电开关的制作方法

专利名称：电开关的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电开关、特别是断路器或者说功率开关。此外，本发明还涉及一种用于改进这种开关的方法。
背景技术：
电断路器或者说功率开关通常具有旋转接触系统，所述旋转接触系统具有两个分别与电流路径以及可旋转支承的、且与固定接触点中的至少一个固定接触点共同作用的接触元件相连接的固定接触点。通常电桥形式设计的可移动的接触元件用于中断和关闭电路。例如以摇杆结构设计的操作机构用于手工接通或者断开。在出现短路情况时，应不依赖于所述操作机构地通过电动力快速地打开接触桥形接片。在开启所述接触桥形接片时，在触点之间出现开关光弧，在温度很高时，这种开关 光弧会导致触点上的材料受到损失，即所谓的烧损。也就是说，固体的或者气态的烧损物会弄脏和/或损伤开关内部中的表面。这会大大地影响开关的开启功能，并且会导致功能故障。绕损物质主要淤积在所述旋转接触系统的功能部件上，并且由于由此发生变化的磨擦情况就会阻碍在出现短路情况时正常的断开。现有技术已公开不同的方案，这些方案是针对避免由于烧损物质污染的问题。在这种情况下，大多是在旋转接触系统的一定的功能部件的机械的外罩或者外壳。这种结构的方案比较费钱，因为这些结构方案是在不损害开关的正常功能的情况下必须转换成最小的结构空间。

发明内容
本发明的任务是提供一种这样的电开关，即这种开关能够以特别简单的方式和方法受到保护，防止由烧损物弄脏和/或受到损害。这个任务通过按照权利要求I所述的开关或者按照权利要求10所述的方法得以完成。在从属权利要求中规定了本发明的一些有利的方案。本发明的核心构思是用保护材料至少部分地覆盖所述开关的几个或者所有的功能部件的表面，其中，所述保护材料是黏稠的或者粘稠的耐热物质。这涉及至少对于开关的功能、特别是开启功能十分重要的功能部件。所采用的物质阻止热的烧损物质淤积或者堆积在重要功能的部件表面上，并且因此弄脏或者损伤所述表面。通过这一措施保证即使重复出现烧损材料之后也不阻碍开关的正常开启。本发明可用于所有由于烧损材料而被弄脏的电开关中，特别是也可用于断路器中、例如紧凑型断路器。所使用的保护材料是粘稠的或者说黏稠的。用于所述保护材料的基本材料的最小粘度优选地为在40°C时300mm2/s (DIN 51562)。所使用的保护材料优选地是永久弹性的，并且在力作用结束之后立即或者在对于使用来说可接受的短的时间内返回到它的原始形状。这种复位能力优选地具有如此的特征，即该材料完全地、或者至少几乎完全地重新呈现它的原始形状。优选地这是一种非硬化的、软膏状的、可塑的材料。这种材料可在出现的温度范围内保留它的弹性性能、特别是它的复位能力。所采用的材料的可变形特征优选地是通过粘弹特性产生的。换句话说，材料部分地显示出弹性，部分地显示出粘性。然而，除了这种弹性(“有弹力”的)特征和粘性(“阻尼的”)的特性的混合之外，也可加进塑性特性，所述塑性特性使得电开关的结构部件可在保护材料上滑动。因此，按照在开关中的使用目的和使用位置，所述保护材料也可显示出弹塑特性、塑弹特性、或者另一种变形特性。 所述保护材料是一种具有至少200°C的耐热性的耐热材料。这就是说，这种材料直到这种温度在化学上是稳定的，并且特别是在它的弹性方面保留它的机械特性。如此地选择所述保护材料，即它能忍受电弧附近的高温，并且在开关电弧燃烧时它不燃烧，或者不汽化。
除此之外，使用的保护材料优选地还具有高的附着性或者粘附性。规定的最小附着性保证该材料保留在规定的区域中，并且不会蔓延到开关的其它区域中，在这些区域中不希望用保护材料进行覆盖。优选的是，所述保护材料是油脂，特别是润滑脂。这有如下优点，即保护材料不仅保护应保护的功能表面或者容纳容积，以防止燃损物的堆积或者其它污染，同时保护材料也用作润滑剂或者助滑剂，并且因此减少机械摩擦和磨损。与其它的可涂覆到表面上的材料、例如油类等不同的是，这种油脂不往下滴落，而是保留在润滑位置上。尽管针对在接触区域中使用绝缘的油脂材料常常存在一些疑虑，但是在所描述的使用情况中使用油脂会是没有问题的，因为油脂由于它的附着特性可保留在润滑部位上，并且因此不会与保证使得电流流过开关的功能部件相接触。特别有利的是，本发明可安装在电开关中，在该电开关中使用旋转接触系统并且在转子壳体中设置可回转的接触臂。在这种情况中，转子壳体的内部常常至少成区域地或者说局部地构成功能部件或者功能部件的部件，这些功能部件对于开关的功能、特别是对于开启功能是很重要的，并且这些功能部件设置有保护材料。例如在德国公开文献DE 10 2008 039 066 Al中或者在同一申请人的到目前为止还未公开的德国专利申请“Elektrischer Schalter (电开关)”,2011年I月25日(内部文件号2010 24036)中所描述的那样，在电开关中使用所述保护材料是特别有利的。在这种情况下，设置有功能部件，在与转子壳体形成机械连接的情况下所述功能部件固定住接触臂，并且当在接触臂和转子壳体之间作相对旋转时移动开。在这种情况中，所述功能部件的移动开是沿着转子壳体的至少一个功能表面进行的，确切地说是如此方式进行的，即所述功能部件接触所述功能表面，并且例如支撑在所述功能表面上，和/或功能部件的移动开是如此进行的，即功能部件移动到转子壳体的容纳容积中，或者沿着空容积运动。换句话说，所述转子壳体具有对于高效能十分重要的、且其形状为表面和/或容纳容积或者空容积的区域，根据本发明这些区域用保护材料覆盖。在这种情况中，容纳容积可以理解为这样的容积，即将该容积设计为完全地或者部分地容纳所述功能部件，例如为了提供功能部件的最终位置。在这种情况中，所谓空容积被理解为这样的容积，S卩，例如由于结构规定一它是空的，不是用于容纳所述功能部件而设置的。空容积典型地通过下述事实得到它的对于开关功能方面的作用，即功能部件在执行它的功能期间从空容积旁经过，或者沿着空容积移动，并且当燃损物料装满所述空容积或者超过已经装满的空容积地伸入到功能部件的运动轨道中时，这些燃损物料就会阻碍这种移动。换句话说，在具有旋转接触系统的开关中以优选的方式可如此地使用所述保护材料，即一方面将它用作保护层，以便盖住功能表面。这样就可防止燃损材料堆积在这些表面上，并且因此在断开电开关时提高滑动摩擦。另一方面也可将保护材料用作容积用的填充材料。所述材料闭锁所述容积，并且因此阻止燃损产品堆积在容积中，并且填满对于开关功能所需要的容积。容纳容积为开关的功能部件敞开着。防止无意地装满空容积。在本发明的一种实施形式中，手工地、例如优选地在使用毛刷的情况下通过粉刷将保护材料涂覆到功能部件的表面上。在本发明的另一实施形式中，借助于喷嘴、例如通过转子壳体中相应设置的注入孔通过喷射来涂覆所述保护材料。在这种情况中，所述保护材料在表面上的分布优选地是通过所述保护材料的自行运动来完成的。可自动地进行所述喷 射。本发明并不局限于保护具有旋转接触系统的电开关，而且也可用在其它类型的开关中。


结合下面对于实施例的描述，可更加清楚和更加明白地理解所达到的本发明的上述特性、特征和优点，下面结合附图对这些实施形式进行更加详细的说明。这些附图是
图I :根据本发明的开关的透视图(已接通状态);
图2 :图I中的开关的横截面图(已接通状态)；
图3 :图I中的开关的横截面图(断开状态)；
图4:图2的放大的详情图。附图标记列表
10电开关；
20转子壳体；
21壳体外壳；
22边缘内表面；
30接触桥形接片；
40旋转轴线；
50第一接触臂；
51第二接触臂；
60第一接触部件；
61第二接触部件；
70第一接触轨；
71第二接触轨；
80第一接触部件；
81第二接触部件；100第一球体；
101第二球体；
110第一空隙；
111第一空隙；
120弹簧；
121弹簧；
200第二空隙；
201第二空隙；
300保护材料。
具体实施例方式所有附图只是简图式地并且以其本质上的部件示出本发明。其中，相同的附图标记相应于相同功能或者可比较功能的部件。图I示出一种具有旋转接触系统的电开关10，所述电开关和在相同的申请人于2011年I月25日的到目前为止还未公开的德国专利申请“电开关”(内部文挡号201024036)中描述的电开关是一样的。转子壳体20沿着箭头方向P可围绕旋转轴线40旋转。在转子壳体20的内部设置有接触桥形接片或者说触桥30，所述接触桥形接片也可与转子壳体20 —起或者相对于转子壳体20也是沿着箭头方向P围绕旋转轴线40回转。接触桥形接片30通过第一接触臂50和第二接触臂51形成。这两个接触臂50和51的每个接触臂在其端部处设置接触部件60、61。两个位置固定的接触轨70、71与接触桥形接片30共同作用。为此，这两个接触轨70,71分别配设有位置固定的接触部件80、81。在图I中示出的位置中，开关10是接通的，因此电流可从接触轨70经过所述接触桥形接片30流到接触轨71。为了使电流能流过，接触桥形接片30的接触部件60和61位于所述两个接触轨70、71的位置固定的对应的接触部件80、81上。图2示出了处于接通状态中的开关10的横截面图。转子壳体20包括具有边缘段的壳体外壳21，所述边缘段具有边缘内表面22。边缘内表面22形成壁段。形状为球体IOOUOl的两个中间部件可在所述壁段上滑动和/或滚动。当开关10在接通状态时，所述两个球体100、101位于边缘内表面22里的第一空隙110、111中，在这些空隙中，它们通过弹簧120、121弹性地支承。因此，这两个第一空隙110,111规定了用于所述接触桥形接片30和所述两个球体100、101的第一卡锁位置。这两个球体100、101形成了单独的部件，它们既不与壳体外壳21或者转子壳体20机械地连接，也不与接触桥形接片30机械地连接。球体100、101是独立的结构部件，它们仅仅是在转子壳体20的壳体外壳21和接触桥形接片30之间通过所述两个弹簧120、121弹性地被夹紧支承。因此，为了安装开关10，只须将所述两个球体100、101插入到空隙110、111中，并且借助于所述两个弹簧120、121固定夹紧在那里。这两个弹簧120、121分别具有两个弹簧端部，其中第一弹簧端部直接压到所述两个球体中的一个球体上，其中的第二弹簧端部支撑在接触桥形接片30的所述接触臂之一上。为了保证能均匀地传递力，所述两个弹簧120中的一个弹簧支撑在接触桥形接片30的第一接触臂50上，并且另一弹簧121支撑在接触桥形接片30的第二接触臂51上。因此，为了对于在图2中示出的接触桥形接片30的第一卡锁位置进行限定，只需要所述转子壳体20、接触桥形接片30、所述两个球体100、101和所述两个弹簧120、121。当电流通过接触桥形接片30从所述接触轨70之一流到另一接触轨71或者相反流动且该电流超过阀值时，磁力间接地或者直接地作用到接触桥形接片30上，通过所述磁力使得所述接触桥形接片30沿着回转方向P发生偏转。其中，也发生相对于转子壳体20的回转运动。在作这样的回转运动时，支撑在接触桥形接片30上的所述两个弹簧120、121对所述两个球体100、101施加压力，并且将这两个球体从它们的空隙110和111中压出来。在这样一种压出之后，这两个球体100和101在壳体外壳21的边缘内表面22上沿着箭头P方向滚动。
图3示出了在接触桥形接片30相对于转子壳体20偏转之后的开关10的状态。由于接触桥形接片30的偏转，使得所述球体100、110在壳体外壳21的边缘内表面22上滚动起来，并且分别进入到接触桥形接片30的第二卡锁位置中。这个第二卡锁位置是通过边缘内表面22中的第二空隙200、201规定的。所述两个球体100、101也是弹性地被支承在该第二卡锁位置中，确切地说，又是通过这两个支撑在接触桥形接片30的所述两个接触臂50,51上的弹簧120、121来实现的。通过所述第二卡锁位置，保证也可以使得所述接触部件的打开的开关状态受到卡锁，并且当引起接触桥形接片30转动的释放电流重新衰减时，开关也可保持打开。上述球体100、101是开关10的旋转接触系统的功能部件。在与转子壳体20形成机械连接的情况下，它们固定所述接触桥形接片30的接触臂50、51，并且在接触臂50、51和转子壳体20之间作相对转动时移动离开。在这种情况下，球体100、101的所述移动离开沿着至少转子壳体20的功能表面进行，也就是在壳体外壳21的边缘内表面上从空隙110、111中滑出来，并且滑动到形成了用于所述球体100、101的容纳容积的空隙200、201中。所述功能表面是开关10的功能部件的这样一些表面，即这些表面对于所述开关10的功能、特别是开启功能是十分重要的。换句话说，在所描述的实施例中，第一和第二空隙110、111、200、201 —方面形成了容纳容积；另一方面这些空隙110、111、200、201同时又用作功能表面，沿着这些功能表面所述球体100、101滑动或者滚动地运动。现在，根据本发明规定，这些区域中的几个区域至少部分地用保护材料300覆盖，用于进行保护，防止烧毁材料弄脏开关和/或造成损害，其中，保护材料300是粘稠的耐热物质，在此种情况中是润滑脂。可将高温脂用作保护材料300，其中，例如聚四氟乙烯基或者陶瓷基的高温脂是合适的。高温混合脂也可用作保护材料300，它们是矿物脂和聚四氟乙烯基脂的混合物。也可考虑将娃基物质用作保护材料300的粘桐的、且耐热的物质。设置有保护材料300的表面在此示出的实施例中是限定着第二卡锁位置的空隙200、201。将第二空隙200、201设计成沿着旋转方向P继续加深的、楔形的容纳容积，并且直接与第一空隙110、111相连接。将这些空隙200、201部分地装入油脂。在该空隙200、201中装入的油脂至少部分地将这些容积封闭起来，并且因此防止烧毁产物堆积其中，这样就为容纳所述球体100、101保留了空隙200、201，关于这方面请参考图4的详图。当球体100、101移动到第二空隙200,201中时，保护材料300回缩。通过球体100、101排挤所述材料300，并且因此可将球体100，101容纳在所述容纳容积中，并且如图3所示的那样，最后将球体100、101定位在第二卡锁位置中。在开关10复位之后，保护材料300又具有它原来的形状，并且封闭这些空隙 200、20I。保护材料不阻碍开关10的功能方式。能保证正常的开关过程。同时以简单和成本有利的方式和方法防止由于烧毁产物造成的对于功能部件200、201的污染和损害。
虽然在详图中通过优选的实施例对本发明进行了详细的描述和说明，但是本发明并不局限于公开的实例。本领域技术人员可在不脱离本发明的保护范围的情况下从中推导出其它的变型方案。
权利要求
1.电开关(10)、特别是功率开关，具有对于开关(10)的功能、特别是开启功能重要的功能部件(200、201)，其特征在于，几个或者所有的这些功能部件(200、201)的表面至少部分地用保护材料覆盖而用来进行保护，以防止由于烧毁物弄脏和/或损害，其中，所述保护材料(300 )是黏稠的且耐热的物质。
2.按照权利要求I所述的电开关(10)，其特征在于旋转接触系统，在所述旋转接触系统中至少一个能回转的接触臂(50、51)设置在转子壳体(20)中，其中，转子壳体(20)的内部至少局部地用保护材料(300)覆盖。
3.按照权利要求2所述的电开关(10)，其特征在于，将转子壳体(20)的壳体内部的这样一些区域(200、201)用保护材料(300)覆盖，即这些区域作为功能部件保证所述至少一个接触臂(50、51)的按照功能进行偏转。
4.按照权利要求2或3所述的电开头(10)，其特征在于，所述至少一个接触臂(50、 51)旋转地支承在转子壳体(20)中，并且在接通位置和断开位置之间以及相对于转子壳体(20)能偏转，并且设置至少一个功能部件(100、101)，所述功能部件在形成与转子壳体(20)的机械连接、特别是传力连接的情况下将所述至少一个接触臂(50、51)固定在规定的位置中，并且在所述至少一个接触臂(50、51)和转子壳体(20)之间作相对转动时如此地从规定的位置中移动开，即，所述至少一个功能部件(100、101)在作移开运动时在接触所述转子壳体(20)的至少一个功能表面的情况下移动，和/或移动到至少一个设置在转子壳体(20 )之中或者之上的容纳容积(200、201)中，或者沿着一种空容积移动，其中，所述至少一个功能表面和/或所述至少一个容纳容积(200、201)或者空容积设有保护材料(300)。
5.按照权利要求4所述的电开关(10)，其特征在于，保护材料(300)盖住所述至少一个功能表面来作为保护层。
6.按照权利要求4所述的电开关(10)，其特征在于，所述至少一个容纳容积(200、201)至少部分地填装有保护材料(300)。
7.按照权利要求I至6中的任一项所述的电开关(10)，其特征在于，用作保护材料(300)的基本材料在40°C时具有至少为300mm2/s的粘度(DIN51562)。
8.按照权利要求I至7中的任一项所述的电开关(10)，其特征在于，保护材料(300)是直到至少为200°C的温度时都是耐热的。
9.按照权利要求I至8中的任一项所述的电开关(10)，其特征在于，保护材料(300)是油脂。
10.用于改进电开关(10)、特别是功率开关的方法，其特征在于，几个或者是所有的对于开关(10)的功能、特别是开启功能重要的功能部件(200、201)的表面至少部分地用保护材料(300)覆盖，用于进行保护，以防止由于烧毁材料弄脏和/或受损，其中，所述保护材料(300)是黏稠的且耐热的物质。
全文摘要
本发明涉及一种电开关、特别是断路器或者说功率开关。此外，本发明还涉及一种用于改进这种开关的方法。为了能以特别简单的方式和方法保护电开关，防止烧毁物弄脏和/或损坏，本发明建议，用保护材料至少部分地覆盖所述开关的几个或者所有的功能部件的表面，其中，所述保护材料是粘稠的且耐热的物质。
文档编号H01H33/02GK102969190SQ20121031196
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月29日 优先权日2011年8月29日
发明者J.比纳, W.费登, B.汉尼奇, T.普尼奥克 申请人:西门子公司