專利名稱：用于快速開關的閂接裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于快速開關的閂接裝置，該閂接裝置帶有一個在動觸頭連桿中可轉動地安裝在一個軸上的滾輪。一個可轉動地安裝著的閂桿沿閉合方向作用在該滾輪上，閂桿的朝向滾輪的前端設計成至少部分地與滾輪輪廓相吻合的凹槽。觸頭連桿通過一個力沿斷開方向被打開。一個脫扣器作用在閂桿上。
用于快速開關的帶有一個在動觸頭連桿中可轉動地安裝在一個軸上的滾輪的閂接裝置已屬公知。閉合時由電磁鐵驅動的閂桿作用到滾輪上，將觸頭連桿壓向靜觸頭，接通通過快速開關的電路。必需的接觸壓力同樣由電磁鐵經(jīng)閂桿傳到滾輪上。在快速開關正常斷開時，電磁鐵被去激勵，而且有一個也作用于滾輪上的預加應力斷路彈簧把觸頭連桿拉向斷開位置。這時所產生的電弧用公知的方式熄弧。然而，如有一短路電流流經(jīng)快速開關，那么這樣的正常斷開過程就會持續(xù)得太長，一個由短路電流直接驅動的脫扣器就被激勵，該脫扣器作用在閂桿上從而導致滾輪與閂桿之間的閂接被解除，而作用在滾輪上的斷路彈簧馬上起作用，從而把觸頭連桿迅速拉向斷開位置。
作用到閂桿上的脫扣器，例如一個脫扣電磁鐵，其力的大小必須確定，以便克服大的反作用力，從而使閂桿能夠可靠地相對于滾輪移動。如果脫扣器設置得弱了些，那么斷開時間就會提高到不允許的數(shù)值。
本發(fā)明的目的在于提供一種用于快速開關的動觸頭連桿的閂接裝置，該閂接可以很迅速地解除，使大斷開電流、特別是短路電流得以特別快速地被切斷。本發(fā)明的目的通過將設在閂桿前端的凹槽設計成這樣使作用在滾輪上的摩擦力在觸頭連桿的閉合狀態(tài)下被抵銷。
本發(fā)明所達到的優(yōu)點主要在于，在解除閂接后，沿閉合方向還作用在滾子上的力的一個分量立刻附加地加速了閂桿的移動，從而能夠更加速觸頭連桿的斷開動作。
本發(fā)明的其它特點還在于凹槽的跟滾輪輪廓相吻合的部分轉成一段跟滾輪相切的延伸線段，凹槽的跟滾輪相切的延伸線段跟閉合方向成一個(90°-α)的傾斜角，該角α由下式確定tanα＝C5·R1/R2+C6，其中，C5為軸與滾輪之間的摩擦系數(shù)，C6為滾輪與凹槽之間的摩擦系數(shù)，R1為軸的半徑，R2為滾輪的半徑。滾輪的滾動面上還可具有一個作為閂桿前端導向的溝槽，閂桿的前端與該溝槽的形狀相匹配。
本發(fā)明的其它方面和由此所達到的優(yōu)點將在下文借助于附圖作進一步說明，圖僅僅表示一個實施方案。
如圖所示

圖1展示了快速開關觸頭系統(tǒng)的原理圖;
圖2展示了本發(fā)明的閂接裝置的細部簡圖;
圖3描述了按照圖2的閂接裝置中的作用力。
在所有的附圖中相同作用的部件用同一標號表示。
在圖1中極其簡單地描繪了快速開關的觸頭系統(tǒng)。在匯流排1上固定有靜觸頭2。在閉合狀態(tài)下，一個動觸頭3壓在靜觸頭2上。動觸頭3與動觸頭連桿的一端連接。動觸頭連桿4以其另一端可轉動地支撐在一個適于導電的滾動支座5上。該滾動支座5嵌入?yún)R流排6中。至此所描述的元件1至6構成了快速開關的主電流通路。在斷開過程中，如果在靜觸頭2和觸頭3之間的拉弧以公知的方式向消弧角8和9上轉移，那么，在短時間里支路10中就有電流流過。從而觸頭連桿4不再有電流流過，而且在其斷開過程中不再有電加載。一當電弧以公知的方式從消弧角8，9跳到多個沒有示出的隔弧板上而熄滅了，通過快速開關電流通路就確切地中斷了。然后，靜觸頭2和觸頭3之間又恢復原電壓。
觸頭連桿4具有一個沿其縱方向延伸的通孔12。該通孔12的側壁支承著軸13，在軸13上可轉動地安裝著一個圓柱形的滾輪14。軸13和滾輪14具有一個共同的中心軸線，該中心軸線垂直于觸頭連桿4的運動方向。在觸頭連桿4的閉合狀態(tài)，滾輪14支承于閂桿15上，該閂桿的朝向滾輪14的前端設計成至少部分地與滾輪輪廓相吻合的凹槽16。閂桿15的背向滾輪的一端可轉動地支承在一個絕緣件17中。一個連接件18把絕緣件17和一個沒有示出的、原理上是公知的合-斷裝置相連接。一個支承在由絕緣材料制造的支承20上的彈簧19把閂桿向上壓向滾輪14。合-斷裝置通過閂桿15作用在滾輪14上并從而作用在觸頭連桿4上。在閉合狀態(tài)，合-斷裝置也提供靜觸頭2和觸頭3之間的接觸力，這樣就自動補償了可能發(fā)生的觸頭燒損。
沿閉合方向作用在觸頭連桿4上的力由合-斷裝置提供。對于正常操作的斷開，沿閉合方向的力被撤消，直接作用在觸頭連桿4上的斷開彈簧22將觸頭連桿拉到斷開位置。斷開彈簧22至少有一懸掛端被絕緣起來，以避免分散電流流過斷開彈簧。如果要切斷很大的電流、例如短路電流、那就必須加快斷開過程。一個附加的脫扣器25、例如是一個由大電流直接勵磁的電磁鐵，通過掣爪26作用到伸出通孔12的閂桿15的端部27上。這時，閂桿15被向下壓，滾輪14沿凹槽16向斷開方向滾動。用這一方式很快解除了滾輪14和閂桿15之間的閂接。
為了解釋該閂接裝置的作用方式首先詳細參看圖2。閂桿15的設計成凹槽16的前端部分地與滾輪輪廓吻合。從A點起凹槽16的跟滾輪輪廓相吻合的部分轉為與滾輪14相切的延伸段。凹槽設計成這樣，使加在滾輪14上的摩擦力在觸頭連桿4的閉合狀態(tài)中被抵消。凹槽16上同滾輪14相切的延伸段跟閉合方向成一個(90°-α)的傾斜角。閉合方向用箭頭28表示。角α本身被定義為閉合方向跟A點和軸13的中心點Z的連線之間的夾角。相同的角度α也出現(xiàn)在凹槽16上同滾輪14相切的延伸段與垂直于閂桿15的閉合方向延伸的線之間的夾角上。凹槽16上同滾輪14相切的延伸段不必一直延伸至閂桿15的上邊緣，也可以如用虛線30表示的那樣倒圓，使?jié)L輪14容易滾過去。
由圖3明顯地看出作用在滾輪14和閂桿15之間的點A上的主要作用力。力P1沿閉合方向作用，該力是由合-斷裝置提供。這力P能夠以公知的方法分解成分為P2和P3。分力P2沿指向軸13的中心點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能夠平移至使其作用方向與凹槽16上相切延伸段的方向重合。這樣分力P3就從上面作用在點A上。有一個跟分力P3完全同樣大小的力P4跟P3相對地作用在同一軸上。這力P4為發(fā)生在軸13、滾輪14和凹槽16這個系統(tǒng)中的摩擦力的總和。
這里，在滾輪14和凹槽16之間產生的摩擦力P41用公式P41＝P1·cosα·C6確定，其中，C6為滾輪14和凹槽16之間的摩擦系數(shù)。軸13與滾輪14之間的摩擦力按軸13的半徑R1與滾輪14的半徑R2的比例減小。在A點作用著由后一摩擦力引起的分力P42＝P1·cosα·C5·R1/R2這力P4由公式P4＝P41+P42確定。
如果分力P3和力P4相等，那么，由此可得出計算α角的下述公式tanα＝C5·R1/R2+C6滾輪14可以具有一個其上設有一個溝形槽的外滾動面。該溝槽用作閂桿15前端的導向，從而避免了閂桿15從輪14上側向滑落，同樣也就避免了兩部件發(fā)生傾斜。另外，可以使閂桿15的前端與滾輪14的溝槽形狀相匹配，以便獲得更好的導向。
權利要求
1.用于快速開關的閂接裝置，該裝置具有一個在動觸頭連桿(4)中可轉動地安裝在軸(13)上的滾輪(14)，有一個沿閉合方向作用在滾輪(14)上的可轉動地安裝著的閂桿(15)，其朝向滾輪(14)的前端設計成至少部分地與滾輪輪廓相吻合的凹槽(16)，帶有一個沿斷開方向打開觸頭連桿(4)的力，以及一個作用在閂桿(15)上的脫扣器(25)，其特征在于凹槽(16)設計成這樣使得作用在滾輪(14)上的摩擦力在觸頭連桿(4)的閉合狀態(tài)下被抵消。
2.按權利要求1的閂接裝置，其特征在于凹槽(16)的跟滾輪輪廓相吻合的部分轉成一段跟滾輪(14)相切的延伸線，凹槽(16)的跟滾輪相切的延伸線段跟閉合方向成一個(90°-α)的傾斜角，該角(α)由下式確定tanα＝C5·R1/R2+C6，其中，C5為軸(13)與滾輪(14)之間的摩擦系數(shù)，C6為滾輪(14)與凹槽(16)之間的摩擦系數(shù)，R1為軸(13)的半徑，R2為滾輪(14)的半徑。
3.按權利要求1的閂接裝置，其特征在于滾輪(14)的滾動面上具有一個作為閂桿(15)前端導向的溝槽。
4.按權利要求3的閂接裝置，其特征在于閂桿(15)的前端與該溝槽的形狀相匹配。
全文摘要
用于快速開關的閂接裝置具有一個在動觸頭連桿(4)中可轉動地安裝在軸(13)上的滾輪(14)。閂桿(15)沿閉合方向作用于此滾輪上，閂桿朝向滾輪的前端設計成凹槽(16)。斷開彈簧(22)的力沿斷開方向作用于觸頭連桿上。所提供的動觸頭連桿的閂接裝置能很迅速地解除，使大的短路電流能夠特別快速地被切斷。這是通過將凹槽設計成這樣使作用于滾輪上的摩擦力在觸頭連桿的閉合狀態(tài)下被抵銷來達到的。
文檔編號H01H9/20GK1031445SQ8810612
公開日1989年3月1日 申請日期1988年7月22日 優(yōu)先權日1987年7月22日
發(fā)明者亨利·迪富爾, 澤爾熱·馬丁, 厄恩斯特·斯圖德 申請人:Bbc勃朗勃威力有限公司