專利名稱:用于一個電開關(guān)的開關(guān)觸點(diǎn)裝置的制作方法
本發(fā)明屬于電開關(guān)的領(lǐng)域以及可應(yīng)用于一個用作一個觸頭的接觸支架的剛性元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計中。
在已知的此類電開關(guān)中，多個構(gòu)成觸頭的接觸桿借助一根支承銷軸可轉(zhuǎn)動地固定在接觸支架上，該接觸支架為了沿徑向支承該支承銷軸具有至少三個支承元件(E 0222686B1)。在此，接觸支架包括一個金屬框架，它由兩個側(cè)壁和多個連接側(cè)壁的銷子組成。此金屬框架通過一個連接銷鉸接在一個絕緣的連接件上，該連接件用于將接觸支架連接在一個開關(guān)操縱機(jī)構(gòu)(Schaltantriebe)上。在支承銷軸的兩末端配設(shè)的兩個支承元件由金屬框架的側(cè)壁構(gòu)成。為了通過利用盡可能少的附加材料來避免所不希望的接觸桿的支承銷軸徑向撓曲，在該接觸支架中，在支承銷軸的沿軸向的中間區(qū)段中在相鄰的接觸桿之間設(shè)置兩個中間支承來構(gòu)成附加的支承元件，在這里將它們鉸接在連接銷上。為了使連接銷穿過這些中間支承，接觸支架必須有一些通孔。這種相對于兩個外側(cè)的支承元件而言附加的集成在接觸支架內(nèi)的支承元件根據(jù)其繞連接銷的可回轉(zhuǎn)性為了裝配支承銷軸必須定位。
從具有上述現(xiàn)有技術(shù)所述特征的一種電開關(guān)(E 0222686B1)出發(fā)，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是簡化接觸支架的制造和裝配。
上述技術(shù)問題按照本發(fā)明是這樣來解決的，即，將至少其中三個支承元件設(shè)計成一個構(gòu)成接觸支架的、一體式制成的成形件上的部段。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，一體式制成的成形件應(yīng)理解為是一個零件，其中，多個功能元件在原型的生產(chǎn)工藝過程中，例如在一個擠壓、鑄壓、鑄造、壓鑄或燒結(jié)工藝過程中，連接成一個單個的從裝配技術(shù)的意義上講不能分開的組合構(gòu)件。
在一種此類的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中，所述三個支承元件在規(guī)定的位置上作為接觸支架的各部段剛性地集成在接觸支架中。在此，這三個支承元件在制造接觸支架時已經(jīng)沿支承銷軸的軸線定向排列，所以在開關(guān)工作時實際上不會產(chǎn)生因誤差使支承銷軸發(fā)生歪斜。以這種方式支承的支承銷軸即使在出現(xiàn)大的短路電流或脈沖電流時也只遭受一個小的最大彎曲，并因而具有一個承受高的短路電流和脈沖電流的能力。
此新型的開關(guān)觸點(diǎn)裝置可以具有大量的分別帶有一個偏離給定公稱尺寸的單個誤差的接觸桿以及必要時具有一些同樣帶有一個偏離其公稱尺寸的單個誤差的中間支承，但這些中間支承可以是接觸桿中的一部分，因為這些大量的接觸桿(的數(shù)量)分成幾部分，其中每一部分接觸桿軸向被限定地設(shè)置在兩個相鄰的支承元件之間。根據(jù)這樣沿軸向限定各部分接觸桿(根據(jù)作用在它們之間的電動力)，將一部分接觸桿沿軸向的移動限制在支承銷軸的由相關(guān)的支承元件限定的軸向分段上，在這種情況下移動的最大值不大于這部分接觸桿和可能存在的中間支承的全部單個誤差之和。因此，有可能按照幾何學(xué)以這樣的方式為接觸桿配設(shè)接觸力彈簧，即，使它們的彈力不因彎曲或歪斜而減小。因此，相對于接觸桿幾何關(guān)系準(zhǔn)確地配置接觸力彈簧有助于提高開關(guān)觸點(diǎn)裝置承受短路電流和脈沖電流的能力。
如果將成形件至少部分地設(shè)計為塑料模制件，則可以取消對于連接銷的一個電絕緣的構(gòu)造設(shè)計。這樣一個塑料模制件的機(jī)械強(qiáng)度可以采取下列措施予以提高在該塑料模制件內(nèi)至少局部地埋入至少一個增強(qiáng)元件。典型方式是，對于塑料模制件而言，采用一種例如纖維增強(qiáng)的熱固性塑料，以及對于增強(qiáng)元件而言采用一種例如抗磁性的鋼。此外，對于塑料模制件而言也可以采用其他純的或例如通過陶瓷或玻璃纖維增強(qiáng)的塑料，以及對于增強(qiáng)元件而言也可以采用其他金屬或金屬薄板。
所述新型開關(guān)觸點(diǎn)裝置的一個優(yōu)選的擴(kuò)展設(shè)計規(guī)定，其中至少一個支承元件具有一個至少部分地埋入塑料模制件內(nèi)的金屬件。
這樣一種金屬件可以是所述增強(qiáng)元件的一部分，由此同時提高了接觸支架的構(gòu)成支承元件的那部分的機(jī)械強(qiáng)度。
若將金屬件設(shè)計為例如由抗磁性的鋼板制成的金屬薄板，它的一個具有一些咬邊(Hinterschneidungen)第一分區(qū)段埋入塑料模制件內(nèi)以及它的一個帶有用于使支承銷軸穿過的孔的第二分區(qū)段從塑料模制件伸出，則支承元件的橫截面可以有利地減小為，使之不比接觸桿之間用于隔開這些接觸桿所需要的間距大，并因而不會導(dǎo)致接觸支架附加地加寬所述新型開關(guān)觸點(diǎn)裝置的另一項有利的擴(kuò)展設(shè)計規(guī)定，當(dāng)通過一個金屬連接件將接觸支架連接在一根可借助于一個開關(guān)操縱機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)的開關(guān)主軸(Schaltwelle)上時，所述包含一些金屬件的支承元件沿支承銷軸的軸向與該連接件間隔一定的間距。因此，以簡單的方式可以避免電位接地(Spannungsverschleppung)和避免涉及接觸支架與開關(guān)操縱機(jī)構(gòu)之間的絕緣問題。在該擴(kuò)展設(shè)計中，為了剛性地埋入由金屬薄板構(gòu)成的支承元件的第一分區(qū)段，可以利用接觸支架的橫向于支承銷軸方向的已有的全部材料深度。
如果在配備有一個屏蔽體的接觸支架中在至少其中一個支承元件上設(shè)置一個用于屏蔽體的安裝座，則由此可以有助于屏蔽體克服在開關(guān)接通時產(chǎn)生的氣體壓力地被支承。在這樣一種設(shè)計中，由于負(fù)荷減小，所以在側(cè)面支靠在接觸支架上的固定腿段的尺寸可以減小或必要時取消。
在
圖1至9中示出所述新型開關(guān)觸點(diǎn)裝置的多種實施方式。附圖中圖1是一個低壓斷路器的示意剖視圖，該低壓斷路器具有一個由一個固定不動的觸點(diǎn)組件和一個可運(yùn)動的觸點(diǎn)組件組成的開關(guān)觸點(diǎn)裝置，圖2表示一個可運(yùn)動的觸點(diǎn)組件，其具有一個按照第一種實施方式至少部分由塑料模制件構(gòu)成的接觸支架，圖3表示一個增強(qiáng)元件，它可以埋入按圖2所示的接觸支架的塑料模制件內(nèi)，圖4表示至少部分由塑料模制件構(gòu)成的接觸支架的第二種實施形式，其中一些設(shè)計為金屬薄板的支承元件部分地埋入塑料模制件內(nèi)，圖5表示圖4所示的接觸支架垂直于支承銷軸方向剖開的剖視圖，圖6表示一增強(qiáng)元件，它可以埋入按照圖4的接觸支架的塑料模制件內(nèi)，圖7表示一個帶有已埋入圖6所示的增強(qiáng)元件的接觸支架沿垂直于支承銷軸方向剖開的剖視圖，圖8表示圖4所示的接觸支架沿圖5中的線A-A剖開的另一個剖視圖，以及圖9表示帶有一個屏蔽體的對應(yīng)于圖4的接觸桿支架。
在圖1中表示的應(yīng)用于低壓供電網(wǎng)中的電壓范圍達(dá)到約1000V的電開關(guān)具有一個開關(guān)極殼體1，其中，根據(jù)所需極數(shù)并列地設(shè)計一些開關(guān)滅弧室2。一根可借助于開關(guān)操縱機(jī)構(gòu)3旋轉(zhuǎn)的開關(guān)主軸4用于共同操縱一些開關(guān)觸點(diǎn)裝置，這些開關(guān)觸點(diǎn)裝置分別由一個固定的觸點(diǎn)組件5和一個可運(yùn)動的觸點(diǎn)組件6組成。為此，分別有兩個沿徑向從開關(guān)主軸4伸出的杠桿7(參見圖8)與一個鉸接在可運(yùn)動的觸點(diǎn)組件6上的金屬連接件8連接。這些觸點(diǎn)組件5、6按公知的方式與可從外部接近的連接母線9、10連接。可運(yùn)動的觸點(diǎn)組件6的兩個實施例6a和6b下面借助圖2和圖3或圖4至圖9說明。
由圖2可清楚看出，一個接觸支架11屬于所述可運(yùn)動的觸點(diǎn)組件6a，該接觸支架11作為制成一體的成型件具有一個塑料模制件12，該塑料模制件在一個擠壓工藝的過程中在埋入一個圖3所示的增強(qiáng)元件的情況下成形。該接觸支架可轉(zhuǎn)動地裝在殼體1內(nèi)(見圖1)，以及可借助于開關(guān)操縱機(jī)構(gòu)3(對此在圖1中只表示了一根支承在一個彈簧儲力器14上的傳動桿15)通過開關(guān)主軸4相對于固定的觸點(diǎn)組件5轉(zhuǎn)移到一個接通位置或斷開位置。在所述接觸支架11上多個互相平行布置的接觸桿16、17可繞支承銷軸18相對于該接觸支架11轉(zhuǎn)動，其中，一些接觸力彈簧19(見圖1)將所述接觸桿16，17朝固定的觸點(diǎn)組件5的方向預(yù)先壓緊。一些鉸合線或條帶形式的柔性導(dǎo)線20用于將接觸桿16，17與下方的連接母線10以保證在接通過程中不妨礙接觸桿16，17和接觸支架11的運(yùn)動性的方式連接起來。
安裝在所述接觸支架11上的接觸桿16，17的數(shù)量取決于在工作時應(yīng)流過斷路器的電流的大小。由圖2可以看出，在存在的總共22個接觸桿中，8個接觸桿16設(shè)計得較短以及只有一個主接觸區(qū)21，而不象其余的接觸桿17那樣具有副接觸區(qū)22和弧角23。
在準(zhǔn)備好能工作的狀態(tài)，所有的接觸桿均安置在接觸支架11的橫向于支承銷軸18定向的側(cè)面頰板24a，24b之間。這些設(shè)有用于支承銷軸18的安裝孔25a，25b的側(cè)面頰板24a，24b構(gòu)成支承所述支承銷軸的端部的一個第一支承元件和一個第二支承元件，該支承銷軸通過它們被軸向定位和徑向支承。增強(qiáng)元件13的一個部分29a或29b(見圖3)可在這些頰板的每一塊內(nèi)延伸，該增強(qiáng)元件有一個用于支承銷軸的通孔27a或27b。所述頰板24a，24b向下過渡到接觸支架11的支承臂26。
由于開關(guān)觸點(diǎn)裝置比較大的寬度，所以當(dāng)開關(guān)觸點(diǎn)裝置處于閉合狀態(tài)除了接觸力彈簧19的力以外還要添加另一些由于大電流，如短路電流或脈沖電流造成的力時，將導(dǎo)致支承銷軸在兩個側(cè)面支承元件24a，24b之間延伸的區(qū)段承受比較強(qiáng)大的彎曲負(fù)荷。
通過一個附加的沿軸向在中央支承所述支承銷軸的第三支承元件來避免該支承銷軸的這一區(qū)段發(fā)生撓曲。該第三支承元件由接觸支架的一個橫向于支承銷軸定向設(shè)置的肋形件28構(gòu)成，該肋形件28設(shè)有一個用于支承銷軸18的安裝孔25c(在此圖中看不見)，在此肋形件28內(nèi)延伸一個帶有一個用于支承銷軸的通孔27c的完全埋入塑料模制件12內(nèi)的金屬件29c，它是增強(qiáng)元件13的一部分(見圖3)。
對于可運(yùn)動的觸點(diǎn)組件的第二種實施例6b，在圖4中只表示了接觸支架的第二種實施形式30。在該接觸支架30中，兩個設(shè)計為金屬薄板31的支承元件用于徑向支承所述支承銷軸的在兩個設(shè)計為側(cè)面頰板32a、32b的支承元件之間延伸的區(qū)段。這兩個中間支承元件31以其一個第一分區(qū)段33埋入接觸支架30的塑料模制件34內(nèi)，以及以其一個第二分區(qū)段35從塑料模制件中伸出。
按照圖5，所述金屬薄板31在埋入到塑料模制件內(nèi)的第一分區(qū)段33上有一些咬邊36，它們用于保證各自的金屬薄板即使在支承銷軸承受高的彎曲負(fù)荷時仍能可靠地錨固在塑料模制件內(nèi)。設(shè)有供支承銷軸37穿過的孔38的第二分區(qū)段35另外具有一個凹槽39，它用于安裝一個在圖9中詳細(xì)示出的屏蔽體40。在接觸支架的塑料模制件內(nèi)，按照圖7可以埋入兩個增強(qiáng)元件41，42，圖6表示了其中之一。
按照圖8，所述兩個金屬薄板31相對于金屬連接件8(見圖1)沿軸向間隔一定間距，以避免在接觸桿的處于低壓電位的支承銷軸與處于地電位的金屬連接件8之間以及因而與開關(guān)操縱機(jī)構(gòu)之間的電位接地。
按照圖9，在屏蔽體40上成形有一些插入到設(shè)置在金屬薄板上的凹槽39內(nèi)的舌片43(也可見圖5)，屏蔽體40保護(hù)接觸支架30的回轉(zhuǎn)區(qū)和另一些處于接觸區(qū)21、22(見圖1)下方的未進(jìn)一步表示的開關(guān)構(gòu)件，免遭掉落的燒損產(chǎn)物和冷凝的開關(guān)氣體的影響。因此，所述屏蔽體40在克服開關(guān)過程中所產(chǎn)生的氣體壓力的情況下被這樣支承，即，使得其固定在接觸支架上的側(cè)面固定腿段44a，44b承受較小的負(fù)荷。
權(quán)利要求
1.一種用于一個電開關(guān)的開關(guān)觸點(diǎn)裝置，其具有一個接觸支架(11；30)，多個接觸桿(16，17)借助于一根支承銷軸(18；37)可轉(zhuǎn)動地固定在該接觸支架上，其中，該接觸支架(11；30)具有至少三個用于徑向支承該支承銷軸的支承元件，其特征在于至少三個所述支承元件(24a，24b，28；32a，32b，31)設(shè)計為構(gòu)成所述接觸支架的、一體式制成的一個成形件上的部段。
2.按照權(quán)利要求
1所述的開關(guān)觸點(diǎn)裝置，其特征在于所述成形件至少部分地設(shè)計為塑料模制件(12；34)。
3.按照權(quán)利要求
2所述的開關(guān)觸點(diǎn)裝置，其特征在于在所述塑料模制件(12；34)內(nèi)至少部分地埋入至少一個金屬增強(qiáng)元件(13；41，42)。
4.按照權(quán)利要求
2或3所述的開關(guān)觸點(diǎn)裝置，其特征在于所述支承元件中的至少一個具有一個至少部分地埋入所述塑料模制件(12；34)內(nèi)的金屬件(29a，29b，29c；31)。
5.按照權(quán)利要求
4所述的開關(guān)觸點(diǎn)裝置，其特征在于所述金屬件(31)設(shè)計為金屬薄板，它的一個具有一些咬邊(36)的第一分區(qū)段(33)埋入所述塑料模制件(34)內(nèi)，以及它的一個帶有供所述支承銷軸(37)穿過用的孔(38)的第二分區(qū)段(35)從該塑料模制件(34)中伸出。
6.按照權(quán)利要求
4所述的開關(guān)觸點(diǎn)裝置，其特征在于在借助于一個金屬連接件(8)將所述接觸支架(30)連接在一個開關(guān)主軸(4)上時，所述包含一個金屬件(31)的支承元件沿支承銷軸(37)的軸向與該連接件(8)間隔一定間距。
7.按照權(quán)利要求
2所述的開關(guān)觸點(diǎn)裝置，其特征在于在配備有一個屏蔽體(40)的所述接觸支架(30)中，在至少其中一個支承元件上設(shè)置一個用于安裝所述屏蔽體(40)的凹槽(39)。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種用于一個電開關(guān)的開關(guān)觸點(diǎn)裝置，其中，在一個接觸支架(30)上借助一個支承銷軸(37)可轉(zhuǎn)動地固定多個接觸桿并且該接觸支架(30)具有至少三個徑向支承該支承銷軸的支承元件(32a，32b，31)。為了能夠簡化地制造該接觸支架，至少三個支承元件(32a，32b和31)設(shè)計為一個構(gòu)成接觸支架(30)的一體式制成的成形件上的部段。在此，至少其中一個支承元件具有一個至少部分地埋入一個接觸支架(30)的塑料模制件(34)內(nèi)的金屬件(31)。該金屬件(31)可設(shè)計為金屬薄板。
文檔編號H01H1/12GKCN1288684SQ02806508
公開日2006年12月6日 申請日期2002年3月28日
發(fā)明者馬克·利布特魯思, 塞蔡·圖爾克曼 申請人:西門子公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan