CN1044753C - 用于断路的开关机构 - Google Patents

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Abstract

断路器的开关机构是在手柄与接点组间的蓄能连接件。现有开关机构制造费太高，而且接点咬死时即使机构释放了但接点组不分开。新机构可靠地打开接点组并只含不多的简单单件，它接合在夹持在成型壳体内的、开关转换连杆支撑在其内的两对称机构支板之间。两肘杆分隔开连在连接轴上。肘杆弹簧接合在转换连杆与连接轴之间。可与转换连杆同步的支杆支撑在机构支板和肘杆上。掣爪式杠杆与掣爪借助于掣爪弹簧夹持在机构支板的凹口中。

Description

用于断路器的开关机构
一种用于断路器的开关机构，它装在一个成型壳体内，跟一个带有接点臂的横杆相连，包含一个开关转换连杆、一个可通过开关转换连杆挂上的支杆、两个在端部上相连接的肘杆、一个在开关转换连杆与肘杆端部之间起作用的蓄能器、一个可由脱扣器操纵的掣爪和一个可通过该掣爪实现啮合的掣爪式杠杆，该掣爪式杠杆在非释放状态将支杆锁柱。开关机构作为设有蓄能器的、在手工操作装置或动力驱动装置或接点组之间的机械连接构件，用来实现接合与断开以及在出现过流时实现释放。
DE-OS 38 12 950公开了一种支撑在断路器的成型壳体中的开关机构，它含有一个可摆动地支承在一个U形支承架内的可通过手柄操纵的开关转换连杆、一个通过一个固定块铰接在支承架上的支杆以及在两侧上跟支杆铰接的肘杆，在其端部上装有一个滚子。该滚子用来通过横杆凸轮槽道来摆动一个带有接点臂的横杆并同时接合两个承受拉力负荷的肘杆弹簧，这些肘杆弹簧固定到开关转换连杆上并起蓄能器的作用。在支承架的敞开侧夹持着一个侧框架，在侧框架中一个掣爪式杠杆与一个掣爪以及一个片状的掣爪弹簧可摆动地支承着。在接合状态和断开状态中支杆借助于一个钩通过掣爪式杠杆锁合，该掣爪式杠杆本身借助于设计成对应结构的啮合面通过掣爪来啮合。如果通过热力的或磁性的过流脱扣器引起掣爪摆动，啮合面就会脱离。在肘杆弹簧的力的作用下，掣爪式杠杆、由此而脱开的支杆、肘杆和开关转换连杆摆动到释放状态、亦即摆动到接点打开状态。在消除了引起释放的原因以后，开关机构可通过断开位置重新连接或锁合和接合。
这种公知的技术方案的缺点在于生产费用太高，这特别是由于侧框架和固定块的要求所造成，这些构件像掣爪那样要以昂贵的方法制成压铸件；此外也由于需要很多夹持装置，诸如用于支杆与肘杆之间的连接的铆钉栓，用于支杆、侧框架和掣爪的枢销，以及用于固定块的固定销和导孔；以及由于采用了昂贵的操作滚子、特别设计的掣爪弹簧和两个肘杆弹簧。另一个显著的缺点是，在接点咬死的情况下存在即使开关机构脱扣但接点组仍打不开的危险。
因此本发明的目的在于提供一种其接点组可以可靠地打开的、由不多的并且工艺上简单的组成件构成的开关机构。
本发明的目的通过以下的技术方案来实现。开关机构接合在两个相互对称的、夹持在成型壳体内的开关机构支板之间；肘杆相互对称并通过一个接合在横杆的凸轮槽道内的连接轴分隔开地相互连接；蓄能器仅由一个肘杆簧弹构成，其一端接合在连接轴上；肘杆抗着肘杆弹簧的作用力可摆动地支撑在支杆的侧壁上；支杆抗着肘杆弹簧的作用力可摆动地支撑在开关机构支板上；掣爪和掣爪式杠杆可摆动地接合在开关机构支板上并通过一个接合在掣爪和掣爪式杠杆上的掣爪弹簧相互夹持在开关机构支板中。所建议的开关机构跟现有技术相比只由不多的元件构成，但这些元件大多数能完成多种功能。这些元件可以安装成使其能以技术上有利的方式在开关机构支板之间进行简单的相互接合运动，从而使它们通过开关机构支板和肘杆弹簧以及掣爪弹簧的作用在侧向上通过力的接合来支持住。开关机构支板的装配也无需利用诸如焊接或铆接这样的昂贵的连接方法。
本发明的开关机构的其它有利的结构将在下面描述。在开关机构支板的内侧上各有一个起支撑作用的销栓；在支杆的侧壁上有一个对应于销栓来设置的开口的环抱头。在肘杆上分别设有用于断开状态的第一端面和用于接合状态的第二端面，弧形的肘杆支撑跟两端面离开一段距离设在两端面之间；在支杆的侧壁的凹口内分别具有对应于第一和第二端面设计的第一和第二止挡面，跟两止挡面离开一段距离在两止挡面之间设有弧形的支杆支座；支杆支座的张角比肘杆支撑的张角大；相接触的支撑、支座在处于过伸展状态的肘杆弹簧的作用点之间具有平的中间位置。在开关机构支板上分别设有从其背向掣爪式杠杆的一侧向内弯折的止挡弯角；在支杆的侧壁上设有在释放状态跟上述止挡弯角靠牢的端侧凸台。在开关转换连杆的侧臂上分别设有一个向内成形的第三止挡面；在肘杆上相应设有第三端面，该第三端面设在第二端面的一侧上并跟第二端面隔开一段距离来伸展；在超越肘杆弹簧的过伸展后断开时，第三止挡面与第三端面有效地连接来实现接点分开。设计在肘杆上的第四端面相对于第三端面离肘杆支撑远一些；在释放状态时，第三止挡面与第四端面有效地连接来实现接点分开。在支杆的侧壁上的靠近支杆支座的部位上分别设有朝内成形的、为肘杆设置的导引凸起。在肘杆上分别设有用于贴靠相应的导引凸起的、向内伸出的限制凸起。该开关机构具有一个螺旋状的掣爪弹簧。在开关机构支板上设有缺口状的掣爪支承凹口；在掣爪设有与上述凹口对应的侧边掣爪支承凸起。掣爪支承凹口设计成基本上呈三角形的结构；掣爪支承凸起设计成基本上呈三角形的棱柱结构。在开关机构支板上设有缺口状的掣爪式杠杆支承凹口；在掣爪式杆杆上设有与上述凹口对应的侧边掣爪式杆杆凸肩。该掣爪式杠杆支承凹口设计成基本上呈三角形的结构。掣爪弹簧固定在掣爪孔与掣爪式杠杆孔之间。掣爪弹簧固定在分别形成在掣爪与掣爪式杠杆上的钩状结构之间。在掣爪式杠杆上设有一个掣爪式杠杆凸耳；在掣爪上设有一个与上述凸耳对应的滑面；掣爪式杠杆凸耳和滑面可进行提高掣爪弹簧的预应力的有效的连接。开关机构支板上的销栓和支杆上的环抱头、肘杆和支杆的第一与第二端面和第一与第二止挡面、以及肘杆支撑和支杆支座，是将开关机构的相关元件相互接合并在肘杆弹簧的作用下相互保持在可摆动的位置上的特别有利的结构。开关转换连杆、支杆、肘杆和肘杆弹簧构成一种简单的、但是以有利方式很快速地过渡到释放状态的摆动式跃进运动机构。进入释放状态的运动可以以简单而有效的方式借助在开关机构支板上的止挡弯角和在支杆上的凸台加以限制。当接点件发生咬死的情况下，在肘杆与开关转换连杆上的第三端面与第三止挡面相应在断开时产生一个将接点打开的杠杆作用。在过渡到释放状态时通过第四端面与第三止挡面的共同作用也达到同样的作用。在支杆上的导引凸起形成一个简单而有效的、肘杆在支杆内的侧面导引，使得限制凸起起到肘杆抗御强力的一个附加的位置保险，这些强力是在接点件早期咬死时在开关机构的运动中出现的。螺旋状的掣爪弹簧是一种特别便宜的标准件。因此掣爪与掣爪式杠杆可以借助于相应的掣爪支承凸起与掣爪式杠杆支承凸肩相互通过力的接合保持在相应的掣爪支承凹口与掣爪式杠杆支承凹口内，掣爪和掣爪式杠杆事前以一种简单的方式放置在其相应支承凹口内。基本上呈三角形构形的这些凹口和掣爪支承凸起是实现这优点的特别简单的方式。为使装配容易，在掣爪与掣爪式杠杆上设有掣爪孔与掣爪式杠杆孔，或者以特别有利的方式代之以钩形结构。在掣爪式杠杆上的掣爪式杠杆凸耳与在掣爪上的相应的滑面导致掣爪式杠杆更快速地啮合，从而大程度地简化开关机构通过电动机的可能的动力传动。
本发明将在下面通过一个实施例进行详细描述。在附图中，
图1示出本发明的带一个所属接点组的开关机构的部分分解图；
图2示出从前面侧面看的开关机构的一个组成部分的部分分解图；
图3示出从后面侧面看的开关机构的另一个分解图；
图4示出其所属接点装置处在断开状态的开关机构的侧视图；
图5示出其所属接点装置处在接合状态的开关机构的侧视图；
图6示出其所属接点装置处在释放状态的开关机构的侧祝图；
图7示出其所属接点装置处在接点件咬死的状态的开关机构的侧视图；
图1示出一个作为断路器的组成部分的本发明的开关机构10和一个通过开关机构来操作的、带有三个接点装置8的接点组。每个接点装置8含有一个带有一个焊接在其上的定接点件2的定接点支座1，以及一个带有一个焊接在其上的动接点件4的动接点臂3。动接点臂3弹性地支承在一根横杆5上，在横杆上沿径向成形有两个凸轮6。凸轮槽道7用于接受开关机构10的连接轴12并因而将运动从开关机构10传送到接点组。定接点支座1与横杆与以通常的方式嵌入或支承在一个未示出的成型壳体中。开关机构10具有两个侧面的、镜面对称的开关机构支板14，其位置通过成型壳体的侧面并通过端侧的L形固定伸出部16来固定，它们通过两个从下面穿入成型壳体的螺钉17拧紧在成型壳体的底部上。
参阅图2与图3，开关机构包含两个开关机构支板14、一开关转换连杆18、一支杆20、两肘杆22、连接轴12、一螺旋状肘杆弹簧24、一掣爪26、一掣爪式杠杆28和一掣爪弹簧30。
开关转换连杆18是基本上呈U形的结构，它具有一个带有一个用来固定未示出的手柄的弯角部40的横臂38以及两个侧臂39。开关转换连杆18以其侧臂端头32从上面可摆动地支承在开关机构支板14的支承凹口34中，摆动运动通过支承凹口34的相应的前端侧限制面36或后端侧限制面37来限制。U形支杆20通过两个设计在其侧壁41上的环抱头42朝上抗着肘杆弹簧24的作用力可摆动地支承在两个相应设在每个开关机构支板14的内侧面上的销栓44上。支杆20的侧壁41在端侧上设计成使其在释放状态下借助其凸台45通过开关机构支板14的朝内弯折的止挡弯角46来限制其摆动运动，并能够通过开关转换连杆18的侧臂39上的、也是朝内弯折的同步转角48从释放状态运动到断开状态。
两个肘杆22设计成同样的构形并以其一端通过连接轴12连接起来，相互间保持一个间距、肘杆弹簧24借助于耳环50作用到连接轴12的中点以及作用到开关转换连杆18的横臂38上的固定槽53内的横条52上。肘杆22抗着肘杆弹簧24的作用力支承在支杆20上。因此肘杆22相应具有用于断开状态的第一端面54和用于接合状态的第二端面56。在两个端面54与56之间隔开地设有一个弧状的肘杆支撑58。肘杆支撑58支撑在一个较宽地敞开的弧状的支杆支座60内，这支座60设计成支杆20的侧壁41的敞开的凹口，这凹口隔开一段距离地连接着对应于第一端面54的第一止挡面62和对应于第二端面56的第二止挡面64。开关转换连杆18、支杆20、肘杆22和肘杆弹簧24构成一个简单的但是非常有效的摆动式跃进运动机构。肘杆22的摆动角度通过在第一与第二止挡面62与64之间的内角大于在第一与第二端面54与56之间的外角的量值来确定。在摆动式跃进运动机构的过伸展状态中，即，在肘杆弹簧24在开关机构10的断开状态与接合状态的中间位置上处于最大拉伸的状态下，肘杆支撑58跟支杆支座60的接触点和肘杆弹簧24在开关转换连杆18或在连接轴12上的作用点处在一个平面上。通过连接轴12保持间距的肘杆22将在侧面上由形成在支杆20的侧壁41上的导引凸起66来导引。
掣爪26在侧面上具有设计成三角形的棱形掣爪支承凸起68，掣爪26通过此凸起68可摆动地支承在位于开关机构支板14上的背向接点装置8的一侧上的设计成三角形的掣爪支承凹口70中(见图1)。掣爪式杠杆28具有在侧面上成形的掣爪式杠杆支承凸肩72，掣爪式杠杆28通过所述凸肩72从下面可摆动地支承在位于开关机构支板14上的、在掣爪支承凹口70下面的设计成三角形的掣爪式杠杆支承凹口74中。螺旋状掣爪弹簧30通过耳环76在较轻的拉力作用下悬挂在相应的掣爪孔77和掣爪式杠杆孔78中，从而将掣爪26和掣爪式杠杆28夹持在开关机构支板14上。掣爪孔77设在掣爪26的在掣爪支承凸起68下面的凸耳形的第一悬出部79上。
一个在支杆20的背侧21上的一个矩形的敞开的凹口内的朝上的第一锁合面80，在断开和接合状态中，跟在掣爪式杠杆28的一个矩形的、外形闭合的开孔84内的朝下的第二锁合面82有效地连接。在掣爪式杠杆28上、在开孔84上面的一个矩形的敞开的缺口中设有一个朝下的第一啮合面86，该啮合面86在断开和接合状态中跟设在掣爪26的第一悬出部79上的第二啮合面88有效地连接。第一啮合面86和第二啮合面88在掣爪26与掣爪式杠杆28之间实现一个形状接合的啮合，因而在肘杆弹簧24的力作用下，在掣爪式杠杆28与支杆20之间的锁合被保持住，因此开关机构保持在张紧状态。掣爪26在掣爪支承凸起68上方具有一个释放面90，该释放面90接受一个未示出的磁性的或热力的脱扣器的释放运动。在掣爪式杠杆28的上部有一个朝向掣爪26弯去的掣爪式杠杆凸耳92，该凸耳在从释放状态过渡到锁合状态时跟一个设在掣爪26的第二凸起96上的朝上的滑面94实现有效地连接，从而使快速锁合以及快速啮合由于掣爪弹簧30的较强的预应力而变得容易。
如图4所示的在断开状态的开关机构10中，亦即接点装置8在打开状态，肘杆支撑58和支杆支座60处在肘杆弹簧24的作用点的连线的左面。支杆20以其第一锁合面80通过掣爪式杠杆28锁住，掣爪式杠杆28又以其第一啮合面86通过掣爪26和掣爪弹簧30啮合，因而保持在锁合的位置上。如图5所示的在接合状态的开关机构10中，亦即接点装置在闭合状态，肘杆支撑58和支杆支座60处在肘杆弹簧24的作用点的连线的右面。支杆20、掣爪式杠杆28和掣爪26处在跟图4所示的断开状态同样的位置上。
图6示出处在释放状态的开关机构10，在此状态下接点装置8通常转入打开状态。释放状态通过向左作用到掣爪26的释放面90上的、从脱扣器来的、由过流产生的力来实现的。因而掣爪26和掣爪式杠杆28相互脱开，由于支杆20的锁合面80脱开，结果导致开关机构10的突然释放。从图6也可看到在很前面描述过的、支杆20的通过支杆20的凸台45跟开关机构支板14的止挡弯角46的共同作用(见图2)在逆时针方向上的运动限制。如果在引起释放的原因消失了或消除了之后开关转换连杆18顺时针方向摆动到断开位置，支杆20亦通过同步弯角48朝同一方向摆动。因此掣爪式杠杆凸耳92沿着支杆20的背侧21(见图3)滑动。通过由此产生的掣爪式杠杆28的顺时针方向的摆动，使支杆20上的第一锁合面80又重新到达掣爪式杠杆28上的第二锁合面82的下方使掣爪式杠杆28重新通过掣爪26啮合住。
从图2还可看出，在开关转换连杆18的侧臂39上分别成形有一个成一个弯角的第三止挡面98，该止挡面98分别与在肘杆22上的开成缺口的第三端面97相对应，该第三端面97跟第二端面56处在同一侧，但离肘杆支撑58较近。如图7所示，在通过开关转换连杆18断开的过程中，第三止挡面98跟第三端面97在接点件2与4咬死的情况下相碰，因此在超越肘杆弹簧24的过伸展状态后，有一个以肘杆支撑58为支点的、逆时针方向的杠杆作用施加到肘杆22上，此杠杆作用以足够的杠杆力来打开咬死，从而将接点件2与4分开。在肘杆22上，分别在第三端面97的一侧、较靠近第二端面56但比第三端面离肘杆支撑58远一些的部位设有一个第四端面99，该第四端面99跟第三止挡面98共同起作用以类同于上述的方式来打开在过渡到释放状态时咬死的接点件2与4。在每个肘杆22上设有一个朝内伸的销钉状的限制凸起95，该限制凸起95在接点件2与4咬死得很利害的情况下贴靠在相关的支杆20的导引凸起66上。因此附加地保证了肘杆22在支杆20上的支承。

Claims (16)

1．一种用于断路器的开关机构，它装在一个成型壳体内，跟一个带有接点臂(3)的横杆(5)相连，包含一个开关转换连杆(18)、一个可通过开关转换连杆挂上的支杆(20)、两个在端部上相连接的肘杆(22)、一个在开关转换连杆(18)与肘杆端部之间起作用的蓄能器、一个可由脱扣器操纵的掣爪(26)和一个可通过该掣爪实现啮合的掣爪式杠杆(28)，该掣爪式杠杆在非释放状态将支杆(20)锁柱，其特征在于，
-开关机构(10)接合在两个相互对称的、夹持在成型壳体内的开关机构支板(14)之间；
-肘杆(22)相互对称并通过一个接合在横杆(5)的凸轮槽道(7)内的连接轴(12)分隔开地相互连接；
-蓄能器仅由一个肘杆簧弹(24)构成，其一端接合在连接轴(12)上；
-肘杆(22)抗着肘杆弹簧(24)的作用力可摆动地支撑在支杆(20)的侧壁(41)上；
-支杆(20)抗着肘杆弹簧(24)的作用力可摆动地支撑在开关机构支板(14)上；
-掣爪(26)和掣爪式杠杆(28)可摆动地接合在开关机构支板(14)上并通过一个接合在掣爪(26)和掣爪式杠杆(28)上的掣爪弹簧(30)相互夹持在开关机构支板(14)中。
2．根据权利要求1所述的开关机构，其特征在于，
-在开关机构支板(14)的内侧上各有一个起支撑作用的销栓(44)；
-在支杆(20)的侧壁(41)上有一个对应于销栓(44)来设置的开口的环抱头(42)。
3．根据权利要求1所述的开关机构，其特征在于，
-在肘杆(22)上分别设有用于断开状态的第一端面(54)和用于接合状态的第二端面(56)，弧形的肘杆支撑(58)跟两端面离开一段距离设在两端面(54、56)之间；
-在支杆(20)的侧壁(41)的凹口内分别具有对应于第一和第二端面(54、56)设计的第一和第二止挡面(62、64)，跟两止挡面离开一段距离在两止挡面之间设有弧形的支杆支座(60)；
-支杆支座(60)的张角比肘杆支撑(58)的张角大；
-相接触的支撑、支座(58、60)在处于过伸展状态的肘杆弹簧(24)的作用点之间具有平的中间位置。
4．根据权利要求1所述的开关机构，其特征在于，
-在开关机构支板(14)上分别设有从其背向掣爪式杠杆(28)的一侧向内弯折的止挡弯角(46)；
-在支杆(20)的侧壁(41)上设有在释放状态跟上述止挡弯角靠牢的端侧凸台(45)。
5．根据权利要求1所述的开关机构，其特征在于，
-在开关转换连杆(18)的侧臂(39)上分别设有一个向内成形的第三止挡面(98)；
-在肘杆(22)上相应设有第三端面(97)，该第三端面设在第二端面(56)的一侧上并跟第二端面隔开一段距离来伸展；
-在超越肘杆弹簧(24)的过伸展后断开时，第三止挡面(98)与第三端面(97)有效地连接来实现接点分开。
6．根据权利要求5所述的开关机构，其特征在于，
-设计在肘杆(22)上的第四端面(99)相对于第三端面(97)离肘杆支撑(58)远一些；
-在释放状态时，第三止挡面(98)与第四端面(99)有效地连接来实现接点分开。
7．根据权利要求1所述的开关机构，其特征在于，在支杆(20)的侧壁(41)上的靠近支杆支座(60)的部位上分别设有朝内成形的、为肘杆(22)设置的导引凸起(66)。
8．根据权利要求7所述的开关机构，其特征在于，在肘杆(22)上分别设有用于贴靠相应的导引凸起(66)的、向内伸出的限制凸起(95)。
9．根据权利要求1所述的开关机构，其特征在于，该开关机构具有一个螺旋状的掣爪弹簧(30)。
10．根据权利要求9所述的开关机构，其特征在于，
-在开关机构支板(14)上设有缺口状的掣爪支承凹口(70)；
-在掣爪(26)设有与上述凹口(70)对应的侧边掣爪支承凸起(68)。
11．根据权利要求10所述的开关机构，其特征在于，
-掣爪支承凹口(70)设计成基本上呈三角形的结构；
-掣爪支承凸起(68)设计成基本上呈三角形的棱柱结构。
12．根据权利要求9所述的开关机构，其特征在于，
-在开关机构支板(14)上设有缺口状的掣爪式杠杆支承凹口(74)；
-在掣爪式杆杆(28)上设有与上述凹口(74)对应的侧边掣爪式杆杆凸肩(72)。
13．根据权利要求12所述的开关机构，其特征在于，该掣爪式杠杆支承凹口(74)设计成基本上呈三角形的结构。
14．根据权利要求9所述的开关机构，其特征在于，掣爪弹簧(30)固定在掣爪孔(77)与掣爪式杠杆孔(78)之间。
15．根据权利要求9所述的开关机构，其特征在于，掣爪弹簧(30)固定在分别形成在掣爪(26)与掣爪式杠杆(28)上的钩状结构之间。
16．根据权利要求1所述的开关机构，其特征在于，
-在掣爪式杠杆(28)上设有一个掣爪式杠杆凸耳(92)；
-在掣爪(26)上设有一个与上述凸耳(92)对应的滑面(94)；
-掣爪式杠杆凸耳(92)和滑面(94)可进行提高掣爪弹簧(30)的预应力的有效的连接。
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