专利名称：用于断路器的锁扣装置的制作方法
用于断路器的锁扣装置
本发明涉及一种用于断路器的锁扣装置，其具有一固定的开关触点和一 个相对该固定触点可借助于驱动装置操纵而作接通和断开运动的开关触点， 以及一用于从固定的开关触点断开可运动的开关触点的蓄能元件，该装置还 具有一支承在回转轴上的掣子，用于锁扣可运动的开关触点，其中设置有一 用于释放该掣子的、带有释放线圈的磁性释放器。
例如由DD 214 482公开了 一种这种类型的装置。DD 214 482公开了 一 种用于低压-断路器的锁扣装置，其具有一支承在回转轴上的掣子，用于锁 扣低压-断路器的可运动的开关触点，其中设置有一带有释放线圈用于释放 所述掣子的》兹性释放器。
DE 40 21 945 C2公开了另一种装置。DE 40 21 945 C2公开了一种用于 断开故障电流的开关装置，并且优选设计用于中压开关设备中的变压器支 路。该装置包括一个带有固定和可运动的开关触点以及一个作为蓄能元件的 断开弹簧的外壳，在出现故障电流时，该断开弹簧通过一作为锁扣装置的可
借助于磁性释放器释放的掣子将可移动的开关触点从固定的开关触点上断 开。该磁性释放器在该装置中通过电流互感器控制，该电流互感器在出现故 障电流时在磁性释放器的释放线圈中产生电流，由此在铁磁体中产生磁场。 通过该磁场在锁扣装置的衔铁上施加力。锁扣装置包括夹紧体，该夹紧体在 已锁扣的位置防止一压块运动。通过磁性释放器释放夹紧体，由此，断开弹 簧作用在压块上的力导致该压块运动，并且使开关的开关触点断开。
本发明所要解决的技术问题是构造一种开头所述类型的锁扣装置，该装 置的特征是成本低廉的结构和可靠的工作方式。
按本发明该技术问题由此解决，即，掣子在第一端具有扇弧形轮廓，其 中点这样地与掣子的回转轴相隔，即，通过由开关轴杆作用在掣子上的力形 成一个对于由一拉力弹簧元件和磁性释放器产生的扭矩的反向扭矩，其中， 所述开关轴杆与所述蓄能元件连接。通过掣子第一端的这种类型的轮廓，以 有利的方式保证一由蓄能元件通过开关轴杆作用在掣子上的力在掣子的回 转轴上产生一转矩，该转矩与由拉力弹簧和磁性释放器产生的转矩方向相反。
在一优选的实施形式中，掣子在第一端具有定位销，以及在第二端具有 拉力弹簧和配属的衔铁。这种布置以有利的方式引起掣子在磁性释放器的方 向上的转动的转矩，其中，通过该定位销以简单的方式在锁扣过程或释放过 程中沿着开关轴杆引导掣子。
在本发明的另一设计中，在开关轴杆上设置一可转动地支承的辊子。这 种类型的辊子有利地用于向掣子传递由蓄能元件作用在开关轴杆上的力。
在本发明一有利的进一步发展中，掣子与释放杆装置连接。这种释放杆 装置提供了 一种简单的可能性来实现从锁扣位置机械地释放该掣子。
在一优选的实施形式中，磁性释放器具有永磁系统，并且释放线圈被这 样加载，即，使得由该释放线圈产生的磁场与永磁系统的磁场的方向相反。 由此可以有利的方式通过磁性释放器一方面在开关触点闭合时向掣子施加 保持力，并且另一方面抵消保持力，以便通过掣子断开开关触点。
在一优选的实施形式中，释放线圈被加载一个由带有所述断路器的电网 中的故障电流引导出的电流。由此以简单的方式实现故障电流时的释放。
在本发明另一优选的实施形式中，释放线圈设置在一控制装置前面，该 控制装置在带有所述断路器的电网中的电压下降时为释放线圈产生一适合 于释放的控制电流。当电压降低而要求断路器断开时，可以借助于这种类型 的控制装置以简单的方式控制释放线圈并从而控制锁扣装置在锁扣位置和 释放位置之间的运动。
按本发明的锁扣装置的实施形式将根据附图和接下来参照附图的说明
说明。图中
图1表示按本发明的、处于锁扣位置的锁扣装置的一种实施形式； 图2表示图1所示的锁扣装置处于断开位置的详细视图； 图3表示图1所示的锁扣装置处于锁扣位置时的详细视图； 图4表示按本发明的锁扣装置的掣子的另一详细视图； 图5表示图4的详细视图。
图1示出了一种用于断路器的锁扣装置1，其开关轴2通过一开关轴杆 3控制 一个图中没有示出的、可在与 一个图中同样没有示出的固定开关触点 断开和闭合位置之间运动的开关触点。在开关轴杆3的轴4上可转动地支承 有一辊子5。掣子6借助于轴7可转动地设置在断路器的支承元件8上。掣子6具有与辊子5共同作用的第一端9，以及与固定装置11共同作用的第二 端10。在掣子6的第二端IO借助于一固定元件12固定有一拉力弹簧13的 第一端。拉力弹簧13的第二端固定在支撑元件8的固定栓14上。掣子6的 第二端10还具有一衔铁15。电磁系统16设置在支撑元件8上，该电磁系统 包括一永磁体17以及线圈18。在掣子6的第一端9设置有一个用于沿开关 轴2的开关轴杆3的外轮廓20引导掣子6的定位销19。开关轴2还具有一 固定元件21,在该固定元件上铰接有一在图中同样没有示出的、形式为断开 蓄能弹簧元件的蓄能元件，该蓄能元件用于控制断路器的可动开关触点的驱 动机构。在这种类型的断路器中，开关轴2受图中没有示出的、用于驱使开 关触点运动的驱动装置控制。
图2示出了处于第一位置的锁扣装置1,其中断路器的开关触点处于断 开位置，并且已准备进行断路器的开关过程。固定在掣子6的第二端10的 拉力弹簧元件13在掣子6的这个位置向掣子6施加在箭头方向A上的拉力， 由此使定位销19贴靠在开关轴2的外轮廓20上。衔铁15与电磁系统16相 隔开，其中，通过贴靠在开关轴杆3上的定位销19防止掣子6围绕轴7转 动。
如果断路器的开关过程被触发，将通过驱动装置促使开关轴2连同开关 轴杆3在运动箭头B的方向上顺时针转动。在这种类型的转动中，定位销 19沿着开关轴杆19的外轮廓20滑动，直至开关轴2和开关轴杆3已经释放 断路器的开关触点的开关过程。带有开关轴杆3的开关轴2在该开关过程中 顺时针运动，其中，最后定位销19离开外轮廓20，并且掣子6的自由端贴 靠在开关轴杆3的辊子5上，并通过由拉力弹簧元件13施加的力围绕轴7 顺时针运动。在该开关过程中，设置在固定元件上的蓄能元件被压紧。
图3示出了在断路器的前述开关过程之后的锁扣装置。带有开关轴杆3 的开关轴2位于这样的位置，即在该位置上通过设置在固定元件21上的驱 动机构使断路器的开关触点处于闭合位置。由于开关轴2在运动箭头B的方 向的运动促使掣子6通过拉力弹簧元件13施加的力顺时针围绕轴7转动并 位于图3中与带有开关轴杆3的开关轴2锁扣的位置，在该位置上，衔铁15 与电磁系统16接触。掣子6的第一端9作为开关轴杆3或开关轴杆3上的 辊子5的锁止件。图中没有示出的并设置在固定元件21上的、在开关过程 中被压紧的蓄能元件在该位置在开关轴杆3或开关轴2上产生向后运动的力，但该力不足以断开锁扣机构，因为衔铁15与电磁系统16接触，使得由 拉力弹簧元件13和电磁系统16作用在掣子6上的力大于由断开蓄能器通过 开关轴杆3向掣子上传递的力。
图4示出了掣子6和作用在该掣子6上的力，并且图5示出了其详细视 图。由拉力弹簧13引起的F,作用在掣子6上，该掣子可回转地支承在作为 支点的回转轴7上。此外，力F2通过电磁系统16的永磁体17作用在掣子6 的衔铁15上。归属于各力在回转轴7的支点的扭矩通过各自的杠杆臂确定， 即回转轴至拉力弹簧作用点的距离h,和回转轴至磁力F2的作用点的距离h2。 力F3作用在掣子6的第一端9，该力由与开关轴2或开关轴杆3相连接的 断开蓄能器传递至掣子6的端部9。在此这样设计掣子端部9的外轮廓，即， 由开关轴3传递的力的径向分量F3相对回转轴7的支点偏心地作用，因此， 由力F3同样在支点形成扭矩，该扭矩与由拉力弹簧元件和永石兹系统的扭矩方 向相反。在回转轴7的支点由力F3产生的逆向扭矩通过相当于力&的支点 和作用点的距离的杠杆臂b确定。作用在回转轴7上的扭矩是
由拉力弹簧元件施加 Flxhl
由7"jcf兹系统施力口 F2 x h2
由蓄能元件施加 F3xh3
由于通过力F3产生的逆向扭矩具有相反的方向，该逆向扭矩在扭矩相 加时具有相反的符号。
这些力矩的和适用于
<formula>formula see original document page 6</formula>
因此，由力Fl和F2导致的保持力矩大于由力F3在掣子6上产生的逆 向扭矩，并且掣子6锁扣开关轴2或开关轴杆3。
通过电磁系统16的线圈18可以产生一反抗永磁体17的磁场的附加磁 场，因此，由永磁体17作用在衔铁15上的力通过由线圈产生的电磁反向力 抵消，并且电磁系统16总的看来没有力施加在衔铁15上。
在这种情况下，掣子6在支点的力矩计算为
<formula>formula see original document page 6</formula>
因此，通过开关轴杆3作用在掣子6上的逆向转矩大于由拉力弹簧元件 13产生的力矩，因此促使掣子6围绕其转动轴7逆时针转动，其中，掣子6 的第一端9沿着辊子5滑动，并最后释放该辊子，因此带有开关轴杆3的开关轴2同样可以由于设置在固定元件21的断开蓄能器所传递的力矩在断路 器的释放的位置逆时针运动。
电磁系统16的线圈18与断路器的控制单元和调节单元相连接，控制和 调节单元又与设置在断路器中的电流或电压传感器相连。通过电流或电压传
感器监测断路器的状态。电流传感器例如设计用于检测工作电流或检测在故 障情况下出现的过电流。电压传感器设计用于监测施加在汇流排上的电压。 例如，如果该电压超过一预定的阈值，或者电流传感器检测到一过电流，那 么也存在设备或断路器的故障。通过与传感器相连接的控制和调节系统释放 电磁系统16的线圈18中的电流，因此抵消永磁体17的磁性保持力，并且 释放该锁扣装置。因此，在故障情况下，例如在电压过低时或由于故障过电 流，实现断路器的释放并且断开开关触点。
权利要求
1.一种用于断路器的锁扣装置(1)，其具有一固定的开关触点和一相对该固定的开关触点可借助于一驱动装置操纵而作接通和断开运动的开关触点，以及一用于从所述固定的开关触点断开所述可运动的开关触点的蓄能元件，该锁扣装置还具有一支承在回转轴(7)上用于锁扣所述可运动的开关触点的掣子(6)，其中，设置有一带有一释放线圈(18)的、用于释放所述掣子(6)的磁性释放器(16，17，18)，其特征在于，所述掣子(6)在第一端(9)具有一扇形轮廓，该轮廓的中点与所述掣子(6)的回转轴(7)这样地隔开，即，使得由一个与所述蓄能元件连接的开关轴杆(3)作用在所述掣子(6)上的力形成一个对于由一拉力弹簧元件(13)和所述磁性释放器(17)产生的扭矩的反向扭矩。
2. 按权利要求1所述的锁扣装置，其特征在于，所述掣子(6)在第一端 具有一定位销(19)以及在第二端具有所述拉力弹簧元件(13)和衔铁(15)。
3. 按权利要求1或2所述的锁扣装置，其特征在于，在所述开关轴杆(3) 上设置一可转动地支承的辊子(5)。
4. 按权利要求1至3之一所述的锁扣装置，其特征在于，所述掣子(6) 与一释放杆装置相连接。
5. 按权利要求1至4之一所述的锁扣装置，其特征在于，所述磁性释放 器具有一永磁系统(17),并且所述释放线圈(18)被这样加载，即，使得由该 释放线圈(18)产生的磁场与所述永磁系统(17)的磁场的方向相反。
6. 按权利要求1至5之一所述的锁扣装置(l),其特征在于，所述释放 线圈(18)被加载一个由 一故障电流导出的电流。
7. 按权利要求1至5之一所述的锁扣装置(l),其特征在于，所述释放 线圈(18)设置在一控制装置前，该控制装置在带有所述断路器的电网电压下 降时为所述释放线圈(18)产生一适合于释放的控制电流。
全文摘要
一种断路器的锁扣装置(1)，其具有一用于从固定的开关触点断开可运动的开关触点的蓄能元件，一支承在回转轴(7)上的掣子(6)，用于锁扣所述可运动的开关触点，其中，设置有一带有释放线圈(18)的、用于释放掣子(6)的磁性释放器(16，17，18)，并且其中所述掣子(6)在第一端(9)具有扇形的轮廓，该轮廓的中点与掣子(6)的回转轴(7)这样地相隔，即，使得由开关轴杆(3)作用在掣子(6)上的力形成一个对于由一拉力弹簧元件(13)和所述磁性释放器(17)产生的扭矩的反向扭矩，其中，所述开关轴杆与所述蓄能元件连接。
文档编号H01H71/32GK101292321SQ200680038888
公开日2008年10月22日 申请日期2006年10月17日 优先权日2005年10月18日
发明者凯瑟琳·哈佩尔, 卡斯滕·弗罗因特, 马库斯·坎珀夫 申请人:西门子公司