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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Stromkreisunterbrecher (Schutzschalter)
zur Unterbrechung eines Stromkreises im Überstromzustand, und spezifisch
Stromkreisunterbrecher mit einem Gehäuse aus thermoplastischem Harz
mit zufrieden stellender Flammenhemmung, Stoßbeständigkeit und Festigkeit.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Stromkreisunterbrecher,
die Formkörper
aus thermoplastischen Harzen verwenden, wurden kürzlich vorgeschlagen, da diese
Materialien, das Formen winziger Portionen erlauben. Zum Beispiel
offenbart die
japanische offengelegte
Patentanmeldung 8-171831 einen Formkörper, enthaltend Nylon 6 und
Nylon 66 als Grundharze, wie einen Formkörper, enthaltend 35 bis 39
Gew.-% Nylon 6, 8 bis 12 Gew.-% Nylon 66, 1 bis 3 Gew.-% Nylon MXD6,
7 bis 9 Gew.-% eines Ethylen/α-Olefin-Copolymers und 40
bis 45 Gew.-% einer Verstärkung.
Dieser Formkörper
umfasst spezifische Anteile des Elastomers und andere Komponenten
und ist daher als Deckel für
einen Stromkreisunterbrecher mit hoher Abschaltleistung geeignet,
der gegenüber
einem schnell ansteigenden Innendruck des Gehäuses bei Unterbrechung beständig ist.
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Mit
den kürzlich
erhöhten
Anforderungen, um die Sicherheit von Stromkreisunterbrecher sicher
zu stellen, gab es Forderungen, eine höhere Flammenhemmung, wie eine Flammenhemmung,
die die IEC 60947- und UL 746C-Standards erfüllt, zu erreichen. Herkömmliche
Verbindungen für
Formkörper
eines Stromkreisunterbrechers sind jedoch noch immer unzureichend
in der Flammenhemmung, spezifisch wenn sie für das Unterteil eines Stromkreisunterbrechers
angewandt werden.
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Die
hiesigen Erfinder erhielten einen Formkörper mit zufriedenstellenderer
Flammenhemmung durch Einschluss von etwa 20 Gew.-% eines Flammenhemmers
(einschließlich
eines Halogen-basierten Flammenhemmers und eines Antimon-basierten
Flammenhemmer-Hilfsstoffs) in die zuvor erwähnte herkömmliche Verbindung für einen
Stromkreisunterbrecher und Formen der resultierenden Verbindung.
Bei dem resultierenden Formkörper
zeigt das Gehäuse
jedoch eine durch Ausblühen
hervorgerufene gesprenkelte Oberfläche, eine bemerkenswert verschlechterte
Erscheinung. Als mögliche
Lösung
zur Vermeidung des Ausblühens
kann der Zusammensetzungsanteil von Nylon MXD6 erhöht werden,
aber mehrere Dutzend Gew.-% Nylon MXD6 werden in diesem Fall benötigt, und
es wird spekuliert, dass die Zusammensetzungsanteile der anderen
Verbindungen verändert
werden, wodurch die Stoßbeständigkeit
und die Festigkeitseigenschaften verschlechtert werden, und dass
der Zusammensetzungsanteil von Nylon MXD6 mit einem aromatischen
Ring relativ erhöht wird,
wodurch die Isolierungseigenschaften nach Unterbrechung verschlechtert
werden.
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In
diesem Zusammenhang bedeutet der Begriff "Ausblühen", wie hierin verwendet, dass Glasfasern und
andere Verstärkungen,
Halogen-basierte Flammenhemmer, Antimon-basierte Flammenhemm-Hilfsstoffe und Elastomere
zur Oberfläche
eines Formkörpers
ausblühen,
und der Formkörper
weiß erscheint.
Das Ausblühen
verschlechtert insbesondere die Erscheinung eines Formkörpers mit
dunkler Farbe, wie schwarz, und verschlechtert die Erscheinung eines
Formkörpers
mit heller Farbe, wie weiß,
nicht signifikant.
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Der
Unterteil und der Deckel, die das Gehäuse eines Stromkreisunterbrechers
bilden, haben jeder eine dünne
Wand und schließen
z.B. Einschubkanäle,
Rippen und Phasentrennungswände
ein. Daher wechselt beim Formvorgang dieser Teile, insbesondere
wenn das Harz von einem dünnwandigen
Bereich zu einem dickwandigen Bereich fließt, der Fluss des Harzes von
einem laminaren Fluss nahezu zu einem turbulenten Fluss, und die
Verteilung der Verstärkung,
des Flammenhemmers, des Elastomers und anderer Bestandteile, die
in dem Harz enthalten sind, wird ungleichmäßig. Folglich neigt dieser
Typ von Teilen dazu, Ausblühen
auszulösen,
im Vergleich mit Gehäuse,
bestehend aus flachen Wänden.
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Die
vorliegende Erfindung wurde bewerkstelligt, um die obigen Probleme
zu lösen,
und es ist ein erfindungsgemäßes Ziel,
einen Stromkreisunterbrecher mit einem Gehäuse, das in der Stoßbeständigkeit
zufriedenstellend ist und für
Anwendungen mit hoher Abschaltleistung angewandt werden kann, zufriedenstellend in
der Flammenhemmung und den Festigkeitseigenschaften ist und weniger
gesprenkeltes Ausblühen
zeigt, bereitzustellen.
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Das
Dokument
EP 0 717 423 offenbart
eine Vorrichtung gemäß der Präambel von
Anspruch 1.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ein
erfindungsgemäßer Stromkreisunterbrecher
enthält
eine bewegliche Kontaktanordnung (3), welche einen beweglichen
Kontakt trägt,
wobei der bewegliche Kontakt gegenüber einem stationären Kontakt
angeordnet ist; eine Schaltmechanismuseinheit (6), die
die bewegliche Kontaktanordnung (3) öffnet und schließt; und
ein Gehäuse
(1, 2), das die bewegliche Kontaktanordnung (3)
und die Schaltmechanismuseinheit (6) beherbergt. Die Schaltmechanismuseinheit
(6) wird bei Detektion eines Überstroms oder eines Leckstroms
in Gang gesetzt, wodurch die Kontakte voneinander getrennt werden.
Zumindest ein Teil des Gehäuses
(1, 2) ist ein Formkörper, umfassend ein kristallines
Polyamidharz, ein amorphes Polyamidharz, ein Elastomer, eine Verstärkung, einen
Flammenhemmer und ein Färbemittel
zur Schwarzfärbung.
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Bevorzugt
kann der Formkörper
in dem obigen Stromkreisunterbrecher 15 bis 35 Gew.-% eines kristallinen
Polyamidharzes, 2 bis 12 Gew.-% eines amorphen Polyamidharzes, 3
bis 10 Gew.-% eines Elastomers, 30 bis 55 Gew.-% einer Verstärkung und
10 bis 20 Gew.-% eines Flammenhemmers enthalten.
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Bevorzugt
ist das kristalline Polyamid zumindest eines aus Nylon 66 und Nylon
6 oder einer Copolymerverbindung davon, das amorphe Polyamid ist
zumindest eines aus Nylon 6T und Nylon 6I oder einer Copolymerverbindung
davon, die Verstärkung
ist eine Glasfaser, und der Flammenhemmer ist eine Mischung aus einem
Halogen-basierten Flammenhemmer und einem Antimon-basierten Flammenhemmer-Hilfsstoff.
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Außerdem kann
das kristalline Polyamid Nylon 66 sein.
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Zusätzlich kann
ein Teil des Gehäuses
ein Unterteil sein, das das Gehäuse
bildet.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Außenansicht
eines Stromkreisunterbrechers gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform
1.
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2 ist
eine schematische Ansicht des Stromkreisunterbrechers von 1,
in der der Deckel entfernt ist.
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Die
Bezugszeichen in den Figuren sind wie folgt: 1 Deckel (Gehäuse), 2 Unterteil
(Gehäuse), 3 bewegliche
Kontaktanordnung, 4 Querriegel, 5 Griff, 6 Schaltmechanismuseinheit, 7 Überstromauslösevorrichtung, 9 Auslöseriegel, 11 entionisierende
Gittervorrichtung.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Die
erfindungsgemäßen Ausführungsformen
werden in weiterem Detail unten veranschaulicht.
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Ausführungsform
1
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1 ist
eine schematische Außenansicht,
die einen Stromkreisunterbrecher gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform
1 zeigt.
2 ist eine schematische Ansicht
des Stromkreisunterbrechers von
1, in der
der Deckel entfernt ist. In den
1 und
2 ist
das Unterteil
2 mit dem Deckel
1 bedeckt, und der
Deckel
1 wird monolithisch unter Verwendung von nicht gezeigten
Montageschrauben auf das Unterteil
2 montiert, wodurch
ein Gehäuse
gebildet wird. Die Zusammensetzung des Gehäuses wird später beschrieben. Die
bewegliche Kontaktanordnung
3 wird rotierbar durch den
Querriegel
4, ein Formstück aus einem isolierenden Harz,
gehalten, und an einem Ende der beweglichen Kontaktanordnung
3 ist
ein beweglicher Kontakt gegenüber
einem in der Figur nicht gezeigten stationären Kontakt angeordnet. Der
Griff
5 dient dazu, die bewegliche Kontaktanordnung
3 durch
den Querriegel
4 von der Außenseite zu schalten, und ist
am oberen Ende der Schaltmechanismuseinheit
6 in
2 angeordnet.
Die Schaltmechanismuseinheit
6 hat einen bekannten, z.B. in
der
japanischen offengelegten
Patentanmeldung Nr. 9-161641 beschriebenen Knebelverbindungsmechanismus.
Die Überstromauslöse(Freisetzungs)-Vorrichtung
7 (eine
Bimetallvorrichtung und eine Magnetspule) rotieren den Auslöseriegel
9 in
2 bei
Detektion eines Überstromzustands
in Uhrzeigerrichtung. Die entionisierende Gittervorrichtung
11 ist
eine herkömmliche
Vorrichtung zum Auslöschen
eines Lichtbogens.
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Als
Nächstes
werden die Vorgänge
beim Überstromunterbrechen
unten veranschaulicht.
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Wenn
der Stromkreis unter Energie steht, und ein Überstrom größer als oder gleich einem vorbestimmten
Niveau auftritt, setzt die Überstromauslösevorrichtung 7 den
Auslöseriegel 9 in
Bewegung, dass er sich im Uhrzeigersinn in 2 dreht.
Die Drehung des Auslöseriegels 9 entriegelt
die Verriegelung zwischen dem Auslöseriegel 9 und der
Schaltmechanismuseinheit 6, und die Schaltmechanismuseinheit 6 setzt
die bewegliche Kontaktanordnung 3 in Bewegung, dass sie
sich in so einer Richtung bewegt, dass der bewegliche Kontakt vom
stationären
Kontakt getrennt wird (dieser Vorgang wird im Allgemeinen als "Auslösen" bezeichnet). Beim
Auslösen
wird abhängig
von der Stärke
des Überstroms
ein Lichtbogen zwischen dem stationären Kontakt und dem beweglichen
Kontakt gebildet. Dieser Lichtbogen ermöglicht es, dass sich in der
Peripherie der zwei Kontakte und innerhalb des Gehäuses zersetzte
Gase bilden, und der Druck innerhalb des Gehäuses steigt plötzlich an.
Der angestiegene Druck ergibt eine Einwirkung auf den Deckel 1 und
das Unterteil 2, die das Gehäuse bilden.
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Als
Nächstes
werden die Zusammensetzungen des Deckels 1 und des Unterteils 2,
die das Gehäuse bilden,
unten beschrieben.
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Das
Gehäuse
ist ein Formstück,
umfassend z.B. ein kristallines Polyamidharz, ein amorphes Polyamidharz,
ein Elastomer, eine Verstärkung,
einen Flammenhemmer und ein Färbemittel
zur Schwarzfärbung. Bevorzugt
ist das Gehäuse
ein Formstück,
umfassend 15 bis 35 Gew.-% von zumindest einem aus Nylon 66, Nylon
6 und Nylon 46, einer Mischung oder eines Copolymers davon als dem
kristallinen Polyamidharz, 2 bis 12 Gew.-% von Nylon 6T und/oder
Nylon 6I oder eines Copolymers davon als dem amorphen Polyamidharz, 3
bis 10 Gew.-% eines Ethylen/α-Olefin-Copolymers
oder eines Ionomers eines Polyolefincopolymers als dem Elastomer,
30 bis 55 Gew.% einer Glasfaser oder einer Keramikfaser als der
Verstärkung,
12 bis 20 Gew.-% eines Halogen-basierten Flammenhemmers (z.B. Polybromstyrol)
und eines Antimonbasierten Flammenhemmer-Hilfsstoffs (z.B. Antimontrioxid,
Antimonpentoxid und Natriumantimonat) als dem Flammenhemmer, und 0,1
bis 1,0 Gew.-% und bevorzugt 0,2 bis 0,5 Gew.-% Ruß als dem
schwarzfärbenden
Mittel.
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Dieses
Formstück
hat zufriedenstellende Stoßbeständigkeit
beim Lichtbogenauslöschen
gleich dem des für
die herkömmliche
Technologie beschriebenen Formstücks,
hat hohe Verarbeitungs- und
Formgenauigkeit und ist in der Flammenhemmung und den Festigkeitseigenschaften
zufriedenstellend. Zusätzlich
zeigt die Oberfläche
des Formstücks
weniger gesprenkeltes Ausblühen
und führt
nicht zu dem Eindruck, dass das Formstück schadhaft ist, obwohl sie
weniger Glanz hat und etwas weiß erscheint
im Vergleich mit Formstücken,
die hauptsächlich
glänzende
duroplastische (wärmehärtbare)
Harze enthalten. Folglich ist das Formstück als Gehäuse eines Stromkreisunterbrechers
geeignet. Das Formstück
wird bevorzugt als Deckel 1 und Unterteil 2 als
das Gehäuse
des Stromkreisunterbrechers verwendet, da die Innenseiten dieser
Teile hohe Verarbeitungsgenauigkeit haben, wodurch sich ein winziges
Formstück
ergibt.
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Zusätzlich haben
Nylon 6, Nylon 66 und Nylon 46 keinen aromatischen Ring und sind
daher in den Isolationseigenschaften nach Unterbrechung zufriedenstellend.
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Die
kombinierte Verwendung von Nylon 6 und Nylon 66 oder die Verwendung
von Nylon 6 allein als dem kristallinen Polyamid verlangsamt die
Geschwindigkeit der Kristallisation des Harzes und führt zu weniger Ausblühen, und
ist spezifisch als Deckel 1 bevorzugt, da die Erscheinung
des Deckels einen starken Eindruck auf den Betrachter hinterlässt im Vergleich
zur Verwendung von Nylon 66 allein bzw. der kombinierten Verwendung
von Nylon 6 und Nylon 66. Im Gegensatz ergibt die Verwendung von
Nylon 66 und/oder Nylon 46 als dem kristallinen Polyamid einen hohen
Schmelzpunkt mit zufrieden stellender momentaner Wärmebeständigkeit und
ist als Unterteil 2 bevorzugt.
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Die
Zusammensetzungsanteile in dem Formstück werden aus den folgenden
Gründen
spezifiziert.
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Wenn
die Gesamtmenge von Nylon 66 und Nylon 6 weniger als 15 Gew.-% beträgt, ist
das Kneten und Formen der Verbindung schwierig, und wenn sie 35
Gew.-% übersteigt,
nehmen die Zusammensetzungsanteile des Flammenhemmers, der Verstärkung und
des Elastomers relativ ab, und das resultierende Formstück hat eine
schlechte Flammenhemmung, Festigkeit oder Stoßbeständigkeit. Wenn der Zusammensetzungsanteil
von Nylon 66 18 bis 22 Gew.-% beträgt, ist das resultierende Formstück in der
Flammenhemmung, der Wärmebeständigkeit
und der Festigkeit überlegen.
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Wenn
die Gesamtmenge von Nylon 6T und Nylon 6I weniger als 2 Gew.-% beträgt, zeigt
das resultierende Formstück
auffallendes Ausblühen,
und wenn sie 12 Gew.-% übersteigt,
sind die Zusammensetzungsanteile des Flammenhemmers, der Verstärkung und
des Elastomers relativ erniedrigt und das resultierende Formstück hat eine
geringe Flammenhemmung, Festigkeit oder Stoßbeständigkeit.
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Wenn
die Menge des Ethylen/α-Olefin-Copolymers
oder des Ionomers von Polyolefincopolymer weniger als 3 Gew.-% beträgt, hat
das Formstück
eine niedrige Stoßbeständigkeit,
und wenn sie 10 Gew.-% übersteigt,
nehmen die Zusammensetzungsanteile des Flammenhemmers und der Verstärkung relativ
ab, und das Formstück
hat eine geringe Festigkeit oder Flammenhemmung.
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Wenn
die Menge der Glasfaser weniger als 30 Gew.-% beträgt, hat
das Formstück
eine verschlechterte Festigkeit, und wenn sie 55 Gew.-% übersteigt,
neigt das Formstück
einfach zum Ausblühen,
und das Kneten und Formen der Verbindung werden schwierig. Zusätzlich nehmen
die Zusammensetzungsanteile des Flammenhemmers, der Verstärkung und
des Elastomers relativ ab, und das resultierende Formstück hat eine niedrige
Flammenhemmung oder Stoßbeständigkeit.
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Wenn
die Gesamtmenge des Halogen-basierten Flammenhemmers und des Antimon-basierten
Flammenhemmer-Hilfsstoffs weniger als 12 Gew.-% betragen, hat das
Formstück
unzureichende Flammenhemmung und im Gegensatz, wenn sie 20 Gew.-% übersteigt,
neigt das Formstück
einfach zum Ausblühen
und die Zusammensetzungsanteile der Verstärkung und des Elastomers sind
relativ erniedrigt und das Formstück hat verschlechterte Festigkeit
oder Stoßbeständigkeit.
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Beispiel 1
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Die
hiesigen Erfinder haben eine geeignete Zusammensetzung für das Gehäuse eines
Stromkreisunterbrechers als Ergebnis der folgenden Tests gefunden.
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1. Verbindung
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Die
folgenden Verbindungen wurden in den in Tabelle 1 gezeigten Zusammensetzungsanteilen
verwendet.
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(1) Polyamidharz
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Nylon
66 und Nylon 6 wurden als die kristallinen Polyamidharze verwendet,
und Nylon 6T und Nylon 6I wurden als die amorphen Polyamidharze
verwendet.
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(2) Elastomer
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Ein
Ethylen/α-Olefincopolymer
wurde als das Elastomer verwendet.
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(3) Verstärkung
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Die
Verstärkung
wird zur Verbesserung der Festigkeit und der Steifigkeit verwendet
und ist zumindest eine ausgewählt
aus Glasfasern und Keramikfasern. Eine Glasfaser wurde in Beispiel
1 verwendet.
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Glasfasern
haben zufriedenstellende Mischbarkeit mit den Grundharzen Nylon
6 und Nylon 66 und können
homogen in das Formstück
eingeschlossen werden, um die teilweise Bildung von schwachen Anteilen zu
vermeiden, wodurch die Stoßbeständigkeit
verbessert wird. Zusätzlich
ist Glas selbst ein Material, das zufriedenstellende Wärmebeständigkeit
hat, so dass die Wärmebeständigkeit
der Isolationskomponenten des resultierenden Formstücks gut
ist, wobei es gegenüber
dem Explosionsgasdruck und der durch die Lichtbogenbildung erzeugten
Wärme beständig ist.
Die Glasfasern sind fasrige Artikel, bestehend aus Glasmaterialien, und
solche Glasmaterialien schließen
z.B. E-Glas, S-Glas, D-Glas, T-Glas oder Silikaglas ein. Glasfaserprodukte
schließen
z.B. kontinuierliche Fasern, Stapelfasern (kurze Fasern) oder Glaswolle
ein. Stapelfasern sind als Verstärkung
zur Verwendung mit der Nylonfamilie bevorzugt. Die Glasfasern haben
bevorzugt einen Durchmesser von 6 bis 13 μm und ein Aspektverhältnis von
gleich oder mehr als 10 im Hinblick auf die Druckfestigkeit. Die
Glasfasern werden auch bevorzugt einer Behandlung mit Behandlungsmitteln,
wie Silankupplungsmitteln, im Hinblick auf die Druckfestigkeit unterworfen.
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(4) Flammenhemmer
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Eine
Mischung aus Polybromstyrol, einem Halogen-basierten Flammenhemmer,
mit Antimontrioxid, einem Antimon-basierten Flammenhemmer-Hilfsstoff
wurde als Flammenhemmer verwendet.
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(5) Schwarzfärbendes Mittel
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Ruß wurde
als das schwarzfärbende
Mittel verwendet.
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In
diesem Zusammenhang war der Zusammensetzungsanteil von Ruß so klein
wie 0,3 Gew.-%, und es wird als in den Zusammensetzungsanteil von
Nylon 66 eingeschlossen angegeben.
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Zusammensetzung der Proben 01 bis 03
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- Probe 01 umfasste 20 Gew.-% Nylon 66, 9 Gew.-% Nylon 6,
4 Gew.-% Nylon 6T, 42 Gew.-% Glasfasern, 13 Gew.-% Polybromstyrol,
4 Gew.-% Antimontrioxid und 8 Gew.-% Ethylen/α-Olefincopolymer.
- Probe 02 umfasste 20 Gew.-% Nylon 66, 8 Gew.-% Nylon 6T, 2 Gew.-%
Nylon 6I, 42 Gew.-% Glasfasern, 16 Gew.-% Polybromstyrol, 4 Gew.-%
Antimontrioxid und 8 Gew.-% Ethylen/α-Olefincopolymer.
- Probe 03 umfasste 18 Gew.-% Nylon 66, 6 Gew.-% Nylon 6, 5 Gew.-%
Nylon 6T, 55 Gew.-% Glasfasern, 10 Gew.-% Polybromstyrol, 3 Gew.-%
Antimontrioxid und 3 Gew.-% Ethylen/α-Olefincopolymer.
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Verbindungen der Vergleichsbeispiele 1
bis 4
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Vergleichsbeispiel
1 hatte eine Zusammensetzung gemäß dem herkömmlichen,
in der
japanischen offengelegten
Patentanmeldung 8-171831 beschriebenen Formstück und umfasste Nylon
66, Nylon 6, Nylon MXD6, eine Glasfaser und ein Elastomer.
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Vergleichsbeispiel
2 hatte eine Zusammensetzung gemäß dem in
der
japanischen offengelegten
Patentanmeldung 6-299068 beschriebenen Formstück und umfasste
Nylon 66, Nylon 6, Nylon 6T, eine Glasfaser und Ton aus anorganischem
Mineral.
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Vergleichsbeispiel
3 hatte eine Zusammensetzung gemäß dem in
der
japanischen offengelegten
Patentanmeldung 6-299068 beschriebenen Formstück und umfasste
Nylon 66, Nylon 6T und eine Glasfaser.
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Vergleichsbeispiel
4 hatte eine Zusammensetzung gemäß der vorliegenden
Erfindung, außer
dass kein amorphes Nylon enthalten war. Dieses Beispiel umfasste
Nylon 66, eine Glasfaser, ein Elastomer und einen Flammenhemmer.
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Die
japanische offengelegte Patentanmeldung
6-299068 offenbart weder die Verwendung eines schwarzfärbenden
Mittels noch legt sie sie nahe, aber eine kleine Menge an Ruß wurde
auf die gleiche wie in Proben 01 und 02 zugegeben zum Vergleich
des Ausblühens
mit Proben 01, 02 und 03 gemäß Beispiel
1.
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Die
in der Beschreibung der Vergleichsbeispiele 2 und 3 zitierte
japanische offengelegte Patentanmeldung
6-299068 offenbart einfach eine Zusammensetzung einschließlich Polyamid
66 und Polyamid 6T und diskutiert das Ausblühen nicht. Zusätzlich kann
das in dieser Veröffentlichung
beschriebene Formstück
nicht als Gehäuse
für einen
Stromkreisunterbrecher verwendet werden, da es eine große Menge
an Kaolinton umfasst und niedrige Stoßbeständigkeit hat. Tabelle 1
| | Nylon 66 | Nylon 6 | Nylon MXD6 | Nylon 6T | Nylon 6I | Glasfaser | Halogen | Antimon | Elastomer | Ton |
| Vergl. Bsp.
1 | 37 | 10 | 2 | 0 | 0 | 42 | 0 | 0 | 9 | 0 |
| Vgl.-Bsp. 2 | 29 | 15 | 0 | 15 | 0 | 15 | 0 | 0 | 0 | 26 |
| Vgl.-Bsp. 3 | 30 | 16 | 0 | 16 | 0 | 38 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Vgl.-Bsp. 4 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 42 | 16 | 4 | 8 | 0 |
| 01 | 20 | 9 | 0 | 4 | 0 | 42 | 13 | 4 | 8 | 0 |
| 02 | 20 | 0 | 0 | 8 | 2 | 42 | 16 | 4 | 8 | 0 |
| 03 | 18 | 6 | 0 | 5 | 0 | 55 | 10 | 3 | 3 | 0 |
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2. Formprozedur und Testspezies
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Jede
der Testspezies und das Unterteil 2 des Gehäuses wurden
durch Kneten einer Harzverbindung unter Verwendung einer 250 Tonnen-Formmaschine
bei 280°C
und Gießen
der gekneteten Harzverbindung in eine Form bei 70°C, und Kühlen der
ausgegossenen Harzverbindung für
80 Sekunden geformt.
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3. Bewertungsmethode
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(1) Flammenhemmung
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Der
Test wurde gemäß IEC 60695-2-1/2
Standard durchgeführt.
Testspezies 70 mm lang × 70
mm breit × 1
mm dick wurden hergestellt, und der Test wurde unter Verwendung
eines Glühdraht-Entzündungstesters
(ein Produkt von Suga Test Instruments) mit einer 960°C Glühdrahtspitzentemperatur
durchgeführt.
Bei dieser Vorgehensweise wurde eine Testspezies akzeptiert, wenn
sie beide der folgenden zwei Bedingungen erfüllte, und wurde abgelehnt,
wenn sie eine der zwei Bedingungen nicht erfüllte.
- Bedingung 1:
Wenn die Spitze des Glühdrahts
auf eine Probenspezies 30 Sekunden gedrückt und dann davon getrennt
wird, erlischt die Flamme oder das Glühen der Testspezies innerhalb
von 30 Sekunden.
- Bedingung 2: Wenn ein dünnes
Einwickelpapier unter der Testspezies angeordnet wird, entzündet es
sich nicht.
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(2) Stoßbeständigkeit
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Ein
Stromkreisunterbrecher wurde unter Verwendung des Unterteils 2 (90
mm breit, 130 mm lang und 35 mm hoch) eines Stromkreisunterbrechers
mit 100-Ampere Struktur zusammengebaut, und der Stromkreisunterbrecher
wurde zweimal einem kurzen Stromkreisunterbrechungstest bei AC 460
V und 25 kA unterworfen. Nach dieser Vorgehensweise wurde die Testspezies
akzeptiert, wenn das Unterteil 2 keinen Sprung bekam.
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(3) Äußeres Ausblühen
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Das äußere Ausblühen wurde
quantitativ durch Farbunterschiede der Erscheinung des Unterteils 2 des
Stromkreisunterbrechers bewertet.
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Das
Unterteil 2 eines Stromkreisunterbrechers mit 100-Ampere
Struktur wurde als Testprobe verwendet.
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Die
Farbe an sechs Punkten der Testprobe einschließlich von drei Punkten an jeder
der in 2 nicht gezeigten Seiten des Unterteils 2 an
der Stromzufuhrseite und der Seite 2b (siehe 2)
an der Lastseite wurde unter Verwendung eines S&M Color Computers SM-4 (ein Produkt
von Suga Test Instruments) unter der Bedingung von zwei optischen
Wegen und einem Maskendurchmesser von 10 bestimmt.
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Eine
Referenzprobe wurde durch Formen einer Zusammensetzung hauptsächlich bestehend
aus einem duroplastischen Harz (25 Gew.-% eines ungesättigten
Polyesters, 56 Gew.-% Aluminiumhydroxid, 18,7 Gew.-% Glasfaser und
0,3 Gew.-% Ruß)
in einer Form für
das Unterteil 2 einer 100-Ampere Struktur hergestellt.
Die Farbe der Referenzprobe wurde an sechs Punkten einschließlich von
drei Punkten an jeder Seite auf der Stromzufuhrseite und Seite 2b an
der Lastseite auf die gleiche Weise wie bei der Testprobe bestimmt.
Diese Referenzprobe enthielt hauptsächlich ein duroplastisches
Harz und hatte eine glänzende
Oberfläche
und zeigte extrem geringes Ausblühen.
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Die
Testprobe wurde akzeptiert, wenn die Farbdifferenz zwischen dem
Mittel der Messwerte an sechs Punkten der Referenzprobe und dem
Mittel der Messwerte an sechs Punkten der Testprobe gleich oder
geringer als 8,5 war, und sie wurde abgelehnt, wenn die Farbdifferenz
8,5 überstieg.
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Dieses
Kriterium entspricht dem Kriterium der visuellen Untersuchung der
Erscheinung des Unterteils 2 des Stromkreisunterbrechers,
bei dem eine Testprobe akzeptiert wird, wenn die Fläche des
Bereichs der gesprenkelten Ausblühung
gleich oder kleiner als 5 % der Gesamtfläche ist.
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4. Testergebnisse
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Die
gemäß den Bewertungsmethoden
erhaltenen Testergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
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Proben
01, 02 und 03 waren in der Flammenhemmung, Stoßbeständigkeit, Festigkeit und den
Ausblüheigenschaften
zufriedenstellend und waren als Gehäuse für Stromkreisunterbrecher geeignet.
Probe 02 war Probe 01 etwas in der Wärmebeständigkeit überlegen und war als Unterteil 2 geeignet.
Im Gegensatz war Probe 01 in den Ausblüheigenschaften etwas Probe
03 überlegen
und war als Deckel 1 geeignet. Probe 03 war in der Kriechbeständigkeit
zufriedenstellend und war als Unterteil 2 eines Stromkreisunterbrechers
geeignet, auf den hohe Beanspruchung bei hoher Temperatur einwirkt.
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Vergleichsbeispiel
1 war schlecht in der Flammenhemmung, Vergleichsbeispiele 2 und
3 waren schlecht in der Flammenhemmung und der Stoßbeständigkeit
und Vergleichsbeispiel 4 zeigte Ausblüh-induzierte Flecken am größten Teil
seiner Oberfläche,
und war schlecht bei der äußeren Ausblüheigenschaft.
Folglich waren diese Vergleichsbeispiele den Proben 01, 02 und 03
als Gehäuse
von Stromkreisunterbrechern unterlegen. Tabelle 2
| | Flammenhemmung | Stoßbeständigkeit | Ausblühen |
| Vergleichsbeispiel
1 | abgelehnt | akzeptiert | akzeptiert |
| Vergleichsbeispiel
2 | abgelehnt | abgelehnt | akzeptiert |
| Vergleichsbeispiel
3 | abgelehnt | abgelehnt | akzeptiert |
| Vergleichsbeispiel
4 | akzeptiert | akzeptiert | abgelehnt |
| 01 | akzeptiert | akzeptiert | akzeptiert |
| 02 | akzeptiert | akzeptiert | akzeptiert |
| 03 | akzeptiert | akzeptiert | akzeptiert |
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Der
erfindungsgemäße Stromkreisunterbrecher
enthält
eine bewegliche Kontaktanordnung (3) mit einem beweglichen
Kontakt, wobei der bewegliche Kontakt gegenüber einem stationären Kontakt
angeordnet ist; eine Schaltmechanismuseinheit (6), die
die bewegliche Kontaktanordnung (3) öffnet und schließt; und
ein Gehäuse
(1, 2), die die bewegliche Kontaktanordnung (3)
und die Schaltmechanismuseinheit (6) beherbergt, und die
Schaltmechanismuseinheit (6) wird bei Detektion eines Überstroms
oder eines Leckstroms in Bewegung gesetzt, um dadurch die Kontakte
voneinander zu trennen, wobei zumindest ein Teil des Gehäuses ein Formstück aus einer
Verbindung, umfassend ein kristallines Polyamidharz, ein amorphes
Polyamidharz, ein Elastomer, eine Verstärkung, einen Flammenhemmer
und ein Färbemittelmittel
zur Schwarzfärbung,
ist. Die Erfindung kann daher einen Stromkreisunterbrecher mit einem
Gehäuse
bereitstellen, das in der Stoßbeständigkeit
zufriedenstellend ist und zum Unterbrechen von Stromkreisen mit
hohen Abschaltleistungen angewandt werden kann, und ausgezeichnet
in der Flammenhemmung und den Festigkeitseigenschaften ist und weniger
gesprenkeltes Ausblühen
zeigt.
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Wenn
das Formstück
15 bis 35 Gew.-% des kristallinen Polyamidharzes, 2 bis 12 Gew.-%
des amorphen Polyamidharzes, 3 bis 10 Gew.-% des Elastomers, 30
bis 55 Gew.-% der Verstärkung
und 10 bis 20 Gew.-% des Flammenhemmers enthält, ist der Stromkreisunterbrecher
zufriedenstellend in der Stoßbeständigkeit
sowie in der Flammenhemmung, der Festigkeit und den Ausblüheigenschaften.
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Wenn
das kristalline Polyamid zumindest eines von Nylon 66 und Nylon
6 oder einer Copolymerverbindung davon ist, das amorphe Polyamid
zumindest eines von Nylon 6T und Nylon 6I oder einer Copolymerverbindung
davon ist, die Verstärkung eine
Glasfaser ist, und der Flammenhemmer eine Mischung aus einem Halogen-basierten
Flammenhemmer und einem Antimonbasierten Flammenhemmer-Hilfsstoff
ist, ist der Stromkreisunterbrecher zufriedenstellend in der Stoßbeständigkeit
sowie in der Flammenhemmung, der Festigkeit und den Ausblüheigenschaften.
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Wenn
das kristalline Polyamid Nylon 66, Nylon 6 oder eine Copolymerverbindung
davon ist, ist der Stromkreisunterbrecher zufriedenstellend in der
Wärmebeständigkeit.
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Wenn
der Teil des Gehäuses
ein Unterteil ist, das das Gehäuse
aufbaut, ist der resultierende Stromkreisunterbrecher zusätzlich zufriedenstellend
in der Stoßbeständigkeit
sowie der Flammenhemmung, der Festigkeit und den Ausblüheigenschaften
mit einem hohen Sicherheitslevel.