電氣開關裝置的雙穩鎖定裝置的製作方法

2023-09-17 02:57:50 2

專利名稱：電氣開關裝置的雙穩鎖定裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於將接觸器、電路斷路器、接觸斷路器等低壓電氣開關裝置快速鎖定在安裝支架上的雙穩鎖定裝置。本發明還涉及包括這種鎖定裝置的開關。
背景技術：
眾所周知，電氣開關裝置通常在其背面含有鎖定系統，因而可以固定在安裝支架上，尤其在面板或外殼內。這種系統通常用於將該裝置鎖定到連接導軌上，連接導軌包括如水平的DIN導軌的部件，該部件是具有兩個相對邊緣的帽子形狀的部件且該部件是標準大小。與在板上使用連接螺釘的傳統鎖定系統相比，該系統的優點是更快、更靈活，使得使用者可以很容易地安裝裝置。一旦該裝置被鎖定，就可以容易地進行電連接。
通常，用於開關裝置的鎖定系統包括槽口或鎖定鉗口，該槽口或鎖定鉗口設置在該裝置背面的整個或部分寬度上以夾住導軌的頂部邊緣。鎖定系統還包括可以夾住導軌下部邊緣的鎖定部分，因此可以將該裝置與導軌相接觸地進行鎖定。鎖定部分可以手動或者使用彈性構件自動地在縮回位置(解鎖位置)和鎖定位置之間運動。在縮回位置，鎖定部分鬆開導軌；在鎖定位置，通過與裝置接觸地夾住導軌下部邊緣，鎖定部分使該裝置不能動。
為了固定裝置(即開關裝置)，使用者首先將該裝置的鉗口卡在導軌的邊緣上，然後啟動該鎖定系統的彈性構件，例如用工具或直接用傾斜面，因而可以隨意確定裝置與導軌下部邊緣接觸的位置。一旦將該裝置處於其正確位置，就釋放彈性構件，以將該裝置完全地鎖定在導軌上。
但是，這種類型的鎖定系統僅僅具有一個相應於鎖定位置的穩定位置。只有操作者對彈性構件一直地施加作用力，才有可能得到相應於解鎖位置的另一位置。
在永久固定多個裝置前，將這些裝置的鉗口定位在上邊緣上之後可以自由地移動這些裝置，有時是很有用的。這使得可以容易地調整它們彼此之間的精確位置。這樣，只有一件工具的操作者在定位兩個或多個裝置的相互位置時就遇上了困難，不得不同時將兩個鎖定系統保持在解鎖位置。這導致在裝配裝置時浪費時間。
因此，具有兩個穩定位置以在鎖定前該裝置可以不用工具而沿著導軌自由移動的系統就很有用。這種類型的解決辦法在文獻DE3513762、DE4003408、DE4011446、FR2666482、EP0978913、DE20216516中都具體描述過。但是，這些文獻中給出的系統通常用於輕便或小型的裝置，如模塊裝置，因此它們不適合於支撐大的裝置。
但是，在使用高額定功率的開關裝置的情況下，例如與100kW或更高功率的電機一起使用的低壓保護裝置和/或控制裝置，因為其重量可能對裝配和精確定位帶來困難，所以，具有穩定鎖定位置和穩定解鎖位置的雙穩系統的存在就更具有吸引力。更確切地說，有時幾個大裝置可能要同時固定在同一導軌上，尤其在預置兩個電機接觸器作為轉換器開關的情況下。

發明內容
因此，設計一種經濟並易於使用的雙穩鎖定裝置是有益的，該鎖定裝置要足夠可靠和穩固，對於所有類型的裝置尤其是高額定功率的開關裝置來說，能夠被有效地保持在導軌上就位。
為實現該目的，本發明描述了一種在安裝支架上鎖定電氣開關裝置的裝置，包括鎖定部分，該鎖定部分能夠在穩定的解鎖位置和穩定的鎖定位置之間沿著縱向軸線平動。在穩定的解鎖位置，該裝置從安裝支架被鬆開，在穩定的鎖定位置，該裝置被鎖定部分鎖定與安裝支架相接觸。該裝置包括一鎖閂，能夠繞著基本垂直於平動軸線的一擺動軸樞轉。該鎖閂設有制動構件，能夠與在鎖定部分中形成的互補構件相配合，將該裝置保持在解鎖位置。該裝置還包括設計用於將該裝置保持在鎖定位置的彈性構件，該彈性構件的第一端部靠在鎖定部分上，相反的第二端部靠在鎖閂上。
根據一個特徵，為了擺動該鎖閂並將該裝置移動到鎖定位置，該鎖閂包括一突片，該突片能夠從開關裝置的前面被致動。因此，由於該裝置的鎖定操作只包括從該裝置前部驅動該鎖閂的突片，所以該裝置的鎖定操作非常簡單。根據另一特徵，該鎖定部分形成有孔，在該孔中例如使用工具就能使該裝置處於解鎖位置。
根據本發明，鎖定部分、鎖閂和彈性構件是獨立部分，因而可以容易地用適合於各自受力的不同材料製造。而且，鎖定部分只能沿縱向軸線滑動。不象其它解決方法，由於獨立的鎖閂轉動以將鎖定部分保持在解鎖位置，本發明不需要通過在另一方向上的任何特定移動來卡配合(click fitting)或緊固鎖閉。這一特徵極大地提高了鎖定部分的強度並因而有助於將該裝置保持在鎖定位置。


其它特徵和優點將在下面參考作為例子給出並用附圖表示的實施例的詳細描述中顯現出，其中圖1是裝配了根據本發明的鎖定裝置的開關裝置的分解透視圖的簡化示意圖；圖2和3是分別處於鎖定位置和解鎖位置的鎖定裝置沿著前-後方向的豎直(縱向)平面的橫截面圖；圖4是穿過示例鎖定部分的水平(橫向)截面的示意圖。
具體實施例方式
參考附圖，電氣開關裝置包括基本為平行六面體形狀的外殼10，外殼10的後壁12有凹口13，安裝支架5將插入在凹口13中，安裝支架5本身裝在例如盒子、箱體或框架中。在所示的實施例中，安裝支架5是基本水平的DIN導軌，該導軌的橫截面是具有兩個相對邊緣的眾所周知的帽子形狀。凹口13頂部有斜槽或鉗口11，導軌5的上邊緣能夠裝配在鉗口11中，因而該裝置可以放在安裝導軌5上。一旦將該裝置放入該處，操作者仍然可以沿著導軌5移動它，尤其可以對其精確地定位。然後，為了固定該裝置，所需要的僅僅是用根據本發明的鎖定裝置夾住與該裝置相接觸的導軌5的底部邊緣。
該鎖定裝置包括細長的鎖定部分40，該鎖定部分40沿縱向(圖示為豎直)軸線平移地滑動，其頂端裝有凸頭41。該鎖定裝置具有兩個穩定位置鎖定部分40的凸頭41從導軌縮回的解鎖位置(圖3)，和鎖定部分40的凸頭41夾住與該裝置相接觸的安裝導軌5的下邊緣以使其被鎖住的鎖定位置(圖2)。參考圖4的例子，鎖定部分40由兩個外側部分46圍住中間縱向部分44組成，外側部分46基本垂直於中間部分44。外側部分46本身在每側向外延伸成縱向的壁，該縱向的壁形成與中間部分44平行的滑片43。
鎖定部分40的凸頭例如可以由沿著外側部分46的延長部分安裝的兩個橫向突片41組成，每個突片具有與安裝導軌5的下邊緣形成接觸以將其夾住(圖2)的斜面。鎖定部分40在凸頭41的兩個突片之間的中間部分44也延長成近似橫向(圖示為水平)的表面42。
縱向滑片43使得鎖定部分40可以在位於凹口13下部的外殼10的背面12中形成的相應縱向凹槽17中滑動，因而使得鎖定部分只沿著縱向軸線滑動。有益地，無需任何彈性部件來將鎖定部分40保持在給定位置，例如通過卡配合等。這樣設計簡單並容易用比塑料堅硬的硬材料如金屬來製造。其相對於該裝置僅有的自由度是由在相應凹槽17中裝入的滑片43控制的垂直運動。因而，它足夠穩固並很好地保持包括高額定功率的開關裝置的電氣裝置與導軌相接觸。
而且，鎖定部分40的中間部分44在靠近其下端處具有孔49，該孔49可以裝入工具，操作者可以用該工具輕易地向下拔出鎖定部分，使其進入解鎖位置。
該鎖定裝置還包括鎖閂30，鎖閂30由副臂32基本垂直於主臂31組成，其剖面形狀為倒L形。鎖閂30能夠繞著橫向(圖示為水平)的擺動軸樞轉，該橫向的擺動軸是通過主臂31兩側上向外延伸的兩個齒34來實現的。這些齒34裝配在該裝置背面12上設置的適當外殼(圖中未示)中。
因此，鎖閂30可以繞軸34在穩定的所謂縮回位置(相應於裝置的鎖定位置-圖2)和穩定的所謂向前位置(相應於裝置的解鎖位置-圖3)之間轉動。為了將該裝置保持在解鎖位置，鎖閂包括制動構件35，它與設置在鎖定部分40上的互補構件45相配合工作。在優選實施例中，這些制動構件由兩個銷35組成，銷35從主臂31沿著與副臂32相同的方向突出並處於副臂32的兩邊。鎖閂處於向前位置時，銷35被引入兩個相應的鎖定槽口45，例如在鎖定部分的滑片43中形成的孔。槽口45形成在滑片43中一定高度處，使得銷35裝入槽口時，鎖定部分40處於解鎖位置並被鎖閂30保持就位。
鎖定部分40不在解鎖位置時，銷35的端部與槽口45外的滑片43接觸摩擦，其效果是將鎖閂保持在縮回位置。在縮回位置，鎖閂30主臂31的頂部保持與傾斜平面14接觸。該傾斜平面14是為了該目的而形成在該裝置背面12中的。該平面14向上稍微傾斜並位於擺動軸34的上方。
同樣，在向前位置，鎖閂30主臂31的底部與傾斜平面15相接觸地靠在傾斜平面15上。該傾斜平面15是為了該目的而形成在該裝置背面12中的。該平面15向下稍微傾斜並位於擺動軸34的下方。因此鎖閂30繞擺動軸34的運動限定在這兩個傾斜平面14、15之間。銷35一裝入鎖定槽口45就得到了向前位置。例如，由於鎖閂30不直接作用在安裝導軌5上因此也不直接承受將裝置保持在導軌上所必需的力，所以，鎖閂30可以輕易地用模製塑料製成。不過，它也可以是金屬的。
鎖定部分40的中間部分44和兩個外側部分46組合形成用於安裝彈性構件20的空間47(見圖4)，彈性構件20沿著鎖定部分40的縱向位移軸線施加力。優選的，這些彈性構件由一個或多個普通的並且因而是經濟的螺旋壓縮彈簧20組成。所示實施例包括單個壓縮彈簧20，但是可以包括以相同方式處於空間47內的多個壓縮彈簧。
放在空間47中的壓縮彈簧20，由與鎖定部分40的面42接觸的一個端部21和與鎖閂30副臂32接觸的相反的第二端部22支撐。由於鎖閂30隻能繞著橫向的擺動軸轉動，所以彈簧20產生的縱向壓力主要作用在鎖定部分40上。
因此，採用根據本發明描述的辦法，簡單地通過改變彈簧20的類型和/或數量就可以方便地調整鎖定裝置將電氣裝置保持就位所施加的壓力，而不用調整鎖閂30或鎖定部分40。這樣，可以很容易地將該裝置適用於更重或更輕和不同數量的緊湊裝置。
該鎖定裝置如下操作該裝置在鎖定位置時(圖2)，通過與滑片43保持接觸的銷35端部使鎖閂30擋在縮回位置與傾斜平面14接觸，但是銷35不能防止鎖定部分移動。鎖閂的副臂32用作彈簧20底端22的基座。彈簧另一端21支撐在面42上並將鎖定部分40向上拉，直到齒41夾住導軌5。如果沒有導軌5，就在該裝置的背面12上形成擋塊16並且鎖定部分的面42與其接觸時就停止，因而限制彈簧20的運動距離。
為了從鎖定位置變到解鎖位置，操作者可以在孔49中插入工具並向下拉鎖定部分40。銷35面對槽口45時，在壓在副臂32上的彈簧20作用下，鎖閂30將移入向前位置，並且銷35會裝入鎖定槽口45，因而將鎖定部分40固定在該位置並穩定鎖定位置的解鎖位置。
由於根據本發明所設計的裝置，使得彈簧20在向下的方向上對圍繞擺動軸的副臂32施加的壓力的力矩大於彈簧20在向上的方向上對鎖定部分40的槽口45施加的壓力的力矩，所以鎖閂的向前位置是穩定的。這由於擺動軸和副臂32的中心(看作彈簧的支撐點)之間的距離d1大於擺動軸和銷35上槽口45的支撐點之間的距離(見圖3)。因此，無需施加任何外部操作，自然將鎖閂30推成與傾斜平面15接觸，並因而穩定處於向前位置中。
鎖閂30的主臂31延長超過該裝置下表面，以形成可以從裝置前面致動的突片39。為了從解鎖位置移到鎖定位置，操作者只須通過在前面施加操作向後推突片39，這具有將銷35從其槽口45解開的作用。鎖定部分40在彈簧20朝著鎖定位置的動作下解開並向上拉，而且鎖閂30移入穩定的縮回位置。施加在突片39上釋放銷35的力隨擺動軸和在突片39上施加壓力的點之間的距離而變。很容易選擇鎖閂30的大小使得可以通過在突片39上施加適當的推力就能使其擺動。
本發明還涉及裝有這種鎖定裝置的電氣開關裝置。根據另一特徵，一些裝置還具有幾個安裝孔18、19(見圖1)，這些孔可用於例如使用螺釘將它們固定在另一類型的安裝支架上，如安裝板上。因此，同樣的裝置可以很好地安裝在板型支架上，或安裝在導軌型支架上，這取決於使用者所需求的應用。本發明提出一種經濟的解決辦法，包括確定首先用於將鎖定部分拉到解鎖位置的鎖定部分40的中間部分44的孔49的形狀，因而使其適於用作一個安裝孔，以限定在該裝置中部件的數量。因此圖1中的例子示出了一個裝置，該裝置還可以用兩個可縮回的安裝孔18、19和鎖定部分40的孔49固定在安裝板上，連接通孔18、19靠近該裝置頂部邊緣，通孔49在該裝置底部的中間部分中。
很明顯，可以想到對細節進行其他變化和改善或者甚至可以設想使用等效構件，而不超出本發明範圍。
權利要求
1.一種鎖定裝置，用於在安裝支架(5)上鎖定電氣開關裝置，包括鎖定部分(40)，該鎖定部分(40)能夠著縱向軸線在穩定的解鎖位置和穩定的鎖定位置之間平動，在穩定的解鎖位置，該鎖定裝置從安裝支架(5)被鬆開，在穩定的鎖定位置上，該鎖定裝置被鎖定部分(40)鎖定在安裝支架(5)上，其特徵在於，該鎖定裝置包括鎖閂(30)，能夠繞著基本橫向的擺動軸(34)轉動，並且設有制動構件(35)，該制動構件(35)能夠與在鎖定部分(40)中形成的互補構件(45)相配合工作，而將該鎖定裝置保持在解鎖位置，彈性構件(20)，用來將該鎖定裝置保持在鎖定位置，該彈性構件(20)包括靠在鎖定部分(40)上的第一端部(21)和靠在鎖閂(30)上的相對的第二端部(22)。
2.根據權利要求1的鎖定裝置，其特徵在於，該彈性構件包括至少一個壓縮彈簧(20)。
3.根據權利要求1或2的鎖定裝置，其特徵在於，該鎖閂制動構件包括兩個銷(35)，該銷(35)能夠插入形成在鎖定部分(40)縱向側(43)上的兩個相應鎖定槽口(45)內。
4.根據權利要求3的鎖定裝置，其特徵在於，當鎖閂(30)不在解鎖位置時，鎖閂的銷(35)的端部保持與鎖定部分(40)的縱向側(43)接觸。
5.根據權利要求3或4的鎖定裝置，其特徵在於，在該鎖定裝置中，在解鎖位置，施加在鎖閂(30)上的壓力力矩大於施加在鎖定部分(40)鎖定槽口(45)上的壓力力矩，以保持解鎖位置的穩定性。
6.根據前述權利要求之一的鎖定裝置，其特徵在於，該鎖閂(30)包括突片(39)，該突片(39)能夠從該鎖定裝置前面被致動，使鎖閂(30)擺動而從解鎖位置移動到鎖定位置。
7.根據前述權利要求之一的鎖定裝置，其特徵在於，該鎖定部分(40)是金屬的。
8.根據前述權利要求之一的鎖定裝置，其特徵在於，該鎖閂(30)由塑料製成。
9.根據前述權利要求之一的鎖定裝置，其特徵在於，該鎖定部分(40)包括孔(49)，該通孔(49)用來通過工具致動處於解鎖位置的鎖定裝置。
10.一種電氣開關，其特徵在於，包括根據前述權利要求之一的至少一個鎖定裝置。
11.根據權利要求10的電氣開關，其特徵在於，還包括多個孔(18、19)，用來通過螺釘將電氣開關安裝到安裝支架，該鎖定部分(40)包括用來致動處於解鎖位置的鎖定部分的孔(49)，並且，通孔(49)被用作所述安裝孔(18、19、49)之一。
全文摘要
本發明涉及用於將電氣開關設備鎖定在安裝支架(5)上的鎖定裝置。該鎖定裝置包括能夠沿縱向軸線在穩定的解鎖位置和穩定的鎖定位置之間平動的鎖定部分(40)、能夠繞著基本橫向的擺動軸(34)轉動的鎖閂(30)和用於將該鎖定裝置保持在解鎖位置的彈性構件(20)。該彈性構件(20)的第一端部與鎖定部分(40)接觸，其相對的第二端部與鎖閂(30)接觸。該鎖閂包括制動構件(35)，與形成在鎖定部分(40)中的互補構件(45)配合工作，以將該鎖定裝置保持在解鎖位置。
文檔編號H02B1/052GK1534842SQ200410043090
公開日2004年10月6日 申請日期2004年3月29日 優先權日2003年3月27日
發明者阿蘭·莫魯克斯, 阿蘭 莫魯克斯 申請人:施耐德電器工業公司