CN104425138B - 用于电气开关的转子 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于电气开关的转子，该转子包括一转子壳体和一以能够旋转的方式支承的触桥，所述触桥具有两个活动触点，其中通过所述转子的旋转，所述两个活动触点能够与电气开关的两个固定触点共同作用，用于闭合或者断开电路，其中以能够旋转的方式支承的触桥在其闭合位置中能沿着与所述触桥的方向垂直的方向运动地支承在所述转子壳体中。

Description

用于电气开关的转子

技术领域

本发明涉及一种用于电气开关的转子。

背景技术

用于转换电流的开关设备典型地包括至少一个接触系统和其它壳体改装件。所述接触系统形成一电气开关并且用于转换电流。一种种开关设备是所谓的“功率开关”，所述功率开关可以典型地转换100A及更大的电流。这些功率开关包括一壳体，在该壳体中可以转换电流的单个的相。所述电流的单个的相可以被安置在极匣中，所述极匣被自身的壳体所围住。在所述极匣中安置了活动触点及固定触点，所述活动触点及固定触点可以机械地分开或者集合在一起，用于切断或者接通电流。在分开极匣的活动触点及固定触点时产生电弧，典型地在所谓的“消弧室”中消除所述电弧。同样知道一些功率开关，这些功率开关不包括极匣并且这些极匣在其壳体中安置了活动触点及固定触点。

在功率开关中，为了获得良好的电流限制效果，有必要快速地形成较高的电弧电压。这用所谓“双重断路器”，所述双重断路器二次划分触头的间距并且就这样在短路情况中同时产生两个电弧。通过所述电弧产生的电弧电压现在在相同的时间单位里双倍地存在，这相对于单一断路的系统改进了电流限制效果。对于所谓的“双重断路器”来说，两个电的触点布置在以能够旋转的方式支承的触桥上，两个电触点代表着所述活动触点。两个活动触点与电气开关的两个固定触点共同作用，用于闭合或者断开所述电路。

在DE 692 09 972 T2中说明了一种由单极的单元构成的保护开关。对于这种保护开关来说，每个极匣的触桥被自由悬挂地安装在一开关主轴区段中，并且各个开关主轴区段之间的刚性的机械的连接通过两个平行于所述开关主轴并且关于其旋转轴偏心地布置的支路（Stang）来进行。这种构造保证施加接触力、在所述电气开关的短路情况中动态地接触-断开并且联结到用于用手柄来将所述电气开关断开并且闭合的开关机构上。

在DE 693 04 374 T2中公开了一种具有压模壳体的保护开关，该保护开关在触桥排斥机构（Kontaktbrückenabstoßung）运动结束时具有延迟。所述触桥被支承在无轴的转子壳体中。为此，所述触桥包括拉力弹簧，所述拉力弹簧用于在所述功率开关的接通位置中保证由所述触桥施加到所述固定触点上的压力，并且同时能够在电动的力的作用下朝排斥-切断位置的方向来转动所述触桥。

具有旋转的构造的、双重中断的接触系统经常容易地受到不对称性的影响。所述不对称性的原因在于所述构件的公差范围，或者在于在运行过程中产生的不对称的烧损。例如所述触桥的接触件可能会不对称地烧损。这种不对称性会在接触处导致不同的接触力和接触电阻。以往所熟知的、用于避免这些不对称性的解决可行方案，规定了不仅通过活动的触桥而且通过所述开关主轴或者转子的、在极匣中的浮动的布置来实现补偿可行方案。

发明内容

本发明的任务是，提供一种用于电气开关的转子，该转子具有一种作为替代方案的、用于对所述电气开关的触桥的不对称性进行补偿的解决方案。

该任务由根据本申请的用于电气开关的转子得到解决。用于电气开关的转子包括一转子壳体和一以能够旋转的方式支承的触桥，所述触桥具有两个活动触点，其中通过所述转子的旋转所述两个活动触点可以与电气开关的两个固定触点共同作用，用于闭合或者断开电路。以能够旋转的方式支承的触桥在其闭合位置中能沿着与所述触桥的方向垂直的方向运动地支承在所述转子壳体中。在此有利的是，所述接触力比在传统的解决方案中更好地得到了平衡，对于由于公差和烧损引起的较大的不对称性来说也是这样。不对称的接触电阻得到降低，并且保证在所述电气开关的负荷侧上出现与在其连接侧上相同的烧损。

在一种设计方案中，以能够旋转的方式支承的触桥以能够沿着垂直于所述触桥的旋转轴的方向运动的方式支承在所述转子壳体中。

在另一种设计方案中，用于电气开关的转子此外包括一处于该转子的内部的、基本上平行于所述触桥布置的第一板、两对第一及第二弹簧销和两对第一及第二弹簧。相应的弹簧对的第一端部被固定在所述第一弹簧销上，并且所述第一弹簧销安放在所述触桥及所述第一板上，相应的弹簧对的第二端部被固定在所述第二弹簧销上，并且所述第二弹簧销被固定在所述第一板上，从而在转子的闭合位置中保证了所述触桥的活动触点的最小的接触压力作用于所述固定触点上，其中所述第二弹簧销以能够运动的方式支承在所述转子中。

在一种设计方案中，用于电气开关的转子此外包括一处于所述转子壳体的内部的第二板，该第二板基本上平行于所述触桥并且平行于所述第一板来布置，其中所述第一弹簧销安放在所述触桥及所述第一及第二板上，并且其中相应的弹簧对的第二端部被固定在所述第二弹簧销上，并且所述第二弹簧销被固定在所述第一板及第二板上。

在本发明的一种设计方案中，两对第一及第二弹簧构造为拉力弹簧。

在本发明另一种设计方案中，所述板及所述触桥具有一中间凹部，一作为所述转子的旋转轴起作用的导销从所述中间凹部中穿过。

在本发明的一种设计方案中，所述导销作为所述转子的旋转轴起作用，并且包括一第一转子销、一第二转子销和一定心弹簧。

所述第一转子销和所述第二转子销可以与所述转子壳体相连接，并且所述定心弹簧可以在所述两个转子销之间延伸。所述触桥可以通过所述定心弹簧得到保持。所述定心弹簧可以构造为具有被缠绕的、无弹簧圈的弹簧本体的拉力弹簧。

在一种设计方案中，如此设计所述定心弹簧的弹簧常数，使得其可以支撑所述触桥的质量，用于使所述触桥定心在所述转子壳体中。可以如此设计所述定心弹簧的弹簧常数，使得所述定心弹簧没有以较高的力对抗对于所述触桥的非对称性补偿。

在本发明的另一种设计方案中，所述第一转子销和所述第二转子销通过固定的中间件彼此相连接。

与所述固定的中间件的直径相比，可以将所述定心弹簧的直径构造得如此之大，使得所述通过定心弹簧来保持的触桥可以完成对于所述触桥的非对称性补偿，直到所述定心弹簧抵靠在所述中间件上。

在所述转子的一种设计方案中，所述第一转子销、所述第二转子销和所述固定的中间件一体构成。

所述按本发明的转子可以是电气开关的一部分，所述电气开关额外地包括两个固定触点，其中所述转子与所述两个固定触点共同作用，用于闭合或者断开电路。

附图说明

接下来借助于以下附图对本发明进行描述。其中：

图1A、1B、1C是转子壳体、触桥和浮动地支承的触桥；

图2是具有触桥的转子、两块板、两对第一及第二弹簧销以及两对第一和第二弹簧；

图3是按照图1的转子的侧面的图示；

图4是按照图1的转子的第一图示；

图5是按照图1的转子的第二图示；

图6是按照图1的转子的第三图示；

图7是按本发明的转子的力-侵蚀-图表；

图8A、8B是转子壳体、触桥和由第一及第二转子销构成的导销以及定心弹簧和一体构成的定心弹簧；

图9A、9B是转子壳体、触桥和由第一及第二转子销构成的导销以及定心弹簧和一体构成的定心弹簧的侧视图；并且

图10是触桥。

具体实施方式

在图1A、1B和1C中示出了一用于电气开关的转子壳体110和一以能够旋转的方式支承的触桥200，该触桥包括两个活动触点210、220。通过转子或者转子壳体110的旋转，所述两个活动触点210、220可以与电气开关的两个固定触点共同作用，用于闭合或者断开电路。以能够旋转的方式支承的触桥200在其闭合位置中以能够沿着与触桥200的方向垂直的方向运动的方式支承在转子壳体中110中。根据图1C，这一点意味着，以能够旋转的方式支承的触桥200以能够沿着箭头的方向运动的方式布置在所述转子壳体110中。

以能够旋转的方式支承的触桥200可以支承在悬架300中，该悬架又以能够运动的方式支承在所述转子壳体110中。

以能够旋转的方式支承的触桥200同样以能够垂直于所述触桥200的旋转轴的方向运动的方式支承在转子壳体110中。

在图2中示出了一用于电气开关的转子100。所述转子100包括一转子壳体110和一以能够旋转的方式支承的触桥200。在所述触桥200上安装了两个活动触点210、220。通过所述转子100的旋转，所述两个活动触点210、220可以与电气开关的两个固定触点2100、2200共同作用，用于闭合或者断开电路。

此外转子100包括第一板和第二板310、320，所述第一板和第二板处于转子100的内部且基本上平行于所述触桥200来布置。在这两块板310、320之间布置了以能够旋转的方式支承的触桥200。接下来对所述转子100中的触桥200的悬挂机构进行详细解释。

转子100为此包括两对第一及第二弹簧销610、710；620、720以及两对第一及第二弹簧410、420；510、520。相应的弹簧对410、420；510、520的第一端部被固定在第一弹簧销610、710上。第一弹簧销610、710安放在触桥200上，并且同样安放在第一板和第二板310、320上。相应的弹簧对410、420；510、520的第二端部被固定在所述第二弹簧销620、720上。第二弹簧销又被固定在所述板310、320上，从而在所述转子100的闭合位置中保证了所述触桥200的活动触点210、220的最小的接触压力作用于所述固定触点2100、2200上。

通过第一及第二弹簧对410、420；510、520作用于第一弹簧销610、710上的拉力，根据在图2中的图示逆时针转动以能够旋转的方式支承的触桥200。由此根据图2的图示，例如使所述活动触点220向下运动，并且使所述活动触点210向上运动，并且由此保证最小的接触压力作用于固定触点。

被固定在第一及第二板310、320上的第二弹簧销620、720以能够运动的方式支承在转子100中。

在图3中对第二弹簧销620、720的活动的支承结构进行详细解释。所述第二弹簧销620、720相应地支承在所述转子100的缺口150中。与通过从两块第一及第二板310、320及触桥200的中间凹部350中穿过的导销800将触桥200支承在电气开关中一起，所述缺口150能够实现这一点：所述触桥200能够在闭合位置中垂直于这种方向进行运动。根据图3的图示，这一点意味着，具有活动触点210、220的触桥200可以向上并且向下运动，并且由此可以对-例如在触桥200的接触件中的-公差进行补偿。

所述中间凹部350构造为长孔，该长孔在闭合位置中沿着与所述触桥200的方向垂直的方向来构成。

在图4中，示出了转子100连同触桥200和第一及第二弹簧销610、710；620、720。图5以不同于图2、3或4的剖面图示出了转子100。

图6再次示出了所述转子100连同处于该转子中的缺口150，所述缺口能够使触桥200与两块板310、320一起以能够运动的方式支承在所述转子100中。所述弹簧销620、720由此浮动地支承在所述转子100中。由此两块板310、320又同样浮动地支承在转子100中。两对第一及第二弹簧410、420；510、520在这种实施例中构造为拉力弹簧。两对第一及第二弹簧410、420；510、520从所述第一弹簧销610、710平行于所述两块板310、320延伸到第二弹簧销620、720。根据所示出的实施方式，所述第一及第二弹簧410、420；510、520在所述两块板310、320的外部延伸。

在图7中示出了力-侵蚀-图表。由于浮动地支承的第二弹簧销620、720能够实现能旋转地支承的触桥200的运动，由此在不取决于触桥的侵蚀程度的情况下在两个活动触点210、220上出现相同的接触力。

在图8A中示出了第一和第二板310、320以及所述导销800，该导销包括一第一转子销810、一第二转子销820以及一定心弹簧850。所述定心弹簧850从所述触桥200的中间凹部350中穿过，并且保持触桥200。根据图8A的图示，所述第一转子销810被保持在转子壳体110的左边的部分中，并且所述第二转子销820被保持在所述转子壳体110的右边的部分中。

定心弹簧850在两根转子销810、820之间延伸。它构造为具有被缠绕的、无弹簧圈的弹簧本体的拉力弹簧。同样可以使用其它的、例如具有柔性的有弹性的塑料的设计方案，根据在图8A和8B中的图示所述弹簧本体朝向上/向下的方向的、用于调整支承并且用于使所述触桥200定心的灵活性，应该由所述定心弹簧850来提供。

应该如此设计定心弹簧850的弹簧常数，使得定心弹簧850可以支撑所述触桥200的质量，用于使所述触桥定心在所述转子壳体110中。在设计所述弹簧常数时，由此应该避免所述定心弹簧850由于所述触桥200连同相应的加装件、例如两块板310、320及弹簧对410、420；510、520的重量而下垂。

同样应该如此设计所述定心弹簧850的弹簧常数，使得所述定心弹簧850没有以很高的力来对抗对所述触桥200的非对称性补偿。所述定心弹簧850因此不应该过于刚硬。

在图8B中示出了一种作为替代方案的设计方案，在该设计方案中所述第一转子销810和所述第二转子销820通过固定的中间件815彼此相连接。第一转子销810、第二转子销820和固定的中间件815在此一体构成。

与固定的中间件815的直径相比，所述定心弹簧850的直径构造得如此之大，使得通过所述定心弹簧850保持的触桥200可以完成对于触桥200的非对称性补偿，直至所述定心弹簧850抵靠在所述中间件815上。定心弹簧850与中间件815之间的缝隙可以在其大小方面如此得到调整，从而为非对称性补偿提供足够距离，不过在所述定心弹簧850到达所述中间件815时产生止挡。

在图9A和9B中以侧视图进一步示出了两种实施方式。在图9A中示出了由第一转子销810、第二转子销820和定心弹簧850构成的导销800。图9B示出了作为替代方案的、具有一体的导销的实施方式的侧视图。所述触桥200在这两种实施方式中浮动地对构造的不对称性进行补偿。

在图10中示出了转子100连同第一板310、第二板320、触桥200和定心弹簧850。所述触桥200具有一中间凹部，在该中间凹部中插入了所述导销800。第一及第二板310、320以及触桥200以能够围绕着所述导销800旋转的方式得到了支承。根据图10中的图示，在导销800中仅示出了所述定心弹簧850。

按本发明的转子100可以是电气开关的一部分，其中所述电气开关附加地包括两个固定触点2100、2200。具有两个活动触点210、220的转子100可以与两个固定触点2100、2200共同作用，用于闭合或者断开电路。

此前触桥通常位置固定地支承在转子中。在由于触点的不同的烧损而产生所述构件或者不同的杠杆臂的不同的公差时，对不同的弹簧长度进行补偿，这一点按照本发明通过对触桥200进行支撑的板310、320的浮动的支承结构来进行。

通过插入对触桥进行支撑的定心弹簧，将布置在触桥的侧面的板彼此连接起来。由此提供一种稳定的内部的、具有降低了的自由度的转子。所述触桥围绕着定心弹簧同轴地旋转，并且必然在内部的转子进行补偿运动时被一同带动。在没有这种耦合的情况下，缺少强制性并且由此缺少补偿结果的可再现性。这导致了：在功率开关的快速的接通过程中触桥不能一起进行所述板的完整的补偿运动，并且由此会由于系统原因、例如由于摩擦而出现不对称的接触力。

Claims (13)

1.用于电气开关的转子（100），包括一转子壳体（110）和一以能够旋转的方式支承的触桥（200），所述触桥具有两个活动触点（210、220），其中通过所述转子（100）的旋转，两个活动触点（210、220）能够与电气开关的两个固定触点（2100、2200）共同作用，用于闭合或者断开电路，

其特征在于，以能够旋转的方式支承的触桥（200）在其闭合位置中能沿着与所述触桥（200）的方向垂直的方向运动地支承在所述转子壳体（110）中；

所述转子（100）还包括：

-一处于所述转子壳体（110）的内部的第一板（310），所述第一板基本上平行于所述触桥（200）来布置；

-一处于所述转子壳体（110）的内部的第二板（320），所述第二板基本上平行于所述触桥（200）并且平行于所述第一板（310）来布置；

-两对第一弹簧销及第二弹簧销（610、710；620、720）；和

-两对第一弹簧及第二弹簧（410、420；510、520），其中所述两对第一弹簧及第二弹簧（410、420；510、520）的第一端部被固定在所述第一弹簧销（610、710）上，并且所述第一弹簧销（610、710）安放在所述触桥（200）及所述第一板（310）上，并且其中所述相应的弹簧对（410、420；510、520）的第二端部被固定在所述第二弹簧销（620、720）上，并且所述第二弹簧销（620、720）被固定在所述第一板（310）上，从而在所述转子（100）的闭合位置中保证了所述触桥（200）的活动触点（210、220）的最小的接触压力作用于所述固定触点（2100、2200）上，其中所述第二弹簧销（620、720）以能够运动的方式支承在所述转子壳体中；

其中所述第一板和第二板（310、320）及所述触桥（200）具有一中间凹部（350），一作为所述转子（100）的旋转轴起作用的导销（800）从所述中间凹部中穿过，其中所述导销（800）作为所述转子（100）的旋转轴起作用，并且包括一第一转子销（810）、一第二转子销（820）和一定心弹簧（850）。

2.按权利要求1所述的用于电气开关的转子（100），其中以能够旋转的方式支承的触桥（200）以能沿着垂直于所述触桥（200）的旋转轴的方向运动的方式支承在所述转子壳体（110）中。

3.按权利要求1所述的转子（100），其中所述第一弹簧销（610、710）安放在所述触桥（200）及所述第一及第二板（310、320）上，并且其中所述相应的弹簧对（410、420；510、520）的第二端部被固定在所述第二弹簧销（620、720）上，并且所述第二弹簧销（620、720）被固定在所述第一板及第二板（310、320）上。

4.按权利要求1或3所述的转子（100），其中所述两对第一及第二弹簧（410、420；510、520）构造为拉力弹簧。

5.按权利要求1所述的转子（100），其中所述第一转子销（810）和所述第二转子销（820）与所述转子壳体（110）相连接，并且所述定心弹簧（850）在所述两个转子销（810、820）之间延伸。

6.按权利要求5所述的转子（100），其中所述触桥（200）由所述定心弹簧（850）来保持。

7.按权利要求1到2中任一项所述的转子（100），其中所述定心弹簧（850）构造为具有被缠绕的、无弹簧圈的弹簧本体的拉力弹簧。

8.按权利要求7所述的转子（100），其中如此设计所述定心弹簧（850）的弹簧常数，使得其能够支撑所述触桥（200）的质量，用于使所述触桥（200）定心在所述转子壳体（110）中。

9.按权利要求8所述的转子（100），其中如此设计所述定心弹簧（850）的弹簧常数，使得所述定心弹簧（850）没有以较高的力来对抗对所述触桥（200）的非对称性补偿。

10.按权利要求1到2任一项所述的转子（100），其中所述第一转子销（810）和所述第二转子销（820）通过固定的中间件（815）彼此相连接。

11.按权利要求10所述的转子（100），其中与固定的中间件（815）的直径相比，将所述定心弹簧（850）的直径构造得如此之大，使得由定心弹簧（850）保持的触桥（200）能够完成对所述触桥（200）的非对称性补偿，直到所述定心弹簧（850）抵靠在所述中间件（815）上。

12.按权利要求10所述的转子（100），其中所述第一转子销（810）、所述第二转子销（820）和所述固定的中间件（815）一体构成。

13.电气开关，包括一按前述权利要求中任一项所述的转子（100）和两个固定触点（2100、2200），其中所述转子（100）与所述两个固定触点（2100、2200）共同作用，用于闭合或者断开电路。