CN108962643A - 可移除电流开关元件和包括其的电气开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可移除电流开关元件和包括其的电气开关装置。该可移除电流开关元件(6)包括壳体，该壳体包括彼此相对的第一底板和第二底板(50)。该壳体包括绝缘壁(80)，该绝缘壁从第二底板(50)且在垂直于第二底板(50)的方向(X、X＇)上围绕电可动触点(36)延伸。壳体还包括至少部分地覆盖绝缘壁(80)的内表面的保护壁(84)，这些保护壁(84)与第二底板(50)形成单件。

Description

可移除电流开关元件和包括其的电气开关装置

技术领域

本发明涉及一种用于电气开关装置的可移除电气开关元件。本发明还涉及一种包括这种可移除开关元件的用于开关电流的电气开关装置。

背景技术

用于开关电流的电气装置比如接触器是已知的，这些装置包括一个或多个可移除开关元件，开关元件***到装置的基板中的壳体中。这些可移除元件有时被称为开关灯泡。例如，在文献FR2999790中描述了这种可移除元件。

一般而言，每个可移除元件连接到电气装置的连接区域(land)并且用于选择性地中断这些区域之间的电流的流动。为此，每个可移除元件包括可分离的电导体，其移动由专用致动器控制，致动器相对于固定电触点在打开位置和关闭位置之间移动它们以分别中断或者允许电流的流动。

这种可移除元件的一个优点是它们是可互换的，因此在维护操作期间或发生故障时易于更换。

然而，这些已知的可移除元件并不完全令人满意。特别是，在电流流动的同时电触点分离时，在这些触点之间出现电弧。电弧使环境空气电离并产生破坏气体(breakinggas)，必须通过专门为此目的而设计的移除通道将破坏气体冷却并从开关元件移除。某些已知的可移除元件在这方面表现出不足的紧密性，这可能导致不充分冷却的破坏气体逸出并促使连接区域之间的不期望的再弧。然后开关装置的安全性降低。

正是通过提供一种用于电气开关装置的可移除电流开关元件，本发明更具体地克服了这些缺点，该可移除元件相对于破坏气体展现出改进的紧密性。

发明内容

为此，本发明涉及一种可移除电流开关元件，包括：

-壳体，其设置有彼此相对的第一底板和第二底板；

-固定电触点，其刚性地连接到所述第一底板；

-电可动触点，其可以相对于所述固定电触点移动，这些可动触点由可动触点保持器承载，所述可动触点保持器可以相对于所述第二底板平移移动；

所述壳体包括绝缘壁，所述绝缘壁从所述第二底板且沿着垂直于所述第二底板的方向围绕所述电可动触点延伸。

根据本发明，所述壳体还包括至少部分地覆盖所述绝缘壁的内表面的保护壁，这些保护壁与所述第二底板形成为单件。

利用本发明，通过将保护壁与第二底板形成为单件，这些壁的紧密性以及绝缘壁的紧密性得到改善。因此破坏气体泄漏是有限的。凭借这种良好的紧密性，破坏气体优选地通过移除通道被移除，并且因此可移除元件外部的电流环回的风险受到限制。

根据本发明的一些有利但非强制性的方面，这种可移除元件可以单独或以任何技术上允许的组合方式合并一个或多个以下特征：

-所述保护壁包括折叠边缘，其沿着垂直于所述第二底板的方向围绕所述绝缘壁的端部。

-所述壳体包括彼此不同的第一部分和第二部分，所述第一壳体部包括所述第一底板，所述第二壳体部包括所述第二底板并且容纳可移动桥，所述第一和第二壳体部能够彼此分离。

-所述第一和第二壳体部可以分开，并且包括互补的附接构件，用于将所述第一和第二壳体部刚性地彼此连接。

-所述第二壳体部包括允许所述可动触点保持器平移移动的引导部，为引，所述引导部包括在所述第一壳体部的侧壁中形成并且包括由所述可移动桥承载的至少一个钩的直线窗口，该钩被***到所述窗口中。

-所述保护壁由产气(gasogenic)材料制成。

-所述第二底板包含用于去除破坏气体的至少一个通道，所述通道将与由所述壳体内的绝缘壁限定的容积连通的入口开口流体地连接到与所述壳体的外部连通的出口开口。

-所述保护壁沿着垂直于所述第二底板的方向在所述绝缘壁的整个高度上延伸。

-所述绝缘壁至少部分地由附接到所述第二底板的吹塑件形成。

根据另一方面，本发明涉及一种用于开关电流的电气开关装置，包括：基板，其包括一个或多个壳体；以及可移除电流开关元件，其旨在容纳在所述基板的壳体之一中，使得所述可移除开关元件的固定电触点电连接到所述开关装置的连接区域，所述可移除开关元件是如上所述的可移除开关元件。

附图说明

根据以下仅以示例的方式并参照附图提供的可移除开关元件的一个实施例的描述，将会更好地理解本发明且其其他优点将变得更加清楚明了，其中：

-图1是根据本发明的包括可移除开关元件的电气开关装置的透视示意图；

-图2是图1的可移除开关元件的第一部分和第二部分的纵向截面的示意图，所述第一部分和第二部分彼此分离；

-图3是图1和2的电气开关元件的分解透视图的示意图；

-图4是图1至3的可移除开关元件的第二部分的分解透视图的示意图；

-图5是图4的可移除开关元件的第二壳体部分的正视图的示意图。

具体实施方式

图1示出了用于开关电流的电气开关装置2，比如工业接触器。电气装置2例如旨在连接到用于向电动机供电的电力供应线。

电气装置2的功能是选择性地中断流过一个或多个电流导体的电流，例如多相AC电流。

电气装置2在此包括例如旨在安装在电气配电板中的基板4，以及一个或多个可移除电流开关元件6，这里称为“开关灯泡”。每个可移除元件6适用于中断电流，例如多相电流的一个电相。

电气装置2还包括旨在容纳在基板4的前面上以控制可移除元件6的可控致动器(未示出)。

在该说明性示例中，电气装置2适用于中断包括三个电相的三相电流，并且因此适用于容纳三个可移除元件6，每个可移除元件与这些电相之一相关。

基板4在此包括三个彼此相同的壳体8、8'和8”，每个壳体适于容纳可移除元件6。壳体8、8'和8”因此在形状上互补于可移除元件6。

壳体8、8'和8”在这里通过分离壁10成对地分开，分离壁10优选地由电绝缘材料比如塑料材料制成。分离壁10在这里包括用于引导可移除元件6的***的凹槽12。

作为变体，可移除元件6的数量可以不同。然后相应地调整基板4。

为了简化图1，仅示出了可移除元件6的一个示例。在该示例中，可移除元件6彼此相同。示出的可移除元件6容纳在壳体8内。

如图2和3所示，可移除元件6包括由第一部分20和第二部分22形成的壳体。这些第一和第二部分20、22在此是不同的并且可以彼此分开，如以下更详细地解释。

还被称为前部的第一部分20包括第一底板24，其形成可移除元件6的基本上平坦的前表面26。前表面26设置有通窗口28。

前部20还包括连接端子30，连接端子30连接到底板24并且旨在连接到装置2的电连接区域，以将可移除元件6连接到电路。这些端子30在这里是两个并且彼此电隔离。

例如，端子30从前部20的内部延伸到其外部，并且通过保持螺钉32保持固定到连接区域。这些端子30包括固定电触点34，其旨在与可移除元件6的电可动触点36配合。这些固定触点34在此容纳在前部20的内部。

在该示例中，前部20呈沿着纵向轴线Z延伸的长方形的形状。当可移除元件6容纳在基板4内时，轴线Z在此对应于竖直方向。例如，两个端子30平行于该轴线Z延伸。

“X”表示垂直于前表面26和前部20的纵向轴线Z的轴线。“Y”表示前部20的横向轴线，该横向轴线Y垂直于轴线X和Z。

前部20在此包括侧壁38，侧壁38在前部20的垂直于轴线Y的纵向中间平面的两侧平行地延伸。侧壁38在此设置有侧向空隙46。

另外，前部20包括上壁40和下壁42，其与平行于轴线X和Y的横向中间平面平行地延伸。这些壁40、42在这里承载附接构件44，其作用将在下面更详细地介绍。

由前部20的壁38、40和42限定的内部容积由“48”表示。

如图2至5所示，壳体的后部22包括第二底板50，其在此形成可移除元件6的基本上平坦的后表面52。

在可移除元件6的组装构造中，后部22容纳在前部20的容积48内。然后，底板24和50相对并且彼此面对。

在该实施例中，优选当可移除元件6位于基板4的外部时，前部20和后部22可以彼此可逆地分离。这特别允许操作者检查电触点34、36以评估它们的磨损，例如在预防性维护操作期间。

然而，作为变体，前部20和后部22可以永久地彼此焊接。

后部22具有沿着纵向轴线Z'延伸的长方形的形状。在图3中，“X'”表示垂直于轴线“Z'”和垂直于后表面52的轴线。另外，“Y'”表示垂直于轴线X'和Z'延伸的横向轴线。

在可移除元件6的组装构造中，轴线Z和Z'彼此合并。这同样适用于轴线X和X'以及轴线Y和Y'。

后部22包括可动触点36。这些可动触点36在这里的数量为两个并且彼此电连接。

在可移除元件6的组装构造中，可动触点36定位成面向对应的固定触点34。可动触点36相对于固定触点34在彼此不同的打开位置和闭合位置之间选择性且可逆地移动。这种移动在这里通过沿着平行于轴线X'的运动方向平移来执行。

在打开位置，电触点34和36彼此远离并且因此通过环境空气彼此电绝缘。在闭合位置，每个触点34与对应的可动触点36接触，从而允许电流在两个端子30之间流动。

为了允许这种移动，在该示例中，后部22包括可动触点保持器54，其可以相对于底板50沿着轴线X'平移移动。该可动触点保持器54包括夹持构件56和导电元件58，其一起被称为可移动桥，在此处为板的形状，其将可动触点36彼此连接。

夹持构件56旨在机械地联接到开关装置2的致动器，以驱动可动触点36在打开和关闭位置之间移动。在可移除元件6的组装构造中，窗口28允许夹持构件56通过。

例如，可动触点保持器54包括由电绝缘材料制成的主体，该主体刚性地连接到元件58并且夹持构件56附接到该主体。夹持构件56在此是螺钉头。

可动触点保持器54还包括弹性返回构件60，比如螺旋弹簧，其布置成沿移动方向X'在可移动桥58上施加返回力，以使可动触点36返回到当装置2的致动器没有施加力时的打开位置。

作为说明性示例，可动触点36在此沿着轴线Z'定位在可移动桥58的两侧，该可移动桥58占据后部22内的中心位置。

在该实施例中，后部22还包括附接构件62，其旨在与由前部20承载的附接构件44配合。这些附接构件44、62允许前部20和后部22可逆地刚性连接到彼此。

因此，前部20和后部22可以通过操作者容易地彼此分离，例如以可视方式检查可移除元件6的内部，并且然后它们可以一样容易地组装在一起。这有利于维护可移除元件6和电气装置2。

例如，构件44和62允许通过搭扣固定进行的附接。构件44在此是凹构件比如开口，而构件62是凸构件，比如可变形钩，在此与底板50形成为单件。作为变型，构件44和62分别是凸构件和凹构件。

在该示例中，后部22还包括引导部64，其允许可移动桥54沿着运动方向X'平移移动。

引导部64在此与后部22的侧壁66齐平地形成。侧壁66在此沿着平行于轴线X'和Z'的方向在可动触点保持器54的两侧上延伸。

在组装构造中，侧壁66容纳在侧向空隙46中。因此应理解，侧壁66和侧向空隙46的形状被选择为是互补的。

这些侧壁66在此呈平面形状并且包括沿轴线X'延伸并形成导轨的长方形开口68或窗口68。开口68由边缘70限定，边缘70形成限制可动触点保持器54沿着轴线X'以预定行程运动的端部止动件。

相应地，可动触点保持器54包括容纳在开口68内的钩72。这些钩72例如包括倾斜边缘73，其旨在便于它们***到开口68中。

底板50还包括用于移除破坏气体的通道74。通道74的功能是允许破坏气体冷却并且允许它们从可移除元件6输出。

以已知的方式，当电触点34、36在存在电流的情况下分离时，出现电弧，其使周围空气电离，从而产生破坏气体。该破坏气体的温度很高，并且应当优选在从组件6排出之前得到冷却。具体地，该破坏气体在热时是导电的。如果它在没有充分冷却的情况下从可移除元件6排出，则可能导致装置2的连接区域之间的电流环回(即短路)的风险，这是危险的并且显然是不期望的。

因此，第二底板50有利地包含用于移除破坏气体的至少一个通道74，该通道74将与前部20的内部连通的入口开口流体连接到与壳体的外部连通的出口开口。前部20的内部在此对应于底板50的背离后表面52的表面，即当组件6处于组装构造时朝向前部20的表面。

该移除通道74可以包括旨在延长破坏气体的轨迹以便促进其冷却的挡板(未示出)。

例如，通道74与底板50的外表面连通。底板50包括该通道74的一个或多个入口开口，如下所述。

后部22还包括绝缘壁80。这些壁80从底板50在此沿X'方向延伸。这些绝缘壁80至少部分地围绕电触点36。在该示例中，绝缘壁80的数量为两个，每个围绕一个可动触点36。绝缘壁80在此定位在可移动桥54的两侧。在该示例中，壁80是相同的并且相对于可移动桥54对称地定位。

每个绝缘壁80限定围绕相应的可动触点36形成灭弧室的容积。优选地，平行于轴线X'测量的绝缘壁80的高度大于或等于可移动桥54沿着轴线X'的行程。

移除通道74在此包括在每个这些灭弧室中的入口开口。作为变型，底板50还可以包括多个通道74，每个通道具有仅与一个灭弧室相关的一个入口开口。

如图4和5所示，绝缘壁80在此分别至少部分地由被称为“吹塑件”的零件82形成，该零件82附接到底板50。在该示例中，底壁80完全由零件82形成，使得参照这些绝缘壁80描述的内容也适用于零件82。

吹塑件82由磁性材料例如铁磁材料制成，并且其功能是促进与相应的可动触点36齐平形成的电弧的吹动(即熄灭)。零件82施加磁场，其将电弧导向灭弧室的特定区域。

每个吹塑件82在此呈U形。更具体地，该零件82的基部在此呈U形，零件82通过平行于轴线X'从该基部平移延伸。零件82包括两个相对的相同的侧面隔板，其放置在相应的可动触点36的两侧，并且垂直于轴线Y'并平行于轴线X'和Z'且因此垂直于底板50延伸。这些侧面隔板通过平行于轴线X'上升并形成零件82的U形底部83的弯曲隔板彼此连接。侧面隔板还包括端部边缘，其与弯曲隔板相对并平行于轴线X'延伸。在下文中，零件82的侧面隔板的“端部边缘”对应于相应绝缘壁80的端部边缘。

可移除元件6的壳体还包括保护壁84，其至少部分地覆盖绝缘壁80的内表面，在这里与相对的侧面隔板齐平。术语“内表面”是指绝缘壁80的面向相应的可动触点36的表面。这些内表面在此对应于零件82的侧面隔板的内表面。

优选地，这些壁84在壁80的整个高度上延伸，该高度在此沿着轴线X'限定。

这些保护壁特别用于保护绝缘壁并因此保护零件82不受电弧引起的损坏。

保护壁84与底板50形成为单件。例如，它们属于通过模制制成的同一零件。

在该说明性示例中，保护壁84沿着零件82的每个侧面隔板延伸。因此，后部22在此包括四个壁84。

优选地，保护壁84由产气材料制成。术语“产气材料”是指当材料升高到高温例如高于或等于800℃的温度时产生冷却气体比如氢气的材料。由产气材料产生的冷却气体促进了电弧的熄灭。产气材料在此是合成材料，比如聚酰胺，例如聚酰胺PA6.6，优选富含玻璃纤维。

有利地，保护壁84包括折叠边缘86，其在覆盖绝缘壁80的端部边缘的整个高度上覆盖并围绕覆盖绝缘壁80的端部边缘。更具体地，每个边缘86与相应的壁84形成为单件，并且延伸超过侧面隔板的内表面，作为相对于其折回的延伸部分，以覆盖该绝缘壁80的外表面的一部分。在该示例中，由于端部边缘平行于轴线X'延伸，因此折叠边缘86围绕平行于轴线X'的方向包围这些边缘。

折叠边缘86改善了保护壁84的有效性。特别地，它们相对于破坏气体进一步改善了紧密性。

通过将保护壁84与底板50形成为单件，这些保护壁84的密封性以及绝缘壁80的密封性，尤其是与附接件82和底板50之间的接合处齐平，得到了改善。以这种方式，从灭弧室逸出并散布在整个装置2中的非冷却破坏气体的风险是有限的。相反，通过这种改进的密封性，破坏气体通过移除通道74被移除，并且因此被更好地冷却。这限制了可移除元件6外部的电流环回的风险。因此装置2的安全性和可靠性得到了改善。

当壳体部20、22可以彼此分离时，这种设计是特别有利的。具体而言，这种可分离性对可移除元件6施加了架构限制，由此减小了壳体的紧密性。因此，使用这样的保护壁84允许可移除元件6可逆地打开，而不会打开增加了破坏气体逸出的风险的这种可能性。

因为保护壁84与底板50形成为单件，所以它们与底板50同时制成，例如在同一模制操作中。因此，后部22比通过将附加件附接到底板50来制造这些保护壁84更容易制造。因此可移除元件6在工业规模上更容易制造。

以上考虑的实施例和变体可以彼此组合以创建新的实施例。

Claims (10)

1.一种可移除电流开关元件(6)，包括：

-壳体，其设置有彼此相对的第一底板(24)和第二底板(50)；

-固定电触点(34)，其刚性地连接到所述第一底板(24)；

-电可动触点(36)，其能够相对于所述固定电触点(34)移动，这些可动触点由可动触点保持器(54)承载，所述可动触点保持器能够相对于所述第二底板(50)平移移动；

所述壳体包括绝缘壁(80)，所述绝缘壁从所述第二底板(50)且沿着垂直于所述第二底板(50)的方向(X、X＇)围绕所述电可动触点(36)延伸，

其特征在于，所述壳体还包括至少部分地覆盖所述绝缘壁(80)的内表面的保护壁(84)，这些保护壁(84)与所述第二底板(50)形成为单件。

2.根据权利要求1所述的可移除开关元件(6)，其特征在于，所述保护壁(84)包括折叠边缘(86)，其沿着垂直于所述第二底板(50)的方向(X、X＇)围绕所述绝缘壁(80)的端部。

3.根据权利要求1或2所述的可移除开关元件(6)，其特征在于，所述壳体包括彼此不同的第一部分(20)和第二部分(22)，第一壳体部(20)包括所述第一底板(24)，第二壳体部(22)包括所述第二底板(50)并且容纳可移动桥(54)，第一和第二壳体部(20、22)能够彼此分离。

4.根据权利要求3所述的可移除开关元件(6)，其特征在于，第一和第二壳体部(20、22)能够分开，并且包括互补的附接构件(44、62)，用于将第一和第二壳体部(20、22)刚性地彼此连接。

5.根据权利要求3或4所述的可移除开关元件(6)，其特征在于，所述第二壳体部(22)包括允许所述可动触点保持器(54)平移移动的引导部(64)，为此，所述引导部(64)包括在所述第一壳体部的侧壁(66)中形成并且包括由所述可移动桥(54)承载的至少一个钩(72)的直线窗口(68)，该钩(72)被***到所述窗口(68)中。

6.根据前述权利要求中任一项所述的可移除开关元件(6)，其特征在于，所述保护壁(84)由产气材料制成。

7.根据前述权利要求中任一项所述的可移除开关元件(6)，其特征在于，所述第二底板(50)包含用于去除破坏气体的至少一个通道(74)，所述通道将与由所述壳体内的绝缘壁(80)限定的容积连通的入口开口流体地连接到与所述壳体的外部连通的出口开口。

8.根据前述权利要求中任一项所述的可移除开关元件(6)，其特征在于，所述保护壁(84)沿着垂直于所述第二底板(50)的方向(X，X＇)在所述绝缘壁(80)的整个高度上延伸。

9.根据前述权利要求中任一项所述的可移除开关元件(6)，其特征在于，所述绝缘壁(80)至少部分地由附接到所述第二底板(50)的吹塑件(82)形成。

10.一种用于开关电流的电气开关装置(2)，包括：

-基板(4)，其包括一个或多个壳体(8、8＇、8″)；

-可移除电流开关元件(6)，其旨在容纳在所述基板的壳体(8、8＇、8″)之一中，使得可移除开关元件(6)的固定电触点(34)电连接到所述开关装置的连接区域；

其特征在于，所述可移除开关元件(6)是根据前述权利要求中的任一项所述的可移除开关元件。