專利名稱：電氣開關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電氣開關(guān)裝置，特別是有關(guān)配電斷路器，漏電斷路器，電動(dòng)機(jī)保護(hù)用斷路器或類似裝置，這類裝置包括一個(gè)斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶有一個(gè)制成鉸接式連桿形式的可旋轉(zhuǎn)支撐的操作柄，它的第一桿臂用作操作手柄，它的第二桿臂的在一連接點(diǎn)上的自由端處旋轉(zhuǎn)支撐有觸頭桿，該斷路器機(jī)構(gòu)還包括一個(gè)閉鎖點(diǎn)和一根可旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的觸頭桿。
本發(fā)明尤其是涉及一種自動(dòng)斷路器用的斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)。一般地，這種斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)帶有一個(gè)閉鎖點(diǎn)和予加載的彈簧，彈簧的能量在解鎖時(shí)釋放，并傳給開關(guān)動(dòng)觸頭元件，而使動(dòng)觸頭元件與固定觸頭元件分離開。
已知的斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)是多種多樣的。例如德國(guó)展出說明書2516594中描述的斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)具有一個(gè)可圍繞第一固定軸旋轉(zhuǎn)的觸頭桿，觸頭壓力是由一彈簧產(chǎn)生的，該彈簧一方面支撐在該觸頭桿上，另一方面支撐在一個(gè)自身支撐在第二樞軸上的肘節(jié)桿上。這個(gè)肘節(jié)桿與一個(gè)支撐在第一樞軸的桿上的桿共同形成一個(gè)鎖定點(diǎn)，一個(gè)撞擊式銜鐵作用在該桿上，以便解開鎖定狀態(tài)。該肘節(jié)桿由一支撐在固定的第三樞軸上的角形桿支撐著。圖中未給出的還有一手動(dòng)合閘用操作柄。如果沒有該操作柄，這種操動(dòng)機(jī)構(gòu)由總共7個(gè)部分組成。
德國(guó)專利說明書3425996描述了這樣一種自動(dòng)斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)，它包括一個(gè)動(dòng)觸頭元件，一根操作桿，一個(gè)手柄，一根鎖定桿和帶有兩根桿臂的肘桿，其中一根桿臂鉸鏈連接在一根支撐著動(dòng)觸頭元件的操作桿上。該鎖定桿靠在一個(gè)鎖定點(diǎn)上。這種斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)也較復(fù)雜，總共由多于7個(gè)的部件組成。
德國(guó)專利說明書3717733提供了一種自動(dòng)斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)，在它的一個(gè)固定軸上裝有一個(gè)觸頭桿，一個(gè)釋放桿，一個(gè)閉鎖傳送桿和一根支簧。該機(jī)構(gòu)還具有一個(gè)操作柄，它通過一個(gè)不鎖定的凸塊耦聯(lián)該閉鎖傳送桿上。在這種機(jī)構(gòu)中，總部件數(shù)也多于7個(gè)。
類似結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的自動(dòng)斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)還陳述在德國(guó)專利說明書3021867和EP0103167A1中。
在所有這些開關(guān)裝置中，我們可以發(fā)現(xiàn)，操作柄的支承和觸頭桿的支承是相互分開的，這也就是說，在每種情況下，一根軸用于操作柄，另一根在空間上分隔開的軸用于觸頭桿。因此為了將操作柄接合到觸頭桿上，并且形成一個(gè)鎖定點(diǎn)，則必需一個(gè)傳輸環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)由多個(gè)部件構(gòu)成。
本文開頭所述類型的電開關(guān)裝置的文獻(xiàn)記載在法國(guó)專利說明書1239387中。在這種開關(guān)中，觸頭桿裝在操作柄上，但沒有鎖定。而是代之以這樣的結(jié)構(gòu)，在合閘位置，該操作柄和鉸接的桿臂設(shè)定一個(gè)第一靜止位置，利用一個(gè)觸擊完成從第一靜止位置經(jīng)由一死點(diǎn)位置到第二靜止位置的轉(zhuǎn)變。
本發(fā)明的目的是提供一種本文開頭所述類型的開關(guān)裝置，它的斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)和鎖定點(diǎn)的形成比已有的斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化得多，尤其是，它只需極少的組件。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，在操作柄和觸頭桿之間的第二桿臂范圍內(nèi)，裝有一個(gè)鎖定點(diǎn)，其中該觸頭桿由一個(gè)第一彈簧鎖定。該第一彈簧使觸頭桿受到一個(gè)圍繞操作柄的支點(diǎn)的力矩，從而產(chǎn)生所需的觸頭壓力。
本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例中，可將一根閉鎖桿整體模制到該觸頭桿上，并具有彈性。
這根整體模制在觸頭桿上的閉鎖桿與觸頭桿一起動(dòng)作，因?yàn)檫@兩根桿相互形成一個(gè)鎖定點(diǎn)，這些特征體現(xiàn)在權(quán)利要求3中。
此外，還有一根第二彈簧，用于產(chǎn)生一個(gè)反向轉(zhuǎn)矩，第一彈簧的轉(zhuǎn)矩在合閘位置時(shí)大于第二彈簧的轉(zhuǎn)矩，而在分閘位置時(shí)小于第二彈簧的轉(zhuǎn)矩。
本發(fā)明的一個(gè)推薦實(shí)施例中，第二彈簧作用力的方向是這樣調(diào)整的，它使觸頭桿和操作柄處于斷閘位置。
根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。所制成的斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)僅具有四個(gè)部件，也就是說，操作柄，觸頭桿及第一和第二彈簧。在鎖定狀態(tài)，第一彈簧始終作用在斷路器合閘方向，而第二彈簧是這樣校準(zhǔn)，并且以一定角度作用在操作柄上，即與彈簧力相比較，作用于斷閘方向的分力較小。當(dāng)該觸頭桿移動(dòng)到斷閘位置，第二彈簧作用力的方向隨著處于第二桿臂和觸頭桿間的樞軸點(diǎn)的移動(dòng)而改變，從而使作用到操作柄上的力或力矩明顯大于從第一彈簧產(chǎn)生的力矩。
由于第二彈簧的一側(cè)在開關(guān)裝置中是固定的，而另一側(cè)在操作柄上可樞轉(zhuǎn)，則第二彈簧的支點(diǎn)在該操作柄上交換位置，而固定支點(diǎn)保持固定，從而改變了它和第二彈簧的固定支點(diǎn)和操作柄的支點(diǎn)連線間的角度;該角度在合閘位置時(shí)很小，但在分閘位置則明顯變大了。
本發(fā)明的進(jìn)一步完善和改進(jìn)進(jìn)一步體現(xiàn)在從屬權(quán)利要求的主題中。
下面參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明和其完善及改進(jìn)。特別是照?qǐng)D講解本發(fā)明的操動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)施例和本發(fā)明的兩個(gè)改進(jìn)方案。附圖為


圖1表示處于合閘位置的操作機(jī)構(gòu)，圖2表示處于分閘位置的操作機(jī)構(gòu)，圖3表示在跳閘位置的操作機(jī)構(gòu)，圖4表示在所謂自動(dòng)斷路位置的操作機(jī)構(gòu)，圖5表示本發(fā)明機(jī)構(gòu)的特有的改進(jìn)，和圖6表示觸頭桿的側(cè)視圖。
為說明斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)方便起見，在圖1至4中只用線條代表?xiàng)U件，該操動(dòng)機(jī)構(gòu)的操作柄10制成鉸鏈?zhǔn)綏U，并圍繞固定支點(diǎn)11旋轉(zhuǎn)支撐，鉸鏈?zhǔn)綏U10的第一桿臂12形成一操作手柄，通過這一手柄可完成自動(dòng)開關(guān)的手動(dòng)合及分閘操作。操作柄10還具有一第二桿臂13，這兩根桿臂12和13相互間構(gòu)成一個(gè)鈍角。第二桿臂13的長(zhǎng)度約為第一桿臂12的兩倍。
在距第二桿臂13的自由端距離為d之處，裝有一個(gè)樞點(diǎn)14，在該點(diǎn)上旋轉(zhuǎn)樞接有一根觸頭桿15。該距離d大約為第二桿臂13的長(zhǎng)度1的1/5。觸頭支桿圍繞著在桿臂13上的接點(diǎn)14的中心樞轉(zhuǎn)，在觸頭桿遠(yuǎn)離支點(diǎn)11的一端帶有一個(gè)觸頭元件16(圖中僅示意出)，該觸頭元件用作動(dòng)觸點(diǎn)，用以與一個(gè)圖中未示出的固定觸點(diǎn)共同作用。在觸頭桿的朝向支點(diǎn)11的內(nèi)端17上，大致垂直于桿臂13裝有一個(gè)凸塊18，這個(gè)凸塊18如圖1所示與桿臂13交叉，它們?cè)诒诚蚨它c(diǎn)17的自由端處相互作用，凸塊上帶有一個(gè)與桿臂13相連接的鎖定桿19。這個(gè)鎖定桿整體地彈性模制在桿臂13上。
桿臂13的自由端由一根壓簧20咬合，圖中只用箭頭表示，桿臂的另一端以固定的方式咬接在一個(gè)筘位點(diǎn)21上。端點(diǎn)17由另一彈簧22咬合，該臂的另一端也以一種固定的方式鉤在一個(gè)樞點(diǎn)23上。
如上所述，兩根桿臂12和13相互構(gòu)成一個(gè)鈍角，這里用符號(hào)α2表示。彈簧20的力的方向與連接軸11和14的連線間構(gòu)成一個(gè)角α1，觸頭桿15與連接軸11和14的連線構(gòu)成角α3，角度α1和α3圍繞著共軸14，處在連接軸11和14的連線范圍內(nèi)。彈簧22的樞點(diǎn)23布置在連接軸11和14的連接線的接觸點(diǎn)一側(cè)，或者是動(dòng)觸點(diǎn)及靜觸點(diǎn)一側(cè)，彈簧22的作用力方向與該觸頭桿15構(gòu)成了一個(gè)銳角α4。
例如當(dāng)由于圖中未詳述的電磁系統(tǒng)的原因使自動(dòng)開關(guān)跳閘時(shí)，彈性鎖定桿19運(yùn)動(dòng)并離開凸起物18和彈簧22，該彈簧指定為第一彈簧，拉動(dòng)觸頭桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)到操作柄10的位置，如圖中箭頭F1所示方向，而此時(shí)彈簧20的作用力方向保持不變，仍處于圖3所示的位置。圖4表示這樣的位置，即觸頭桿15處于分閘位置，并且彈簧22的作用力方向是這樣的，使彈簧20的分力趨向于推動(dòng)操作柄逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，于是操作柄10轉(zhuǎn)動(dòng)到圖2所示的分閘位置。在執(zhí)行這一過程期間，該鎖定點(diǎn)在桿19和凸塊18之間實(shí)現(xiàn)鎖定。
圖3示出了所謂自動(dòng)跳閘位置I。在這個(gè)位置，操作手柄12和操作柄10是固緊的，鎖定點(diǎn)受到一個(gè)用箭頭F2代表的非鎖定力的作用是非鎖定的。如上所述，彈簧22的力產(chǎn)生一個(gè)圍繞樞軸14的轉(zhuǎn)矩，從而產(chǎn)生斷開觸點(diǎn)的力F1。如果操作手柄12繼續(xù)固緊，動(dòng)觸頭桿15如圖4所示旋轉(zhuǎn)直到抵住固定支點(diǎn)24上而停止?；谥苿?dòng)點(diǎn)24和旋轉(zhuǎn)點(diǎn)14的連線，樞轉(zhuǎn)點(diǎn)23可如下布置，彈簧22的力在觸頭桿上實(shí)質(zhì)上變?yōu)榱悖⑶耶?dāng)操作手柄12繼而釋放時(shí)，彈簧20將操作柄10旋到如圖2所示的分閘位置。當(dāng)操作手柄12被固緊時(shí)，圖4為所謂的自動(dòng)跳閘位置Ⅱ。這時(shí)已達(dá)到跳閘位置，因?yàn)閺椈闪?1使斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到分閘位置，并保持在靜止位置。
為了使斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)合閘，將操作手柄12順時(shí)針圍繞旋轉(zhuǎn)軸11旋轉(zhuǎn)，直到動(dòng)觸頭元件16與定觸頭元件靠緊為止，圖1用箭頭F3大致性地表示出上述合閘情況。
圖5示出一個(gè)開關(guān)殼體50的視圖，在該視圖下部區(qū)域中，殼體50的底部有一個(gè)凹部51，其上帶有一個(gè)固定鼻狀物52和一個(gè)活動(dòng)鼻狀物53，通過對(duì)鼻狀物可使該開關(guān)殼體瞬間關(guān)合到一個(gè)端帽橫梁上。殼體50帶有連接端子54和55，其中連接端子54(圖左側(cè))通過連接導(dǎo)體56連接到定觸頭元件57上，該定觸頭元件57與裝在觸頭桿59上的一個(gè)動(dòng)觸頭元件58相配合作用。
在殼體50內(nèi)部，在軸61上旋轉(zhuǎn)安裝有一個(gè)操作柄60，它是鉸接式連桿，其上具有用作操作手柄的第一桿臂62和第二桿臂63，觸頭桿59也是一種鉸鏈接合桿，它通過軸承64安裝在第二桿臂63的自由端上。在觸頭桿59的非動(dòng)觸頭件58端上整體地固裝有一個(gè)鼻狀物65。在開關(guān)桿60上，大約在軸61附近，整體地安裝有一個(gè)U形臂66，該U形件的開口側(cè)指向軸61。在平行于第二桿臂63延伸的連接板67和腿68之間的交岔處通過一個(gè)凹槽69產(chǎn)生一個(gè)機(jī)械薄弱上，從而使自由支腿68能在其縱向范圍內(nèi)彈動(dòng)。在它的外面，該自由支腿68具有一個(gè)鎖緊端70，它與鼻狀物65共同構(gòu)成一個(gè)鎖定點(diǎn)。帶有支腿68和連接板67的臂66是與圖1至4所示的實(shí)施例中的鎖定桿19相一致的。鼻狀物65是這樣一個(gè)部件，它相當(dāng)于圖1-4實(shí)施例中標(biāo)號(hào)為18的部件。
這里關(guān)于力的作用，彈簧配置和類似機(jī)構(gòu)與圖1-4的情況相同。
圖5的開關(guān)帶有一個(gè)滅弧室71(圖中可看見)，它進(jìn)行過零電流遮斷。此外，圖5的開關(guān)帶有一個(gè)電磁系統(tǒng)72，用于激勵(lì)開關(guān)動(dòng)作，而且開關(guān)中例如臂68沿箭頭V的方向彎曲，從而將鎖定點(diǎn)65/70解鎖。
圖6只示出一個(gè)操作柄80。通過軸81將該操作柄旋轉(zhuǎn)支承在殼體50內(nèi)，軸81是與軸61相對(duì)應(yīng)的。這個(gè)操作柄80也是鉸接式桿，它具有用作操作手柄的第一桿臂82和第二桿臂83，后者為自返式形狀，并且在它的自由端上裝有軸承84，其上可以裝配一根觸頭桿(圖中未示出)，該桿是與觸頭桿59相對(duì)應(yīng)的。在操作柄80上還具有整塊模制的大致為V形的部件85，它類似于操作柄60，該整體模件85通過一個(gè)臂86接合到該操作柄80上，它的另一支腿87朝向第二桿臂83。在第二臂87的外側(cè)。帶有一個(gè)凸起88，它與鎖緊端頭70相類似，可與一個(gè)類似于觸頭桿59的鼻狀物65的鼻狀端頭相嚙合。圖5和6實(shí)施例間的主要區(qū)別為，整體模塊85安裝在操作柄80的另一側(cè)，而不是一個(gè)臂66位于該操作柄60上。
第一桿臂62，82分別與圖1的第一桿臂12相對(duì)應(yīng)，第二桿臂63和83分別與第二桿臂13相對(duì)應(yīng)，支點(diǎn)64和84分別與支點(diǎn)14對(duì)應(yīng)，而觸頭桿59對(duì)應(yīng)于觸頭桿15。
本發(fā)明并不局限于在上述說明中描述的具體實(shí)施例，不言而喻，本發(fā)明構(gòu)思可由許多實(shí)例和完善方案實(shí)現(xiàn)，特別是，它可用于各種有鎖定的電開關(guān)，例如用于配電斷路器、漏電斷路器，電動(dòng)機(jī)保護(hù)用斷路器或電氣開關(guān)。
權(quán)利要求
1.電開關(guān)，特別是電力斷路器，包括一個(gè)操作機(jī)構(gòu)，帶有一個(gè)旋轉(zhuǎn)支撐的操作柄，它制成鉸鏈接合式桿，操作柄的第一桿臂(12)用作操作手柄，并且在它的第二桿臂(13)上的自由端附近的接合點(diǎn)(14)上旋轉(zhuǎn)安裝著觸頭桿，這個(gè)接合點(diǎn)與操作機(jī)構(gòu)相連接，該操作機(jī)構(gòu)還包括一個(gè)鎖定點(diǎn)和一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的觸頭桿(15)，其特征在于，位于第二桿臂(13)的區(qū)域內(nèi)的操作柄(10)和觸頭桿(15)之間的位置，形成有一鎖定點(diǎn)(18、19)，在該點(diǎn)內(nèi)觸頭桿(15)由第一彈簧(22)閉鎖住，第一彈簧(22)在圍繞操作柄的支點(diǎn)(11)的觸頭桿上施加一個(gè)轉(zhuǎn)矩，從而產(chǎn)生接觸力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的開關(guān)，其特征在于，其中的鎖定點(diǎn)(18、19)是一根整體模制在觸頭桿(15)上的鎖定桿(19)，并且該桿具有彈性。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的開關(guān)，其特征在于，該鎖定桿(19)與一個(gè)在觸頭桿(15)上的鼻狀物共同作用構(gòu)成所述鎖定點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求之一的開關(guān)，其特征在于，第一彈簧(22)施加一個(gè)轉(zhuǎn)矩在操作柄(10)上，使觸頭桿(15)圍繞該操作柄的旋轉(zhuǎn)軸(11)朝合閘方向移動(dòng)，第二彈簧(20)朝相反方向施加一個(gè)轉(zhuǎn)矩，其中第一彈簧(22)的轉(zhuǎn)矩在合閘位置時(shí)大于第二彈簧(20)的轉(zhuǎn)矩，而在分閘位置時(shí)反之。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的開關(guān)，其特征在于，第二彈簧(20)加載于第二桿臂(13)的自由端，方向大約為連接操作柄(10)的旋轉(zhuǎn)軸(11)和接點(diǎn)(14)的連線方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一的開關(guān)，其特征在于，第二彈簧(20)在分閘操作后維持觸頭桿和操作柄在分閘位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的開關(guān)，其特征在于，在合閘位置，第二彈簧(20)的力的方向沿著背向平面觸點(diǎn)側(cè)延伸，該平面跨在操作柄(10)的旋轉(zhuǎn)軸(11)和接點(diǎn)(14)構(gòu)成的拉線空間上。
8.根據(jù)權(quán)利要求5和6之一的開關(guān)，其特征在于，在合閘位置，第二彈簧(20)所用力的方向僅偏離連接操作柄(11)的旋轉(zhuǎn)軸和彈簧(20)的固定樞點(diǎn)的連線一個(gè)小角度(α1)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的開關(guān)，其特征在于，彈簧(20)作用力的方向在操作柄旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到分閘位置期間增大。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的開關(guān)，其特征在于，彈簧(22)作用力的方向大致沿垂直于在合閘位置的觸頭桿延伸。
全文摘要
一種自動(dòng)開關(guān)帶有一操作機(jī)構(gòu)，包括—旋轉(zhuǎn)支撐的操作柄(10)，一個(gè)鎖定點(diǎn)(18、19)，和一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的觸頭桿(15)，為減少各組件的數(shù)量，將該操作柄制成鉸鏈接合式桿，它的第一桿臂(12)用作操作手柄，觸頭桿旋轉(zhuǎn)支撐在一個(gè)接點(diǎn)(14)上，該接點(diǎn)處于第二桿臂(13)的自由端附近的第二桿臂上。在操作柄和觸頭桿之間，在第二桿臂范圍內(nèi)，裝有一個(gè)鎖定點(diǎn)，在該鎖定點(diǎn)中利用第一彈簧(22)將觸頭桿鎖緊，第一彈簧在圍繞操作柄的支點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的觸頭桿上施加一個(gè)轉(zhuǎn)矩，從而產(chǎn)生所需的接觸力。
文檔編號(hào)H01H71/10GK1105148SQ9312174
公開日1995年7月12日 申請(qǐng)日期1993年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月31日
發(fā)明者R·康默特, K·P·艾帕 申請(qǐng)人:Abb.專利有限公司