开关设备

申请号 CN201280066523.5 申请日 2012-12-18 公开(公告)号 CN104040664B 公开(公告)日 2017-07-07
申请人 西门子公司; 发明人 J.格里克; R.格伦勒; M.克雷恩克; V.莱曼; F.洛布纳;
摘要 一种电 开关 设备具有第一以及第二开关 接触 件(1,2)。第一开关接触件(1)具有导引部段(10)。第一开关接触件(1)通过动 力 学链与驱动设备(6)相连,其中第一开关接触件(1)的导引部段(10)在 导轨 (9)上导引。导引部段(10)以及导轨(9)分别具有支承面(12),其中至少一个支承面(12)是凸起弯曲的。
权利要求

1.一种电开关设备,其具有配备导引部段(10)的第一开关接触件(1)和第二开关接触件(2),其中至少所述第一开关接触件(1)通过用于产生开关接触件(1,2)之间的相对运动的动学链与驱动设备(6)相连,并且其导引部段(10)以能滑移的方式沿导轨(9)导引,其特征在于,所述导引部段(10)和所述导轨(9)是与所述动力学链相连的滑动旋转铰链的一部分,
其中,所述导引部段(10)具有贴靠在所述导轨(9)上的支承面,且所述导轨(9)具有贴靠在所述导引部段(10)上的支承面,其中至少一个支承面设计为凸起弯曲的,其中,通过使用凸起弯曲的支承面能够在导轨和导引部段的支承面之间构成点状或线状的支承区域。
2.按照权利要求1所述的电开关设备,其特征在于,所述导轨的支承面或者所述导引部段的支承面是平坦的。
3.按照权利要求1或2所述的电开关设备,其特征在于,所述第一开关接触件(1)具有滑槽(13),所述动力学链的同步元件(14)嵌入所述滑槽中,其中所述同步元件(14)具有贴靠在所述滑槽(13)的侧壁上的平坦的支承面。
4.按照权利要求1或2所述的电开关设备,其特征在于,所述第一开关接触件(1)具有滑槽(13),所述动力学链的同步元件(14)嵌入所述滑槽中,其中所述同步元件(14)具有球形弯曲面,所述球形弯曲面在所述滑槽(13)中导引。
5.按照权利要求3所述的电开关设备,其特征在于,所述同步元件(14)以可转动的方式支承在驱动杠杆(15)上。
6.按照权利要求4所述的电开关设备,其特征在于,所述同步元件(14)以可转动的方式支承在驱动杠杆(15)上。
7.按照权利要求5所述的电开关设备,其特征在于,驱动杠杆(15)是可转动的。
8.按照权利要求6所述的电开关设备,其特征在于,驱动杠杆(15)是可转动的。
9.按照权利要求5所述的电开关设备,其特征在于,所述同步元件(14)被耐磨的衬套(23)包围并且以可转动的方式支承。
10.按照权利要求6所述的电开关设备,其特征在于,所述同步元件(14)被耐磨的衬套(23)包围并且以可转动的方式支承。
11.按照权利要求1或2所述的电开关设备,其特征在于,至少一个支承面配备耐磨的嵌入体。

说明书全文

开关设备

[0001] 本发明涉及一种电开关设备,其具有带有导引部段的第一开关接触件和第二开关接触件,其中至少第一开关接触件通过用于产生开关接触件之间的相对运动的动学链与驱动设备相连,并且其导引部段沿导轨可移动地导引。
[0002] 这种电开关设备例如由专利文献DE 197 27 850C1已知。在那描述了一种具有两个相反驱动的开关接触件的高压功率开关,其中这两个开关接触件称为电弧接触件。为了驱动第一开关接触件设置动力学链,该动力学链将第一开关接触件与驱动设备相连。第一开关接触件配备在导轨上导引的导引部段。导轨以及导引部段在此这样地相互匹配,使得开关接触件可以实施沿导轨的方向的直线运动。导轨在此配备平坦的支承面,其中导引部段配备镜像对称的同样构造为平坦的支承面。
[0003] 通过第一开关件的这样的导引虽然可以实现第一开关接触件的精确的导引,但是这种设计需要精确的制造方法,以避免导引部段在导轨中倾斜。但是即使精确地制造了导轨和导引部段,但经过较长时间的使用也会出现磨损。因此导引部段和导轨之间的摩擦系数变差,由此会出现卡止。这种卡止应该尽可能地被阻止。因此,为了在电开关设备较长运行后也可以保证其功能性能,通过动力学链来耦连驱动力,该驱动力也可以在多次开关动作之后也可以在导引部段和导轨之间的摩擦阻力提高时实现开关运动。这导致使用尺寸过大的驱动设备。
[0004] 但是驱动设备的放大仅在到达一个明确程度时才在经济上是合理的。尤其在将电开关设备应用在高压和最高压领域中时,移动的质量变大,因此尺寸过大的驱动设备会引起比例过大的成本。
[0005] 相应地本发明所要解决的技术问题在于,提供一种电开关设备,其可以配备功率降低的驱动设备。
[0006] 按照本发明,所述技术问题在前述形式的电开关设备中这样解决,即导引部段和导轨是与动力学链相连的滑动旋转铰链的一部分。
[0007] 滑动旋转铰链实现了滑移运动与转动运动的重叠。因此例如可行的是,第一开关接触件沿线形方向移动,其中这种线形运动与尤其是第一开关接触件的转动运动重叠。由此,可以实现第一开关接触件的直线运动,其中开关接触件附加地实现转动运动。因此,导引部段在导轨上的倾斜更加困难。通过与转动的重叠例如可以补偿在导轨和导引部段之间的公差,因此可以保证第一接触件的优选近似线形的直线导引,其中通过相对滑轨实施的转动允许在导轨和导引部段之间的缝隙。一方面可以这样确定地导引第一开关接触件。另一方面,可以通过转动阻止开关接触件的倾斜。滑动旋转铰链可以设计成,使得允许围绕转动轴的转动,该转动轴基本上横向于滑移方向定向。滑移方向应该沿轴线基本上线形延伸并且旋转轴线应该不同于线形移动的轴线。旋转轴线例如可以横向于滑移轴线延伸(例如倾斜地或相交地)。旋转轴线应该优选地基本上垂直地与滑移方向相交或在投影中优选基本垂直于滑移方向。
[0008] 本发明例如可以应用在电开关设备中,该电开关设备具有第一和第二开关接触件,其中第一和第二开关接触件可以彼此相向运动。在此可以规定,仅第一开关接触件可移动,其中,第二开关接触件保持静止。但是也可以规定,两个开关接触件在开关运动中都进行运动,因此可以提高触点分离速度或触点闭合速度。为此两个开关接触件在连通过程中分别朝向另外的开关接触件运动,并且在断开过程中开关接触件分别移动离开另外的开关接触件。特别有利地两个开关接触件可线形移动地支承,其中它们彼此面对地同轴地定向。因此可能的是,两个开关接触件沿同轴的轴线移动,其中在连通过程和断开过程中,第一和第二开关接触件的运动彼此相反地指向。
[0009] 当然,按照本发明的结构设计也会有益的是,仅用于产生开关接触件的相互运动的第一开关接触件可移动地布置。相应地,位置固定支承的第二开关接触件与第一开关接触件对置地设置,其中,两个开关接触件可以相互同轴地定向。
[0010] 导引部段应该具有与第一开关接触件的轴不同的造型。导引部段应该相对轴是加厚的。导引部段例如可以设计为基本圆柱形的,其中其圆柱轴线横向于第一开关接触件的线形移动轴线。轴应该优选设计为圆柱形的,其中轴的圆柱轴线横向于导引部段的圆柱轴线、基本上平行于滑移轴线。圆柱轴线尤其应该基本上相互垂直并且优选相互相交。导轨用于导引导引部段,以便在开关过程中使第一开关件向第二开关件移动或移开。导轨确定并且定义第一开关接触件的滑移方向。导轨可以设计为不同形式的。因此,导轨可以由于多个元件的共同作用确定第一开关接触件的滑移方向。导轨例如可以设计为槽、滑槽、体棱边、轴、轴线、衬套、凹缺等。导轨和导引部段可以直接地或间接地接触。
[0011] 优选可以规定,第一开关接触件具有销状接触部段,第二开关接触件具有镜像对称成型的郁金香花形的接触部段。在一种变型中,也可以规定相反的情况。此外,开关接触件或其接触部段的其他造型也是可行的。在第一开关接触件上,接触部段应该设置在轴上并且轴用作接触部段。
[0012] 两个开关接触件应该设计为电开关设备的电弧接触件。电弧接触件具有这样的属性,使得在断开过程中产生的断开电弧在电弧接触件上导引。在连通过程中出现的飞弧同样优选在电弧接触件上导引。可以规定,开关接触件除了其电弧接触件的功能以外还承担额定电流接触件的功能。但是本发明也可适用于既用于额定电流导引也用于电弧导引的接触件。
[0013] 在本发明应用在高压和最高压的开关设备时有利的是,电弧导引和额定电流导引的功能分开进行。在这种情况中,两个开关接触件分别配有一个额定电流接触件,其中,开关接触件在连通过程中在各自配属的额定电流接触件之前接触,并且在断开过程中在额定电流接触件分开之后分离开关接触件。相应地确保,电开关设备的可开关的电路在连通过程中首先在开关接触件之间构成,因此在额定电流接触件的随后的接触是可以进行在并联的额定电流接触件上的期望的无电弧的整流。在断开过程中,额定电流接触件首先分开。在断开过程中确保,在额定电流接触件分离时开关接触件还导电接触,因此额定电流接触件的电流尽可能无电弧地在开关接触件上整流,并且可能产生的断开电弧在开关接触件分离时在开关接触件上导引。
[0014] 在此规定,额定电流接触件分别是可移动的,因此两个额定电流接触件的相对运动由两个额定电流接触件的运动导致。但是也可以规定,额定电流接触件之一位置固定并且另一个额定电流接触件设计为可移动的。相应地,也可以设计可移动或位置固定地支承的开关接触件以及可运动或位置固定地支承的额定电流接触件的任意组合。
[0015] 为了产生第一开关接触件的运动,可以使用驱动设备。驱动设备产生可以传递到一个或多个开关接触件上的运动。驱动设备具有例如换能器,其例如将电能转换为动能。通过动力学链可以将从驱动设备输出的运动传递至可驱动的第一开关接触件。特别有利的是,使用用于驱动多个开关接触件或一个/多个额定电流接触件的共同的驱动设备。如前所述,在开关接触件之间和额定电流接触件之间的运动以确定的时间顺序进行。借助动力学链一方面可以桥接驱动设备至待运动的开关接触件/额定电流接触件的空间上的距离。另一方面借助动力学链可以转变由驱动设备提供的运动。动力学链可以例如是可以产生、保持时间延迟等的传动机构,使得在动力学链的不同位置上能够使不同的运动脱耦。但是也可以规定,多个动力学链并排地在电开关设备上产生,其驱动不同的相对运动的开关接触件或额定电流接触件。
[0016] 例如可以规定,第二开关接触件和/或一个额定电流接触件与驱动设备相连,其中第二开关接触件可以是用于驱动第一开关接触件的动力学链的一部分。第一开关接触件例如通过电绝缘构件与第二开关接触件耦连。电绝缘构件是动力学链的一部分。通过位于两个开关接触件之间的断路间隔可以将运动电绝缘地从电势侧(第二开关接触件的)传递至电开关设备的另一个电势侧(第一开关接触件的)。通过电绝缘构件可以将导引不同电势的构件相互机械地耦连。因此,动力学链在其走向中导引相互不同的电势。例如可以规定,电绝缘构件设计为绝缘喷嘴的形式,该绝缘喷嘴包围第二开关接触件并且在其绝缘材料喷嘴缩窄部位处,断路间隔在两个开关接触件之间至少部分地延伸。断路间隔因此一方面在两个(相互分离)开关接触件之间构成。另一方面断路间隔的空间延伸由绝缘材料喷嘴限定。断路间隔在(具有绝缘材料喷嘴缩窄部位的)绝缘材料喷嘴通道中延伸。相应地第一开关接触件在开关运动时运动到绝缘材料喷嘴中。绝缘材料喷嘴可以与驱动元件以及例如线形移动的驱动杆耦连,所述驱动杆通过是动力学链的一部分的传动机构将运动连接在第一开关接触件上。将通过绝缘材料喷嘴传递的运动连接到第一开关接触件上的传动机构例如可以用于引起由绝缘材料喷嘴传递的运动的运动方向反转,以便第一和第二开关接触件强制性地分别以相反的方向、例如参照电开关设备的纵轴线运动。因此可行的是,借助共同的驱动设备两个开关接触件相互反向地运动并因此相对唯一驱动的开关接触件提高了开关设备的触点分离速度或触点接通速度。
[0017] 电开关设备可以具有封装壳,在封装壳的内部设置开关接触件。相应地封装壳的内部可以填充以电绝缘的流体、例如绝缘气体或绝缘油。该壳体减小了电绝缘流体的挥发,并且可以密封地包围流体,以便也可以将这些流体置于过压下。作为绝缘气体适用的尤其是SF6。在开关接触件之间的断路间隔可以填充以电绝缘的流体。在开关过程中出现的电弧可以蒸发位于断路间隔中的流体或提升压力,因此例如产生等离子,其可以支持开关电弧的灭失。为此在提高的压力中存在的流体/等离子置于流动状态,因此可以进行开关电弧的吹灭。
[0018] 此外可以有利的规定,导引部段具有支承面,支承面贴靠在导轨上并且导轨具有贴靠在导引部段上的支承面,其中至少一个支承面凸起地弯曲。
[0019] 为了构成滑动旋转铰链可以规定,导引部段和导轨分别具有支承面,其中至少一个支承面凸起地弯曲。凸起弯曲在此可以这样进行,使得弯曲围绕多个空间轴线延伸,因此例如支承面设计为凸起弯曲的球冠的形式的支承面。但是也可以规定,仅设置一个用于构成凸起支承面的曲线轴线,因此该支承面例如按照圆柱形的外周面部段的形式成型。此外,凸起弯曲的支承面也可以不同于圆柱形外周面或球表面而成型,因此任意空间上弯曲的支承面设计为凸起的形式。
[0020] 通过使用凸起弯曲的支承面可以在导轨和导引部段的支承面之间构成点状或线状的支承区域。因此可以简单地实现在导轨或导引部段的支承面之间的补偿运动。因此凸起弯曲的支承面在另外的支承面上、在导轨和导引部段之间的相对运动过程中允许导轨和导引部段相互倾斜和转动,因此可以补偿例如由磨损或制造公差形成的、在导轨和导引部段之间的间隙。因此可行的是,减小在支承面之间的摩擦损失。因此可以使用功率降低的驱动设备。也可以规定,导轨的支承面和导引部段的支承面都设计为凸起的弯曲。此外规定,导轨具有至少两个相反定向的支承面,它们尤其设计为平坦的,其中导引部段接触导轨的两个支承面,因此防止了导引部段从导轨升起和偏转或横向运动。为此,导引部段也具有多个支承面,其确保共同地沿导轨导引。通过导轨的线形导引也可以通过使用导轨的多个凸起成型的支承面确保,其中,多个凸起成型的支承面连续地卸载。此外,导轨例如也可以具有弯曲的轨道走向,因此导轨自身具有至少一个凸起地弯曲的支承面,例如也可以再次由导引部段的平坦的支承面接触。在这种情况中,在导轨和支承面之间的接触区域设计为点形的或线形的,因此导引部段在导轨上的倾斜仅难以实现。
[0021] 此外,也可以设置导轨和导引部段的支承面的凸起造型。在这种情况中,可以得出导引轨在导轨上沿几乎任意轨道走向的导引的改进的可能性。
[0022] 此外可以有利地规定,支承面之一是平坦的。
[0023] 导轨以及导引部段可以有利地设置,用于转向或导引开关接触件的线形运动。例如导轨具有线形延伸的走向,因此导引部段接触导轨并且沿导轨导引。导轨例如为此具有至少一个平坦的支承面,所述支承面平行于第一开关接触件的运动轴线定向。相应地导引部段配备凸起的支承面,该凸起的支承面例如在导轨的平坦的支承面上沿着滑动。相应地,在导轨和导引部段之间构成线形或点状的接触区域,通过该区域在导轨和导引部段之间进行导引和力传递。导轨例如可以具有两个相反定向的平坦的支承面,所述两个支承面同时通过导引部段卸载。因此两个支承面保证了导引部段从导轨松开。导轨的支承面例如可以设计为槽的槽底。这种方式的槽可以设计为由多部分组成,因此例如槽侧壁和槽底布置在各种部分元件上。尤其有利的是,槽由半壳组合,它们优先镜像对称地成型。半壳可以分别具有槽侧壁和一部分槽底。在半壳拼合时,使槽底完整并且在槽底中设置接缝。该接缝可以按照需要设计为较宽或较窄。槽的由多部分组成的设计简化了电开关设备的装配。因此伸入到槽中的导引部段的附加的稳定通过槽侧壁实现。在此导引部段的凸起的支承面向内延伸或槽侧壁配备凸起的型廓。导引部段可以相应地具有两个凸起的支承面,其中每一个与导轨的支承面之一共同作用。导引部段的支承面可以分别是凸起弯曲的,其中支承面相互相反地定向(弯曲)。
[0024] 另一种有利的结构设计规定,第一开关接触件具有滑槽,动力学链的同步元件嵌入所述滑槽,其中同步元件具有平坦的支承面,所述支承面位于滑槽的侧壁上。
[0025] 滑槽具有至少一个凸肩,在凸肩中可以嵌入同步元件或凸肩被同步元件接触。这种凸肩例如是槽的侧壁或连续的凹缺或从平面凸起的凸肩的侧壁。通过滑槽的造型,更确切地说待接触的侧壁实现在同步元件和滑槽或第一接触开关件之间的相对运动。因此例如可以通过动力学链的同步元件,驱动运动传递到第一开关接触件上。根据同步元件的运动以及滑槽的造型的形式,各种运动模式可以再开关接触件上。例如滑槽可以按照线形长孔的形式设计,同步元件以销的形式嵌入所述长孔中。通过所述销子可以将相应的运动传递到滑槽和第一开关接触件上,因此例如在第二开关接触件上的运动朝向或背离第二开关接触件进行。同步元件例如可以将转动、线形运动、拉运动或滑移运动传递至滑槽的侧壁上,以便在第一接触件可移动支承时进行相应的运动。例如滑槽可以根据长孔的形式设计,所述长孔基本上横向于可线形移动的第一开关接触件的运动轴线。滑槽优选设置在第一开关接触件的导引部段的区域中。因此用于使第一开关接触件运动的力可以传导至导引部段的区域中,其中,第一开关接触件在导引部段中在导轨上导引。此外,驱动运动在第一开关接触件中的连入是耐机械磨损的设计。
[0026] 同步元件在滑槽的侧壁上的支承面还实现了扩大在滑槽的区域中用于力传导的区域。通常在开关接触件上可用的空间受限,其中为了传递较高的驱动力和为了避免在接触件上的压缩/扩宽,使用平坦的支承面是有利的。驱动力可以通过放大的面被传递,因此可以阻止滑槽或同步元件的变形。为了构造滑槽和同步元件可以使用细长的设计,例如销子(在滑槽内部导引),其中销子优选在外周面具有相应平坦的支承面,所述支承面在滑槽的侧壁上导引。例如可以规定,同步元件的支承面设计为平坦的,而滑槽的侧壁设计为凸起的、但是优选同样设计为镜像对称的平坦的。尤其在长孔的线形设计中,在同步元件和滑槽侧壁之间以简单方式构造平坦的支承面。
[0027] 另一种优选的结构设计可以规定,第一开关接触件具有滑槽,在滑槽中嵌入动力学链的同步元件,其中同步元件具有球形弯曲的面,所述面在滑槽中导引。
[0028] 具有球形弯曲面的同步元件例如可以是球的球形弯曲表面部段,其例如在构造成槽的滑槽中导引。这种表面部段可以接触滑槽的槽侧壁,因此在同步元件和滑槽之间的力可以被传递。滑槽例如优选设计为槽形,其槽横截面设计为与同步元件的球形弯曲面镜像对称。因此在滑槽和同步元件之间、用于传递力的可用支承区域扩大。通过在滑槽和同步元件之间用于力传递的可用的扩大区域可以针对性地提高滑槽和同步元件的稳定性。因此例如可以规定,圆柱形销子嵌入滑槽中,其中自由端被球形地倒圆,因此这种球形倒圆的端部在滑槽中导引。在此,滑槽可以接触同步元件的球形倒圆的面并且用于力传递。当然,附加地也可以使用销子的外周面来传递力。相应地使滑槽难以扩宽或磨损,因为驱动力通过更大的接触面传递。
[0029] 另一种有利的结构设计规定,同步元件以可转动的方式支承在尤其是可枢转的驱动杠杆上。
[0030] 驱动杠杆例如用于转化线形运动并且是用于驱动第一开关接触件的动力学链的一部分。可旋转的驱动杠杆可以围绕轴线转动地支承,其中在杠杆臂上支承有同步元件。通过同步元件在可枢转的驱动杠杆上以可转动的方式的支承,因此同步元件可以配备平坦的支承面,所述支承面作用在滑槽的平坦的侧壁上。因此可以平衡倾斜,例如在过度升高时出现的倾斜或同步元件可能围绕驱动杠杆的旋转轴线旋转时出现的倾斜。通过同步元件以可转动的方式支承在驱动杠杆上例如可以保持同步元件平坦的支承面在杠杆的转动过程中持久地定向为,例如铅垂、垂直或任意预设的位置。
[0031] 另一种有利的结构设计规定,同步元件被耐磨的衬套包围并且以可转动的方式支承。
[0032] 同步元件可以被耐磨的衬套包围并且以可转动的方式支承。在此,衬套可以一方面度固定地与同步元件相连,以便在与同步元件角度固定的衬套中间连接的情况下可以在可枢转的杠杆臂上转动。但是也可以规定,衬套角度固定地设置在杠杆臂上,因此同步元件在耐磨的衬套内部以可转动的方式设置。通过使用衬套提供了一种为杠杆臂使用廉价材料的可能,而在衬套的区域中使用耐磨的材料。因此尤其在以可转动的方式支承的驱动元件的区域中可以以简单的方式将力传递至杠杆臂中,或从杠杆臂向同步元件传递,其中由于衬套可以阻止驱动杠杆的扩宽或变形。
[0033] 另一种有利的结构设计规定,至少一个支承面配备耐磨的嵌入体。
[0034] 独立于支承面的成型可以规定,支承面具有嵌入件,所述嵌入件由耐磨材料构成。因此可以放大支承面的机械阻力。因此例如提供导轨或导引部段的机械的加强。但是也可以规定,滑槽或相应地嵌入滑槽中的同步元件的支承面配备耐磨的嵌入体。因此可行的是,使用廉价的材料,其中,只需运动部分相互摩擦的支承面设计为耐磨的。此外这种造型还提供了优点,即例如用于第一开关接触件的材料在其电性能方面可以被选择,其中,仅在第一开关接触件上的部段(其由于导入了驱动力而承受升高的机械负荷)上设有相应耐磨的附件。因此可以构造廉价的、耐机械磨损的连接体。
[0035] 以下在附图中示意出本发明的实施例并且以下进一步描述实施例。
[0036] 在附图中:
[0037] 图1示出电开关设备的截面图,
[0038] 图2至图4在示出在关闭过程中第一开关接触件的运动过程,
[0039] 图5示出第一开关接触件的导引部段的细节,
[0040] 图6示出导引部段的滑槽的细节,
[0041] 图7,7A以部分剖切的立体视图示出导引部段的由图5已知的构造,
[0042] 图8,8A,8B示出在第一开关接触件的导引部段上的同步元件的第一构造变型,[0043] 图9,9A示出在第一开关接触件的导引部段上的同步元件的第二构造变型,[0044] 图10,10A示出在开关接触件的导引部段上的同步元件的第三构造变型,
[0045] 图11,11A示出在第一开关接触件的导引部段上的同步元件的第四构造变型,[0046] 图12,12A示出支承面的可能的构造。
[0047] 在图1至12所示的结构设计的相互偏差的、功能相同的细节可以相互组合或交换。
[0048] 图1示出电开关设备的剖视图。电开关设备具有第一开关接触件1和第二开关接触件2。第一开关接触件1和第二开关接触件2在端侧上相互对置地布置,其中,两个开关接触件1、2相对主轴线3同轴地定向。在图1中这样选择电开关设备的视图,使得在主轴线3的上方示出电开关设备的断开位置中的相互移动的组件,并且在主轴线3的下方示出在电开关设备的连通位置中的可相互运动的组件。在连通位置中,开关接触件1、2相互接触,在断开位置中开关接触件1、2相互分离。
[0049] 第一开关接触件1具有销状的、圆形横截面的接触区域,该接触区域与主轴3同轴地定向。第二开关接触件2在端侧对置地设置,其中第二开关接触件2具有郁金香花形构造的接触区域。第二开关接触件2基本构造为管形的。在已连接的状态中(在主轴线3的下方)第一开关接触件1伸入第二开关接触件2中。在两个开关接触件1、2之间形成电连接。第一开关接触件1以及第二开关接触件2通过驱动设备6可移动。两个开关接触件1、2在按照图1的开关设备中用作电弧接触件。相应地,第一开关接触件1配有第一额定电流接触件4,第二开关接触件2配有第二额定电流接触件5。第一额定电流接触件4在此位置固定地设置。相应地,在主轴线3的上方以及主轴线3的下方不能看到第一额定电流接触件4的位置改变。第二额定电流接触件5通过驱动设备6可以沿主轴线3移动。第二额定电流接触件5设计为基本上管形的,其中在已连通状态中,第一额定电流接触件4在外周侧贴靠在具有可移动接触元件的第二额定电流接触件5上。第二额定电流接触件5与主轴线3同轴地定向,其中,第二额定电流接触件5包围第二开关接触件2。第二开关接触件2和第二额定电流接触件5具有始终相同的电势。在图1中所示的额定电流接触件4、5和开关接触件1、2被电绝缘的流体、尤其是气体环绕喷刷,所述流体尤其在(未显示的)封装壳内部以过压封闭。
[0050] 第一额定电流接触件4设计为基本上管形并且与主轴线3同轴地设置。第一额定电流接触件4在外周侧包围第一开关接触件1。在第一额定电流接触件4上设置支承装置7。第一开关接触件1在第一额定电流接触件4的内部通过支承装置7定位,并且相对第一额定电流接触件4可移动地支承。支承装置7在此设计为导电的,以便在第一额定电流接触件4和第一开关接触件1之间存在持续的电接触。相应地在支承装置7的导引套筒中7a中,滑动接触装置7b设置在第一开关接触件1上。滑动接触装置7b在导引套筒7a的内部滑动,并且导引套筒7a与第一开关接触件1接触。
[0051] 在支承装置7上还设置传动支架8。传动支架8具有导轨9。导轨9具有主要平坦的支承面,其中,导轨9平行于主轴线3定向。在此,导轨9具有两个相对主轴线3镜像对称定向的同样的支承面,在支承面内导引第一开关接触件1的导引部段10。导轨9的支承面分别设计为U形成型槽的槽底。该U形槽相互对置地定向。槽开口相互面对。所述槽平行于主轴线3设置。所述槽由镜像对称的半壳拼合在一起,其中,在槽底的至少一个中保留接缝,该接缝的宽尺寸设计成,使得两臂的驱动杠杆15可以插入。导轨9的支承面通过每个接缝沿纵轴线分成两部分。
[0052] 第一开关接触件1的导引部段10沿径向(垂直于主轴线3)具有相对第一开关接触件1的轴11的加厚结构(更大的延伸)。轴11在此设有圆柱形横截面,并且具有接触区域,而导引部段10配备基本上圆柱形造型,其中,其圆柱轴线垂直于主轴线3定向。轴11的圆柱轴线平行于、尤其与主轴线3重叠地定向。轴11和导引部段10的圆柱轴线相互垂直。导引部段10具有两个分别贴靠在导轨9的支承面上的支承面12。
[0053] 支承面12在此是凸出弯曲的,其中弯曲轴线基本上垂直于主轴线3定向。相应地导引部段10的凸出弯曲的支承面12分别围绕唯一的轴线(在此围绕相同轴线)弯曲地布置。支承面12优选可以是圆柱的外周面的部段。该圆柱的圆柱轴线优选可以与主轴线3相交地定向。但备选地也可以规定,导引部段10的支承面12例如分别设计成围绕多个轴线弯曲的面的形式。因此支承面12例如具有球冠的形状。
[0054] 导引部段10相对导轨9的两个支承面的每一个分别具有一个构造为线形的接触部段。通过这种线形构造,减小在导轨9的支承面和导引部段10的导引部段12之间的摩擦。导引部段10的支承面12优选是圆柱形外罩面的部分,其中圆柱轴线延伸穿过主轴线3。
[0055] 导轨9具有槽,其槽底分别构成支承面。因此第一开关接触件1可以沿主轴线3的方向轴向移动。槽的槽侧壁确保了导引部段10的支承面12定位在导轨9中。与导轨9的两个反向设置的镜像对称构造相似,导引部段10相对主轴线3镜像对称地构造,因此通过导轨9引起第一开关接触件1的线性导引,其中由于导引部段10的支承面12的凸起造型,阻止了导引部段10在导轨9上倾斜。因此导引部段10可以线性地沿主轴线3的方向滑移,其中,当第一开关接触件1在导轨9上线性移动的过程中允许有限制的转动。
[0056] 通过动力学链,由驱动设备6输出的运动传递到第一开关接触件1上。为了驱动第一开关1,在第一开关接触件1中设置滑槽13。滑槽13设置在第一开关接触件1的圆柱形构造的导引部段10中。滑槽13指的是连续的长孔,其具有线形的轨道走向,其中纵向尺寸横向于、尤其垂直于主轴线3延伸。在滑槽13中嵌入同步元件14。该同步元件在此设计为销子,其支承在两臂式驱动杠杆的第一杠杆臂上。所述两臂式驱动杠杆15支承在传动支架8上并因此支承在第一额定电流接触件4上。两臂式驱动杠杆15的第二杠杆臂设计为叉子的形式。在杠杆臂转动时,以连通位置(在主轴线3的下方)起始逆时针地进行设置在第一杠杆臂上的同步元件14的转动,其中同步元件14通过滑槽13滑动并且在滑槽13的侧壁上沿之滑动,引起两臂式杠杆15的转动运动转化为具有滑槽13的第一开关接触件1的线性运动。离开第一开关接触件1的接通位置并且转移至第一开关接触件1的断开位置中(在主轴线3的上方)。
[0057] 两臂式驱动杠杆15是动力学链的一部分,用于将驱动设备6的驱动运动传递至第一开关接触件1。
[0058] 驱动设备6与第二开关接触件2以及与第二额定电流接触件5相连。第二开关接触件2以及第二额定电流接触件5相对不可运动地支承。因此,第二额定电流接触件5的运动强迫地导致第二开关接触件2的运动,反之亦然。第二额定电流接触件5与绝缘材料喷嘴16角度固定地相连。由于第二额定电流接触件5和第二开关接触件2的角度固定联接,绝缘材料喷嘴16也与第二开关接触件2角度固定地相连。相应地,绝缘材料喷嘴16也与第二开关接触件2角度固定地相连。相应地,绝缘材料喷嘴6在第二开关接触件2以及第二额定电流接触件5运动时与之一起运动。第二开关接触件2以及第二额定电流接触件5以及绝缘材料喷嘴16沿主轴线3可移动地支承。绝缘材料喷嘴16在此设计为旋转对称的绝缘体,该绝缘体中央具有绝缘材料喷嘴缩窄部分,其中绝缘材料喷嘴缩窄部分包围在两个开关接触件1、2之间构成的断路间隔。绝缘材料喷嘴16在此布置成,使得绝缘材料喷嘴16被第二额定电流接触件5至少部分地在外周侧包围,其中,绝缘材料喷嘴16至少部分地包围第二接触件2。该绝缘材料喷嘴16覆盖在两个开关接触件1、2之间的断路间隔。
[0059] 绝缘材料喷嘴16在其远离第二开关接触件2的端部上与驱动杆17相连。驱动杆17在此成型为基本上线形的U形,其中驱动杆17的线形形状走向平行于主轴线3定向。驱动杆17在传动支架8上可滑动地支承,其中,两臂式驱动杠杆15的叉形杠杆臂突伸入驱动杆17的U形型廓中。叉形杠杆臂的叉端在此成型为,使得在接通或断开状态中两臂式驱动杠杆15分别以其叉端之一抵靠并且固定在驱动杆17的U形型廓的底部上。通过同步元件14和滑槽13阻止第一开关接触件1的偶尔的运动。在驱动杆17上设置横向于主轴线3定向的驱动销18。
驱动销18保持在驱动杆17的U形型廓的侧壁之间。在驱动杆17的线形移动时借助驱动销18可以进行两臂式驱动杠杆15的叉形端部的同步。因此可行的是,传递至第一开关接触件2或第二额定电流接触件5上的、因此也传递至绝缘材料喷嘴16和驱动杆17上的线性运动被传递至驱动销18上。在第二开关接触件2沿主轴线3的方向运动时,驱动销18进入两臂式驱动杠杆15的杠杆臂的叉形端部中,由此线形运动转换为两臂式驱动杠杆的转动。为了实现两臂式驱动杠杆15的转动,在驱动杆17的槽底设置凹缺20。两臂式驱动杠杆15的叉端可以通过该凹缺20从其各个止位置转出。由于两臂式驱动杠杆15的两臂式实施形式,在与第一开关接触件1上的同步元件14和滑槽13的配合作用中引起第二开关接触件2的运动方向的反转,也就是说在两个开关接触件1、2沿相同方向、即沿主轴线3的方向运动时,这始终以反向方向进行,因此两个开关接触件1、2相向运动或相互分开地运动。
[0060] 在图2、3和4中描述第一开关接触件1从其连通位置(图1中在主轴线3以下)向其断开位置(图4和图1中在主轴线3以上)的运动过程。对于断开运动,由驱动设备6引起第二额定电流接触件5以及第二开关接触件2从第一开关接触件1或第一额定电流接触件4的移走。由此应当取消两个额定电流接触件4、5以及两个开关接触件1、2的导电接触。驱动设备6的断开运动方向在图1中通过箭头19示出。在沿箭头19的方向运动时,与第二开关接触件2以及第二额定电流接触件5角度固定地相连的绝缘材料喷嘴16进行同步。相应地驱动杆17和固定在其上的驱动销18也进行同步。驱动销18进入两臂式驱动杠杆15的叉形端部中并且使两臂式驱动杠杆15逆时针地转动。在驱动杆17的U形型廓的底板区域中设置凹缺20,两臂式驱动杠杆15的叉形端部在转动过程中可以穿过该凹缺。凹缺20在驱动杆17的槽区域中的轴向尺寸设计成,使得即使在从其接通位置转到其断开位置时也始终确保转动杆的位置的固定,也就是说,即使在从接通位置转换到断开位置中时(并且反之亦然)两臂式驱动杠杆15的位置也是固定的,因此通过与第二开关接触件2的联接,确定第一开关接触件1的位置,并且排除了第一开关接触件1的间或移动的可能性。
[0061] 在两臂式驱动杠杆15转动时,同步元件14同样逆时针地转动,其中同步元件14的运动传递至第一开关接触件1的滑槽13上,并且转动运动又转换为线形运动。由于两臂式驱动杠杆15的构造和连接实现驱动运动的方向的反转,由第二额定电流接触件5或第二开关接触件2传递的驱动运动引起电开关设备的开关。
[0062] 在断开位置中的断开运动结束时(图4;以及图1在主轴线3以上),两臂式驱动杠杆15的叉形端部又在转出之前固定在驱动杆17的槽底中。接通过程以相反的顺序进行。
[0063] 电开关设备的基本功能以及第一开关接触件1以及动力学链的作用参照图1至4描述。为了描述附图5、6、7、7A、8、8A、8B、9、9A、10、10A、11、11A、12和12A,应该仅描述同步元件14的导引部段10的构造的可行方案和进一步描述位于该区域中的元件。
[0064] 图5示出第一开关接触件1的导引部段10,其中导引部段10配有凸起的支承面12。凸起的支承面12在此分别是具有圆形横截面的圆柱的外周的一部分。圆形横截面在附图中通过断开的实线表示。支承面12的弯曲轴线在此延伸通过主轴线3。此外可以看出,导轨9具有两个相对定向的支承面,它们分别设计为平坦的。在导轨9的平坦的支承面上贴靠第一开关接触件1的导引部段10的凸起的支承面12。设计为长孔的滑槽13具有线形延伸,其中,凸起的支承面12的弯曲轴线贯穿该长孔,同步元件14贯穿所述滑槽13。同步元件14在此设计成,使得其具有平坦的支承面22,该支承面贴靠在滑槽13的镜像对称成型的平坦的侧壁上。
同步元件14具有两个相互平行定向的、平坦的支承面22,该支承面22同样与滑槽13的相互对置定向的侧壁相嵌接。同步元件14因此构成滑
[0065] 在图6中进一步显示同步元件14的构造。可以看出,同步元件14具有基本上矩形的横截面,其中角被倒圆。其中同步元件14具有分别相互平行定向的支承面22,它们构造为平坦的并且同时与滑槽13的侧壁嵌接。此外可以看出,同步元件14支承在衬套23中。衬套23由耐磨材料构成,其中衬套23与同步元件14角度固定地相连。衬套23又以可转动的方式定位在两臂式驱动杠杆15中,因此同步元件14相对驱动杠杆15以可转动的方式支承。因此在驱动杠杆15转动时虽然平坦的支承面22在滑槽13的线形长孔中导引,也不会出现驱动元件14在滑槽13中倾斜。
[0066] 图7、7A示出由图6已知的导引部段10的立体视图。在剖视图中尤其示出衬套23在两臂式驱动杠杆15中的位置。在此衬套23与同步元件14角度固定地相连。还可以规定的是,衬套23以可转动的方式包围同步元件14并且自行角度固定地固定在驱动杠杆15中。
[0067] 图8、8A、8B示出同步元件14的第一构造变型。衬套23具有平坦的支承面22,其中衬套23以可转动的方式支承在同步元件14上。同步元件14位置固定地支承在两臂式驱动杠杆15上。备选地,衬套23刚性地固定在同步元件14上并且同步元件14以可转动的方式支承在两臂式驱动杠杆15上。
[0068] 在所有附图中示出的结构设计中,各种同步元件14的平行导引设置在两个齐平布置的滑槽13中。在滑槽13的之间的中间区域中,各个同步元件14的位置设置在各个两臂式驱动杠杆15上。在按照图8、8A、8B的构造中在每个滑槽13中导引一个单独的衬套23。
[0069] 在图9、9A中示出同步元件14的第二构造变型。同步元件14具有贯穿两臂式驱动杠杆15的中心销14a,其中销14a分别在球冠形地在其自由端部上凸出两臂式驱动杠杆15。备选地,两臂式驱动杠杆15例如也可以成型为具有球冠形造型用于构造同步元件14。同步元件14的球冠形表面分别嵌入线形槽(滑槽13)中,槽分别优选具有半圆形槽型廓。相应地构成表面放大的支承区域,该支承区域在驱动杠杆15转动时导引穿过槽形滑槽13,并且引起两臂式驱动杠杆15的转动运动转换为第一开关接触件1的线形运动。通过驱动杠杆15利用叉形端部卡止在最终位置中,防止同步元件14从槽中运动出来。
[0070] 图10、10A示出基于由图9、9A已知的同步元件14的造型的第四构造变型。按照图10、10A规定,在两臂式驱动杠杆15中设置圆柱形贯穿孔,其中嵌入球形同步元件14。该球形同步元件14又嵌入两个对齐的滑槽13中,滑槽13优选具有两个镜像对称造型的对置的槽。
通过在两个相同形式的滑槽13中对立地导引同步元件14,可以阻止球形同步元件14从贯穿孔中滑出。通过限定两臂式驱动杠杆15的转动区域,可以阻止同步元件14从滑槽13中移出。
[0071] 图11、11A示出由图10、10A已知的球形的同步元件14的第四构造变型,其中,在此使用两个球,它们分别在滑槽13中导引,其中,为了将同步元件14的两个球定位在驱动杠杆15的贯穿孔中设置环形球轴承,该环形球轴承将这两个球对立地保持在各个滑槽13中。环形球轴承在驱动杠杆15的贯穿孔的径向上导引同步元件14并且将两个球压在各自的滑槽
13中。
[0072] 独立于同步元件14的构造,在图12、12A中示出,作为衬套23的备选或补充,在滑槽13的侧壁上设置耐磨的嵌入件。在滑槽13的侧壁(其作为用于同步元件14的支承面)可以使用由耐磨材料构成的嵌入体。因此防止滑槽13被击打或扩宽,其中,只需受到磨损危险的滑槽13的区域由耐磨材料制成。
[0073] 此外可以规定,两臂式驱动杠杆15的叉形端部的支承面配备由耐磨材料构成的嵌入体,驱动销18在运动时移入该叉形端部中。两臂式驱动杠杆15的支承面相应地机械地加强,驱动销18嵌接到该支承面上或与该支承面贴靠,由此两臂式驱动杠杆15的叉形端部难以被击打或磨损扩宽。
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