轉(zhuǎn)子軸模塊、轉(zhuǎn)子軸、緊湊型功率開關(guān)以用于制造轉(zhuǎn)子軸模塊的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于緊湊型功率開關(guān)的轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)子軸模塊，該轉(zhuǎn)子軸模塊具有一由電絕緣的第一材料構(gòu)成的模塊本體，其中所述模塊本體具有一用于所述緊湊型功率開關(guān)的接觸元件的接納部，并且所述轉(zhuǎn)子軸模塊具有至少一個用于與另一轉(zhuǎn)子軸模塊的配對耦合裝置相連接的耦合裝置。此外，本發(fā)明涉及一種用于緊湊型功率開關(guān)的轉(zhuǎn)子軸，一種具有轉(zhuǎn)子軸的緊湊型功率開關(guān)以及一種用于制造用于緊湊型功率開關(guān)的轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)子軸模塊的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代技術(shù)中，緊湊型功率開關(guān)(MCCB=Molded Case Circuit Breaker (模制盒式斷路開關(guān)))為人所知并且得到廣泛使用。這樣的緊湊型功率開關(guān)尤其能夠轉(zhuǎn)換較高的電流或者功率。因為這樣的緊湊型功率開關(guān)經(jīng)常也設(shè)有保險裝置、比如過載保護裝置和/或短路保護裝置，所以所熟知的緊湊型功率開關(guān)也在轉(zhuǎn)換這樣的電流時提高了安全性。為了提供具有較高的功率和/或較高的強度的電流，通常多相地分別用一根導(dǎo)線為一個相來提供所述電流。但是，在這些相中的僅僅一個相中出現(xiàn)故障、比如過載或者短路時，必須切斷所有的通過一個共同的緊湊型功率開關(guān)來轉(zhuǎn)換的相。因此，這樣的緊湊型功率開關(guān)具有一根轉(zhuǎn)子軸，其中所述轉(zhuǎn)子軸由單個的轉(zhuǎn)子軸模塊所構(gòu)成。為有待傳導(dǎo)的電流的每個相設(shè)置了一個轉(zhuǎn)子軸模塊，其中所述轉(zhuǎn)子軸模塊具有接觸元件，所述接觸元件構(gòu)造用于斷開并且閉合用于相應(yīng)的相的、傳導(dǎo)的連接。所述緊湊型功率開關(guān)的整個開關(guān)機構(gòu)，尤其是所述由轉(zhuǎn)子軸模塊所構(gòu)成的、具有相應(yīng)的用于各個相的接觸元件的轉(zhuǎn)子軸、用于每個單個的相的固定觸頭以及所述緊湊型功率開關(guān)的所屬的機械裝置形成所述緊湊型功率開關(guān)的鎖扣機構(gòu)。
[0003]對于緊湊型功率開關(guān)來說，通過所述鎖扣機構(gòu)和所出現(xiàn)的電力，較高的轉(zhuǎn)矩作用于所述接觸系統(tǒng)，所述接觸系統(tǒng)通過所述固定觸頭和所述用于每個單個的相的接觸元件來構(gòu)成。所述緊湊型功率開關(guān)的相的每個接觸系統(tǒng)都必須在彼此電絕緣的情況下相耦合。因此，按照現(xiàn)有技術(shù)，知道由電絕緣的材料、比如塑料來制造各個轉(zhuǎn)子模塊。但是，不是所有材料都能夠承受在所述緊湊型功率開關(guān)斷路時出現(xiàn)的力或者轉(zhuǎn)矩并且承受由于在所述緊湊型功率開關(guān)運行的過程中出現(xiàn)的靜態(tài)的力而產(chǎn)生的持久負(fù)荷。在出現(xiàn)較高的電流或者電的功率時也會出現(xiàn)熱負(fù)荷，所述熱負(fù)荷對所使用的材料的強度產(chǎn)生不好的影響。尤其對于電絕緣的并且因此用作用于轉(zhuǎn)子模塊的材料的塑料材料來說，所述轉(zhuǎn)子模塊的強度和/或剛度可能由于進入到所述塑料材料中的熱量而降低。由于從中產(chǎn)生的壓力損失而可能降低接觸力并且由此可能危及所述緊湊型功率開關(guān)的運轉(zhuǎn)安全性。
[0004]按照現(xiàn)有技術(shù)，知道尤其是通過設(shè)置耦合裝置的輪廓的、較小的公差這種方式來解決這些問題，其中通過所述耦合裝置來將各個轉(zhuǎn)子模塊連接起來。但是，由于這些尤其是為了在所述連接裝置上避免由于這些較小的公差所產(chǎn)生的預(yù)損傷而較小的生產(chǎn)公差，在制造并且安裝所述緊湊型功率開關(guān)的轉(zhuǎn)子軸模塊時有必要采取麻煩的措施。為了傳遞所出現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)力，在制造所述轉(zhuǎn)子軸模塊時需要部分已經(jīng)如此小的公差，因而在僅僅稍許有欠缺地或者也僅僅粗心大意地將所述轉(zhuǎn)子軸模塊安裝成轉(zhuǎn)子軸時可能出現(xiàn)耦合裝置的損壞。除此以外，由于塑料的使用而限制了在各個轉(zhuǎn)子軸模塊之間的、最大能夠傳遞的旋轉(zhuǎn)力。但是，這也限制了電流的強度或者可以通過所述緊湊型功率開關(guān)來轉(zhuǎn)換的功率的水平。其原因在于，較高的電流或者較高的功率也隨之帶來較高的電流強度，其中從中產(chǎn)生的較高的轉(zhuǎn)矩在所述緊湊型功率開關(guān)斷路時在最壞的情況中再也不能可靠地通過在所述緊湊型功率開關(guān)的轉(zhuǎn)子軸的各個轉(zhuǎn)子模塊之間的連接裝置來傳遞。由此不能可靠地排除在較高的電流或者較高的電流功率時所述緊湊型功率開關(guān)失靈的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]由此，本發(fā)明的任務(wù)是，至少部分地消除轉(zhuǎn)子軸模塊、轉(zhuǎn)子軸或者緊湊型功率開關(guān)的、上面所描述的缺點。尤其本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種轉(zhuǎn)子軸模塊、一種轉(zhuǎn)子軸、一種緊湊型功率開關(guān)或者一種用于制造轉(zhuǎn)子軸模塊的方法，其中可以以特別簡單的并且成本低廉的方式方法來保證在相鄰的轉(zhuǎn)子軸模塊之間進行特別好的旋轉(zhuǎn)力傳遞。
[0006]該任務(wù)通過一種具有獨立權(quán)利要求1的特征的、用于緊湊型功率開關(guān)的轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)子軸模塊、通過一種具有權(quán)利要求10的特征的、用于緊湊型功率開關(guān)的轉(zhuǎn)子軸、通過一種具有權(quán)利要求11的特征的、擁有轉(zhuǎn)子軸的緊湊型功率開關(guān)并且通過一種具有權(quán)利要求12的特征的、用于制造用于緊湊型功率開關(guān)的轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)子軸模塊的方法得到解決。在此，結(jié)合所述按本發(fā)明的轉(zhuǎn)子軸模塊所描述的特征和細節(jié)當(dāng)然也結(jié)合所述按本發(fā)明的轉(zhuǎn)子軸、所述按本發(fā)明的緊湊型功率開關(guān)以及所述按本發(fā)明的方法而適用，并且相應(yīng)地反之亦可，從而關(guān)于有關(guān)各個發(fā)明方面的公開內(nèi)容始終相互參照或者可以相互參照。
[0007]在本發(fā)明的第一方面，所述任務(wù)通過一種用于緊湊型功率開關(guān)的轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)子軸模塊得到解決，所述轉(zhuǎn)子軸模塊具有一由電絕緣的第一材料構(gòu)成的模塊本體，其中所述模塊本體具有用于所述緊湊型功率開關(guān)的接觸元件的接納部，并且所述轉(zhuǎn)子軸模塊具有至少一個用于與另一轉(zhuǎn)子軸模塊的配對耦合裝置相連接的耦合裝置。按本發(fā)明的轉(zhuǎn)子軸模塊的特征在于，所述轉(zhuǎn)子軸模塊具有一被固定在所述模塊本體上的嵌入元件，其中所述嵌入元件包括第二材料，所述第二材料具有比所述第一材料高的強度，其中所述嵌入元件通過所述模塊本體的電絕緣的第一材料完全與所述接納部隔開，并且其中所述至少一個耦合裝置通過所述嵌入元件來構(gòu)成。
[0008]按照本發(fā)明的轉(zhuǎn)子軸模塊被設(shè)置用于用在緊湊型功率開關(guān)的轉(zhuǎn)子軸中。在所述轉(zhuǎn)子軸模塊的模塊本體中有一接納部，在該接納部中可以布置所述緊湊型功率開關(guān)的接觸元件，其中所述處于緊湊型功率開關(guān)中的接觸元件可以構(gòu)造用于與所述固定觸頭一起形成所述緊湊型功率開關(guān)的接觸系統(tǒng)的、用于有待傳導(dǎo)的電流的相的活動觸頭。所述轉(zhuǎn)子軸模塊在此具有至少一個耦合裝置，所述耦合裝置構(gòu)造用于與另一轉(zhuǎn)子軸模塊的配對耦合裝置相連接，由此多個轉(zhuǎn)子軸模塊能夠組合成所述緊湊型功率開關(guān)的轉(zhuǎn)子軸。
[0009]按照本發(fā)明來規(guī)定，所述轉(zhuǎn)子軸模塊除了所述模塊本體之外還具有一嵌入元件，該嵌入元件被固定在所述模塊本體上。所述嵌入元件在此包括第二材料，所述第二材料尤其有別于所述模塊本體的、電絕緣的第一材料。當(dāng)然，在此所述嵌入元件可以完全由所述第二材料構(gòu)成。在此，所述第一與第二材料的顯著區(qū)別是，所述第二材料具有較高的強度。這樣的較高的強度在此尤其相對于旋轉(zhuǎn)負(fù)荷尤其可以表現(xiàn)在較高的剛度。所述第二材料也可以如此構(gòu)成，從而即使在像比如在緊湊型功率開關(guān)運行時在出現(xiàn)較高的電流和/或電的功率的情況下可能出現(xiàn)的那樣的較高的熱量輸入時也仍然存在這種較高的強度。此外，按照本發(fā)明來規(guī)定，所述轉(zhuǎn)子軸模塊的耦合裝置通過所述嵌入元件來構(gòu)成。由此，結(jié)合將所述嵌入元件固定在所述模塊本體上這種情況，尤其可以通過所述嵌入元件的第二材料的較高的剛度在所述緊湊型功率開關(guān)的轉(zhuǎn)子軸中的各個轉(zhuǎn)子模塊之間傳遞較高的旋轉(zhuǎn)力。這種情況一方面具有以下優(yōu)點:所述緊湊型功率開關(guān)可以被設(shè)置用于較高的電流，因為通過所述傳遞較高的旋轉(zhuǎn)力的能力也可以克服較高的電流轉(zhuǎn)換力(Stroms cha 11kr jif t e )，由此即使對于這些較高的電流來說也可以保證所述緊湊型功率開關(guān)的可靠的斷路。除此以外，也可以在制造所述耦合裝置時降低對配合精度或者公差的要求，而不必在關(guān)于所述在其中裝有轉(zhuǎn)子軸模塊的緊湊型功率開關(guān)的功能方面擔(dān)心安全性的損失。由此可以實現(xiàn)這一點:在制造并且安裝所述按本發(fā)明的轉(zhuǎn)子軸模塊時產(chǎn)生較少的次品。除此以外，通過所述尤其在熱量輸入的情況下沒有或者僅僅微不足道地降低其強度的第二材料，可以保證可靠地轉(zhuǎn)換具有較高的廢熱的、較高的電流。
[0010]在所述接納部中能夠布置所述緊湊型功率開關(guān)的接觸元件，由于通過所述模塊本體的電絕緣的第一材料將所述嵌入元件完全與所述接納部隔開，所以除此以外可以保證，在組裝的狀態(tài)中在所述嵌入元件與所述接觸元件之間不進行