用於電開關裝置的開關鎖的製作方法

2023-09-17 02:52:10

專利名稱：用於電開關裝置的開關鎖的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於例如斷路器、馬達斷路器或隔離開關等的電開關裝置的開關鎖。
背景技術：
從DE 10 2006 059 307 B3已知這種開關鎖。該開關鎖由接觸系統以及在軸承中樞轉的支撐杆、和掛鈎杆構成，該接觸系統具有至少一個固定觸點和在接觸支架上樞轉的至少一個可移動接觸片，接觸支架在開關裝置的接通(ON)位置使得觸點靠近固定觸點(210)並且在開關裝置的關斷(OFF)位置將觸點與固定觸點(210)隔離。此外，接觸系統具有曲杆，在其接頭應用了鎖止彈簧。在接通位置，該鎖止彈簧是緊繃的並且試圖經由曲杆的下部從固定觸點抬起接觸支架以及由此抬起彈性接觸片。然而，由於曲杆將自身撐在支撐杆上，所以接觸支架以及由此可移動接觸片保持在它們的位置。可移動接觸片經由接觸支架的接觸壓力彈簧被推進開關裝置的固定觸點上的接通位置。開關鎖具有三個開關位置:在接通位置，曲杆被穿過；在一側，曲杆將自身撐在支撐杆上；在另一側，曲杆被連到接觸支架。在開關裝置的接通位置，把手以這樣一種方式拉緊鎖止彈簧:施加至彎曲接頭的彈力保持彎曲接頭與在穿過位置的彎曲接頭擋塊相互作用。如果電開關裝置經由把手被關斷，則鎖止彈簧力的作用方向通過以將曲杆接頭朝向扣合移動的方式改變把手的位置而被改變。支撐杆不移動，其使得曲杆以以下方式抬起接觸支架和可移動接觸片:可移動接觸片的觸點失去與固定觸點的連接並且被提升。在電開關裝置的關斷位置的鎖止彈簧的力防止可移動接觸片退回至固定觸點。在出現諸如短路的電開關裝置的不期望的工作狀態的情況下，掛鈎杆打開以使得在一側樞轉的支撐杆不再在軸承上樞轉的另一側上找到支撐。經由曲杆的下部，鎖止彈簧現在拉動接觸支架和由此拉動可移動接觸片從固定觸點離開。該效果通過作用的電動力被放大。即使曲杆仍然處於穿過位置，觸點也相互隔離。電開關裝置由此既不處於接通位置也不處於關斷位置，而是處於TRIGGERED位置(被觸發的位置)。為了再次接通開關裝置，必須首先將開關裝置置於關斷位置。這是在曲杆扣合時的位置。在關斷位置，鎖止彈簧將彎曲接頭拉遠至與穿過位置的擋塊相反的後側，以使得由於被擋塊限制的接觸支架的打開路徑而將力施加至支撐杆，從而再次利用掛鈎杆將支撐杆鎖定就位。開關裝置現在準備再次被接通。具有曲杆的開關鎖的上述原理還可從一系列其它文件中得知，諸如US3，614，685或TO03/009324A1。這種曲杆系統具有以下優點:可以利用相對小尺寸的杆來控制強作用力。與曲杆的特定運動學有關，與其相關聯的低慣性具有在觸發或關斷的情況下快速打開的優點。然而，所述的所有曲杆系統需要大量部件和複雜的結構，從而導致組件費用的增力口，由此導致高成本，並且不允許期望的緊湊開關鎖設計
發明內容
因此，本發明的目的是提供一種在保持或改善開關動力的同時克服現有技術的上述缺點的開關鎖。本發明所基於的任務通過權利要求1的特徵的組合來解決。優選實施例可以在從屬權利要求中找到。由本發明者設計的開關鎖的特徵在於省略了曲杆並且提出可樞轉接觸支架撐在支撐杆上的一種結構，其中，由於適當的尺寸和設置，僅一個彈簧執行在現有技術已知的開關鎖的鎖定彈簧的任務和接觸壓力彈簧的任務。本發明的另一個目的是提供一種用於一個或多個電流相的電開關裝置，其可以以低成本製造並且具有緊湊結構。本發明所基於的另一個任務通過權利要求4和5的特徵的組合來解決。本發明者所設計的電開關裝置的特徵在於包含一個或多個具有權利要求1的特徵的組合的根據本發明的電開關裝置。根據本發明，可移動接觸片被安裝至接觸支架以使得其可旋轉。彈簧作用於該接觸支架。接著，該彈簧附接至可以通過把手移動來使開關裝置接通或關斷的組件。接觸支架利用第一端部固定以使其可以旋轉，而在電開關裝置的接通和關斷狀態利用第二端部將自身支撐在固定的支撐杆上以使得其可以單向旋轉。在關斷位置，彈簧將可移動接觸片保持在打開位置，即，可移動接觸片從固定觸點抬起。彈簧具有在現有技術已知的彈簧鎖的鎖止彈黃的功能。如果將把手移動至接通位置，則彈簧與由把手移動的組件的耦合點改變以使得彈簧現在將可移動接觸片拉至固定觸點上。彈簧現在用作接觸壓力彈簧。在出現諸如短路的電開關裝置的不期望的工作狀態的情況下，支撐杆圍繞其可樞轉耦合點旋轉，以使得單向可樞轉的接觸支架不再在可樞轉軸承的相對側上找到支撐。彈簧現在拉動接觸支架和由此可移動接觸片離開固定觸點。該效果通過作用的電動力而放大。接觸支架的形狀被設計並且可移動接觸片以可旋轉方式固定至接觸支架，以使得在彈簧被觸發的情況下，可樞轉接觸片的軸承位置落入彈簧的作用線以下。彈簧由此拉動可移動接觸片更加遠離固定觸點。在接通和關斷位置，電開關裝置由此處於更遠的第三開關位置，即被觸發的位置。該被觸發的位置的特徵在於，開關裝置不能立即從該位置再次進入接通位置。首先，接觸支架必須被放回至可以將自身支撐在支撐杆上的位置。在沒有有意識的行為的情況下，開關裝置不能再次被接通。對於根據本發明的開關鎖，需要較少的部件，特別地不需要曲杆並且僅需要一個彈簧，該彈簧完成了鎖止彈簧和接觸壓力彈簧的任務。在優選實施例中，該彈簧是螺旋拉伸彈簧。本發明者所設計的電開關裝置的特徵在於它們包含一個或多個根據本發明的電
開關裝置。如果電開關裝置是多相開關裝置，則可以針對每個相設置根據本發明的開關鎖。該變形的優點在於分離觸點所花費的較短的觸發時間，這是因為移動的體積小並且相關開關鎖的慣性力矩小，從而容易克服相關開關鎖的慣性力矩。較短的觸發時間導致較低的接觸應變，這可以被認為是另外的優點。 然而，還可以針對各相將一個或幾個可移動接觸片固定至單個接觸支架。在該情況下，相的觸發將接頭接觸支架置於關斷位置，並且所有可移動接觸片幾乎同時從相關固定觸點抬起。在該變形中，優點在於進一步降低所需的部件數量，從而導致進一步降低了組件費用並進一步降低成本。


通過附圖中所示的實施例更詳細地說明本發明，其中:圖1是根據現有技術的開關鎖的圖。圖2是根據本發明的開關鎖的圖。圖3是處於關斷位置的根據本發明的開關鎖的圖。圖4是處於接通位置的根據本發明的開關鎖的圖。圖5是觸發時的根據本發明的開關鎖的圖。圖6是處於被觸發的位置的根據本發明的開關鎖的圖。
具體實施例方式圖1示出根據現有技術的開關鎖(100)的原理。開關鎖由具有固定觸點(210)和可移動接觸片(220)的接觸系統(200)構成，可移動接觸片(220)以可旋轉的方式通過接觸片軸承(310 )固定至接觸支架(300 )。在開關裝置的接通位置，可移動片(220 )的接觸板(225)和固定觸點(210)的接觸板(215)之間的接觸閉合，如圖1中的虛線所示。在圖1中的實線所繪製的關斷位置，可移動接觸片(220)的接觸板(225)和固定觸點(210)的接觸板(215)之間的接觸打開。接觸支架(300)在一側經由下部曲杆接頭(740)以可旋轉方式固定至由下部曲杆(710)、曲杆接頭(720)和上部曲杆(730)構成的曲杆系統(700)，並且在另一側經由可旋轉接觸支架軸承固定至開關鎖(100)的框架。接著，曲杆接頭(700)經由可旋轉的上部曲杆接頭(750)支撐在支撐杆(500)上。該支撐杆(500)以其第一端部通過支撐杆軸承(510)可旋轉的方式固定至開關鎖(100)的框架。由於曲杆系統(700)，在方向z上將力施加至支撐杆(500)。在接通和關斷位置，掛鈎杆(600)利用其第一端部將支撐杆保持在其第二端部。掛鈎杆(600)以第二端部通過掛鈎杆軸承(610)可旋轉的方式固定至開關鎖(100)的框架。鎖止彈簧(410)作用於曲杆接頭(720)。鎖止彈簧(410)以其第二端部耦合至可移動傳動系統(150)。傳動系統(150)的彈簧耦合點可以從其接通位置(160)移動至其關斷位置(170)，反之亦然。如果傳動系統的彈簧耦合點處於關斷位置(170)，則鎖止彈簧(410)的力以其被拉向扣合位置的方式作用於曲杆接頭(720)。這打開觸點(215，225)或者將它們保持在打開位置。如果傳動系統的彈簧耦合點處於接通位置(160)，則鎖定彈簧(410)的力以其被拉向拉緊位置抵靠擋塊的方式作用於曲杆接頭(720)。這閉合觸點(215，225)或者將它們保持在閉合位置。在觸點(215，225)的閉合位置，接觸壓力彈簧(420)以將可移動接觸片(220)的接觸板(225)推向固定觸點的接觸板(215)的方式，在可移動接觸片(220)上在接觸支架(300)和可移動接觸片(220)之間動作。在出現諸如短路的電開關裝置的不期望工作狀態的情況下，掛鈎杆(600)通過在箭頭的方向上在掛鈎杆軸承(610)上樞轉來打開。在支撐杆軸承(510)中在其第一端部上樞轉的支撐杆(500)由此不再在其第二端部找到支撐並且在方向z上打開。經由下部曲杆(710)，鎖定彈簧(410)現在拉動接觸支架(300)並由此拉動可移動接觸片(220)，從而使可移動接觸片(220)的接觸板遠離固定觸點(210)。該效果通過作用的電動力而放大。即使曲杆系統(700)仍然處於穿過位置，觸點(215，225)也相互隔離。由此，電開關裝置既不處於接通位置也不處於關斷位置，而是處於兩個其它位置之間的被觸發位置。為了再次接通開關裝置，必須首先將其置於關斷位置。曲杆系統(700)由此扣合。在關斷位置，鎖止彈簧(410)將曲杆接頭(720)拉遠至與該穿過位置的擋塊相對的後側，以使得由於被擋塊(320)限制的接觸支架的打開路徑而將力施加至支撐杆(500)，從而再次利用掛鈎杆(600)將支撐杆鎖定就位。開關裝置現在準備再次被接通。圖2示出本發明者設計的開關鎖(100)的原理。開關鎖(100)在打開的關斷位置由實線繪製，以及在閉合的接通位置由虛線繪製。在接通位置，接觸系統(200)的固定觸點(210)和可移動接觸片(220)相互接觸。彈簧(400)作用於可移動接觸片(220)和彈簧耦合點(160)，彈簧耦合點(160)通過傳動系統(150)可移動。可移動接觸片(220)經由接觸支架軸承(305)與接觸支架(300)連接以使得可移動接觸片(220)可以旋轉。接觸支架(300)本身經由接觸支架軸承(305)以第一端部連接至開關鎖(100)的框架以使得接觸支架(300)可以旋轉。利用其另一端部，接觸支架(300)將自身支撐在支撐杆(500)上。在彈簧耦合點的接通位置(160)，彈簧(400)在鎖定方向、即在朝向固定觸點(210)並與z方向相反的方向上向可移動接觸片(220)施加力。處於該位置(160)的彈簧(400)由此用作接觸壓力彈簧(420)。如果彈簧耦合點的位置從接通位置(160)改變為關斷位置(170)，則彈簧(400)的作用的方向改變以使得其在打開的方向、即z方向上作用。可移動接觸片(220)由此從固定觸點(210)抬起並且保持在打開的關斷位置。圖3在側視圖中示出處於關斷位置的根據本發明的開關鎖(100)的原理。彈簧耦合點(170)處於關斷位置，並且彈簧(400)將可移動接觸片(220)拉至打開位置，抵靠擋塊(230)。接觸支架(300)利用其上端部(如在z方向上所看到的)將自身支撐在支撐杆(500)上。圖4在側視圖中示出處於接通位置的根據本發明的開關鎖(100)的原理。彈簧耦合點(160)在箭頭的方向上被置於接通位置(圖3)。彈簧(400)現在將可移動接觸片(220)拉至閉合位置，抵靠固定觸點(210)。圖5在側視圖中示出觸發時的根據本發明的開關鎖(100)的原理。彈簧耦合點
(160)處於接通位置。彈簧(400)將可移動接觸片(220)拉至閉合位置，抵靠固定觸點(210)。支撐杆(500)如箭頭所示圍繞其支撐杆軸承(510)旋轉，但是仍然在其上端部支撐接觸支架(300),如在z方向上所看到的。圖6在側視圖中處於被觸發的位置的根據本發明的開關鎖(100)的原理。支撐杆(500)如箭頭所示(圖5)圍繞其支撐杆軸承(510)旋轉如此遠，以至其不再支撐接觸支架(300)。彈簧(400)在相反方向X上施加力，以使得支撐支架(300)利用其接觸片軸承(310)傾斜至相反方向X。由於接觸支架(300)的L形狀和在L的短邊上的接觸片軸承(310)的設置，並且由於接觸支架軸承的設置，可移動接觸片(220)打開並且失去與固定觸點(210)的接觸。彈簧(400)利用其在傳動系統(150)和可移動接觸片(220)上的耦合點(160，240)來加強該移動。作用的電動力也在同一方向上作用，以使得觸點(210，220)非常迅速地打開。可移動接觸片(220)和接觸支架(300)的打開移動由擋塊(230，320)限制。僅針對單相裝置說明了本發明。類似地，本發明可以明顯地用於多相開關裝置。附圖標記的列表100開關鎖150傳動系統160處於接通位置的彈簧耦合點的位置170處於關斷位置的彈簧耦合點的位置200接觸系統210固定觸點215固定觸點的接觸板220可移動接觸片225可移動觸點的接觸板230可移動接觸片的擋塊240彈簧在可移動接觸片上的耦合點300接觸支架305接觸支架軸承310接觸片軸承320接觸支架擋塊400 彈簧410鎖止彈簧420接觸壓力彈簧500支撐杆510支撐杆軸承600掛鈎杆610掛鈎杆軸承700曲杆系統710下部曲杆720曲杆接頭730上部曲杆740下部曲杆接頭750上部曲杆接頭760 擋塊
權利要求
1.一種用於電開關裝置(10)的開關鎖(200)，該開關鎖具有接觸系統(200)和在軸承(510)中樞轉的支撐杆(500)，所述接觸系統(200)具有至少一個固定觸點(210)和在接觸支架(300 )上樞轉的至少一個可移動接觸片(220 )，所述可移動接觸片(220 )在所述開關裝置的接通位置將觸點閉合至所述固定觸點(210)並且在所述開關裝置的關斷位置將觸點與所述固定觸點(210)隔離，所述開關鎖(200)還具有彈簧，其特徵在於， 所述彈簧(400)的尺寸和安裝的方式使得所述彈簧在所述接通位置生成所需的接觸力，並且在關斷的情況下加速所述可移動接觸片(220)的關斷移動。
2.根據權利要求1所述的開關鎖(100)，其特徵在於，所述彈簧(400)被實現為螺旋拉伸彈黃。
3.根據權利要求1或2所述的開關鎖(100)，其特徵在於，所述接觸支架(300)是L形，接觸片軸承(310)位於接觸支架軸承(305)和從L的短邊至長邊的轉折之間的、L的短邊上。
4.一種電開關裝置，其特徵在於，在所述電開關裝置利用多個固定觸點(210)和多個可移動接觸片(220)而具有多相的情況下，在各相中具有根據上述權利要求之一所述的開關鎖(100)，該開關鎖(100)能夠獨立於其他開關鎖(100)而觸發。
5.一種電開關裝置，其特徵在於，在所述電開關裝置利用多個固定觸點(210)和多個可移動接觸片(220)而具有多相的情況下，在僅具有一個根據上述權利要求之一所述的開關鎖(100)的電開關裝置中，所有所述可移動接觸片(220)在幾乎同時關斷的情況下與所述可移動接觸片(220)所分配的固定觸點隔離。
全文摘要
本發明涉及一種用於例如斷路器、馬達斷路器或隔離開關等的電開關裝置(10)的開關鎖(100)。本發明提出了一種改進的開關鎖，其可以利用較少的部件和較低的成本來實現。此外，本發明提出了一種具有根據本發明的開關鎖的電開關裝置。由於彈簧耦合點(160，170)的適當設置和適當的彈簧尺寸，以及接觸片支架(300)的適當幾何設計，根據本發明的開關鎖可以在沒有單獨的鎖止彈簧和接觸壓力彈簧的情況下工作，因為它們的功能合併在一個彈簧(400)中。
文檔編號H01H5/08GK103180925SQ201180035988
公開日2013年6月26日 申請日期2011年7月21日 優先權日2010年7月23日
發明者G·弗萊曼, V·海因斯, D·科赫, B·扎伯羅基 申請人:伊頓電氣Ip兩合公司