专利名称：用于电保护开关的电磁式开关机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的电磁式开关机构，尤其用于带手动、电磁和敞开式接触间隙释放器的移动式电保护开关中。
在DE3937546A1中叙述了一种带电流差和欠电压释放器的移动式电保护开关用的电磁开关机构。这种机构具有一个在位于一个长孔导引装置中的释放线圈磁轭退绕器上的可改变位置和可摆动地支承着、并通过一个开关弹簧加载用于活动接点的接点支架和一个设在磁轭上并用拉力弹簧加载的枢轴衔铁，以及有固定接点，前面的二者，即接点支架与枢轴衔铁可通过一个操纵把手同时操纵，并克服各自弹簧的作用可相互衔接。释放线圈与装在印刷线路板上的一个带有用于电流差和欠电压监控装置的总电流互感器和测试装置的电子器件连接。在衔接状态下枢轴衔铁靠在磁轭上，而在衔接状态下接点支架此时这样地被支承着，即，在用操纵把手卸去开关弹簧的压力负荷时，接点支架与它的接点一起，绕衔接位置一直摆到与固定接点的接点闭合，此时，开关弹簧同时起接点压力的作用。在这种状态下，保护开关接通。在发生故障时，由于出现电流差或欠电压，释放线圈的电源，通过保护开关的电子线路结构，以已知的方式被切断，于是，作用在衔铁上的磁场瓦解，以及衔铁在复位弹簧的作用下从磁轭和从衔接状态拉开。由此并通过开关弹簧的压力，接点支架在长孔导引装置内摆回其原始位置，此时保护开关断开。
由DE4122268A1已知用于保护开关的另一种开关机构。保护开关有一个作为中心构件可在长孔导引装置中克服拉力弹簧的力转动和移动地安装着的多臂开关杆，它有一个可转动地支承在它上面的多臂棘爪式杠杆。此多臂开关杆的一个臂上，为了构成肘杆而与一个设在操纵把手上的支承杆连接，在第二个臂上通过释放机构加载，而用另一个第三臂靠在作为止挡的外壳凸块上。开关杆设置成以一个臂作用在一个压力弹簧加载的回转接点上。在开关机构并因而此回转接点的接通位置(可通过操纵把手达到)，开关杆和棘爪式杠杆与支承杆的自由端肘杆状和拉力弹簧加载地固定在一起，此时，开关杆的旋转中心支承在释放机构上的支承面上，从开关杆卸荷的回转接点贴靠在固定接点上。在由于短路或过载引起的故障状况时，通过释放机构迫使开关杆反时针方向旋转，与此同时与支承杆的固定被脱开，并由于进一步的旋转运动打开了弹簧加载的回转接点的接合。
这些已知的开关机构结构比较复杂，并需要较高的装配费用。
本发明的目的是制造一种用于带手动、电磁式和敞开式接触间隙释放器的电保护开关的电磁式开关机构，它可制成结构紧凑的标准部件，并适用于小尺寸的保护开关，以及，它的装配费用比较低。
对于按权利要求1的前叙部分所述之电磁式开关机构，本发明的目的通过权利要求1特征部分所述之特征达到。
按本发明方案的优点在于，设在支座上环绕着设计为旋转手柄的操纵把手的轴设置的开关机构结构紧凑和可靠，并可预装配成一个部件组。此外，夹紧机构铰接在旋转手柄或其轴上，以及它通过一个操纵件与活动接点的接点支架和通过一个设在衔铁上的第二个操纵件与衔铁，直接地共同工作是非常有益的，此时，第一个操纵件逆固定接点的方向用弹簧加载，以及，衔铁与电磁铁在工作上联系起来。在这种情况下，上述功能件可设在支座的前面或上面，而固定接点和带活动接点的接点支架可设在支座背面或下面。夹紧机构设计成，在衔铁靠在电磁铁上时，随着转动旋转手柄并因而改变铰接轴的角向位置，夹紧机构可绕衔铁一操纵件转动，以移动接点支架的操纵件，转动是在一个范围内进行的，这一范围由接点支架的“接通”和“断开”位置并因而由由此给定的操纵件的位置规定。在“接通”位置，接点闭合，夹紧机构受开关弹簧的压力，并在铰接轴在这一开关位置下给定的角向位置固定在操纵件上，从这一位置出发，随着衔铁从电磁铁上拉开，夹紧机构可在开关弹簧压力作用下绕铰接轴转动。这就可能以有利的方式进行电流差和欠电压释放。此开关机构特别适用于移动式保护开关，因为它以突出的方式满足这种仪器对小尺寸的要求。
按照权利要求2的特征，尤其是将接点支架设计为可相对于旋转手柄轴切向移动的构件，以及衔铁与接点支架和它的操纵元件的运动轨迹基本上成直角的结构，有助于开关机构尤其是传递力的夹紧机构的构件成为结构紧凑和定心的形式。通过夹紧机构的特殊设计，即作用在接点支架操纵件上的开关弹簧的力取决于相对旋转手柄轴的位置，沿不同方向和以不同大小传递给衔铁，因此夹紧机构允许在开关的“接通”位置有一个逆电磁铁在衔铁上作用力的方向的力作用在衔铁上，并在电磁力减小时超过电磁力，所以导致释放，亦即开关打开。
在这里应指出，为适应与之共同工作的构件，也可以用设计为旋转构件的接点支架来代替接点滑块。
按权利要求4的措施用来以简单的方式使操纵件与夹紧机构之间的相对运动更加容易和准确传递力。
按权利要求8的措施与权利要求7一样，按权利要求7所述的衔铁设计，用来提高开关机构面对所出现的故障电流和欠电压时的灵敏度。
下面借助于实施例详细说明本发明。在附图中有
图1装在外壳中按本发明的开关机构俯视图；图2从右侧看的开关机构侧视图；图3在支座下面的接点装置俯视图；图4按本发明的开关机构处于开关“断开”位置；图5按本发明的开关机构处于开关“接通”位置；以及图6按本发明的开关机构处于“敞开释放”的开关位置。
在图1俯视图中表示的电磁式开关机构有一个支座1，带曲柄3的旋转手柄2a的轴2装在支座1中央。在曲柄3上铰接着近似于“U”形围绕着轴2的双臂式夹紧机构4的一个臂。在夹紧机构4的另一臂端头有一个长孔状槽5，在槽5和此臂的肩之间有一个三角形槽6，这两个槽的互相面对着的边7和8近似成直角。槽5中装有一个可相对于此槽移动的圆柱形操纵件10。操纵件10设在设计为双臂杠杆的衔铁9的一个臂上，衔铁9在它的回转轴处通过一个圆柱形凸台11支承在支座1上。另一个臂的端部位于同样设在支座1上的磁铁12的作用区内，在这一区域内由塑料制成的衔铁9有一块带有与磁铁12的贴靠面12b可自由靠紧的小铁板12a。衔铁9设计为，它的回转轴B在通过小铁板12a和操纵中心10延伸的直线之外，并在衔铁面朝轴2的一侧、操纵件10与轴2之间，并距此直线有一定距离处，这一距离等于操纵件10与小铁板12a之间距离的五分之一。设计在支座1下侧的接点滑块14的操纵件13通过支座1上的孔15插入夹紧机构4的三角形槽6中，它如同接点滑块14那样可相对于轴2的切向与之有一定距离地移动，此时，此操纵件13的运动轨迹基本上平行于回转轴B和轴2的连线，并垂直于衔铁装置延伸。在这一结构中，操纵件10既处于操纵件13运动轨迹和回转轴B之间，也处于操纵件13运动轨迹与电磁铁12之间的区域内。
在支座1的下面成型支架16和17中，各可拆卸地装有一个通过压力弹簧18固定的固定接点19(图3)。与固定接点19相隔一定距离，在接点滑块14上相应的定位件20和20a之间固定有可活动的开关接点21。接点滑块14具有“U”形断面，它的开口指向支座1，并在支座1上借助于设在那里的两对有定位凸起的定位件22可移动地安装着。接点滑块14的运动范围由可活动的开关接点21的开关“接通”和“断开”位置确定，亦即通过开关接点21与固定接点19接点闭合的位置和通过开关接点21与固定接点19有一个可预定的距离时的位置，在这一距离下不再能电接触。接点滑块14有一个装在它侧面的压力弹簧(开关弹簧)24的止动件23，压力弹簧24的另一端支承在位于支座1上的弹簧座25上，弹簧将接点滑块14朝开关接点21的闭合方向加载。在止动件23上还装有大体在接点滑块14中央的操纵件13，它通过孔15伸到支座1的上面，并在那里插入夹紧机构4的三角形槽6中。在接点滑块14上与操纵件13相对的一侧，接点19和21与柔性电线26连接，电线26通往保护开关的电接头(插头，插座)。电磁铁12的释放线圈27和总电流互感器30与一个装在白金上的电动开关29连接。电动开关并因而电磁铁12的释放线圈27，通过一个设在可活动接点21上的可与对向接点28a接触闭合的辅助接点28，供入必要的电源电压，这一接点的闭合位置是在到达接点滑块14的开关“接通”位置从前达到的。现在电动开关29有能力以熟知的方式处理故障电流和负电压，以及改变在电磁铁12中的磁场。
当旋转手柄2a反时针方向转到与开关断开状态相应的止挡时，开关机构被置于“断开”位置。与此同时，夹紧机构4的铰接轴A也反时针地绕轴2转动，因此由于与之相连的槽5位置发生改变，这一位置改变引起操纵件10的运动，所以衔铁9被靠在电磁铁12上。在这一开关位置下操纵件10在衔铁9上作用的力的方向是，将衔铁9压在电磁铁12上。开关机构可由此位置进入开关“接通”位置，只要将旋转手柄2a顺时针方向转90°。在这种情况下，夹紧机构4绕固定了的操纵件10转动，使操纵件13克服开关弹簧24的力移到开关“接通”位置，在这一位置，设在接点滑块14上可活动的开关接点21与固定接点19接触闭合，并因而此开关闭合。在达到此闭合位置(“接通”位置)之前，电动开关29经设在接点滑块14的辅助接点28连通，并在电磁铁12上建立起一个磁场。在此开关接通过程中，开关弹簧24作用在操纵件10上的并且经夹紧机构4传递的力的方向和大小改变了。现在，有一个作用在衔铁9另一端的一个力的分量，对电磁铁的吸力，然而即使由于给定的几何尺寸关系也不会克服此吸力。这一系统自动联锁地固定在这一位置。若电磁铁21的吸力减小，则衔铁通过开关弹簧24在打开接点19/21的情况下，通过操纵件13和那些由此弹簧加载的构件即夹紧机构和操纵件10，与电磁铁12分开，此时，夹紧机构4绕其铰接轴A转动。
权利要求
1.用于电保护开关的电磁式开关机构，有一个用过开关弹簧加载的用于开关接点的接点支架、一个配置在电磁铁上的衔铁、一个操纵把手和固定接点，其特征在于开关机构设在支座(1)上有一个夹紧机构(4)，它与一个设计成转动手柄的操纵把手(2a)的轴(2)相隔一定距离地铰接在轴(2)的旁边，并在距铰接轴(A)的一定距离处，与接点支架(14)的操纵件(13)和与设计为一个可绕轴(B)摆动的杠杆状的衔铁(9)的操纵件(10)插接成，使操纵件(10、13)与夹紧机构(4)的相对位置以及相互之间的相对位置是可改变的，夹紧机构(4)设置成能在一个运动范围内绕靠在电磁铁(12)上的衔铁(9)的操纵件(10)转动，此运动范围是由接点支架(14)的“接通”和“断开”位置和因而也由夹紧机构(4)的操纵件(13)限定的，在开关弹簧(24)的压力下，在“接通”位置并且在这一开关位置给出的铰接轴(A)的角位置上，夹紧机构(4)固定在衔铁(9)的操纵件(10)上，从这一位置出发，在衔铁(9)脱开电磁铁(12)情况下，当操纵件(13)移到断开位置时，夹紧机构(4)可绕铰接轴(A)转动，在衔铁(9)靠在电磁铁(12)的情况下，当铰接轴(A)绕着轴(2)摆动时，夹紧机构(4)可绕着处于“断开”位置的操纵件(13)转动。
2.按照权利要求1所述之开关机构，其特征为接点支架(14)是一个滑动件，它的操纵件(13)可与轴(2)相隔一定距离地与轴(2)成切向运动，衔铁(9)的摆动轴(B)和轴(2)的旋转轴，设在一条与操纵件(13)的运动轨迹基本平行的线上，电磁铁(12)设在摆动轴(B)上背离此运动轨迹的那一侧，因此，靠在电磁铁(12)上的衔铁(9)与运动轨迹基本上成直角，它的操纵件(10)既处于运动轨迹与摆动轴(B)之间的区域内，也处于运动轨迹与电磁铁(12)之间，夹紧机构(4)设计成呈“U”形地包围着轴(2)的旋转轴，在“U”形的一个臂上设有一个用于衔铁(9)的操纵件(10)的长孔状槽(5)，以及设有一个同样形状的或三角形的用于操纵件(13)的槽(6)，这两个槽的面对着的边(7；8)构成一个近似的直角，“U”形的另一臂通过一个固定在轴(2)上的曲柄(3)铰接在该曲柄上，在“断开”位置，铰接轴(A)定位在摆动轴(B)的背离操纵件(10)的那一侧。
3.按照权利要求2所述之开关机构，其特征为固定接点(19)和接点滑块(14)设在支座(1)的下面，操纵件(13)通过一个使之能进行开关动作的孔(15)通到上面。
4.按照权利要求1或2或3所述之开关机构，其特征为操纵件(10；13)设计为圆柱形凸台。
5.按照权利要求2和3所述之开关机构，其特征为固定接点(19)各借助于一个压力弹簧(18)可拆卸地固定在支架(16；17)上。
6.按照权利要求2至4所述之开关机构，其特征为滑动件(14)上有与固定接点(19)相隔一定距离的开关接点(21)，并借助于设在支座(1)上的两对有定位凸起的定位件(22)可移动地安装在支座(1)上，在支承在支座(1)上的压力弹簧(24)(开关弹簧)作用下，将滑动件(14)朝开关接点(21)闭合方向压，以及，它的操纵件(13)设在压力弹簧(24)作用面区域内的背对接点(19；21)的电接线(26)一侧的大体中央位置。
7.按照权利要求1或2所述之开关机构，其特征为衔铁(9)的背对其操纵件(10)的那一端上，设有电磁铁(12)的贴靠面(12b)，一条由贴靠面(12b)上的任意位置和操纵件(10)导引的直线，在摆动轴(B)旁的摆动轴(B)与电磁铁(12)之间的区域内延伸。
8.按照权利要求7所述之开关机构，其特征为摆动轴(B)离贴靠面(12b)的距离，比摆动轴(B)离操纵件(10)的距离大好几倍。
9.按照权利要求1或2或3所述之开关机构，其特征为接点支架(14)有一个辅助接点(28)，用于向激励电磁铁的电路(29)供电，在达到接点滑块(14)的“接通”位置前，辅助接点(28)它处于其与对向接点(28a)的闭合位置。
全文摘要
本发明涉及一种尤其用于移动式电保护开关的电磁式开关机构，它有手动的、电磁式和敞开式接点间隙释放器。本发明的目的是要设计出结构紧凑的此类开关机构，并设计成一个标准部件，它能适合于装入小尺寸的保护开关中。此开关机构有一个夹紧机构(4)，它与电磁铁(12)的衔铁(9)、通过开关弹簧(24)加载用于开关接头(21)的接点支架(14)以及可转动的操纵把手(2a)共同工作，并这样来设置，即，夹紧机构(4)从“接通”位置出发，在开关弹簧(24)的压力作用下和为了使衔铁(9)脱开电磁铁(12)，可绕操纵把手(2a)上的铰接轴(A)转动，而为了使衔铁(9)靠在电磁铁(12)上而转动操纵把手(2a)时，夹紧机构(4)可绕处于“断开”位置的接点支架(14)的操纵件(13)转到“断开”位置，并从这一位置出发，在反向转动操纵把手(2a)和克服开关弹簧(24)的力移动操纵件(13)时转到“接通”位置。
文档编号H01H73/42GK1120872SQ94191736
公开日1996年4月17日 申请日期1994年1月19日 优先权日1993年4月10日
发明者米夏埃尔·本塞梅耶, 马丁·科德森, 约翰内斯·贝克 申请人:费尔腾和古伊勒奥梅能源股份公司