无导电编织物的具有可动接触件的装置的制作方法

本发明涉及一种具有至少一个可动接触件的装置，其用于线路的保护设备，例如断路器或差动装置等。本发明因此属于传统地插置在至少一条电力线路上并确保对所述设备的下游设施的保护的设备的领域。

背景技术：

在该情况下，对于每条线路，这些保护设备包括布置在该线路的连接器件之间的固定接触件和可动接触件。必须具有一定的移动幅度的可动接触件一般采用旋转臂的形式，在该臂的自由端部处固定有接触片，所述臂能够在承靠在固定接触件的片上的闭合位置和与该固定接触件相距一定距离的断开位置之间枢转。

在包括这些接触件的线路出问题(例如由于电流过载或短路)的情况下，保护设备的功能在于非常快速地使可动接触件与固定接触件分离并断开线路，以免损坏构成待保护的电路的设备和装置。

为此，这些保护设备包括可动接触件承载件，所述可动接触件承载件与用于经由机械锁控制每个可动接触件的位置的控制手柄连接，该机械锁将手柄的位置传递给接触件且反之亦然，该锁也可以由短路或电流过载检测器件向着断开接触件的方向致动。该锁则致动接触件承载件和一个或可动接触件以进行该断开。

这些保护设备可以是单极或多极的，尤其是三相的。在所有这些情况下，接触件承载件管理装备保护设备的所有可动接触件的移动，可动接触件的数量在实践中对应于被保护的线路的数量。

可动接触件不是以锁止的方式被固定到接触件承载件，因为必须能够产生可动接触件和接触件承载件相对于彼此的受控旋转行程，以确保接触件闭合时的接触力。每个可动接触件因此借助于包括至少一个扭转弹簧的铰接机构与接触件承载件连接。为了线路的断开和为了自每个可动接触件至连接到待保护的电路的连接装置的永久性的双重连接(电连接和机械连接)，该机构还必须确保接触件承载件/可动接触件组件的枢转。因此，必须对付该永久性连接的双重限制条件并保持接触件的可动特征，该永久性连接意味着要有机械接触以使电流通过。

在实践中，这些接触件承载件包括数量为等于可动接触件数量的容置部。每个容置部包括允许实现前述功能的不同构件，容置部/构件组件事实上形成铰接机构。在实践中，所述构件可组成铰接子组件，以方便组装。由此，容置部例如容纳：

-可动接触件的能够执行旋转的部分，与接触件承载件和线路其余部分一起，

-用于确保相对枢转的器件，其在此的形式是枢转轴；

-与所述轴大致共轴并允许施加接触力的至少一个扭转螺旋弹簧；

-与电路的向着输出连接系统方向的下游部分的连接部。

要注意的是，该后一连接部位于短路或电流过载检测器件处或其上游，该连接部因此必须采用允许与这些器件协作的形式。在本发明的情况下，所述连接部不是根据现有技术中经常使用的一种可行性借助于柔性导电编织物来实现的，而是经由具有一定程度的自由度(旋转)的坚固连接部实现的，该坚固连接部包括相对于设备壳体固定的支撑件，该坚固连接部一方面允许可动接触件的每个臂根据允许电路通过的连接部枢转，另一方面允许连接到被保护的线路。

接触件承载件和可动接触件的臂之间的相对旋转的存在要求接触件承载件具有外形呈圆形的几何构造，构件的组成与线路其余部分连接的连接部的部分从该外形呈圆形的几何构造突出。由此，接触件承载件的容置部具有圆柱形外形，其具有允许引入铰接机构的开口，包括可动接触件、旋转轴或同等装置、一个或多个螺旋弹簧和用于臂的枢转的支撑件。这些构件还被组装成本身可操作的所谓的铰接子组件，该子组件具有相对于可动接触件的臂的纵向中间平面对称的外形，容置部本身也是这样的。

这样的构造存在于现有技术中，例如在专利EP 2 323 155中，该专利示出了一种基于相同构件的构造，除了其中枢转轴被允许可动接触件的臂相对于支撑件枢转的轴承代替。

这两个元件之间的旋转连接部必须允许电流通过并因此实现确保这样的通过的接触区间(plage)。正是出于这个原因，前述螺旋扭转弹簧包括非接合螺旋线圈，并且还用作与枢转轴线平行地施加力的压缩弹簧，所确保的接触力确保电流于旋转连接部处在接触件臂/支撑件系统的相对表面上通过。

因此，容置部(已经看到容置部允许实现不同构件的相对旋转)必须还允许弹簧的正确承靠，以使得弹簧能够起到其扭转和压缩的双重作用。在该类型构造中，困难在于确保容易的安装、然后将铰接子组件在容置部中保持在位，而既不妨碍臂的枢转也不妨碍弹簧的运行。

技术实现要素：

作为本发明主题的具体构造通过提出了一种设计满足了这些标准，在该设计中，每个构件已经被优化以应对在这些接触件承载件/可动接触件组装件出现的所有机械和电气问题。

概括地说，本发明的装置在绝缘壳体中包括：

-接触件承载件，其与用于经由机械锁控制接触件的位置的控制手柄连接，该机械锁还被短路或电流过载检测器件致动，并将锁的移动传递至每个可动接触件，

-所述接触件承载件包括数量为等于可动接触件的数量的容置部，每个容置部容置以下构件：

可动接触件的另一端部，

相对于壳体固定的支撑件，其一方面允许所述可动接触件根据允许电流通过的连接部枢转，另一方面允许连接到被保护的线路，

沿着枢转轴线穿过可动接触件的另一端部和支撑件的轴，以及

被布置为与所述轴大致共轴并位于枢转连接部两侧的两个扭转/压缩螺旋弹簧，

-所述容置部具有圆柱形外形并具有开口，该开口允许引入被组装成铰接子组件的所述构件，该铰接子组件具有相对于可动接触件的臂的纵向中间平面对称的外形，每个容置部也具有相对于所述平面的对称性。

然后，本发明的特征主要在于，每个容置部包括具有直的外形的凹槽，所述凹槽实现于容置部的大致垂直于枢转轴线的侧壁中并敞开到所述开口中，从而以带有功能性间隙地容置并引导所述轴的端部；并在于，所述弹簧包括大致直的端部和弯曲端部，该大致直的端部被设置为用于承靠容置部的内部面，构成弹簧在接触件承载件上的唯一承靠区域，该弯曲端部被设置为用于附连至凸片，所述凸片从被布置在容置部中的可动接触件的端部向着侧壁方向突出，所述凸片相对于枢转轴线位于与臂相对的那一侧。然后，所述凸片和弹簧的弯曲端部被构造和取向为使得弹簧的弯曲端部在凸片上大致沿着凹槽的轴线方向线(direction)并向着两个方向(sens)施加双重作用力，构成每个弹簧在所述子组件上的唯一作用区域。最后，该凸片施加在相同方向线上的、但与内表面施加在承靠在所述面上的直端部上的反作用力方向相反的作用力。

由此，这些特征事实上允许容易地插入围绕可动接触件的臂组成的铰接子组件，并且这些特征确保所述子组件在其容置部中的正确定位，而不论运行情况。

原则上，在现有解决方案中，扭转弹簧的平衡总是由这样地分布的三个点式承靠部确保：在其端部凸片中的每个上的承靠部、以及在弹簧主体内部处(例如在中央轴线上)的第三承靠部。替代地，第三承靠部可以在弹簧主体的外部上实现，在实践中是在其中插有该弹簧的容置部中实现的。

在所使用的的解决方案中，构成弹簧主体的中央部分从不与中央轴接触，也从不与接触件承载件的容置部的底部接触。

在从可动接触件的臂突出的凸片处的双重接触使得承靠部不再是严格意义上的点式的，而是在实践中被视为枢转类型的连接部。在所有的运行情况下，可动接触件及其轴在两个直凹槽的底部处被良好地保持在位，因为该双重接触施加大致沿着凹槽的轴线的方向线的作用力，铰接子组件的稳定定位还因为由一方面的所述凸片和另一方面的容置部中的相对表面施加在弹簧的两个端部上的相反作用力而引起。

根据一种可行的构造，可动接触件由两个对称元件形成，每个元件包括第一部分和第二部分，该第一部分沿着对称平面与另一元件的对应的对称部分并列延伸以形成臂，该第二部分由向着外部偏置的耳部形成，该耳部与另一元件的对称耳部一起形成具有预定宽度的内部空间，所述第二部分穿有用于使所述轴通过的开孔并包括被设置为用于与弹簧协作的凸片。

与固定支撑件的电气连接通过接触区间实现是基本的，该接触区间的几何构造允许同时确保相对旋转运动和一定的电流密度的通过。在所选择的构造的情况下，该轭式的设计(conception enétrier)构成允许满足两个限制条件的良好的解决方案，并可借助于对构件的不同部分的调整得到优化。

由此，所述第一部分可以包括具有纵向外形的加强肋，即该加强肋部尤其在受压承靠固定接触件时经受挠曲应力。

此外，所述第二部分可以采用自然地适于旋转的圆形几何构造，该圆形几何构造提供恒定的连接区间，尽管臂和支撑件的相对运动。

此外，可动臂可以于在容置部的壁中实现的窗口中移动，尤其是在确保接触压力的相对旋转的时刻。根据臂在该窗口中的位置，该窗口的一部分可以是敞开的，允许通达至布置在容置部内部的铰接子组件的构件。然而，例如在短路情况下，接触件的断开导致电弧，该电弧的移动可影响该部分，并可能地破坏或损坏电磁连接。这就是为什么可动接触件的臂的第一部分可另外包括用于固定所述构件的保护罩的至少一个凸块。

可动接触件的支撑件本身则由这样的部件构成：该部件包括具有平坦外形的第一部段，该第一不等设有用于所述轴通过的开孔，具有大致等于可动接触件的内部空间的预定宽度的宽度，并具有形成与面对该内部空间的面接触的区间的几何构造，所述第一段在容置部外部转变为第二部段，该第二部段被构造为用于形成与检测器件连接的接口。

可以很好地看出支撑件的两个功能，即一方面确保与可动接触件的臂一起的相对旋转运动的可行性，另一方面允许与位于接触件对的下游的检测器件的连接。

根据一种与以上所述关于可动接触件的臂的第二部分处的旋转接触区间相呼应的可行性，所述支撑件的第一段的形成与可动接触件接触的接触区间的部分具有圆形外形。

根据一个可行的变型，与检测器件连接的接口可包括延长所述第一部段的导电杆，该导电杆意于通入环式电流传感器(un capteur de courant de type tore)中，并且其位于环(tore)的出口处的自由端部配备有用于连接到被保护的线路的电线的连接区间。

该例子对应于这样的电子检测器件：该电子检测器件包括作为电流传感器运行的环，其向电子处理电路发送与在线路中通过的电流成比例的信号。根据从这样的电流传感器接收到的信号，电子电路可激活机械锁的触发致动器。

根据第二可行变型，所述第一部段可通过具有平坦外形的板材延长，该板材具有大致等于所述第一部段的厚度的厚度，并穿有用于使连接到检测器件的连接螺钉的通过的开孔。

该变型意于与定位在设备的壳体中以能够触发机械锁的磁热检测器件一起运行，磁热检测器件实质上是磁性线圈和例如双金属片。

根据一种可行性，被设置为用于与磁热检测器件协作的支撑件由至少在第一部段中相对于可动接触件的臂的纵向中间平面对称的两个部件实现，每个部件被这样的部分延长：该部分具有与配备有在开孔的位置处重叠的自由端部的另一部分的外形对称的外形。

附图说明

现在将参照附图更详细地说明本发明，在附图中：

图1是设有根据本发明的具有可动接触件的装置的断路器的截面图；

图2以透视图示出了用于一个线路的根据本发明的固定接触件/具有可动接触件的装置的组件；

图3以分解透视图示出了本发明的具有可动接触件的装置；

图4是根据本发明的这样的固定接触件/具有可动接触件的装置的组件的侧视截面图，容置部的近端侧壁被剖切；

图5以透视图示出了将子组件插入接触件承载件中；

图6是插入接触件承载件中的子组件的横截面图；

图7以局部剖切透视图示出了在由箭头标出的弹簧加载阶段期间的插入接触件承载件中的子组件，接触件承载件的近端侧壁如在图4中那样被剖切；

图8示出了在弹簧被固定到接触件承载件内部时施加在弹簧的两个端部上的力；以及

图9a和图9b示出了具有电子过载或短路检测器件的变型。

具体实施方式

参照图1，其中示出的断路器1，该断路器在此设有模制的绝缘壳体B，传统地包括控制手柄2，该控制手柄经由机械锁3(由于其不构成本发明所以不详细说明)被连接到接触件承载件4，所述接触件承载件4支撑被设置为用于与固定接触件6协作的可动接触件5。

在固定接触件6/可动接触件5对的两侧布置有用于连接到待保护线路7、8的连接器件。机械锁3传递控制手柄2的移动。由此，该控制手柄2倾转到其在壳体中能够遍经的旋转路径的两个端部，这两个端部对应于两个稳定的位置，所述两个稳定的位置每个体现接触件的一种状态：即或者断开并彼此相距一定距离，或者闭合并承靠在彼此上。

机械锁3尤其包括肘节式机构，其允许将赋予控制手柄2的移动传递给接触件承载件4和可动接触件5。在线路中有问题(例如：电流过载或短路)的情况下，检测器件9(例如形式为双金属片的热学检测器件和例如形式为线圈和具有可动叶片的磁路的磁性检测器件)致动能够打断机械锁3的平衡的触发器，该机械锁则造成接触件5、6断开。

参照图2，包括片17’和其上焊接有该片的端子的固定接触件(一般性地用附图标记6指示)位于模制的壳体B的基部附近，该固定接触件的自由端部意于与连接装置7协作。

可动接触件5包括起自于接触件承载件4的臂16，此外支撑件10在接触件承载件的另一侧突出，该支撑件可被固定到壳体B的底座中。本发明更具体地涉及可动接触件5、其接触件承载件4、以及确保其旋转的机构。该旋转是双重的：接触件承载件4/可动接触件5组件一方面能够在闭合位置(例如在图2中显示)和断开位置(如在图4中所示)之间旋转地可动，另一方面存在接触件承载件4和可动接触件5的相对旋转，以确保图2所示的闭合位置中的接触力。

该双重旋转是相对于同一旋转轴线实现的。机构整体在图3中显示，其示出了旋转轴11，该旋转轴一方面插入支撑件10的开孔12中，另一方面插入在可动接触件5的第二部分15的对等且对称的两个耳部14、14’中实现的共轴开孔13中。此外，该可动接触件5在形成可动接触件5的第一部分的臂16的端部处包括接触片17，该接触片17意于承靠设置在固定接触件6上的对等接触片17’。此外，可动接触件5的臂16包括加强肋18，以及用于固定保护罩20(在图2中可见)的凸块19。该罩20被设置为用于在短路之后出现电弧的情况下隔离铰接机构、尤其是位于接触件承载件4内部的弹簧。

可动接触件5的第一部分因此包括伸长的臂16，其端部中的一个包括接触片17，另一端部则发展为第二部分15，该第二部分15由配备有穿孔13的两个耳部14、14’形成。此外，实现与支撑件10的配备有穿孔12的自由端部旋转接触的旋区间的这些耳部14、14’包括凸片21、21’，所述凸片位于相对于容置旋转轴11的开孔13与臂16相对之处。

为了正确地确保旋转接触，相对于为该类型设备设置的电流强度规格(calibres d'intensitéde courant)，支撑件10的部段22、且尤其是其配备有穿孔12的自由端部具有这样的宽度：该宽度大致等于将两个耳部14、14’分隔开的距离。

两个弹簧23、23’也在用于旋转接触的区间的正确运行中起到主要作用。这些螺旋弹簧23、23’首先是允许施加接触力的扭转弹簧(如在下文中更详细地看到的)，但是彼此分离的螺旋线圈允许这些弹簧还起到压缩弹簧的作用，而在耳部14、14’的外表面上施加作用力以使其压靠支撑件10的部段22的倒圆端部，形成旋转接触。

参照图5和图6，该压缩作用力尤其更清楚地显示。当可动接触件5、支撑件10、旋转轴11和弹簧23、23’被组装成所谓的铰接子组件时，该子铰接组件被插入设置在接触件承载件4内部的容置部24中。具有圆柱形外形的该容置部24包括径向开口，所述径向开口一方面用于使可动接触件5的臂16通过、另一方面用于使支撑件10的部段22通过。该容置部在由轴11体现的旋转轴线方向上被两个侧向壁25、25’限定。弹簧23、23’的螺旋线圈在该旋转轴线方向上于这两个侧向壁25、25’和耳部14、14’的外部面之间被压缩。此外，如所述子组件两侧的两个箭头所示，该压缩是在将铰接子组件插入接触件承载件4的容置部24中的时刻实现的。子组件的插入方向由与其它两个箭头垂直的第三箭头示出。

两个弹簧23、23’每个包括具有直的外形的端部26、26’和弯曲端部27、27’。这些端部26、26’；27、27’分别与容置部24的表面和自可动接触件5的第二部分15的耳部14、14’突出的凸片21、21’协作。由此，图4示出了本发明的具有可动接触件的装置的侧视图，该侧视图被剖切为去除了接触件承载件4的侧壁25。

在该图中可见的弹簧23在铰接子组件被插入容置部24中时被定位为使得其直端部26承靠为此设置并取向的面28，该面位于接触件承载件4的这样的部分中：允许可动接触件5的臂16通过的开孔位于该部分中。在侧壁25’的附近处的另一侧显示了对等的表面28’(见图5)。

容置部24事实上包括相对于纵向中间平面的对称性，由两个成型为曲柄的板材构成的可动接触件5也是同样的：每个板材实际上包括第一部分和第二部分，该第一部分形成伸长的臂16，该第二部分在耳部14、14’处，所述耳部14、14’具有平行且被与其取向正交的部分分隔开的外形，所述部分提供将所述耳部14、14’分隔开的空间的宽度的一半，支撑件10的段22插入该空间中。可动接触件5由两个对称部件形成，这允许顺便利用短路情况下的电动吸引效应：短路电流在这两个对称部件中平衡，向着相同的方向经过，这倾向于将所述部件再压紧在固定支撑件10的接触区间上。

如图5所示，在将铰接子组件引入接触件承载件4的容置部24中的时刻，使弹簧23、23’的弯曲端部27、27’是自由的，以获得如图7所示的结果。在该情况下，铰接子组件已经被良好地插入到接触件承载件4内部，然而，弯曲端部27、27’在该阶段不依靠在任何物件上。最后的安装操作在于使这些弯曲端部通到从耳部14、14’突出的凸片21、21’后方，以在弹簧的扭转功能中，除由表面28、28’提供给端部26、26’的第一承靠点之外，为弹簧提供在所述凸片21、21’两侧的第二和第三承靠点。

在图7中显示的箭头示出了：要施加到弹簧的弯曲端部27、27’的应力的方向，该应力通过使所述端部27、27’通到凸片21、21’后方以加载弹簧23、23’。该结果在图4中显示，其图示出了容置于凸片21后方的所述弯曲端部27。

返回至图3，每个侧壁25、25’包括具有直的外形的凹槽29，该凹槽在实践中引导旋转轴11的端部，所述端部能够在其中以带有功能性间隙地移动。在将铰接子组件插入到接触件承载件内部时，轴11的从弹簧23、23’的外部螺旋线圈突出的端部(见图5)则被引导到直至于两个侧壁25、25’中实现的两个等同凹槽29中的底部附近。弹簧23、23’的一方面的经由表面28、28’承靠在容置部24中的承靠点和另一方面的位于贴到凸片21、21’(因此贴到可动接触件)的弯曲端部27、27’处的两个承靠点允许将铰接子组件锁止在其容置部24的底部。弹簧的弯曲端部27、27’和凸片21、21’的形状的结合事实上导致在该处构成枢转连接部，该枢转连接部起作用以使得可动接触件5和旋转轴11良好地保持在两个凹槽29的底部处的位置。

在图8中显示的相对抗的两个力(见两个相对的箭头)示出了：弹簧23、23’在其在接触件承载件4的容置部24内部通过端部26侧的单承靠部和端部27侧的双承靠部被定位在其子组件上时的扭转预应力。本发明的存在被设置为用于与弹簧23、23’的弯曲端部27、27’协作的凸片21、21’的特定构造允许施加这样的双重作用力：第一是在垂直于容置部24的表面28、28’的方向线上(与由该表面28、28’的壁施加在弹簧23、23’的另一端部26、26’上的反作用力相对抗)，第二是在大致平行于凹槽31的轴线的方向线上。

方便了其在接触件承载件4的容置部24中的安装的铰接字组件的组装如下进行：将可动接触件5预组装到固定支撑件10上，然后将轴11引入支撑件10和可动接触件5的耳部14、14’的各自的预穿孔的开孔12、13中。然后，将弹簧23、23’预定位在轴11从耳部14、14’每侧突出的两个部分上，所述弹簧23、23’然后在该轴11的轴线的方向上被压缩。然后，使整体经由开口30的扩大的部分接合到接触件承载件4的容置部24中。该开口包括宽度更小的上部部分31，该上部部分允许支撑件10的部分22通过接触件的开口，例如通到图4所示的位置中。

根据一种可行性，该支撑件10是基于两个实际上对称的板材制成的，构成严格对称的部分22的板材和形成穿有开孔32(该开孔允许其固定到起自于连接装置7、8中的一个的段子)的板材是几乎对称的两个相似板材，这两个板材抵靠彼此而翻折，以使得每个半部件的开孔32重叠。

参照附图示出的例子仅是本发明的一个实施可行性，其包括支撑件10的其它构造。由此，在图9a和图9b所示的例子中，不同的支撑件10’事实上通过杆22’代替支撑件10的基部和部段22，该杆意于在检测器件是电子的并且使用来自于环式电流传感器33的信号的时候穿过该电流传感器。

此外，所有附图示出了单极的装置，在多极的情况下的实施是以完全相同的方式来实现的，同时具有包括多个并列的容置部24的接触件承载件4，每个容置部能够接收如上所述的一个铰接子组件。