專利名稱：消耗性開關裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種消耗性開關裝置，該裝置特別可使用于電站、變電所以及其它的屬于電力供應設備上所使用的那種斷路器，其用途是用它來開關工作電流和過量電流。
EP-B-0 177 714公開了一種普通的消耗性開關裝置，在這種裝置中將第一開關構(gòu)件設計成一個具有一些較長的，平行接觸片的漏斗形接觸構(gòu)件，上述接觸片分布在它的四周。業(yè)已表明，這樣的裝置在大電流時很容易損壞，這是因為這些接觸片都帶有平行電流，因而它們將會被電磁力相互拉近。這可導致接觸片彎曲和扭轉(zhuǎn)。因此，在配電銷和接觸片之間的摩擦力也可能達到很大的值，因而必須要有大的驅(qū)動力，而且在配電銷和接觸片上都會出現(xiàn)很大程度的磨損。既然通常這些接觸片僅被一些狹縫所分開，而且由于它們的徑向運動自由度是受限的，因而它們提供的自耗預留量是很小的。
本發(fā)明的目的之一就是提供一種新穎的，即使在大電流時其開關構(gòu)件也不會機械過負荷的消耗性開關裝置。但是，同時還應產(chǎn)生一些接觸力來抵消在配電銷和與之共同作用第一開關構(gòu)件之間作用的脫離接觸的力，而且對其進行補償，以便總能確保具有所要求的接觸壓力。
實現(xiàn)此目的的裝置是一種消耗性開關裝置，它具有一個第一開關構(gòu)件和一個第二開關構(gòu)件，這第一開關構(gòu)件至少在接通位置上與一第一接頭相連，第二開關構(gòu)件至少在接通位置上與一第二接頭相連，而且這第二開關構(gòu)件還包含一個固定在支柱上的配電銷，這支柱能借助開關驅(qū)動裝置相對于第一開關構(gòu)件沿開關軸在接通位置和斷開位置之間變換位置，在接通位置上配電銷與第一配電環(huán)觸及，因而消耗性開關裝置將第一接頭和第二接頭間的電流路徑閉合，在斷開位置上，配電銷與第一開關構(gòu)件分開，本裝置的特征在于上述第一開關構(gòu)件設計成剛性的，而配電銷被這樣設計或安裝，使得它能在接通位置上，在機械或電磁方法產(chǎn)生的接觸力的作用下，以其第一接觸區(qū)壓靠在這第一開關構(gòu)件上。
按照本發(fā)明，這些特點保證了第一開關構(gòu)件能夠易于經(jīng)受住更大的機械負荷。在這種情形下，這種接觸壓力主要是由上述發(fā)明設計或配電銷的安裝來獲得。由于與第一開關構(gòu)件的接觸，該配電銷被偏轉(zhuǎn)或變形，或者由出現(xiàn)在接觸區(qū)中的電磁力張開。這樣還總可確保一比較大的自耗預留量。由于接觸區(qū)和支承著電弧根部至配電銷的頂端都可根據(jù)它們的特點任務彼此獨立設計，因此在這方面特別有利的是下述實施方案配電銷向側(cè)面壓靠著被設計成配電環(huán)的第一開關構(gòu)件的內(nèi)側(cè)。
本發(fā)明的消耗性開關裝置的特別優(yōu)越的設計可在相關的權利要求項中找到。
附圖表示了僅用于對本發(fā)明進行說明的幾個實施例。


圖1表示了通過按照本發(fā)明第一實施例消耗性開關裝置的軸向縱截面，其左面畫的是處于接通狀態(tài)的情形，其右面畫的是處于斷開狀態(tài)的情形。
圖2表示了按照圖1的改進實施例的開關構(gòu)件的一個軸向縱截面，該開關構(gòu)件正處于接通狀態(tài)。
圖3a表示了通過按照本發(fā)明第二實施例的消耗性開關裝置的開關構(gòu)件的一個軸向縱截面，實線表示的是接通狀態(tài)，而虛線表示的是中間狀態(tài)。
圖3b表示了通過按照本發(fā)明第二實施例的消耗性開關裝置的開關構(gòu)件的一個軸向縱截面，該開關構(gòu)件是處在斷開狀態(tài)。
圖4a表示了通過按照本發(fā)明第三實施例的消耗性開關裝置的一個軸向縱截面，左面畫的是接通狀態(tài)，右面畫的是即將接通時的情形。
圖4b表示了圖4a所示的消耗性開關裝置的部件的一個軸向平面圖。
圖4c表示了沿圖4b中的C-C線的截面。
圖5a表示了通過按照本發(fā)明第四實施例的消耗性開關裝置的開關構(gòu)件的一個軸向縱截面，該開關構(gòu)件是處在接通狀態(tài)。
圖5b表示了沿圖5a中的B-B線的配電銷的截面。
圖6a表示了通過按照本發(fā)明第五實施例的消耗性開關裝置的開關構(gòu)件的一個軸向縱截面。
圖6b表示了沿圖6a中的B-B線的配電銷的截面。
圖7a表示了通過按照本發(fā)明第六實施例的消耗性開關裝置的一個軸向縱截面，左面畫的是接通狀態(tài)，右面畫的是斷開時的情形。
圖7b表示了通過按照本發(fā)明第六實施例的配電銷的軸向縱截面。
圖7c表示了沿圖7b中的C-C線的配電銷的截面。
圖8表示了通過按照本發(fā)明第七實施例的消耗性開關裝置的配電銷的一個軸向縱截面。
圖9表示了通過按照本發(fā)明第八實施例的消耗性開關裝置的開關構(gòu)件的一個軸向縱截面。
圖10a表示了通過按照本發(fā)明第九實施例的消耗性開關裝置的一個軸向縱截面，該裝置正處于接通狀態(tài)。
圖10b表示了通過按照本發(fā)明第九實施例的消耗性開關裝置的一個軸向縱截面，該裝置正處于斷開狀態(tài)。
圖10c表示了按照本發(fā)明的第九實施例的消耗性開關裝置的配電銷的一個側(cè)視平面圖。
圖10d表示了在將圖10c轉(zhuǎn)動90°后所得到的配電銷的一個側(cè)視平面圖。
圖10e表示了沿圖10d中的E-E線的配電銷的一個縱截面。
圖10f表示了沿圖10d中的F-F線的配電銷的橫截面圖10g表示了沿圖10d中的G-G線的配電銷的橫截面。
圖10h表示了圖10d的配電銷頂端的一個軸視平面圖。
圖11a表示了通過按照本發(fā)明的第十實施例的消耗性開關裝置的開關構(gòu)件的一個軸向縱截面。
圖11b表示了通過消耗性開關裝置的開關構(gòu)件的一個縱截面，這個截面相對于圖11a來說轉(zhuǎn)動了90°。
圖11c表示了沿圖11b中的C-C線作的配電銷的橫截面。
圖11d表示了沿圖11b中的D-D線作的配電銷的橫截面。
圖11e表示了沿圖11b中的E-E線作的配電銷的橫截面。
圖11f表示了沿圖11b中的F-F線作的配電銷的橫截面。
圖11g表示了沿圖11b中的G-G線作的配電銷的橫截面。
圖11h表示了沿圖11b中的H-H線作的配電銷的橫截面。
圖11i表示了沿圖11b中的I-I線作的配電銷的橫截面。
現(xiàn)在來參看附圖，在這些附圖中相同或相當?shù)牟考臉颂柖际窍嗤摹０凑毡景l(fā)明的第一實施例的斷路器的消耗性開關裝置，在圖1的左面畫成處于接通的狀態(tài)，而右邊畫成處于斷開狀態(tài)。該消耗性開關裝置在一個由絕緣材料制作的對于開關裝置的軸1是旋轉(zhuǎn)對稱的外罩2里具有一個環(huán)形的加熱空間3，該加熱空間圍繞著與第一電氣接頭(未畫出)相連的第一開關構(gòu)件以及一個第二開關構(gòu)件。第一開關構(gòu)件被設計成第一配電環(huán)4；第二開關構(gòu)件由一配電銷5和一個與第二電氣接頭(未畫出)相連的第二配電環(huán)6組成。在第一配電環(huán)4和第二配電環(huán)6之間有一弧隙7。相對于開關裝置的軸1來說，該兩配電環(huán)是同心放置的。上述弧隙通過周圍的噴氣縫口8與加熱空間3相連，這噴氣縫口由第一配電環(huán)4和第二配電環(huán)6的電絕緣的部分端蓋在兩邊界定。
配電銷5可以通過球鉸接頭9支承在彈性棒10上進行擺動，因而它能繞一個橫向垂直于開關裝置軸1而定向，但又不是固定的擺動軸擺動。棒10被固定在支撐桿11上，它能被一開關驅(qū)動裝置(未畫出)沿著開關軸1在接通和斷開位置之間移動。
在弧隙7的軸向延伸部分有一壓縮室12安置在第一配電環(huán)4的后面，這壓縮室可借助一向四周分支的旋轉(zhuǎn)對稱的返回通道13通過一單向閥與加熱空間3相連，并借助一些排氣管14以及一中心過壓閥15通向第一排氣空間16a。這壓縮室12和返回通道13由蓋17和帽18所界定，這蓋和帽都是由絕緣材料制作。在弧隙7的軸向延伸部分中，上述第二配電環(huán)6中的開孔向第二排氣空間16b擴展。靜止和活動的額定電流觸點并未畫出來，它們是安置在消耗性開關裝置的外面，而且分別與第一和第二電氣接頭是導電連接的。
在處于斷開位置的停止位置上，使棒10相對于開關軸1稍稍有些傾斜，因而也使配電銷5相對于開關軸1稍微有些橫向位移。在接通時，上述的配電銷就會由于首先與第二配電環(huán)6，然后再與第一配電環(huán)4接觸而發(fā)生向側(cè)面偏轉(zhuǎn)，同時棒10被彈性彎曲，因而作用在棒10中的彈性恢復力就將這配電銷5向側(cè)面壓在兩配電環(huán)上。由于上述球鉸接頭9，因而配電銷5的轉(zhuǎn)動點處在第一配電環(huán)4和第二配電環(huán)6之間的軸向方向上，所以配電銷5發(fā)生相應的傾斜從而使配電銷壓在兩個配電環(huán)的內(nèi)側(cè)。一方面，這些接觸力這樣產(chǎn)生在配電銷5和第一配電環(huán)4與第二配電環(huán)6之間，在另一方面，這些接觸力即使在大電流時又足以抵消脫離接觸的力，并保證有足夠的接觸壓力。
上述第一配電環(huán)4、第二配電環(huán)6，和配電銷5都是由抗蝕材料，例如WCu，石墨，CFC，石墨/Cu或CFC/Cu構(gòu)成。
在接通位置上，消耗性開關裝置中的電流路徑是從第一配電環(huán)4，經(jīng)配電銷5到第二配電環(huán)6。在斷開時，上述配電銷5被拉離第一配電環(huán)4，此時在它們之間形成一電弧。當配電銷5的頂端通過第二配電銷6時，弧根就從配電銷5跳越到上述配電環(huán)6上。氣體在加熱空間3中由這電弧加熱，而且在壓縮室12中的電弧產(chǎn)生的收縮壓力又被部分改道，經(jīng)過返回通道13進入加熱空間3中，這就導致在加熱空間3中高氣壓的建立，這就使得氣體通過噴氣口8逃逸進弧隙7，進而在下一個過零點時進入排氣空間16a,b中，因此，電弧可被有效地產(chǎn)生和熄滅。為了擴大這種效果，可以用氣體釋放材料作為壓縮室12和返回通道13的襯里。加熱空間中的壓力可以用鼓風活塞額外增大，這鼓風活塞由開關驅(qū)動裝置附帶帶動。
因為在斷開期間電弧根部是位于第一配電環(huán)4和第二配電環(huán)6兩者的軸向端面上和配電銷5的頂端上，而這些接觸區(qū)域都位于側(cè)面，因而可提供較大的自耗預留量。此外，這些接觸區(qū)域也不會因侵蝕而變粗糙。
上述氣體最初只通過第一配電環(huán)4的開孔逃逸，在接通位置時，上述配電環(huán)4的開孔幾乎完全被配電銷5的頂端充滿，而且在斷開動作開始之后立即就被松開。當斷開動作進一步進行，配電銷5也從配電環(huán)6的開孔中抽出時，第二配電環(huán)6的開孔才稍后敞開。與此相反，在按照圖2的配電銷5的設計情形中，兩個開孔都會同時敞開。該第二配電環(huán)6的直徑稍比第一配電環(huán)4的直徑大，而且配電銷5具有一個直徑近似與第一配電環(huán)4的開孔直徑相等的前部19。它與后部20呈臺階狀過渡，這后部20的直徑幾乎與較大的第二配電環(huán)6的直徑相等。在接通位置上，把前部19與后部20分開的臺階與第二配電環(huán)6之間的距離和配電銷5的頂端和第一配電環(huán)4的距離相等，因而兩個開孔可被同時敞開——部分還是第二配電環(huán)6的開孔。這使氣體能更迅速地流走，并使電弧能更集中地產(chǎn)生。
配電銷5還可通過一個鉸鏈來代替通過球領接頭與棒10連接，因而橫向垂直于開關軸方向的擺動軸就可被空間固定。
按照本發(fā)明的消耗性開關裝置的第二實施例(圖3a,b)，順便提一下，所說的第二實施例基本上是與第一實施例相當?shù)模潆婁N5是通過彈簧片21和一剛性棒22與支柱(未畫出)相連的。這種彈簧片21既與棒22又和配電銷5的端部都牢固地相連，而且這彈簧片被設計成這樣，從而當裝置處于它的停止位置(認為是斷開位置)時(圖3b)，這配電銷5同樣地相對于開關軸1向側(cè)面位移而且向同側(cè)稍微傾斜，其結(jié)果是在接通位置時(圖3a)，由于與第二配電環(huán)6接觸而使配電銷產(chǎn)生側(cè)向的偏斜，而且由于與第一配電環(huán)4接觸而產(chǎn)生一轉(zhuǎn)動偏斜，上述轉(zhuǎn)動偏斜的轉(zhuǎn)動點又處于第一配電環(huán)4和第二配電環(huán)6之間。同時由于彈簧片21的彈性恢復力使配電銷壓在兩配電環(huán)的內(nèi)側(cè)。
按照圖示于圖4a-c的本發(fā)明的消耗性開關裝置的第三實施例，順便提一下，所說的第三實施例基本上是與第一實施例相當?shù)模潆婁N5安裝在支柱11上可以沿軸向位移，并借助軸向可壓縮的盤簧裝置23支撐在這支柱上。配電銷5的前部19的直徑比第一配電環(huán)4的開孔直徑大，因而在接通位置上，它的半球形的頂端周邊都支承在第一配電環(huán)4的端部內(nèi)邊緣上，并以通過軸向壓縮的盤簧裝置23的回復力而產(chǎn)生的接觸力相對著壓緊。該前部19經(jīng)一臺肩24與直徑較大的后部20鄰接。
第二開關構(gòu)件除了配電銷5而外，還包括一個第二配電環(huán)6，所說的第二配電環(huán)圍住環(huán)形盤25的內(nèi)邊緣。這第二配電環(huán)6被分成六個扇形部分26，而且環(huán)形盤25也是這樣，它具有六個貫通的徑向縫隙28，這些縫隙從內(nèi)邊緣出發(fā)延伸到周邊的外環(huán)27，把這環(huán)形盤分成同樣多的扇區(qū)29。這環(huán)形盤25可以用高導電性的有回彈力的彈性材料，如可硬化的銅合金，如CuCrZr或CuBe構(gòu)成，因而這第二配電環(huán)6的這些扇區(qū)26由于支撐它們的環(huán)形盤25的扇區(qū)29的彈性變形而可以在軸向方向上發(fā)生偏移。因為配電銷5前部19處于第一配電環(huán)4和臺肩24之間的那部分稍比第一配電環(huán)4和第二配電環(huán)6之間的距離短，因而在接通位置上這臺肩24的前鄰接表面就會壓在這配電環(huán)的扇形部分26上，使它們稍稍發(fā)生偏移，因而，通過彈性變形的扇形部分29的恢復力也在此處施加必要的接觸力。
在上面描繪的那些實施例情形中，配電銷被設計成剛性的，最好是堅固的，并成彈性固定。在接通位置上這配電銷可由于與第一配電環(huán)和第二配電環(huán)接觸而偏移，其結(jié)果是，彈性恢復力從支柱作用在配電銷上，上述恢復力為配電銷和兩配電環(huán)之間提供了必要的接觸力。
在下面將要說明的那些實施例情形中，配電銷在一個或一個以上的接觸區(qū)域的范圍中，本身就是由兩個以上的部件組成。這些部件至少部分地在徑向上作有限的移動，而且被機械力或電磁力張開，因而這些部件的指向外的接觸表面就壓靠在兩配電環(huán)的內(nèi)側(cè)面上。
按照示于圖5a,b中的本發(fā)明的消耗性開關裝置的第四實施例，順便提一下，所說的第四實施例基本上是與第一實施例相當?shù)?，其配電銷5最好與第一配電環(huán)4和第二配電環(huán)6共軸，因而配電銷軸就與開關裝置的軸1重合。上述配電銷具有一個中心支撐桿30，這支撐桿與支柱(未畫出)相連而且被一套筒31所包圍。這支撐桿30被設計成一個圓柱心軸，其頂端變窄成傾斜地指向配電銷頂端并被一錐形外殼所包圍的楔形表面32。上述套筒31以分布在其園周上八個接觸件包圍著這支撐桿30的頂端，這些接觸件被設計成由一些狹縫分隔開的細長的用抗蝕材料制的接觸片。在套筒31的后端用一連續(xù)環(huán)34將這些接觸件維系在一起。用一個擰進支撐桿30的頂端的固定螺栓35將這套筒31穩(wěn)固地安裝在支撐桿30上，螺栓的頭部則橫向伸出接觸片33的尖端部。
在接觸片33的內(nèi)側(cè)面，它們都具有在接通時支承在支撐桿的楔形表面32上的張開表面36。在它們的外側(cè)面上，每個接觸片33都具有一個形成止動表面37的臺階，在接通位置時，這臺階就靠在第二配電環(huán)6上。通過一個支撐在支撐桿30上的螺旋彈簧38使一個指向這配電環(huán)頂端的彈性力施加在套筒31上。這固定螺栓35，至少是它的頭，也可由抗蝕材料構(gòu)成，而這套筒31可以用高導電性的有回彈力的彈性材料制作。
在斷開狀態(tài)，這些接觸片33在這螺旋彈簧38的作用下，都處在它們的前端位置。在接通動作剛要結(jié)束前，上述止動表面37就碰到第二配電環(huán)6上，這就使接觸片33的運動停止在一個位置上，這時楔形表面32和張開表面36都大體處在第一配電環(huán)4和第二配電環(huán)6的中間。在螺旋彈簧38壓縮時，該支撐桿30被額外推進一短距離，此時楔形表面頂碰在張開表面36上，而且這些接觸片33以其形成第一和第二接觸區(qū)的接觸表面39和40，沿徑向向外壓，靠在第一配電環(huán)4和第二配電環(huán)6兩者的內(nèi)側(cè)面上。
在斷開動作開始時，支撐桿30被往回拉，而在螺旋彈簧38以及在接觸表面39和40與第一配電環(huán)4和第二配電環(huán)6的內(nèi)側(cè)面之間的摩擦力的分別作用之下套筒31仍然是靜止的。因此楔形表面32被稍稍從張開表面36拉回，并使接觸片33的向外張開被解除。這時配電銷5就能容易被拉回。
當接觸片33已經(jīng)停止在接通位置時，才產(chǎn)生這些接觸力，而在它們的斷開運動開始前，這些接觸力又消失，因而這些接觸力并不阻止運動。一方面，在配電銷5和第一配電環(huán)4之間，另一方面，在配電銷和第二配電環(huán)6之間的摩擦力在接通和斷開運動中都是很微小的，因而由開關驅(qū)動裝置施加的驅(qū)動力也是很微小的。
按照本發(fā)明的消耗性開關裝置的第五實施例與第四實施例是很類似的。在這種情形下，六個接觸片并不是互連的。它們被支撐桿30上的固定環(huán)41維系在一起。這環(huán)包圍著這些接觸片并與之相隔一定距離。固定螺栓35設計成有加壓表面42的帽狀，這加壓表面42傾斜地朝向支撐桿，也就是指向后部，加壓表面四周呈錐殼形，而且在斷開運動中，這加壓表面就壓在接觸片33前端的相應受壓表面43上，因而在那里使這受壓表面43沿徑向向里壓。在本情形中已省去了作用于接觸片33的彈性元件，它的作用力朝向配電銷5的頂端。在斷開運動突然開始時，接觸片33的慣性足以使這些接觸片張開。
上述配電銷的這些部件也能被電磁力而不是被機械力張開。此時充分利用了反向平行電流之間的排斥或平行電流之間的吸引。因為這些力，就象脫離接觸的力一樣，隨電流強度的增加而增大，因而這些相應的實施例提供了下述優(yōu)點在一個寬的電流強度范圍內(nèi)都可確保對離開接觸力進行適當補償。
按照本發(fā)明的消耗性開關裝置的第六實施例圖示在圖7a-c中，根據(jù)它的基本結(jié)構(gòu)，這第六實施例與第一實施例相當，盡管它作了很多簡化。因此，仍然相同的那些部件就不再介紹了。配電銷5被一個稍稍設在支柱(未畫出)前面的滑動郁金香花形構(gòu)件44所包圍，而且正如第二配電環(huán)6一樣，它是與第二電氣接頭相連接。雖然滑動郁金香花形構(gòu)件44的接觸片在通-斷操作中經(jīng)受電磁力所造成的大機械負荷，但由于在接觸片上沒有侵蝕發(fā)生，所以它們完全可被設計成具有足夠的強度并能保證它們與配電銷5的充分接觸。
上述配電銷5還具有一根支撐桿30，該支撐桿被設計成與支柱相連的心軸。擰進這支撐桿頂端的是帽蓋45，這帽蓋由抗蝕材料制作，而且它將由高導電的有回彈力的彈性材料制作的。套筒31，特別是環(huán)34牢固地夾緊在支撐桿的前端。一組八個來自環(huán)34的接觸件以同樣的高度設置在配電銷5上，而且被一些縫隙所分開，它們也被設計成一些細長的接觸片33。在本情形中這些接觸片都向后伸，平行地圍繞著支撐桿30。從帽蓋45到超過這些接觸片33的端部的位置上，支撐桿30都被絕緣材料的套筒46所包圍，一個較厚的絕緣材料環(huán)47與這套筒搭接。
在接通位置上，正好位于接觸片33的端部前面的接觸表面39與第一配電環(huán)4的內(nèi)側(cè)面接觸。配電銷5基本上充滿上述第一配電環(huán)的開孔，而將絕緣材料環(huán)47置于其中的第二配電環(huán)6的開孔也是這樣。電流路徑從第一配電環(huán)4經(jīng)過接觸表面39到達接觸片33，又通過接觸片33到環(huán)34，并進一步通過支撐桿30，流經(jīng)滑動郁金香花形構(gòu)件44。在本情形中由接觸片33包圍的支撐桿30的最前部分形成導體48，這導體攜帶有與接觸片33中的電流方向反向平行的電流。這導體48在由環(huán)34形成的結(jié)合點處與接觸片33導電連接。這樣，由于在這導體48和接觸片33之間引起的電磁排斥的結(jié)果，接觸片就向外張開，而且它們的接觸表面39被壓靠在第一配電環(huán)4的內(nèi)側(cè)上。電流強度越大，這樣產(chǎn)生的接觸力就越大，正如與這些接觸力相反的脫離接觸的力一樣。
在斷開運動的第一階段期間，配電銷與第一配電環(huán)4的接觸區(qū)域向帽蓋45方向位移，因而反向平行電流的路徑長度較為迅速減短，因而接觸力也同時減小。當配電銷5從第一配電環(huán)4拉離時，則在第一配電環(huán)和帽蓋45之間形成電弧。當帽蓋45通過第二配電環(huán)6時，則電弧根就從這帽蓋跳越到這第二配電環(huán)6上，因而電弧就在第一配電環(huán)4和第二配電環(huán)6之間燃燒。從加熱空間3向它吹風，并在下一個過零點熄滅。
按照本發(fā)明的消耗性開關裝置的第七實施例(圖8)，順便提一下，所說的第七實施例是與第一實施例相當?shù)?，接觸片33被安裝在構(gòu)成導體48的支撐桿30的那一部分上，帽蓋的軸環(huán)型突起卡住這些接觸片的前端，一個與絕緣材料制的套筒46做成一體的固定環(huán)41則卡住這些接觸片的后端部。借助支撐在絕緣材料制的套筒46上并大體作用在接觸片33的內(nèi)側(cè)中部的受壓彈簧片49，沿徑向向外壓迫這些接觸片，因而在接通位置上，在接觸片33的外側(cè)的接觸表面和第一接觸環(huán)4的內(nèi)側(cè)面之間施加接觸力時，上述電磁力就被彈性力所支持住。
在圖9所示的第八實施例的情形中，配電銷5是用高導電性的具有回彈力的彈性材料制作的，與第六和第七實施例類似，第一組接觸片33與配電銷5的頂端這樣鄰接，使得它們能向外彈性彎曲并朝向后面。類似地，第二組的接觸片50也與支撐桿30鄰接，它相對于第一組有一偏移，其差異是它們是從一個相對于第二配電環(huán)向支柱偏移的位置開始，并向前朝向配電銷的頂端。支撐桿30上用作導體48的那部分也被一個把它與接觸片33,50隔離起來的絕緣套筒46所包圍，該導體48將第二組的接觸片50的開始位置與第二組接觸片33的開始位置連接起來。
在接通位置上，電流路徑——配電銷5被絕緣而且只經(jīng)過兩配電環(huán)與兩電氣接頭連接——從第一配電環(huán)4經(jīng)接觸表面39通向第一組的接觸片33，再沿這些接觸片通向配電銷5的頂端，這頂端構(gòu)成與導體48的結(jié)合點，然后通過這結(jié)合點向后一直通向第二組接觸片50開始的第二結(jié)合點，然后進而通過這些接觸片朝配電銷頂端方向流去，并經(jīng)其接觸表面51到達第二配電環(huán)6。這樣，這電流的路徑一方面通過導體48和第一組接觸片33以及第二組的接觸片50，另一方面在這兩種情況下電流都是處于反向平行的，因而在接通位置上，通過作用在這些電流之間的電磁力可使兩組的接觸片33,50沿徑向向外分別壓靠在第一配電環(huán)4和第二配電環(huán)6的內(nèi)側(cè)面上。
在圖10a-h所示的本發(fā)明的消耗性開關裝置的第九實施例情形中，順便提及一下，這第九實施例是與第六實施例相當?shù)?，充分利用了平行電流之間的吸引作用來施加必要的接觸力。該配電銷5具有兩個可彈性變曲的平行長條件52a,b，它們與支撐桿30的端部鄰接而且被縫隙53分開。在它的端部，每個長條件52a,b分別都有一接觸件54a和54b，其接觸表面39用來與第一配電環(huán)4的內(nèi)表面接觸，接觸表面分別通過連接件55a或55b與長條件這樣連接起來，從而使每個接觸件54a,b相對于各自的長條件52a和52b繞配電銷軸偏移180°，在本情形下，這配電銷軸是與開關軸1一致的。這些連接元件55a,b設計成構(gòu)成短的半螺紋扣的部分。這些接觸件54a,54b都被縫隙53的延長部分53’彼此分開。把它們合在一起，它們就構(gòu)成一多邊形的橫截面，在本例中為十二邊形。該第一接觸件54a支撐一個由抗蝕材料制作的近似半球形的帽蓋45，這帽蓋構(gòu)成配電銷5的頂端。不管這種差異，配電銷5的這兩部分分別包括長條件52a或52b，相應的連接件54a或54b，而且這些部件是用高導電性的具有回彈力的彈性材料與支撐桿30做成一體，這兩部分彼此是完全對應的。
在接通位置上(圖10a所示)，由于與第一配電環(huán)4接觸而使接觸件54a,b有些互相壓靠，而且延長部分55a,b相應地舒張開，因而接觸表面39早已被彈性恢復力壓向第一配電環(huán)4的內(nèi)側(cè)面上，電流路徑經(jīng)過配電環(huán)4和接觸表面39流入接觸件54a,b，通過接觸件54a,b和連接件55a,b、長條件52a,b和部分支撐桿30，再經(jīng)過滑動郁金香花形構(gòu)件44。第二配電環(huán)6并不觸及配電銷5。兩個比較長的長條件攜帶有平行的電流，因而彼此拉近。接觸件54a,b與這兩長條件相連，而且相對于這長條件偏移180°，因而它們被強迫分開，而且它們的接觸表面39更強烈地壓靠在第一配電環(huán)4的內(nèi)側(cè)面。由于在接觸表面39的區(qū)域內(nèi)，配電銷5的橫截面是多邊形，因而它總是在至少四個部位上與第一配電環(huán)4接觸。
在斷開運動開始后不久，接觸件54a,b也與第二配電環(huán)6相接觸，因而至少使上述的電流路徑局部短路。因此，在長條件52a和52b之間的電磁吸引力也減小，而且由它們所引起的接觸力也減小。因此，配電銷5的進一步抽出并不會被過高的摩擦力所阻礙。當配電銷5的頂端被從第一配電環(huán)的開孔拉出時，在這些部件之間就產(chǎn)生電弧，這電弧并不觸及接觸件54a,b。當配電銷5的頂端通過第二配電環(huán)6的開孔時，這電弧就轉(zhuǎn)到這第二配電環(huán)6上。然后就在這第一配電環(huán)4和第二配電環(huán)6之間閃爍，而且從加熱空間3向它吹風，并在下一個電流過零點熄滅。
在按照本發(fā)明的消耗性開關裝置的第十實施例情形中，順便提及一下，該第十實施例基本上與第九實施例相當，在圖11a-Ⅰ中概略地示出的那些配電銷5的連接件設計是不同的。連接件55b形成一中心開孔56，彎成S形的連接件55a被引導通過上述中心開孔。
當然，在本發(fā)明的范圍內(nèi)對所述示范性實施例進行很多改進都是可能的。這樣，例如用機械張開的或者通過反向平行電流的電磁效應而張開的配電銷(第四到第八實施例)可只由兩部分構(gòu)成；相反地，在利用平行電流效應的情形中(第九實施例)配電銷也可具有兩個以上的接觸件。也可能用不同的方法或?qū)煞N方法聯(lián)合起來利用在同一配電環(huán)上——例如機械張開和利用反向平行電流的電磁張開法——來對第一配電環(huán)和第二配電環(huán)施加接觸力。
顯然，按照上述所說，對本發(fā)明進行大量的改進和變化都是可能的。因而應明白，在所附的權利要求范圍內(nèi)，本發(fā)明可用別的和在此特殊描述的方式加以實施。
標號名稱一覽1．開關裝置的軸2．外罩3．加熱空間4．第一配電環(huán)5．配電銷6．第二配電環(huán)7．電弧隙8．噴氣縫口9．球鉸接頭10．棒11．支柱12．壓縮室13．返回通道14．排氣管15．過壓閥16．a(chǎn),b排氣空間17．蓋18．帽蓋19．配電銷5的前部20．配電銷5的后部21．彈簧片22．棒23．盤簧裝置24．配電銷5的臺肩25．環(huán)形盤26．第二配電環(huán)6的扇形區(qū)27．環(huán)形盤25的外環(huán)28．縫隙29．環(huán)形盤25的扇形區(qū)30．支撐桿31．套筒32．楔形面33．接觸片34．套筒31后端的環(huán)35．固定螺栓36．張開表面37．止動面38．螺旋彈簧39,40接觸片33的接觸面41．固定環(huán)42．加壓面43．受壓面44．滑動郁金香花形構(gòu)件45．配電銷5的帽蓋46．絕緣材料制的套筒47．絕緣材料制的環(huán)48．導體或?qū)щ姌?9．彈簧片50．接觸片51．接觸片50的接觸面52a,b長條件53 長條件52a,b之間的縫隙53’接觸件54a,b之間的縫隙54．a(chǎn),b接觸件55．a(chǎn),b連接件56．連接件55b上的開孔
權利要求
1．一種消耗性開關裝置，它具有一個第一開關構(gòu)件和一個第二開關構(gòu)件，這第一開關構(gòu)件至少在接通位置上與一第一接頭相連，第二開關構(gòu)件至少在接通位置上與一第二接頭相連，而且這第二開關構(gòu)件還包含一個固定在支柱(11)上的配電銷(5)，這支柱(11)能借助開關驅(qū)動裝置相對于第一開關構(gòu)件沿開關軸(1)在接通位置和斷開位置之間變換位置，在接通位置上配電銷(5)與第一配電環(huán)觸及，因而消耗性開關裝置將第一接頭和第二接頭間的電流路徑閉合，在斷開位置上，配電銷(5)與第一開關構(gòu)件分開，本裝置的特征在于上述第一開關構(gòu)件設計成剛性的，而配電銷(5)被這樣設計或安裝，使得它能在接通位置上，在機械或電磁方法產(chǎn)生的接觸力的作用下，以其第一接觸區(qū)壓靠在這第一開關構(gòu)件上。
2．按照權利要求1所述的消耗性開關裝置，其特征在于該第一開關構(gòu)件被設計成一個第一配電環(huán)(4)，而且在接通位置時，在接觸力的作用下使上述配電銷(5)壓靠在這第一配電環(huán)(4)的內(nèi)側(cè)面。
3．按照權利要求1或2所述的消耗性開關裝置，其特征在于該第二開關構(gòu)件包括一個第二配電環(huán)(6)，在開關軸(1)的方向上通過一個電弧隙(7)使配電環(huán)(6)第一開關構(gòu)件分開，而且在接通位置上，在機械或電磁方法產(chǎn)生的接觸力的作用下，使配電銷(5)在第二接觸區(qū)壓靠在這第二配電環(huán)(6)的內(nèi)側(cè)面上。
4．按照權利要求1-3之一所述的消耗性開關裝置，其特征在于在接通位置上，該配電銷(5)由于與第一開關構(gòu)件接觸而發(fā)生彈性偏轉(zhuǎn)或彈性變形。
5．按照權利要求4所述的消耗性開關裝置，其特征在于該配電銷(5)在接通位置上由于側(cè)向位移而發(fā)生橫向垂直于開關軸(1)的彈性偏轉(zhuǎn)。
6．按照權利要求3-5之一所述的消耗性開關裝置，其特征在于該配電銷(5)可圍繞一個垂直于開關軸(1)的擺動軸擺動，在接通位置時，擺動軸處于第一配電環(huán)(4)和第二配電環(huán)(6)之間，因而使得這配電銷的第一接觸區(qū)壓靠在這第一配電環(huán)(4)的內(nèi)側(cè)面，其第二接觸區(qū)同時壓靠在第二配電環(huán)(6)上。
7．按照權利要求6所述的消耗性開關裝置，其特征在于該配電銷(5)通過一活節(jié)與支柱(11)相連，上述擺動軸就通過這活節(jié)。
8．按照權利要求7所述的消耗性開關裝置，其特征在于該活節(jié)被裝在一個與支柱(11)剛性相連的彈性棒(10)的端部。
9．按照權利要求5和6所述的消耗性開關裝置，其特征在于該配電銷(5)被剛性地固定在同一個與支柱(11)相連接的連接件上，該連接件不但允許使該配電銷(5)向側(cè)面彈性偏斜，而且允許配電銷(5)繞擺動軸作彈性的轉(zhuǎn)動偏斜。
10．按照權利要求9所述的消耗性開關裝置，其特征在于該連接件是一富有彈性的彈簧件，特別是彈簧片(21)。
11．按照權利要求4-10之一所述的消耗性開關裝置，其特征在于在接通位置時，配電銷(5)借助于一彈簧件支撐在支柱上，使這彈簧件在開關軸(1)方向上受到彈性壓縮。
12．按照權利要求3和11所述的消耗性開關裝置，其特征在于第二配電環(huán)(6)可向第一開關構(gòu)件彈性偏斜，而且在接通位置時，這配電銷(5)以朝向第一開關構(gòu)件的鄰接表面壓靠在上述配電環(huán)上。
13．按照權利要求12所述的消耗性開關裝置，其特征在于該第二配電環(huán)(6)被分成一些扇形部分(26)，其每一扇形部分都固定在一環(huán)形盤(25)的相應扇區(qū)(29)的內(nèi)邊緣上，此時，相鄰的扇區(qū)(29)都被一個從內(nèi)邊緣出發(fā)的不連續(xù)的縫隙(28)所分隔。
14．按照權利要求13所述的消耗性開關裝置，其特征在于這些縫隙是沿徑向延伸的。
15．按照權利要求2-14之一所述的消耗性開關裝置，其特征在于該配電銷(5)包括一與支柱(11)相連接的支撐桿(30)，而且至少在一個接觸區(qū)范圍內(nèi)，至少包括兩個部件，其中至少有一件是能在徑向的有限范圍內(nèi)相對于另一個部件運動的，并能在接通位置上被接觸力強迫離開這另一個部件，因而背離這另一部件外側(cè)的接觸表面(39,40)就壓靠在配電環(huán)(4,6)的內(nèi)側(cè)面上。
16．按照權利要求15所述的消耗性開關裝置，其特征在于該配電銷(5)在接觸區(qū)的范圍內(nèi)具有一組接觸件，這些接觸件由兩個或一個以上的配電銷軸圍住，并距該配電銷(5)的頂端的軸向距離大體相同。
17．按照權利要求15或16所述的消耗性開關裝置，其特征在于支撐桿(30)一直伸進該接觸區(qū)中。
18．按照權利要求16和17所述的消耗性開關裝置，其特征在于這組接觸件圍繞支撐桿(30)排列。
19．按照權利要求16-18之一所述的消耗性開關裝置，其特征在于這些接觸件是一個整體套筒(31)的組成部分。
20．按照權利要求15-19之一所述的消耗性開關裝置，其特征在于該支撐桿(30)具有傾斜地指向配電銷(5)的頂端的楔形表面，而且至少一個接觸件能夠沿軸向至少在有限的范圍內(nèi)相對于支撐桿(30)位移，而且其張開表面(36)靠在支撐桿(30)的楔形表面(32)上，因而在接通位置上，由于楔形表面(32)作用在張開表面(36)上，就使這接觸件從支撐桿(30)向外張開。
21．按照權利要求20所述的消耗性開關裝置，其特征在于至少有一個上述接觸件，在其外側(cè)具有一朝向配電銷(5)頂端的止動面(37)用于與一個止動件的交替作用。
22．按照權利要求20或21所述的消耗性開關裝置，其特征在于相對于支撐桿(30)來說，指向配電銷(5)頂端的彈性力施加到至少一個接觸件上。
23．按照權利要求22所述的消耗性開關裝置，其特征在于該彈性力由支撐在支撐桿(30)上的彈簧件所施加。
24．按照權利要求15-23之一所述的消耗性開關裝置，其特征在于該支撐桿(30)具有一個傾斜朝向支柱(11)的加壓表面(42)，而且至少有一個接觸件的受壓表面(43)與之相對。
25．按照權利要求18或19和20-24之一所述的消耗性開關裝置，其特征在于楔形表面(32)如錐殼狀環(huán)繞，布置在支撐桿(30)上。
26．按照權利要求15-25之一所述的消耗性開關裝置，其特征在于在接通位置上，僅僅那至少一個接觸件的接觸表面(39,51)才與配電環(huán)(4,6)接觸，而且僅僅在一個結(jié)合點處，與一個至少平行接觸件的，與第二個電氣接頭處于導電接觸的配電銷(5)的導體(48)導電相連，從而使電流流過導體(48)、結(jié)合點，再反向流過接觸件。這結(jié)合點相對于接觸面(39,51)有軸向位移。
27．按照權利要求3和26所述的消耗性開關裝置，其特征在于它至少有兩個接觸件，這兩接觸件在軸向上是彼此相對偏置的，在此情形的接通位置上，至少有一個接觸件以接觸面(39)與第一配電環(huán)(4)觸及，而且至少還有另一個在軸向上與前一接觸件偏置的接觸件以它的接觸面(51)與第二配電環(huán)(6)觸及，該導體(48)與前述兩接觸件在兩個結(jié)合點上相連，這兩結(jié)合點相對于配電銷(5)的頂端或者相對于支柱(11)是偏置的。
28．按照權利要求26或27之一所述的消耗性開關裝置，其特征在于該導體(48)是由支撐桿(30)的一部分構(gòu)成的。
29．按照權利要求16-19之一所述的消耗性開關裝置，其特征在于該接觸件(54a,54b)安裝在徑向至少可在有限的范圍內(nèi)彼此相對運動的平行的長條件(52a,52b)上，以便使相應的接觸面(39)相對于這長條件(52a,52b)繞配電銷軸偏移一大于90°的角度，特別是偏移180°。
30．按照權利要求29所述的消耗性開關裝置，其特征在于該長條件(52a,52b)可朝配電銷軸的方向彈性彎曲。
31．按照權利要求29或30所述的消耗性開關裝置，其特征在于每個接觸件(54a,54b)可借助緊隨螺旋線的連接元件(55a,55b)與支撐它的長條件(52a,52b)連接。
32．按照權利要求29-31之一所述的消耗性開關裝置，其特征在于長條件(52a,52b)和接觸件(54a,54b)成為一整體與支撐桿(30)的端部鄰接。
33．按照權利要求29-32之一所述的消耗性開關裝置，其特征在于該配電銷(5)具有兩個互對著的接觸件(54a,54b)。
34．按照權利要求33所述的消耗性開關裝置，其特征在于一個接觸件(54b)借助一連接件(55b)與支撐它的長條件(52b)連接，這連接件具有一個橫向垂直于配電軸的中心孔道(56)，而且另一接觸件(54a)借助于引導通過上述中心開孔(56)的連接件(55a)與支撐它的長條件(52a)相連接。
35．按照權利要求3和15-34之一所述的消耗性開關裝置，其特征在于在接通位置上，至少有一個接觸件只與第一配電環(huán)(4)接觸，但它的軸向范圍至少與弧隙(7)的長度相當，因而在斷開運動過程中，它與第一配電環(huán)(4)和第二配電環(huán)(6)兩者只短暫觸及。
36．按照權利要求3-35之一所述的消耗性開關裝置，其特征在于在接通位置上，配電銷(5)至少大體充滿第二配電環(huán)(6)的開孔。
37．按照權利要求2和36所述的消耗性開關裝置，其特征在于第一配電環(huán)(4)的開孔直徑小于第二配電環(huán)(6)的開孔直徑，而且這里，在接通位置上，配電銷(5)的頂端至少大體充滿第一配電環(huán)(4)的開孔，同時在第二配電環(huán)(6)和第一配電環(huán)(4)之間配電銷(5)，呈階梯狀變細。
38．按照權利要求2-37之一所述的消耗性開關裝置，其特征在于至少在一個接觸區(qū)的范圍內(nèi)，該配電銷(5)的橫截面至少具有一個近似多邊形的輪廓。
全文摘要
處于接通位置時,這配電銷壓靠在第一配電環(huán)(4)的內(nèi)側(cè)面上,為了避免機械過負荷和保證足夠的自耗預留量,它是很堅固的。例如,配電銷(5)的支撐桿(30)與兩個平行的,彈性長條件(52a,52b)鄰接,這兩個長條件被一縫隙(53)所分開,而且由做成半螺紋扣的連接件(55a,55b)分別支撐接觸件(54a,54b),因而所說的接觸件總是相對于該長條件(52a,52b)偏移180°。
文檔編號H01H1/46GK1234593SQ9910485
公開日1999年11月10日 申請日期1999年4月14日 優(yōu)先權日1998年4月14日
發(fā)明者L·策恩德, K·卡爾特內(nèi)曼, R·安德雷斯, T·舍內(nèi)曼, C·德勒, K·D·維爾特曼 申請人:亞瑞亞·勃朗勃威力有限公司