專利名稱：電開(kāi)關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電開(kāi)關(guān)裝置，它包括一個(gè)其上安裝有一對(duì)活動(dòng)觸頭的活動(dòng)的接觸元件；一對(duì)固定的接觸元件，在這對(duì)元件上分別固定安裝有固定觸頭；一個(gè)一次電磁傳動(dòng)裝置，它包括一個(gè)固定鐵心、一個(gè)活動(dòng)鐵心和一個(gè)線圈，線圈與固定觸頭中的一個(gè)串聯(lián)連接；一個(gè)二次電磁傳動(dòng)裝置，它包括一個(gè)磁軛、一個(gè)電樞和一個(gè)繞組，通過(guò)一個(gè)傳動(dòng)環(huán)節(jié)接通或切斷負(fù)載電流。
這樣一類開(kāi)關(guān)裝置在德國(guó)專利文獻(xiàn)DE 41 04 533 C2中也已公開(kāi)。開(kāi)關(guān)上設(shè)置的是一個(gè)所謂的n式觸發(fā)器作為輔助磁系統(tǒng)，在它的電樞上固定安裝著一根推桿，當(dāng)出現(xiàn)過(guò)電流時(shí)，推桿撞擊觸頭。由此，可以防止觸頭因過(guò)電流而產(chǎn)生熔接，當(dāng)出現(xiàn)過(guò)電流時(shí)，因電流引起形成電弧，觸點(diǎn)或多或少被分開(kāi)。推桿穿入管狀結(jié)構(gòu)的接觸橋形接片支架的圓柱體空腔中，它通過(guò)一受主磁系統(tǒng)作用的杠桿而被操縱，以接通和切斷負(fù)載電流。在此，輔助磁系統(tǒng)位于接觸裝置的下方，使得推桿的軸線與接觸橋形接片支架的縱向中心軸在一條直線上。主磁系統(tǒng)位于輔助磁系統(tǒng)的旁邊，就是說(shuō)，它被安置在接觸橋形接片支架縱向中心軸的一側(cè)。
專利公開(kāi)號(hào)為DE-OS 28 48 287的專利公開(kāi)了一種磁性開(kāi)關(guān)，在這個(gè)開(kāi)關(guān)上，用于接通和切斷負(fù)載電流回路的觸頭在出現(xiàn)過(guò)電流時(shí)能被快速斷開(kāi)。這種磁性開(kāi)關(guān)是一個(gè)對(duì)過(guò)電流敏感的裝置，其具有一導(dǎo)通負(fù)載電流的線圈和一個(gè)安裝著撞針的磁性鐵心。一電磁鐵通過(guò)觸頭接通和切斷負(fù)載電流，為此它的電樞經(jīng)由一磁力存儲(chǔ)器與一個(gè)縱向運(yùn)動(dòng)的傳送機(jī)構(gòu)聯(lián)接，這樣，在電磁鐵勵(lì)磁期間，該傳送機(jī)構(gòu)執(zhí)行一縱向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，那個(gè)固定安裝在一個(gè)活動(dòng)觸橋上的活動(dòng)觸頭便從固定觸頭上抬起。當(dāng)出現(xiàn)過(guò)電流時(shí)，磁性開(kāi)關(guān)的電樞作用于彈力存儲(chǔ)器，致使彈簧力以沖擊的方式加速傳送機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)，并把兩個(gè)觸頭彼此拉開(kāi)，以避免熔接。電磁鐵的能量傳遞也可通過(guò)一根在由磁性開(kāi)關(guān)控制的傳動(dòng)裝置中運(yùn)行的推桿來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的目的在于改善上述類型的開(kāi)關(guān)裝置，通過(guò)避免與過(guò)電流有關(guān)的電弧來(lái)排除觸點(diǎn)的熔接。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)，即將傳動(dòng)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)成具有機(jī)架窗口的接觸橋形接片支架，可活動(dòng)的接觸元件可容納在機(jī)架窗口內(nèi)，接觸橋形接片支架無(wú)需杠桿式中間連接就可與電樞耦合；使一次傳動(dòng)裝置的活動(dòng)鐵心固定在接觸橋形接片支架上，并向這個(gè)活動(dòng)鐵心施加與負(fù)載電流成正比的力，該力經(jīng)由接觸橋形接片支架閉合住兩個(gè)觸頭。
本發(fā)明的有利的改進(jìn)結(jié)構(gòu)在于，把一次傳動(dòng)裝置與二次傳動(dòng)裝置彼此同軸地排列布置，使之具有一條共同的力作用線，該作用線與接觸橋形接片支架的對(duì)稱軸在一條直線上。這樣帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)是只有縱向力在起作用，而且能夠無(wú)損耗地全部發(fā)揮出來(lái)，也就是說(shuō)，可避免比如在轉(zhuǎn)向杠桿部件上通常產(chǎn)生的那種摩擦損耗。
如果接觸橋形接片支架包括兩個(gè)能在一個(gè)方向上彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件，那么就有可能做到當(dāng)二次傳動(dòng)裝置的磁路處于封閉狀況時(shí)，由于一次傳動(dòng)裝置的力作用，接觸橋形接片支架能夠縮短，從而提高活動(dòng)觸頭向固定觸頭上施加的壓力。
比較有利的是，觸點(diǎn)支架的部件是一個(gè)固定在第二傳動(dòng)裝置的電樞上的觸點(diǎn)支架板和一個(gè)通過(guò)一彈簧與此觸點(diǎn)支架板耦合的觸頭支承拱頂。前述的接觸橋形接片支架的縮短可以這種方式和方法簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)。
進(jìn)一步被證明有利的是，觸頭支承拱頂具有一個(gè)機(jī)架窗口，其中，可活動(dòng)的接觸元件通過(guò)一個(gè)接觸彈簧向固定觸頭方向預(yù)加應(yīng)力，此外還應(yīng)設(shè)置一塊壓板，用于限制彈簧壓縮時(shí)可縮短的彈簧行程。采用這種結(jié)構(gòu)得到的結(jié)果是當(dāng)出現(xiàn)過(guò)電流時(shí)，一次傳動(dòng)裝置的附加力直接經(jīng)過(guò)觸頭支承拱頂和壓板起到使活動(dòng)觸頭向固定觸頭加壓的作用。在此情況下，接觸彈簧的力作用也就不再如同通過(guò)一次傳動(dòng)裝置來(lái)接通那樣具有決定性意義了。
另一個(gè)有利的解決方案在于使接觸橋形接片支架與活動(dòng)鐵心在同一運(yùn)動(dòng)方向上彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)，活動(dòng)鐵心上配置一根推桿，該推桿穿過(guò)接觸橋形接片支架的輪廓，當(dāng)出現(xiàn)過(guò)電流時(shí)，該推桿經(jīng)由接觸元件將兩個(gè)觸頭彼此扯開(kāi)。這種實(shí)施方式可用簡(jiǎn)單的方式得以實(shí)現(xiàn)，它是上述技術(shù)方案的一種變型，上述技術(shù)解決方案是一種采用動(dòng)力學(xué)上的增大接觸壓強(qiáng)來(lái)達(dá)到防止熔接的方法，而這后一種解決方法則是通過(guò)撞擊活動(dòng)的接觸元件來(lái)避免熔接的發(fā)生。
下面借助于附圖所示兩個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，附圖中


圖1所示為處于斷開(kāi)狀態(tài)下的利用動(dòng)力學(xué)上的增大接觸壓強(qiáng)方法防止熔接的電開(kāi)關(guān)裝置；圖2示出圖1所示電開(kāi)關(guān)裝置處于接通狀態(tài)；圖3所示為通過(guò)撞擊接觸橋形接片而達(dá)到避免熔接的電開(kāi)關(guān)裝置。
圖1示出按照第一種實(shí)施形式的電開(kāi)關(guān)裝置1帶有一個(gè)在滅弧室2內(nèi)的接觸裝置3，4，5、一個(gè)控制接觸裝置的主磁系統(tǒng)16和一個(gè)位于接觸裝置3，4，5與主磁系統(tǒng)16之間的輔助磁系統(tǒng)22，23，24。主磁系統(tǒng)16和輔助磁系統(tǒng)22，23，24設(shè)計(jì)成電磁傳動(dòng)裝置。比較有利的是，輔助磁系統(tǒng)設(shè)置在主磁系統(tǒng)16的力的作用線內(nèi)，這樣與現(xiàn)有的以轉(zhuǎn)向杠桿工作的方式不同，這兩個(gè)磁系統(tǒng)能在無(wú)需轉(zhuǎn)向杠桿進(jìn)行中間連接的情況下毫不延遲地發(fā)揮它們的作用。此外，放棄使用轉(zhuǎn)向杠桿還意味著可實(shí)現(xiàn)通常力求達(dá)到的減少構(gòu)件的目的。
圖1示出用于一個(gè)相位的系統(tǒng)。對(duì)于其他相位，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本上相同，所以關(guān)于這個(gè)相位的說(shuō)明對(duì)其他相位也適用。
接觸裝置3，4，5包括一個(gè)活動(dòng)的接觸橋形接片3，作為活動(dòng)的接觸元件在其彼此相對(duì)的兩端分別有一個(gè)活動(dòng)觸頭4。該活動(dòng)觸頭4被安設(shè)在一對(duì)固定觸頭5的相對(duì)側(cè)。固定觸頭5總是與一個(gè)固定安裝在上半部殼體8內(nèi)的殼體凸緣7上的接觸元件6相聯(lián)接。
接觸橋形接片3插在一個(gè)設(shè)計(jì)為兩部分的棒狀的接觸橋形接片支架的機(jī)架窗口9內(nèi)，接觸橋形接片支架基本上由一個(gè)觸頭支承拱頂10和一個(gè)觸頭支承板11組成。該觸頭支承拱頂10在圖1中的上部通過(guò)一個(gè)作為主要接觸彈簧的螺旋彈簧12得以固定。在此，圖1中的處于一個(gè)導(dǎo)向裝置13之內(nèi)的觸頭支承拱頂10和接觸橋形接片3由于螺旋彈簧12的作用而被向下預(yù)加應(yīng)力。在以成組方式排列的用一種磁性金屬材料制成的滅弧板14中的一對(duì)被彼此相對(duì)地置于接觸橋形接片3的兩側(cè)，用以熄滅在活動(dòng)觸頭4與固定觸頭5之間由于觸頭分離而出現(xiàn)的電弧。
輔助磁系統(tǒng)包括一個(gè)由兩個(gè)U形鐵片22構(gòu)成的固定鐵心、一個(gè)線圈23和一個(gè)作為活動(dòng)鐵心的電樞24。
按照?qǐng)D1，作為驅(qū)動(dòng)與操作機(jī)構(gòu)的主磁系統(tǒng)16位于下半部殼體15之中，它設(shè)計(jì)為電磁鐵，該電磁體基本上包括一個(gè)固定鐵心17、一個(gè)活動(dòng)電樞18及一個(gè)未示出的線圈或繞組，為操縱開(kāi)關(guān)裝置，通過(guò)一控制電路可加載一電流在線圈上。
圖2示出處于接通狀態(tài)，即有電流流過(guò)的本發(fā)明開(kāi)關(guān)裝置1。下面借助圖1和圖2對(duì)開(kāi)關(guān)裝置的作用加以詳細(xì)說(shuō)明。
當(dāng)控制主磁系統(tǒng)16時(shí)，圖1中的電樞18向下方運(yùn)動(dòng)并占據(jù)圖2中所示出的位置。在這一下降運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，接觸橋形接片支架10，11由于耦合也被帶動(dòng)一起向下運(yùn)動(dòng)，其中接觸彈簧12在活動(dòng)觸頭4抵靠在固定觸頭5后幾乎被壓縮一個(gè)彈簧行程，該彈簧行程相當(dāng)于圖1所示處于電流狀態(tài)的開(kāi)關(guān)裝置1中的空氣間隙27。
這里產(chǎn)生一個(gè)問(wèn)題，即隨著負(fù)載電流的增大，使觸頭4，5彼此分開(kāi)的力量在增強(qiáng)。觸頭4，5被分扯開(kāi)會(huì)帶來(lái)不期望的結(jié)果，即產(chǎn)生電弧，隨之導(dǎo)致觸頭4，5的溫度升高，并可能使觸頭4，5之后發(fā)生熔接。隨著總電流路徑中負(fù)載電流的增大，在本開(kāi)關(guān)裝置1中，為解決這一問(wèn)題，就要用輔助磁系統(tǒng)22，23，24來(lái)增強(qiáng)接觸點(diǎn)上的力。這點(diǎn)通過(guò)輔助磁系統(tǒng)的電樞24連同觸頭支承拱頂10往圖1中所示的主磁系統(tǒng)16的方向施加一個(gè)力來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這一過(guò)程中，觸頭支承拱頂10通過(guò)壓塊26直接把接觸橋形接片3向下方壓去，這時(shí)，如上所述，接觸彈簧12已經(jīng)被壓縮了幾乎相當(dāng)于空隙27的距離。這樣帶來(lái)的結(jié)果是當(dāng)因出現(xiàn)過(guò)電流由輔助磁系統(tǒng)22，23，24產(chǎn)生的附加力被直接傳遞到活動(dòng)觸頭4與固定觸頭5之間的接觸部位上，而在正常負(fù)載電流情況時(shí)通過(guò)接觸彈簧12基本上只產(chǎn)生較小的接觸壓力。為了使上面所說(shuō)的輔助磁系統(tǒng)22，23，24的附加力量完全發(fā)揮出來(lái)，觸頭支承拱頂10可以在彈簧21的中間作用下相對(duì)于觸點(diǎn)支承板11移動(dòng)。
與圖1所示實(shí)施形式不同的是，壓塊26也可在觸頭支承拱頂10中機(jī)架窗口9的上邊緣面28上形成，相應(yīng)地螺旋彈簧12突出壓塊26的下端上述空氣間隙27的距離，這樣做在原則上不會(huì)改變它的作用原理。
圖3所示為處于接通狀態(tài)的開(kāi)關(guān)裝置1的第二實(shí)施形式，在很大程度上與圖1和圖2所示開(kāi)關(guān)裝置1的第一實(shí)施形式相一致。就這點(diǎn)而言，對(duì)相同的組成部分這里就不必一一贅述了，對(duì)它們也只標(biāo)上與圖1，圖2中相同的附圖標(biāo)記。
在第二種實(shí)施形式中主要的改動(dòng)之處是接觸橋形接片支架的結(jié)構(gòu)。這種接觸橋形接片支架雖然同樣也由一個(gè)觸點(diǎn)支承板11和一個(gè)帶有為容納接觸彈簧12而設(shè)的機(jī)架窗口9的管狀觸頭支承拱頂10，但卻沒(méi)有壓塊，所述觸頭支承拱頂10與觸頭支承板11彼此相互固定連接，比如用螺栓，或粘合，或焊接。輔助磁系統(tǒng)的電樞24活動(dòng)地支承在觸頭支承拱頂10的圓柱形空腔19內(nèi)，而且其上端安裝有一根推桿29或撞針。當(dāng)因過(guò)電流或短路電流產(chǎn)生觸發(fā)時(shí)，該推桿29或撞針可推入機(jī)架窗口9內(nèi)。圍繞該推桿29的是一個(gè)復(fù)位彈簧30，它的一側(cè)邊支撐在圓柱形空腔19內(nèi)的一凸緣31上，另一側(cè)邊作用在電樞24上。
在第二種實(shí)施形式的技術(shù)解決方案中，通過(guò)在產(chǎn)生過(guò)電流和短路電流時(shí)撞擊活動(dòng)的接觸橋形接片3來(lái)實(shí)現(xiàn)力求達(dá)到的無(wú)熔接。推桿29的作用相應(yīng)在于，由于過(guò)電流作用，推桿29通過(guò)輔助磁系統(tǒng)22，23，24的力作用與電樞24一起向接觸橋形接片加速并向上撞擊接觸橋形接片3，使得兩個(gè)觸頭4，5彼此被扯開(kāi)。同時(shí)，復(fù)位彈簧30被壓縮。根據(jù)復(fù)位彈簧30的強(qiáng)度，可有針對(duì)性地變化利用推桿29的沖擊作用。
在正常狀況下通過(guò)主磁系統(tǒng)16切斷負(fù)載電流，觸頭4，5由此被扯開(kāi)時(shí)所產(chǎn)生的電弧由滅弧板14來(lái)吸收并加以冷卻，并由此在交流電過(guò)零點(diǎn)時(shí)最終熄滅。
當(dāng)出現(xiàn)過(guò)電流時(shí)，觸頭4，5通過(guò)輔助磁系統(tǒng)22，23，24的推桿29同樣被分扯開(kāi)，這樣又再次產(chǎn)生電弧。這些電弧被滅弧板14吸收，使得電弧電阻增大，由此使短路電流隨之受到限制，短路電流隨后被一個(gè)未示出的斷路器或斷路開(kāi)關(guān)切斷。
權(quán)利要求
1.一種電開(kāi)關(guān)裝置(1)，其具有一個(gè)具有一對(duì)活動(dòng)觸頭(4)的活動(dòng)的接觸元件(3)；一對(duì)固定觸頭(5)和一對(duì)固定的接觸元件(6)，該接觸元件上分別固定安裝著固定觸頭(5)；一個(gè)一次電磁傳動(dòng)裝置，它有一個(gè)固定鐵心(22)、一個(gè)活動(dòng)鐵心(24)和一個(gè)線圈(23)，該裝置與固定觸頭(5)的一個(gè)電力串聯(lián)連接；一個(gè)二次電磁傳動(dòng)裝置(16)，它包括一個(gè)磁軛(17)、一個(gè)電樞(18)和一個(gè)線圈繞組，以便通過(guò)一傳動(dòng)環(huán)節(jié)接通或切斷負(fù)載電流，其特征在于所述傳動(dòng)環(huán)節(jié)被設(shè)計(jì)為帶有一個(gè)機(jī)架窗口(9)的接觸橋形接片支架(10，11)，該窗口中容納著活動(dòng)的接觸元件(3)；接觸橋形接片支架(10，11)沒(méi)有中間連接杠桿地耦合在電樞(18)上；一次傳動(dòng)裝置的活動(dòng)鐵心(24)固定地安裝在接觸橋形接片支架(10，11)上；在該活動(dòng)鐵心(24)上作用著一個(gè)與線圈(23)中電流成正比的力，該力通過(guò)接觸橋形接片支架(10，11)使觸頭(4，5)閉合住。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電開(kāi)關(guān)裝置，其特征在于一次電磁傳動(dòng)裝置(22，23，24)與二次電磁傳動(dòng)裝置(16)彼此間同軸設(shè)置，并具有共同的力作用線，這條作用線與接觸橋形接片支架(10，11)的對(duì)稱軸對(duì)齊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電開(kāi)關(guān)裝置，其特征在于所述接觸橋形接片支架包括兩個(gè)部件(10，11)，它們能在一個(gè)方向上彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電開(kāi)關(guān)裝置，其特征在于接觸橋形接片支架的兩部件是一個(gè)固定安裝在二次傳動(dòng)裝置(16)的電樞(18)上的觸頭支承板(11)和一個(gè)通過(guò)一彈簧(21)與該板相耦合的觸頭支承拱頂(10)。
5.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電開(kāi)關(guān)裝置，其特征在于所述觸頭支承拱頂(10)上帶有機(jī)架窗口(9)，在該窗口中，活動(dòng)的接觸元件(3)通過(guò)一個(gè)接觸彈簧(12)向固定觸頭(5)的方向預(yù)加應(yīng)力；而且設(shè)有一壓塊(26)，用于限制接觸彈簧(12)在受壓縮時(shí)可縮短的彈簧行程。
6.一種電開(kāi)關(guān)裝置(1)，其具有一個(gè)具有一對(duì)活動(dòng)觸頭(4)的活動(dòng)的接觸元件(3)；一對(duì)固定觸頭(5)和一對(duì)固定的接觸元件(6)，在該接觸元件上分別固定安裝著固定觸頭(5)；一個(gè)一次電磁傳動(dòng)裝置，它有一個(gè)固定鐵心(22)、一個(gè)活動(dòng)鐵心(24)和一個(gè)線圈(23)，該裝置與固定觸頭(5)中的一個(gè)電力串聯(lián)連接；一個(gè)二次電磁傳動(dòng)裝置(16)，它包括一個(gè)磁軛(17)、一個(gè)電樞(18)和一個(gè)線圈繞組，以便通過(guò)一傳動(dòng)環(huán)節(jié)接通或切斷負(fù)載電流，其特征在于所述傳動(dòng)環(huán)節(jié)被設(shè)計(jì)為帶有一個(gè)機(jī)架窗口(9)的接觸橋形接片支架(10，11)，該窗口中容納著可活動(dòng)的接觸元件(3)；該接觸橋形接片支架(10，11)沒(méi)有中間連接杠桿地耦合在電樞(18)上；一次傳動(dòng)裝置的活動(dòng)鐵心(24)與接觸橋形接片支架(10，11)相互間可相對(duì)移動(dòng)；活動(dòng)鐵心(24)上配置有一根推桿(29)，它穿過(guò)接觸橋形接片支架(10，11)并在產(chǎn)生過(guò)電流時(shí)，通過(guò)接觸元件(3)把兩個(gè)觸頭(4，5)相互扯開(kāi)。
全文摘要
一種電開(kāi)關(guān)裝置,為避免該電開(kāi)關(guān)裝置(1)上的活動(dòng)觸頭(4)與固定觸頭(5)之間發(fā)生熔接,在總電流路徑中設(shè)置輔助磁系統(tǒng)(22,23,24)以產(chǎn)生與勵(lì)磁電流相匹配的接觸壓力,從而當(dāng)出現(xiàn)過(guò)電流和短路電流時(shí)不至在觸頭(4,5)之間產(chǎn)生電弧。為此,輔助磁系統(tǒng)的活動(dòng)鐵心(24)與接觸橋形接片支架(10,11)相聯(lián)接,通過(guò)它們接通或斷開(kāi)觸頭(4,5)。
文檔編號(hào)H01H73/36GK1207201SQ97191628
公開(kāi)日1999年2月3日 申請(qǐng)日期1997年1月9日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月22日
發(fā)明者馬庫(kù)斯·邁耶, 巴杜·科普曼 申請(qǐng)人:西門子公司