CN1476622A - 电力断路器可运动触头的传动链 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电力断路器的开关触头装置中可运动触头(1)的传动链，其中，为一个可朝止挡(12)运动的、设置在该可运动触头(1)与一配属的传动件(8)之间的连接件(3)配设一个由一锁紧件(13)和一配合件(14)构成的防回弹装置。在连接件(3)撞击在止挡(12)上时由于作用在其重心(16)处的惯性力而可转动到锁紧位置的锁紧件(13)具有一个沿转动方向(23)延伸的、用于与该配合件(14)构成暂时功能连接的工作面(22)。为了可靠防止连接件(3)回弹到一个与开关触头装置闭合位置对应的位置，为该锁紧件(13)附加地配设一制动弹簧(32)。

Description

电力断路器可运动触头的传动链

本发明涉及电力断路器领域中一种用于完成电力断路器的开关触头装置中可运动触头的打开和闭合过程的传动链(Antriebsstrange)，在传动链中为一个设置在该可运动触头与一配属的传动件之间、且在打开过程最后可朝一止挡运动的连接件配设一个具有一锁紧件和一个位置固定的配合件的防回弹装置。

在一种公知的电力断路器中，该锁紧件由一单臂杠杆构成，该单臂杠杆可转动地设置在连接件上，并承受一复位弹簧的作用力。这意味着该锁紧件的重心位于其转动轴之外，从而当连接件撞击在止挡上时该锁紧件由于作用在其重心处的惯性力可转动到锁紧位置(US 4 468 533)。

在这种传动链中，传动链的部件在打开过程中可能不均匀加速，此时该具有一个用于形成与配合件暂时功能连接的工作面的锁紧件在连接件碰撞到止挡之前已经从其相对于连接件的静止位置转动，从而使其不能与配合件实现所要求的功能连接。在未实现功能连接的情况，该碰撞在止挡上的连接件无阻碍地回弹到其与开关触头装置闭合位置相应的位置，因此存在触头严重磨损或甚至触头焊死的危险。在这里，连接件碰撞到止挡时的回弹取决于要切断的电流强度，或取决于由此电流造成的、作用在传动链部件上的电动力(其在打开过程中导致传动链部件的加速运动)的强度。在正常工作电流时所造成的加速(在一个可绕一转轴运动的连接件的情况为角加速)以及由此而作用在该锁紧件重心处的惯性力小于例如大短路电流的情况。

在已提到的公知断路器中(US 4 468 533)，设计成杠杆的锁紧件固定安装在一个设计为开关轴的驱动部件上。此时该锁紧件这样支承在连接件上，使锁紧件的转动轴相对于开关轴的转轴有一径向距离。为了使锁紧件在连接件回弹时能转动到其锁紧位置，该锁紧件的径向尺寸大体上与连接件的径向尺寸相当，并因而要求在传动链内部有相当大的结构和转动空间。为了使锁紧件准确定位在其锁紧位置，锁紧件在工作面之外有一个为配合件配设的止挡面。当杠杆准确定位在其锁紧位置时，垂直于此止挡面延伸的工作面在连接件回弹的情况下朝配合件移动，从而阻止连接件过分回弹。为了这种定位，要求复位弹簧的弹簧力与作用在锁紧件的重心上、并与连接件加速有关的惯性力相匹配，从而使锁紧件的止挡面基于连接件在止挡上的撞击可靠地到达与配合件相靠。对弹簧力实现这样一种匹配仅仅在惯性力位于一个有限的范围是可能的。在产生已超出该有限范围惯性力的较大电动力的情况，锁紧件的角加速、由此其在止挡面撞击到配合件上时的角速度如此之大，以致锁紧件反跳到配合件上(二次回弹)，工作面不能与配合件实现必需的功能连接。

针对前面所述的现有技术中的传动链(US 4468533)，本发明要解决的技术问题是提供一种对其防回弹装置作了改进的传动链，使得在该断路器的整个功率范围(即从正常工作电流到最大的短路电流)均能可靠地防止连接件回弹到与开关触头装置闭合位置对应的位置。

按照本发明，上述技术问题是采取下列措施解决的：为锁紧件附设一个制动件，该锁紧件在打开过程中在此制动件上导引，且该锁紧件在直至到达连接件的一个预定位置前保持在其相对于连接件静止的位置。

这种设有制动件的锁紧件在打开过程中以与传动链部件加速的类型及大小无关的方式可靠导引，从而可靠地防止因不均匀的加速(例如在依次快速进行断-通-断开关过程时出现的加速)而导致不可控制地偏移其静止位置。

本发明所作的进一步改进是将锁紧件设计成单臂式钩状杠杆，且配合件可被此杠杆反钩住。

在这种结构中，在连接件回弹时工作面朝配合件移动，锁紧件的径向尺寸可设计得较短，从而使它的结构空间和转动空间不受另一个例如驱动部件的限制。尤其是，在连接件设计为固定安装在开关轴上的杠杆的情况，锁紧件的径向尺寸可设计得比锁紧件的转动轴离连接件转轴的距离小。锁紧件可安装在连接件上的不同的位置。因此这种防回弹装置可有利地应用于那些只能为防回弹装置提供一个较小结构空间的传动链中。它也可以应用于那些连接件作直线运动的传动链中。

锁紧件也可以这样设计，使其工作面类似于在公知的传动链(US4468533)中那样在回弹时朝配合件移动。此外，锁紧件也可设计成双臂式杠杆，其中将工作面设计在其中一个杠杆臂上，而重心处于另一杠杆臂的范围内。这样一种双臂杠杆同样可以应用于那些连接件作直线运动的传动链中。

有利的是，该锁紧件在形成暂时功能连接前可自由转动至少45°回转角，且工作面沿至少20°圆弧角延伸。在这样一种结构中，可以在锁紧件不朝止挡移动并因而本身不回弹的情况下实现锁紧。这一点是通过下列措施来保证的：一方面锁紧件可自由转动一个比迄今已知的更大的回转角，另一方面工作面沿一个相当大的圆弧角延伸。由此，该锁紧件在大的短路电流时可通过一个比例如在正常工作电流时更大的回转角一直转动到其锁紧位置。在任何情况下，锁紧件通过复位弹簧在锁紧件转动时增大的弹簧力与在锁紧件转动期间出现连接件回弹时作用在工作面与配合件之间的摩擦力的共同作用下可靠地保持在其锁紧位置。

在新传动链的一种结构简单的实施方式中，将该制动件设计成弹簧。在这里弹簧可这样设计，使得在连接件经过预定位置后、尤其在可运动的连接件撞击在止挡上时，锁紧件受到该弹簧的作用朝其锁紧位置的方向加速。

在该新传动链的另一种优选实施方式中，将该制动件设计为一个刚性的、带有一导引槽道的部件，该部件固定在传动链上，尤其固定在一个铰接在所述连接件上的耦合节(Koppelglied)上。该刚性部件也可以成一整体地例如成形在耦合节上。在这里，如果该刚性部件被两个耦合销穿过，其中一个耦合销使耦合节与一个支承可运动触头的触头支承耦合，另一个耦合销使耦合节与连接件耦合，则锁紧件运动的控制可通过一圆弧形弯曲的导引槽道来实现。

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1至图3示出锁紧件的第一种实施方式，它这样铰接在连接件上，使其可反时针地转动到其锁紧位置；

图4表示图1至图3所示的锁紧件，但它这样铰接，使其可顺时针地转动到其锁紧位置；

图5至图10示出锁紧件的第二种实施方式，它带有为其所配置的制动件。

按照图1至图6，一个电力断路器的开关触头装置(由可运动触头1和一个与此相配的位置固定的触头2构成)的可运动触头1的传动链包括一连接件3、一个触头支承4以及一个耦合节5。其中，可运动的触头1设计成以可绕第一转动轴承6转动方式设置在触头支承4上的接触杠杆。该触头支承4可绕第二转动轴承7转动。连接件3设计成杠杆，并固定安装在一个设计为开关轴的驱动部件8上。耦合节5借助第一耦合销33与触头支承4连接以及借助第二耦合销34与连接件3连接。

按照图1，可运动触头1在开关触头装置的接通位置时压靠在位置固定的触头2上。在这里，还可以按公知的方式将多个可运动触头彼此平行、且可转动地支承在触头支承4上。为了闭合开关触头装置，开关轴8可按公知的方式借助一个图中未示出的驱动装置沿着接通方向9转动，并可卡锁在此接通位置，在这种情况下当开关轴处于接通位置时此开关触头装置闭合。通过释放对开关轴的卡锁，该开关轴沿着朝向断开位置(见图2)的方向10转动。在由电流力引起的电动力作用下，传动链的部件在打开过程中沿着对应于开关触头装置打开位置的方向加速，此时固定设置在开关轴8上的连接件3绕开关轴的转轴11转动。

按照图2，该连接件3在打开过程的最后在开关轴8处于断开位置时撞击在一止挡2上。为防止连接件3朝开关触头装置闭合位置的方向回弹，为连接件3配设一防回弹装置，它包括一锁紧件13、一个为锁紧件配设的(在图1至图4中未示出)制动件和一个位置固定的配合件14。在这里，锁紧件设计为单臂式钩状杠杆，并以可绕一条平行于开关轴8转轴11延伸的转动轴15转动的方式固定在连接件3上。通过将锁紧件13设计为单臂式杠杆，保证使其重心16离转动轴15有一定的径向距离17。锁紧件13相对于连接件有一个静止位置，在此位置，当连接件静止不动时(见图1)，该锁紧件在复位弹簧18的力作用下借助止挡面19支承在一个穿过连接件的销子20上。在均匀加速的打开过程中，在连接件3撞击在止挡12上之前，锁紧件13基于通过加速运动造成的作用在其重心16处的惯性力保持在其静止位置。制动件用于即使在打开过程中传动链的部件不均匀加速运动时，仍能使锁紧件可靠地保持在相对于连接件的静止位置上(见图5和图6)。在此静止位置，锁紧件13的重心16和连接件3的转轴11处于一个与转动轴15运动轨道相切的面21的两侧。此静止位置还有这样的特点：在连接件3撞击在止挡12上时，亦即在连接件冲击式地停止时所引起的惯性力最佳地转换为锁紧件13绕其转动轴15的转动。

按照图3，由于连接件3撞击在止挡12上，锁紧件1上的惯性力产生这样的作用，使锁紧件13克服复位弹簧18在转动时增大的弹簧力，从其静止位置出发转动一个回转角α1(也可参见图2)到达锁紧位置。此回转角α1不应超过100°，在本例中约为80°。锁紧件13具有一个用于与配合件14构成暂时功能连接的工作面22，该工作面沿一个约30°的圆弧角β1延伸。当复位弹簧18有相当大的弹簧力时和/或当断路器有较小的功率范围时，此圆弧角β1也可以选择得较小，但它不应小于20°，也不需要超过45°。为了形成功能连接，锁紧件13在连接件3回弹时朝配合件14移动，并因而阻止连接件3朝向开关触头装置闭合位置方向进一步运动。基于此比较长的工作面22以及起制动作用的复位弹簧18的作用力，在锁紧件13与配合件18之间建立起功能连接，不会发生锁紧件13沿其转动方向23撞击在配合件14上。一旦该连接件起回弹作用的动能通过此功能连接充分导出，锁紧件便在复位弹簧18的力作用下返回其静止位置。因此传动链的部件可重新朝着开关触头装置闭合位置的方向运动。

按照图4，锁紧件24在其静止位置也可以这样安装在连接件3上，使得在连接件3碰撞时该锁紧件向外并因而顺时针回转，为此配合件25必须作相应的布置。这种布置的特点在于按这样的方式设置重心26，使得在连接件3撞击在止挡12上时起作用的惯性力克服复位弹簧30的作用力最佳地转换为锁紧件绕其转动轴27沿转动方向28、即朝向其锁紧位置的方向的转动。在这里，锁紧件24的回转角α2约为50°。工作面29沿约30°的圆弧角β2延伸。

按照图5至图7，为锁紧件31附设的制动件设计为发针状蝶形弹簧，其簧圈缠绕着第一耦合销33。在这里，在此蝶形弹簧的第一种实施方式32a中(见图5和图6)，制动簧的第一条腿35a支承在第二耦合销34上。在图7所示蝶形弹簧的第二种实施方式32b中，第一条腿35b支承在耦合节5上。两种蝶形弹簧为锁紧件31配设的第二支承腿36a、36b上各有一弧形区段37a、37b。在传动链的部件可能为不均匀加速的打开过程，设置在锁紧件31上的销子38朝此弧形区段移动。在这里，这样确定该蝶形弹簧的弹簧力，使得锁紧钩在连接件到达一预定的位置前可靠地保持在与连接件相对静止的位置，而不会妨碍此打开过程。

该第二条腿的另一个折角区段39a、39b这样连接在该弧形区段37a、37b上，使得蝶形弹簧的弹簧力在连接件3碰撞在止挡12上时向锁紧件提供一个沿其转动方向的附加力矩。第二条腿的端部40a、40b这样成形，使得锁紧钩沿其转动方向可自由转动，与此同时形成该蝶形弹簧的一个侧向导引面。由此，蝶形弹簧同时可靠地保持在销子下方，并因而保持在其确定的位置。

按照图8至图10，另一种实施方式的制动件设计成一刚性的带有导引槽道41的部件42，该部件固定在传动链的耦合节5上。在这里，部件42在孔43的区域内被第二耦合销34穿过，在长孔状槽44的区域内被第一耦合销33穿过。设置在锁紧件上的销子38在导引槽道41中行进。此圆形弯曲的导引槽道在打开过程的一开始与锁紧件的转动轨道这样相交，使得锁紧件相对于连接件固定不动，且不可能提前作不受控制的偏转。只有在该连接件位于一个在其撞击到止挡之前的预定位置，制动件才相对于锁紧件运动到使导引槽道处于与锁紧件的转动轨道相重合，从而锁紧件在撞击后可转动到其锁紧位置。

刚性部件42在一个构成导引槽道底棱的悬臂45的端部具有一滑动面46，一旦锁紧件在复位弹簧47的力作用下重新移动到其在连接件上的静止位置，则设置在锁紧件上的销子便通过该滑动面重新导入此导引槽道。

采用这种新的传动链，即使有从外部作用在断路器上的振动或冲击，仍能控制锁紧件的运动，并由此可靠地防止连接件的回弹。

Claims (6)

1.一种用于完成电力断路器的开关触头装置中可运动触头(1)的打开和闭合过程的传动链，其包括一个设置在该可运动触头(1)与一个配属的传动件(8)之间的、在打开过程最后可朝一止挡(12)运动的连接件(3)以及一个为该连接件(3)配设的防回弹装置，其中，该防回弹装置包括一个安装在该连接件上、基于其惯性力可克服复位弹簧的力从一相对于该连接件的静止位置转动到锁紧位置的锁紧件(13；31)以及一个位置固定的配合件(14)，其特征在于：为所述锁紧件(13；31)附设一个制动件(32a；32b；42)，该锁紧件在打开过程中在此制动件上导引，且该锁紧件在直至到达所述连接件(3)的一个预定位置前保持在其相对于连接件静止的位置。

2.按照权利要求1所述的传动链，其特征在于：所述锁紧件(13；31)设计成单臂式钩状杠杆；且配合件(14)可被此杠杆反钩住。

3.按照权利要求1或2所述的传动链，其特征在于：所述制动件设计成弹簧(32a；32b)。

4.按照权利要求3所述的传动链，其特征在于：所述锁紧件(13；31)在连接件(3)经过预定位置后，尤其在可运动的连接件撞击在止挡(12)上时，受到所述弹簧(32a；32b)的作用朝其锁紧位置的方向加速。

5.按照权利要求1或2所述的传动链，其特征在于：所述制动件设计为一个刚性的、带有一导引槽道(41)的部件(42)，该部件固定在所述传动链上，尤其固定在一个铰接在所述连接件上的耦合节(5)上。

6.按照权利要求5所述的传动链，其特征在于：所述刚性部件(42)被两个耦合销(33、34)穿过，其中一个耦合销(33)使所述耦合节(5)与一个支承可运动触头(1)的触头支承(4)耦合，另一个耦合销(34)使所述耦合节(5)与所述连接件(3)耦合。

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