交流的方式连接并且构造将气体由所述电极盒在所述电构件旁边经过地给出到周围环境。

Description

切换装置

技术领域

本发明涉及用于电路的保险的一种切换装置、尤其是电功率开关。

背景技术

这样的切换装置原则上已公知。其用于：用作电路的保险装置，以便在过载状况下将所述切换装置的电极接口彼此分开。该电连接的所述分开用于避免布置在所述电路中的构件或器具的损坏。为此，已公知的切换装置经常具有一切换机构，该切换机构能旋转地构造。一这样的切换机构的所述能旋转的切换臂可以将一固定触点与一能运动的触点连接和松开。经常设置一冗余式的实施方案，从而使得相对于一转动轴线两侧的双臂作为运动触点能够与相应的两个固定触点连接。

在已公知的切换装置的情况下不利的是：在过载情况下松开所述触点经常产生电弧。所述电弧导致气体的产生，所述气体必须离开所述切换机构的切换室。为此，在已公知的切换装置的情况下基本上设置有一通道，该通道构造在围绕壳体中或所述电极盒（Polkassette）中。经由该通道，在切换过程中通过电弧产生的气体能够离开所述切换室。但是在已公知的切换装置的情况下，如它们例如由US 6,480,082 B1所公开的那样，没有公开所述切换装置的电构件的保护。因此在那里基本上出现这样的危险：没有或仅糟糕地被导出的气体导致在所述切换室内部中的、尤其在电构件的区域中的污染。如果例如提供了在所述切换装置的围绕壳体中的通道，那么必须进行所述围绕壳体通道相对于所述切换室的密封，该密封作为在高切换压力情况下的额定断裂部位具有这样的危险，即，气体进而污染影响用于调节所述切换装置的电构件。因为所述污染至少涉及能导电的染污，所以以该方式出现在这些电构件中的不期望的短路状况进而出现所述切换装置的损坏或甚至破坏。

发明内容

本发明的任务是：至少部分地消除公知的切换装置的前面所描述的缺点。尤其地，本发明的任务是：提供一种切换装置、尤其是功率开关，其以成本低廉并且简单的方式避免了切换装置的电构件尤其基于在切换过程中的等离子产生或气体产生的污染。

前面的任务通过具有权利要求1的特征的切换装置来解决。本发明的其它特征和细节由从属权利要求、说明书和附图获得。在此，在以根据本发明的切换装置的上下关系中所描述的特征和细节显而易见地也在以根据本发明的从属权利要求的上下关系中适用并且分别反之亦然，从而使得在相对于各个发明观点的公开内容方面能够始终相互地参考。

根据本发明的切换装置尤其构造为电功率开关。该电功率开关用于电路的保险并具有两个电极接口。此外，一切换机构在过载情况下设置用于所述两个电极接口的所述电连接的自动分开。此外，根据本发明的切换装置具有用于调节所述切换装置的电构件。此外设置有一电极盒，所述切换机构在所述电极盒中布置在一切换室中。所述电极盒相应地具有用于布置所述切换机构的所述切换室。根据本发明的切换装置的特征在于：所述电极盒具有至少一个气体通道，所述至少一个气体通道与所述切换室以气体交流的方式连接。构造该气体通道，以便将气体由所述电极盒在所述电构件旁边经过地给出到周围环境。

依据本发明因此设置有两个电极接口，从而使得所述切换装置可以是一电路的部分。该切换装置用于相对过载状况来保险，如这些过载状况例如在电路短路情况下能发生的那样。所述切换机构例如可以构造为旋转切换机构，并且由此尤其具有一个或多个能运动的触点或相应地具有一个或多个固定触点。通过旋转可以执行所述两个电极接口的电连接的连接或分开。用于调节所述切换装置的这些电构件尤其是这样的构件，它们关于能导电的污染敏感地起反应。这可以是晶体管、电阻、电路板或还有复杂的电构件。这些电构件没有布置在所述电极盒内部，所述切换机构在该电极盒中被接收在所述切换室中，而是布置在所述电极盒之外。

在根据本发明的切换装置的情况下构造有在所述电极盒中的气体通道。因此可以通过所述电极盒的作为自由流动横截面的几何形状构造来提供所述气体通道，经由该气体通道能够以直接或间接的方式建立周围环境和所述切换室之间的气体交流的连接。所述气体到周围环境中的直接排出在本发明的意义中意味着：所述气体通道在一个端部处通入所述切换室中并且在其另一端部处通入所述切换装置的周围环境中。当所述气体通道在其一个端部处通入切换室中并且在其另一端部处在一传递部上通入到一气体导出通道中时，然后给出一间接排出。该气体导出通道例如可以布置和构造在所述切换装置的围绕壳体中。但是决定性的是，在本发明的范畴中，所述气体通道在所述电极盒中至少具有这样的延伸尺寸，所述延伸尺寸可以实现所述气体在所述电构件旁边经过的导引。在到周围环境的间接排出的情况下，因此在所述气体已通过所述气体通道经过所述电构件之后才进行所述气体给随后的气体导出通道的传递。因此保护了所述电构件并且在气体通道和气体导出通道之间的端口中的以密封形式的可能的薄弱部位几何上地处在经过所述电构件之后。

本发明的其它优点是：所述气体通道可以在所述电极盒中由特别有抵抗能力（widerstandsfähig）的材料制成。因此例如可以应用一热固性材料，以便构造整个电极盒进而还有所述气体通道。在形成电弧时产生的高的切换压力能够以该方式有效缓冲。用于所述电极盒进而用于所述气体通道的热固性材料也可以配备有较高的热稳定性，而不带来高成本，从而使得在根据本发明的切换装置中在高的切换温度的情况下也可以热稳定。

通过在分开所述电极接口时产生的气体而产生的污染尤其是导电的烟灰（Russ）。所述烟灰通过所述气体通道的根据本发明的构造被有效地与所述电构件远离，从而使得这些电构件经过多个切换过程的短路能够有效地排除或对此的可能性能够减小。

显而易见地，所述切换装置可以附加地具有其它构件、尤其是一围绕壳体。这样的围绕壳体向外封闭所述切换装置并且在内部具有接收室，在所述接收室中不仅能够布置所述电极盒，还能够与所述电极盒分离地优选地布置所述电构件。

根据本发明的切换装置可以如下地改进，即，所述电极盒多件式构造。尤其地，所述电极盒具有两个半壳。在此，所述电极盒的各个构件彼此连接。所述电极盒的多件式构造减少成本耗费。因此，尤其可以特别成本低廉地并且简单地进行所述两个电极半壳的制造。连接例如经由螺栓或铆钉形式的连接器具进行。以粘接和/或焊接技术的连接在本发明的意义中也是可行的。有利的是：所述电极盒的各个构件的连接允许了克服高压力的阻力。因此能够在切换所述切换机构时尤其预期大于20MPa的压力。所述电极盒的材料和尤其还有各个构件的连接优选地以如下方式构造，即，电极盒和各个构件能够以这种方式经受住高的压力。所述连接的该方式在此适配所述各个构件的所应用的材料。

进一步有利的是，在根据本发明的切换装置的情况下，所述电极盒的构件至少局部地（abschnittweise）相对彼此密封地构造。在此，尤其可以涉及借助于槽/舌连接的密封。该密封鉴于切换期间的高压力而进行，从而使得即使在这类高压力的情况下避免：所述切换气体离开所述气体通道。借助于槽/舌连接的该密封特别有利，这是因为该密封能够成本低廉和简单地建立。也可以取消以如表示为例如O形圈那样的密封器件形式的附加构件。此外，所述槽/舌连接可以构造为导向装置，从而使得所述密封作用自动地在所述电极盒的各个构件组合时产生。密封因此尤其在气体由所述气体通道的不期望的流出方面去理解。显而易见地，在本发明的范畴中但是具有附加的密封器件的密封也是可行的。

同样有利的是，在根据本发明的切换装置的情况下，所述电极盒至少局部地由具有克服在切换所述切换机构时产生的压力的高机械阻力的材料来构造。在此，尤其可以涉及一种热固性材料。高机械阻力引起克服在多于大致20MPa的范围中的高切换压力的阻力。附加地或替换地也可行的是，所述材料具有高热稳定性。在此尤其可以指作为热负载的直至5000°K的温度。但是，所述热负载仅非常短时间地在毫秒范围中存在，从而使得较大的注意力放到关于产生的切换压力的机械阻力上。显而易见地，所述产生的压力可以通过所述气体通道的自由流动横截面的放大而改变，尤其是减小。优选地，因此也设置多于一个的气体通道，从而使得能够提供一很大的整个流动横截面，该流动横截面可以实现快的导出进而所述切换压力的减小。

当在根据本发明的切换装置的情况下绕所述电极盒设置一围绕壳体时，其中，在该围绕壳体中在所述电极盒附近也布置有所述电构件，然后可以得到另一优点。这样的围绕壳体可以在本发明的意义中特别成本低廉地设计。因此能够以简单和成本低廉的方式在用于制造所述围绕壳体的浇注方法中应用一热塑性材料。所述围绕壳体一方面保护所述电极盒并且另一方面附加地也保护所述电构件。所述电构件因此布置在所述电极盒之外但是所述围绕壳体之内。所述围绕壳体由此提供了所述切换装置的仅仅一个单元，其鉴于在开关柜中的装配特别有利地构造。这样的围绕壳体也可以具有用于在一开关柜的保持装置中插入的机械端口。

另一优点是：在根据本发明的切换装置的情况下，所述围绕壳体具有一气体导出通道，该气体导出通道与所述电极盒的气体通道气体交流地连接。在此涉及一种具有气体由所述切换室的已描述的间接导出的变型方案。因此进行所述气体由所述气体通道到所述气体导出通道中的传递。气体通道和气体导出通道之间的该传递部位或端口优选是密封的，如这在随后的段落中还要详细阐明的那样。该端口的位置以如下方式布置，即，所述气体通道进而还有其中流动的气体已经过所述电构件。优选地，所述端口几何上以如下方式取向，即，即使在该端口处的部分泄漏的情况下，所述气体不能朝所述电构件方向到达。由此即使在所述端口的糟糕或无效密封的情况下有效避免所述电构件通过切换气体的污染。

同样有利的是：在根据本发明的切换装置的情况下，所述气体通道和所述气体导出通道之间的所述端口是密封的。该密封也可以例如通过所述两个接口部位的相应的几何成形来进行。因此可以考虑槽和舌的形式和相应地可以考虑槽/舌密封。设置独特的密封器件、例如O形圈在本发明的范畴中也是可行的。

根据本发明的切换装置有利地可以如下地被改进，即，所述气体通道至少局部地具有流动技术上优化的内轮廓。通过所述气体通道在所述电极盒中的构造，这可以特别成本低廉地和简单地进行，这是因为能够不考虑相对在该气体导向装置的所述区段中的另外的通道的端口。流动技术上优化尤其被理解为涉及这样的释放机构（Auslösemechanik），所述释放机构能够布置在所述气体通道中。该释放机构通过以在所述气体通道中导向的气体的流入而释放，从而使得所述流入的改善进而提高的流入压力引起所述释放机构的保险的释放。相应的、在自由流动横截面方面的优化也可以在本发明的范畴中进行。因此可以通过自由流动横截面的放大来进行体积流的放大进而切换压力的减小。

另一优点是：在根据本发明的切换装置的情况下，所述气体通道至少局部地具有矩形的或基本上矩形的自由流动横截面。矩形的或基本上矩形的自由流动横截面带来这样的优点，即，在很小的位置需求的情况下发生所述自由流动横截面的最大化或放大。如已阐释的那样，通过自由流动横截面的放大可以减小所述切换压力。这以相同的程度减小了所述气体通道的损坏的危险或在可能存在的密封部位中的泄漏的危险。

同样有利的是：在根据本发明的切换装置的情况下，至少一个第二气体通道布置在所述电极盒中并且与所述切换室以气体交流的方式连接。该第二气体通道不同于另外的气体通道构造用于将气体沿一另外的方向、尤其基本上沿一相反方向由所述切换室导出。优选地，所述第二气体通道因此处在这样的位置上，该第二气体通道在该位置中不必在电构件的旁边经过。以该方式，所述自由流动横截面能够进一步提高进而在所述切换状况期间产生的压力行为能够被减小。

附图说明

本发明根据附图来详细阐释。在此所应用的术语“左”、“右”、“上”和“下”涉及具有可正常读出的附图标记的附图的取向。其中示意性地：

图1示出了根据本发明的切换装置的一实施方式；

图2示出了在气体通道和气体导出通道之间的接口的一实施方式；以及

图3示出了的电极盒的一实施方式的示意图。

具体实施方式

在图1中示出了在示意横截面中的根据本发明的切换装置10的一实施方式。因此在所述切换装置10的该实施方式中存在一切换机构40，所述切换机构构造为旋转切换机构。没有详细示出相应的固定触点和能运动的触点，它们可以通过旋转所述切换机构40而被分开和闭合。所述切换机构40布置在电极盒60的切换室62中。该切换室是一自由容积，通过在分开所述切换机构40的触点时的电弧所产生的气体可以在该自由容积中扩散。为了引出所述气体而设置有第一气体通道64和第二气体通道66。决定性的是，至少设置所述第一气体通道64。该第一气体通道右上地从切换室62导出并且将引出的气体传递（没有示出）给周围环境。该切换气体的传递可以直接或间接地进行，如这稍后还要详细阐释的那样。

如可以由图1进一步取得的那样，所述切换装置10涉及带有围绕壳体70的一实施方式。该围绕壳体70完全地围住所述电极盒60。此外，在所述围绕壳体70中还设置有电构件50，所述电构件允许所述切换装置10、尤其是所述切换机构40的调节。在所述切换装置10的左边的和右边的两个端部上示意性示出了两个电极接口20和30。该两个电极接口20和30彼此导电地连接，其中，该导电的连接可以通过所述切换机构40分开。

如可由图1良好取得的那样，电构件50虽然处在所述围绕壳体70之内，但是处在所述电极盒60之外。此外可以良好识别出，在电构件50的上侧上，构造在所述电极盒60中的所述气体通道64在所述电构件50旁边经过。必须被密封的传递部位在这里在电构件50附近被避免。因此可以通过所述气体通道64在电极盒60中的该设置有效地避免：在可能的密封泄漏的情况下，气体朝所述电构件方向到达并且会污染这些电构件。

在所述切换装置10的左下端部上设置有一第二气体通道66，该第二气体通道具有在所述围绕壳体70的气体导出通道72中的一传递部位。该附加的第二气体通道66提高了自由的流动横截面，从而使得在切换所述切换机构40时产生的压力可以被减小。

图2示出了气体通道64和气体导出通道72之间的端口的一可行的实施方式，该气体导出通道布置在所述围绕壳体70中。在这里进行了搭接，从而使得通过该端口的几何构造已经进行了该传递部位的密封。电极盒60和围绕壳体70之间的该传递部位处在这样的位置上，在该位置上，所述气体在气体通道64之内已经经过所述电构件50。由此不再出现这样的危险：在所述如图2所示那样的端口的泄漏或部分泄漏的情况下，电构件50通过气体和相应地能导电的污染而被脏污。

图3中示意性示出了穿过所述电极盒60的一实施方式的横截面。在该实施方式中，所述电极盒60由两个电极半壳60a和60b来构造。其间构造有所述切换室62，所述切换机构40能够被接收在该切换室中。此外，在两个电极半壳60a和60b之间同样构造有气体通道64。图3可以同样良好地取得：两个电极半壳60a和60b之间的所述气体通道64的密封经由一槽/舌连接68进行。因此可以特别成本低廉地并且简单地进行所述两个电极半壳60a和60b的装配并且同时可以保证保险的密封。

这些实施方式的前面的阐释仅在示例的范畴内描述了本发明。显而易见地，这些实施方式的单个的特征只要技术上有意义可以自由地彼此组合，而不离开本发明的范畴。

附图标记列表

10 切换装置

20 电极接口

30 电极接口

40 切换机构

50 电构件

60 电极盒

60a 电极半壳

60b 电极半壳

62 切换室

64 气体通道

66 第二气体通道

68 槽/舌连接

70 围绕壳体

72 气体导出通道

Claims (14)

1.切换装置（10），用于电路的保险，其具有两个电极接口（20、30）和一切换机构（40），所述切换机构用于在一过载情况下自动分开所述两个电极接口（20、30）的电连接，此外具有一用于调节所述切换装置（10）的电构件（50）和一电极盒（60），所述切换机构（40）在所述电极盒中布置在一切换室（62）中，其特征在于，所述切换装置还包括围绕壳体（70），所述壳体构造成容纳所述电极盒和所述电构件，所述切换机构被布置在所述电极盒的切换室中，所述电构件被布置在所述壳体中，使得所述电构件位于所述电极盒之外并且位于所述两个电极接口中的一者与所述切换室之间，所述电极盒（60）具有至少一个气体通道（64），所述至少一个气体通道与所述切换室（62）以气体交流的方式连接并且构造将气体从所述电极盒（60）在所述电构件（50）旁边经过地给出到周围环境。

2.按照权利要求1所述的切换装置（10），其特征在于，所述电极盒（60）多件式地构造，其中，所述电极盒（60）的各个构件彼此连接。

3.按照权利要求2所述的切换装置（10），其特征在于，所述电极盒（60）的构件至少局部地相对彼此密封地构造。

4.按照权利要求1至3之一所述的切换装置（10），其特征在于，所述电极盒（60）至少局部地由具有克服在切换所述切换机构（40）时产生的压力的高机械阻力的材料来构造。

5.按照权利要求1所述的切换装置（10），其特征在于，所述围绕壳体（70）具有一气体导出通道（72），所述气体导出通道与所述电极盒（60）的所述气体通道（64）气体交流地连接。

6.按照权利要求5所述的切换装置（10），其特征在于，所述气体通道（64）和所述气体导出通道（72）之间的端口是密封的。

7.按照权利要求1至3之一所述的切换装置（10），其特征在于，所述气体通道（64）至少局部地具有流动技术上优化的内轮廓。

8.按照权利要求1至3之一所述的切换装置（10），其特征在于，所述气体通道（64）至少局部地具有矩形的或基本上矩形的自由流动横截面。

9.按照权利要求1至3之一所述的切换装置（10），其特征在于，至少一个第二气体通道（66）布置在所述电极盒（60）中并且与所述切换室（62）以气体交流的方式连接，所述第二气体通道不同于所述至少一个气体通道（64），构造用于将气体沿与气体从所述至少一个气体通道（64）导出的方向不同的方向由所述切换室（62）导出。

10.按照权利要求1所述的切换装置（10），其特征在于，所述切换装置是电功率开关。

11.按照权利要求2所述的切换装置（10），其特征在于，所述电极盒（60）具有两个电极半壳（60a、60b）。

12.按照权利要求3所述的切换装置（10），其特征在于，所述电极盒（60）的构件借助于槽/舌连接（68）相对彼此密封地构造。

13.按照权利要求4所述的切换装置（10），其特征在于，所述材料是热固性材料。

14.按照权利要求9所述的切换装置（10），其特征在于，所述第二气体通道构造用于将气体沿与气体从所述至少一个气体通道（64）导出的方向相反的方向由所述切换室（62）导出。