CN1031445A - 用于快速开关的闩接装置 - Google Patents

Abstract

用于快速开关的闩接装置具有一个在动触头连 杆(4)中可转动地安装在轴(13)上的滚轮(14)。闩杆 (15)沿闭合方向作用于此滚轮上，闩杆朝向滚轮的前 端设计成凹槽(16)。断开弹簧(22)的力沿断开方向 作用于触头连杆上。所提供的动触头连杆的闩接装 置能很迅速地解除，使大的短路电流能够特别快速地 被切断。这是通过将凹槽设计成这样使作用于滚轮 上的摩擦力在触头连杆的闭合状态下被抵销来达到 的。

Description

本发明涉及用于快速开关的闩接装置，该闩接装置带有一个在动触头连杆中可转动地安装在一个轴上的滚轮。一个可转动地安装着的闩杆沿闭合方向作用在该滚轮上，闩杆的朝向滚轮的前端设计成至少部分地与滚轮轮廓相吻合的凹槽。触头连杆通过一个力沿断开方向被打开。一个脱扣器作用在闩杆上。

用于快速开关的带有一个在动触头连杆中可转动地安装在一个轴上的滚轮的闩接装置已属公知。闭合时由电磁铁驱动的闩杆作用到滚轮上，将触头连杆压向静触头，接通通过快速开关的电路。必需的接触压力同样由电磁铁经闩杆传到滚轮上。在快速开关正常断开时，电磁铁被去激励，而且有一个也作用于滚轮上的预加应力断路弹簧把触头连杆拉向断开位置。这时所产生的电弧用公知的方式熄弧。然而，如有一短路电流流经快速开关，那么这样的正常断开过程就会持续得太长，一个由短路电流直接驱动的脱扣器就被激励，该脱扣器作用在闩杆上从而导致滚轮与闩杆之间的闩接被解除，而作用在滚轮上的断路弹簧马上起作用，从而把触头连杆迅速拉向断开位置。

作用到闩杆上的脱扣器，例如一个脱扣电磁铁，其力的大小必须确定，以便克服大的反作用力，从而使闩杆能够可靠地相对于滚轮移动。如果脱扣器设置得弱了些，那么断开时间就会提高到不允许的数值。

本发明的目的在于提供一种用于快速开关的动触头连杆的闩接装置，该闩接可以很迅速地解除，使大断开电流、特别是短路电流得以特别快速地被切断。本发明的目的通过将设在闩杆前端的凹槽设计成这样使作用在滚轮上的摩擦力在触头连杆的闭合状态下被抵销。

本发明所达到的优点主要在于，在解除闩接后，沿闭合方向还作用在滚子上的力的一个分量立刻附加地加速了闩杆的移动，从而能够更加速触头连杆的断开动作。

本发明的其它特点还在于凹槽的跟滚轮轮廓相吻合的部分转成一段跟滚轮相切的延伸线段，凹槽的跟滚轮相切的延伸线段跟闭合方向成一个（90°-α）的倾斜角，该角α由下式确定：

tanα＝C₅·R₁/R₂+C₆，

其中，C₅为轴与滚轮之间的摩擦系数，C₆为滚轮与凹槽之间的摩擦系数，R₁为轴的半径，R₂为滚轮的半径。滚轮的滚动面上还可具有一个作为闩杆前端导向的沟槽，闩杆的前端与该沟槽的形状相匹配。

本发明的其它方面和由此所达到的优点将在下文借助于附图作进一步说明，图仅仅表示一个实施方案。

如图所示：

图1展示了快速开关触头系统的原理图;

图2展示了本发明的闩接装置的细部简图;

图3描述了按照图2的闩接装置中的作用力。

在所有的附图中相同作用的部件用同一标号表示。

在图1中极其简单地描绘了快速开关的触头系统。在汇流排1上固定有静触头2。在闭合状态下，一个动触头3压在静触头2上。动触头3与动触头连杆的一端连接。动触头连杆4以其另一端可转动地支撑在一个适于导电的滚动支座5上。该滚动支座5嵌入汇流排6中。至此所描述的元件1至6构成了快速开关的主电流通路。在断开过程中，如果在静触头2和触头3之间的拉弧以公知的方式向消弧角8和9上转移，那么，在短时间里支路10中就有电流流过。从而触头连杆4不再有电流流过，而且在其断开过程中不再有电加载。一当电弧以公知的方式从消弧角8，9跳到多个没有示出的隔弧板上而熄灭了，通过快速开关电流通路就确切地中断了。然后，静触头2和触头3之间又恢复原电压。

触头连杆4具有一个沿其纵方向延伸的通孔12。该通孔12的侧壁支承着轴13，在轴13上可转动地安装着一个圆柱形的滚轮14。轴13和滚轮14具有一个共同的中心轴线，该中心轴线垂直于触头连杆4的运动方向。在触头连杆4的闭合状态，滚轮14支承于闩杆15上，该闩杆的朝向滚轮14的前端设计成至少部分地与滚轮轮廓相吻合的凹槽16。闩杆15的背向滚轮的一端可转动地支承在一个绝缘件17中。一个连接件18把绝缘件17和一个没有示出的、原理上是公知的合-断装置相连接。一个支承在由绝缘材料制造的支承20上的弹簧19把闩杆向上压向滚轮14。合-断装置通过闩杆15作用在滚轮14上并从而作用在触头连杆4上。在闭合状态，合-断装置也提供静触头2和触头3之间的接触力，这样就自动补偿了可能发生的触头烧损。

沿闭合方向作用在触头连杆4上的力由合-断装置提供。对于正常操作的断开，沿闭合方向的力被撤消，直接作用在触头连杆4上的断开弹簧22将触头连杆拉到断开位置。断开弹簧22至少有一悬挂端被绝缘起来，以避免分散电流流过断开弹簧。如果要切断很大的电流、例如短路电流、那就必须加快断开过程。一个附加的脱扣器25、例如是一个由大电流直接励磁的电磁铁，通过掣爪26作用到伸出通孔12的闩杆15的端部27上。这时，闩杆15被向下压，滚轮14沿凹槽16向断开方向滚动。用这一方式很快解除了滚轮14和闩杆15之间的闩接。

为了解释该闩接装置的作用方式首先详细参看图2。闩杆15的设计成凹槽16的前端部分地与滚轮轮廓吻合。从A点起凹槽16的跟滚轮轮廓相吻合的部分转为与滚轮14相切的延伸段。凹槽设计成这样，使加在滚轮14上的摩擦力在触头连杆4的闭合状态中被抵消。凹槽16上同滚轮14相切的延伸段跟闭合方向成一个（90°-α）的倾斜角。闭合方向用箭头28表示。角α本身被定义为闭合方向跟A点和轴13的中心点Z的连线之间的夹角。相同的角度α也出现在凹槽16上同滚轮14相切的延伸段与垂直于闩杆15的闭合方向延伸的线之间的夹角上。凹槽16上同滚轮14相切的延伸段不必一直延伸至闩杆15的上边缘，也可以如用虚线30表示的那样倒圆，使滚轮14容易滚过去。

由图3明显地看出作用在滚轮14和闩杆15之间的点A上的主要作用力。力P₁沿闭合方向作用，该力是由合-断装置提供。这力P能够以公知的方法分解成分为P₂和P₃。分力P₂沿指向轴13的中心点Z的方向作用，可用公式P₃＝P₁·sinα表示的分力P₃垂直于分力P₂。分力P₃能够平移至使其作用方向与凹槽16上相切延伸段的方向重合。这样分力P₃就从上面作用在点A上。有一个跟分力P₃完全同样大小的力P₄跟P₃相对地作用在同一轴上。这力P₄为发生在轴13、滚轮14和凹槽16这个系统中的摩擦力的总和。

这里，在滚轮14和凹槽16之间产生的摩擦力P₄₁用公式P₄₁＝P₁·cosα·C₆确定，其中，C₆为滚轮14和凹槽16之间的摩擦系数。轴13与滚轮14之间的摩擦力按轴13的半径R₁与滚轮14的半径R₂的比例减小。在A点作用着由后一摩擦力引起的分力：

P₄₂＝P₁·cosα·C₅·R₁/R₂

这力P₄由公式P₄＝P₄₁+P₄₂确定。

如果分力P₃和力P₄相等，那么，由此可得出计算α角的下述公式：

tanα＝C₅·R₁/R₂+C₆

滚轮14可以具有一个其上设有一个沟形槽的外滚动面。该沟槽用作闩杆15前端的导向，从而避免了闩杆15从轮14上侧向滑落，同样也就避免了两部件发生倾斜。另外，可以使闩杆15的前端与滚轮14的沟槽形状相匹配，以便获得更好的导向。

Claims (4)

1、用于快速开关的闩接装置，该装置具有一个在动触头连杆(4)中可转动地安装在轴(13)上的滚轮(14)，有一个沿闭合方向作用在滚轮(14)上的可转动地安装着的闩杆(15)，其朝向滚轮(14)的前端设计成至少部分地与滚轮轮廓相吻合的凹槽(16)，带有一个沿断开方向打开触头连杆(4)的力，以及一个作用在闩杆(15)上的脱扣器(25)，其特征在于凹槽(16)设计成这样使得作用在滚轮(14)上的摩擦力在触头连杆(4)的闭合状态下被抵消。

2、按权利要求1的闩接装置，其特征在于凹槽（16）的跟滚轮轮廓相吻合的部分转成一段跟滚轮（14）相切的延伸线，凹槽（16）的跟滚轮相切的延伸线段跟闭合方向成一个（90°-α）的倾斜角，该角（α）由下式确定：

tanα＝C₅·R₁/R₂+C₆，

其中，C₅为轴（13）与滚轮（14）之间的摩擦系数，C₆为滚轮（14）与凹槽（16）之间的摩擦系数，R₁为轴（13）的半径，R₂为滚轮（14）的半径。

3、按权利要求1的闩接装置，其特征在于滚轮（14）的滚动面上具有一个作为闩杆（15）前端导向的沟槽。

4、按权利要求3的闩接装置，其特征在于闩杆（15）的前端与该沟槽的形状相匹配。

Images