专利名称：安全电气开关的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电气开关，包括一安装成在位于平衡轴线两侧的接通(ON)位置和断开(OFF)位置之间摆动的致动器和一活动接触元件，该 致动器的一端在该活动接触元件上移动以使该接触元件在与所述致动器的 接通位置和断开位置相对应的闭合位置和打开位置之间摆动。本发明特别有利地用于制作断路器或多路开关。 一种最有利的应用尤 其在于制作两极型电气开关，其中开关盒具有两个开关室，所述两个开关 室含有各自的独立的活动接触元件，所述接触元件由具有两个控制杆的单个的致动器致动而摆动。
技术背景ASTA认证要求电气开关必须符合英国标准BS1363的序列9的第2 部分和第4部分。该序列定义当活动接触元件被异常地保持在闭合位置，特别是由于熔 化而粘在开关的固定接触元件上时，操作电气开关的致动器必须满足的安 全条件。更特别地，为了符合这些安全条件，当活动接触元件被异常地保持在 与固定接触元件相接触的闭合位置时，致动器的摆动的安装件必须阻止使 用者将致动器摆动至断开位置。目前已知的电气开关不符合该标准。已知的电器开关设计成，当活动接触元件与固定接触元件保持粘接并 且致动器位于接通位置时，按压致动器的控制键的使用者能够使该致动器 摆动，直至该致动器的在活动接触元件上移动的端部越过位于接通和断开 位置中途的平衡轴线。致动器的端部已经越过这个平衡轴线之后，由致动器施加在活动接触 元件上的压力将增大，直至致动器到达位于它的接通极限位置和断开极限 位置之间的中间位置，但十分接近断开位置，并卡止在活动接触元件上。 摩擦力以及由致动器施加的压力很大，以至于致动器保持卡止在接近断开 位置的中间位置。发明内容相对于上述现有技术，本发明旨在提供一种符合英国标准BS1363的 要求的新型电气开关。更具体地，本发明提供了一种如导言中所限定的电气开关，其中致动 器和活动接触元件包括互补的止挡(搭接，对接)装置，所述互补的止挡 装置包括两个弄圆(倒圆)的突起，其中一个突起在活动接触元件上，另 一个突起在致动器上，所述突起具有弯曲止挡面，所述弯曲止挡面具有平 行的切线，当所述致动器位于接通位置时，所述切线相隔0.5mm-lmm的 距离；在该接通位置，致动器的所述端部在所述活动接触元件上的接触区 域与该平衡轴线隔开一定的距离，该距离这样确定当所述活动接触元件 保持在闭合位置并且所述致动器从接通位置向断开位置摆动时，所述止挡 装置能在所述接触区域到达所述平衡轴线之前相互搭接。有利地，在根据本发明的电气开关中，致动器包括一杆，在接通位置 或断开位置，该杆不支靠该开关的任何部分，当活动接触元件异常地保持 在与固定接触元件相接触的闭合位置时，致动器仍保持被摆动以在活动接 触元件上移动或滑动的能力。从而，当活动接触元件异常地保持在与固定 接触元件相接触的闭合位置并且使用者试图使致动器向断开位置摆动时， 致动器的摆动安装阻止所述致动器移动到断开位置并且使该致动器自动返 回接通位置。在根据本发明的开关的第一优选实施例中，平衡轴线相对于致动器的 摆动角的对称轴偏斜，以使致动器从接通位置到断开位置的行程长于该致 动器从断开位置到接通位置的行程。在该实施例中，优选平衡轴线与所述对称轴之间的偏斜角约为2。。 在根据本发明的开关的第二优选实施例中，致动器的所述端部具有不 对称的形状。在该实施例中，优选地，所述端部具有凸轮轮廓，其带有两个不同长 度和倾斜度的斜面，并且朝弄圓的顶端会聚。所述端部的所述接触区域位于较长斜面与所述弄圆的顶端接合的位置。在根据本发明的开关的第三优选实施例中，致动器包括供使用者使用 (使用者能接触到)的控制键和一杆，该杆具有在所述活动接触元件上移 动的自由端，该杆具有相对于所述控制键的对称轴倾斜的对称轴。在该实施例中，优选地，杆的所述对称轴的倾斜度约为2° 。本发明的电气开关的其它有利的非限制性特征如下当所述致动器位于接通位置时，弯曲止挡面的平行的切线相隔 0.7mm-0.8mm的3巨离；致动器包括固定在杆上的控制键，该杆包括容纳有螺旋弹簧的柱形腔， 该螺旋弹簧支靠在具有突出部的柱塞上，该突出部构成致动器的所述端部；所述活动接触元件包括在一端承载有银质接触球(突块，突起)的金 属叶片(簧片)，所述金属叶片安装成在一金属条带上摆动；电气开关是用于切断火线和零线的两极开关(two-pole switch)，其 具有两个由单个致动器致动的独立活动接触元件，该单个致动器具有两个 承载端和一个控制键。
下面参照附图通过非限制性示例给出的说明清楚地示出了本发明的结 构及其实施，在附图中图1A, 1B， 1C为本发明的电气开关的盒体内部的示意性透视图； 图2是本发明的电气开关第一实施例的局部侧视图，其中致动器处于
接通位置；图3是图2的局部III的放大视图； 图4是图2的局部IV的放大视图；图5是图2的电气开关的局部侧视图，其中致动器位于接通和断开极限位置中间的不稳定位置；图6是图7中电气开关的致动器的柱塞的局部视图；图7是本发明的电气开关第二施例的局部侧视图，其中致动器处于接通位置；图8是图7的电气开关的局部侧视图，其中致动器位于接通和断开极 限位置中间的不稳定位置；图9是图10中电气开关的致动器的局部视图；图IO是本发明的电气开关第三施例的局部侧视图，其中致动器处在接 通位置；以及图11是图10的电气开关的局部侧视图，其中致动器位于接通和断开 极限位置中间的不稳定位置。
具体实施方式
首先，从各附图中可以看出，所示各个不同实施例中相同或相似的元 件只要可能都以相同的附图标记表示，并且不进行重复说明。图1A、 1B、 1C、 2、 7和10示出电气开关1的三个实施例，该电气 开关1例如为断路器或多路开关，并且包括由绝缘材料制成的盒体100， 该盒体容纳金属的电接触元件20、 30以及致动器10，该致动器用于形成 和断开在电接触元件20， 30之间的电接触。更特别地，如图2、 7和10所示，电气开关1在其盒体100中容纳有 至少一个固定接触元件30和至少一个适合于占据两个极限位置的活动接 触元件20，所述极限位置即与固定接触元件30相接触的闭合位置和与固 定接触元件30脱离接触的打开位置。所示出的每个接触元件20、 30的形式都是金属叶片，该叶片在一端承
载有银质接触球21、 31。活动接触元件20的金属叶片安装成在加压的金属条带40上摆动，该 金属条带40安放在盒体100中的凹座110的底部上(见图1A、 1B、 1C)。金属条带40连接到一用于连接来自电力线的供电线的端子(未示出)， 以便向电气开关l供电。金属条带40呈叶片的形式，其具有一 包括直线边缘42的弯曲端41, 活动接触元件20的金属叶片的中心部分23靠在该直线边缘上。直线边缘 42形成活动接触元件20绕之枢转以从一个极限位置到另一个极限位置的 枢转轴。在该中心部分23的两侧，活动接触元件20在两个纵向侧上都具有靠 相应突出部22,所述突出部支靠盒体IOO的内部肋120 (参见图1A、 1B、 1C)。这些支靠内部肋120的突出部22用于稳定在盒体100的凹座110 中的活动接触元件20，同时支靠金属条带40的直线边缘42,以使金属条 带40和活动接触元件20之间的接触区域足以使适用于这两个金属叶片之 间的电流通过而不会导致发热。如图2、 7和10所示，电气开关1包括致动器10，该致动器10安装 成在位于平衡轴线X1两侧的接通位置和断开位置之间摆动。致动器IO具有一端部17A、 17'A，该端部在所述活动接触元件20上 移动或滑动，以使该活动接触元件在与所述致动器10的接通位置和断开位 置相对应的闭合位置和打开位置之间摆动。致动器10为绝缘材料部件，其具有供使用者使用的控制键11以及包 括柱形腔15的杆13、 13'，该柱形腔15容纳有螺旋弹簧16，该螺旋弹簧 一端靠在该柱形腔15的端壁上，另一端靠在柱塞17、 17，上，所述柱塞的 前端17A、 17'A靠在活动接触元件20上。柱塞17的构成所述致动器10 的端部的前端17A、 17'A具有凸轮轮廓，该凸轮轮廓具有朝向弄圆的顶端 会聚的两个斜面。控制键11可安装在致动器的杆13、 13'上，或者可(通过模制塑料材 料)与该杆一体形成以构成整体式部件。
控制键11的四周为形成止挡(对接部)的边沿12,该止挡适于与盒 体100的互补止挡(未示出)配合以将致动器10分别保持在它的两个接通 和断开极限位置。相反地，在这两个接通和断开极限位置，致动器10的杆13、 13，不支 靠电气开关的任何部分。因此，当活动接触元件20异常地保持在与固定接 触元件30接触的闭合位置时，致动器10仍保持摆动以在活动接触元件20 上移动或滑动的可能性。在控制键11的两侧，致动器10具有两个具体化该致动器的枢转轴线 的短轴IIA。这些短轴11Ai殳计成咬合进电气开关1的盒体100的支承件 (轴承)(未示出)中以将致动器10枢转地安装在盒体100中。致动器10和活动接触元件20的枢转轴线相互平行。平衡轴线XI垂直于所述致动器10和活动接触元件20的枢转轴线延 伸，该平衡轴线的两侧为致动器的接通和断开位置，也就是活动接触元件 20的闭合和打开位置。该平衡轴线XI与活动接触元件20的枢转轴线在称为平衡点I (参见 图4)的交叉点处相交，该活动接触元件20的枢转轴线由金属条带40的 曲线端部41处的直线边缘42具体化。如图3、 5、 8和11中更具体地示出的，根据电气开关l的本质特征， 致动器10和活动接触元件20具有互补的止挡装置14、 24,在接通位置， 致动器10的所述端部17A、 17'A在所述活动接触元件20上的接触区域 17B、 17'B与平衡轴线X1相距一定距离，该距离这样确定当所述活动接 触元件20保持在闭合位置(例如它的接触小球21由于熔化而粘结到固定 接触元件30的接触小球31上)，并且所述致动器10从接通位置摆向断开 位置时，所述止挡装置14、 24能够在所述接触区域17B、 17'B达到所述 平衡轴线X1 (特别是达到所述平衡点I)之前相互搭接。在图2至5示出的电气开关1的第一实施例中，平衡轴线X1相对于 致动器10的摆动角的对称轴X2偏斜，以使致动器10从接通位置到断开 位置的行程长于该致动器10从断开位置到接通位置的行程。
优选地，平衡轴线X1相对于所述对称轴X2的偏移约为2。。平衡轴线XI (或平衡点I)与处于接通位置的致动器10的端部17A 的所述接触区域17B之间的所述已确定的距离对应于约11.2°的角度A1， 该角度形成在平衡轴线XI和致动器10的对称轴X3之间，该对称轴X3 穿过柱塞17的突出部17A的弄圆的顶端。在该接通位置，形成在致动器10的对称轴X3与致动器10的摆动角 的对称轴X2之间的角度A2约为9.1。。在图6至8所示的电气开关1的第二实施例中，所述致动器10的端部 17'A具有不对称的形状。更具体地，该柱塞17'具有对称轴为X3的柱形体部和一突出部17，A， 该突出部的弄圆的顶端相对于所述对称轴X3略孩i偏斜。突出部17'A具有 凸轮轮廓，该凸轮轮廓具有两个斜面，所述斜面具有不同的长度以及朝向 弄圆的顶端会聚的倾斜度。如图8中更具体地示出的，在该第二实施例中，平衡轴线XI与致动 器10的摆动角的对称轴X2重合。致动器10的柱塞17的突出部17'A在 活动接触元件20上的所述接触区域17'B位于突出部17，A中较长的斜面和 所述弄圆的顶部之间的接合处。该接触区域17'B相对于柱塞17'的柱形体 部和致动器10的控制键11的对称轴X3略微偏斜。在图9至11所示的电气开关l的第三实施例中，平衡轴线X1与致动 器10的摆动角的对称轴X2重合，致动器10的杆13'具有相对所述控制键 11的对称轴X3倾斜的对称轴X4。杆13'的所述对称轴X4的倾斜角度A3 优选约为2。。此外，如可从图2和3中更明显地看出的，活动接触元件20和致动器 10的所迷互补的止挡装置包括分别位于活动接触元件20和致动器10上的 弄圆的突起24、 14,所述突起具有凸形弯曲止挡面24A、 14A，当所述致 动器10位于接通位置时，所述止挡面24A、 14A的平行切线T、 T'相隔约 0.5mm (毫米)到lmm的距离d。当所述致动器10位于接通位置时，所述弯曲止挡面24A、 14A的平行
切线T、 T'优选相隔0.7mm-0.8mm的距离d。上述每个实施例的操作如下所述。为打开固定接触元件30和活动接触元件20之间的电接触，使用者在 致动器10的控制键11上施加压力以使该致动器从接通位置摆向断开位置。在正常操作中，当活动接触元件20未粘结到固定接触元件30时，从 接通位置开始，致动器10的柱塞17、 17'的突出部17A、 17'A的接触区域 17B、 17'B在螺旋弹簧的推力下支靠活动接触元件20的金属叶片，然后沿 所述叶片移动直至到达平衡点I (或平衡轴线X1)。当所述接触区域17B、 17'B到达平衡点I时，致动器10朝向断开位置 摆动到平衡轴线XI的另一侧，并带动所述活动接触元件20向其打开位置 摆动。在异常操作中，当活动接触元件20的接触球21由于熔化(例如由于 电弧作用)粘结到固定接触元件30的接触球21时，从接通位置开始，致 动器10的柱塞17、 17'的突出部17A、 17'A的接触区域17B、 17'B在螺旋 弹簧的推力下支靠活动接触元件20的金属叶片，然后沿所述叶片移动直到 致动器10与活动接触元件20的弄圆的突起14、24的弯曲止挡面14A、24A 相互搭接，从而阻止致动器10前进更多的行程。有利地，在招"接位置，致动器10的柱塞17、 17，的突出部17A、 17，A 的抵靠活动接触元件20的金属叶片的接触区域17B、 17，B仍然未达到平 衡点I,并且由于致动器10未到达平衡轴线XI，当使用者释放施加在控 制键11上的压力时，致动器自动返回到其初始的接通位置。因而，在安全方式中，致动器10的控制键ll通知>(吏用者电气开关1 由于故障而不能^L切换到断开位置。本发明决不局限于所说明且示出的实施例，本领域技术人员可根据本 发明的精神做出任意变型。特别地，在一种变型中，可将电气开关设计成作用于火(相)线和零 线的两极开关。这种开关的盒体具有两个开关室(类似于图1A的凹座110)， 每个开关室容纳各自的枢转安装在条片40上的固定接触元件30和活动接 触元件20。这种开关的致动器具有单个控制键和两个位于相同高度的端部，所述 端部支靠两个平行且独立的活动接触元件，以使它们从一个极限位置摆动 到另一个极限位置。具体地，致动器具有一固定在两个平行杆13上的控制键11,每个杆 都具有一容纳螺旋弹簧16的柱形腔15，所述螺旋弹簧支靠具有突出部 17A、 17'A的柱塞17、 17'A，所述突出部构成致动器的所述端部。致动器安装成在开关室中在位于单个平衡轴线两侧的接通位置和断开 位置之间摆动。该致动器的摆动运动同时致动这两个活动接触元件，以使 它们在打开极限位置和闭合极限位置之间枢转。本发明的有利布置可应用于每对活动接触元件和致动器。 通过这种有利布置，在这种两极开关中，当两个活动接触元件中的一 个保持粘结相应的固定接触元件，而另一个活动接触元件保持自由枢转时， 由于致动器自动返回接通位置，所以自由活动接触元件的枢转运动不会造 成将致动器误入断开位置的风险，该致动器自动返回接通位置是因为在致 动器的所述端部达到所述平衡轴线(或所述平衡点I)之前，粘结的活动 接触元件和致动器的所述互补的止挡装置互相纟荅接。
权利要求
1.一种电气开关(1)，包括致动器(10)，该致动器安装成在接通位置和断开位置之间摆动，所述接通位置和断开位置位于平衡轴线(X1)的两侧；以及活动接触元件(20)，该致动器(10)的一个端部(17A；17′A)沿该活动接触元件移动以使该活动接触元件在闭合位置和打开位置之间摆动，所述闭合位置和打开位置对应于所述致动器(10)的接通位置和断开位置，该开关的特征在于，所述致动器(10)和活动接触元件(20)包括互补的止挡装置(14；24)，所述互补的止挡装置包括两个弄圆的突起(14；24)，其中一个突起(24)在活动接触元件(20)上，另一个突起(14)在致动器(10)上，所述突起的弯曲止挡面(24A；14A)具有平行的切线(T，T′)，当所述致动器位于接通位置时，所述平行的切线相隔0.5mm-1mm的距离(d)；在该接通位置，致动器(10)的所述端部(17A；17′A)的在所述活动接触元件(20)上的接触区域(17B；17′B)与所述平衡轴线(X1)相距一定距离，该距离确定成使得，当所述活动接触元件(20)保持在闭合位置并且所述致动器(10)从接通位置向断开位置摆动时，在所述接触区域(17B；17′B)到达所述平衡轴线(X1)之前，致动器(10)的所述端部(17A；17′A)能在所述活动接触元件(20)上移动直至所述止挡装置(14；24)相互搭接。
2. 根据权利要求l所述的电气开关，其特征在于，平衡轴线(X1) 相对于致动器(10)的摆动角的对称轴(X2)偏斜，以使致动器(10)从 接通位置到断开位置的行程长于该致动器(10)从断开位置到接通位置的 行程。
3. 根据权利要求2所述的电气开关，其特征在于，所述平衡轴线 (XI)与所述对称轴(X2)之间的偏斜约为2。。
4. 根据权利要求l所述的电气开关，其特征在于，致动器的所述端 部(17'A)具有不对称的形状。
5. 根据权利要求4的电气开关，其特征在于，所述端部(17，A)具有凸轮轮廓，该凸轮轮廓具有长度和倾斜度不同的斜面，并朝向弄圓的顶 端会聚。
6. 根据权利要求5的电气开关，其特征在于，所述端部(17'A)的 所述接触区域U7'B)位于较长的斜面和所述弄圆的顶端相接合的位置。
7. 根据权利要求1所述的电气开关，其特征在于，该致动器(10 ) 包括供使用者使用的控制键(11)和一杆(13')，该杆(13，)具有在所述 活动接触元件上移动的自由端，并具有相对于所述控制键(11)的对称轴(X3)倾斜的对称轴(X4)。
8. 根据权利要求5所述的电气开关，其特征在于，所述杆(13')的 所述对称轴(X4)的倾斜角度约为2。。
9. 根据前述权利要求之一的电气开关，其特征在于，当所述致动器 位于接通位置时，所述弯曲止挡面(24A; 14A)的平行的切线(T; T，) 相距0.7mm-0.8mm的距离(d)。
10. 根据前述权利要求之一的电气开关，其特征在于，致动器(IO) 包括固定在杆(13; 13，)上的控制键(11)，该杆(13; 13，)包括容纳有 螺旋弹簧(16 )的柱形腔(15 )，该螺旋弹簧支靠具有突出部(17A; 17'A ) 的柱塞(17; 17')，所述突出部构成致动器的所述端部。
11. 根据前述权利要求之一的电气开关，其特征在于，所述活动接触 元件(20)包括金属叶片，该金属叶片在一端承载银质接触球(21)，所 述金属叶片安装成在金属条带(40)上摆动。
12. 根据前述权利要求之一所述的电气开关，其特征在于，该电气开 关是用于切断火线和零线的两极开关，该开关具有两个由单个致动器致动 的独立的活动接触元件(20),该单个致动器具有两个承载端并且仅具有 一个控制键。
全文摘要
本发明涉及一种电气开关(1)，该开关包括安装成在接通位置和断开位置之间摆动的致动器(10)，所述位置位于平衡轴线(X1)的两侧，该开关还包括活动接触元件(20)，该致动器的一个端部(17A)沿该活动接触元件移动以使之在对应于所述致动器的接通位置和断开位置的闭合位置和打开位置之间摆动。根据本发明，致动器和活动接触元件包括互补的止挡装置(14；24)，在接通位置，致动器的所述端部在所述活动接触元件上的接触区域(17B)与平衡轴线隔开一定距离，该距离确定成使得，当所述活动接触元件保持在闭合位置并且所述致动器从接通位置向断开位置摆动时，所述止挡装置能在所述接触区域到达所述平衡轴线之前相互搭接。
文档编号H01H21/18GK101159194SQ20071016168
公开日2008年4月9日 申请日期2007年9月28日 优先权日2006年10月5日
发明者E·雷茹, J·福里奥特 申请人:勒格朗法国公司;勒格朗合伙公司