CN101162667A - 带有加强旋转元件的低压装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于低压系统，特别是断路器或断开器的单极或多极装置，它包括：外壳，对于每一个电极，该外壳包括至少一个固定触头和至少一个可移动触头，该两触头可以彼此连接/断开；旋转元件，它被成型本体限定，对于所述开关的每一个电极，该成型本体包括至少一个基座，所述基座被设计成容纳相应电极的至少一个可移动触头；控制机构，它可操作地连接到所述旋转元件上，用于使所述旋转元件移动；加强件，定位在所述可移动触头的所述至少一个基座中。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于低压系统的装置，特别是用于具有加强旋转元件的断路器或断开器的装置。
背景技术
众所周知，断路器或断开器(在下文中总称为开关)包括外壳和一个或多个电极，每一个电极连接至少一个固定触头和至少一个可移动触头，这两种触头能够彼此连接/断开。
现有技术的断路器还包括能使可移动触头移动的控制装置，致使它们连接在相应的固定触头上或者从该固定触头断开。所述控制装置的作用通常被施加在可操作连接至可移动触头的主轴上，以使得可移动触头将随着该主轴的转动从第一操作位置移动到第二操作位置，这分别是开关开启构造和开关关闭构造的特征。
在用于高达800A的弱电流的开关中，存在致使主轴与可移动触头重合的解决办法，这些办法给出了一种由绝缘材料制成的旋转元件，该绝缘材料既能保证相位间的介电分离，当然又能适当传递移动，并对所涉及的作用力具有抗力。该旋转元件通常由开关外壳的结构部分所支承，这基本上限定了通过旋转元件本身承载的区域。此类开关显示出了相当多的优点，例如，具有有限数量的构件和有限的总的妨碍。
对于利用旋转元件的开关来说，其指示的技术限定值为800A源于这样的事实，即如果超过了该极限，将需要旋转元件具有机械阻力的性能，而这几乎与具有竞争成本的绝缘类结构材料不相容。
从实践观点来看，较高机械性能的需要已经通过引入金属加强杆，使其穿过旋转元件本身而部分地得到了满足。但是，金属加强杆产生了这样的问题，即与电极之间的电绝缘性能相冲突。实际上，利用昂贵而工艺复杂的解决方法仅得到了性能的适度提高。
在现有技术中用于给予旋转元件更高的机械特性的其它方法是，增加其径向尺寸；然而，该第二类解决办法引入了较大的摩擦并且危害到了开关的总效率。
在专利申请文件No.BG2005A000026中描述的更为先进的解决方法通过引入将旋转元件本身从控制元件上悬挂下来的轴承，使得旋转元件的用途还延伸到明确高于800A的电流的开关上。特别的，后一种解决方法降低了摩擦，并且可防止应力通过触头传递到直接位于开关的临界区域上的旋转元件，该临界区域例如为密封装置的连接处。
虽然后一种解决方法使开关的利用超出了性能水平的特定广泛范围，但是在任何情况下都保持使用的物理极限，这种物理极限与其说与额定电流有关，倒不如说是与电动力学强度(electrodynamicstrength)和开关的断开能(breaking power)有关。事实上，良好的电动力学强度将需要使用具有特定强度的接触弹簧，同时，开关的断开能尤其与旋转元件的吸收能力有关，但不会损伤在电动力学斥力后由触头传递的机械应力。实际上，这些极限基本上被单个电极的销子和旋转元件本身之间的连接处阻力规定。事实上，该设计数据必须保证构成旋转元件的塑料材料只能在所谓的弹性特性区域中工作。一旦超过所述极限，事实上将出现所谓的屈服和失效现象。
容易注意到，即使是在使用高质量的塑料材料，例如，以不饱和聚酯为主要成分的所谓模制复合物的情况下，这个极限也是相对适中的。
由于可移动触头的电动力学强度和电动力学斥力将在销子固定于其中的旋转元件的区域中产生相当大的应力，特别是推力和牵引力，因此希望进一步获得开关的改善的性能，必须增加对旋转元件的应力的抵抗力，同时保证相位之间的电绝缘性。
发明内容
在这些考虑的基础上，形成本发明的主题的主要任务就是，提供一种能够克服所提到的限制和缺点的开关。
在该任务的框架中，本发明的目的是提供一种开关，这种开关将呈现出紧密的结构，这种结构易于装配并由有限数量的元件构成。
形成本发明的主题的其它任务是，提供一种开关，这种开关具有改善的电动力学强度特征。
形成本发明的主题的另一个任务是，提供一种开关，这种开关具有改善的断开能特征。
注意，形成本发明的主题的次要目的是提供一种开关，这种开关将呈现出高可靠性，并且可相对容易地以具有竞争性的成本加以制造。
在下文中将更清楚地展现上述任务和上述以及其它特征，它们将通过用于低压系统，特别是断路器或断开器的单极或多极装置加以实现，其特征在于，它包括：
外壳，对于每一个电极，该外壳包括至少一个固定触头和至少一个可移动触头，所述触头可以彼此连接/断开；
旋转元件，被成型本体所限定，对于所述开关的每一个电极，该成型本体包括至少一个基座，所述基座被设计成容纳相应电极的至少一个可移动触头；
控制机构，可操作地连接到所述旋转元件上，用于能够使所述旋转元件移动；和
加强件，定位在该旋转元件的每一个电极的所述至少一个基座中。
在根据本发明的装置中，由于加强件的存在，公知技术的开关的典型问题被克服。特别地，加强件增加了承受旋转元件成型本体的应力的区域的刚性，改善了开关的性能，特别是在电动力学强度和断开能方面。
实际上，被适当定位在可移动触头的基座上的加强件，能够分布施加在旋转元件的成型轴上的应力，特别是推力作用或牵引力作用。
附图说明
本发明的其它特征和优点将通过随后对根据本发明优选的、但并不是排他性的实施例进行的说明更清楚地显现出来，这些实施例在附图中以示例方式加以示出。在附图中，本发明参照低压断路器表示，但并不以任何方式限定使用其它类型的低压装置，例如断开器。此外，即使于此所作的参考是多极开关，本发明还可以使用单极装置。附图为：
图1为根据本发明的低压断路器的分解视图；
图2为根据本发明的低压装置的旋转元件的部分截面图；
图3是在根据本发明的低压装置中所使用的加强件的第一实施例的透视图；
图4是图3所示元件的另一视图；
图5是在根据本发明的低压装置中所使用的加强件的第二实施例的透视图；
图6是在根据本发明的低压装置中所使用的加强件的第三实施例的透视图；
图7是根据图3所示实施例的相应加强件和旋转元件的部分视图；
图8是在根据本发明的低压装置中所使用的加强件的第四实施例的透视图；
图9是根据图8所示实施例的相应加强件和旋转元件的部分视图；
图10是在根据本发明的低压装置中所使用的加强件的第五实施例的透视图；
图11是根据图10所示实施例的相应加强件和旋转元件的部分视图。
具体实施方式
参照附图，根据本发明的用于低压系统的装置，在本示例中为断路器1，它包括外壳，在所示实施例中该外壳包括两个半壳2和2’。所述半壳容纳有多个电极，在本示例中为三个，每一个所述电极包括至少一个固定触头和至少一个可移动触头3，它们可以相互连接/断开。可移动触头3由单个部分或多个彼此相邻的部分构成，如图2中清晰的示出。
断路器还包括被成型本体5所限定的旋转元件4。在断路器的各电极上，成型本体5包括至少一个被设计用来容纳相应电极的至少可移动触头3的基座6。为了使旋转元件4能够移动，断路器1还包括可操作地连接至所述旋转元件4的控制机构7。此外，通常还具有封闭罩(closing mask)9；所述罩9通常施加在一个半壳2’上，并在必要的时候可被操作者容易地拆下，以便可以进入断路器1的内部。
为了更为详细地说明开关的示例，读者可以参照专利申请文件No.BG2005A000026进行，该申请文件的说明书被合并于此作为参考。
根据本发明的断路器还包括加强件，它们被定位于在旋转元件4的成型本体5中制成的可移动触头3的基座6上。在根据本发明的装置中，加强件通常成型并定位成，有利于受到所述成型本体5的应力的区域的强度。
参照图2和7，所述旋转元件4通常包括至少一个驱动销8，该驱动销8穿过在所述成型本体5中形成的相应的孔80中。在本示例中，实际上，加强件与所述驱动销8以及成型本体5可操作地相互作用，并在旋转元件4的广大但并不集中的区域上分配推力或牵引力。表达“与所述驱动销8和成型本体5可操作地相互作用”意思是，由于加强件的存在，应力并不集中在用于驱动销8通过的孔80的附近，而是在成型本体5的相对广大的区域上加以分布。
根据需要，加强件的形状、尺寸和位置可以不同。例如，参照图3、4和7，加强件可以基本上包括第一成型本体10，该本体10具有带有大致呈矩形横截面的中空部分11。该部分11的外表面被成形为与在旋转元件的成型本体5中制得的基座6的内表面大体上配合(参见图7)。加强件的成型本体10还包括第一接片12和第二接片13，它们从成型本体10的中空部分11中延伸。参照图7，接片12和13优选地从矩形中空部分11的宽度上伸出，以便例如通过咬合作用(snapaction)接合在形成于基座6中的相应腔体22和23中。
优选地，用于使所述驱动销8穿过的第一孔32和第二孔33限定在所述第一接片12和第二接片13上。这样，在相应于该驱动销8的位置上、而不是集中与孔80邻近的有限区域中产生的应力和扭转力矩可分布在更为广泛的表面上。
优选地，加强件的成型本体10还包括平面区域60，其大致垂直于矩形中空部分11的展开部分(development)，并被设计协作地施加在基座6的相应平面区域70上。通过这种方式，在相应于驱动销8的位置上所产生的应力可被特别释放到成型本体5的特别大的区域上。
参照图5，为了进一步改善应力在旋转元件上的分布，加强件20的所述中空部分21的外周的至少一部分具有弯边25，它被设计成与限定在成型本体5上的相应联结面协作。一旦加强件20根据示于图7的形态已被插入到所述基座6中，术语“外周”就用于表示更接近于基座6的开口处的元件20的中空部分21的区域。
有利地是，示于图3至5的加强件可被制成单独的元件，并被适当成型并弯曲。一旦被插入到基座6中，由于接片12、13和相应腔体22、23之间的相互作用，以及由于中空部分11、21的外表面和基座6的内表面之间的相互作用，加强件易于保持在适当的位置。
根据示于图6中的可替换实施例，有利地是，加强件30可包括卷曲(crimping)装置300，它被设计成有助于加强件本身和成型本体5之间的联结。在这种情况下是特别有利的，即加强件在基座6内的定位是通过将元件30插入到旋转元件4的成型本体5的铸模中并经共同模制得到的。
示于图8和9的可替换实施例设想，加强件40包括第二成型本体42和第三成型本体43。所述第二和第三成型本体42、43中的每一个具有第一中空部分44，该部分44具有大致呈U型的横截面，并被大体上相互垂直的第一壁45、第二壁46和第三壁47所限定。中空部分44的外表面被制成，基本与所述基座6的内表面配合。第三接片48从所述第二壁46延伸，并通过例如咬合作用接合在限定于成型本体5的基座6中的相应腔体480中。如图9所示，第二和第三成型本体42、43被插入在基座6中，以便各自的中空部分44彼此相对。
优选地，用于使所述驱动销8通过的第三孔49限定在所述第三接片48上。因此，同前述实施例一样，在相应于驱动销8的位置上、而不是集中在与孔80邻近的有限区域中产生的应力、特别是推力作用，以及牵引作用可被分布在更为广泛的表面上。
为了改善在基座6中定位的简易性，有利地是，第二和第三成型本体42、43可具有接合装置401，它被设计成接合在限定于所述旋转元件的所述成型本体5上的相应腔体400中。
示于图10和11的另一替换实施例设想，加强件50包括具有表面52的第四板型本体51，该表面52基本上与所述基座6的内表面配合。如图所示，加强件优选地包括两个定位在基座6的两个相对侧面上的板型本体51。为了改善在基座6中定位的简易性，板型本体51还包括接合装置521，它被设计成结合在限定于所述旋转元件的成型本体5上的相应腔体520中。
优选地，为了优化应力在尽可能大的表面上的分布，用于使所述驱动销8通过的第四孔53限定在所述第四板型本体51上。此外，再一次，为了进一步改善应力在旋转元件上的分布，第四成型本体51具有至少一个弯边55，它被设计成与限定在所述成型本体5上的相应联结表面550协作。
优选地，所述加强件10、20、30、40、50由金属材料制成，更为优选地由钢制成。
基于上述情况，可以看出，根据本发明的用于低压系统、特别是断路器或断开器的单极或者多极装置能够使得存在于现有技术开关中的典型问题得以解决，只要它能够提供在其中应力分布和强度分布最优化的旋转元件。
基于所提供的说明，其它特征、变型或改进对于本领域技术人员来说是可能的，也是明显的。因此，所述特征、变形和改进被看作是本发明的一部分。实际上，根据需要和现有技术，所使用的材料，以及可能的尺寸和形状可以是任意的。
Claims (17)
1.一种用于低压系统，特别是断路器或断开器的单极或多极装置(1)，其特征在于，它包括：
外壳(2、2’)，对于每一个电极，所述外壳(2、2’)包括至少一个固定触头和至少一个可移动触头(3)，所述触头可以彼此连接/断开；
旋转元件(4)，包括成型本体(5)，对于所述开关的每一个电极，所述成型本体(5)包括至少一个基座(6)，所述基座(6)被设计成容纳相应电极的至少一个可移动触头(3)；
控制机构(7)，它可操作地连接至所述旋转元件(4)，用于使所述旋转元件(4)移动；和
加强件(10、20、30、40、50)，定位在所述可移动触头(3)的所述至少一个基座(6)中。
2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述旋转元件(4)包括至少一个驱动销(8)，所述驱动销(8)穿过在所述成型本体(5)中限定的相应的孔(80)。
3.根据权利要求2所述的装置(1)，其特征在于，所述加强件(10、20、30、40、50)与所述驱动销(8)以及所述成型本体(5)可操作地相互作用。
4.根据权利要求1到3中的一项或多项所述的装置(1)，其特征在于，所述加强件(10、20、30、40、50)提高了受所述成型本体(5)的应力作用的区域的强度。
5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的装置(1)，其特征在于，所述加强件(10、20、30、40、50)分配施加在所述成型本体(5)上的机械应力。
6.根据前述权利要求中的一项或多项所述的装置(1)，其特征在于，所述加强件包括第一成型本体(10、20、30)，所述成型本体(10、20、30)具有带大致呈矩形截面(11、21、31)的中空部分，所述中空部分的外表面与所述基座(6)的内表面基本上配合，所述成型本体(10、20、30)还具有第一接片(12)和第二接片(13)，所述第一接片(12)和第二接片(13)从所述中空部分(11、21、31)延伸，并接合在限定于所述基座(6)中的相应腔体(22、23)中。
7.根据权利要求2和6所述的装置(1)，其特征在于，用于使所述驱动销(8)通过的第一孔(32)和第二孔(33)限定在所述第一接片(12)和所述第二接片(13)上。
8.根据权利要求6或7所述的装置(1)，其特征在于，所述中空部分(21)的外周的至少一部分具有弯边(25)，所述弯边(25)被设计成与限定在所述成型本体(5)上的相应联结表面协作。
9.根据权利要求1到5中的一项或多项所述的装置(1)，其特征在于，所述加强件(40)包括第二成型本体(42)和第三成型本体(43)，所述第二和第三成型本体(42、43)各自具有第一中空部分(44)，所述中空部分(44)具有大致呈U型的横截面，并被大致相互垂直的第一壁(45)、第二壁(46)和第三壁(47)所限定，所述中空部分的外表面与所述基座(6)的内表面基本上配合，第三接片(48)从所述第二壁(46)延伸，并接合在限定于所述基座(6)中的相应腔体(480)中，所述第二和第三成型本体(42、43)被插入到所述基座(6)中，以使得各自的U型中空部分(44)彼此相对。
10.根据权利要求2和9所述的装置(1)，其特征在于，用于使所述驱动销(8)穿过的第三孔(49)限定在所述第三接片(48)上。
11.根据权利要求9或10所述的装置(1)，其特征在于，所述第二和第三成型本体(42、43)具有接合装置(401)，所述接合装置(401)被设计成接合在限定于所述旋转元件的所述成型本体(5)上的相应腔体(400)中。
12.根据权利要求1到5中的一项或多项所述的装置(1)，其特征在于，所述加强件(50)包括第四板型本体(51)，所述板型本体(51)具有与所述基座(6)的内表面基本上配合的表面(52)，所述第四成型本体(51)还包括接合装置(521)，所述接合装置(521)被设计成接合在限定于所述旋转元件的所述成型本体(5)上的相应腔体(520)中。
13.根据权利要求2和12所述的装置(1)，其特征在于，用于使所述驱动销(8)通过的第四孔(53)限定在所述第四板型本体(51)上。
14.根据权利要求12或13所述的装置(1)，其特征在于，所述第四成型本体(51)具有至少一部分弯边(55)，所述弯边(55)被设计成与限定在所述成型本体(5)上的相应联结表面(550)协作。
15.根据前述权利要求中的一项或多项所述的装置(1)，其特征在于，所述加强件(10、20、30、40、50)包括用于卷曲到所述成型本体(5)上的装置(300)，所述装置(300)被设计成有助于所述加强件(10、20、30、40、50)和所述成型本体(5)之间的联结。
16.根据前述权利要求中的一项或多项所述的装置(1)，其特征在于，所述加强件(10、20、30、40、50)由金属材料制成。
17.根据前述权利要求中的一项或多项所述的装置(1)，其特征在于，所述加强件(10、20、30、40、50)由钢制成。
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