專利名稱：帶有加強旋轉元件的低壓裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于低壓系統(tǒng)的裝置，特別是用于具有加強旋轉 元件的斷路器或斷開器的裝置。
技術背景眾所周知，斷路器或斷開器(在下文中總稱為開關)包括外殼和 一個或多個電極，每一個電極連接至少一個固定觸頭和至少一個可移 動觸頭，這兩種觸頭能夠彼此連接/斷開?，F(xiàn)有技術的斷路器還包括能使可移動觸頭移動的控制裝置，致使 它們連接在相應的固定觸頭上或者從該固定觸頭斷開。所述控制裝置 的作用通常被施加在可操作連接至可移動觸頭的主軸上，以使得可移 動觸頭將隨著該主軸的轉動從第一操作位置移動到第二操作位置，這 分別是開關開啟構造和開關關閉構造的特征。在用于高達800A的弱電流的開關中，存在致使主軸與可移動觸 頭重合的解決辦法，這些辦法給出了一種由絕緣材料制成的旋轉元件， 該絕緣材料既能保證相位間的介電分離，當然又能適當傳遞移動，并 對所涉及的作用力具有抗力。該旋轉元件通常由開關外殼的結構部分 所支承，這基本上限定了通過旋轉元件本身承載的區(qū)域。此類開關顯 示出了相當多的優(yōu)點，例如，具有有限數(shù)量的構件和有限的總的妨礙。對于利用旋轉元件的開關來說，其指示的技術限定值為800A源 于這樣的事實，即如果超過了該極限，將需要旋轉元件具有機械阻力 的性能，而這幾乎與具有竟爭成本的絕緣類結構材料不相容。從實踐觀點來看，較高機械性能的需要已經通過引入金屬加強桿， 使其穿過旋轉元件本身而部分地得到了滿足。但是，金屬加強桿產生 了這樣的問題，即與電極之間的電絕緣性能相沖突。實際上，利用昂 貴而工藝復雜的解決方法僅得到了性能的適度提高。
在現(xiàn)有技術中用于給予旋轉元件更高的機械特性的其它方法是，增加其徑向尺寸；然而，該第二類解決辦法引入了較大的摩擦并且危 害到了開關的總效率。在專利申請文件No.BG2005A000026中描述的更為先進的解決方 法通過引入將旋轉元件本身從控制元件上懸掛下來的軸承，使得旋轉 元件的用途還延伸到明確高于800A的電流的開關上。特別的，后一 種解決方法降低了摩擦，并且可防止應力通過觸頭傳遞到直接位于開 關的臨界區(qū)域上的旋轉元件，該臨界區(qū)域例如為密封裝置的連接處。雖然后一種解決方法使開關的利用超出了性能水平的特定廣泛范 圍，但是在任何情況下都保持使用的物理極限，這種物理極限與其說 與額定電流有關，倒不如說是與電動力學強度(electrodynamic strength)和開關的斷開能(breaking power)有關。事實上，良好的 電動力學強度將需要使用具有特定強度的接觸彈簧，同時，開關的斷 開能尤其與旋轉元件的吸收能力有關，但不會損傷在電動力學斥力后 由觸頭傳遞的機械應力。實際上，這些極限基本上被單個電極的銷子 和旋轉元件本身之間的連接處阻力規(guī)定。事實上，該設計數(shù)據必須保 證構成旋轉元件的塑料材料只能在所謂的彈性特性區(qū)域中工作。 一旦 超過所述極限，事實上將出現(xiàn)所謂的屈服和失效現(xiàn)象。容易注意到，即使是在使用高質量的塑料材料，例如，以不飽和 聚酯為主要成分的所謂模制復合物的情況下，這個極限也是相對適中 的。由于可移動觸頭的電動力學強度和電動力學斥力將在銷子固定于 其中的旋轉元件的區(qū)域中產生相當大的應力，特別是推力和牽引力， 因此希望進一步獲得開關的改善的性能，必須增加對旋轉元件的應力 的抵抗力，同時保證相位之間的電絕緣性。發(fā)明內容在這些考慮的基礎上，形成本發(fā)明的主題的主要任務就是，提供 一種能夠克服所提到的限制和缺點的開關。在該任務的框架中，本發(fā)明的目的是提供一種開關，這種開關將
呈現(xiàn)出緊密的結構，這種結構易于裝配并由有限數(shù)量的元件構成。形成本發(fā)明的主題的其它任務是，提供一種開關，這種開關具有 改善的電動力學強度特征。形成本發(fā)明的主題的另一個任務是，提供一種開關，這種開關具 有改善的斷開能特征。注意，形成本發(fā)明的主題的次要目的是提供一種開關，這種開關 將呈現(xiàn)出高可靠性，并且可相對容易地以具有竟爭性的成本加以制造。在下文中將更清楚地展現(xiàn)上述任務和上述以及其它特征，它們將 通過用于低壓系統(tǒng)，特別是斷路器或斷開器的單極或多極裝置加以實現(xiàn)，其特征在于，它包括外殼，對于每一個電極，該外殼包括至少一個固定觸頭和至少一 個可移動觸頭，所述觸頭可以彼此連接/斷開；旋轉元件，被成型本體所限定，對于所述開關的每一個電極，該 成型本體包括至少一個基座，所述基座被設計成容納相應電極的至少 一個可移動觸頭；控制機構，可操作地連接到所述旋轉元件上，用于能夠使所述旋 轉元件移動；和加強件，定位在該旋轉元件的每一個電極的所述至少一個基座中。 在根據本發(fā)明的裝置中，由于加強件的存在，公知技術的開關的 典型問題被克服。特別地，加強件增加了承受旋轉元件成型本體的應 力的區(qū)域的剛性，改善了開關的性能，特別是在電動力學強度和斷開 能方面。實際上，被適當定位在可移動觸頭的基座上的加強件，能夠分布 施加在旋轉元件的成型軸上的應力，特別是推力作用或牽引力作用。


本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將通過隨后對根據本發(fā)明優(yōu)選的、但并 不是排他性的實施例進行的說明更清楚地顯現(xiàn)出來，這些實施例在附 圖中以示例方式加以示出。在附圖中，本發(fā)明參照低壓斷路器表示， 但并不以任何方式限定使用其它類型的低壓裝置，例如斷開器。此外，
即使于此所作的參考是多極開關，本發(fā)明還可以使用單極裝置。附圖為圖1為根據本發(fā)明的低壓斷路器的分解視圖； 圖2為根據本發(fā)明的低壓裝置的旋轉元件的部分截面圖； 圖3是在根據本發(fā)明的低壓裝置中所使用的加強件的第 一 實施例 的透視圖；圖4是圖3所示元件的另一視圖；圖5是在根據本發(fā)明的低壓裝置中所使用的加強件的第二實施例 的透一見圖；圖6是在根據本發(fā)明的低壓裝置中所使用的加強件的第三實施例 的透視圖；圖7是根據圖3所示實施例的相應加強件和旋轉元件的部分視圖； 圖8是在根據本發(fā)明的低壓裝置中所使用的加強件的第四實施例 的透視圖；圖9是根據圖8所示實施例的相應加強件和旋轉元件的部分視圖； 圖10是在根據本發(fā)明的低壓裝置中所使用的加強件的第五實施 例的透視圖；圖11是根據圖10所示實施例的相應加強件和旋轉元件的部分視圖。
具體實施方式
參照附圖，根據本發(fā)明的用于低壓系統(tǒng)的裝置，在本示例中為斷 路器l，它包括外殼，在所示實施例中該外殼包括兩個半殼2和2，。 所述半殼容納有多個電極，在本示例中為三個，每一個所述電極包括 至少一個固定觸頭和至少一個可移動觸頭3，它們可以相互連接/斷開。 可移動觸頭3由單個部分或多個彼此相鄰的部分構成，如圖2中清晰 的示出。斷路器還包括被成型本體5所限定的旋轉元件4。在斷路器的各 電極上，成型本體5包括至少一個被設計用來容納相應電極的至少可 移動觸頭3的基座6。為了使旋轉元件4能夠移動，斷路器l還包括 可操作地連接至所述旋轉元件4的控制機構7。此外，通常還具有封 閉罩(closing mask) 9;所述罩9通常施加在一個半殼2，上，并在必 要的時候可被操作者容易地拆下，以便可以進入斷路器1的內部。為了更為詳細地說明開關的示例，讀者可以參照專利申請文件No. BG2005A000026進行，該申請文件的說明書被合并于此作為參考。根據本發(fā)明的斷路器還包括加強件，它們被定位于在旋轉元件4 的成型本體5中制成的可移動觸頭3的基座6上。在根據本發(fā)明的裝 置中，加強件通常成型并定位成，有利于受到所述成型本體5的應力 的區(qū)域的強度。參照圖2和7，所述旋轉元件4通常包括至少一個驅動銷8，該驅 動銷8穿過在所述成型本體5中形成的相應的孔80中。在本示例中， 實際上，加強件與所述驅動銷8以及成型本體5可操作地相互作用， 并在旋轉元件4的廣大但并不集中的區(qū)域上分配推力或牽引力。表達 "與所述驅動銷8和成型本體5可操作地相互作用，，意思是，由于加強 件的存在，應力并不集中在用于驅動銷8通過的孔80的附近，而是在 成型本體5的相對廣大的區(qū)域上加以分布。根據需要，加強件的形狀、尺寸和位置可以不同。例如，參照圖 3、 4和7，加強件可以基本上包括第一成型本體10,該本體10具有 帶有大致呈矩形橫截面的中空部分11。該部分11的外表面被成形為 與在旋轉元件的成型本體5中制得的基座6的內表面大體上配合(參 見圖7)。加強件的成型本體10還包括第一接片12和第二接片13，它 們從成型本體10的中空部分11中延伸。參照圖7，接片12和13優(yōu) 選地從矩形中空部分ll的寬度上伸出，以便例如通過咬合作用(snap action)接合在形成于基座6中的相應腔體22和23中。優(yōu)選地，用于使所述驅動銷8穿過的第一孔32和第二孔33限定 在所述第一接片12和第二接片13上。這樣，在相應于該驅動銷8的 位置上、而不是集中與孔80鄰近的有限區(qū)域中產生的應力和扭轉力矩 可分布在更為廣泛的表面上。優(yōu)選地，加強件的成型本體10還包括平面區(qū)域60，其大致垂直
于矩形中空部分11的展開部分(development),并被設計協(xié)作地施加 在基座6的相應平面區(qū)域70上。通過這種方式，在相應于驅動銷8 的位置上所產生的應力可被特別釋放到成型本體5的特別大的區(qū)域 上。參照圖5，為了進一步改善應力在旋轉元件上的分布，加強件20 的所述中空部分21的外周的至少一部分具有彎邊25,它被設計成與 限定在成型本體5上的相應聯(lián)結面協(xié)作。 一旦加強件20根據示于圖7 的形態(tài)已被插入到所述基座6中，術語"外周"就用于表示更接近于基 座6的開口處的元件20的中空部分21的區(qū)域。有利地是，示于圖3至5的加強件可被制成單獨的元件，并被適 當成型并彎曲。 一旦被插入到基座6中，由于接片12、 13和相應腔體 22、 23之間的相互作用，以及由于中空部分ll、 21的外表面和基座6 的內表面之間的相互作用，加強件易于保持在適當?shù)奈恢谩８鶕居趫D6中的可替換實施例，有利地是，加強件30可包括巻 曲(crimping)裝置300，它被設計成有助于加強件本身和成型本體5 之間的聯(lián)結。在這種情況下是特別有利的，即加強件在基座6內的定 位是通過將元件30插入到旋轉元件4的成型本體5的鑄模中并經共同 模制得到的。示于圖8和9的可替換實施例設想，加強件40包括第二成型本體 42和第三成型本體43。所述第二和第三成型本體42、 43中的每一個 具有第一中空部分44，該部分44具有大致呈U型的橫截面，并被大 體上相互垂直的第一壁45、第二壁46和第三壁47所限定。中空部分 44的外表面被制成，基本與所述基座6的內表面配合。第三接片48 從所述第二壁46延伸，并通過例如咬合作用接合在限定于成型本體5 的基座6中的相應腔體480中。如圖9所示，第二和第三成型本體42、 43被插入在基座6中，以便各自的中空部分44彼此相對。優(yōu)選地，用于使所述驅動銷8通過的第三孔49限定在所述第三接 片48上。因此，同前述實施例一樣，在相應于驅動銷8的位置上、而 不是集中在與孔80鄰近的有限區(qū)域中產生的應力、特別是推力作用，
以及牽引作用可被分布在更為廣泛的表面上。為了改善在基座6中定位的簡易性，有利地是，第二和第三成型 本體42、 43可具有接合裝置401，它被設計成接合在限定于所述旋轉 元件的所述成型本體5上的相應腔體400中。示于圖lO和ll的另一替換實施例設想，加強件50包括具有表面 52的第四板型本體51，該表面52基本上與所述基座6的內表面配合。 如圖所示，加強件優(yōu)選地包括兩個定位在基座6的兩個相對側面上的 板型本體51。為了改善在基座6中定位的簡易性，板型本體51還包 括接合裝置521，它被設計成結合在限定于所述旋轉元件的成型本體5 上的相應腔體520中。優(yōu)選地，為了優(yōu)化應力在盡可能大的表面上的分布，用于使所述 驅動銷8通過的第四孔53限定在所述第四板型本體51上。此外，再 一次，為了進一步改善應力在旋轉元件上的分布，第四成型本體51 具有至少一個彎邊55,它被設計成與限定在所述成型本體5上的相應 聯(lián)結表面550協(xié)作。優(yōu)選地，所述加強件IO、 20、 30、 40、 50由金屬材料制成，更為 優(yōu)選地由鋼制成。基于上述情況，可以看出，根據本發(fā)明的用于低壓系統(tǒng)、特別是 斷路器或斷開器的單極或者多極裝置能夠使得存在于現(xiàn)有技術開關中 的典型問題得以解決，只要它能夠提供在其中應力分布和強度分布最 優(yōu)化的旋轉元件?；谒峁┑恼f明，其它特征、變型或改進對于本領域技術人員 來說是可能的，也是明顯的。因此，所述特征、變形和改進被看作是 本發(fā)明的一部分。實際上，根據需要和現(xiàn)有技術，所使用的材料，以 及可能的尺寸和形狀可以是任意的。
權利要求
1.一種用于低壓系統(tǒng)，特別是斷路器或斷開器的單極或多極裝置(1)，其特征在于，它包括外殼(2、2’)，對于每一個電極，所述外殼(2、2’)包括至少一個固定觸頭和至少一個可移動觸頭(3)，所述觸頭可以彼此連接/斷開；旋轉元件(4)，包括成型本體(5)，對于所述開關的每一個電極，所述成型本體(5)包括至少一個基座(6)，所述基座(6)被設計成容納相應電極的至少一個可移動觸頭(3)；控制機構(7)，它可操作地連接至所述旋轉元件(4)，用于使所述旋轉元件(4)移動；和加強件(10、20、30、40、50)，定位在所述可移動觸頭(3)的所述至少一個基座(6)中。
2. 根據權利要求l所述的裝置(1),其特征在于，所述旋轉元件(4) 包括至少一個驅動銷(8)，所述驅動銷(8)穿過在所述成型本體(5) 中限定的相應的孔(80)。
3. 根據權利要求2所述的裝置(1 )，其特征在于，所述加強件(10、 20、 30、 40、 50)與所述驅動銷(8)以及所述成型本體(5)可操作 地相互作用。
4. 根據權利要求l到3中的一項或多項所述的裝置(1)，其特征 在于，所述加強件(IO、 20、 30、 40、 50)提高了受所述成型本體(5) 的應力作用的區(qū)域的強度。
5. 根據前述權利要求中的一項或多項所述的裝置(1)，其特征在 于，所述加強件(IO、 20、 30、 40、 50)分配施加在所述成型本體(5) 上的機械應力。
6. 根據前述權利要求中的一項或多項所述的裝置(1)，其特征在 于，所述加強件包括第一成型本體(10、 20、 30)，所述成型本體(IO、 20、 30)具有帶大致呈矩形截面(11、 21、 31)的中空部分，所述中 空部分的外表面與所述基座(6)的內表面基本上配合，所述成型本體(10、 20、 30)還具有第一接片(12)和第二接片(13)，所述第一接 片(12)和第二接片(13)從所述中空部分(11、 21、 31)延伸，并 接合在限定于所述基座(6)中的相應腔體(22、 23)中。
7. 根據權利要求2和6所述的裝置(1)，其特征在于，用于使所 述驅動銷(8)通過的第一孔(32)和第二孔(33)限定在所述第一接 片(12)和所迷第二接片(13)上。
8. 根據權利要求6或7所述的裝置(1),其特征在于，所述中空 部分(21)的外周的至少一部分具有彎邊(25)，所述彎邊(25)凈皮i更 計成與限定在所述成型本體(5)上的相應聯(lián)結表面協(xié)作。
9. 根據權利要求1到5中的一項或多項所述的裝置(1),其特征 在于，所述加強件(40 )包括第二成型本體(42 )和第三成型本體(43 )， 所述第二和第三成型本體(42、 43)各自具有第一中空部分(44)，所 述中空部分(44)具有大致呈U型的橫截面，并被大致相互垂直的第 一壁(45)、第二壁(46)和第三壁(47)所限定，所述中空部分的外 表面與所述基座(6)的內表面基本上配合，第三接片(48)從所述第 二壁(46)延伸，并接合在限定于所述基座(6)中的相應腔體(480) 中，所述第二和第三成型本體(42、 43)被插入到所述基座(6)中， 以使得各自的U型中空部分(44)彼此相對。
10. 根據權利要求2和9所述的裝置(1)，其特征在于，用于使 所述驅動銷(8)穿過的第三孔(49)限定在所述第三接片(48)上。
11. 根據權利要求9或IO所述的裝置(1)，其特征在于，所述第 二和第三成型本體(42、 43 )具有接合裝置(401 )，所述接合裝置(401) 被設計成接合在限定于所述旋轉元件的所述成型本體(5 )上的相應腔 體(400 )中。
12. 根據權利要求1到5中的一項或多項所述的裝置(1),其特 征在于，所述加強件(50)包括第四板型本體(51)，所述板型本體(51) 具有與所述基座(6)的內表面基本上配合的表面(52)，所述第四成 型本體(51)還包括接合裝置(521 )，所述接合裝置(521)被設計成 接合在限定于所述旋轉元件的所述成型本體(5 )上的相應腔體(520 )中。
13. 根據權利要求2和12所述的裝置(1),其特征在于，用于使 所述驅動銷(8)通過的第四孔(53)限定在所述第四板型本體(51) 上。
14. 根據權利要求12或13所述的裝置(1)，其特征在于，所述 第四成型本體(51)具有至少一部分彎邊(55)，所述彎邊(55)被設 計成與限定在所述成型本體(5)上的相應聯(lián)結表面(550)協(xié)作。
15. 根據前述權利要求中的一項或多項所述的裝置(1),其特征 在于，所述加強件(10、 20、 30、 40、 50)包括用于巻曲到所述成型 本體(5)上的裝置(300)，所述裝置(300)被設計成有助于所述加 強件(10、 20、 30、 40、 50)和所述成型本體(5)之間的聯(lián)結。
16. 根據前述權利要求中的一項或多項所述的裝置(1),其特征 在于，所述加強件(10、 20、 30、 40、 50)由金屬材料制成。
17. 根據前述權利要求中的一項或多項所述的裝置(1),其特征 在于，所述加強件(10、 20、 30、 40、 50)由鋼制成。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于低壓系統(tǒng)，特別是斷路器或斷開器的單極或多極裝置，它包括外殼，對于每一個電極，該外殼包括至少一個固定觸頭和至少一個可移動觸頭，該兩觸頭可以彼此連接/斷開；旋轉元件，它被成型本體限定，對于所述開關的每一個電極，該成型本體包括至少一個基座，所述基座被設計成容納相應電極的至少一個可移動觸頭；控制機構，它可操作地連接到所述旋轉元件上，用于使所述旋轉元件移動；加強件，定位在所述可移動觸頭的所述至少一個基座中。
文檔編號H01H71/00GK101162667SQ200710182208
公開日2008年4月16日 申請日期2007年10月12日 優(yōu)先權日2006年10月13日
發(fā)明者A·貝爾加米尼, S·貝薩納 申請人:Abb服務有限公司