專利名稱：用于交流低壓電氣設(shè)備的斷電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于交流低壓電氣設(shè)備的斷電裝置，該裝置具有至少兩相導(dǎo)線并具備或不具備中性導(dǎo)線，包括每一相線的一斷電組件和一控制組件，控制組件具有執(zhí)行所述斷電組件功能的機(jī)構(gòu)，每一斷電組件包括至少一個(gè)與一固定觸點(diǎn)相連接的進(jìn)線端子，一個(gè)與一固定觸點(diǎn)相連接的出線端子，另外兩固定觸點(diǎn)之間有一電橋或一熔斷器與它們相連接并與其它兩固定觸點(diǎn)一起形成兩對(duì)固定觸點(diǎn)，以及兩個(gè)活動(dòng)觸點(diǎn)分別與其中一對(duì)固定觸點(diǎn)連接并處于一接通位置和一斷開(kāi)位置，控制組件包括至少一個(gè)與一操作手柄相耦聯(lián)的控制軸，該軸橫穿所述斷電組件并具有至少一個(gè)凸輪與至少一個(gè)移動(dòng)件相耦習(xí)，以使一與所述移動(dòng)觸點(diǎn)耦合的移動(dòng)裝置從一稱為接通位置的第一穩(wěn)定位置平移到一稱為斷開(kāi)位置的第二穩(wěn)定位置。
該種一般被稱為開(kāi)關(guān)、帶熔絲的開(kāi)關(guān)或換向開(kāi)關(guān)的斷電裝置是用來(lái)為電器設(shè)備分配能量或控制交流低壓(如380V)的工業(yè)設(shè)備、電流強(qiáng)度可從幾十安培到幾千安培。該種被稱為雙斷電的斷電裝置包括每極兩個(gè)移動(dòng)觸點(diǎn)或斷電組件。移動(dòng)觸點(diǎn)經(jīng)常是由一在兩穩(wěn)定位置之間作純平移的直條構(gòu)成，同一對(duì)上的固定觸點(diǎn)位于平行于所述移動(dòng)觸點(diǎn)的同一平面內(nèi)。移動(dòng)觸點(diǎn)的平移運(yùn)動(dòng)通常是通過(guò)一凸輪實(shí)現(xiàn)的，該凸輪的中心軸與斷電組件的控制部分相連接。凸輪可基本呈橢圓形，在其截面上有導(dǎo)向軌跡。在此情況下，每一移動(dòng)觸點(diǎn)與一移動(dòng)件相連，移動(dòng)件具有一控制軸，通過(guò)一彈簧使控制軸與橢圓形凸輪截面相聯(lián)系。由控制軸的轉(zhuǎn)動(dòng)所造成的凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)引起移動(dòng)件的徑向平移，這種平移同時(shí)又傳遞給相應(yīng)的移動(dòng)觸點(diǎn)。凸輪的準(zhǔn)橢圓形對(duì)于實(shí)現(xiàn)突然斷開(kāi)以及優(yōu)化操作是很有利的。凸輪也可呈圓形并在其上的偏心點(diǎn)上裝有移動(dòng)件，形成連桿輪系統(tǒng)。同樣，這種凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致移動(dòng)件的徑向平移，這種平移被傳遞到相應(yīng)的移動(dòng)觸點(diǎn)上。
如上所簡(jiǎn)述的已知斷電裝置有不少不足之處。當(dāng)移動(dòng)觸點(diǎn)作純平移時(shí)，在接通和斷開(kāi)過(guò)程中，移動(dòng)觸點(diǎn)和固定觸點(diǎn)之間不存在摩擦力，這樣接觸表面說(shuō)不存在自動(dòng)清潔過(guò)程，這對(duì)電接觸的質(zhì)量是不利的。尤其是，隨著操作次數(shù)的增加和靜、動(dòng)觸點(diǎn)間產(chǎn)生電弧次數(shù)的增加，接觸不良的可能性也會(huì)增加。接觸質(zhì)量的下降使接觸表面和裝置發(fā)熱，根據(jù)焦耳效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致電損耗，并且會(huì)降低接觸次數(shù)和裝置的使用壽命。另一方面，在傳統(tǒng)的裝置中，部件的數(shù)量相對(duì)較為重要。尤其是，為構(gòu)成完全的回路，在進(jìn)線端子和出線端子之間必須配置許多中間導(dǎo)電部件，這些部件通常是用銅作原料的，斷電組件的成本相對(duì)較高。另外，施加于移動(dòng)觸點(diǎn)上的力與由連接于控制軸的凸輪施加的力相對(duì)應(yīng)，而控制軸本身又與操作手柄相連接。不過(guò)，由于每一可移動(dòng)直線觸點(diǎn)與布置在同一平面內(nèi)的兩個(gè)固定觸點(diǎn)相協(xié)作，每一固定觸點(diǎn)上的力只對(duì)應(yīng)一半來(lái)自凸輪的力，這就意味著欲增加接觸力就要增加操作手柄上的力，這與為接通而開(kāi)展的研究目標(biāo)是相反的。另外，在傳統(tǒng)斷電裝置中，移動(dòng)觸點(diǎn)在接通和斷開(kāi)時(shí)的速度和距離根據(jù)時(shí)間是相等的，這不利于根據(jù)不同的穩(wěn)定位置優(yōu)化物理?xiàng)l件，事實(shí)上，在接通時(shí)，人們?cè)噲D以盡可能小的操作力和盡可能快的速度完成操作；相反，在斷開(kāi)時(shí)，人們?cè)噲D以突然的斷開(kāi)來(lái)最大限度地避免出現(xiàn)電弧，并且以三倍的操作力取得一種好的穩(wěn)定性，根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)通常稱為3F力。
一些出版物描述了在接通時(shí)能在固定觸點(diǎn)和移動(dòng)觸點(diǎn)之間產(chǎn)生一種摩擦力的斷電裝置。尤其是如出版物EP-A-252285，EP-A-105817和CH-A-352024所描述的。然而，沒(méi)有一種特定觸點(diǎn)裝置能增加觸點(diǎn)之間的接觸力，也沒(méi)有一種移動(dòng)觸點(diǎn)的不同的軌跡可以在接通和斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生不同的接觸力，以優(yōu)化執(zhí)行功能的條件。
在出版物EP-A-252285中，介紹了一種限于弱電的(低于32A)的家用斷路器，這是一個(gè)單一的斷電組件，而不是一種工業(yè)用的斷路器，由多個(gè)斷電組件構(gòu)成。另外，設(shè)在固定觸點(diǎn)和移動(dòng)觸點(diǎn)上的接觸表面是共面的。這就是斷路器的操縱桿和移動(dòng)觸點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu)，移動(dòng)觸點(diǎn)在兩個(gè)觸點(diǎn)之間產(chǎn)生摩擦運(yùn)動(dòng)。
在出版物EP-A-105817中，介紹了一種限于電流范圍為25-32A的多層斷路器，其中的凸輪機(jī)構(gòu)特別地設(shè)計(jì)成至少有一個(gè)輔助凸輪能保證觸點(diǎn)自動(dòng)清潔，該輔助凸輪通過(guò)固定觸點(diǎn)上的摩擦來(lái)控制一將移動(dòng)觸點(diǎn)位移的拖板。固定觸點(diǎn)和移動(dòng)觸點(diǎn)上的諸接觸表面同樣是共面的。
在出版物CH-A-352024中，介紹了一種具有兩個(gè)移動(dòng)觸點(diǎn)的斷路器，其接觸表面同樣是共面的，并由一中心旋轉(zhuǎn)凸輪控制。移動(dòng)觸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)具有20-30°的接近角，由此在接觸過(guò)程中產(chǎn)生一種壓力和摩擦以自動(dòng)清潔接觸面。
本發(fā)明的目的在于克服上述不方便，并提供一種具有新穎固定和移動(dòng)觸點(diǎn)幾何形狀的斷電裝置，這種新穎幾何形狀有利于自動(dòng)清潔接觸表面，并且尤其有利于通過(guò)凸輪施加相同的力就可以增大接觸力。另外，所提供的斷電裝置配備了新穎的凸輪，該凸輪能根據(jù)接通和斷開(kāi)的不同特點(diǎn)來(lái)最大限度地優(yōu)化運(yùn)轉(zhuǎn)條件。
該目的通過(guò)一種如前所述的斷電裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，該裝置具有的特征是每一移動(dòng)觸點(diǎn)包括位于兩個(gè)基本垂直的平面內(nèi)的兩個(gè)接觸表面，同一對(duì)固定觸點(diǎn)以這樣一種方式位于基本垂直的平面內(nèi)，當(dāng)處于接通位置時(shí)，各自的接觸表面位于面對(duì)所述移動(dòng)觸點(diǎn)的接觸表面上，每一移動(dòng)觸點(diǎn)按照基本垂直于經(jīng)過(guò)該兩個(gè)接觸表面的直線的方向相對(duì)于控制軸作徑向平移。
在一較佳實(shí)施例中，每一可移動(dòng)接觸點(diǎn)包括兩個(gè)端部分支，介于兩端部分支之間有一中間分支，每一端部分支相對(duì)于所述中間分支成大約45°角，接觸表面位于兩個(gè)端部分支上。
移動(dòng)件最好由一個(gè)基本為矩形的橫向延伸于所述斷電組件的框架組成，所述框架位于一基本上平行于所述控制軸的傾斜平面內(nèi)。
所述框架可以至少由兩個(gè)平行壁組成，該兩壁相對(duì)于控制軸徑向定向，其布置便于沿著在所述裝置的箱體內(nèi)所設(shè)置的兩個(gè)對(duì)應(yīng)壁滑動(dòng)，從而以平移運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引所述框架。
在所述較佳實(shí)例中，對(duì)每一對(duì)應(yīng)的移動(dòng)觸點(diǎn)，框架包括一基本垂直于控制軸取向的窗和一位于窗內(nèi)的回位彈簧，以便使所述移動(dòng)觸點(diǎn)壓緊固定觸點(diǎn)。
框架同樣還包括至少一個(gè)槽以容納所述凸輪，至少所述槽的壁包括一基本平行于控制軸的傳動(dòng)銷并且與所述凸輪內(nèi)設(shè)置的至少一個(gè)軌道相嚙合。
在一種較佳實(shí)施方法中，對(duì)每一移動(dòng)件而言，凸輪包括一非圓形凹槽，該凹槽由靠近控制軸的內(nèi)壁和遠(yuǎn)離控制軸的外壁所界定，內(nèi)壁和外壁的布置是為了分別在接通和斷開(kāi)時(shí)導(dǎo)引所述傳動(dòng)銷。
凹槽的凹部最好包括不同的突起部分，以便布置成分別與內(nèi)壁和外壁界定兩個(gè)不同的軌道，其中一個(gè)去程軌道用于接通，另一個(gè)回程軌道用于斷開(kāi)。
在一較佳實(shí)施例中，去程軌道包括一基本為直線的第一部分和一具有較小半徑的相對(duì)于控制軸偏心的第二圓周部分，回程軌道包括一具有恒定半徑的相對(duì)于控制軸偏心的第一圓周部分和一具有半徑小于所述恒定半徑的第二圓周部分。
在一較佳方法中，去程軌道的第二部分通過(guò)一凸肩與回程軌道的第一部分相聯(lián)通。
凸輪最好包括一與控制軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接的中心套筒并在控制軸上滑移，設(shè)在移動(dòng)件框架上的槽的寬度較凸輪上的槽的寬度大，使得凸輪具有對(duì)應(yīng)于凹槽底部突起部分間隙的軸向行程。
在一較佳實(shí)施例中，所述套筒至少在其自由端中的一個(gè)具有凸輪的外形，并與至少是在所述設(shè)備箱體中的至少一個(gè)銷相配合，套筒相對(duì)于控制軸徑向定向，控制軸帶有一回位彈簧，用來(lái)保持凸輪輪廓倚靠在所述銷上。
在實(shí)施例的一種變型中，凹槽可由一試驗(yàn)軌道沿去程軌道和回程軌道相反的方向延伸并由內(nèi)壁和外壁所圍繞，軌道可以是靠近控制軸并以該軸為中心具有一恒定半徑的圓周軌跡。
在該變型中，凸輪在其后表面上具有靠近控制軸并以該軸為中心的圓槽，移動(dòng)件的框架包括一導(dǎo)向滑板，面對(duì)傳動(dòng)銷布置，其目的是當(dāng)裝置用于定位試驗(yàn)時(shí)可將導(dǎo)向銷裝入所述圓槽內(nèi)。
本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)以下參照附圖對(duì)作為一個(gè)非限制性例子的實(shí)施例的描述變得更為清楚。其中，

圖1是本發(fā)明的斷電裝置的透視圖，其外罩被去除，裝置處于斷開(kāi)位置。
圖2是局部平面圖，主要零件以明顯方式表達(dá)，裝置處于斷開(kāi)位置。
圖3是裝置處于斷開(kāi)位置時(shí)的局部透視圖。
圖4是局部平面圖，主要零件以明顯方式表示之，裝置處于接觸位置。
圖5是裝置處于接通位置時(shí)的局部透視圖。
圖6是局部平面圖，主要零件以明顯方式表示之，裝置處于試驗(yàn)位置。
圖7是裝置處于試驗(yàn)位置時(shí)的局部透視圖。
圖8是指明凸輪后部的局部透視圖。
圖9是指明箱體的局部透視圖。
參見(jiàn)圖1，作為例子的本發(fā)明的斷電裝置1包括一控制組件2和三個(gè)斷電組件3。該裝置用于三相電器設(shè)備，也就是說(shuō)可用三相線，但是也適用于所有其他的電器設(shè)備。斷電組件3由諸獨(dú)立的箱體組成，用已有方法并置并組裝，可重新組合成單一箱體4。每個(gè)斷電組件與上述設(shè)備的一條相線相連，并以已知方法配置一與一固定觸點(diǎn)31相連的進(jìn)線端子30，一與一固定觸點(diǎn)33相連的出線端子32，兩個(gè)另外的固定觸點(diǎn)31’，33’(圖中未示)與設(shè)備的外罩聯(lián)結(jié)，該兩觸點(diǎn)間有一橋式導(dǎo)線34(圖中未示)或與一熔斷器相連，并與另兩個(gè)固定觸點(diǎn)31，33一起構(gòu)成兩個(gè)固定觸點(diǎn)對(duì)，兩個(gè)移動(dòng)觸點(diǎn)35，36中的每一個(gè)都與固定觸點(diǎn)對(duì)31，31’和33，33’相結(jié)合，并具有兩個(gè)穩(wěn)定位置，其中一個(gè)是接通位置，另一個(gè)是斷開(kāi)位置。固定觸點(diǎn)31，31’，33，33’中的每一個(gè)均包括一接觸表面，接觸表面為一小圓點(diǎn)37，移動(dòng)觸點(diǎn)35，36各包括形狀為小圓點(diǎn)38的兩個(gè)接觸表面，當(dāng)斷電裝置1處于接通位置時(shí)，小圓點(diǎn)接觸表面38倚靠在小圓點(diǎn)接觸表面37上。移動(dòng)觸點(diǎn)35，36分別安裝于兩個(gè)相同的移動(dòng)件40上，與所述斷電裝置1的軸線A相對(duì)稱，并沿兩個(gè)相反的方向基本垂直于A軸線移動(dòng)。
控制組件2以已知的方法包括一箱體20，一與一操作手柄(未示)相連的傳遞軸21，從所述箱體外部可看到的操作手柄與齒輪22相耦合，構(gòu)成一位于軸線A橫穿斷電組件3內(nèi)的移動(dòng)觸點(diǎn)35，36之控制軸23的轉(zhuǎn)角傳動(dòng)(裝置)。不過(guò)，根據(jù)對(duì)斷電裝置的具體外形要求，操作手柄可以直接與控制軸23的一端部相耦聯(lián)。這樣的配置之所以可能是因?yàn)?，如同以后將看到的，?shí)現(xiàn)這一功能是靠斷電組件的控制機(jī)構(gòu)，而不再是靠控制組件。
控制軸23與每一移動(dòng)觸點(diǎn)35，36相關(guān)連以便同時(shí)地以同步和突然的方式進(jìn)行控制。該控制組件2同樣具有通過(guò)能量聚積的突變裝置24，該裝置連接所述控制軸23，使得移動(dòng)觸點(diǎn)相對(duì)于固定觸點(diǎn)快速接通或斷開(kāi)。突變裝置24可避免斷開(kāi)時(shí)電弧的滯留，接通時(shí)電弧的過(guò)早觸發(fā)，突變裝置內(nèi)配置有一彈簧，其安裝使得介于斷電裝置的接通位置和斷開(kāi)位置之間的所有其他位置都是不穩(wěn)定位置。
控制軸23帶有兩個(gè)相同的凸輪50，每一個(gè)安裝于一個(gè)套筒51上以便相對(duì)于所述軸23作軸向滑動(dòng)。這些凸輪50借助子回位彈簧52沿控制軸23的方向推動(dòng)，回位彈簧52位于箱體4的側(cè)壁和最靠近的套筒51之間的控制軸23上。每一凸輪50與兩個(gè)移動(dòng)件40協(xié)同，以使移動(dòng)觸點(diǎn)35，36可同步地從斷開(kāi)位置移動(dòng)到接通位置，或相反。
圖2至圖7示出斷電裝置1的局部圖以及處于不同位置的本發(fā)明裝置的主要部件。在圖2，4和6中，零部件以明顯方式表示，可看到控制軸23的端部，在圖3，5和7中，這些零部件以透視方式表示。構(gòu)成斷電組件1的各零部件相對(duì)于軸線A幾乎是完全對(duì)稱的。
進(jìn)線端子30和出線端子32分別與固定觸點(diǎn)31和33相連接。這些固定觸點(diǎn)31，33每一個(gè)都由一彎曲成直角的導(dǎo)線桿構(gòu)成，其中一個(gè)分支位于相應(yīng)的端子，另一分支構(gòu)成接觸小圓點(diǎn)37，例如鉚接點(diǎn)。另兩個(gè)固定觸點(diǎn)31’和33’由一導(dǎo)線桿折疊兩次成為直角，以形成階梯結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)分支位于裝置的外罩內(nèi)，另一分支構(gòu)成一接觸小圓點(diǎn)37。固定觸點(diǎn)兩個(gè)兩個(gè)地形成固定觸點(diǎn)對(duì)31，31’和33，33’，其中接觸小圓點(diǎn)37位于垂直平面內(nèi)。固定觸點(diǎn)31’，33’之間可通過(guò)電橋搭接構(gòu)成一簡(jiǎn)單開(kāi)關(guān)，也可通過(guò)熔絲管連接構(gòu)成一帶熔絲的開(kāi)關(guān)。
移動(dòng)觸點(diǎn)35，36由一包括兩個(gè)端部分支的導(dǎo)線桿構(gòu)成，在兩個(gè)端部分支之間有一中間分支，并與每一端部分支形成大約為45°的夾角，每一端部分支都有一接觸小圓點(diǎn)38，例如鉚接點(diǎn)。同一移動(dòng)觸點(diǎn)的接觸小圓點(diǎn)38位于一垂直平面內(nèi)，是用來(lái)在接通時(shí)與相應(yīng)的固定觸點(diǎn)的接觸小圓點(diǎn)37相接觸的。移動(dòng)觸點(diǎn)35，36分別安裝于移動(dòng)件40內(nèi)，目的在于在垂直于一經(jīng)過(guò)兩個(gè)接觸小圓點(diǎn)38的直線的方向F上以同步方式平移可移動(dòng)觸點(diǎn)。
移動(dòng)觸點(diǎn)35，36成弓形或圓形的形狀以及相對(duì)于固定觸點(diǎn)接近45°角有助于保證每一次接通或斷開(kāi)時(shí)使接觸小圓點(diǎn)37，38得到自動(dòng)清潔。事實(shí)上，接觸小圓點(diǎn)38根據(jù)平移運(yùn)動(dòng)F，分解成水平分量F1和垂直分量F2以確定其位于接觸小圓點(diǎn)37之上或是與它們脫離，每一分量在接觸小圓點(diǎn)37，38之間產(chǎn)生摩擦力。另外，操作力G傳遞到移動(dòng)觸點(diǎn)35，36，并根據(jù)水平分量G1和垂直分量G2分別在固定觸點(diǎn)31，32和固定觸點(diǎn)31’，33’上引起反應(yīng)。操作力G的夾角為45°，由于與方向F平行，分量G1和G2具有等于
值，亦即大于已有技術(shù)的G/2。因此對(duì)于同一操作力，接觸力將增加40％，這將改善電器特性斷開(kāi)的能力以及短路比將得到改善。另外，固定觸點(diǎn)和移動(dòng)觸點(diǎn)的特殊結(jié)構(gòu)使得所需總的銅線長(zhǎng)度減少一半，這就降低了斷電裝置總的成本。
每一移動(dòng)件40由一基本為矩形的在三個(gè)斷電組件內(nèi)延伸的框架41組成，框架位于控制軸23經(jīng)過(guò)的傾斜平面內(nèi)?？蚣?1包括3個(gè)矩形窗42，它們都相對(duì)于控制軸23徑向定向，以便容納所述組件的移動(dòng)觸點(diǎn)35，36。窗42的寬度略移動(dòng)觸點(diǎn)35，36的寬度以便能實(shí)現(xiàn)前述的運(yùn)轉(zhuǎn)間隙。這樣，框架41相對(duì)于機(jī)構(gòu)的其他部位略為擺動(dòng)。每一窗42布置有一回位彈簧43，以使所述移動(dòng)觸點(diǎn)35，36保持在它們的中間平面分支內(nèi)并向外倚靠所述框架41，亦即在固定觸點(diǎn)的方向上遠(yuǎn)離控制軸23。這些彈簧相對(duì)于窗42通過(guò)配置于框架上的電接頭(未示)定位。該框架41同樣包括兩個(gè)同樣是矩形的槽44，以便容納兩個(gè)凸輪50。對(duì)在每一槽44的壁上分別有一個(gè)平行于軸線A的傳動(dòng)銷45和一導(dǎo)向滑板46，它們的每一個(gè)與對(duì)應(yīng)凸輪的相對(duì)面相配合。槽44的寬度差不多等于凸輪50寬度的兩倍，以便后者有一軸向行程，這將在以后詳細(xì)闡述。該框架41還可通過(guò)至少兩個(gè)橫向壁47向外部延伸，橫向壁47的布置使其得以靠著設(shè)置在斷電組件3的箱體4內(nèi)的橫向壁48滑動(dòng)，以便在平移運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)引所述移動(dòng)件40。每一移動(dòng)件40可以通過(guò)在兩個(gè)凸輪50內(nèi)導(dǎo)引的傳動(dòng)銷45所帶動(dòng)以保證凸輪沿平行于軸線A的方向作平移運(yùn)動(dòng)。
每一凸輪50對(duì)應(yīng)于如上所述的軸向行程D具有一滑動(dòng)安裝在控制軸23上的套筒51。該套筒51的自由端具有左凸輪53的外形，并與分別在面對(duì)箱體4上兩個(gè)凸銷54(參見(jiàn)圖9)及控制組件2一側(cè)的所述斷電裝置1的外罩(未示)相配合。凸輪53的這種外形一方面當(dāng)兩個(gè)凸輪50安裝在控制軸23上時(shí)使得順序的兩個(gè)套筒能機(jī)械耦合，另一方面所述凸輪的軸向行程D，其功能將在后文明確表達(dá)?；匚粡椈?2(參見(jiàn)圖1)通過(guò)倚靠在凸銷54上保持凸輪53的這種外形。凸輪50的配置使得兩個(gè)移動(dòng)件40沿著F得以同步和移位，為此，凸輪50在傳動(dòng)銷45的一側(cè)含有兩個(gè)非圓形的槽55，也就是說(shuō)距A軸的距離隨著旋轉(zhuǎn)角度的改變而變化，該兩個(gè)凹槽相同，角位移為120°。以下要詳細(xì)敘述單一凹槽55如何與其上有單一移動(dòng)觸點(diǎn)段36的單一移動(dòng)件45的傳動(dòng)銷45相協(xié)作。
該凹槽55由一靠近軸A的內(nèi)壁55a和遠(yuǎn)離軸A的外壁55b側(cè)向界定，這些壁用來(lái)導(dǎo)引傳動(dòng)銷45。凹槽55的底部包括不同的突起部分，它們分別與內(nèi)壁55a和外壁55b所限定的兩條分開(kāi)的軌道56，57，它們同樣具有導(dǎo)引傳動(dòng)銷45的功能一條去程軌道56將傳動(dòng)銷45從斷開(kāi)位置導(dǎo)向接通位置；另一條回程軌道57將傳動(dòng)銷45從接通位置導(dǎo)向斷開(kāi)位置。
與傳動(dòng)銷45相聯(lián)系的凸輪50的功能可從有關(guān)斷開(kāi)位置的圖2和圖3以及有關(guān)接通位置的圖4和圖5得到詳細(xì)的描述。
在接通時(shí)，也主是說(shuō)當(dāng)從斷開(kāi)位置(見(jiàn)圖2和圖3)走向接通位置(見(jiàn)圖4和圖5)時(shí)，人們總是希望得到用盡可能小的操作力確保在移動(dòng)觸點(diǎn)和固定觸點(diǎn)之間得到盡可能好的電接觸。因而，去程軌道56包括兩部分(為清晰起見(jiàn)可參見(jiàn)圖4，其中兩部分都畫(huà)了影線)一個(gè)基本為直線段的第一部分56a和一個(gè)具有小的半徑的圓周段的第二部分56b。在去程軌道56的第一部分56a中，斷電組件1操作手柄執(zhí)行的行程產(chǎn)生一與移動(dòng)件40成正比的移動(dòng)，也就是與移動(dòng)觸點(diǎn)36成正比的移動(dòng)。在第二部分56b中，從第一部分56a和第二部分56b之間的平衡點(diǎn)起操縱手柄進(jìn)行的行程中對(duì)移動(dòng)件40產(chǎn)生一個(gè)移動(dòng)和快速接近，使得移動(dòng)觸點(diǎn)36以極快的速度定位并夾緊相應(yīng)的固定觸點(diǎn)33，33’。去程軌道56的可變深度沿著轉(zhuǎn)動(dòng)方向增加，然后由一肩部56c產(chǎn)生一突然的深度變化。在轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)束時(shí)，凸輪50隨著回位彈簧52的放松軸向移動(dòng)一等于深度變化的差值。凸輪50的這一軸向位移有利于其后在回程軌道57上將傳動(dòng)銷45定位。
當(dāng)斷開(kāi)時(shí)，也就是說(shuō)當(dāng)從接通位置(參見(jiàn)圖4和圖5)移動(dòng)到斷開(kāi)位置(參見(jiàn)圖2和圖3)，人們期望盡可能加速地將移動(dòng)觸點(diǎn)與固定觸點(diǎn)脫離開(kāi)來(lái)。因而，回程軌道57包括兩部分(為清晰起見(jiàn)可參見(jiàn)圖4，其中兩部分都畫(huà)了影線)一個(gè)以軸A為中心的具有恒定半徑的第一圓周部分57a和另一其半徑小于上述恒定半徑的第二圓周部分57b。在回程軌道57的第一部分57a，斷電裝置1操作手柄的操作過(guò)程中對(duì)移動(dòng)件40不起作用，從而對(duì)移動(dòng)觸點(diǎn)36也不起作用。但是在突變裝置24中積累了能量。在第二部分57b中，從兩部分57a和57b之間的平衡點(diǎn)開(kāi)始，在操作手柄進(jìn)行的行程中，操作手柄與突變裝置24的結(jié)合導(dǎo)致移動(dòng)件40的移動(dòng)和快速遠(yuǎn)離，這樣就對(duì)移動(dòng)觸點(diǎn)36產(chǎn)生突然斷開(kāi)的效果?；爻誊壍?7具有沿著轉(zhuǎn)動(dòng)方向減少的可變深度。在這一轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，凸輪50以一等于深度變化的差值作軸向位移，同時(shí)壓縮回位彈簧52。凸輪50的這一軸向位移有利于在開(kāi)始時(shí)對(duì)傳動(dòng)銷45加以定位。
去程軌道56和回程軌道57具有不同的凸起部分，以便確保傳動(dòng)銷45在良好的軌道內(nèi)得到適當(dāng)?shù)膶?dǎo)向，也就是，當(dāng)接通時(shí)由凹槽的內(nèi)壁55a導(dǎo)向，當(dāng)斷開(kāi)時(shí)由外壁55b導(dǎo)向。另外，為了避免在移動(dòng)件40的傳動(dòng)銷45上產(chǎn)生過(guò)大的力，由去程和回程軌道的凸起部分誘發(fā)的凸輪50的軸向位移可借助適應(yīng)于在套筒51上的凸輪的輪廓53來(lái)實(shí)現(xiàn)。該凸輪輪廓53靠在與箱體4和裝置1的外罩連接的凸銷54上，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中與彈簧52相配合以幫助凸輪50作軸向位移。
對(duì)每一斷電裝置1，去程軌道56和回程軌道57可以有其他的曲線和凸起部分以優(yōu)化接通和斷開(kāi)的條件。
該斷電裝置1還包括一如圖6至圖8所示的試驗(yàn)位置。該試驗(yàn)位置允許啟動(dòng)布置于例如控制組件2之上的輔助觸點(diǎn)，以測(cè)試其控制回路，驗(yàn)證斷電裝置接通或斷開(kāi)的狀態(tài)。該試驗(yàn)位置是通過(guò)將所述裝置的操作手柄沿著與接通方向相反的方向轉(zhuǎn)過(guò)-60°-90°的轉(zhuǎn)角實(shí)現(xiàn)的。在此轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，移動(dòng)件40不應(yīng)該移動(dòng)，斷電裝置1應(yīng)處于維持?jǐn)嚅_(kāi)的位置。每一凹槽55通過(guò)一試驗(yàn)軌道58而延長(zhǎng)，該軌道由內(nèi)壁55a和外壁55b所圍繞，軌道靠近控制軸23，具有恒定半徑，以軸A為中心的圓周形，軌道終結(jié)于一對(duì)應(yīng)于傳動(dòng)銷45端部試驗(yàn)位置的印記59。在凸輪后部的表面上有一靠近控制軸23以軸A為中心的圓槽60。該圓槽60面對(duì)傳動(dòng)銷45，用來(lái)容納布置于移動(dòng)件40上的導(dǎo)向滑板46。它可以相對(duì)于凸輪50確保移動(dòng)件40的導(dǎo)向，使得當(dāng)試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，將傳動(dòng)銷45重新定位于正確的軌道內(nèi)，也就是說(shuō)處于去程軌道56內(nèi)。
在圖8中，可注意到凸輪50包括一個(gè)厚度較小的周圍區(qū)域61，它具有雙重作用。首先，它允許將凸輪50安裝在傳動(dòng)銷45和導(dǎo)向滑板46之間的移動(dòng)件40的框架41內(nèi)。然后，當(dāng)斷電裝置1處于接通位置時(shí)，借助于一布置在斷電裝置外罩上的補(bǔ)充裝置，它允許自動(dòng)閉鎖該外罩(未圖示)。
從以下的描述中可以看到本發(fā)明達(dá)到了所提到的所有目的?？梢缘贸鼋Y(jié)論，本發(fā)明基本可以降低斷電裝置的制造成本并且改進(jìn)其所有的技術(shù)性能。另外，至于導(dǎo)電元件例如由銅制作的導(dǎo)電元件，基本上所有移動(dòng)觸點(diǎn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)元件可用技術(shù)上適用的材料，例如熱塑性材料或熱固材料模制而成。
本發(fā)明并不局限于所述實(shí)施例的內(nèi)容，業(yè)內(nèi)熟練人士可以作出各種修改和變型。應(yīng)該明白，斷電組件的數(shù)量取決于裝置的相數(shù)，如存在或不存在中線等。這樣，可移動(dòng)裝置框架內(nèi)的固定觸點(diǎn)數(shù)、移動(dòng)觸點(diǎn)數(shù)、凸輪數(shù)、窗數(shù)和槽數(shù)等都要根據(jù)情況而調(diào)整。同樣，只要不脫離權(quán)利要求精神，構(gòu)成控制機(jī)構(gòu)的各種不同部件的形式也是可變的。尤其是，所示出和描述的去程、回程和試驗(yàn)軌道的幾何形狀并不局限于給出的例子。
權(quán)利要求
1.用于交流低壓電氣設(shè)備的斷電裝置(1)至少具有兩相導(dǎo)線，并帶有或不帶有中性導(dǎo)線，包括一相導(dǎo)線構(gòu)成的斷電組件(3)和一公用的控制組件(2)，且配有所述斷電組件的致動(dòng)機(jī)構(gòu)，每一斷電組件包括至少一個(gè)與一固定觸點(diǎn)(31)相連的進(jìn)線端子(30)，一個(gè)與一固定觸點(diǎn)(33)相連的出線端子(32)，另有兩個(gè)固定觸點(diǎn)(31’，33’)由一電橋或熔斷器將其相連，并與另兩個(gè)固定觸點(diǎn)一起構(gòu)成兩個(gè)固定觸點(diǎn)對(duì)，還包括兩個(gè)分別與一個(gè)固定觸點(diǎn)對(duì)相聯(lián)接的移動(dòng)觸點(diǎn)(35，36)，控制組件包括至少一個(gè)與一操作手柄相耦合的控制軸(23)，該軸橫穿所述斷電組件(3)，并包括在平移過(guò)程中與至少一個(gè)移動(dòng)件(40)相耦合的至少一個(gè)凸輪(50)，而移動(dòng)件(40)又與移動(dòng)觸點(diǎn)(35，36)相耦合，以便將移動(dòng)觸點(diǎn)從被稱為接通位置的第一穩(wěn)定位置移到被稱為斷開(kāi)位置的第二穩(wěn)定位置，其特征在于，每一移動(dòng)觸點(diǎn)(35，36)包括兩個(gè)處于基本垂直的平面內(nèi)的接觸表面(38)，而同一觸點(diǎn)對(duì)的固定觸點(diǎn)(31，31’和33，33’)也處于基本垂直的平面內(nèi)，當(dāng)處于接通位置時(shí)，固定觸點(diǎn)的各自的接觸表面(37)面對(duì)設(shè)置于移動(dòng)觸點(diǎn)(35，36)之上的相應(yīng)的接觸表面(38)，每一移動(dòng)觸點(diǎn)(35，36)相對(duì)于控制軸(23)沿著基本垂直于經(jīng)過(guò)兩個(gè)接觸表面(38)的直線方向(F)作徑向平移。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，每一移動(dòng)觸點(diǎn)(35，36)包括兩個(gè)端部分支，介于兩個(gè)端部分支之間有一中間分支，每一端部分支與所述中間分支形成約45°的夾角，接觸表面(38)位于兩個(gè)端部分支上。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，移動(dòng)件(40)由一基本為矩形的框架(41)組成，該框架在所述斷電組件(3)內(nèi)橫向延伸，并位于一平行于控制軸(23)的傾斜平面內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，框架(41)包括至少兩個(gè)平行壁(47)，它們相對(duì)于控制軸(23)徑向定向，并布置得沿著所述裝置箱體(4)兩相應(yīng)壁(48)的方向滑動(dòng)，并以平移運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引所述框架(41)。
5.如權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于，對(duì)每一相應(yīng)移動(dòng)觸點(diǎn)(35，36)而言，框架(41)上配有窗(42)，其朝向基本垂直于控制軸(23)，以及一位于窗(42)內(nèi)的回位彈簧(43)，以沿固定觸點(diǎn)的方向使所述移動(dòng)觸點(diǎn)(35，36)壓緊固定觸點(diǎn)(31，31’和33，33’)。
6.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，框架(41)包括至少一個(gè)槽(44)以容納所述凸輪(50)，所述槽的至少一個(gè)壁包括一基本平行于控制軸(23)的傳動(dòng)銷(45)，并與在所述凸輪(50)內(nèi)配置的至少一個(gè)軌道(56，57)相嚙合。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，對(duì)每一移動(dòng)件(40)而言，凸輪(50)包括一非圓形凹槽(55)，該凹槽由靠近控制軸(23)的內(nèi)壁(55a)和遠(yuǎn)離控制軸(23)的外壁(55b)所界定，內(nèi)壁和外壁的配置是為了分別在接通和斷開(kāi)時(shí)導(dǎo)引所述傳動(dòng)銷(45)。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，凹槽(55)的底部包括有不同的凸起，以便分別與內(nèi)壁(55a)和外壁(55b)界定兩條不同軌道(56，57)，一條去程軌道(56)用于接通，一條回程軌道(57)用于斷開(kāi)。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，去程軌道(56)包括一基本為直線段的第一部分(56a)和一相對(duì)于控制軸(23)偏心的具有較小半徑的第二圓周形部分(56b)，回程軌道(57)包括以控制軸(23)為中心具有恒定半徑的第一圓周形部分(57a)和一具有半徑小于所述恒定半徑的第二圓周形部分(57b)。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，去程軌道(56)的第二部分(56b)與回程軌道(57)的第一部分(57a)通過(guò)一凸肩(56c)相連通。
11.如權(quán)利要求1和8所述的裝置，其特征在于，凸輪(50)包括一與控制軸(23)轉(zhuǎn)動(dòng)連接的中心套筒(51)并在控制軸上滑動(dòng)，移動(dòng)件(40)的框架(41)上的槽(44)的寬度大于凸輪(50)的寬度，由此允許凸輪具有一對(duì)應(yīng)于凹槽(55)底部凸起的間距作一軸向行程(D)。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，在套筒(51)的至少一個(gè)自由端具有一個(gè)凸輪輪廓(53)，該輪廓與與至少在所述裝置的箱體(4)內(nèi)的至少一個(gè)凸銷(54)協(xié)作，并相對(duì)于控制軸(23)徑向定向，控制軸(23)帶有一回位彈簧(52)，用來(lái)保持凸輪輪廓(53)倚靠在所述凸銷(54)上。
13.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，凹槽(55)可由一試驗(yàn)軌道(58)以與去程軌道(56)和回程軌道(57)相反的方向延伸，試驗(yàn)軌道由內(nèi)壁(55a)和外壁(55b)所圍繞，軌道(58)靠近控制軸(23)，以該軸為中心具有恒定半徑，呈圓周形。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，凸輪(50)的后表面上包括一靠近控制軸(23)并以此軸為中心的圓槽(60)，移動(dòng)件(40)的框架(41)包括一面對(duì)導(dǎo)向銷(45)布置的導(dǎo)向滑板(46)，在裝置處于試驗(yàn)位置時(shí)，使所述導(dǎo)向滑板置于圓槽(60)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種諸如開(kāi)關(guān)、帶熔絲的開(kāi)關(guān)或換向開(kāi)關(guān)的斷電裝置,它具有新穎的固定觸點(diǎn)和移動(dòng)觸點(diǎn)幾何形狀,有利于自動(dòng)清潔接觸表面和在凸輪施加同一作用力下增加接觸力。另外,它具有一種新設(shè)計(jì)的凸輪,可以在接通或斷開(kāi)時(shí)啟動(dòng)移動(dòng)觸點(diǎn)以最大限度地優(yōu)化工作條件。所述裝置的特征在于,每一移動(dòng)觸點(diǎn)(35,36)包括兩個(gè)處于基本垂直的平面內(nèi)的接觸表面(38),相應(yīng)的固定觸點(diǎn)(31,31’和33,33’)中也包括處于基本垂直的平面內(nèi)的接觸表面(37),每一移動(dòng)觸點(diǎn)(35,36)相對(duì)于控制軸(23)沿著基本垂直于經(jīng)過(guò)兩個(gè)接觸表面(38)的直線的方向(F)作徑向平移。凸輪(50)包括一去程軌道(56)和一回程軌道(57),分別與接通和斷開(kāi)相對(duì)應(yīng),以導(dǎo)引一起移動(dòng)件(40)相連接的傳動(dòng)銷(45),移動(dòng)件與所述移動(dòng)觸點(diǎn)相耦合,所述移動(dòng)件可相對(duì)于控制軸(23)作徑向移動(dòng)。本發(fā)明可用于任何一種工業(yè)電氣設(shè)備。
文檔編號(hào)H01H1/18GK1269052SQ9980071
公開(kāi)日2000年10月4日 申請(qǐng)日期1999年5月12日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月14日
發(fā)明者R·迪蒙 申請(qǐng)人:索苛麥克股份有限公司