DE60035521T2

DE60035521T2 - Schutzschalter

Info

Publication number: DE60035521T2
Application number: DE60035521T
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Ito; Koji Hikake; Hiroyuki Kakisako; Susumu Takahashi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-08-18
Filing date: 2000-08-18
Publication date: 2008-03-13
Anticipated expiration: 2020-08-19
Also published as: EP1229566A1; DE60035521D1; EP1229566A4; CN1233010C; JP4445197B2; WO2002017343A1; TW464895B; EP1229566B1; CN1379911A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schutzschalter, worin ein Schaltmechanismus zum Schalten eines beweglichen Kontaktes in einem Isoliergehäuse angeordnet ist.
2. HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bisher offenbart die japanische Patentveröffentlichung (ungeprüft) Nr. 120888/1999 einen Schutzschalter, der in einem Isoliergehäuse ausgestattet ist mit einem Hebel, der einen beweglichen Kontakt verbindet oder löst, und einem Schaltmechanismus zum Trennen des beweglichen Kontakts durch Aktivierung eines Auslöserabschnitts, wenn Überstrom angelegt wurde. Ein hauptsächlicher Teil des Schaltmechanismus besteht aus einem Eisenmaterial aus einer nitrierten kaltgewalzten Stahlplatte, deren gleitender Teil mit einem Fe₃O₄-Film beschichtet oder plattiert ist, und die Oberfläche ist mit einem Schmiermittel oder Schmierfett, enthaltend Mineralöl oder synthetisches aliphatisches Kohlenwasserstofföl als Basisöl, versehen oder beschichtet.
Vor dem Hintergrund, dass eine steigende Nachfrage nach kompakteren Produkten besteht, gibt es die neuerliche Bestrebung, dass Schaltmechanismus und Isoliergehäuse eines Schutzschalters eine kleine Größe aufweisen. Ferner machte es die Nachfrage nach einem Schutzschalter mit höherer Leistung notwendig, z.B. elektronische Teile zur Erzielung neuer Funktionen in das Isoliergehäuse einzubauen, und daher muss der Schaltmechanismus mit derselben Größe wie der konventionelle Schaltmechanismus in einem kleineren Isoliergehäuse als dem konventionellen Isoliergehäuse untergebracht werden. Da ferner das Isoliergehäuse kleiner wurde, wird die Temperatur in dem Isoliergehäuse sowie die Temperatur des Schaltmechanismus selbst höher als in dem konventionellen Schutzschalter mit derselben Leistungsfähigkeit, weshalb ein Schmiermittel oder Schmierfett, enthaltend Mineralöl oder synthetisches aliphatisches Kohlenwasserstofföl als Basisöl, dazu neigt, leicht zu oxidieren und sich zu verschlechtern. Um den Schaltmechanismus kleiner zu machen, muss daher jede Komponente kleiner und der Abstand zwischen den Komponenten enger sein, und folglich werden Filme aus einem Schmiermittel oder Schmierfett dünner und neigen daher dazu, leichter zu oxidieren und sich zu verschlechtern. Als Folge solch einer Oxidation und Verschlechterung wird darüber hinaus das Schmiermittel oder Schmierfett klebrig.
Die japanische Patentveröffentlichung (ungeprüft) Nr. 190518/1995 offenbart einen Kühlzyklus, ausgestattet mit einem Kompressor. In dieser Schrift wird offenbart, dass inkompatible Polyphenylether und Additive, wie Molybdändisulfid, Wolframdisulfid, Fluorgraphit oder Polytetrafluorethylen zu einem Kühlmittel für den Kompressor zugegeben werden. Nicht nur weil ein Kompressor zu einem anderen technischen Gebiet als ein Schutzschalter gehört, sondern auch weil ein Schmiermittel für einen Kompressor andere Eigenschaften hat als die, die für ein Schmiermittel für einen Mechanismus eines Schutzschalters erforderlich sind, insbesondere im Hinblick auf die Oxidationsbeständigkeit unter Verwendung bei einer hohen Temperatur, ist es jedoch unmöglich, die vorliegende Erfindung im Hinblick auf den erwähnten Kompressor zu machen.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben diskutierten Probleme zu lösen, und hat die Aufgabe, einen Schutzschalter bereitzustellen, der einen stabilen Betrieb für eine lange Zeit zur Verfügung stellen kann, worin ein Schmiermittel mit besserer Wärmebeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit für einen Schaltmechanismus verwendet wird.
Die Erfindung stellt außerdem einen Schutzschalter bereit, worin lediglich ein Schmiermittelöl mit besserer Wärmebeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit zur Schmierung eines Schaltmechanismus verwendet wird, wodurch eine höhere Montageeffizienz resultiert.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Ein Schutzschalter gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet: ein Isoliergehäuse; einen Schaltmechanismus, der untergebracht in dem erwähnten Isoliergehäuse und einen beweglichen Kontakt mit einem ortsfesten Kontakt verbindet oder von diesem löst; und einen Auslösemechanismus, der mit einem Eingreifbereich zum Eingreifen in den erwähnten Schaltmechanismus versehen ist und den erwähnten Eingreifbereich bei der Detektion eines Überstroms in einer elektrischen Leitung in dem Stromkreis so außer Eingriff bringt, dass der erwähnte bewegliche Kontakt von dem erwähnten ortsfesten Kontakt getrennt wird; wobei ein Teil des erwähnten Schaltmechanismus aus einem Material besteht, das Eisen oder eine Eisenverbindung enthält, und ein gleitender Teil des erwähnten Materials, das Eisen oder eine Eisenverbindung enthält, mit einem Phenylether-Schmieröl versehen ist, zu dem ein Antioxidationsmittel und Molybdändisulfid hinzugefügt sind, und folglich stellt der Schaltmechanismus eine verbesserte Wärmebeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit bei der Schmierung des Schaltmechanismus und stabilen Betrieb für eine lange Zeit sicher.
Ferner ist der gleitende Teil, bestehend aus einem Material, das Eisen oder eine Eisenverbindung enthält, mit einem Fe₃O₄-Film oder plattiertem Film versehen, und daher wird das Fortschreiten von Oxidation und Verschlechterung des Phenylether-Schmiermittels aufgrund metallischer katalytischer Wirkung des Eisens unterdrückt.
Ferner besteht ein Phenylether-Schmiermittel aus Phenyletheröl, und folglich kann das Schmiermittel leicht auf den gleitenden Teil des Mechanismus, der dazu neigt, eine kleinere Größe zu besitzen, aufgebracht werden.
Ferner wird Molybdändisulfid zu dem Phenyletheröl zugegeben, und folglich kann die Ölfilmdicke besser beibehalten werden, was in eine weitere Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit sowie eine höhere Schmierungsqualität, wie Belastungswiderstand, Persistenz usw., resultiert.
Ferner sind 1,0 bis 5,0 Gew.% Molybdändisulfide enthalten, und folglich kann eine Verbesserung sowohl hinsichtlich der Ölfilmdicke, die bei der Oxidationsbeständigkeit überlegen ist, als auch hinsichtlich Dispersionsstabilität des Molybdäns erzielt werden.
Ferner ist das Phenyletheröl an dem Eingreifbereich versehen, der sich zwischen einem Verriegelungsbereich und einem Antriebsbereich befindet, und folglich wird höhere Oxidationsbeständigkeit erzielt und der Betrieb ist für eine lange Zeit stabil.
Ferner ist das Phenylether-Schmiermittel ein Phenylether-Schmierfett, enthaltend ein Harnstoffverdickungsmittel, und daher ist das Phenylether-Schmiermittel hinsichtlich Formbeständigkeit unter einer hohen Temperatur verbessert. Folglich wird verbesserte Oxidationsbeständigkeit erzielt und der Betrieb ist für eine lange Zeit stabil.
KURZE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Schutzschalters gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Schnittansicht eines Schutzschalters entlang der Linien II-II von 1.
3 ist ein Balkendiagramm, das die Bewertungsergebnisse des Schmiermittels gemäß der Ausführungsform 1 der Erfindung zeigt.
4 ist ein Balkendiagramm, das die Bewertungsergebnisse des Schmierfetts gemäß der Ausführungsform 1 der Erfindung zeigt.
5 ist ein Balkendiagramm, das die Schmierungseigenschaften eines Schmiermittels und Schmierfetts unter dem Zustand von Prüfbelastung gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung zeigt.
BESTE WEISE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind hier im Detail unter Bezugnahme auf die begleitenden Abbildungen beschreiben.
AUSFÜHRUNGSFORM 1
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Schutzschalters gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung, und 2 ist eine Schnittansicht des Schutzschalters entlang den Linien II-II von 1.
In Bezug auf 1 und 2 ist die Bezugszahl 1 ein Isoliergehäuse aus einem isolierenden Harzmaterial und bestehend aus einer Basis 1a, auf die ein ortsfester Kontakt 2, ein Schaltmechanismus A usw. angebracht sind, und einer Abdeckung 1b, versehen mit einer Öffnung, aus der ein Hebel 22 herausragt. Die Zahl 2 ist ein ortsfester Kontakt, befestigt auf der Basis 1a, und die Zahl 3 ist ein beweglicher Kontakt, betrieben durch den Schaltmechanismus. Die Zahl 4 ist eine isolierende Haltevorrichtung zum Halten des beweglichen Kontakts 2 aus einem isolierenden Harzmaterial, auf den eine Kraft von einem Verbindungsbolzen 15a einer Gelenkstange 15, eingefügt in die Öffnung, übertragen wird. Die Zahl 11 ist ein Überwurf, der an einem Ende mit einem Riegel 12 und am anderen Ende mit einer Schaltschiene 19 verbunden ist. Die Zahl 12 ist der Riegel, der durch eine Antriebsfeder (nicht gezeigt) zu jeder Zeit im Uhrzeigersinn um einen Verbindungsbolzen 12a herum angetrieben wird und mit einem Hebel 13 verbunden ist. Die Zahl 15 ist eine Gelenkstange, bestehend aus einem unteren Glied, das mit der isolierenden Haltevorrichtung 4 verbunden ist, und einem oberen Glied, das mit dem unteren Glied durch einen Hebel 13 und einen Verbindungsbolzen 15b verbunden ist. Die Zahl 16 ist eine Hauptfeder, die zwischen dem Verbindungsbolzen 15b, der das obere Glied und das untere Glied verbindet, und einem Griffhebel 23, der den Hebel 22 fixiert, angebracht ist. Die Zahl 17 ist ein Bimetall, das zwischen einem flexiblen Litzendraht 25, der mit dem beweglichen Kontakt 3 verbunden ist, und einem externen Ende 26 angebracht ist und sich aufgrund von Wärmebildung, die dem in der elektrischen Leitung angelegten Strom entspricht, verformt. Die Zahl 18 ist eine elektromagnetische Vorrichtung, die an einer elektrischen Leitung zwischen einem flexiblen Litzendraht 25, der mit dem beweglichen Kontakt 3 verbunden ist, und dem externen Ende 26 angebracht ist und durch magnetische Kraft aktiviert wird, die dem in der elektrischen Leitung angelegten Strom entspricht, welcher eine vorgegebenen Wert überschreitet. 19 ist eine Schaltschiene, die zu jeder Zeit entgegen dem Uhrzeigersinn durch eine Antriebsfeder angetrieben wird und im Uhrzeigersinn durch das Bimetall 17 oder die elektromagnetische Vorrichtung 18 rotiert, wenn ein Überstrom in der elektrischen Leitung angelegt wird. Die Zahl 20 ist ein Schaltkontakt, der an einem Ende des ortsfesten Kontakts 2 und des beweglichen Kontakts 3 bereitgestellt ist. Der Überwurf 11, der Riegel 12 und der Hebel 13 sind rotierbar gestützt auf einem Eisenrahmen durch Achsenbolzen 11a, 12a, 15a, 15b und 19a.
Wenn ein Überstrom angelegt wird, wird die Gelenkstange 19 entweder durch das Bimetall 17 oder durch die elektromagnetische Vorrichtung 18 gedreht, wodurch der Überwurf 11 und der Riegel 12 losgelöst werden, und der Riegel 12 löst sich vom Hebel 13. Dann löst die Antriebskraft der Hauptfeder 16 den Schaltkontakt 20, um den Stromkreis zu unterbrechen. Nach dem Auslösevorgang in dem Schutzschalter, kann die Loslösung des Überwurfs 11, des Riegels 12 und des Hebels 13 durch Zurücksetzen des Vorgangs wiederhergestellt werden, und der Schaltkontakt 20 wird geschlossen, wodurch der Schutzschalter für weiteres Stromkreisunterbrechen betriebsbereit wird.
Ein Schaltmechanismus A zum Steuern des beweglichen Kontakts 3 beinhaltet den Eisenrahmen, den Griffhebel 23, den Griff 22, den Hebel 13 und den Gelenkstangenmechanismus (bestehend aus den Gelenkstangen 15 und der Hauptfeder 16). Ein Verbindungsabschnitt B, der mit dem Schaltmechanismus A durch den Riegel 12 verbunden sein soll, besteht aus dem Überwurf 11 und dem Riegel 12. Der Auslösemechanismus C zum Lösen der Arretierungsbindung des Verbindungsabschnitts B besteht aus dem Bimetall 17, der elektromagnetischen Vorrichtung 18 und der Schaltschiene 19.
Der erwähnte Rahmen, der Überwurf 11, der Riegel 12, der Hebel 13, die Gelenkstangen 15 usw. werden gewöhnlich gebildet durch Verpressen einer kaltgewalzten Stahlplatte aus Niedrig-Kohlenstoffstahl (SPCC-SD), und eine Nitrierbehandlung (Nitrocarburierung durch Gas) wird zum Oberflächenhärten, Verbesserung der Festigkeit und Rostvorbeugung darauf aufgebracht.
Ferner wird das folgende Phenylether-Schmiermittel auf die Lagerbereiche der Achsenbolzen 11a, 12a, 15a, 15b und 19a und die Gleitbereiche des Überwurfs 11, des Riegls 12, der Gelenkstangen 15 zur Reduzierung der Reibung aufgrund von Schleifkontakt zwischen den Teilen und zum problemlosen Betrieb der entsprechenden Komponenten aufgebracht.
[SCHMIERMITTEL]
Das Schmiermittel, das in der Ausführungsform 1 verwendet wird, enthält 93 bis 98,9 Gew.% Alkyldiphenyletheröl als Basisöl und als Additive 1 bis 5 Gew.% Molybdändisulfid und 0,1 bis 2 Gew.% eines Antioxidationsmittels.
In den von den Erfindern durchgeführten Experimenten wurde gefunden, dass, wenn 1 bis 5 Gew.% Molybdändisulfid als eine anorganische chemische Verbindung zum Alkyldiphenyletheröl zugegeben wird, die Oxidationsbeständigkeit des Schmiermittels deutlich verbessert wird, was außerhalb der Erwartung lag. Wenn andererseits Molybdändisulfid geringer als 1 Gew.% war, war die Oxidationsbeständigkeit nicht bedeutend verbessert, während die Qualität des Schmiermittels (Homogenität) verringert war, wenn mehr als 5 Gew.% verwendet wurden.
In den von den Erfindern durchgeführten Experimenten war ferner, wenn Graphit als eine anorganische chemische Verbindung zum Alkyldiphenyletheröl zugegeben wurde, die Oxidationsbeständigkeit schlechter als im Fall der Zugabe von Molybdändisulfid, obwohl die Ölfilmdicke ähnlich erhöht war.
[BASISÖL]
Das Alkyldiphenyletheröl ist hauptsächlich zusammengesetzt aus entweder Dialkyldiphenylether oder Monoalkyldiphenylether und weist eine Viskosität von 80 bis 150 mm²/s (40°C) auf.
[ADDITIVE]
Molybdändisulfid (mittlerer Teilchendurchmesser ist 0,5 μm) ist involviert in die Beibehaltung der Ölfilmretention. Molybdändisulfid ist bevorzugt, da es auch als ein festes Schmiermittel arbeiten kann.
Ferner ist das Antioxidationsmittel zusammengesetzt aus entweder aromatischem Amin oder Phenol. Z.B. ist, wenn es aus Amin zusammengesetzt ist, das Antioxidationsmittel Phenyl-α-naphthylamin oder Phenothiazin. Wenn es aus Phenol zusammengesetzt ist, ist das Antioxidationsmittel 2,6-Di-tert-butylparacresol oder 2,6-Di-tert-butylphenol, 6-tert-Butyl-0-cresol usw.
Wie oben beschrieben, wird das Phenylether-Schmiermittelöl, das bisher noch nie als ein Schmiermittel für einen Schutzschalter angewendet worden war, auf die Lagerteile der Achsenbolzen 11a, 12a, 15a, 15b und 19a und auf die Gleitteile des Überwurfs 11, des Riegels 12, des Hebels 13 und der Gelenkstangen 15 aufgebracht. Daher kann das Schmiermittelöl leicht in einer kurzen Zeit aufgebracht werden, und die Montageeffizienz des Schutzschalters wird verbessert. Schließlich wird es möglich, einen Schutzschalter bereitzustellen, worin das Schmiermittelöl verbesserte Wärmebeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit aufweist und dessen Betrieb für eine lange Zeitdauer stabil ist.
AUSFÜHRUNGSFORM 2
Ausführungsform 2 der Erfindung wird hier im folgenden beschrieben.
In dieser Ausführungsform 2 wird das folgende Phenylether-Schmierfett auf die Lagerbereiche der Achsenbolzen 11a, 12a, 15a, 15b und 19a und auf die Gleitbereiche des Überwurfs 11, des Riegels 12, des Hebels 13 und der Gelenkstangen 15 des Schutzschalters aufgebracht. Es ist zu beachten, dass das Schmierfett ein halbfestes Schmiermittel, zusammengesetzt aus einem flüssigen Schmiermittel (Basisöl) und einem Verdickungsmittel, bedeutet.
[SCHMIERMITTEL]
Das Schmiermittel, das in dieser Ausführungsform 2 verwendet wird, enthält 77,0 bis 97,8 Gew.% Alkyldiphenyletheröl als Basisöl, 2 bis 20 Gew.% einer Harnstoffseife als ein Verdickungsmittel und 0,2 bis 3 Gew.% eines Antioxidationsmittel als ein Additiv. Ein bevorzugterer Zusammensetzungsbereich ist 88,0 bis 94,0 Gew.% Alkyldiphenyletheröl als Basisöl, 5 bis 10 Gew.% Harnstoffseife als ein Verdickungsmittel und 1,0 bis 2,0 Gew.% Antioxidationsmittel als ein Additiv.
In den von den Erfindern durchgeführten Experimenten wurde gefunden, dass Phenylether-Schmierfett, insbesondere das, welches eine Harnstoffseife enthält, eine erhöhte Oxidationsbeständigkeit zeigt. Es wird angenommen, dass dies so ist, weil die Harnstoffseife bei einer hohen Temperatur ein genügende Formgedächtnis besitzt, aufgrund dessen der Film die Form schwer verliert oder ausdünnt, verglichen mit Lithiumseife vom Allzwecktyp, die hinsichtlich Wärmebeständigkeit schlechter ist. Mit anderen Worten wird angenommen, dass, wenn der beschichtete Film dicker ist, das echte Volumen des Films größer wird, und daher braucht es längere Zeit zur Oxidation und folglich ist die Oxidationsbeständigkeit des Films verbessert.
Es wird ferner angenommen, dass je dicker der oxidierte Film ist, desto leichter wird es für die Moleküle, die das Basisöl bilden, sich zu bewegen, und der dickere beschichtete Film erzielt eine verbesserte Beständigkeit gegenüber Oxidation und Verschlechterung, verglichen mit einem dünneren Film, in dem die Moleküle dazu neigen, unbeweglich zu bleiben.
[SCHMIERFETT]
Das in dieser Ausführungsform verwendete Schmierfett ist ein Schmierfett, enthaltend Alkyldiphenylether als Basisöl und Harnstoffseife als ein Verdickungsmittel. Das Alkyldiphenyletheröl, das in dem Schmierfett enthalten ist, ist hauptsächlich zusammengesetzt aus entweder Dialkyldiphenylether oder Monoalkyldiphenylether.
[ADDITIVE]
Ferner ist das Antioxidationsmittel entweder aus aromatischem Amin oder Phenol zusammengesetzt. Wenn es aus einem Amin zusammengesetzt ist, ist das Antioxidationsmittel z.B. Phenyl-α-naphthylamin oder Phenothiazin. Wenn es aus Phenol zusammengesetzt ist, ist das Antioxidationsmittel 2,6-Di-tert-butylparacresol oder 2,6-Di-tert-butylphenol, 6-tert-Butyl-0-cresol usw.
Wie oben beschrieben, wird das Phenylether-Schmierfett, das bisher noch nie als ein Schmiermittel für einen Schutzschalter verwendet worden war, auf die Lagerbereiche der Achsenbolzen 11a, 12a, 15a, 15b und 19a und auf die Gleitbereiche des Überwurfs 11, des Riegels 12, des Hebels 13 und der Gelenkstangen 15 (einschließlich der Eingreifbereiche zwischen dem Riegel 12 und dem Hebel 13, wo eine besonders schwere Last aufliegt) aufgebracht. Daher wird es möglich, einen Schutzschalter bereitzustellen, der hinsichtlich Schmiermittelleistung unter einer schweren Last verbessert ist und eine verbesserte Oxidationsbeständigkeit zeigt und dessen Betrieb für eine lange Zeitdauer stabil ist. Da das Schmierfett eine verbesserte Leistung unter einer schweren Last bereitstellt, ist es bevorzugt als ein Schmiermittel für den Bereich zwischen der isolierenden Haltevorrichtung, die den beweglichen Kontakt und die Basis des Schutzschalters hält, zu verwenden. In diesem Fall kann das Schmierfett als ein übliches Schmiermittel für den Mechanismus und für den Bereich zwischen der isolierenden Haltevorrichtung und der Basis verwendet werden, wodurch die Anwendungseffizienz verbessert wird, und es gibt keine Änderung der Schmierungseigenschaft im Gegensatz zu einem Fall, bei dem Schmiermittel mit unterschiedlichen Zusammensetzungen verwendet werden. Es ist auch bevorzugt, ein Schmiermittelöl (z.B. das in Ausführungsform 1 beschriebene) auf die Gleitbereiche der Lagerbereiche der Achsenbolzen 11a, 12a, 15a und 19a aufzubringen, wodurch die Arbeitseffizienz verbessert wird.
BEISPIELE:
Die Ausführungsformen der Erfindung werden nun detaillierter in Form der folgenden Beispiele beschrieben.
BEISPIEL 1
Um einen Klebezustand von verschlechtertem Schmiermittelöl und Fett, aufgebracht zwischen mechanischen Teilen, zu simulieren, wurden verschiedene Schmiermittel, wie in der unten angegebenen Tabelle 1 (Schmiermittelöle) und Tabelle 2 (Fette) gezeigt, zwischen Eisensubstrate, worauf ein oxidierter Film gebildet wurde, aufgebracht. Scherkraft nach Retention bei einer hohen Temperatur wurde bewertet.
[TESTSUBSTRAT]

Substrat 1: 10 mm lang, 10 mm breit und 2 mm dick
Substrat 2: 30 mm lang, 30 mm breit und 2 mm dick Kalt gewalzte Stahlplatte (SPCC-SD)
Nitrierhärten: Gehalten für 1,5 Stunden in einer gemischten Gasatmosphäre aus Ammoniak, Kohlendioxid und Stickstoff bei einer Temperatur von 580°C, wodurch eine nitrierte Schicht von 10 bis 15 μm gebildet wurde.

Nach dem Nitrieren wurden die Substrate wie folgt dampfbehandelt:
Durch Halten in Wasserdampf von 550°C für 0,5 Stunden wurde ein Film aus Fe₃O₄ mit 2 μm Dicke auf der Oberfläche der nitrierten Schicht gebildet.
[SCHMIERMITTEL]
SCHMIERMITTELÖL
(Alpha-Olefin-Schmiermittelöl: Vergleichsbeispiel)
Schmiermittelöl der folgenden Zusammensetzung wurde als ein Vergleichsbeispiel für konventionelles Schmiermittelöl verwendet.

A01: 99,5 Gew.% Alpha-Olefin-Basisöl und 0,5 Gew.% Phenolantioxidationsmittel

(Phenylether-Schmiermittelöle)

B01*: 99,5 Gew.% Alkyldiphenylether-Basisöl und 0,5 Gew.% Phenolantioxidationsmittel
B02: 98,5 Gew.% Alkyldiphenylether-Basisöl, 1,0 Gew.% Molybdändisulfid und 0,5 Gew.% Phenolantioxidationsmittel
B03: 97,0 Gew.% Alkyldiphenylether-Basisöl, 2,5 Gew.% Molybdändisulfid und 0,5 Gew.% Phenolantioxidationsmittel
B04: 94,5 Gew.% Alkyldiphenylether-Basisöl, 5 Gew.% Molybdändisulfid und 0,5 Gew.% Phenolantioxidationsmittel
B05*: 97,0 Gew.% Alkyldiphenylether-Basisöl, 2,5 Gew.% Graphit und 0,5 Gew.% Phenolantioxidationsmittel
* B01 und B05 sind Vergleichsbeispiele

TABELLE 1

Nr.	Basisöl	Additiv	Antioxidationsmittel
A01	99,5 Gew.% Alpha-Olefin-Basisöl	–	0,5 Gew.% Phenolantioxidationsmittel
B01	99,5 Gew.% Alkyldiphenylether-Basisöl	–	0,5 Gew.% Phenolantioxidationsmittel
B02	98,5 Gew.% Alkyldiphenylether-Basisöl	1,0 Gew.% Molybdändisulfid	0,5 Gew.% Phenolantioxidationsmittel
B03	97,0 Gew.% Alkyldiphenylether-Basisöl	2,5 Gew.% Molybdändisulfid	0,5 Gew.% Phenolantioxidationsmittel
B04	94,5 Gew.% Alkyldiphenylether-Basisöl	5,0 Gew.% Molybdändisulfid	0,5 Gew.% Phenolantioxidationsmittel
B05	97,0 Gew.% Alkyldiphenylether-Basisöl	2,5 Gew.% Graphit	0,5 Gew.% Phenolantioxidationsmittel

FETT
(Alpha-Olefinfett)
Fett der folgenden Zusammensetzung wurde als ein Vergleichsbeispiel für konventionelles Fett verwendet.

C01: 84,5 Gew.% Alpha-Olefin-Basisöl, 7,0 Gew.% Lithiumseife, 8,0 Gew.% Molybdändisulfid und 0,5 Gew.% Phenolantioxidationsmittel

(Phenyletherfette)

D01: 88,0 Gew.% Alkyldiphenylether-Basisöl, 10,0 Gew.% Lithiumseife und 2,0 Gew.% Antioxidationsmittel
D02: 88,00 Gew.% Alkyldiphenylether-Basisöl, 10,0 Gew.% Harnstoffseife und 2,0 Gew.% Antioxidationsmittel

TABELLE 2

Nr.	Basisöl	Verdickungsmittel	Additive	Antioxidationsmittel
C01	84,5 Gew.% Alpha-Olefin-Basisöl	7,0 Gew.% Lithiumseife	8,0 Gew.% Molybdändisulfid	0,5 Gew.% Antioxidationsmittel
D01	88,0 Gew.% Alkyldiphenylether-Basisöl	10,0 Gew.% Lithiumseife	–	2,0 Gew.% Antioxidationsmittel
D02	88,0 Gew.% Alkyldiphenylether-Basisöl	10,0 Gew.% Harnstoffseife	–	2,0 Gew.% Antioxidationsmittel

[140°C-WÄRME-VERSCHLECHTERUNGSTEST (SCHERTEST)]
(TESTBEDINGUNGEN)
Verschiedene Schmiermittelöle wurden zwischen den Testsubstraten 1 und 2 aufgebracht, und diese Substrate wurden in einem temperaturkonstanten Kessel, enthaltend Atmosphärenluft von 140°C, gehalten. Die Beschichtungsmenge war im Fall von Schmiermittelöl 17 mg und im Fall von Fett 7 mg. Nach Ablauf von vorher festgelegten Zeiten (1, 3, 5, 7, 10, 20, 30, 50, 70, 100, 200, 300, 500, 700, 1.000, 2.000 und 3.000 Stunden) wurden die Substrate herausgenommen und jede Scherkraft wurde gemessen. Scherkraft ist als Klebekraft zu verstehen, die verursacht wird durch Oxidation und Verschlechterung des Schmiermittels, das zwischen den Substraten aufgebracht wurde.
(BEWERTUNGSSTANDARDS)
Scherkräfte wurden gemessen mit einem Präzisions-Universal-Testgerät AG-1000B (hergestellt von Shimadzu Corporation). Scherkraft ist die maximale Kraft, die erforderlich ist, damit das Substrat 2 in der Richtung der Oberfläche des Substrats 1 gleitet, wenn das Substrat 1 fixiert ist.
Wenn die Scherkraft eines Schmiermittels nicht höher als ein vorher bestimmter Wert war (nicht mehr als 2 N für den Schutzschalter, entsprechend Ausführungsform 1), wenn ein Mechanismus des Schutzschalters, ausgestattet mit solch einem Schmiermittel, problemlos betrieben wurde, wurde das Schmiermittel als "akzeptabel" und "innerhalb der Lebensdauer" betrachtet. Die Lebensdauer, auf die sich in diesem Experiment bezogen wird, bedeutet einen Bereich an Zeitdauer, währenddessen ein Schmiermittel die gewünschten Schmiereigenschaften hinsichtlich Wärmebeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit beibehalten kann.
[TESTERGEBNISSE]
Die Ergebnisse des Wärmeverschlechterungstests (Lebensdauertest) der oben erwähnten Schmiermittelöle sind in 3 gezeigt. 3 zeigt relative Anteile der Ergebnisse der Wärmeverschlechterungstests entsprechender Testproben, wenn die Lebensdauer des Vergleichsbeispiels A01 als 1 definiert ist. Die Ergebnisse des Wärmeverschlechterungstests (Lebensdauertest) der Fette sind in 4 gezeigt. 4 zeigt die relativen Anteile der Ergebnisse von Wärmeverschlechterungstests der entsprechenden Testproben, wenn die Lebensdauer des Vergleichsbeispiels B01 als 1 definiert ist.
Nun werden die Testergebnisse der entsprechenden Proben beschrieben.
SCHMIERMITTELÖLE
(Alpha-Olefin-Schmiermittelöl)

A01: Das Öl, zusammengesetzt aus 99,5 Gew.% Alpha-Olefin-Basisöl und 0,5 Gew.% Phenolantioxidationsmittel, war hinsichtlich Schmierfähigkeit und Oxidationsbeständigkeit minderwertig.

(PHENYLETHER-SCHMIERMITTELÖLE)

B01: Das Öl, zusammengesetzt aus 99,5 Gew.% Alkyldiphenylether-Basisöl und 0,5 Gew.% Phenolantioxidationsmittel, war hinsichtlich Schmierfähigkeit minderwertig, aber relativ besser hinsichtlich Oxidationsbeständigkeit.
B02: Das Öl, zusammengesetzt aus 98,5 Gew.% Alkyldiphenylether-Basisöl, 1,0 Gew.% Molybdändisulfid und 0,5 Gew.% Phenolantioxidationsmittel, war hinsichtlich Schmierfähigkeit sowie Oxidationsbeständigkeit verbessert.
B03: Das Öl, zusammengesetzt aus 97,0 Gew.% Alkyldiphenylether-Basisöl, 2,5 Gew.% Molybdändisulfid und 0,5 Gew.% Phenolantioxidationsmittel, war hinsichtlich Schmierfähigkeit sowie Oxidationsbeständigkeit verbessert.
B04: Das Öl, zusammengesetzt aus 94,5 Gew.% Alkyldiphenylether-Basisöl, 5 Gew.% Molybdändisulfid und 0,5 Gew.% Phenolantioxidationsmittel, war hinsichtlich Schmierfähigkeit sowie Oxidationsbeständigkeit ausgezeichnet.
B05: Das Öl, zusammengesetzt aus 97,0 Gew.% Alkyldiphenylether-Basisöl, 2,5 Gew.% Graphit und 0,5 Gew.% Phenolantioxidationsmittel war, hinsichtlich Schmierfähigkeit verbessert und hinsichtlich Oxidationsbeständigkeit relativ verbessert.

Diese Ergebnisse können wie folgt zusammengefasst werden. B01 bis B05, enthaltend Alkyldiphenylether als Basisöl, zeigten eine ausgezeichnete Oxidationsbeständigkeit verglichen mit A01 (Vergleichsbeispiel), enthaltend Alpha-Olefin-Basisöl; zu dem nur ein Antioxidationsmittel zugegeben wurde. B01, enthaltend Alkyldiphenylether als Basisöl, zu dem nur ein Antioxidationsmittel zugegeben wurde, zeigte eine Lebensdauer die etwa 5-mal länger war als von A01, und B02 bis B04, zu denen Molybdändisulfid zugegeben wurde, zeigten eine Lebensdauer, die fast 20-mal länger war als die von A01, und die fast 4-mal länger als die von B01, und wiesen außerdem eine deutlich erhöhte Oxidationsbeständigkeit auf. Andererseits war die Lebensdauer von B05, zu dem Graphit zugegeben wurde anstatt von Molybdändisulfid, äquivalent zu der von B01, mit anderen Worten, keine signifikante Wirkung hinsichtlich Verlängerung der Lebensdauer wurde überhaupt beobachtet. Folglich zeigte Alkyldiphenylether, zu dem ein Antioxidationsmittel, insbesondere eine vorher festgelegte Menge an Molybdändisulfid, zugegeben wurde, eine deutlich erhöhte Oxidationsbeständigkeit, wenn bei einer hohen Temperatur ein Eisenmaterial mit einer Oberfläche, auf der ein Fe₃O₄-Film mit 2 μm Dicke nach Nitrierung gebildet war, verwendet wurde.
Die obigen Ergebnisse führen zu den folgenden Annahmen.
Der Alkyldiphenylether mit einer Zugabe eines Antioxidationsmittels ist gegenüber jeder chemischen Reaktion oder katalytischen Aktion durch ein Eisenmaterial mit einer nitrierten Oberfläche, auf der ein Fe₃O₄-Film mit 2 μm Dicke gebildet ist, unempfänglich und ist daher bei Verwendung bei einer hohen Temperatur mit solch einem Eisenmaterial kompatibel.
Außerdem wird angenommen, dass die Zugabe von Molybdändisulfid, das mit Alkyldiphenylether lipophil ist und eine große spezifische Oberfläche aufweist, den Ölfilmverdicker darstellt und das echte Volumen sehr viel größer macht, und daher braucht es für die Oxidation davon eine längere Zeit, und folglich ist die Oxidationsbeständigkeit weiter verbessert. Außerdem wird angenommen, dass Molybdändisulfid gegenüber jeder chemischen Reaktion oder katalytischen Aktion durch ein Eisenmaterial mit einer nitrierten Oberfläche, auf der ein Fe₃O₄-Film von 2 μm Dicke gebildet ist, unempfänglich und daher mit solch einem Eisenmaterial bei Verwendung bei einer hohen Temperatur kompatibel ist. Ferner wird angenommen, dass, wenn der Ölfilm dicker ist, es leichter ist für die das Öl bildende Moleküle sich zu bewegen, und daher wird es für das Antioxidationsmittel leichter, sich in Richtung Oberflächenbereich, der Oxidation ausgesetzt ist, zu bewegen, verglichen mit einem dünneren Film (z.B. ein Ölfilm ohne ein Additiv), in dem die Moleküle dazu neigen, unbeweglich zu bleiben, und folglich ist die Oxidationsbeständigkeit verbessert. Wenn Molybdändisulfid geringer als 1 Gew.% ist, wird jedoch der oben erwähnte Effekt der Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit verringert, was möglicherweise daran liegt, dass der Ölfilm nicht dick genug ist. Im Gegensatz dazu wird, wenn Molybdändisulfid größer als 5 Gew.% ist, die Qualität des Schmiermittelöls (Homogenität) verringert, was möglicherweise ein Ergebnis verringerter Dispersionsstabilität des Molybdändisulfids ist.
Wenn andererseits Graphit als eine anorganische chemische Verbindung zugegeben wurde, wurde die Dicke des Ölfilms auf dieselbe Weise wie bei Molybdändisulfid erhöht, jedoch war die Oxidationsbeständigkeit schlechter. Es wird angenommen, dass dies daran liegt, dass das Öl durch eine chemische Reaktion oder katalytische Aktion, hervorgerufen durch ein Eisenmaterial mit nitrierter Oberfläche, auf der ein Fe₃O₄-Film von 2 μm Dicke gebildet ist, beeinflusst wurde oder weil Verunreinigungen, die im Graphit enthalten waren, Eisen oder eine Eisenverbindung, welche eine metallische katalytische Aktion durchführen, enthalten, im Unterschied zu den Verunreinigungen, die in Molybdändisulfid enthalten sind, deren Hauptteil Siliziumoxid ist, welches nicht-metallisch ist.
SCHMIERFETT
(Alpha-Olefinfett)

C01: Das Fett, zusammengesetzt aus 84,5 Gew.% Alpha-Olefin-Basisöl, 7,0 Gew.% Lithiumseife, 8,0 Gew.% Molybdändisulfid und 0,5 Gew.% Phenolantioxidationsmittel, war hinsichtlich Schmierfähigkeit ausgezeichnet, aber hinsichtlich Oxidationsbeständigkeit minderwertig.

(Phenyletherfette)

D01: Das Fett, zusammengesetzt aus 88,0 Gew.% Alkyldiphenylether-Basisöl, 10,0 Gew.% Lithiumseife und 2,0 Gew.% Antioxidationsmittel, war hinsichtlich Schmierfähigkeit ausgezeichnet und relativ verbessert hinsichtlich Oxidationsbeständigkeit.
D02: Das Fett, zusammengesetzt aus 88,0 Gew.% Alkyldiphenylether-Basisöl, 10,0 Gew.% Harnstoffseife und 2,0 Gew.% Antioxidationsmittel, war sowohl hinsichtlich Schmierfähigkeit als auch Oxidationsbeständigkeit ausgezeichnet.

Diese Ergebnisse können wie folgt zusammengefasst werden. D01 und D02 haben eine Lebensdauer, die 3- bis 5-mal länger ist als die von C01, und D02, das Harnstoffseife als einen Verdicker enthält, hat eine Lebensdauer, die etwa 1,7-mal länger ist als die von D01, das Lithiumseife als einen Verdicker enthält.
Die obigen Ergebnisse führen zu den folgenden Annahmen.
Das Fett, enthaltend Alkyldiphenylether als Basisöl mit einer Zugabe eines Antioxidationsmittels, ist unempfänglich gegenüber chemischer Reaktion oder katalytischer Aktion durch ein Eisenmaterial mit einer nitrierten Oberfläche, auf der ein Fe₃O₄-Film von 2 μm Dicke gebildet ist, und ist daher kompatibel mit solch einem Eisenmaterial unter der Verwendung bei einer hohen Temperatur.
Außerdem wird angenommen, dass Harnstoffseife ein ausgezeichnetes Form-Gedächtnis bei einer hohen Temperatur besitzt, aufgrund dessen der Film weniger anfällig dafür ist, die Form zu verlieren oder ausgedünnt zu werden, verglichen mit Lithiumseife vom Allzwecktyp, die hinsichtlich Wärmebeständigkeit schlechter ist, und daher wird das echte Volumen des Films größer und es braucht eine längere Zeit zur Oxidation, und folglich ist die Oxidationsbeständigkeit verbessert. Außerdem wird angenommen, dass, da je dicker der oxidierte Film ist, desto leichter wird es für die Basisölbildenden Moleküle, sich zu bewegen, der dickere Film eine verbesserte Beständigkeit gegenüber Oxidation und Verschlechterung erreicht, verglichen mit einem dünneren Film, in dem die Moleküle dazu neigen, unbeweglich zu bleiben.
Schließlich ist es bevorzugt, Alkyldiphenylether als Basisöl und Harnstoffseife als ein Verdicker zu verwenden.
BEISPIEL 2

Schmierfähigkeitseigenschaften eines Schmiermittelöls und eines Fettes, gezeigt in Tabelle 3, wurden verglichen unter den folgenden Bedingungen. TABELLE 3

Nr.	Basisöl	Verdickungsmittel	Additiv	Antioxidationsmittel
B03	97,0 Gew.% Alkyldiphenylether-Basisöl	–	2,5 Gew.% Molybdändisulfid	0,5 Gew.% Phenolantioxidationsmittel
D02	88,0 Gew.% Alkyldiphenylether-Basisöl	10,0 Gew.% Harnstoffseife	–	2,0 Gew.% Antioxidationsmittel

(TESTBEDINGUNGEN)
Eine Stahlkugel wurde rotiert bei 750 UPM, während sie auf drei fixierte Stahlkugeln mit 19,05 mm Durchmesser, auf die die entsprechenden Schmiermittel aufgetragen wurden, gepresst wurde mit einem Druck, der mit einer Zuwachsrate von 0,049 MPa erhöht wurde, und akzeptable Lastgrenzen wurden gemessen unter Verwendung einer Soda-Vier-Ball-Testmaschine, um eine Öldrucklast zu erhalten, die keinerlei Reibung („seizure") unter den Kugeln verursachte.
(TESTERGEBNISSE)
Testergebnisse von akzeptablen Lastgrenzen sind in 5 gezeigt.
SCHMIERMITTELÖL

B03: Akzeptable Lastgrenze des Öls, zusammengesetzt aus 97,0 Gew.% Alkyldiphenylether-Basisöl, 2,5 Gew.% Molybdändisulfid und 0,5 Gew.% Phenolantioxidationsmittel, war 0,2 MPa.
D02: Akzeptable Lastgrenze des Fettes, zusammengesetzt aus 88,0 Gew.% Alkyldiphenylether-Basisöl, 10,0 Gew.% Harnstoffseife und 2,0 Gew.% Antioxidationsmittel war 0,34 MPa.

Im Hinblick auf die obigen Ergebnisse wird gezeigt, dass, wenn die Lastbeständigkeit des Schmiermittelöls und des Fettes miteinander verglichen wird, wobei beide eine ausgezeichnete Oxidationsbeständigkeit besitzen, das Fett eine erhöhte Lastbeständigkeit aufweist. Daher ist es bevorzugt, Fett zu verwenden, wenn der Mechanismus des Schutzschalters eine Hochlastbeständigkeit erfordert.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Der Schutzschalter gemäß der Erfindung beinhaltet einen Schaltmechanismus zum Schalten eines beweglichen Kontaktes in einem Isoliergehäuse und ist für stabilen Betrieb sogar unter einer hohen Temperatur oder Luftfeuchtigkeit bevorzugt.

Claims

Schutzschalter, umfassend ein Isoliergehäuse (1); einen Schaltmechanismus (A), der in dem Isoliergehäuse (1) untergebracht ist und einen beweglichen Kontakt (3) mit einem ortsfesten Kontakt (2) verbindet oder von diesem löst; und einen Auslösemechanismus (C), der mit einem Eingreifbereich (B) zum Eingreifen in den Schaltmechanismus (A) versehen ist und den Eingreifbereich (B) bei der Detektion eines Überstroms in einer elektrischen Leitung in dem Stromkreis so außer Eingriff bringt, daß der bewegliche Kontakt (3) von dem ortsfesten Kontakt (2) getrennt wird; wobei ein Teil des Schaltmechanismus (A) aus einem Material besteht, das Eisen oder eine Eisenverbindung enthält; dadurch gekennzeichnet, daß ein gleitender Teil des Materials, das Eisen oder die Eisenverbindung enthält, mit einem Phenylether-Schmieröl versehen ist, zu dem ein Antioxidationsmittel und Molybdändisulfid hinzugefügt sind.
Schutzschalter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gleitende Teil, der aus einem Material besteht, das Eisen oder eine Eisenverbindung enthält, mit einem Fe₃O₄-Film oder plattiertem Film versehen ist.
Schutzschalter gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß 1,0 bis 5,0 Gew.% Molybdändisulfide enthalten sind.
Schutzschalter gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingreifbereich, der zwischen einem Klinkenbereich (12) und einem Vorspannbereich ("urging section") angeordnet ist, mit dem Phenylether-Schmieröl versehen ist.