DE3931810A1 - Formgehaeuse fuer strombegrenzungsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein besonders gestaltetes Isoliergehäuse für Niederspannungs-Strombegrenzungsschal­ ter und insbesondere auf die Verbindung zwischen dem Ober­ teil und dem Unterteil des Gehäuses, damit das Gehäuse dem Überdruck widerstehen kann, der durch Gase hervorge­ rufen wird, die während des Stromunterbrechungsvorganges erzeugt werden.

Bekanntlich erzeugen insbesondere große Ströme einen Gas­ druck in der Größenordnung von mehreren Bar in den Bogen­ kammern von Strombegrenzungsschaltern aufgrund der Gase, die durch die Kontaktstücke der Schalter und auch durch andere Komponenten erzeugt werden, die zu dem Lichtbogen­ löschungsvorgang beitragen.

Ein übliches Isoliergehäuse aus geformtem Kunststoff für derartige Niederspannungsschalter besteht aus einen Gehäuse, das die Schalterkomponenten enthält und mit einem Deckel versehen ist, der Öffnungen für einen Betätigungshandgriff aufweist.

Der Deckel oder das Oberteil ist gewöhnlich an dem Unterteil durch Schrauben befestigt, die durch den Deckel selbst hindurchführen, um mit Gewindelöchern in dem Unterteil in Eingriff zu kommen. Zusätzlich enthält der Deckel vor­ stehende Ränder für eine genaue Ausrichtung mit dem Oberteil.

Der hohe Gasdruck, der bei einem Kurzschluß erzeugt wird, übt eine starke mechanische Beanspruchung auf die Seitenwände des Gehäuses aus, die üblicherweise einem derartigen hohen Druck nicht widerstehen können. Deshalb wird es für vorteilhaft gehalten, diese Beanspruchung von den Seitenwänden des Unterteils auf das Oberteil zu übertragen, das dieser Beanspruchung aufgrund der verminderten Höhe und der erhöhten Dicke des Deckels besser widerstehen kann.

Bei einem bekannten Versuch, Kräfte von dem Schalterunterteil auf das Oberteil zu übertragen, ist eine Stufe auf dem oberen Rand der Seitenwände des Unterteils mit einem unteren Abschnitt in Richtung auf das Äußere des Unterteils und mit einem oberen Abschnitt in Richtung auf das Innere des Unterteils vorgesehen. Eine komplementäre Stufe war auf dem unteren Rand der Seitenwände des Oberteils vorgesehen. Diese Anordnung könnte zwar für Unterteile und Oberteile mit gleicher Dicke ausgeführt werden, erforderte aber eine Verkleinerung der Dicke an den Stufen selbst, wodurch letztendlich die gesamte Widerstandsfähigkeit des Gehäuses gegenüber Beanspruchung verkleinert wurde. Eine Vergrößerung der Dicke der Stufen bewirkte, daß die Gesamtabmessungen des Gehäuses vergrößert wurden und auch die schnelle Entlüftung der Gase von dem Gehäuse nach außen beeinträchtigt wurde.

Eine andere Methode zur Verstärkung des Gehäuses sah eine Anzahl von Metallstiften in dem Rand des Deckels vor, die in entsprechenden Vertiefungen aufgenommen wurden, die in dem Querschnitt der Seitenwände des Unterteils ausgebildet waren. Diese Methode war zwar wirksam, um die Widerstandsfähigkeit des Gehäuses gegenüber Beanspruchung zu vergrößern, hatte aber eine Vergrößerung der gesamten Fertigungskosten des Oberteils und des Unterteils zur Folge.

Erfindungsgemäß wird ein Gehäuse für einen Strombegrenzungsschalter mit einem Ober- und einem Unterteil geschaffen, die mehrere schwalbenschwanzförmige Zwischenverbindungen aufweisen, um dem Gehäuse erhöhte Festigkeit und Stabilität zu geben. Der Deckel bzw. das Oberteil ist mit schwalbenschwanzförmigen Vorsprüngen mit Rändern versehen, die nach innen in Richtung auf das Oberteil konisch bzw. verjüngt sind, während das Unterteil mit entsprechenden Schlitzen bzw. Nuten versehen ist, die sich von dem Unterteil nach außen verjüngen, um die schwalbenschwanzförmigen Vorsprünge aufzunehmen.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein metallisches Ansatzstück vorgesehen, das in den schwalbenschwanzförmigen Vorsprüngen auf dem Oberteil eingebettet ist, um den schwalbenschwanzförmigen Vorsprüngen eine erhöhte Steifigkeit zu geben.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen erläutert.

Fig. 1 ist eine perspektivische Draufsicht in isometrischer Projektion von einem ausgeformten Isoliergehäuse mit der Zwischenverbindung zwischen dem Oberteil und dem Unterteil gemäß der Erfindung.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht des in Fig. 1 gezeigten Isoliergehäuses.

Fig. 3 ist eine Draufsicht des Isoliergehäuses gemäß Fig. 2.

Fig. 4 ist ein vergrößertes Schnittbild von einem Teil des Oberteils gemäß Fig. 1 mit einem in dem Oberteil eingebetteten Metallbügel.

Fig. 5 ist ein Schnittbild entlang der Ebene 5-5 des Oberteils gemäß Fig. 4.

Fig. 1 zeigt ein ausgeformtes Isoliergehäuse 10 aus Kunststoff für einen Strombegrenzungsschalter gemäß der Erfindung und besteht aus einem Unterteil 12, das die Komponenten des Niederspannungsschalters (nicht gezeigt) aufnimmt, und einem Deckel bzw. Oberteil 14 besteht. Das Unterteil 12 weist zwei Seitenwände 16 und 18 auf, die insbesondere den nach außen gerichteten Kräften ausgesetzt sind, die bei einer Kurzschlußunterbrechung auftreten, bei der die in den Bogenkammern des Schalters entwickelten Gase einen derartig hohen Innendruck erzeugen, daß die Seitenwände anderenfalls auseinandergebogen und voneinander wegbewegt würden. Die oberen Ränder der Seitenwände 16 und 18 haben an beiden Enden Bereiche, die mit 23, 24, 26 bzw. 28 bezeichnet sind, die durch Aussparungen 20 a, 20 b, 20 c, 20 d, 20 e, 20 f, 20 g und 20 h getrennt sind, zwischen denen nach außen konische bzw. verjüngte Vorsprünge 22 a, 22 b, 22 c, 22 e, 22 f und 22 g angeordnet sind. Jeder der Vorsprünge wird durch eine schmale Außenfläche und eine breitere Innenfläche gebildet.

Der Deckel bzw. das Oberteil 14 ist mit zwei gegenüberliegenden Seitenwänden 30 A, 30 B versehen. Mehrere schwalbenschwanzförmige Vorsprünge 32 a, 32 b, 32 c, 32 d wechseln sich mit Aussparungen 34 a, 34 b, 34 c ab, die jeweils mit den Vorsprüngen 22 a-d der entsprechenden Seitenwand 16 ausgerichtet sind, wie es am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist.

Zwei Durchführungslöcher 36 und 38 auf dem einen Ende des Oberteils 14 sind mit den entsprechenden Gewindelöchern 44 und 46 in dem Unterteil 12 ausgerichtet, um das Oberteil an dieser Seite des Unterteils 12 zu befestigen. Ein ähnliches Paar von Durchführungslöchern 52 und 54 auf der gegenüberliegenden Seite des Oberteils ist mit einem entsprechenden Paar von Gewindelöchern 64 und 66 in dem Unterteil ausgerichtet, um das gegenüberliegende Ende des Deckels an dem Unterteil zu befestigen, 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 die Befestigung des Schalters in einer Schalttafel zu gestatten.

Mittel zur zusätzlichen Halterung der schwalbenschwanzförmigen Vorsprünge 32a-d auf den Seitenwänden 30 A, 30 B des Oberteils 14 sind in den Fig. 4 und 5 gezeigt. Diese zusätzliche Halterung besteht aus einem U-förmigen Metallblechbügel 70, der in den Ober- und Seitenwänden des Deckels selbst eingebettet ist. Der U-förmige Bügel enthält einen ersten Schenkel 72, der sich von dem Inneren zum Äußeren des Deckels erstreckt, einen Buchtabschnitt 74 und einen zweiten Schenkel 76, der sich von dem Äußeren zum Inneren des Deckels erstreckt. Die Schenkel 72, 74 und der Buchtabschnitt 76 sind in dem geformten oberen Abschnitt des Deckels 14 eingebettet, so daß der gesamte Bügel 70 in dem isolierenden Kunststoffmaterial, das den Deckel bildet, eingebettet ist, wie es bei 80 gezeigt ist. Für eine gute Anhaftung zwischen dem Bügel 70 und dem Kunststoffmaterial 80 sind mehrere Löcher 82 in dem Metallblech des Bügels ausgebildet. Die Löcher werden während des Ausformvorgangs mit dem Kunststoffmaterial gefüllt.

Ein Ansatzstück 84, das am besten in Fig. 5 gezeigt ist, ragt von dem Joch 76 des Bügels 70 vor und erstreckt sich in die Vorsprünge des Seitenwand des Deckels, um die Festigkeit der schwalbenschwanzförmigen Vorsprünge zu verstärken, wie es bei 32 a in Fig. 5 gezeigt ist. Wie bereits ausgeführt wurde, sind die schwalbenschwanzförmigen Vorsprünge, beispielsweise die in Fig. 4 gezeigten Vorsprünge 32 a, 32 b, mit konischen bzw. verjüngten Rändern versehen, die komplementär zu entsprechenden verjüngten Rändern 92, 94 und den Aussparungen 20 a-d in den Seitenwänden Unterteils 12 sind.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, gestatten die Spalte zwischen den Spitzen 96 der schwalbenschwanzförmigen Vorsprünge 32 a-d des Oberteils 14 und den Füßen 98 der Aussparungen 20 a-d des Unterteils 12 den Austritt einer begrenzten Gasmenge aus dem Gehäuse 10. Es bestehen keine Spalte zwischen den Spitzen 100 der Vorsprünge 22 a-d des Unterteils und den Füßen 102 der Aussparungen 34a-d des Oberteils, 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 aus Fig. 1 deutlich. Wenn ein Kurzschluß die Öffnung der Kontaktstücke (nicht gezeigt) innerhalb der Lichtbogenlöschkammern 104 a, 104 b und 104 c bewirkt, üben die zwischen den getrennten Kontaktstücken erzeugten Lichtbogengase einen großen Gasdruck auf die innere Oberfläche des Gehäuses 10 aus. Der Gasdruck gegen die Seitenwände 16 und 18 des Gehäuses bewirkt üblicherweise, daß sich die Seitenwände verbiegen, und er könnte sogar dazuführen, daß die Seitenwände in der unmittelbaren Nähe der Bogenkammern brechen. Dies wird jedoch durch das Gehäuse gemäß der Erfindung verhindert, indem der Gasdruck von den Seitenwänden des Unterteils auf die Seitenwände des Oberteils übertragen werden. Da die Seitenwände des Oberteils kürzer sind als die Seitenwände des Unterteils, sind sie widerstandsfähiger gegenüber dem Gasdruck als die Seitenwände des Unterteils. Diese Gasdruckübertragung von dem Unterteil 12 auf das Oberteil 14 wird durch die Anlage zwischen den konisch verjüngten Rändern 92 und 94 der Aussparungen 20 a-h der Seitenwände 16 und 18 des Unterteils gegen die konisch verjüngten Ränder 88 und 90 der Aussparungen 32 a-d des Deckels 14 erreicht, wie es in den Fig. 1 und 4 gezeigt ist. Wenn übermäßig große Gasdrücke zu erwarten sind, ist es zweckmäßig, die schwalbenschwanzförmigen Vorsprünge 32 a-b durch Einsetzen der U-förmigen Bügel 70 zu verstärken, wie es bereits in Verbindung mit den Fig. 4 und 5 beschrieben wurde. Die U-förmigen Bügel nehmen den Gasdruck über das Ansatzstück 84 auf, wenn es in den Körper der schwalbenschwanzförmigen Vorsprünge eingebettet ist, und übertragen den Gasdruck auf den oberen Abschnitt 78 des Deckels 14 mittels der Schenkel 72 und 76. Wie in Fig. 5 dargestellt ist, wird die Funktion des Bügels 70 durch eine genaue Positionierung des Ansatzstückes 84 innerhalb des Körpers des schwalbenschwanzförmigen Vorsprungs 32 a sichergestellt. Diese Positionierung wird unter Verwendung eines gefalteten bzw. umgebogenen Zapfenstückes 87 als ein Referenzpunkt erhalten, das seinerseits gestattet, daß der Bügel 70 während der Fertigung des Oberteils 14 selbst innerhalb der Form richtig angeordnet wird.

Claims (13)

1. Gehäuse für einen elektrischen Schalter mit einem ausgeformten Kunststoffoberteil und einem ausgeformten Kunststoffunterteil, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil (14) zwei gegenüberliegende Seitenwände (30 A, 30 B) mit mehreren schwalbenschwanzförmigen Vorsprüngen (32 a-d) aufweist, die von den Seitenwänden ausgehen, und das Unterteil (12) zwei komplementäre Seitenwände (16, 18) mit einer entsprechenden Anzahl von darin ausgebildeten Aussparungen (20a-20h) aufweist, die so geformt sind, daß sie die schwalbenschwanzförmigen Vorsprünge (32 a-32 d) aufnehmen.

2. Schaltergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schwalbenschwanzförmigen Vorsprünge (32 a-32 d) jeweils ein Paar gegenüberliegender innerer und äußerer Oberflächen aufweisen, wobei die äußeren Oberflächen größer als die inneren Oberflächen sind.

3. Schaltergehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sich gegenüberliegenden, inneren und äußeren Oberflächen durch konisch verjüngte Kanten miteinander verbunden sind, die sich von der äußeren Oberfläche nach innen zur inneren Oberfläche verjüngen.

4. Schaltergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (20 a-20 h) durch Zwischenvorsprünge (22 a-g) mit inneren und äußeren Oberflächen flankiert sind, wobei die Zwischenvorsprünge (22 a-g) konische Seitenwände aufweisen.

5. Schaltergehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände der Zwischen­ vorsprünge (22 a-g) von der inneren zur äußeren Oberfläche nach außen konisch zulaufen.

6. Schaltergehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die schwalbenschwanzförmigen Vorsprünge (32 a-32 d) in den Aussparungen (20 a-20 h) verschachtelt sind, wobei die konischen Ränder auf den schwalbenschwanzförmigen Vorsprüngen an den konischen Rändern auf den Zwischenvorsprüngen (22 a-g) anliegen.

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

8. Schaltergehäuse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Verstärkungsmittel (70) eine U-Form besitzen.

9. Schaltergehäuse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmigen Verstärkungsmittel (70) zwei ebene Seitenschenkel (72, 74) aufweisen, die durch einen ebenen Buchtabschnitt (76) miteinander verbunden sind.

10. Schaltergehäuse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ansatzstück (84) von dem Bucht- bzw. Jochabschnitt (76) ausgeht und in eine der schwalbenschwanzförmigen Verlängerungen (32 a-32 d) hineinragt.

11. Schaltergehäuse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmigen Verstärkungsmittel (70) mehrere Löcher (82) aufweisen zur Aufnahme von Kunststoffmaterial während der Fertigung des Oberteils (14).

12. Schaltergehäuse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zapfenstück (87) von den U-förmigen Verstärkungsmitteln (70) ausgeht zur Positionierung der Verstärkungsmittel innerhalb des Oberteils (14).

13. Schaltergehäuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein oberer Abschnitt bzw. eine Spitze (96) von jedem schwalbenschwanzförmigen Vorsprung (32 a-d) und ein unterer Abschnitt bzw. ein Boden (98) von jeder Aussparung (20 a-d) dazwischen einen vorbestimmten Spalt bilden, der einen Durchtritt von Gas vom Inneren zum Äußeren des Schaltergehäuses gestattet.