CN1372692A - 具有开关箱和可活动式触头支承的低压断路器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低压断路器,它具有一个规定用于安置接触杆(8)的触头支承(5),触头支承有用于穿过接触杆(8)的支承销(10)的安装孔(12)。为了接通和断开,触头支承(5)的回转运动可通过有伸出的榫头(16)的侧面支臂(15)实现,榫头插入开关箱的支承部位(4)内。杠杆系统(7)用于将操纵力从驱动器(6)传递给触头支承(5),在这种情况下在触头支承(5)上设用于连接杠杆系统(7)的铰链栓(22)的支承构件(21)。触头支承(5)通过侧面导引面(23)支承,以对抗横向于其回转面作用的力。此外,可在触头支承(5)上设置用于终端位置－固定弹簧(18)的安装座(20),终端位置－固定弹簧使触头支座(5)在其断开的终端位置处于预紧状态。具有所提及的全部特征的触头支座(5)用塑料制成一体的多功能件。所说明的触头支承(5)尤其适用于相邻极之间具有小间距的多极低压断路器。

Description

具有开关箱和可活动式触头 支承的低压断路器

本发明涉及一种低压断路器，它包括一个开关箱和一个可回转地装在开关箱内用于安置接触杆的触头支承，其特征如下：

-安装孔，用于穿过接触杆的支承销；

-安装槽，用于接触力弹簧；

-侧面支臂，用于将触头支承可回转地支承在开关箱的支承部位内，为的是使触头支承转移到接通位置或断开位置；以及

-用于铰链栓的支承装置，铰链栓用于将触头支承与断路器的一个用于使触头支承回转到接通位置或断开位置的驱动器连接起来。

迄今在用于大额定电流具有尺寸较大的带有多个平行接触杆的触头支承的断路器中，总是采用组合式结构，其中一个机体只用于安置一根接触杆，以及在这些机体的侧面用螺钉或通过其他方式装上一般设计为金属件的侧壁或杠杆，它们允许触头支承回转到开关箱内相关的支承部位。

由DE 3539786 A1已知此类可活动的触头支承。在那里支臂是支承弓的组成部分，它尺寸准确地与接触杆的固定机体配装。在这种情况下涉及一种由多个金属件组成的结构。因为在这里整个触头支承是导电的，所以在触头支承与相关的驱动器之间必须插入一个绝缘的中间件。

还已知一些可活动的触头支承，它们的支臂固定在一中央主机体上，该主机体上安装接触杆(DE 29615566 U1)。在这里，支臂可用金属制成，而中央的可由分段组成的主机体可用绝缘的塑料制造。因为导往驱动器的杠杆系统作用在主机体上，所以当主机体用绝缘塑料制成时不需要任何单独的绝缘的中间件。

按所说明的已知方式由多个单个构件组成的结构尽管简单和实用，但是通过多个单个公差的累加会导致比较大的宽度误差，亦即两侧的薄板公差和中心件的公差。与针对各构件均有适当的制造方法这一优点相对，需要多道工序来制造由各构件组成的触头支承，在此过程中可能产生误差。此外，当支臂用金属或薄板制成时，与在小尺寸的同时有高强度的优点相对，为了能从接触杆到支承颈区实现电压转换，可能需要附加的措施来保持断路器相邻极的彼此绝缘，因此它们不得不增大极距。

本发明的目的是设计一种低压断路器，使可活动式触头支承的成本显著降低并在总体上改善断路器的性能。

按本发明为达到此目的采取的措施是，

-为了限制横向于回转方向延伸的偏移，触头支承有用于与断路器开关箱的相配面配合作用的侧向导引面；以及

-具有上述特征的整个触头支承用塑料制成一体的多功能件。

即使认为用塑料制的侧面支臂必须设计得比金属件厚是一个缺点，但由此得到的一个优点是只存在一项公差，亦即统一的塑料机体的公差。也不必保留用于紧固件，例如伸出的螺钉头等的空间位置，以及由于触头支承光滑的侧壁，因而可达到良好的密封性以防开关气体在此区域通过。重要的是，与此有关联地实现了触头支承在开关箱壁上的导引，从而使得在操作开关时可能出现的横向于触头支承回转运动方向的力得到支承。因此支臂避开这些横向力或扭转力，其结果是非常容易确定支臂和在开关箱壁内相关的支承部位的尺寸。改善触头支承在开关箱内导引得到的突出优点是短路接通时运动阻力更小。这是因为，将触点支承与其驱动器连接起来的杠杆系统的铰链同样受较小的可引起歪斜的负荷，以及基本上只承受拉力和压力负荷。因此，与迄今常见的开关机构相比，整个驱动链可以有更有利的尺寸设计。

虽然对于触头支承的支臂与开关箱相关支承部位的配合作用可设想不同的并且可能都适用的设计方案，但在本发明的范围内业已证实恰当的是，支臂有侧向伸出的圆柱形榫头，用于插入开关箱上相配的支承孔内。也就是说这种榫头特别适用于触头支承的整体式设计，尤其已证实，与金属榫头相比，塑料榫头的直径尺寸所需要的增大，可以保持在一个与触头支承的总尺寸相协调的范围内。

按本发明的一项进一步发展，采取下列措施可显著改进断路器，即，触头支承有用于一个终端位置-固定弹簧的安装座。在进一步介绍这种安装座的设计及布置细节前，应首先说明所提及的这种终端位置-固定弹簧的重要性。这种弹簧的用途是，将一个或多个触头支承以及与驱动器连接的部分，尤其是开关主轴，在断开状态以一定的力保持在其终端位置。因此终端位置-固定弹簧朝断开的方向作用，但是由于它的力比较小所以不会与断开弹簧混淆，如针对其他使用领域例如中压或高压断路器中需要的那种断开弹簧。因此在低压断路器中的终端位置-固定弹簧比其他规定用于接通和断开的弹簧要软得多。

例如美国专利文件5731560公开了一种用于大电流和大电动力的多极低压断路器的驱动机构。在那里，终端位置-固定弹簧作用在开关主轴上。这意味着所有的极被拉到断开位置。这一设计不适用于具有单极断开(Einzelpoloeffnung)的限流断路器。

在美国专利文件3832504中说明了另一种低压断路器，其中两个拉力弹簧以其一端作用在连接开关极的横臂上，而以其另一端固定在开关的支承结构上。这些弹簧不允许单极地(polweise)作用在各个触头支承上。因此在这里也是所有的极共同被加载，如所述那样，其结果是不适用于具有单极断开的限流断路器。

按前面所提及的本发明的进一步发展，现在通过在触头支承中设置用于终端位置-固定弹簧的安装座，成功地创造了这样的可能性，即，为多极断路器的每个极配备一个终端位置-固定弹簧，并因而在每个极取决于电流地单个断开时，保证触头支承与开关主轴位置无关地保持断开。

在这里，在触头支承上制造用于终端位置-固定弹簧的安装座的费用可以忽略不计，因为它是塑料制多功能件的一体组成部分。

原则上有一个用于终端位置固定弹簧的安装座似乎就够了，不过还是推荐设置用于第二个终端位置-固定弹簧的安装座，并将这两个安装座对称地布置在触头支承上。这种对称的布局优选这样实现，即，将安装座分设在触头支承的侧面支臂上。

在这方面业已证实比较有利的是，终端位置-固定弹簧设计为螺旋压力弹簧，以及，为支承它们所设的安装座分别设计为用于终端位置-固定弹簧一个端部的安装槽。与例如按US 3832504的拉力弹簧相比，这种设计的优点在于，此终端位置-固定弹簧可作为压力弹簧装在开关箱后壁与触头支承之间，且因此在为维修而拆除后壁时能顺利地进行安装或拆卸。

上面作为用于终端位置-固定弹簧的安装座采用袋状凹槽，而在应用同样的弹簧(螺旋压力弹簧)时具有相同作用的安装座也可以设计为安装销。对于将触头支承制成多功能件而言这样做没有什么差别。

因为当力-位移特性线给定时，终端位置-固定弹簧的尺寸取决于所使用的弹簧丝的长度及性质，所以在恰当设计尺寸的情况下可能得出外径大于支臂壁厚的结果。取代采用较厚的支臂以便为终端位置-固定弹簧的整个横截面提供支承，可以按本发明的一项设计，令所涉及的支臂在一个窄侧有一凹槽，该凹槽具有相对置的一对壁面，能定心地固定这个两侧超出支臂的壁厚的终端位置-固定弹簧。

作为制造作为多功能件的触头支承的材料，尤其适合采用纤维增强的塑料，在这里既可采用矿物纤维也可采用有机纤维。

为便于更好地理解，下面借助在附图中示出的优选的但并不限制本发明保护范围的实施例进一步说明本发明。

图1是对于低压断路器开关箱中的触头支承和一些毗邻部分的局部剖视图。

图2是在规定安装接触杆的那一侧观察得到的触头支承立体视图。

图3同样是在规定与驱动器连接的相对侧观察触头支承得到的立体视图。

图1中表示的低压断路器的开关箱1由后壁2和前部3组成。后壁2按已知的方式支承用于断路器与外部电路连接的连接曲线。在后壁2与前部3之间的接合部区域内，有一个用于可回转地支承触头支承5的支承部位4。图中示意表示的驱动器6和连接驱动器6与触头支承5的杠杆系统7，用于使触头支承5绕支承部位4回转，以便接通和断开断路器。

下而参照图2和3进一步说明触头支承，因为由这两个图可以比仅仅由图1更清楚地看出触头支承5的各个特征。

触头支承5用于安置接触杆8(图1)，在数量上与断路器的测定电流对应的接触杆互相平行排列。接触杆8被支承销10穿过，为了安装支承销，在触头支承5的侧板11中设安装孔12。每两个接触力弹簧13压在一个接触杆8上并保证在断路器被接通状态有适当的接触力。接触力弹簧固定在触头支承5上的安装槽14内。

所提及的侧板11向下(朝支承部位4的方向)过渡为支臂15，支臂上有侧向向外伸出的榫头16，用于插入支承部位4中。在接触杆8区域的下面，支臂15含有用于终端位置-固定弹簧的安装座17，在图1中可以看到其中之一。这些安装座17设计为用于终端位置-固定弹簧18(它设计为螺旋压力弹簧)端部的安装槽。虽然终端位置-固定弹簧18有一个比支臂15的壁厚还要大的直径，但它仍能定心地固定在安装座17中。这一点通过相对布置的一对壁面20实现，壁面的半径与终端位置-固定弹簧18相匹配。在这对壁面20之间的安装槽侧向开口，所以弹簧可超出支臂15，不过弹簧的力仍在中央传入支臂内。

终端位置-固定弹簧18以其背对触头支承的那一端支承在开关箱1的后壁2上。因此，当取下后壁2时可以方便地接近终端位置-固定弹簧18，以便装配和拆卸。尽管终端位置-固定弹簧处于开关箱内，但仍能使其避开开关电弧的影响，因为图1中所表示的挡板19挡住了开关气体并阻止开关气体向下(朝支承部位4的方向)流。

如已提及的那样，触头支承5通过杠杆系统7与驱动器6连接。作为将杠杆系统7连接在触头支承5上的构件，触头支承5在其面朝驱动器6的一侧有两个成形在上面的轴承衬套形式的支承构件21，其中有用于安装图1所示铰链栓22端部的孔。杠杆系统7总体上可用金属件组成，因为触头支承5用绝缘塑料制造以及由此保证了驱动器6相对于导电的接触杆8(图1)电绝缘。

作为按本发明另一个重要的特征，触头支承5有侧向导引面23(图2和3)，它们与开关箱1壁上的相配面24(图1)配合作用。触头支承尺寸准确地制成多功能一体件，导引面23因此可以很小的公差与相配面24彼此相对。其结果是，横向于触头支承5回转面作用的力通过大的面积传入开关箱1的壁内，而带榫头16的支臂15(图2和3)和相关的支承部位4不受这些附加负荷。为了有效地支撑触头支承5，比较有利的是令导引面23和相配面24尽可能远离榫头16，亦即在侧板11上，在侧板之间有流过电流的接触杆8(图1)。在图1中只能看到其局部的相配面24，相应于触头支承5的回转半径弧形地绕支承榫头16布置。

所说明的设计同样适用于单极或多极断路器。但所阐明的触头支承针对横向力的支承设计，在相邻开关箱间距小的多极断路器的情况下起特别有利的作用，因为在这些断路器中，相邻极彼此的影响由于电流引起的力而清楚地表现出来。

Claims (10)

1.一种低压断路器，它包括一个开关箱(1)及一个可回转地装在开关箱(1)内用于安置接触杆(8)的触头支承(5)并具有下列特征：

-安装孔(12)，用于穿过接触杆(8)的支承销(10)；

-安装槽(14)，用于接触力弹簧(13)；

-侧面支臂(15)，用于将触头支承(5)可回转地支承在开关箱(1)的支承部位(4)内，为的是使触头支承(5)转移到接通位置或断开位置；

-用于铰链栓(22)的支承装置(21)，铰链栓用于将触头支承(5)与断路器的一个用于使触头支承(5)回转到接通位置或断开位置的驱动器(6)连接起来，

其特征在于：

-为了限制横向于回转方向延伸的偏移，触头支承(5)有用于与断路器开关箱(1)的相配面(24)配合作用的侧向导引面(23)；以及

-具有上述特征的整个触头支承(5)用塑料制成一体的多功能件。

2.按照权利要求1所述的可活动式触头支承，其特征在于：所述支臂(15)具有侧向伸出的圆柱形榫头(16)，用于插入开关箱上相配的支承部位(4)内。

3.按照权利要求1或2所述的可活动式触头支承，其特征在于：触头支承(5)上具有用于一个终端位置-固定弹簧(18)的安装座(17)。

4.按照权利要求3所述的可活动式触头支承，其特征在于：设另一个用于一个终端位置-固定弹簧(18)的安装座(17)，以及这两个安装座(17)对称地布置在触头支承(5)上。

5.按照权利要求4所述的可活动式触头支承，其特征在于：所述终端位置-固定弹簧(18)的安装座(17)设在触头支承(5)的侧面支臂(15)中。

6.按照权利要求3至5中任一项所述的可活动式触头支承，其特征在于：所述终端位置-固定弹簧(18)设计为螺旋压力弹簧，以及，为支承它们所设的安装座(17)分别设计为用于相关终端位置-固定弹簧(18)一个端部的安装槽。

7.按照权利要求3至5中任一项所述的可活动式触头支承，其特征在于：所述安装座设计为安装销，用于插入设计为螺旋压力弹簧的终端位置-固定弹簧(18)内。

8.按照权利要求6所述的可活动式触头支承，其特征在于：为了使用直径超过支臂(15)壁厚的终端位置-固定弹簧(18)，支臂(15)在一个窄侧有一凹槽，它有相对置的一对壁面(20)，能定心地固定两侧超出支臂(15)的壁厚的终端位置-固定弹簧(18)。

9.按照权利要求3至8中任一项所述的低压断路器，其特征在于：一个或多个终端位置-固定弹簧(18)在触头支承(5)上的安装座(17)与开关箱(1)后壁(2)之间延伸；以及，在终端位置-固定弹簧(18)与触头支承(5)上的接触杆(8)之间设挡板(24)，作为防止开关气体作用的保护装置。

10.按照上述任一项权利要求所述的可活动式触头支承，其特征在于：所述塑料是一种纤维增强的塑料。

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