CN1316093A - 开关的操作轴单元 - Google Patents

Abstract

开头的操作轴单元具有一个操作轴体(2)和一根支承在该操作轴体上的接触杆(3),在操作轴体(2)的对置两侧安装了用来遮盖并支承该操作轴体(2)的端罩(8)。该操作轴单元也可具有一个用来对该接触杆进行加载的张紧装置,该张紧装置布置在该操作轴体内部或隐蔽地布置在该操作轴体上的安装该接触杆的空间之外。

Description

开关的操作轴单元

本发明涉及权利要求1前序部分所述的开关的一个操作轴单元，本发明特别是涉及一个装入低压开关中的一个操作轴单元。

欧洲专利EP 0560 697 B1公开了这种操作轴单元，其构成圆柱形的操作轴体有一个径向延伸的穿通孔，在该孔中除了装有一根S形的接触杆外，还装有一个作用在该杆上的、配有弹簧的张紧装置。这样构成的操作轴单元借助操作轴体的圆柱形的圆周面可旋转地支承在断路器的外壳中。

另一份欧洲专利EP 0314540B1公开了一个类似结构的操作轴单元，它与EP 0560697B1所述的操作轴单元的主要区别仅在于张紧装置的特殊的结构。

本发明旨在提出一种具有较长寿命的并很少受到操作空间内产生的、由于短路引起的放电损害的操作轴单元。

这个目的上通过各项从属权利要求中所述的特征部分来实现的。

本发明的一些有利的结构可从各项从属权利要求中得知。

根据本发明，实现上述目的的一个方案在于提出这样一个操作轴单元，即在操作轴体的两个对置侧上安装了罩住并侧向支承该操作轴体的端罩，在这种结构情况下，由操作轴单元的功能所引起的轴承摩擦被限制在一定的区段上，此外，由于这些区段在操作轴体上的特殊位置，所以接触空间内由于短路引起的放电对它们造成腐蚀是相当困难的。

在操作轴单元的一种结构中，接触杆可用一个大致布置在操作轴体的对置两侧上的并由端罩盖住的张紧装置进行加载。所以张紧装置在一个由端罩保护的区域内，而位于安装接触杆的并受到短路引起的放电侵蚀的操作轴体的切口之外。在这种布置方式中，张紧装置的运动部分基本上受到了保护，所以运行引起的影响几乎不损害操作轴单元的功能。

根据操作主轴单元的一种结构，端罩借助于两个径向相互对置的部分以形状连接的方式与操作轴体的对置两侧进行连接。这种结构保证了端罩的快速和可靠的安装。在端罩内侧构成的凸起部例如即可用作对置的部分它们可与设置在操作轴体对置两侧的凹槽啮合。在这种情况下，其中的凹槽最好作为一个设置在操作轴体内的通孔构成，该通孔同时可用来安装一根操作轴体的操作销轴。这样，多个相互平行布置的操作轴单元就可由唯一的一根穿过操作轴体的棒形销轴来操作。

在本发明的操作轴单元中，主要由两个弹簧组成的张紧装置最好放在两个槽形的凹槽中，这两个凹槽在操作轴体的两侧径向和相互平行地延伸。这两个凹槽同时形成端罩内侧上相应设置的凸起部的啮合区段。其中凹槽的取向最好这样选择，即任一个凹槽的延伸方向与操作轴体上构成的径向对置的啮合段的相互连接线形成一个20°至70°的夹角。

在操作轴单元的另一种结构型式中，为了在操作轴体与端罩之间建立形状连接而设置的部分包括若干凸起部，这些凸起部在操作轴体的对置两侧构成并可与圆盘形端罩内设置的切口相互啮合。这些切口最好在圆盘形端罩内做成U形切口，并从U形切口的底部伸出肋形的凸起部，这些凸起部与操作轴体的相应槽形凹槽啮合。

在操作轴体的另一种结构中，每个端罩都在其面向操作轴体里侧的相应一侧最好具有两个十字形凹槽，这样其中的一个凹槽便可总是与操作轴体上的槽形凹槽重叠，而与端罩的安装侧无关。

在操作轴单元的全部结构型式中，每个端罩在其外侧最好有一个支承操作轴单元的轴颈，而且该轴颈的直径比构成圆柱形操作轴体的直径小得多。这样就在很大程度上消除了在开关的接触室内由于短路引起放电对操作轴单元支承部位造成损害的危险，并同时使支承部位的摩擦少到最低限度。

实现本发明目的的另一个组合方案是，也可通过这样的操作轴单元来实现，即张紧装置隐蔽地布置在操作轴体内部安装接触杆的空间以外，在特殊情况中，张紧装置的隐蔽布置又是通过在操作轴体上的可拆卸的端罩来实现的。

下面结合附图所示的两个实施例来详细说明本发明。

附图表示：

图1装有本发明操作轴单元的低压开关灭弧装置外壳的部分剖面图；

图2开关在分闸状态时的图1所示的操作轴单元；

图3a本发明操作轴单元的第一种结构型式的部分透视分解图；

图3b图3a操作轴单元在部分组装状态的透视分解图；

图4a本发明操作轴单元的第二种结构型式的部分透视分解图；

图4b图4a操作轴单元在部分组装状态的透视分解图。

在图1中未详细示出的低压开关具有一个灭弧装置，该灭弧装置由1个外壳11，一个装在该外壳中的操作轴单元9、灭弧室、导电体16和一些改进灭弧的其他部分组成。灭弧装置的外壳11安装在低压开关的一个未详细示出的外壳中。操作轴单元9用于建立两个导电体16之间的电连接。

操作轴单元9主要由一个圆柱形的操作轴体2组成，在该轴体上支承一根S形接触杆3，该杆可借助于一根安装在该轴体内的支承轴5进行旋转。整个操作轴单元9可旋转地支承在壳体11的一个未示出的支承段内。这种特殊支承方式将在下面结合操作轴单元的构造说明中进行详细说明。

操作轴单元9可用一根铰接杆10操作，使开关达到图1所示的合闸状态或图2所示的分闸状态。

如图3a详细示出，操作轴单元9由一个旋转对称的、大致呈圆柱形的操作轴体2组成。

圆柱形操作轴体2的轴与支承轴5的几何轴重合，接触杆3旋转支承在该轴体上。接触杆3安装在一个垂直于操作轴体2的轴线延伸的槽2e中，该槽径向通过操作轴体2。

在圆柱形操作轴体2的两个端面上设置了相互径向和平行延伸的并做成槽的凹槽2c。在凹槽2c的两端分别在中间槽2e和相应凹槽2c的底段之间的壁中插入一个U形槽2d，用以安装销子6。在每个销子6上大致在中心旋转支承一个滚子6a，该滚子装在槽2e中而可滑动。弹簧7安装在凹槽2c中，其两端挂在操作轴体2每个端面上的夹紧销端部。与S形的接触杆3的中心支承段的宽度比较，槽2d的长度是这样确定的，即销6不容许拉紧到抵住U形槽2d的底部，而与开关的工作状态无关。操作轴体2的旋转导致销6的滚子6a在S形接触杆3的总是紧贴的顶部滚动离开并在拉紧夹紧销6的弹簧7的力的相反方向从槽2d中压出来，从而沿反时针方向在接触杆3上作用一个永久的张紧力。

此外，操作轴体2具有另一个安装孔2b，在该孔中安装了一个棒形销1。在操作轴体2的两个端面上，与安装孔2b径向相反地设置了U形切口2a。

端罩8设置在圆柱形操作轴体2上。每个端罩8都有一个圆周侧为圆筒形的卡圈段8e并在其内侧设置了一对大致径向延伸的加固筋8c以及一个与之无关的构成U形的筋段8a。加固筋也对开关灭弧装置内的爬电距离和空气隙的增加起作用。

在每个端罩8的加固筋8c之间分别构成了一个凹槽8i，它沿端罩8的内侧延伸。端罩在安装时是这样定位在操作轴体2上的，即凹槽8i分别与操作轴体2的槽2d位于同一平面内并支承着销6的端部。所以在这种布置中，作为对销钉6的轴向限制起作用的凹槽8i在销钉6由于运行引起在槽2d内移动时对这些销钉起导向作用，这样就以有效的方式避免了在槽2d内的销钉的可能倾斜。

在相应的端罩8安装到操作轴体2的相应端面时，段8c和8a与槽形凹槽2c和操作轴体2的边缘上构成的U形切口2a达到形状连接。

此外，端罩8有一个孔，该孔由一个在该端罩内侧上延伸的圆筒段8b构成。圆筒形段8b位于与突起的U形带筋段8a径向相反的位置并具有一个大致相当于操作轴体2内构成的安装孔2b内直径的外直径。圆筒段8b的中点和U形带筋段8a的中点的连接线与加圆筋8c之间画的一条假想的径直线夹成的角度等于切口2a和支承孔2b的连接线与凹槽2c的中心线之间夹成的角度。原则上，这个角度为20°和70°之间，最好大约65°。

在一个端罩8的外侧，在与圆筒段8b的孔径向相反的一侧即在U形带筋段8a后面设置了一个销形轴颈8d，该轴颈8d起安装支承的作用，以便操作轴体2正确安装在未详细示出的开关的外壳11中。

每个端盖8都在其外侧设置了一个轴颈8f，该轴颈用于轴向支承开关外壳11的未示出的支承段中的操作轴单元9。在每个端罩的端面外表面上都有两个在径向内对置的孔8g，它们用于操作轴体2的卸压。其中的一个端罩8在其卡圈段8e上具有一个伸出段8b，该伸出段同时用作该端罩正确安装位置以及操作轴体2的槽2d和滚子6a的圆周侧的标记。

在安装操作轴单元9时，首先将接触杆3这样装配到操作轴体2的槽2e中，使作为铰链轴用的销5从外面通过操作轴体2和接触杆3的一个未详细示出的支承孔。然后将销6嵌入槽2d中并将弹簧7在轻微拉伸它的情况下挂到销端操作轴体的两侧。紧接着将两个端罩8首先压到操作轴体2的两侧，直至端罩内侧上设置的U形筋段8a、加固筋8c和圆筒段8b分别装入U形切口2a、槽形凹槽2c和支承孔2b为止。端罩8最好用塑料制成，这样在端罩内侧设置的突起的段8a、8c和8b在轻微施压的情况下就可嵌装到操作轴体2的两侧，所以不用附加的工具就可把端罩固定到操作轴体上。

然后把按这种方式组装的操作轴单元9这样布置在图1未详细示出的安装段内的灭弧装置的外壳11中，使操作轴单元两侧轴向延伸的轴颈8f安装在带有安装段的滑动轴承段的相应轮廓中。然后把图1所示的铰接杆10这样装到外壳11的一外侧上，使棒形销1嵌入一个在铰接杆10下端构成的孔眼中和端罩8一个圆筒形段8b的一个与该孔眼成一直线对准的孔中。

图4a和4b表示本发明操作轴单元9的另一种结构型式，它与图3a和3b所示第一种结构型式的区别主要是操作轴体和端罩的端面的结构有所不同。

图4a和4b所示的操作轴体22具有一个垂直于操作轴体的轴延伸的切口22e，在该切口中安装带有接触元件24的接触杆23。按第一种结构型式时的相同的方式方法，销26的伸出的圆柱段26a与S形接触23杆的顶面接触，以便在操作轴体22沿反时针方向旋转时在接触杆的接通位置内在该接触杆上作用一个弹性压力，如图1所示。这个作用原理已在第一种结构型式中进行了说明。

在操作轴体22的每个端面上分别构成了两个在径向内相互对置的、大致为矩形的凸起部22a、22b。在操作轴体22的两个端面构成的凸起部22b形成了设置在操作轴体22中的、用来安装一根棒形销轴21的一个孔段的出口，而径向对置构成的凸起部22a则只设置了孔22g。在凸起部22a和22b之间构成了一个用来安装弹簧27的径向延伸的槽形凹槽22c。沿凸起部22a、22b的相互对置的两侧在操作轴体22的端面内设置了缝隙形的凹槽22f。

在操作轴体22的两侧设置了用扁材制成圆盘形的端罩28。端罩28具有一个大致为扁平的圆盘形状，圆盘上设置了两个径向对置的切口28a、28b，以便在安装端罩时设置在操作轴体22两端面上的凸起部22a、22b啮合在这两个切口中。U形切口28a、28b在其底部具有朝着端罩28安装一侧弯折的段28c，其长度与切口28a、28b的宽度一致，这些变折段在端罩固定安装到操作轴体22的端面上时可插入缝隙形凹槽22f中并同时有助于增加开关内的爬电距离和空气隙。

此外，分别与操作轴体22的一个端面对应的端罩28的每个内侧面都设置了一个X形的凹槽28e，该凹槽用来安装从操作轴体端面向外突起的弹簧27的一段，而与安装端罩的端面无关。凹槽28e的这种结构容许安装在操作轴体22两侧的端罩28的互换性。如图4b所示，圆盘形端罩28的直径与圆柱形操作轴体22的直径是一致的，所以在装完的状态下，端罩28的边缘与操作轴体22的圆柱形圆周面齐平。

在每个端罩28的外侧设置了一个轴颈28f，操作轴单元用该轴颈可旋转地支承在外壳11的一个相应构成的、在图1中未详细示出的支承段中。

由于操作轴单元的上面详细示出的结构，保证了在开关外壳中操作轴单元的结构简单的支承，同时也保证了操作轴体的运动部分对火花放电的可靠保护。此外，增加了从接触杆3、弹簧7和销6到棒形销轴1的爬电距离和空气隙。在单刀开关时，该棒形销轴连接一个在图中未示出的传动机构与操作轴单元，而在多刀开关时，该棒形销轴则既连接这个传动机构与操作轴单元，又相互连接这些操作轴单元本身。端罩的结构保证了它与操作轴体的可靠连接。这样，短路时产生的气体就难于进入开关和操作轴单元的运动部分，并保证了与相邻开关单元的可靠屏蔽。

端罩的错误安装是不可能的，因为端罩要么外表相互可明显区分，因而可配置在操作轴体的规定的一侧，要么端罩具有相同的形状，但可安装在操作轴体的任一端面上。

在本发明开关单元的一个未详细示出的结构型式中，为了简化制造。取消了可取下的端罩。在这种情况下，虽然张紧装置布置在安装接触杆的槽2e、22e的部位以外，但仍在操作轴体的内部受到保护。

Claims (15)

1．具有一个操作轴体(2；22)和一根支承在该操作轴体上的接触杆(3；23)的开关的操作轴单元，其特征为，在操作轴体(2；22)的对置两侧安装了用来遮盖并支承操作轴体(2；22)的端罩(8；28)。

2．按权利要求1的操作轴单元，其特征为，接触杆(3；23)可用一个大致布置在操作轴体(2；23)对置侧的并用端罩(8；28)盖住的张紧装置(7；2d)进行加载。

3．按权利要求1或2的操作轴单元，其特征为，端罩(8；28)借助于两个相互径向对置的段(8a,8b；28a,28b)以形状连接的方式与操作轴体(2；22)的对置侧连接。

4．按权利要求3的操作轴单元，其特征为，端罩(8)里侧构成的凸起部(8a,8b)与操作轴体(2)对置侧上设置的切口(2a,2b)啮合。

5．按权利要求4的操作轴单元，其特征为，其中的一个切口由一个设置在操作轴体(2)内的通孔(2b)构成，该通孔用来安装一根操作轴单元的操作用的销轴(1)。

6．按权利要求4或5的操作轴单元，其特征为，通过一个在操作轴体(2)内径向延伸的槽形凹槽(2c)来安装张紧装置(7,2d)，并在相应端罩(8)的内侧设置了两个另外的突起部(8c)。

7．按权利要求3的操作轴单元，其特征为，端罩(8)的一些部分做成切口(28a,28b)，它们与操作轴体(22)对置侧设置的凸起部(22a,22b)相互啮合。

8．按权利要求7的操作轴单元，其特征为，做成圆盘形的端罩(28)内的一些切口为U形切口，其中从U形切口的底段弯起的区段(28c)与操作轴体(22)的相应的缝隙形凹槽(22f)相互啮合。

9．按权利要求7或8的操作轴单元，其特征为，用一个在操作轴体(22)内径向延伸的槽形凹槽(22c)来安装张紧装置(26,27)。

10．按权利要求6或9的操作轴单元，其特征为，凹槽(2c；22c)在其延伸方向与凹槽(2a,2b)或凸起部(22a；22b)的相互连接线构成一个20°至70°的夹角。

11．按权利要求9和10的操作轴单元，其特征为，每个端罩在其面向操作轴体(22)相应一侧的里侧具有X形的凹槽(28e)，这样凹槽(28e)总是与槽形凹槽(22c)重叠，而与端罩(28)的安装侧无关。

12．按权利要求1至11任一项的操作轴单元，其特征为，每个端罩(8；28)在其外侧都具有一个用来支承操作轴体(2；22)的轴颈(8b；28b)。

13．具有一个操作轴体(2；22)、一根支承在该操作轴体的一个凹槽(2e；22e)中的接触杆(3；23)和一个用于该接触杆加载的张紧装置(6,7；26,27)的开关的操作轴单元，其特征为，张紧装置(7,2d)布置在操作轴体内部或隐蔽地布置在操作轴体(2；22)上安装接触杆(3)的空间(2e；22e)之外。

14．按权利要求13的操作轴单元，其特征为，张紧装置(6,7；26,27)隐蔽地布置操作轴体(2)的两个对置的外侧上，且该操作轴体具有轴颈(8f；28f)。

15．按权利要求13或14的操作轴单元，其特征为，操作轴体(2)做成旋转对称的，张紧装置(6,7；26,27)用两个固定安装在该操作轴体外侧上的、托住轴颈(8f；28f)的端罩(8；28)盖住。

Images