CN102623198B - 电开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电开关（10）、特别是电断路器，其具有：转子壳体（20）；至少一个旋转安置在转子壳体（20）中的电的接触臂（50，51），所述接触臂能在接通位置和断开位置之间以及相对于转子壳体（20）摆动；和至少一个中间部件（100，101），所述中间部件在预定的止动位置中利用转子壳体（20）使能摆动的接触臂（50，51）止动，并且在能摆动的接触臂（50，51）和转子壳体（20）之间进行相对旋转的情况下从预定的止动位置移出。根据本发明提出，所述中间部件（100，101）是球形体，所述球形体弹性夹持地保持在预定的止动位置中。

Description

电开关

技术领域

本发明涉及一种电开关、特别是一种电断路器。

背景技术

这种开关由德国公开文献DE 10 2008 039 066 A1已知。该开关包括转子壳体和旋转安置在转子壳体中的电接触臂，该接触臂能在接通位置和断开位置之间以及相对于转子壳体摆动。在接通位置中，电接触臂将接触臂的接触元件与开关的位置固定的接触元件相连接。在断开位置中，接触臂的接触元件与开关的位置固定的接触元件分离。为了实现接通和断开，接触臂可以通过下述方式摆动：通过使转子壳体旋转；在这种情况下，旋转的转子壳体带动接触臂并且使接触臂一起转动。此外，接触臂还可以在转子壳体不旋转的情况下、即在下述情况下相对于转子壳体进行摆动，即流经接触臂的电流过大：在这种情况下，接触臂通过由电流引起的磁力相对于转子摆动，由此接触臂的接触元件和开关的位置固定的接触元件彼此分离。在德国公开文献DE 10 2008 039 066 A1中描述的实施方式中存在两个中间部件，这两个中间部件在预定的止动位置（Rastposition）中利用转子壳体使能摆动的接触臂止动，并且在能摆动的接触臂和转子壳体之间相对旋转的情况下从预定的止动位置移出。两个中间部件中的每一个由压力元件组成，该压力元件利用一个端部能摆动地连接在接触臂的转盘轴承上，并且利用另一个端部通过枢轴承保持滑轮（Rolle）。该滑轮可以在开关的壁部段上滚动。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种开关，其具有少量的部件和能特别简单地进行安装的结构。

根据本发明，提出一种电开关、特别是电断路器，其具有：

- 转子壳体，

- 至少一个旋转安置在所述转子壳体中的电的接触臂，所述接触臂能在接通位置和断开位置之间以及相对于所述转子壳体摆动，和

- 至少一个中间部件，所述中间部件在预定的止动位置中利用所述转子壳体使能摆动的所述接触臂止动，并且在所述能摆动的接触臂和转子壳体之间进行相对旋转的情况下由预定的止动位置移出，其中所述中间部件是球形体，所述球形体弹性夹持地保持在所述预定的止动位置中，

其特征在于，

- 在所述转子壳体和能摆动的接触臂之间布置弹簧，

- 所述弹簧的第一弹簧端部直接压靠到所述中间部件上，和

- 所述弹簧的第二弹簧端部直接支撑在所述接触臂上。

对此根据本发明提出：中间部件是球形体，该球形体弹性夹持地保持在预定的止动位置中。球形体在此理解为其表面是球形或类似球形的物体。

根据本发明的开关的主要优点在于其简单的机械结构中以及由此得出的简单的可装配性。与开头所述的开关中，每个中间部件分别包括压力元件、滑轮和两个枢轴承，与这种开关不同的是：中间部件在根据本发明的开关中通过球形体构成，该球形体仅通过夹紧而无需机械连接到其他部件上就可以被保持。为了进行安装，在能摆动的接触臂和转子壳体之间可以仅装入球形体，并且在那里夹紧球形体。因此对于在能摆动的接触臂和转子壳体之间的止动来说需要少量部件，这显著地降低了制造和装配成本。

根据本发明的开关的另一个主要的优点在于，基于中间部件的球形形状，接触臂的旋转能以摩擦非常少的方式进而在触发力非常小或触发电流非常小时实现。这使得在“没有”短路电流时仍能实现电流限制并且同时避免触点烧损，因为可以无延迟地断开触点。

优选地，中间部件是具有球形或椭圆形表面的空心体或是实心的球形体或实心的椭圆体。

考虑到在转子壳体和接触臂之间的良好的绝热性，并且为了防止在接触臂和转子壳体之间的电弧，下述情况被认为是有利的，即中间部件由不导电的材料制成。

能以下述方式来布置预定的止动位置，即当中间部件弹性夹持地保持在预定的止动位置中时，开关闭合。替代地，能以下述方式来布置预定的止动位置，即当中间部件弹性夹持地保持在预定的止动位置中时，开关断开。也可以例如为断开的开关状态且为闭合的开关状态提供多个不同的止动位置。

考虑到适合的力分布，下述情况被认为是有利的，存在至少两个中间部件。优选地旋转对称地将中间部件布置在转子壳体和接触臂之间。

在接触臂相对于转子壳体摆动的情况下，优选地将中间部件从止动位置中压出。止动位置优选地通过壁部段中的凹槽（例如以孔、盲孔或凹陷部的形式）构成。在接触臂和转子壳体之间进行进一步相对旋转期间—即在离开止动位置或凹槽后，中间部件优选地在这个壁部段上滚动和/或滑动。

在壁部段上优选地设有凹陷部，该凹陷部对中间部件在壁部段上的滚动和/或滑动进行制动。这种凹陷部可以实现，通过下述方式在过流的情况下有针对性地对摆动运动、特别是摆动速度控制，即相应地选择凹陷部的几何形状和密度。

优选地，在转子壳体和能摆动的接触臂之间布置弹簧。为了制造止动位置，弹簧的第一弹簧端部将中间部件优选地压入到在壁部段中的凹陷处中。弹簧的第二弹簧端部优选地支撑在接触臂上。

根据一种特别优选的实施方式，第一弹簧端部直接压靠到中间部件上，并且弹簧的第二弹簧端部直接支撑在接触臂上。

壁部段优选地通过转子壳体的壁部段构成。对此，下述情况被认为是特别有利的，即转子壳体具有带有边缘部段的壳罩，所述边缘部段的边缘内表面构成了壁部段，中间部段可以在壁部段上滚动或滑动，并且在该壁部段中设置用于止动位置的凹槽。

此外下述情况被认为是有利的，转子壳体具有盖，所述盖在侧面对带有位于其中的接触臂的转子壳体进行封闭。该盖板优选直接地位于中间部件上。考虑到较小的摩擦下述情况被认为是有利的，即中间部件在能摆动的接触臂和转子壳体之间进行相对运动时也可以在盖板上滚动和/或滑动、特别是摩擦少地滑动。

盖板例如可以构成内盖，其与接触臂一起旋转。

特别优选地，除了以下称为第一止动位置的所述止动位置以外，中间部件还具有第二止动位置，中间部件在从第一止动位置压出后并且在接触臂相对于转子壳体继续摆动后能到达第二止动位置中。

将中间部件在其第一止动位置中压入到凹槽中的弹簧优选地这样布置，即该弹簧还能通过下述方式将中间部件弹性地保持在其第二止动位置中，即例如该弹簧将中间部件压入到第二凹槽中或压靠到止挡部上，由此接触臂保持在其相对于转子壳体摆动的位置中。

此外，撞击体（Schlagkörper）与弹簧共同作用，在接触臂相对于转子壳体摆动和随之发生的弹簧变形时，撞击体与中间部件进行接触，并且将中间部件从第一止动位置和/或第二止动位置中压出。撞击体例如可以减小摩擦对于接触臂的旋转运动的影响。

开关的接触臂优选在下述情况下进行摆动，即流经接触臂的电流超过预定值或转子壳体进行转动。

附图说明

下面借助实施例详细地说明本发明；在此示例性地示出：

图1以三维图示出了在接通状态下的根据本发明的开关的第一实施例，

图2以三维视图示出了根据图1的、在断开状态下的开关，

图3以横截面图示出了根据图1和2的、在接通状态下的开关，

图4以横截面图示出了根据图1至3的、在断开状态下的开关，

图5以横截面图示出了在接通状态下的根据本发明的开关的第二实施例，

图6以三维视图示出了根据图5的开关，

图7以横截面图示出了在接通状态下的根据本发明的开关的第三实施例，

图8示出了具有内盖的根据本发明的开关的第四实施例。

在附图中为了清楚起见，相同的或类似的元件总是使用相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中以三维视图示出了电开关10。能看到转子壳体20，其可以沿着箭头方向P旋转。在转子壳体20的内部设有触桥30，其可以和转子壳体20一起或者还可以相对于转子壳体20同样沿着箭头方向P摆动。在图1中用附图标记40来标注旋转轴线，触桥30以及转子壳体20可以围绕该旋转轴线旋转或摆动。

触桥30通过第一接触臂50以及第二接触臂51构成。两个接触臂50和51中的每一个在接触臂端部上具有接触元件。接触元件在图1中用于附图标记60和61来标注。

此外在图1中还能看到两个位置固定的接触轨（Kontaktschienen）70和71，其与触桥30共同作用。为此，两个接触轨70和71分别具有位置固定的接触元件80或81。

在根据图1的视图中，开关10闭合，从而电流可以从接触轨70经由触桥30流到接触轨71。为了实现该电流流通，触桥30的接触元件60和61位于两个接触轨70和71的、对应的位置固定的接触元件80和81上。

图2示出了根据图1的在断开状态下的开关10。能看出，触桥30相对于转子壳体20以及相对于在图1中示出的位置摆动。基于摆动角使得触桥30的接触元件60和61与两个接触轨70和71的对应的位置固定的接触元件80和81分离。

在图3中以横截面图示出了在接通状态下的根据图1的开关10。能看到具有其所属的位置固定的接触元件80或81的两个接触轨70和71，触桥30的接触元件60和61放置在接触元件上。

此外可以看到，转子壳体20具有带有边缘部段的壳罩21，边缘部段的边缘内表面用附图标记22标注。边缘内表面22构成了壁部段，两个球形的中间部件100和101可以在壁部段上滑动和/或滚动。

在开关10的图3中示出的接通状态下，两个球100和101位于第一凹槽110和111中，所述球通过弹簧120和121弹性地保持在第一凹槽中。因此，两个第一凹槽110和111限定出用于触桥30和两个球100和101的第一止动位置。

两个球100和101构成单独的部件，其既不与壳罩21或者转子壳体20机械连接，又不与触桥30机械连接。球100和101是单独独立的部件，其仅通过两个弹簧120和121弹性夹紧地保持在转子壳体20的壳罩21和触桥30之间。

为了装配开关10，两个球100和101因此仅必须装入到凹槽110或111中，并且在此借助于两个弹簧120和121夹紧。

此外如在图3中可以看到，两个弹簧120和121分布具有两个弹簧端部，其中第一弹簧端部直接压靠在两个球中的一个上，并且其中第二弹簧端部支撑在触桥30的接触臂中的一个上。为了确保均匀的力传递，两个弹簧120中的一个支撑在触桥30的接触臂50上，并且另一个弹簧121支撑在触桥30的第二接触臂51上。

为了限定触桥30的、在图3中示出的第一止动位置，因此仅需要转子壳体20、触桥30、两个球100和101以及两个弹簧120和121。并不需要其他的部件。

如果从一个接触轨70经过触桥30流到另一个接触轨71或反向流动的电流过大，磁力则间接或直接地作用在触桥30上，通过该磁力使触桥30沿着摆动方向P进行摆动。在此，该摆动运动相对于转子壳体20实现。在进行这种摆动运动的情况下，支撑在触桥30上的两个弹簧120和121将压力施加到两个球100和101上，并且将球从其凹槽110或111中压出。在这样被压出之后，两个球100和101沿着箭头方向P在壳罩21的边缘内表面22上滚动。

图4示出了开关10在触桥30相对于转子壳体20摆动后的状态。由于触桥30进行摆动，球100和110在壳罩21的边缘内表面22上滚动，并且分别进入到触桥30的第二止动位置中；该第二止动位置通过第二凹槽200和201来限定。两个球100和101还弹性地、也就是说继续通过两个弹簧120和121固定在第二止动位置中，这两个弹簧支撑在触桥30的两个接触臂50和51上。

通过第二止动位置确保了：还可以使接触元件在图4中示出的断开的开关状态下止动，并且然后开关在下述情况时保持断开，即由触桥30的旋转引起的触发电流再次变小。

在图5中示出了用于开关10的第二实施例。可以看到触桥30，该触桥可旋转地支承在转子壳体20的壳罩21内部。此外可以看到两个球100和101，其位于凹槽110或111中并且在那里分别通过两个弹簧120、121、122、123弹性地保持。因此根据图5的实施例与根据图1和4的实施例的区别在于，对于每个球100或101来说使用两个弹簧来代替仅一个唯一的弹簧。

如果流过触桥30的电流超过阈值，那么如已述的那样，出现触桥30相对于转子壳体20的摆动，由此将两个球100和101由其凹槽110或111中压出。两个球100和101在壳罩21的边缘内表面22上滚动，并且到达第二凹槽200和201中。两个球100和101分别分别还通过四个弹簧将弹性地保持在该第二凹槽200和201中。

此外根据图5的实施例相应于根据图1至4的实施例。

在图6中再次以三维视图示出了根据图5的开关10。可以看到转子壳体20的壳罩21，触桥30被弹性可摆动地保持在该壳罩中。此外可以看到球100和101，所述球分别通过两个弹簧以下述方式弹性地保持，即将弹簧压靠在壳罩21的边缘内表面22上。

在图7中示出了用于开关10的第三实施例，其中附加地设置撞击体400和401。撞击体400和401的功能在于：迫使将球100和101从凹槽110和111中压出，而与可能将球保持在其凹槽中的摩擦力无关。因此撞击体非常精确地定义：两个球100和101最迟在哪个时刻离开其所属的凹槽110或111。

此外第三实施例相应于根据图5和6的第二实施例。

如在图7中示出的那样，撞击体还可以应用在根据图1至4的实施例中，其中仅为每个球设置一个弹簧。

替代地或附加地，撞击体也可以设置在内盖500上（参见图8），利用该内盖在内侧将转子壳体的壳罩封闭。撞击体例如可以设置在内盖的内轮廓上。内盖500在这种情况下优选地以下述方式进行安装，即该内盖可以和触桥一起相对于壳罩旋转。

附图标记列表

10 开关

20 转子壳体

21 壳罩

22 边缘内表面

30 触桥

40 旋转轴线

50 接触臂

51 接触臂

60 接触元件

61 接触元件

70 接触轨

71 接触轨

80 接触元件

81 接触元件

100 球

101 球

110 第一凹槽

111 第一凹槽

120 弹簧

121 弹簧

122 弹簧

123 弹簧

200 第二凹槽

201 第二凹槽

400 撞击体

401 撞击体

500 内盖

P 箭头方向，摆动方向

Claims (10)

1.电开关（10），其具有：

- 转子壳体（20），

- 至少一个旋转安置在所述转子壳体（20）中的电的接触臂（50，51），所述接触臂能在接通位置和断开位置之间以及相对于所述转子壳体（20）摆动，和

- 至少一个中间部件（100，101），所述中间部件在预定的止动位置中利用所述转子壳体（20）使能摆动的所述接触臂（50，51）止动，并且在所述能摆动的接触臂（50，51）和转子壳体（20）之间进行相对旋转的情况下由预定的止动位置移出，其中所述中间部件（100，101）是球形体，所述球形体弹性夹持地保持在所述预定的止动位置中，

其特征在于，

- 在所述转子壳体（20）和能摆动的接触臂（50，51）之间布置弹簧（120，121，122，123），

- 所述弹簧的第一弹簧端部直接压靠到所述中间部件（100，101）上，和

- 所述弹簧的第二弹簧端部直接支撑在所述接触臂（50，51）上。

2.根据权利要求1所述的电开关，其特征在于，所述中间部件（100，101）是球或椭圆体。

3.根据权利要求1所述的电开关，其特征在于，所述中间部件（100，101）由不导电的材料制成。

4.根据权利要求1所述的电开关，其特征在于，

- 在所述接触臂（50，51）相对于转子壳体（20）摆动的情况下将所述中间部件（100，101）从在壁部段（22）中的第一凹槽（110，111）压出，并且

- 当在所述能摆动的接触臂（50，51）和转子壳体（20）之间进行进一步相对旋转期间，中间部件（100，101）在离开所述第一凹槽（110，111）后在所述壁部段（22）上滚动和/或滑动。

5.根据权利要求4所述的电开关，其特征在于，在所述壁部段（22）上存在凹陷部，所述凹陷部对所述中间部件（100，101）的滚动和/或滑动进行制动。

6.根据权利要求4所述的电开关，其特征在于，所述转子壳体（20）具有带有边缘部段的壳罩（21），所述边缘部段的边缘内表面（22）构成了所述壁部段，所述中间部件（100，101）能在所述壁部段上滚动或滑动，并且所述第一凹槽（110，111）位于所述壁部段中。

7.根据前述权利要求1到6中任一项所述的电开关，其特征在于，除了以下称为第一止动位置的所述止动位置以外，所述中间部件还具有第二止动位置，所述中间部件（100，101）在从所述第一止动位置压出后并且在所述接触臂相对于所述转子壳体进一步摆动后能到达所述第二止动位置中。

8.根据前述权利要求4到6中任一项所述的电开关，其特征在于，在所述中间部件的第一止动位置中将中间部件（100，101）压入到所述第一凹槽中的所述弹簧在所述中间部件的第二止动位置中将中间部件（100，101）压入到第二凹槽中，由此将所述接触臂保持在所述接触臂的相对于转子壳体摆动的位置中。

9.根据前述权利要求4到6中任一项所述的电开关，其特征在于，撞击体与所述弹簧共同作用，在所述接触臂相对于转子壳体摆动和弹簧变形时，所述撞击体与所述中间部件进行接触，并且将所述中间部件从所述第一凹槽中压出。

10.根据权利要求1所述的电开关，其特征在于，所述电开关是电断路器。