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专利名称:用于一个电开关的开关触点装置的制作方法
本发明属于电开关的领域以及可应用于一个用作一个触头的接触支架的刚性元件的结构设计中。
在已知的此类电开关中,多个构成触头的接触杆借助一根支承销轴可转动地固定在接触支架上,该接触支架为了沿径向支承该支承销轴具有至少三个支承元件(E0222686B1)。在此,接触支架包括一个金属框架,它由两个侧壁和多个连接侧壁的销子组成。此金属框架通过一个连接销铰接在一个绝缘的连接件上,该连接件用于将接触支架连接在一个开关操纵机构(Schaltantriebe)上。在支承销轴的两末端配设的两个支承元件由金属框架的侧壁构成。为了通过利用尽可能少的附加材料来避免所不希望的接触杆的支承销轴径向挠曲,在该接触支架中,在支承销轴的沿轴向的中间区段中在相邻的接触杆之间设置两个中间支承来构成附加的支承元件,在这里将它们铰接在连接销上。为了使连接销穿过这些中间支承,接触支架必须有一些通孔。这种相对于两个外侧的支承元件而言附加的集成在接触支架内的支承元件根据其绕连接销的可回转性为了装配支承销轴必须定位。
从具有上述现有技术所述特征的一种电开关(E0222686B1)出发,本发明所要解决的技术问题是简化接触支架的制造和装配。
上述技术问题按照本发明是这样来解决的,即,将至少其中三个支承元件设计成一个构成接触支架的、一体式制成的成形件上的部段。在本发明的范围内,一体式制成的成形件应理解为是一个零件,其中,多个功能元件在原型的生产工艺过程中,例如在一个挤压、铸压、铸造、压铸或烧结工艺过程中,连接成一个单个的从装配技术的意义上讲不能分开的组合构件。
在一种此类的扩展结构中,所述三个支承元件在规定的位置上作为接触支架的各部段刚性地集成在接触支架中。在此,这三个支承元件在制造接触支架时已经沿支承销轴的轴线定向排列,所以在开关工作时实际上不会产生因误差使支承销轴发生歪斜。以这种方式支承的支承销轴即使在出现大的短路电流或脉冲电流时也只遭受一个小的最大弯曲,并因而具有一个承受高的短路电流和脉冲电流的能力。
此新型的开关触点装置可以具有大量的分别带有一个偏离给定公称尺寸的单个误差的接触杆以及必要时具有一些同样带有一个偏离其公称尺寸的单个误差的中间支承,但这些中间支承可以是接触杆中的一部分,因为这些大量的接触杆(的数量)分成几部分,其中每一部分接触杆轴向被限定地设置在两个相邻的支承元件之间。根据这样沿轴向限定各部分接触杆(根据作用在它们之间的电动力),将一部分接触杆沿轴向的移动限制在支承销轴的由相关的支承元件限定的轴向分段上,在这种情况下移动的最大值不大于这部分接触杆和可能存在的中间支承的全部单个误差之和。因此,有可能按照几何学以这样的方式为接触杆配设接触力弹簧,即,使它们的弹力不因弯曲或歪斜
而减小。因此,相对于接触杆几何关系准确地配置接触力弹簧有助于提高开关触点装置承受短路电流和脉冲电流的能力。
如果将成形件至少部分地设计为塑料模制件,则可以取消对于连接销的一个电绝缘的构造设计。这样一个塑料模制件的机械强度可以采取下列措施予以提高在该塑料模制件内至少局部地埋入至少一个增强元件。典型方式是,对于塑料模制件而言,采用一种例如纤维增强的热固性塑料,以及对于增强元件而言采用一种例如抗磁性的钢。此外,对于塑料模制件而言也可以采用其他纯的或例如通过陶瓷或玻璃纤维增强的塑料,以及对于增强元件而言也可以采用其他金属或金属薄板。
所述新型开关触点装置的一个优选的扩展设计规定,其中至少一个支承元件具有一个至少部分地埋入塑料模制件内的金属件。
这样一种金属件可以是所述增强元件的一部分,由此同时提高了接触支架的构成支承元件的那部分的机械强度。
若将金属件设计为例如由抗磁性的钢板制成的金属薄板,它的一个具有一些咬边(Hinterschneidungen)第一分区段埋入塑料模制件内以及它的一个带有用于使支承销轴穿过的孔的第二分区段从塑料模制件伸出,则支承元件的横截面可以有利地减小为,使之不比接触杆之间用于隔开这些接触杆所需
要的间距大,并因而不会导致接触支架附加地加宽所述新型开关触点装置的另一项有利的扩展设计规定,当通过一个金属连接件将接触支架连接在一根可借助于一个开关操纵机构旋转的开关主轴(Schaltwelle)上时,所述包含一些金属件的支承元件沿支承销轴的轴向与该连接件间隔一定的间距。因此,以简单的方式可以避免电位接地(Spannungsverschleppung)和避免涉及接触支架与开关操纵机构之间的绝缘问题。在该扩展设计中,为了刚性地埋入由金属薄板构成的支承元件的第一分区段,可以利用接触支架的横向于支承销轴方向的已有的全部材料深度。
如果在配备有一个屏蔽体的接触支架中在至少其中一个支承元件上设置一个用于屏蔽体的安装座,则由此可以有助于屏蔽体克服在开关接通时产生的气体压力地被支承。在这样一种设计中,由于负荷减小,所以在侧面支靠在接触支架上的固定腿段的尺寸可以减小或必要时取消。
在
图1至9中示出所述新型开关触点装置的多种实施方式。附图中图1是一个低压断路器的示意剖视图,该低压断路器具有一个由一个固定不动的触点组件和一个可运动的触点组件组成的开关触点装置,图
2表示一个可运动的触点组件,其具有一个按照第一种实施方式至少部分由塑料模制件构成的接触支架,图3表示一个增强元件,它可以埋入按图2所示的接触支架的塑料模制件内,图4表示至少部分由塑料模制件构成的接触支架的第二种实施形式,其中一些设计为金属薄板的支承元件部分地埋入塑料模制件内,图5表示图4所示的接触支架垂直于支承销轴方向剖开的剖视图,图6表示一增强元件,它可以埋入按照图4的接触支架的塑料模制件内,图7表示一个带有已埋入图6所示的增强元件的接触支架沿垂直于支承销轴方向剖开的剖视图,图8表示图4所示的接触支架沿图5中的线A-A剖开的另一个剖视图,以及图9表示带有一个屏蔽体的对应于图4的接触杆支架。
在图1中表示的应用于低压供电网中的电压范围达到约1000V的电开关具有一个开关极壳体1,其中,根据所需极数并列地设计一些开关灭弧室2。一根可借助于开关操纵机构3旋转的开关主轴4用于共同操纵一些开关触点装置,这些开关触点装置分别由一个固定的触点组件5和一个可运动的触点组件6组成。为此,分别有两个沿径向从开关主轴4伸出的杠杆7(参见图8)与一个铰接在可运动的触点组件6上的金属连接件8连接。这些触点组件5、6按公知的方式与可从外部接近的连接母线9、10连接。可运动的触点组件6的两个实施例6a和6b下面借助图2和图3或图4至图9说明。
由图2可清楚看出,一个接触支架11属于所述可运动的触点组件6a,该接触支架11作为制成一体的成型件具有一个塑料模制件12,该塑料模制件在一个挤压工艺的过程中在埋入一个图3所示的增强元件的情况下成形。该接触支架可转动地装在壳体1内(见图1),以及可借助于开关操纵机构3(对此在图1中只表示了一根支承在一个弹簧储力器14上的传动杆15)通过开关主轴4相对于固定的触点组件5转移到一个接通位置或断开位置。在所述接触支架11上多个互相平行布置的接触杆16、17可绕支承销轴18相对于该接触支架11转动,其中,一些接触力弹簧19(见图1)将所述接触杆16,17朝固定的触点组件5的方向预先压紧。一些铰合线或条带形式的柔性导线20用于将接触杆16,17与下方的连接母线10以保证在接通过程中不妨碍接触杆16,17和接触支架11的运动性的方式连接起来。
安装在所述接触支架11上的接触杆16,17的数量取决于在工作时应流过断路器的电流的大小。由图2可以看出,在存在的总共22个接触杆中,8个接触杆16设计得较短以及只有一个主接触区21,而不象其余的接触杆17那样具有副接触区22和弧角23。
在准备好能工作的状态,所有的接触杆均安置在接触支架11的横向于支承销轴18定向的侧面颊板24a,24b之间。这些设有用于支承销轴
18的安装孔25a,25b的侧面颊板24a,24b构成支承所述支承销轴的端部的一个第一支承元件和一个第二支承元件,该支承销轴通过它们被轴向定位和径向支承。增强元件13的一个部分29a或29b(见图3)可在这些颊板的每一块内延伸,该增强元件有一个用于支承销轴的通孔27a或27b。所述颊板24a,24b向下过渡到接触支架11的支承臂26。
由于开关触点装置比较大的宽度,所以当开关触点装置处于闭合状态除了接触力弹簧19的力以外还要添加另一些由于大电流,如短路电流或脉冲电流造成的力时,将导致支承销轴在两个侧面支承元件24a,24b之间延伸的区段承受比较强大的弯曲负荷。
通过一个附加的沿轴向在中央支承所述支承销轴的第三支承元件来避免该支承销轴的这一区段发生挠曲。该第三支承元件由接触支架的一个横向于支承销轴定向设置的肋形件28构成,该肋形件28设有一个用于支承销轴18的安装孔25c(在此图中看不见),在此肋形件28内延伸一个带有一个用于支承销轴的通孔27c的完全埋入塑料模制件12内的金属件29c,它是增强元件13的一部分(见图3)。
对于可运动的触点组件的第二种实施例6b,在图4中只表示了接触支架的第二种实施形式30。在该接触支架30中,两个设计为金属薄板31的支承元件用于径向支承所述支承销轴的在两个设计为侧面颊板
32a、32b的支承元件之间延伸的区段。这两个中间支承元件31以其一个第一分区段33埋入接触支架30的塑料模制件34内,以及以其一个第二分区段35从塑料模制件中伸出。
按照图5,所述金属薄板31在埋入到塑料模制件内的第一分区段33上有一些咬边36,它们用于保证各自的金属薄板即使在支承销轴承受高的弯曲负荷时仍能可靠地锚固在塑料模制件内。设有供支承销轴37穿过的孔38的第二分区段35另外具有一个凹槽39,它用于安装一个在图9中详细示出的屏蔽体40。在接触支架的塑料模制件内,按照图7可以埋入两个增强元件41,42,图6表示了其中之一。
按照图8,所述两个金属薄板31相对于金属连接件8(见图1)沿轴向间隔一定间距,以避免在接触杆的处于低压电位的支承销轴与处于地电位的金属连接件8之间以及因而与开关操纵机构之间的电位接地。
按照图9,在屏蔽体40上成形有一些插入到设置在金属薄板上的凹槽39内的舌片43(也可见图5),屏蔽体40保护接触支架30的回转区和另一些处于接触区21、22(见图1)下方的未进一步表示的开关构件,免遭掉落的烧损产物和冷凝的开关气体的影响。因此,所述屏蔽体40在克服开关过程中所产生的气体压力的情况下被这样支承,即,使得其固定在接触支架上的侧面固定腿段44a,44b承受较小的负荷。
权利要求
,其具有一个接触支架(11;30),多个接触杆(16,17)借助于一根支承销轴(18;37)可转动地固定在该接触支架上,其中,该接触支架(11;30)具有至少三个用于径向支承该支承销轴的支承元件,其特征在于至少三个所述支承元件(24a,24b,28;32a,32b,31)设计为构成所述接触支架的、一体式制成的一个成形件上的部段。
1所述的开关触点装置,其特征在于所述成形件至少部分地设计为塑料模制件(12;34)。
2所述的开关触点装置,其特征在于在所述塑料模制件(12;34)内至少部分地埋入至少一个金属增强元件(13;41,42)。
2或3所述的开关触点装置,其特征在于所述支承元件中的至少一个具有一个至少部分地埋入所述塑料模制件(12;34)内的金属件(29a,29b,29c;31)。
4所述的开关触点装置,其特征在于所述金属件(31)设计为金属薄板,它的一个具有一些咬边(36)的第一分区段(33)埋入所述塑料模制件(34)内,以及它的一个带有供所述支承销轴
(37)穿过用的孔(38)的第二分区段(35)从该塑料模制件(34)中伸出。
4所述的开关触点装置,其特征在于在借助于一个金属连接件(8)将所述接触支架(30)连接在一个开关主轴(4)上时,所述包含一个金属件(31)的支承元件沿支承销轴(37)的轴向与该连接件(8)间隔一定间距。
2所述的开关触点装置,其特征在于在配备有一个屏蔽体(40)的所述接触支架(30)中,在至少其中一个支承元件上设置一个用于安装所述屏蔽体(40)的凹槽(39)。
专利摘要
本发明涉及一种用于一个电开关的开关触点装置,其中,在一个接触支架(30)上借助一个支承销轴(37)可转动地固定多个接触杆并且该接触支架(30)具有至少三个径向支承该支承销轴的支承元件(32a,32b,31)。为了能够简化地制造该接触支架,至少三个支承元件(32a,32b和31)设计为一个构成接触支架(30)的一体式制成的成形件上的部段。在此,至少其中一个支承元件具有一个至少部分地埋入一个接触支架(30)的塑料模制件(34)内的金属件(31)。该金属件(31)可设计为金属薄板。