用於一個電開關的開關觸點裝置的製作方法

2023-04-27 13:11:26

專利名稱：用於一個電開關的開關觸點裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於電開關的領域以及可應用於一個用作一個觸頭的接觸支架的剛性元件的結構設計中。
在已知的此類電開關中，多個構成觸頭的接觸杆藉助一根支承銷軸可轉動地固定在接觸支架上，該接觸支架為了沿徑向支承該支承銷軸具有至少三個支承元件(E 0222686B1)。在此，接觸支架包括一個金屬框架，它由兩個側壁和多個連接側壁的銷子組成。此金屬框架通過一個連接銷鉸接在一個絕緣的連接件上，該連接件用於將接觸支架連接在一個開關操縱機構(Schaltantriebe)上。在支承銷軸的兩末端配設的兩個支承元件由金屬框架的側壁構成。為了通過利用儘可能少的附加材料來避免所不希望的接觸杆的支承銷軸徑向撓曲，在該接觸支架中，在支承銷軸的沿軸向的中間區段中在相鄰的接觸杆之間設置兩個中間支承來構成附加的支承元件，在這裡將它們鉸接在連接銷上。為了使連接銷穿過這些中間支承，接觸支架必須有一些通孔。這種相對於兩個外側的支承元件而言附加的集成在接觸支架內的支承元件根據其繞連接銷的可迴轉性為了裝配支承銷軸必須定位。
從具有權利要求1的前序部分所述特徵的一種電開關(E 0222686B1)出發，本發明所要解決的技術問題是簡化接觸支架的製造和裝配。
上述技術問題按照本發明是這樣來解決的，即，將至少其中三個支承元件設計成一個構成接觸支架的、一體式製成的成形件上的部段。在本發明的範圍內，一體式製成的成形件應理解為是一個零件，其中，多個功能元件在原型的生產工藝過程中，例如在一個擠壓、鑄壓、鑄造、壓鑄或燒結工藝過程中，連接成一個單個的從裝配技術的意義上講不能分開的組合構件。
在一種此類的擴展結構中，所述三個支承元件在規定的位置上作為接觸支架的各部段剛性地集成在接觸支架中。在此，這三個支承元件在製造接觸支架時已經沿支承銷軸的軸線定向排列，所以在開關工作時實際上不會產生因誤差使支承銷軸發生歪斜。以這種方式支承的支承銷軸即使在出現大的短路電流或脈衝電流時也只遭受一個小的最大彎曲，並因而具有一個承受高的短路電流和脈衝電流的能力。
此新型的開關觸點裝置可以具有大量的分別帶有一個偏離給定公稱尺寸的單個誤差的接觸杆以及必要時具有一些同樣帶有一個偏離其公稱尺寸的單個誤差的中間支承，但這些中間支承可以是接觸杆中的一部分，因為這些大量的接觸杆(的數量)分成幾部分，其中每一部分接觸杆軸向被限定地設置在兩個相鄰的支承元件之間。根據這樣沿軸向限定各部分接觸杆(根據作用在它們之間的電動力)，將一部分接觸杆沿軸向的移動限制在支承銷軸的由相關的支承元件限定的軸向分段上，在這種情況下移動的最大值不大於這部分接觸杆和可能存在的中間支承的全部單個誤差之和。因此，有可能按照幾何學以這樣的方式為接觸杆配設接觸力彈簧，即，使它們的彈力不因彎曲或歪斜而減小。因此，相對於接觸杆幾何關係準確地配置接觸力彈簧有助於提高開關觸點裝置承受短路電流和脈衝電流的能力。
如果將成形件至少部分地設計為塑料模製件，則可以取消對於連接銷的一個電絕緣的構造設計。這樣一個塑料模製件的機械強度可以採取下列措施予以提高在該塑料模製件內至少局部地埋入至少一個增強元件。典型方式是，對於塑料模製件而言，採用一種例如纖維增強的熱固性塑料，以及對於增強元件而言採用一種例如抗磁性的鋼。此外，對於塑料模製件而言也可以採用其他純的或例如通過陶瓷或玻璃纖維增強的塑料，以及對於增強元件而言也可以採用其他金屬或金屬薄板。
所述新型開關觸點裝置的一個優選的擴展設計規定，其中至少一個支承元件具有一個至少部分地埋入塑料模製件內的金屬件。
這樣一種金屬件可以是所述增強元件的一部分，由此同時提高了接觸支架的構成支承元件的那部分的機械強度。
若將金屬件設計為例如由抗磁性的鋼板製成的金屬薄板，它的一個具有一些咬邊(Hinterschneidungen)第一分區段埋入塑料模製件內以及它的一個帶有用於使支承銷軸穿過的孔的第二分區段從塑料模製件伸出，則支承元件的橫截面可以有利地減小為，使之不比接觸杆之間用於隔開這些接觸杆所需要的間距大，並因而不會導致接觸支架附加地加寬所述新型開關觸點裝置的另一項有利的擴展設計規定，當通過一個金屬連接件將接觸支架連接在一根可藉助於一個開關操縱機構旋轉的開關主軸(Schaltwelle)上時，所述包含一些金屬件的支承元件沿支承銷軸的軸向與該連接件間隔一定的間距。因此，以簡單的方式可以避免電位接地(Spannungsverschleppung)和避免涉及接觸支架與開關操縱機構之間的絕緣問題。在該擴展設計中，為了剛性地埋入由金屬薄板構成的支承元件的第一分區段，可以利用接觸支架的橫向於支承銷軸方向的已有的全部材料深度。
如果在配備有一個屏蔽體的接觸支架中在至少其中一個支承元件上設置一個用於屏蔽體的安裝座，則由此可以有助於屏蔽體克服在開關接通時產生的氣體壓力地被支承。在這樣一種設計中，由於負荷減小，所以在側面支靠在接觸支架上的固定腿段的尺寸可以減小或必要時取消。
在

圖1至9中示出所述新型開關觸點裝置的多種實施方式。附圖中圖1是一個低壓斷路器的示意剖視圖，該低壓斷路器具有一個由一個固定不動的觸點組件和一個可運動的觸點組件組成的開關觸點裝置，圖2表示一個可運動的觸點組件，其具有一個按照第一種實施方式至少部分由塑料模製件構成的接觸支架，圖3表示一個增強元件，它可以埋入按圖2所示的接觸支架的塑料模製件內，圖4表示至少部分由塑料模製件構成的接觸支架的第二種實施形式，其中一些設計為金屬薄板的支承元件部分地埋入塑料模製件內，圖5表示圖4所示的接觸支架垂直於支承銷軸方向剖開的剖視圖，圖6表示一增強元件，它可以埋入按照圖4的接觸支架的塑料模製件內，圖7表示一個帶有已埋入圖6所示的增強元件的接觸支架沿垂直於支承銷軸方向剖開的剖視圖，圖8表示圖4所示的接觸支架沿圖5中的線A-A剖開的另一個剖視圖，以及圖9表示帶有一個屏蔽體的對應於圖4的接觸杆支架。
在圖1中表示的應用於低壓供電網中的電壓範圍達到約1000V的電開關具有一個開關極殼體1，其中，根據所需極數並列地設計一些開關滅弧室2。一根可藉助於開關操縱機構3旋轉的開關主軸4用於共同操縱一些開關觸點裝置，這些開關觸點裝置分別由一個固定的觸點組件5和一個可運動的觸點組件6組成。為此，分別有兩個沿徑向從開關主軸4伸出的槓桿7(參見圖8)與一個鉸接在可運動的觸點組件6上的金屬連接件8連接。這些觸點組件5、6按公知的方式與可從外部接近的連接母線9、10連接。可運動的觸點組件6的兩個實施例6a和6b下面藉助圖2和圖3或圖4至圖9說明。
由圖2可清楚看出，一個接觸支架11屬於所述可運動的觸點組件6a，該接觸支架11作為製成一體的成型件具有一個塑料模製件12，該塑料模製件在一個擠壓工藝的過程中在埋入一個圖3所示的增強元件的情況下成形。該接觸支架可轉動地裝在殼體1內(見圖1)，以及可藉助於開關操縱機構3(對此在圖1中只表示了一根支承在一個彈簧儲力器14上的傳動杆15)通過開關主軸4相對於固定的觸點組件5轉移到一個接通位置或斷開位置。在所述接觸支架11上多個互相平行布置的接觸杆16、17可繞支承銷軸18相對於該接觸支架11轉動，其中，一些接觸力彈簧19(見圖1)將所述接觸杆16，17朝固定的觸點組件5的方向預先壓緊。一些鉸合線或條帶形式的柔性導線20用於將接觸杆16，17與下方的連接母線10以保證在接通過程中不妨礙接觸杆16，17和接觸支架11的運動性的方式連接起來。
安裝在所述接觸支架11上的接觸杆16，17的數量取決於在工作時應流過斷路器的電流的大小。由圖2可以看出，在存在的總共22個接觸杆中，8個接觸杆16設計得較短以及只有一個主接觸區21，而不象其餘的接觸杆17那樣具有副接觸區22和弧角23。
在準備好能工作的狀態，所有的接觸杆均安置在接觸支架11的橫向於支承銷軸18定向的側面頰板24a，24b之間。這些設有用於支承銷軸18的安裝孔25a，25b的側面頰板24a，24b構成支承所述支承銷軸的端部的一個第一支承元件和一個第二支承元件，該支承銷軸通過它們被軸向定位和徑向支承。增強元件13的一個部分29a或29b(見圖3)可在這些頰板的每一塊內延伸，該增強元件有一個用於支承銷軸的通孔27a或27b。所述頰板24a，24b向下過渡到接觸支架11的支承臂26。
由於開關觸點裝置比較大的寬度，所以當開關觸點裝置處於閉合狀態除了接觸力彈簧19的力以外還要添加另一些由於大電流，如短路電流或脈衝電流造成的力時，將導致支承銷軸在兩個側面支承元件24a，24b之間延伸的區段承受比較強大的彎曲負荷。
通過一個附加的沿軸向在中央支承所述支承銷軸的第三支承元件來避免該支承銷軸的這一區段發生撓曲。該第三支承元件由接觸支架的一個橫向於支承銷軸定向設置的肋形件28構成，該肋形件28設有一個用於支承銷軸18的安裝孔25c(在此圖中看不見)，在此肋形件28內延伸一個帶有一個用於支承銷軸的通孔27c的完全埋入塑料模製件12內的金屬件29c，它是增強元件13的一部分(見圖3)。
對於可運動的觸點組件的第二種實施例6b，在圖4中只表示了接觸支架的第二種實施形式30。在該接觸支架30中，兩個設計為金屬薄板31的支承元件用於徑向支承所述支承銷軸的在兩個設計為側面頰板32a、32b的支承元件之間延伸的區段。這兩個中間支承元件31以其一個第一分區段33埋入接觸支架30的塑料模製件34內，以及以其一個第二分區段35從塑料模製件中伸出。
按照圖5，所述金屬薄板31在埋入到塑料模製件內的第一分區段33上有一些咬邊36，它們用於保證各自的金屬薄板即使在支承銷軸承受高的彎曲負荷時仍能可靠地錨固在塑料模製件內。設有供支承銷軸37穿過的孔38的第二分區段35另外具有一個凹槽39，它用於安裝一個在圖9中詳細示出的屏蔽體40。在接觸支架的塑料模製件內，按照圖7可以埋入兩個增強元件41，42，圖6表示了其中之一。
按照圖8，所述兩個金屬薄板31相對於金屬連接件8(見圖1)沿軸向間隔一定間距，以避免在接觸杆的處於低壓電位的支承銷軸與處於地電位的金屬連接件8之間以及因而與開關操縱機構之間的電位接地。
按照圖9，在屏蔽體40上成形有一些插入到設置在金屬薄板上的凹槽39內的舌片43(也可見圖5)，屏蔽體40保護接觸支架30的迴轉區和另一些處於接觸區21、22(見圖1)下方的未進一步表示的開關構件，免遭掉落的燒損產物和冷凝的開關氣體的影響。因此，所述屏蔽體40在克服開關過程中所產生的氣體壓力的情況下被這樣支承，即，使得其固定在接觸支架上的側面固定腿段44a，44b承受較小的負荷。
權利要求
1.一種用於一個電開關的開關觸點裝置，其具有一個接觸支架(11；30)，多個接觸杆(16，17)藉助於一根支承銷軸(18；37)可轉動地固定在該接觸支架上，其中，該接觸支架(11；30)具有至少三個用於徑向支承該支承銷軸的支承元件，其特徵在於至少三個所述支承元件(24a，24b，28；32a，32b，31)設計為一個構成所述接觸支架的、一體式製成的成形件上的部段。
2.按照權利要求1所述的開關觸點裝置，其特徵在於所述成形件至少部分地設計為塑料模製件(12；34)。
3.按照權利要求2所述的開關觸點裝置，其特徵在於在所述塑料模製件(12；34)內至少部分地埋入至少一個金屬增強元件(13；41，42)。
4.按照權利要求2或3所述的開關觸點裝置，其特徵在於所述支承元件中的至少一個具有一個至少部分地埋入所述塑料模製件(12；34)內的金屬件(29a，29b，29c；31)。
5.按照權利要求4所述的開關觸點裝置，其特徵在於所述金屬件(31)設計為金屬薄板，它的一個具有一些咬邊(36)的第一分區段(33)埋入所述塑料模製件(34)內，以及它的一個帶有供所述支承銷軸(37)穿過用的孔(38)的第二分區段(35)從該塑料模製件(34)中伸出。
6.按照權利要求4或5所述的開關觸點裝置，其特徵在於在藉助於一個金屬連接件(8)將所述接觸支架(30)連接在一個開關主軸(4)上時，所述包含一個金屬件(31)的支承元件沿支承銷軸(37)的軸向與該連接件(8)間隔一定間距。
7.按照權利要求2至6之一所述的開關觸點裝置，其特徵在於在配備有一個屏蔽體(40)的所述接觸支架(30)中，在至少其中一個支承元件上設置一個用於安裝所述屏蔽體(40)的凹槽(39)。
全文摘要
本發明涉及一種用於一個電開關的開關觸點裝置，其中，在一個接觸支架(30)上藉助一個支承銷軸(37)可轉動地固定多個接觸杆並且該接觸支架(30)具有至少三個徑向支承該支承銷軸的支承元件(32a，32b，31)。為了能夠簡化地製造該接觸支架，至少三個支承元件(32a，32b和31)設計為一個構成接觸支架(30)的一體式製成的成形件上的部段。在此，至少其中一個支承元件具有一個至少部分地埋入一個接觸支架(30)的塑料模製件(34)內的金屬件(31)。該金屬件(31)可設計為金屬薄板。
文檔編號H01H1/12GK1496572SQ02806508
公開日2004年5月12日 申請日期2002年3月28日 優先權日2001年4月4日
發明者馬克·利布特魯思, 塞蔡·圖爾克曼, 圖爾克曼, 馬克 利布特魯思 申請人:西門子公司