EP0360366B1 - Moulded case for a low tension electrical power circuit breaker with reinforcement against overpressure - Google Patents

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EP0360366B1 EP89250035A EP89250035A EP0360366B1 EP 0360366 B1 EP0360366 B1 EP 0360366B1 EP 89250035 A EP89250035 A EP 89250035A EP 89250035 A EP89250035 A EP 89250035A EP 0360366 B1 EP0360366 B1 EP 0360366B1
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Description

Die Erfindung betrifft ein isolierendes Formstoffgehäuse eines Niederspannungs-Leistungsschalters mit zwei entlang einer Teilfuge aneinanderliegend verbundenen Gehäuseteilen sowie mit einem zur Verstärkung des Formstoffgehäuses gegenüber einem im Inneren wirkenden Überdruck dienenden, quer zu der Teilfuge angeordneten Wandteil. Ein Formstoffgehäuse dieser Art ist beispielsweise durch die DE-B-28 02 553 bekanntgeworden.The invention relates to an insulating molded-plastic housing of a low-voltage circuit breaker with two housing parts which are connected to one another along a part joint and with a wall part which is arranged transversely to the partial joint and serves to reinforce the molded-material housing with respect to an overpressure acting on the inside. A molding material housing of this type has become known, for example, from DE-B-28 02 553.

Bei der Unterbrechung eines Stromkreises kann das Gehäuse eines Leistungsschalters extrem hohen Kräften ausgesetzt sein, die durch einen hohen Gasdruck in dem Gehäuse hervorgerufen werden. Dieser beruht auf den explosionsartig an den sich öffnenden Schaltkontakten entstehenden Lichtbögen in den Schaltkammern des Leistungsschalters. Die Geschwindigkeit des Druckanstieges ist dabei umso heftiger, je kleiner die Schaltkammern im Verhältnis zu dem geforderten Schaltvermögen sind. Daher unterliegen insbesondere die Formstoffgehäuse von Leistungsschaltern kompakter Bauart (MCCB = Molded Case Circuit Breaker und ICCB = Insulated Case Circuit Breaker) außerordentlichen Beanspruchungen beim Abschalten von Kurzschlußströmen. Das Gehäuse nach der erwähnten DE-B-28 02 553 ist dabei zur Vermeidung einer Beschädigung durch inneren Überdruck aufgrund von Schaltlichtbögen derart gestaltet, daß die Außenwände des Oberteiles des Gehäuses die Außenwände des Unterteiles übergreifen. Man erreicht dadurch, daß die von dem Gasdruck auf die Außenwände des Unterteiles ausgeübten Spreizkräfte zum Teil in die Außenwände des Oberteiles übergeleitet werden. Bei gleicher Druckbeanspruchung kann daher für die Außenwände des Unterteiles eine geringere Materialdicke gewählt werden. Der zur Verstärkung dienende Wandteil befindet sich dabei in dem Oberteil des Gehäuses und ist einstückig an dessen Seitenwände angeformt.When a circuit is interrupted, the housing of a circuit breaker can be subjected to extremely high forces which are caused by a high gas pressure in the housing. This is due to the arcing in the circuit breakers of the circuit breaker, which arises explosively at the opening switching contacts. The speed of the pressure increase is all the more violent, the smaller the switching chambers are in relation to the required switching capacity. Therefore, the molded plastic housings of circuit breakers of compact design (MCCB = Molded Case Circuit Breaker and ICCB = Insulated Case Circuit Breaker) are subject to extraordinary stresses when short-circuit currents are switched off. The housing according to the mentioned DE-B-28 02 553 is designed to avoid damage due to internal overpressure due to switching arcs in such a way that the outer walls of the upper part of the housing overlap the outer walls of the lower part. It is thereby achieved that the spreading forces exerted by the gas pressure on the outer walls of the lower part are partially transferred into the outer walls of the upper part. With the same pressure load, a smaller material thickness can therefore be selected for the outer walls of the lower part. The wall part used for reinforcement is located in the upper part of the housing and is integrally formed on the side walls.

Der Erfindung liegt ausgehend hiervon die Aufgabe zugrunde, die Abstützung der Seitenwände der beiden Gehäuseteile zu verbessern und einen Gehäuseaufbau zu schaffen, der insbesondere für Niederspannungs-Leistungsschalter für den höheren Bereich von Nennströmen und Schaltleistungen geeignet ist.Based on this, the object of the invention is to improve the support of the side walls of the two housing parts and to provide a housing structure which is particularly suitable for low-voltage circuit breakers for the higher range of nominal currents and switching powers.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Wandteil zwischen die Gehäuseteile eingefügt ist und hierzu an gegenüberliegenden Seiten Endstege mit einem hinterschnittenen Profil aufweist und daß die Gehäuseteile im Bereich der Teilfuge je eine dem hinterschnittenen Profil angepaßte Nut aufweisen, derart, daß die Nuten die Endstege des Wandteiles formschlüssig übergreifen. In dieser Anordnung ist das Wandteil an der Aufnahme der Spreizkräfte im Bereich der Seitenwände beider Gehäuseteile direkt beteiligt. Durch die hinterschnittene Gestaltung im Bereich der Teilfuge wird ferner erreicht, daß sich die Seitenwände im Bereich der Teilfuge nicht gegeneinander verschieben können und somit ein Gasaustritt an dieser Stelle unterbleibt.This object is achieved according to the invention in that the wall part is inserted between the housing parts and for this purpose has end webs with an undercut profile on opposite sides and that the housing parts each have a groove adapted to the undercut profile in the region of the parting joint, such that the grooves overlap the end webs of the wall part in a form-fitting manner. In this arrangement, the wall part is directly involved in absorbing the spreading forces in the area of the side walls of both housing parts. The undercut design in the area of the parting joint also ensures that the side walls in the area of the parting joint cannot move against one another and thus no gas escapes at this point.

Die Nuten der Endflächen der Gehäuseteile können gegenüber der Außenkante des Gehäuses zurückgesetzt angeordnet sein. Hierdurch entsteht eine labyrinthartig abgewinkelte Berührungsfläche zwischen den Seitenwänden und dem verstärkenden Wandteil. Damit wird ein für die elektrische Isolation vorteilhafter Kriechweg geschaffen und der Widerstand gegen den Durchtritt von Schaltgasen vergrößert.The grooves of the end faces of the housing parts can be arranged recessed in relation to the outer edge of the housing. This creates a labyrinth-like angled contact surface between the side walls and the reinforcing wall part. This creates a crawl path that is advantageous for electrical insulation and increases the resistance to the passage of switching gases.

Es erweist sich als vorteilhaft, den Wandteil als Trennwand zur Unterteilung des Formstoffgehäuses auszubilden. Die Funktion der Abstützung der Seitenwände des Formstoffgehäuses läßt sich auf diese Weise vorteilhaft mit einer inneren Unterteilung des Formstoffgehäuses in unterschiedliche Funktionsräume verbinden.It proves to be advantageous to design the wall part as a partition for dividing the molding material housing. In this way, the function of supporting the side walls of the molding material housing can advantageously be combined with an internal subdivision of the molding material housing into different functional spaces.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is explained below with reference to the embodiment shown in the figures.

Die Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht des Formstoffgehäuses eines Niederspannungs-Leistungsschalters.FIG. 1 shows a perspective view of the molded-material housing of a low-voltage circuit breaker.

Die Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht einer zugleich der Verstärkung des in Figur 1 gezeigten Gehäuses dienenden Trennwand.FIG. 2 is a perspective view of a partition which also serves to reinforce the housing shown in FIG. 1.

In der Figur 3 ist ein verstärkendes Wandteil in einer Stirnansicht gezeigt.3 shows a reinforcing wall part in a front view.

Die Figur 4 zeigt einen Ausschnitt aus dem Bereich von Seitenwänden des Formstoffgehäuses gemäß der Figur 1 mit einem dazwischen eingefügten verstärkenden Wandteil.FIG. 4 shows a section from the region of side walls of the molding material housing according to FIG. 1 with a reinforcing wall part inserted between them.

Die Figur 5 ist eine Draufsicht auf die beiden Gehäuseteile eines Formstoffgehäuses mit einer dazwischen eingefügten Trennwand.FIG. 5 is a top view of the two housing parts of a molding material housing with a partition wall inserted between them.

Ein Formstoffgehäuse 10 gemäß der Figur 1 weist Gehäuseteile 12 und 14 auf. Beide Gehäuseteile 12 und 14 sind unter Bildung einer Teilfuge 16 durch Befestigungsmittel, z. B. Schrauben, verbunden, die in Öffnungen 18 des Gehäuseteiles 12 angeordnet sind. In der Figur 1 ist nur eine der Öffnungen 18 sichtbar, während eine weitere Öffnung 18 auf der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 10 angeordnet ist. Der Gewindeteil der nicht gezeigten Schrauben erstreckt sich dabei in geeignete Gewindeöffnungen des Gehäuseteiles 14. Auf diese Weise werden die Gehäuseteile 12 und 14 gegenüber Kräften zusammengehalten, die in Richtung der Pfeile A und B in Figur 1 wirken.A molded plastic housing 10 according to FIG. 1 has housing parts 12 and 14. Both housing parts 12 and 14 are formed by a fastener, z. B. screws, which are arranged in openings 18 of the housing part 12. Only one of the openings 18 is visible in FIG. 1, while a further opening 18 is arranged on the opposite side of the housing 10. The threaded part of the screws, not shown, extends into suitable threaded openings in the housing part 14. In this way, the housing parts 12 and 14 are held together against forces which act in the direction of arrows A and B in FIG. 1.

Zusätzlich zu den Kräften in der Richtung der Pfeile A und B treten jedoch auch aufgrund eines inneren Überdruckes infolge der Schaltvorgänge Kräfte in Richtung des Pfeiles C auf. Diese sind bestrebt, die Seitenwände 28 und 30 der Gehäuseteile 12 und 14 aufzuwölben. Zu einer starken Beanspruchung kommt es dabei insbesondere im Bereich der Teilfuge 16. Um die Beanspruchung der Seitenwände 28 und 30 in diesem Bereich zu verringern, ist zwischen die Gehäuseteile 12 und 14 eine Trennwand 22 eingefügt, die sich über die Breite des Formstoffgehäuses erstreckt (Fig. 5).In addition to the forces in the direction of arrows A and B, however, forces in the direction of arrow C also occur due to an internal overpressure as a result of the switching operations. These strive to bulge the side walls 28 and 30 of the housing parts 12 and 14. There is a high level of stress, particularly in the area of the parting joint 16. In order to reduce the stress on the side walls 28 and 30 in this area, a partition wall 22 is inserted between the housing parts 12 and 14 and extends across the width of the molding material housing (FIG 5).

Wie der Figur 2 zu entnehmen ist, weist die Trennwand 22 Endstege 20 auf. Das Profil der Endstege 20 ist der Figur 3 zu entnehmen. Danach schließt sich an einen parallelwandigen Abschnitt ein im wesentlichen schwalbenschwanzförmiger Abschnitt an.As can be seen from FIG. 2, the partition 22 has end webs 20. The profile of the end webs 20 can be seen in FIG. 3. A substantially dovetail-shaped section then adjoins a parallel-walled section.

Das Zusammenwirken der Endstege 20 mit den Seitenwänden 28 und 30 ist in der Figur 4 dargestellt. Wie man erkennt, sind die Seitenwände 28 und 30 im Bereich der Teilfuge 16 mit Ausnehmungen 24 bzw. 26 versehen, die an die Gestalt des in der Figur 3 gezeigten Endsteges 20 angepaßt sind. Auf diese Weise übergreifen die Seitenwände 28 und 30 die Endstege 20 derart, daß eine formschlüssige Verbindung zustande kommt und eine gegenseitige Verschiebung der Seitenwände 28 und 30 an der Teilfuge 16 ausgeschlossen ist. Dies ist durch den in die Richtungen F und G weisenden Doppelpfeil im Bereich der Seitenwand 28 und den in die Richtungen D und E weisenden Doppelpfeil im Bereich der Seitenwand 30 angedeutet. Zugleich wirkt die Trennwand 22 mit den Endstegen 20 als zusätzliche Versteifung der Seitenwände 28 und 30, da sie Zugkräfte aufzunehmen vermag und daher die Seitenwände von Biegekräften entlastet.The interaction of the end webs 20 with the side walls 28 and 30 is shown in FIG. 4. As can be seen, the side walls 28 and 30 are provided in the region of the parting line 16 with recesses 24 and 26, respectively, which are adapted to the shape of the end web 20 shown in FIG. In this way, the side walls 28 and 30 overlap the end webs 20 in such a way that a positive connection is established and a mutual displacement of the side walls 28 and 30 at the parting line 16 is excluded. This is indicated by the double arrow pointing in the directions F and G in the region of the side wall 28 and the double arrow pointing in the directions D and E in the region of the side wall 30. At the same time, the partition wall 22 with the end webs 20 acts as an additional stiffening of the side walls 28 and 30, since it can absorb tensile forces and therefore relieves the side walls of bending forces.

Der Einbau der Trennwand 22 in das Gehäuse 10 ist besonders anschaulich der Figur 5 zu entnehmen, in der das Formstoffgehäuse 10 aufgeschnitten in der Draufsicht gezeigt ist. Das Formstoffgehäuse 10 und die Trennwand 22 sind mit Zwischenwänden zur Unterteilung des Gehäuses in drei Kammern für die drei Pole eines Leistungsschalters versehen. Im Bereich der Seitenwände 28 und 30 greift die Trennwand 22 mit ihren Endstegen 20 in die Ausnehmungen 24 und 26 an der Teilfuge 16 zwischen den Gehäuseteilen 12 und 14 ein. Hierdurch vermag die Trennwand 22 Zugkräfte aufzunehmen, die von dem beim Schalten auftretenden inneren Überdruck auf die Seitenwände 28 und 30 herrühren.The installation of the partition wall 22 in the housing 10 can be seen particularly clearly from FIG. 5, in which the molded-material housing 10 is shown cut away in a top view. The molded plastic housing 10 and the partition 22 are provided with partitions for dividing the housing into three chambers for the three poles of a circuit breaker. In the area of the side walls 28 and 30 engages the partition 22 with its end webs 20 in the recesses 24 and 26 on the parting line 16 between the housing parts 12 and 14. As a result, the partition 22 is able to absorb tensile forces resulting from the internal overpressure on the side walls 28 and 30 that occurs during switching.

In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel weisen die Endstege 20 ein schwalbenschwanzförmiges Profil auf. Es sind jedoch auch andere Querschnittsformen geeignet, die aufgrund einer Hinterschneidung sinngemäß die gleiche Wirkung als Verstärkungsteil ausüben, z. B. ein kreisförmiger Querschnitt, Hammerkopfquerschnitt oder ähnliche Formen.In the exemplary embodiment described above, the end webs 20 have a dovetail-shaped profile. However, other cross-sectional shapes are also suitable which, due to an undercut, have the same effect as a reinforcing part, e.g. B. a circular cross-section, hammer head cross-section or similar shapes.

Claims (4)

  1. Insulating moulded material case (10) for a low-voltage circuit breaker with two case parts (12, 14) joined contiguously along a joint (16) and with a partition wall (22) arranged transversely to the joint (16) and serving as a reinforcement of the moulded case (10) against an overpressure acting internally, characterized in that the wall section (22) is inserted between the case parts (12, 14) and to this end has end webs (20) with undercut profile on opposite sides and in that the case parts (12, 14) each have a recess (24, 26) matching the undercut profile in the area of the joint (16) in such a way that the recesses (24, 26) positively engage the end webs (20) of the wall section (22).
  2. Moulded case in accordance with claim 1, characterized in that the recesses (24, 26) on the end faces of the case parts (12, 14) are located set back from the outer edge of the case (10).
  3. Moulded case in accordance with claim 1, characterized in that the wall section takes the form of a partition wall (22) to subdivide the moulded case (10).
  4. Moulded case in accordance with claim 1, characterized in that the profile of the end webs (20) has the shape of a dovetail.
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