CN1440557A - 用于具有固定触点组的开关的可动触点组 - Google Patents

Abstract

一种用于具有固定触点组的开关的可动触点组，该固定触点组包括至少一对分开设置的固定触点，所述可动触点组包括至少一个接触件(1)、其支架(2)和弹性元件(6)，该接触件(1)在开关处于关闭位置时在机械预应力的作用下与所述固定触点对的表面接触，并且跨接其相互面对的自由端边缘之间的距离，其中，支架体(2)具有与其移动方向垂直的前后面，以及与所述前后面垂直而与所述移动方向平行的侧面(3)，侧面(3)设有沿续至支架体端面(5)的纵向凹槽(4)，用于按照接触件(1)端部突出超过支架体(2)两个端面(5)的方式容纳接触件(1)，弹性元件(6)对纵向凹槽(4)内的接触件(1)施加机械预应力。

Description

用于具有固定触点组的开关的可动触点组

本发明涉及一种用于具有固定触点组的开关的可动触点组，该固定触点组包括至少一对分开设置的固定触点，所述可动触点组包括至少一个接触件、其支架和弹性元件，该接触件在开关处于关闭位置时在机械预应力的作用下与所述固定触点对的表面接触，并且跨过在其相互面对的自由端边缘之间的距离。

在EP-B 0 281 622中披露了这种类型的可动触点组。

已知的可动触点组包括以一组接触滚轮形式的多个接触件。这组接触滚轮包括大致为T形的铁片、具有相应的对应部分的弹性垫圈以及四个接触滚轮，这些接触滚轮部分压靠在弹性垫圈上并部分由夹子夹在一起。在这些滚轮和夹子之间设有一个其厚度比该开关的固定触点厚度略薄的垫片。这些部分都设有细长凹槽，以允许T形铁片的腿部穿过。在最后的弹性垫圈顶部上设有螺旋弹簧，并且通过装配成向下压在T形腿上然后转过大约90°的固定板将整个器件保持在一起。中间的垫片还设有与可以移动的驱动盘上的部件相互作用的突起。

用于使接触件或滚轮固定不动的可动触点组支架由许多的单独部件构成，从而当组装该可动触点组时需要大量的操作。

本发明的目的在于提供一种前述类型的可动触点组，该可动触点组的部件的数量被限制到最小，其装配更为简单，且仅需较少量的操作。

根据本发明所述目的是这样实现的，其中支架体具有与其移动方向垂直的前后面以及与所述前后面垂直并且与所述移动方向平行的侧面，侧面设有延续至支架体端面上的纵向凹槽，用于以使接触件端部伸出超过支架体两个端面的方式容纳接触件，从而弹性元件在纵向凹槽中向接触件施加机械预应力。

弹性元件不仅用于产生固定触点上的接触件的接触压力，而且用于包围与支架中的纵向凹槽相互作用的接触件。因此，只有一个整体支架和弹性元件用于对一个或多个接触件施加预应力并使之固定不动。

如果支架是由塑料制成的，则纵向凹槽的最靠近支架后表面的侧面可以设有由例如金属或陶瓷的硬质材料制成的支承元件。在没有板形支承元件的情况下，当开关关闭时，接触件在该纵向凹槽的所述侧面上施加了大的作用力，从而所述侧面会变形，并且可动触点组的开关特性受到负面影响。这种变形可以由支承元件来抵消，因为所述作用力分配在所述侧面的更大表面上。

在本发明的一个实施例中，支架在另一个侧面上设有第二连续纵向凹槽，用于容纳第二接触件，支架体的前面设有横向于该连续凹槽而设置的横向凹槽，用于容纳由两个臂和连接这两个臂的基部构成的U形弹性元件，该横向凹槽的侧壁与该支架体的端面间隔一定的距离，U形件的基部靠在横向凹槽底部上，其臂在接触件外侧周围啮合。

在该实施例中，同样还提供一种具有非常少的部件的形式匹配单元。

优选的是，横向凹槽的底部比纵向凹槽最靠近支架体的后壁的侧壁低，其深度差不大于弹性元件基部的厚度。

采用该实施例，弹性元件的基部可有利地确保接触件的作用力在纵向凹槽最靠近支架后面的侧面上的分布，并且实际上取代了上述硬质材料板。

在本发明的优选实施例中，弹性元件设有从U形弹性元件的臂部侧边缘朝着第一和第二接触件端部延伸的第一组板条，所述板条的自由端在预应力的作用下将接触件压在相关的纵向凹槽内。利用这种结构，压力施加在需要的位置上，具体地说施加在靠近接触件的端部上。

优选的是，板条自由端啮合在接触件的沟槽内。通过这种方式，接触件沿着纵长方向固定，从而形成作为作用力和形式匹配单元的可动触点组。

在本发明的进一步改进中，弹性元件臂部自由端延伸超过这些板条，从而将接触件进一步彼此相压。采用该实施例，只有一个弹性元件就足以对两组或多组接触件对施加预应力，因此对于各接触件对而言可以获得不同的预应力。

在所附的权利要求中描述了本发明可动触点组的进一步的优选实施例。

本发明还涉及用于移动可动触点组的驱动滑触头，以在开关的固定触点之间形成接触或断开接触。在所附权利要求中描述了驱动滑触头的优选实施例。

以下参考附图详细描述本发明。

图1为本发明带有两个接触滚轮的可动触点组实施例的透视图，其中各部件被分开；

图2为本发明的带有一对接触滚轮和一对触头片的可动触点组的透视图，其中各部件被分开；

图3为图2的可动触点组从另一个角度看的透视图；

图4为图2和图3的可动触点组在装配好时的透视图；

图5和图6为本发明的驱动滑触头从不同方向看的透视图。

图1的可动触点组由接触件1和其支架体2构成，该支架体在下文中简称为支架。该支架优选由廉价的塑料制成，但是也可以由不同的材料构成，例如金属或陶瓷。支架2的侧面3设有沿着支架2的纵向延伸至其端面的纵向凹槽4，其中只有一个端面是可见的，其附图标记为5。该纵向凹槽4用于容纳接触件1，该接触件1由弹性元件6包围在该纵向凹槽4内。由此形成一形式匹配单元(form-fitting unit)。

要指出的是，所示的接触件1为滚动触点，但是也可以在相应纵向形状凹槽内使用触头片。

接触件1用于使分开设置的开关的两个固定触点进行电连接。当该开关关闭时，尤其是在高短路电流的情况下，可动触点组的接触件在支架上施加了大的作用力，该作用力是因为固定和可动接触件的撞击、可动接触件上的电磁推斥力和摩擦力而产生的。由于接触件1与支架2在相对较小的表面上相接触，该表面由标记b表示，所以这些位置中的表面压力非常高。因此，该接触件可以暂时或者甚至是永久地沉到塑料中，因此当可动接触件与固定触点接触时该可动接触件暂时停止，并且如果支架的变形是永久的，则发生切换的时刻会随时间而改变。

通常上述现象不会带来很多后果，但是在可能的非常高的短路电流(大约100KA)中。电流的增加是如此迅速，以至于其导致的可动触点的延迟和可动触点的反跳(bouncing)足以使触点严重的损坏。优选的是，在这种情况下，将钢或陶瓷板形式的支承元件方在接触件的后面。

因为钢或陶瓷比合理价格的塑料具有更高的弹性模量，因此接触件后面的钢或陶瓷板能够将施加在接触件上的高压分配在更大的塑料表面上。这种分布明显减少了塑料的变形。这种变形的减少确保了降低接触件的延迟和反跳，从而在高短路电流的情况下关闭开关时可以明显减少所产生的问题。

在图1的实施例中，支架2设有第二连续纵向凹槽7，用于容纳第二接触件8，其中也显示为滚动接触，但是也可以是触头片。

支架2的前面9设有横向凹槽10。该横向凹槽10位于连续纵向凹槽4，7的横向，并设有用于容纳弹性元件6的空间。该弹性元件为U形，具有两个臂部11，12和连接这些臂的基部13。横向凹槽优选在支架2的端面5中间。弹性元件的基部13靠在横向凹槽10的底部上，当接触件1，8装入到相关的凹槽4，7中时，弹性元件的臂部11，12啮合在接触件1，8的周围。

臂部11，12分别设有板条14，15和16，17。板条14，15和16，17的端部22-25与靠近其端部的接触件1，8相接触。处于还没有装配好的位置中的所述端部之间的间距是这样的，以使得这些接触件彼此相向地施加预应力。

接触件1，8在靠近其端部分别设有圆形沟槽18，19和20，21。当可动触点组处于装配位置时，这些沟槽18-20容纳弹性元件6的板条14-17的弯曲横向端部22，23，24，25。通过弯曲横向端部22-25以及沟槽18-21的相互作用，在凹槽4，7中将接触件1，8固定在它们的位置上。实际上就形成了支架、接触件和弹性元件的作用力和形式匹配单元。

支架2在可动触点端部之间设有间隙。该间隙的宽度略小于开关的固定触点的相关部分厚度。

为了装配可动触点组，首先设置弹性元件6，使其基部13处于支架2中的横向凹槽10内，直至该弹性元件6的基部13压在横向凹槽10的底部上。然后将接触件1，8从支架2的一个端面5压入纵向凹槽4，7，直至弹性元件6的板条14-17的横向部分22-25落入接触件1，8的相关沟槽18-21中。然后由板条14-17将该接触件1，8保持在该位置，使相关的弯曲部分22-25在其端部。优选的是，在支架2中，横向凹槽10的底部比支架2中的纵向凹槽4，7的侧壁26，27低。深度差优选不大于弹性元件6的基部13的厚度，从而该接触件1，8与弹性元件6的基部13相接触，当开关关闭时接触件1，8上的作用力基本由弹性元件6的基部13承担，因此该力在支架2中的纵向凹槽4，7的较大面积上分配，从而将支架的变形程度抑制到最低。

图2，3，4显示出本发明的可动触点组，它适用于例如具有阶梯式接触条，例如在EP-B-0 281 622中所披露的。该阶梯式结构的结果是，可动触点的冲程可以更小，因此整个开关更小。接触件1，8因为其功能而被称为灭弧触点，该接触件1，8首先与固定触点更加分开的部分相接触。可动触点组也包括第二对接触件28，29，在图2，3，4的实施例中的结构是触头片。这些触头片28，29在第一部分的开关关闭移动过程中保持为与固定触点相脱离，直至它们与固定触点的更靠在一起的部分相接触。这些接触件28，29也成为主接触件，因为它们在开关处于关闭位置时承载着大部分电流。

支架2、接触件1，8、以及弹性元件6的与支架2和接触件1，8相互作用的部分具有如图1的可动触头组的相应元件同样的结构。因此，对与图1的可动触点组相应部分的描述可以用于图2，3，4。

U形弹性元件6的臂部11，12设有超过板条14-17的延伸臂部30，31，该臂部30，31用于将第二对接触件28，29向着彼此的方向推动。

图4表示本发明的装配好的可动触点组，在弹性元件6的臂部11，12横向的板条14-17对第一接触件1，8施加预应力而将其压入支架5的相关凹槽内，而弹性元件6的臂部11，12的延伸臂部30，31将第二对接触件28，29向着彼此的方向施加预应力。在该装配位置，在该第一接触件1，8的端部保留有间隙，该间隙小于固定触点相关部分的厚度，使得固定触点的这些部分在预应力的作用下被第一接触件1，8的端部所容纳。在第二接触件28，29的端部也保留有间隙，该间隙比开关的固定触点的相关部分厚度略小。延伸臂部30，31设有装配在第二接触件28，29的凹槽32和33内的横向端部。

第二对接触件28，29的后面与支架2的前面36，37的脊部34和35相接触。通过设定这些脊部34和35的高度的尺寸，可以准确地确定第一对接触件1，8和第二对接触件28，29与开关的固定触点相接触的时间之间的间隔。

第二对接触件28，29构成为触头片组，但是也可以将它们构成为滚动触点。然后这些滚动触点可以由弹性元件6和支架2按照相应的方式保持在适当的位置并对其施加预应力，如按照第一对接触件1，8所描述的方式，例如通过在弹性元件6臂部11，12横向的第二对板条以及支架2中用于容纳第二对接触件的第二组凹槽。该包围和施加预应力的方法可以用于触头片元件。

在图3和4中，可以看出支架2设有脊部38。该脊部在一端设有突起39和搭扣配合元件40。该突起和搭扣配合元件在脊部38的表面上延伸。也可以在脊部的两端上设置搭扣配合元件。该突起和搭扣配合元件用于将支架2定位和保持在驱动滑触头中。

可以给脊部38设有与突起和搭扣配合元件在驱动滑触头41的孔42的沟槽45中相互作用的升高部分。沟槽45内的突起可以由第二搭扣配合元件所代替。突起和搭扣配合元件用于定位和固定支架。

根据图5，驱动滑触头41设有用于容纳本发明的可动触头组的孔42。图6所示的驱动滑触头对应于图5中从下面看的驱动滑触头41。

为了清楚起见，所显示的可动触头组没有弹性元件。

如果驱动滑动触头不够厚，则可动触头组面中的后面43面对着的孔42的壁表面优选沿着驱动滑动触头41的两个方向通过延伸部44延伸。延伸部44的表面对应于可动触头组的后面43的表面，或者比其更宽。延伸部44设有用于容纳带有突起39和搭扣配合元件40的脊部38。沟槽45上升的部分46装配在突起39和搭扣配合元件40之间。

沟槽45在孔42的壁的延伸部44中的深度优选大于脊部38、相关的突起39以及搭扣配合元件40的高度。优选的是，沟槽45也比脊部38、相关的突起39以及搭扣配合元件40宽。

可动触点组的弹性元件具有如下重要特征：

-弹性元件与支架和可动触点相结合，形成作用力和形式匹配单元；

-弹性元件在第一对以及任何另外的接触件对上施加接触力，从而可以以简单的方式使得不同对的接触压力彼此不同。当各对例如灭弧对和主对的功能彼此不同时，这一点尤其重要。弹性元件的结构使得对具有一个元件的各对可以获得尺寸上的自由度；

-重要的是弹性元件通过与弹性元件垂直延伸的板条而啮合在第一对接触件端部上。这对于随后的接触件对而言可以以相同的方式来实现。具体的从公差工程、装配便利以及功能性而言，支架以较大的移动自由度以安装在驱动滑动触头中。为了在不妨碍触点的自由度的情况下仍然能确保非常快速地形成接触力，则重要的是弹簧啮合在第一对接触件的端部上；

-对弹簧的形状进行选择使得弹簧同时能承担在大表面积上在支架上分配接触件的作用力。这不仅节省了额外的部件，同时主要的优点在于尽可能地便于安装。

在驱动滑动触头中装配可动触点组是尽可能容易的，因为该支架可以安装在驱动滑动触头中，从而它可以滑入，该支架由集成在支架或驱动滑动触头中的一个或多个塑料搭扣配合元件来固定。

驱动滑动触头具有如下的重要特性：

-为支架的后面提供了大表面。该大表面确保尽可能最优地将驱动动力从滑动触头传递给支架，而垂直于滑触头移动方向的移动被尽可能地限制为最小。这些因素是重要的，因为良好地切断高短路电流需要非常迅速地提高净接触压力。实现这一点的一种方法是提供在固定触电上不经可辨别的延迟即关闭的自由可动触电组；

-然后支架后面上的脊部和驱动滑触头中的孔的相关表面中的凹槽一同确保可动触点组的正确定位和自由度；

-滑触头的延伸部中的凹槽的深度使得支架上的脊部不会将驱动能量从滑触头转移至支架。具体的说，驱动滑动触头的孔中的大延伸部已经用于此目的。如果脊部要传递动力，则脊部上的滑动触头的压力会变得非常高而使得支架垂直于滑动触头移动方向的移动自由度受到限制。更具体的说，支架然后会变形，结果形成楔形结构，这会使得净接触压力降低；

-在沿着装配方向上的触点组上移动和应力自由度非常低，因此沿着装配方向固定设置了可动触点组。

在驱动滑动触头41的孔42的延伸部中的沟槽宽度与支架2后面上的脊部38宽度的结合确定了在剩余方向上移动的自由度。沟槽的宽度可以比支架上的脊部宽度更宽。

Claims (26)

1.一种用于具有固定触点组的开关的可动触点组，该固定触点组包括至少一对分开设置的固定触点，所述可动触点组包括至少一个接触件(1)、其支架(2)和弹性元件(6)，该接触件(1)在开关处于关闭位置时在机械预应力的作用下与所述固定触点对的表面接触，并且跨接其相互面对的自由端边缘之间的距离，其特征在于，支架体(2)具有与其移动方向垂直的前后面，以及与所述前后面垂直而与所述移动方向平行的侧面(3)，侧面(3)设有沿续至支架体端面(5)的纵向凹槽(4)，用于按照接触件(1)端部突出超过支架体(2)两个端面(5)的方式容纳接触件(1)，弹性元件(6)对纵向凹槽(4)内的接触件(1)施加机械预应力。

2.如权利要求1的可动触点组，其特征在于，支架体(2)由塑料制成，纵向凹槽(4)的最靠近支架体(2)的后面(43)的侧面(26，27)设有由用于相关接触件(1)的硬质材料制成的支承元件。

3.如权利要求2的可动触点组，其特征在于，该材料是金属。

4.如权利要求2的可动触点组，其特征在于，该材料是陶瓷。

5.如权利要求1-4中任一项的可动触点组，其特征在于，支架体(2)在另一个侧面上设有第二连续纵向凹槽(7)，用于容纳第二接触件(8)，支架体(2)的前面(9)设有横向于连续凹槽(4，7)而设置的横向凹槽(10)，用于容纳由两个臂部(11，12)和连接它们的基部(13)构成的U形弹性件(6)，横向凹槽的侧壁与支架体(2)的端面相距一定距离，U形件的基部靠在横向凹槽(10)底部上，其臂部(11，12)啮合在接触件(1，8)的外侧周围。

6.如权利要求5的可动触点组，其特征在于，横向凹槽(10)的底部比纵向凹槽(4，7)的最靠近支架体(2)后壁(43)的侧壁(26，27)低，其深度差不大于弹性元件(6)的基部(13)的厚度。

7.如权利要求5或6的可动触点组，其特征在于，弹性元件(6)设有从U形弹性元件(6)的臂部(11，12)的侧边缘朝着第一和第二接触件端部方向延伸的第一组板条(14-17)，所述板条(14-17)的自由端在预应力的作用下将接触件(1，8)的自由端压入相关的纵向凹槽(4，7)中。

8.如权利要求7的可动触点组，其特征在于，板条(14-17)的自由端(22-25)与接触件(1，8)中的沟槽(18-21)相啮合。

9.如权利要求7的可动触点组，其特征在于，弹性元件(6)的臂部(11，12)的自由端延伸超过板条(14-17)，从而对接触件朝着彼此的方向进一步施加预应力。

10.如权利要求9的可动触点组，其特征在于，在支架的侧面中在相关纵向凹槽内容纳有另外的接触件，弹性元件在延伸的自由端处设有从弹性元件的延伸臂部的侧边缘朝着所述另外的接触件的端部延伸的其他板条，该板条的自由端将所述另外的接触件朝着彼此的方向施加预应力。

11.如权利要求10的可动触点组，其特征在于，在所述另外的接触件中形成凹槽，用于容纳相关板条的自由端。

12.如权利要求9的可动触点组，其特征在于，所述另外的接触件中的第三和第四接触件(28，29)为触头片，设有用于容纳延伸臂部(11，12)的端部(30，31)的凹槽(32，33)，并在支架体(2)的前面(36，37)靠在支撑表面(34，35)上。

13.如权利要求9的可动触点组，其特征在于，第三和第四接触件(28，29)在自由端彼此面对的表面内具有凹槽，从而当开关处于关闭位置时，用于容纳开关的固定触点的相应接触部分，使得它们被夹住。

14.如前述任何一项权利要求的可动触点组，其特征在于，在支架的后面(43)上模制有脊部(38)。

15.如权利要求14的可动触点组，其特征在于，在脊部(38)的一个端部处设置有突起(39)，在其另一个端部处设置有搭扣配合元件(40)，该突起和搭扣配合元件延伸超过脊部的与支架体(2)的后面(43)相面对并且分开的表面。

16.如权利要求14的可动触点组，其特征在于，搭扣配合元件设置在脊部的两端，该搭扣配合元件延伸超过脊部的与支架体(2)的后面(43)相面对并且分开的表面。

17.适用于如前述任一项权利要求所述的可动触点组的弹性元件。

18.适用于如前述任一项权利要求所述的可动触点组的支架。

19.一种驱动滑触头，设有用于容纳一个或多个如前述任一项权利要求所述的可动触点组的中部的一个或多个孔(42)。

20.如权利要求19的驱动滑触头，其特征在于，孔(42)的壁的被触点组的支架体的后面(43)所面对的表面由延伸部(44)沿着触点组端部的方向延伸。

21.如权利要求19或20的驱动滑触头，其特征在于，孔(42)壁的被触点组的支架体的后面(43)所面对的表面设有沟槽(45)，用于容纳触点组的支架体(2)的后面(43)上的脊部(38)。

22.如权利要求21的驱动滑触头，其特征在于，在沟槽(45)的一端上设置有突起，在其另一端设置有搭扣配合元件，该突起和搭扣配合元件能够与触点组的支架体(2)的后面(43)上的脊部(38)的升高部分相互作用。

23.如权利要求21的驱动滑触头，其特征在于，在沟槽(45)的两端设有搭扣配合元件，该搭扣配合元件能够与触点组的支架体(2)的后面(43)上的脊部(38)的升高部分相互作用。

24.如权利要求21的驱动滑触头，其特征在于，在孔(42)的壁中的沟槽(45)的底部设有定位升高部分(46)，用于对与脊部(38)、相关的突起(39)和/或搭扣配合元件(40)相结合的支架体(2)进行定位。

25.如权利要求21-24中任一项的驱动滑触头，其特征在于，在孔(42)的壁中的沟槽(45)的深度如此之大，以使得支架体(2)的后面(43)直接与孔(42)的壁(44)相接触。

26.如权利要求21-25中任一项的驱动滑动触头，其特征在于，沟槽(45)比触点组的支架体(2)的后面(43)上的脊部(38)宽。

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