CN101393804A - 电触点的断开闭合的控制装置及包括该装置的电气设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电触点的断开闭合的控制装置及包括该装置的电气设备，该装置包括能被控制机构驱动旋转的曲柄、压缩弹簧(16)和连接杆(12)。根据本发明，该装置包括以铰接的方式连接到机架的操作曲柄(11)和受压曲柄(14)，所述受压曲柄(14)以铰接的方式连接到压缩弹簧(16)的一端并且被所述操作控制机构驱动旋转，所述操作曲柄(11)以铰接的方式连接在所述连接杆(12)上，并包括在弹簧(16)移动超过死点通过位置之后通过受压曲柄(14)驱动操作曲柄(11)以便引起可移动触点的位置改变的机构，以及在弹簧(16)的压缩期间在经过称为死点位置P的位置之前用于保持可移动触点在其初始位置的机构。

Description

电触点的断开闭合的控制装置及包括该装置的电气设备

技术领域

本发明涉及一种用于控制电气设备中的触点的断开和/或闭合的控制装置，该装置包括操作曲柄、压缩弹簧和连接杆，其中，所述操作曲柄以铰接的方式相对于机架被连接，并且能够被控制机构驱动而在第一位置和第二位置之间旋转，该第一位置与触点的闭合位置相对应，该第二位置与触点的断开位置相对应，所述压缩弹簧以铰接的方式经由其被称作第一端的一个端部连接至所述曲柄，并经由其被称作第二端的相反的端部机械地连接至可移动触点，所述连接杆以铰接的方式经由其被称作第一端的一个端部连接至所述曲柄，并经由其被称作第二端的相对端部机械地连接至可移动触点，所述弹簧能够经由其第一端被所述曲柄压缩至死点通过位置，并且在松弛时，作用于可移动触点以及操作曲柄以便移动可移动触点。

背景技术

已知尚未公开的法国专利申请No.07/03471披露了前述类型的装置。在该文献中描述的装置仅能以独立于操作者的速度实现触点的高速闭合。

发明内容

本发明解决了该问题，并且提出了一种在电气设备中的触点的操作装置，该装置能以独立于操作者的速度实现触点的高速闭合和断开。

为此，本发明的一个目的是提供一种上述类型的操作控制装置，该装置的特征在于，所述装置包括以铰接的方式相对于机架被连接的操作曲柄和受压曲柄(compression crank)，所述受压曲柄以铰接的方式连接到压缩弹簧的一个端部并且被所述控制机构驱动旋转，所述操作曲柄以铰接的方式连接至所述连接杆；并且所述装置包括使得操作曲柄在上述压缩弹簧移动超过死点通过位置之后能够被受压曲柄驱动以便引起可移动触点的位置改变的机构，以及在弹簧的压缩期间在所述弹簧移动超过被称为死点位置的位置之前用于保持可移动触点在其初始位置的机构。

根据本发明的特定实施例，用于在闭合操作期间保持可移动触点在断开位置的机构包括保持闩锁件，该保持闩锁件与操作曲柄协作以便在弹簧压缩期间将所述操作曲柄保持在适当的位置，所述闩锁件在弹簧移动超过死点位置之后可通过属于受压曲柄的被称为升降指的指部缩回。

根据本发明的特定特征，上述闩锁件相对于机架被铰接地安装在两个位置之间，这两个位置分别是称为操作曲柄的闩锁位置的第一位置和称为松开(unlatching)位置的第二位置，在该松开位置中，所述闩锁件缩回，所述闩锁件通过复位弹簧偏置到第一位置，所述复位弹簧包括以铰接的方式连接至机架的第一端和以铰接的方式连接至闩锁件的第二端。

根据特定特征，上述闩锁件包括设计成与操作曲柄在连接杆上的转动销协作的切口。

根据另一特征，该操作装置包括用于驱动可移动触点的装置，所述装置包括相对于机架枢转连接且机械地与连接杆的上述第二端连接的凸轮轴、牢固地旋转附连至凸轮轴的凸轮、以铰接的方式经由其一个端部连接至机架的导杆，这些不同的部件通过包括销的滚轮而被机械地连接在一起，所述销牢固地附连至承载可移动触点的杆，所述滚轮滑动地安装在凸轮的缝隙中，以使得凸轮轴的旋转导致滚轮销的移动，该滚轮销的移动引起可移动触点的移动。

根据另一特征，该操作装置包括触点压力装置，该触点压力装置包括容纳触点压力弹簧的通道，且上述杆通过该通道，所述弹簧经由其一个端部压在通道的内表面上并且经由其相反的端部压在牢固地附连至杆的部件上，所述部件被弹簧偏置到一位置，在该位置中，该部件压在通道的与之前那个内表面相对的内表面上以便提供可移动触点的触点压力。

根据特定特征，上述凸轮的形状使得在弹簧移动超过死点位置之前在触点断开起始时，凸轮不施加转矩，并且由压缩弹簧施加的力被调整为：当断开操作发生以及在弹簧移动超过死点位置之前，操作弹簧使触点保持在闭合位置。

根据另一特征，受压曲柄包括两个止动部(stop)，分别为断开止动部和闭合止动部，所述止动部与操作曲柄协作以使得在弹簧超过死点位置之后，受压曲柄驱动操作曲柄。

根据另一特征，上述两个止动部与操作曲柄在连接杆上的转动销协作。根据另一特征，受压曲柄和操作曲柄绕同一轴线以铰接的方式连接在机箱上。

根据另一特征，操作控制机构包括用于将压缩弹簧保持在死点通过位置的水平面处的机构，并且闩锁件被制造为通过故意的动作可缩回以便使得设备可跳闸(trippable)。

根据另一特征，压缩弹簧容纳在包括用于操作弹簧的引导和压缩的杆的组件中，所述弹簧被安装在杆的两个部分之间，这两个部分中称为第一部分的一个部分以铰接的方式连接在受压杆上，并且称为第二部分的另一个部分被机械地连接至可移动触点。

根据另一特征，杆的第二部分以铰接的方式连接在凸轮轴的驱动曲柄上。

本发明的另一个目的是提供一种诸如断路器这样的电开关设备，该设备包括触点的控制装置，该控制装置包括以单独或结合形式采用的上述特征。

附图说明

通过以下参考附图的详细描述，本发明的其它优点和特征将变得更加清晰可见，这些附图仅出于示例的目的而给出，其中：

-图1是根据本发明的控制装置组件的侧视图；

-图2是该控制装置的被设计用于提供触点压力的一部分的局部视图，

-图3是处于断开位置的上述控制装置的一部分的局部视图，

-图4是该同一装置的一部分在闭合位置开始时的局部视图，

-图5是该同一装置闭合移动已经继续之后的侧视图，

-图6是该同一装置处于闭合位置的侧视图，以及

-图7是该同一装置在断开操作开始时的侧视图。

具体实施方式

在图1中，可以看到根据本发明的诸如开关或断路器这样的电开关设备的触点的控制装置D。该装置包括图2中示出的第一组件，所述组件包括以铰接的方式连接在机架上的凸轮轴1，所述轴牢固地旋转附连在凸轮2上，该第一组件还包括导杆3，该导杆3通过其一个端部(首先称作第一端)3a以铰接的方式也连接在所述机架上。这些部件通过滚轮4彼此连接，该滚轮4滑动安装在凸轮2的弯曲凹槽5中并包括牢固附连至杆7的销6。该杆7滑动安装在通道8内并且经由其与连接至滚轮4的端部相反的端部固定至设备的可移动触点(未示出)。该通道8还包括设计成容纳弹簧10的壳体9，所述弹簧10经由其一个端部10a压在通道的内表面8a上并且经由其相反端部10b压在部件10c上，该部件10c压在通道的另一表面8b上，以便在可移动触点和静止触点之间提供触点压力。这些部件彼此连接以使得凸轮轴的旋转导致滚轮4的销6的垂直移动并进而导致可移动触点的垂直移动。

如其它图所示，该装置还包括相对于机架被旋转连接的操作曲柄11。该操作曲柄11以铰接的方式经由其一个端部11a连接在连接杆12的端部12a、12b中的被称作第一端12a的一个端部上，所述连接杆12在其与第一端相反的被称为第二端12b的端部处以铰接的方式连接至上述凸轮轴1的驱动曲柄13。该装置D还包括受压曲柄14，该受压曲柄以铰接的方式绕与操作曲柄11连接至机架所绕的轴线相同的轴线X而连接在机架上。该受压曲柄14包括以铰接的方式连接在弹簧承载导杆15的端部15a上的端部14a。该导杆15包括杆组件，该杆组件能实现设置在导杆两个端部15a、15b之间的操作弹簧16的压缩和引导。该受压曲柄14包括下面将描述的断开止动部14c和闭合止动部14b。

该装置还包括操作杆L(在图4中示出)，该操作杆相对于机架旋转安装并且能够驱动上述受压曲柄14。

该装置最后包括对操作曲柄11的驱动销Y进行固定的闩锁件17，所述销11还是操作杆在连接杆上的转动销。为此，闩锁件包括与所述销协作的切口20，并且通过张力弹簧18偏置到闭锁位置，该张力弹簧经由其一个端部18a连接至机架并且经由其相反端部18b连接至闩锁件。销Y通过设置在受压曲柄14上的升降指19被释放。

装置的操作将参考附图在下面描述。

在图3中，装置处于断开位置。当执行闭合操作时，如图4所示，杆L沿逆时针方向被向下驱动直到受压曲柄14和弹簧承载杆15通过死点通过线P。在该步骤期间，闩锁件17将操作曲柄11的驱动销Y保持在触点的被称为断开位置的位置。

超过该死点通过位置，系统通过操作弹簧16的作用而被自发地驱动，如图5所示。

在受压曲柄14由于操作弹簧16的作用而旋转期间，设置在所述曲柄14上的升降指19顺时针驱动锁定闩锁件17，以使得操作曲柄11的驱动销11a从将其保持的、设置在锁定闩锁件17中的切口20中释放。同时，受压曲柄14的闭合止动部14b已经开始与操作曲柄11的驱动销Y接触。这导致操作曲柄11被受压曲柄14驱动，从而导致连接杆12移动。由于连接杆12和操作曲柄11施加的力F1的作用(图5)并且由于操作弹簧16的动作F2，该连接杆12的移动逆时针驱动驱动曲柄13。这导致凸轮轴1的逆时针旋转，从而驱动触点压力子组件移动直到压力施加在静止和移动触点上，并且此后，在凸轮轴1的移动中通过滚轮4产生抵靠凸轮2的挡止内凹槽5而止动(图6)。

触点的闭合由于操作弹簧16的作用而被保持。传递至凸轮轴的力部分地直接由操作弹簧16的底端16a施加的力提供，并且部分地由弹簧16的顶端16b施加的、通过连接杆12借助操作曲柄11和受压曲柄14中继传递至可移动触点的力提供。由于操作期间安装在机构的两个可移动部分之间的弹簧的位置，由此使用弹簧的两个端部施加的力。

断开操作根据以下步骤执行：

从如图6所示的闭合位置，杆L沿顺时针方向被向上驱动，直到受压曲柄14和弹簧承载导杆15通过死点通过线P，如图7所示。在该步骤期间，由于所述弹簧施加的力和凸轮2的同心形状，操作弹簧16将触点保持在闭合位置中，在闭合位置中凸轮2的同心形状不传递任何断开转矩。

在通过死点位置之后，系统通过操作弹簧16的作用而被自发驱动。这导致受压曲柄14的顺时针移动，在其移动过程中，受压曲柄14通过受压曲柄14的被称作断开驱动止动部的止动部14c而提起操作曲柄11的驱动销Y。断开驱动止动部14c与操作曲柄11的驱动销Y接触，由操作弹簧16的动作F2施加在操作曲柄11上的转矩比由连接杆12的动作F1施加的转矩大。该转矩差通过连接杆12导致操作曲柄11的旋转和凸轮轴1的旋转，进而导致触点的断开。

触点压力子组件的驱动通过凸轮轴被凸轮的缝隙中的滚轮的止动部止动而终止。

本发明产生的主要优势为：

该原理使得在状态操作的改变期间触点被保持在适当的位置。单个弹簧被用于断开和闭合。闭合传递的能量是断开传递的能量的两倍，这完全适于真空盒(vacuum cartridge)的操作要求。使用弹簧的两端的力使得能够使用较弱强度的弹簧。杠杆作用在触点闭合时的展开补偿了弹簧力的减小。这导致力中继传递至凸轮轴，该力在较长行进中保持恒定。这增强了借助凸轮传递至可移动触点的能量分布。

该装置能够在断开时获得冲击，该冲击能够破坏任何粘结或焊接并且能够实现电触点的轮廓清晰的分离。该冲击在断开时通过触点压力弹簧发生松驰阶段而获得。在该阶段期间，整个机构运动，但部件7和可移动触点不移动。在压力弹簧10的松弛结束时，通道8的端部8b突然地提起杆7和可移动触点，产生冲击。

应注意，该机构能通过机械化而被远程操作，且如果必要，该操作能够通过单次运动或泵抽实现。该原理主要适用于需要大的行程端部力(end-of-travel force)的触点的驱动。

代替用于向可移动触点传递运动的凸轮系统，该装置可以使用杆系统，该杆系统具有中继传递非常弱的力以便在电触点上施加压力的特征。

本发明适用于以闭合和断开容量(capacity)(特别是开关类型)执行电路功能并且需要拨动类型操作的所有装置。

本发明的原理还有利地用于执行包括闭合容量的接地断路器(earthdisconnector)功能的设备中。

本发明还可以用于通过结合闩锁件以执行跳闸从而执行断路器功能。

本发明自然地决不限制于所述和所示实施例，这些实施例仅出于示例的目的而给出。

相反地，本发明延及包括根据本发明的精神而执行的所述机构的技术等效物及其结合。

Claims (14)

1、一种用于控制电气设备中的触点的断开和/或闭合的装置，该装置包括相对于机架以铰接的方式被连接的操作曲柄、压缩弹簧和连接杆，其中，所述操作曲柄能够被控制机构驱动而在相应于触点的闭合位置的第一位置和相应于触点的断开位置的第二位置之间旋转，所述压缩弹簧以铰接的方式经由其被称作第一端的一个端部连接至所述曲柄，并经由其被称作第二端的相反端部机械地连接至可移动触点，所述连接杆以铰接的方式经由其被称作第一端的一个端部连接至所述曲柄，并经由其被称作第二端的相反端部机械地连接至所述可移动触点，所述弹簧能够经由其第一端被所述曲柄压缩至死点通过位置，并且在松弛时作用于所述可移动触点以及所述操作曲柄以便移动所述可移动触点，所述装置包括以铰接的方式相对于所述机架被连接的操作曲柄(11)和受压曲柄(14)，所述受压曲柄(14)以铰接的方式连接在所述压缩弹簧(16)的一个端部上并且被所述控制机构L驱动旋转，所述操作曲柄(11)以铰接的方式连接至所述连接杆(12)，所述装置包括使得所述操作曲柄(11)在上述压缩弹簧(16)移动超过死点通过位置(P)之后能够被所述受压曲柄(14)驱动以便引起所述可移动触点的位置改变的机构(14b，14c)，以及在所述弹簧(16)的压缩期间在所述弹簧移动超过被称为死点位置(P)的位置之前用于将所述可移动触点保持在其初始位置的机构(17)，

其特征在于，用于在闭合操作期间将所述可移动触点保持在断开位置的所述机构包括保持闩锁件(17)，该保持闩锁件与所述操作曲柄(11)协作以便在所述弹簧(16)压缩期间将所述操作曲柄保持在适当的位置，所述闩锁件在所述弹簧(16)已经移动超过死点位置(P)之后能通过属于所述受压曲柄(14)的被称为升降指(19)的指部缩回。

2、如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，上述闩锁件(17)相对于所述机架被铰接地安装在两个位置之间，这两个位置分别是被称为所述操作曲柄(11)的闩锁位置的第一位置和被称为松开位置的第二位置，在该松开位置中，所述闩锁件(17)缩回，所述闩锁件(17)通过复位弹簧(18)偏置到第一位置，所述复位弹簧包括以铰接的方式连接至所述机架的第一端(18a)和以铰接的方式连接至所述闩锁件(17)的第二端(18b)。

3、如权利要求2所述的控制装置，其特征在于，上述闩锁件(17)包括设计成与所述操作曲柄(11)在所述连接杆(12)上的转动销(Y)协作的切口(20)。

4、如前述权利要求中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述装置包括用于驱动所述可移动触点的装置，所述装置包括相对于所述机架被枢转连接并且机械地与所述连接杆(12)的上述第二端(12b)连接的凸轮轴(1)、牢固地旋转附连至所述凸轮轴(1)的凸轮(2)、以铰接的方式经由其一个端部(3a)连接至所述机架的导杆(3)，这些不同的部件通过包括销(6)的滚轮(4)而被机械地连接在一起，所述销(6)牢固地附连至承载所述可移动触点的杆(7)，所述滚轮(4)滑动地安装在所述凸轮(2)的缝隙(5)中，以使得所述凸轮轴(1)的旋转导致所述滚轮销(6)的移动，该滚轮销(6)的移动引起所述可移动触点的移动。

5、如权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述装置包括触点压力装置，该触点压力装置包括容纳触点压力弹簧(10)的通道(8)，且上述杆(7)通过该通道，所述弹簧(10)经由其一个端部(10a)压在所述通道(8)的内表面(8a)上并且经由其相反的端部(10b)压在牢固地附连至所述杆(7)的部件(10c)上，所述部件(10c)被所述弹簧(10)偏置到一位置，在该位置中，所述部件(10c)压在所述通道(8)的与之前所述内表面相对的内表面(8b)上，以便提供所述可移动触点的触点压力。

6、如权利要求4或5所述的控制装置，其特征在于，上述凸轮(2)的形状使得在所述弹簧移动超过死点位置之前所述触点断开起始时，所述凸轮(2)不施加转矩；并且由所述压缩弹簧(15)施加的力被调整为：当发生断开操作并且在所述弹簧移动超过死点位置之前，所述操作弹簧使所述触点保持在闭合位置。

7、如前述权利要求中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述受压曲柄(14)包括分别为断开止动部(14c)和闭合止动部(14b)的两个止动部(14b，14c)，所述两个止动部与所述操作曲柄(11)协作以使得在所述弹簧(16)已经移动超过死点位置(P)之后，所述受压曲柄(14)驱动所述操作曲柄(11)。

8、如权利要求7所述的控制装置，其特征在于，上述两个止动部(14b，14c)与所述操作曲柄(11)在所述连接杆(12)上的转动销(Y)协作。

9、如前述权利要求中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述受压曲柄(14)和所述操作曲柄(11)绕同一轴线(X)以铰接的方式连接在机箱上。

10、如前述权利要求中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述装置包括用于将所述压缩弹簧(16)保持在死点通过位置(P)的水平面处的机构，并且所述闩锁件(17)被制造为能通过故意的动作缩回以便能使得所述设备跳闸。

11、如前述权利要求中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述压缩弹簧(16)容纳在包括用于所述操作弹簧(16)的引导和压缩的杆的组件中，所述弹簧(16)被安装在杆的两个部分(15a，15b)之间，该两个部分的被称为第一部分的一个部分(15a)以铰接的方式连接在受压杆(14)上，并且被称为第二部分的另一个部分(15b)机械地连接至所述可移动触点。

12、如权利要求11所述的控制装置，其特征在于，所述杆的第二部分(15b)以铰接的方式连接在所述凸轮轴(1)的驱动曲柄(13)上。

13、一种包括根据前述权利要求中的任一项所述的触点控制装置的电开关设备。

14、一种包括如权利要求10所述的控制装置的电气断路器。

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