DE3850732T2

DE3850732T2 - Gekapselte Gehäuse- und Deckelanordnung für Strombegrenzungsschalter.

Info

Publication number: DE3850732T2
Application number: DE3850732T
Authority: DE
Inventors: Vizzi Francesco De
Original assignee: CGE Generale Elettromeccanica SpA
Current assignee: CGE Generale Elettromeccanica SpA
Priority date: 1987-09-29
Filing date: 1988-09-22
Publication date: 1995-03-16
Anticipated expiration: 2008-09-23
Also published as: IT8722452V0; EP0309924A3; EP0309924B1; DE3850732D1; IT211844Z2; ATE108944T1; EP0309924A2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein besonderes Isoliergehäuse für Niederspannungs-Strombegrenzungsschalter und insbesondere auf die Verbindung zwischen dem Unterteil und dem Oberteil des Gehäuses, damit das Gehäuse dem Überdruck widerstehen kann, der durch während des Unterbrechungsprozesses erzeugte Gase hervorgerufen wird.
Bekanntlich erzeugen insbesondere hohe Kreisströme einen Gasdruck in der Größenordnung von einigen bar in den Bogenkammern von Strombegrenzungsschaltern aufgrund der Gase, die durch die Kontaktstücke des Schalters und auch die anderen Komponenten erzeugt werden, die zu dem Gaslöschungsprozeß beitragen.
Ein übliches Isoliergehäuse aus ausgeformten Kunststoff für derartige Niederspannungsschalter besteht aus einem Gehäuse, das die Schalterkomponenten enthält und mit einem Oberteil (Abdeckung) mit Öffnungen für einen Betätigungshandgriff versehen ist.
Das Oberteil ist gewöhnlich durch Schrauben an dem Unterteil befestigt, die durch das Oberteil selbst hindurchführen, um mit Öffnungen in dem Unterteil in Eingriff zu kommen. Zusätzlich weist das Oberteil vorstehende Erhebungen für eine genaue Ausrichtung mit dem Unterteil auf. Der hohe Gasdruck, der erzeugt wird, wenn ein Kurzschluß auftritt, übt eine starke mechanische Beanspruchung auf die Seitenwände des Unterteils auf, das üblicherweise nicht in der Lage ist, diesem hohen Gasdruck zu widerstehen. Es wird deshalb für vorteilhaft gehalten, diese hohe Beanspruchung von den Seitenwänden des Unterteils auf das Oberteil zu übertragen, das besser in der Lage ist, Beanspruchungen zu widerstehen, aufgrund seiner verminderten Höhe und erhöhten Dicke.
Ein bekannter Versuch, die Beanspruchung von dem Schalterunterteil auf das Schalteroberteil zu übertragen, hat eine Stufe auf dem oberen Rand der Seitenwände des Unterteils mit einem unteren Abschnitt in Richtung auf das Äußere des Unterteils und einem oberen Abschnitt in Richtung auf das Innere des Unterteils vorgesehen. Eine komplementäre Stufe war auch auf dem unteren Rand der Seitenwände des Oberteils vorgesehen. Diese Anordnung war für Unterteile und Oberteile gleicher Dicke geeignet, erforderte aber eine Verkleinerung der Dicke der Stufen selbst, wodurch letztendlich der Gesamtwiderstand des Gehäuses gegenüber Beanspruchungen verkleinert wurde. Eine Vergrößerung der Dicke der Stufen bewirkte, daß die Gesamtabmessungen des Gehäuses vergrößert wurden, und sie störte auch die rasche Entlüftung der Gase zum Äußeren des Gehäuses.
Ein anderes bekanntes Verfahren der Verstärkung des Gehäuses bestand in der Schaffung einer Anzahl von Metallstiften in der Kante des Oberteils, die in entsprechenden Vertiefungen aufgenommen wurden, die in dem Querschnitt der Seitenwände des Unterteils ausgebildet waren. Das Verfahren war zwar effektiv zur Vergrößerung des Widerstandes des Gehäuses gegenüber Beanspruchungen, hatte aber eine Vergrößerung der Gesamtkosten der Fertigung des Oberteils und des Unterteils zur Folge.
Das Dokument GB-A 530 353 beschreibt einen Schalter, der ein Oberteil und ein Unterteil aufweist, wobei das Unterteil zwei gegenüberliegende Seitenwände mit mehreren davon ausgehenden Vorsprüngen aufweist und das Oberteil zwei Seitenwände aufweist, in denen eine entsprechende Anzahl von Aussparungen ausgebildet sind, wobei die Aussparungen zur Aufnahme der Vorsprünge ausgebildet sind. Dieses Gehäuse kann jedoch nicht für eine gute Widerstandsfähigkeit gegen einen möglichen hohen Gasdruck sorgen, der in dem Schalter entwickelt wird, weil:
(i) der dort beschriebene Schalter kein Strombegrenzungsschalter ist, weil am Anmeldetag des vorstehend genannten Dokuments (22. Juni 1939) eine derartige Klasse von Schaltern unbekannt war, tatsächlich war der Schalter, der keine verfügbaren Strombegrenzungsmerkmale hatte, mit einer Schmelzsicherungsanordnung versehen;
(ii) keine Mittel vorgesehen waren, die für eine Anlage der Seitenwände des Unterteils gegen den unteren Rand des Oberteils sorgen, so daß das Oberteil nicht helfen kann, daß die Wände selbst Gasdruck widerstehen können;
(iii) die Abdeckung nicht besonders verstärkt ist, um Druck zu widerstehen;
(iv) die Endabschirmungen an dem Oberteil gerade durch zwei hakenähnliche Ansatzstücke befestigt sind, die nicht besonders wirksam sind im Falle eines hohen Gasdruckes, und auf jeden Fall die Endabschirmungen, die außerhalb bezüglich des durch das Oberteil und das Unterteil ausgebildeten Gehäuses sind, nicht durch irgendeine Art von herauskommendem Gas beeinflußt werden können.
Ein anderes bekanntes Dokument (FR-A-2 386 899) beschreibt ein Verfahren zum Verbinden, durch Nuten und Federn, von Teilen von einem zusammengesetzten Sockel, der den Zweck hat, elektrische Vorrichtungen, wie beispielsweise Relais und Schalter, unterzubringen, aber es gibt keine Anregung für die Übertragung von Beanspruchungen durch Gasdrucke von einem Teil zum anderen. Weiterhin sind die Nuten und Federn jeweils so dicht wie möglich miteinander verbunden, so daß eine derartige Verbindung in keiner Weise eine Anregung geben kann, das in einem Schalter entwickelte Gas abzuführen.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaltergehäuse, das ein Formoberteil aus Kunststoff und ein Formunterteil aus Kunststoff aufweist, wobei das Oberteil zwei gegenüberliegende Seitenwände mit mehreren davon ausgehenden schwalbenschwanzförmigen Vorsprüngen aufweist und das Unterteil zwei Seitenwände aufweist, in denen eine entsprechende Anzahl von Aussparungen ausgebildet sind, wobei die Aussparungen zur Aufnahme der schwalbenschwanzförmigen Vorsprünge ausgebildet sind, wobei die schwalbenschwanzförmigen Vorsprünge jeweils ein Paar gegenüberliegender interner und externer Oberflächen aufweisen, wobei die externen Oberflächen größer sind als die internen Oberflächen und die gegenüberliegenden internen und externen Oberflächen durch schräge Ränder miteinander verbunden sind, die von den externen Oberflächen zu den internen Oberflächen schräg nach innen verlaufen.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Aussparungen von Zwischenvorsprüngen flankiert, die interne und externe Oberflächen aufweisen, wobei die Zwischenvorsprünge schräge Seitenwände aufweisen und die Seitenwände von den internen zu den externen Oberflächen schräg nach außen verlaufen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel enthält einen metallischen Dorn, der in den schwalbenschwanzförmigen Vorsprüngen auf dem Oberteil eingebettet ist, um den schwalbenschwanzförmigen Vorsprüngen eine erhöhte Steifigkeit zu geben.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht in isometrischer Projektion von oben auf ein ausgeformtes Isoliergehäuse und zeigt die Verbindung zwischen dem Unterteil und dem Oberteil gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ist eine Seitenansicht des ausgeformten Isoliergehäuses, das in Fig. 1 gezeigt ist;
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf das ausgeformte Isoliergehäuse gemäß Fig. 2;
Fig. 4 ist eine vergrößerte Schnittansicht von einem Teil des Oberteils gemäß Fig. 1, der einen metallischen Bügel enthält, das in dem Oberteil eingebettet ist; und
Fig. 5 ist ein Querschnitt entlang der Ebene 5-5 des in Fig. 4 gezeigten Oberteils.
Das in Fig. 1 gezeigte Isoliergehäuse 10 aus ausgeformtem Kunststoff ist für einen Strombegrenzungsschalter gemäß der Erfindung ausgelegt und besteht aus einem Unterteil 12, das die Komponenten des Niederspannungsschalters (nicht gezeigt) unterbringt, und einem Oberteil 14. Das Unterteil weist zwei Seitenwände 16 und 18 auf, die bei einer Kurzschlußunterbrechung in Erscheinung treten, wobei die Gase, die in den Bogenkammern des Schalters entwickelt werden, einen derartig hohen Innendruck erzeugen, daß die Seitenwände sich anderenfalls auswölben und voneinander weg bewegen würden. Die oberen Kanten der Seitenwände 16 und 18 haben an beiden Enden Flächen, die mit 23, 24, 26 bzw. 28 bezeichnet sind und die durch Vertiefungen 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g und 20h getrennt sind, die sich mit nach außen schrägen Vorsprüngen 22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f und 22g abwechseln. Jeder dieser Vorsprünge wird durch eine schmale äußere Fläche und durch eine breitere innere Fläche gebildet.
Das Oberteil ist mit zwei gegenüberliegenden Seitenwänden 30A, 30B versehen. Mehrere schwalbenschwanzförmige Vorsprüngen 32a, 32b, 32c, 32d wechseln sich mit Aussparungen 34a, 34b, 34c ab, die umgekehrt mit den Vorsprüngen 22a-d der entsprechenden Seitenwand 16 ausgerichtet sind, wie es am besten aus Fig. 2 hervorgeht. Zwei Durchführungslöcher 36 und 38 auf dem einen Ende des Oberteils 14 sind mit entsprechenden Gewindelöchern 44 und 46 in dem Unterteil 12 ausgerichtet für eine Befestigung des Oberteils an dieser Seite des Unterteils 12. Ein ähnliches Paar von Durchführungslöchern 52 und 54 auf der gegenüberliegenden Seite des Oberteils sind mit einem entsprechenden Paar von Gewindelöchern 64 und 66 in dem Unterteil ausgerichtet für eine Befestigung des gegenüberliegenden Endes des Oberteils an dem Unterteil, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Die übrigen Durchführungslöcher 40, 42, 56 und 58 in dem Oberteil sind auf entsprechende Weise mit entsprechenden Durchführungslöchern 48, 50, 60 und 62 in dem Unterteil ausgerichtet, um eine Befestigung des Schalters in einer Schalttafel zu gestatten.
Mittel für eine Lieferung einer zusätzlichen Halterung der schwalbenschwanzförmigen Vorsprünge 32a-d auf den Seitenwänden 30A, 30B des Oberteils 14 sind in den Fig. 4 und 5 gezeigt. Eine derartige zusätzliche Halterung besteht aus einem U-förmigen Metallblechbügel 70, der in den Deck- und Seitenwänden des Oberteils selbst eingebettet ist.
Der U-förmige Bügel weist einen ersten Schenkel 72, der sich vom Inneren zum Äußeren des Oberteils erstreckt, ein Buchtteil 74 und einen zweiten Schenkel 76 auf, der sich vom Äußeren zum Inneren des Oberteils erstreckt. Die Schenkel 72, 76 und das Buchtteil 74 sind in dem ausgeformten Deckteil des Oberteils 14 eingebettet, so daß der gesamte Bügel 70 in dem das Oberteil bildenden isolierenden Kunststoffmaterial eingebettet ist, wie es bei 80 gezeigt ist.
Für eine gute Verbindung zwischen dem Bügel 70 und dem Kunststoffmaterial 80 sind mehrere Löcher 82 in dem Metallblech des Bügels ausgebildet. Die Löcher werden während des Formvorganges mit dem Kunststoffmaterial 80 gefüllt.
Ein Schwanzstück oder Dorn 84, der am besten in Fig. 5 zu sehen ist, steht von dem Joch oder dem Buchtteil 74 des Bügels 70 vor und erstreckt sich in die Vorsprünge der Seitenwand des Oberteils, um die Festigkeit der schwalbenschwanzförmigen Vorsprünge zu verbessern, wie es bei 32a in Fig. 5 gezeigt ist. Wie bereits beschrieben wurde, sind die schwalbenschwanzförmigen Vorsprünge, wie bei 32a, 32b in Fig. 4, mit schrägen Rändern 88, 90 versehen, die sich mit entsprechenden schrägen Rändern 92, 94 und den Aussparungen 20a-d in den Seitenwänden des Unterteils 12 ergänzen.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, gestatten die Spalte zwischen den Spitzenabschnitten 96 der schwalbenschwanzförmigen Vorsprünge 32a-d des Oberteils 14 und den Bodenabschnitten 98 der Aussparungen 20a-d des Unterteils 12, daß eine begrenzte Gasmenge aus dem Gehäuse 10 austreten kann. Es sind keine Spalte zwischen den Spitzenabschnitten 100 der Vorsprünge 22a-d des Unterteils und den Bodenanschnitten 102 der Aussparungen 34a-d des Oberteils vorhanden, um sicherzustellen, daß das Oberteil fest auf dem Unterteil sitzt.
Die Arbeitsweise der Befestigung zwischen dem Oberteil und dem Unterteil des Gehäuses 10 gemäß der Erfindung wird am besten verständlich, wenn noch einmal auf Fig. 1 Bezug genommen wird. Wenn ein Kurzschluß die Öffnung der Kontaktstücke (nicht gezeigt) in den Bogenlöschkammern 104a, 104b und 104c bewirkt, dann üben die Bogengase, die zwischen den getrennten Kontaktstücken erzeugt werden, einen großen Gasdruck auf die Innenfläche des Gehäuses 10 aus. Der Gasdruck gegen die Seitenwände 16 und 18 des Unterteils bewirkt üblicherweise, daß sich die Seitenwände biegen, und er kann sogar bewirken, daß die Seitenwände in der unmittelbaren Nähe der Bogenkammern brechen. Das erfindungsgemäße Gehäuse verhindert jedoch, daß dies auftritt, indem der Gasdruck von den Seitenwänden des Unterteils auf die Seitenwände des Oberteils übertragen wird. Da die Seitenwände des Oberteils kürzer sind als die Seitenwände des Unterteils, haben sie eine größere Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Gasdruck als die Seitenwände des Unterteils. Diese Übertragung von Gasdruck von dem Unterteil auf das Oberteil wird durch die Anlage zwischen den schrägen Rändern 92 und 94 der Aussparungen 20a-h der Seitenwände 16, 18 des Unterteils gegen die schrägen Ränder 88 und 90 der Vorsprünge 32 a-d des Oberteils 14 erreicht, wie es in den Fig. 1 bis 4 gezeigt ist. Wenn übermäßig große Gasdrucke zu erwarten sind, ist es vorteilhaft, die schwalbenschwanzförmigen Vorsprünge 32a-d durch Einsetzen der U-förmigen Bügel 70 zu verstärken, die bereits in Verbindung mit den Fig. 4 und 5 beschrieben wurden. Die U-förmigen Bügel nehmen den Gasdruck durch das Schwanzstück 84 auf, wenn es in dem Körper der schwalbenschwanzförmigen Vorsprünge eingebettet ist, und übertragen den Gasdruck auf den Deckabschnitt 78 des Oberteils durch die Schenkel 72 und 76. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, wird die Arbeitsweise des Bügels 70 durch eine genaue Positionierung des Dorns 84 innerhalb des Körpers des schwalbenschwanzförmigen Vorsprunges 32a sichergestellt. Diese Positionierung wird durch Verwendung des gefalteten Dorns 87 als ein Referenzpunkt erhalten, der seinerseits gestattet, daß der Bügel 70 während der Fertigung des Oberteils 14 selbst in der Form positioniert wird.

Claims

1. Gehäuse für einen Strombegrenzungsschalter, der ein Formoberteil (14) aus Kunststoff und ein Formunterteil (12) aus Kunststoff aufweist, wobei das Oberteil (14) zwei gegenüberliegende Seitenwände (30A, 30B) mit mehreren davon ausgehenden schwalbenschwanzförmigen Vorsprüngen (32a-d) aufweist und das Unterteil (12) zwei Seitenwände (16, 18) aufweist, in denen eine entsprechende Anzahl von Aussparungen (20a-h) ausgebildet sind, wobei die Aussparungen (20a-h) zur Aufnahme der schwalbenschwanzförmigen Vorsprünge (32a-d) ausgebildet sind, die jeweils ein Paar gegenüberliegender interner und externer Oberflächen aufweisen, wobei die externen Oberflächen größer sind als die internen Oberflächen und die gegenüberliegenden internen und externen Oberflächen durch schräge Ränder (88, 90) miteinander verbunden sind, die von den externen Oberflächen zu den internen Oberflächen schräg nach innen verlaufen.

2. Schaltergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (20a-h) von Zwischenvorsprüngen (22a-g) flankiert sind, die interne und externe Oberflächen und schräge Seitenwände (92, 94) aufweisen, die von den internen zu den externen Oberflächen schräg nach außen verlaufen.

3. Schaltergehäuse nach Anspruch 2, wobei die schwalbenschwanzförmigen Vorsprünge (32a-d) in den Aussparungen (20a-h) sitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die schrägen Ränder (88, 90) auf den schwalbenschwanzförmigen Vorsprüngen (32a-d) an den schrägen Rändern (92, 94) auf den Zwischenvorsprüngen (22a-g) anliegen.

4. Schaltergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß metallische Verstärkungsmittel (70) in den schwalbenschwanzförmigen Vorsprüngen (32a-d) vorgesehen sind.

5. Schaltergehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Verstärkungsmittel (70) eine U-Form besitzen.

6. Schaltergehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die U-Form zwei planare Seitenschenkel (72, 76) aufweist, die durch einen planaren Buchtteil (74) verbunden sind.

7. Schaltergehäuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaft (84) von dem Buchtteil (74) ausgeht und in einen der schwalbenschwanzförmigen Vorsprünge (32a-d) vorsteht.

8. Schaltergehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die U-Form mehrere Löcher (82) bildet zur Aufnahme von Kunststoffmaterial während der Fertigung des Oberteils (14).

9. Schaltergehäuse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaf t (87) von der U-Form ausgeht zur Positionierung der U-Form in dem Oberteil.

10. Schaltergehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Boden von jedem der schwalbenschwanzförmigen Vorsprünge (32a-d) und ein Boden von jeder der Aussparungen (20a-h) einen vorbestimmten Spalt dazwischen bilden, der den Durchtritt von Gas aus einem Innenraum zu einem Außenraum des Gehäuses gestattet.