CN1701405A - 机电式开关设备 - Google Patents

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Abstract

一种机电式开关设备，具有一个包括多个主固定触点(4)和一可移动主接触桥形接片(3)的主触点(2)，一个在接通过程中超前于该主触点(2)的、包括多个辅助固定触点(7)和一可移动辅助接触桥形接片(6)的辅助触点(5)，以及一个用于操纵该主接触桥形接片(3)和辅助接触桥形接片(5)的接触桥形接片支架(8)，其中，至少其中一个触点部件(3，4，6，7)是被弹性支撑的，辅助接触桥形接片(6)或辅助固定触点(7)具有两个稳态位置，其中，在通过操纵接触桥形接片支架(8)接通时，用位于第一稳态位置的辅助接触桥形接片(6)或辅助固定触点(7)先于主触点(2)地闭合辅助触点(5)，以及在通过相反地操纵接触桥形接片支架(8)断开时，用处于第二稳态位置的辅助接触桥形接片(6)或辅助固定触点(7)先于主触点(2)地断开所述辅助触点(5)。

Description

机电式开关设备
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的机电式开关设备，尤其是电容开关。这种开关设备例如由DE 3105117C2公开。
背景技术
由DE 3105117C2公开的开关设备具有主触点和超前触点，该超前触点也称为辅助触点，该辅助触点在具有电容负载时利用串联衰减电阻一起接通。对应的也适用于由DE 19729595C1公开的电容开关。在接通该开关设备或电容开关时首先闭合辅助触点，从而通过串联衰减电阻首先对一个连接的电容器预充电。由此，闭合主触点时的接通电流峰值得到削弱。在断路时首先断开主触点，由此该主触点几乎无电流地断开电路。总之，由此多半会在主触点上出现接通电弧。由于这种接通电弧会改变触头，因此增加了焊接的危险。此外在形成零点熄弧器的辅助触点上，会在断开时造成相对较长的电弧燃烧时间，由此会缩短该设备的寿命。为了克服这些缺陷，可以将对主触点的操纵与对辅助触点的操纵分离，但这又需要相对昂贵的开关机构的结构。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种机电式、尤其是电磁式开关设备，具有主触点和在接通过程中尤其是用于减小接通电流峰值的超前辅助触点，该开关设备在简单结构中显示出的特点是：电弧在主触点和/或辅助触点上引起的磨损特别小。
根据本发明，该技术问题是通过具有权利要求1的特征的机电式开关设备以及具有权利要求6的特征的机电式开关设备来解决的。该开关设备具有一个主触点，其包括多个(一般是两个)主固定触点和一个可与这些主固定触点连接的移动式主接触桥形接片。此外，该开关设备还具有在接通过程中的超前辅助触点，其同样的也包括多个辅助固定触点和一个可与这些辅助固定触点连接的移动式辅助接触桥形接片。为了操纵主触点和辅助触点，设置一个与两个接触桥形接片都机械连接的接触桥形接片支架。至少一个触点部件，即主固定触点、主接触桥形接片、辅助固定触点和辅助接触桥形接片中的至少一个被弹性支撑着。
辅助接触桥形接片或至少一个辅助固定触点可以取得两种稳态位置，这些稳态位置是在辅助接触桥形接片相对于接触桥形接片支架处于双稳态的情况下，或者说是辅助接触桥形接片相对于开关设备的刚性结构处于双稳态的情况下定义的。在接通开关设备期间，在闭合辅助触点时辅助接触桥形接片或该辅助固定触点位于第一位置，并由此保证辅助触点相对于主触点的超前开关特性。在断开开关设备时，至少在断开辅助触点的时刻辅助接触桥形接片或该辅助固定触点位于第二稳态位置，通过该位置，辅助触点在断开过程中也能给出超前的开关特性，也就是说辅助触点先于主触点断开。辅助接触桥形接片或辅助固定触点在第一和第二稳态位置之间的转换是通过操纵接触桥形接片支架来完成的。
在开关设备的结构上可简单实现的结构中，这样来构造开关设备，使得只有在辅助接触桥形接片或辅助固定触点的第一位置辅助接触桥形接片在操纵接触桥形接片支架时才可以与辅助固定触点电连接，而在辅助接触桥形接片或辅助固定触点的第二位置辅助接触桥形接片独立于接触桥形接片支架的位置地始终与辅助固定触点分离。
在接通机电式开关设备时，根据一种优选实施方式，通过操纵接触桥形接片支架，在闭合主触点之后辅助接触桥形接片或辅助固定触点从第一位置转换到第二位置，其中由此可以在结束该接通过程之后断开辅助触点。因此在断开时，辅助接触桥形接片或辅助固定触点首先在第二位置。在断开过程期间，辅助接触桥形接片或辅助固定触点转换到第一位置，这又是通过移动接触桥形接片支架，并在与为此设置的止挡的共同作用下触发的，但是在断开主触点之后才进行。通过辅助接触桥形接片或辅助固定触点在断开过程中的转换，不再闭合辅助触点。因此辅助触点在整个断开过程中不起作用。
通过在断开过程中只开关主触点，一般不仅是在接通过程中、而且在断开过程中都会在主触点上出现电弧。此外，对于维护辅助触点来说这还具有以下优点：在主触点上已有的、通过接通电弧形成的被软化的接触剂可能又过熔，由此减小了焊接危险，并因此提高了开关设备的寿命。开关设备的一种简单结构是这样达到的，在所有开关过程中主接触桥形接片和辅助接触桥形接片都与接触桥形接片支架保持耦合。
一种节省空间的开关设备结构优选这样实现：主接触桥形接片和辅助接触桥形接片至少接近于相互平行设置。接触桥形接片支架优选垂直于其中一个接触桥形接片，尤其是垂直于两个接触桥形接片。此外按照本身公知的方式，尤其是用一个设置在该接触桥形接片支架的横截面内的弹簧将接触桥形接片优选弹性地支撑在接触桥形接片支架中。开关设备的结构对应于具有上述特征的实施方式，就这点来说基本上对应于例如由DE 3105117C2公开的开关设备的结构。
但是，对辅助接触桥形接片在接触桥形接片支架中或接触桥形接片支架上的支撑和/或对辅助固定触点在开关设备中的支撑与上述公知开关设备不同。在DE 3105117C2公开的开关设备中，辅助接触桥形接片只能采用一个稳态位置，也就是通过弹力压制在主接触桥形接片的方向上，而在本发明的开关设备中，根据第一选择，辅助接触桥形接片具有两个定义的稳态位置。在此，例如辅助接触桥形接片相对于接触桥形接片支架可垂直于该接触桥形接片平移，尤其是通过弹力的支持而锁定在接触桥形接片支架上的两个不同位置。但是，根据特别有利的实施方式，按照结构特别简单的方式将辅助接触桥形接片置放在接触桥形接片支架内或接触桥形接片支架上的、相对于接触桥形接片支架不可平移的悬挂点上。在该情况下，为了能采取两个不同稳态位置，辅助接触桥形接片本身必须只能具有至少很小的移动性。优选的，辅助接触桥形接片构造为固定弹簧，其大约被支撑在接触桥形接片支架的中部。
根据第二选择，辅助接触桥形接片构造为刚性，并且不可移动的置放在接触桥形接片支架中，但是弹性地用两个可能的稳态位置来构造辅助固定触点，优选两个相对于接触桥形接片支架对称设置的辅助固定触点。优选的，在该实施方式中将辅助固定触点构造为固定弹簧。但同样，设置一个本身刚性的辅助固定触点，该辅助固定触点通过将其可移动地、例如可平移或可偏转地置放在开关设备的外壳中而可以取得两个稳态位置。
附图说明
下面，借助附图详细解释本发明的实施例。其中分别以示意形式示出：
图1a至1d是机电式开关设备在接通过程中的第一实施方式，
图2a至2d是根据图1a至1d的机电式开关设备在断开过程中，
图3a至3d是机电式开关设备在接通过程中的第二实施方式，
图4a至4d是根据图3a至3d的机电式开关设备在断开过程中。
具体实施方式
相互对应或作用相同的部件在所有附图中都用相同的附图标记表示。
图1a至1d以及2a至2d以极度简化的横截面形式示出了构造为电容开关的机电式开关设备1的不同开关状态。开关设备1具有一个包含主接触桥形接片3和主固定触点4的主触点2，以及一个包含辅助接触桥形接片6和辅助固定触点7的辅助触点5。为了操纵接触桥形接片3、6而设置接触桥形接片支架8。在该接触桥形接片支架中，借助压力弹簧9可平移地支撑主接触桥形接片3。通过用压力弹簧9施压，主接触桥形接片3可以取得唯一一个相对于也称为滑块的接触桥形接片支架8的稳态位置，也就是被压在主固定触点4的方向上。与主接触桥形接片3相反，辅助接触桥形接片6在一个相对于接触桥形接片支架8的固定点上，也就是在悬挂点10上与接触桥形接片支架8连接。辅助接触桥形接片6构造为能取得两个稳态位置的固定弹簧。为了使辅助接触桥形接片6在该两个稳态位置之间转换，一方面设置了辅助固定触点7(图中在辅助触点6下面)，另一方面设置了两个止挡11(图中在辅助接触桥形接片6上面)。
图1a示出断开状态下的开关设备1。辅助接触桥形接片6位于第一位置。在通过移动接触桥形接片支架8接通开关设备1时(在图中为向下)，首先接通辅助触点5(图1b)。在操纵接触桥形接片支架8的进一步过程中，辅助接触桥形接片6暂时取得不稳定的中间位置。辅助触点5在此期间保持闭合。在辅助触点5闭合的条件下此时主触点2也闭合(图1c)。如果接触桥形接片支架8在弹簧9的压缩下继续在接通位置方向移动(图1d)，也称为按住(Durchdruck)，则在悬挂点10上不能相对于接触桥形接片支架8平移的、受支撑的辅助接触桥形接片6重新固定，也就是说取得其第二稳态位置。在所示实施例中，在辅助接触桥形接片6的第二稳态位置，辅助触点5始终独立于接触桥形接片支架8地断开。由此在接通开关设备1时，只闭合主触点2。与该实施方式不同，辅助触点5也在主触点2闭合时同样保持闭合，并在断开过程时才先于主触点(也就是超前于其)断开。
下面借助图2a至2d解释开关设备1的断开过程。图2a的开关设备的状态对应于图1d的状态。如果接触桥形接片支架8在断开位置的方向上平移(在图中为向上)，则首先断开辅助触点5，只要该辅助触点5没有像实施例中所示那样已经断开，接着断开主触点2(图2c)。辅助接触桥形接片6在断开主触点2期间冲击止挡11并又固定在第一稳态状态下(图2d)，这通过接触桥形接片支架8的断开运动来触发。但辅助接触桥形接片6在此过程中已经从辅助固定触点7提升得这样远，使得辅助触点5不再闭合。由此辅助触点5在该实施例中，在整个断开过程中保持断开。图2d的开关位置对应于图1a的开关位置。
图3a至3d以及4a至4d示出另一种结构形式的开关设备1，该结构形式与根据图1a至2d的开关设备相比就辅助触点5的结构而言有所不同。在根据图3a至4d的开关设备中，辅助接触桥形接片6是刚性的，而辅助固定触点7被弹性地构造，并且可以取得两个稳态位置。在此，辅助固定触点7在一侧固定在未示出的开关设备1的外壳中。从图3a至3d中可以看见开关设备1的接通过程。辅助固定触点7在第一稳态位置下(图3a)大约弯曲到该图中设置在该辅助固定触点7上面的辅助接触桥形接片6，后者构造为刚性和笔直的。辅助固定触点7向第二稳态位置的转换(图3d)类似于按照图1a至1d的开关过程。如果接触桥形接片8位于闭合的终点位置(图3d)，则辅助触点5在所示实施例中是断开的。或者，辅助触点5也可以保持闭合。
图4a的开关位置对应于图3d的开关位置，其表示断开过程的开始。在断开过程中止挡11发挥作用，其在这种情况下设置在接触桥形接片支架8上。借助止挡11，辅助固定触点7从其第二稳态位置(图4a)转换到其第一稳态位置(图4d)，其中在第二稳态位置中辅助固定触点7向主触点2的方向偏转。类似于图2a至2d那样，辅助触点5在断开开关设备1时保持断开。可以与图2a至2d不同的是，也在断开过程期间才断开辅助触点5，但在此情况下是先于主触点2断开。图4d的开关位置对应于图3a的开关位置。

Claims (14)

1.一种机电式开关设备，具有一个包括多个主固定触点(4)和一可移动主接触桥形接片(3)的主触点(2)，一个在接通过程中超前于该主触点(2)的、包括多个辅助固定触点(7)和一可移动辅助接触桥形接片(6)的辅助触点(5)，以及一个用于操纵该主接触桥形接片(3)和辅助接触桥形接片(5)的接触桥形接片支架(8)，其中，至少一个触点部件(3，4，6，7)是被弹性支撑的，其特征在于，所述辅助接触桥形接片(6)具有两个相对于所述接触桥形接片支架(8)的稳态位置，其中
-在通过该操纵接触桥形接片支架(8)接通时，所述辅助接触桥形接片(6)在其第一稳态位置先于主触点(2)地闭合辅助触点(5)，以及
-在通过相反地操纵该接触桥形接片支架(8)断开时，用处于第二稳态位置的辅助接触桥形接片(6)先于主触点(2)地断开所述辅助触点(5)。
2.根据权利要求1所述的开关设备，其特征在于，在接通过程中，所述辅助接触桥形接片(6)借助辅助固定触点(7)对该辅助接触桥形接片(6)的机械作用可以转换到辅助接触桥形接片的第二稳态位置。
3.根据权利要求2所述的开关设备，其特征在于，在接通过程中，利用通过操纵接触桥形接片支架(8)触发的、在辅助接触桥形接片(6)的第一和第二稳态位置之间的转换，在闭合主触点(2)之后可以触发对辅助触点(5)的断开。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的开关设备，其特征在于，在断开过程中，辅助接触桥形接片(6)借助至少一个止挡(11)对该辅助接触桥形接片(6)的机械作用可以转换到该辅助接触桥形接片的第一稳态位置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的开关设备，其特征在于，所述辅助接触桥形接片(6)构造为固定弹簧。
6.一种机电式开关设备，具有一个包括多个主固定触点(4)和一可移动主接触桥形接片(3)的主触点(2)，一个在接通过程中超前于该主触点(2)的、包括多个辅助固定触点(7)和一可移动辅助接触桥形接片(6)的辅助触点(5)，以及一个用于操纵该主接触桥形接片(3)和辅助接触桥形接片(5)的接触桥形接片支架(8)，其中，至少一个触点部件(3，4，6，7)是被弹性支撑的，其特征在于，至少一个辅助固定触点(7)具有两个稳态位置，其中
-在通过操纵该接触桥形接片支架(8)接通时，所述辅助接触桥形接片(6)接触处于第一稳态位置的辅助固定触点(7)，并在此过程中先于主触点(2)地闭合辅助触点(5)，以及
-在通过相反地操纵该接触桥形接片支架(8)断开时，用处于第二稳态位置的辅助固定触点(7)先于主触点(2)地断开所述辅助触点(5)。
7.根据权利要求6所述的开关设备，其特征在于，在接通过程中，所述辅助固定触点(7)借助辅助接触桥形接片(6)对该辅助固定触点(7)的机械作用可以转换到辅助固定触点的第二稳态位置。
8.根据权利要求7所述的开关设备，其特征在于，在接通过程中，利用通过操纵接触桥形接片支架(8)触发的、在辅助固定触点(7)的第一和第二稳态位置之间的转换，在闭合主触点(2)之后可以触发对辅助触点(5)的断开。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的开关设备，其特征在于，在断开过程中，辅助固定触点(7)借助至少一个止挡(11)对该辅助固定触点(7)的机械作用可以转换到该辅助固定触点的第一稳态位置。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的开关设备，其特征在于，所述辅助固定触点(7)构造为固定弹簧。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的开关设备，其特征在于，两个辅助固定触点(7)至少接近于关于接触桥形接片支架(8)对称设置。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的开关设备，其特征在于，所述主接触桥形接片(3)和辅助接触桥形接片(6)至少接近于相互平行设置。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的开关设备，其特征在于，至少一个接触桥形接片(3，6)至少近似的垂直于接触桥形接片支架(8)。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的开关设备，其特征在于，所述辅助接触桥形接片(6)在一个不可相对于接触桥形接片支架(8)平移的悬挂点(10)处被支撑在接触桥形接片支架(8)中。
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