CN101038804A - 具有简化的显示系统的过压保护装置及相应的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了具有简化的显示系统的过压保护装置及相应的制造方法。该用于保护电气设备免受过压的装置(1)包括:至少一个保护部件(2),和能够从保护部件(2)连接到电气设备的关闭结构运动至保护部件(2)与电气设备断开的打开结构的断路部件(3),以及能够指示所述断路部件(3)的结构的信号发出部件(5),其中断路部件(3)和信号发出部件(5)分别包括活动断路元件(4)和活动信号发出元件(12),这两个活动元件设置为,当从关闭结构向打开结构运动时,所述活动断路元件(4)能够根据第一轨迹作转动运动,并与活动信号发出元件(12)配合,从而驱动活动信号发出元件沿着与第一轨迹不同的第二轨迹作转动。
Description
技术领域
本发明涉及用于保护电气设备和装置免受电气过压(特别是瞬时过压,尤其由雷电引起的瞬时过压)的装置的通用技术领域。
本发明更具体涉及一种用于保护电气设备免受过压的装置,该装置包括用于连接到所述电气设备的至少一个保护部件,能够从保护部件连接到电气设备的关闭结构改变至所述保护部件与所述电气设备断开的打开结构的断路部件,以及能够指示所述断路部件的结构的信号发出部件,其中断路部件和信号发出部件分别包括活动断路元件和活动信号发出元件,其中活动断路元件在从关闭结构向打开结构运动时能够根据第一轨迹作转动运动。
本发明还涉及用于生产一种装置的方法,该装置用于保护电气设备免受过压,其中所述装置包括:用于连接到所述电气设备的至少一个保护部件,能够从保护部件连接到电气设备的关闭结构改变至所述保护部件与所述电气设备断开的打开结构的断路部件,以及能够指示所述断路部件的结构的信号发出部件,其中断路部件和信号发出部件分别包括活动断路元件和活动信号发出元件,其中活动断路元件在从关闭结构向打开结构改变时能够根据第一轨迹作转动运动。
背景技术
公知使用一种保护装置,该保护装置能够保护电气或电子装置免受例如由雷电引起的过压。
这些保护装置通常包括一个或多个过压保护部件,例如变阻器或火花隙。通常,这些保护部件具有两个能够使它们连接到待保护设备上的端子。当保护部件受到高于预定阈值的电压时,它们能够将默认电流(default current)引向大地,同时将过压限制为与连接到其上的设备或装置的容量匹配的值。这些部件和装置通常用术语“浪涌保护器”或“避雷器”来表示。
在失效的情况下,特别是在它们寿命的末期,保护部件可能会受到能够对设备导致严重损害并给使用者带来危险(例如引起火灾)的极大发热。
这就是为什么过压保护装置通常设有热断路部件。这些热断路部件将要在保护部件过热的情况下将保护部件与待保护的电气设备隔离。将有缺陷的保护部件和与之连接的设备分离可抑制导致发热的电源,并因此防止出现温度过度升高或限制温度过度升高的有害后果。
通常,热断路部件包括对于由保护部件释放的热敏感的元件,例如可熔化焊料,该可熔化焊料在正常操作中将例如金属弹簧页片的导体断路元件保持为与所述保护部件的其中一个端子接触。朝向所述断路元件与所述端子分离的打开位置向所述断路元件施加预应力,从而当热敏感元件在保护部件的很大发热的作用下释放断路元件时,所述断路部件运动并使得电路开路。
当热断路部件被致动时,它们将保护部件与待保护的电气设备隔离,从而所述保护部件不能传导默认电流且不再执行其保护所述电气设备的功能。
这就是为什么必须警告使用者热断路部件的任何致动,从而使用者能够更换有缺陷的装置以继续保护设备。
为此,公知在过压保护装置中集成(integrate)信号发出部件,该信号发出部件指示与保护部件关联的断路部件的状态。
具体的说,公知使用可视信号发出部件,例如与位于保护部件安装在其内的壳体的可视表面上的窗口相对的红色表面,该部件在热断路部件被致动时显示警告光。因此,当使用者检查包括保护装置的电气面板时,使用者会立即得知装置的状态并能够在必要时执行更换操作。
具体的说,公知将使用柔性弹簧页片的断路部件与相对于包含保护部件的壳体的其中一个表面可平移安装的信号发出滑动件接合,所述滑动件当弹簧页片弯曲时至少部分地位于弹簧页片的自由端的路径上。因此,当保护部件被断开时,弹簧页片的自由端能够与滑动件干涉,从而在滑动件上施加应力并推动滑动件沿着大致与所述自由端自身的轨迹相切的轨迹平移。
尽管它们通常是令人满意的,但这些现有技术的装置具有明显的缺点。
实际上,实施该滑动件需要生产具有复杂形状、小尺寸和严格公差的部件,具体是为了引导元件运动。这些部件自身难以生产和组装,这将增加配备这些滑动件的设备的生产成本。
另外,现有技术的装置常常存在关于断开的可靠性的问题,这是由于信号发出滑动件上的阻止断路部件打开的阻力。实际上,滑动件受到阻止其运动的摩擦力,并且它甚至可能在壳体的高度上由于咬合或卡合而被阻滞,这具有阻碍、延缓或甚至过早阻止断路页片的运动的作用。因此,在信号发出部件严重失效的情况下,它们能够阻止有缺陷的部件的有效断路,由此导致其严重发热,或甚至是设备的短路。
另外,常常由于断路页片的小表面元件或边缘与滑动件的小表面元件接触处的线性接合而产生在现有技术装置的断路页片和信号发出滑动件之间的运动连接。该小面积的连接会使其存在意外错位的危险,特别是当装置受到振动或冲击时更是如此,这种错位会导致连接的裂开并因此发出随机或错误的信号,这些信号不反映装置的真实状态。另外,该连接的精细度使其对组成元件在生产中的尺寸变化特别敏感,从而在生产和/或组装过程中必须要有严格规定。
发明内容
因此本发明的目的是克服上述各种缺点,并提供一种新型装置,用于保护电气设备免受过压,其中信号发出部件的设计特别简单可靠。
本发明的另一目的是提供一种过压保护装置,该过压保护装置的安全机构在保护部件失效的情况下特别可靠。
本发明的另一目的是提供一种其生产特别简单、廉价的新型过压保护装置。
本发明的另一目的是提供一种用于生产过压保护装置的方法,该过压保护装置特别简单廉价。
本发明的目的通过用于保护电气设备免受过压的装置来实现,该装置包括将要连接到所述电气设备的至少一个保护部件,能够从所述保护部件连接到所述电气设备的关闭结构改变至所述保护部件与所述电气设备断开的打开结构的断路部件,以及能够显示所述断路部件的结构的信号发出部件,其中所述断路部件和所述信号发出部件分别包括活动断路元件和活动信号发出元件,所述活动断路元件在从所述关闭结构向所述打开结构运动时能够沿着第一轨迹作转动运动,所述装置的特征在于,当从所述关闭结构向所述打开结构改变时,所述活动断路元件与所述活动信号发出元件配合从而驱动所述活动信号发出元件沿着与所述第一轨迹不同的第二轨迹作转动。
本发明的目的还通过一种方法来实现,该方法用于生产保护电气设备免受过压的装置,其中所述装置包括:将要连接到电气设备的至少一个保护部件,能够从所述保护部件连接到所述电气设备的关闭结构改变至所述保护部件与所述电气设备断开的打开结构的断路部件,以及能够指示所述断路部件的结构的信号发出部件,其中所述断路部件和所述信号发出部件分别包括活动断路元件和活动信号发出元件,其中所述活动断路元件在从所述关闭结构向所述打开结构改变时能够根据沿着第一轨迹的转动运动来运动,所述方法的特征在于,该方法包括:设置步骤(a),其中所述活动断路元件相对于所述活动信号发出元件设置,从而当从所述关闭结构向所述打开结构改变时,所述活动断路元件与所述活动信号发出元件配合从而驱动所述活动信号发出元件沿着与所述第一轨迹不同的第二轨迹作转动。
附图说明
通过阅读以下描述,并借助仅用于说明而非限制性目的提供的附图将更详细地明白本发明的其它特征和优点,在附图中:
图1示出了根据本发明的保护装置的立体剖视图,其中断路部件处于关闭结构;
图2示出了图1的保护装置从不同角度的立体剖视图,其中断路部件也处于关闭结构;
图3示出了图1的装置的前视剖视图,其中断路部件处于关闭结构;
图4示出了根据图3的保护装置的立体剖视图,其中断路部件处于关闭结构;
图5示出了图3的装置的前视剖视图,其中断路部件处于打开结构;
图6示出了根据本发明的装置的另选实施例的前视剖视图,其中断路部件处于关闭结构;
图7示出了图6的装置的前视剖视图,其中断路部件从关闭结构运动到打开结构;
图8示出了根据本发明的装置的另选实施例的前视剖视图,其中断路部件处于关闭结构;
图9示出了图8的装置的前视剖视图,其中断路部件从关闭结构运动到打开结构。
具体实施方式
根据本发明的过压保护装置1将要旁路联接(或“并联”)到待保护的电气设备。
术语“电气设备”指的是能够经受电压扰动(尤其是由雷电引起的瞬时过压)的任何类型的电力设备或网络。
因此电气设备过压保护装置1可以有利地为避雷器。
根据本发明的过压保护装置1有利地将要置于待保护的设备的一相和地之间。也可以在不超出本发明的范围的情况下设想,装置1不是并联在一相和地之间,而是在中性导体和地之间、所述相和中性导体之间或两相之间连接(差动保护)。
根据本发明的保护装置1包括将要电气连接到所述电气设备从而保护该电气设备免受过压(尤其是瞬时过压)的至少一个保护部件2。在下面的描述中,考虑由变阻器形成各过压保护部件2,应理解只是以示例的方式指出使用变阻器,而绝不是构成对本发明的限制。
更通常的是,根据本发明的过压保护装置当受到高于预定阈值的电压时,能够将默认电流传导至地,同时将过压限制到与设备的容量匹配的值。
所述变阻器优选为大致扁平的长方体形状,并配备有两个电源端子15、16。
保护装置1还包括尤其是在所述变阻器2失效的情况下能够确保变阻器2与电气设备电气断开的断路部件3。更具体的说,断路部件3优选是热敏的,而且如果保护部件2过度发热,则断路部件3在释放的热量的作用下能够被致动。
因此,断路部件3能够从保护部件2连接到电气设备的关闭结构变化到所述保护部件2与所述电气设备断开的打开结构。
术语“关闭结构”是指保护装置1的如下状态,其中变阻器2电气连接到待保护的电气设备上,即其中变阻器2的电源电路关闭。为了简洁起见,以下将认为术语“关闭结构”将无差别地应用于保护装置1的整体、断路部件3或构成装置1的任何其它元件(当它们处于与其中变阻器2连接到待保护的电气设备的状态相对应的状态时,即当断路部件处于关闭结构时)。
术语“打开结构”是指保护装置1的如下状态,其中变阻器2被与待保护的电气设备隔离,即其中变阻器2的电源电路开路。为了简洁起见,以下将认为术语“打开结构”将无差别地应用于装置整体、断路部件3或构成装置1的任何其它元件(当它们处于与其中断路部件处于打开结构状态相对应的状态时)。
根据本发明的重要特征,断路部件3包括活动断路元件4,该活动断路元件4在从关闭结构变化到打开结构时能够根据沿着第一轨迹的转动运动而运动。
为此,活动断路元件4优选地由弹簧部件施加预应力,该弹簧部件在所述活动断路元件上施加趋于使其回到其打开结构的力。
优选地在平行于变阻器2的其中一个主延伸表面的平面中基本实现活动断路元件4的转动运动。另外,所述活动断路元件的轨迹能够基本包含在由变阻器2投影在所述轨迹的平面内的轮廓所限定的极限内。因此,活动断路元件4的布置尤其能够有效地利用可用空间并限制装置1的总体体积。
根据本发明的保护装置1还包括能够指示断路部件3的结构的信号发出部件5。更具体的说,该信号发出部件用于通过指明保护装置1是处于打开结构还是处于关闭结构来通知使用者。
根据本发明的装置1优选地包括绝缘壳体6,其中安装有保护部件2,该绝缘壳体6还可以包含断路部件3和信号发出部件5。所述壳体6例如可以通过上面有盖的中空体形成,或通过在壳体的对称平面处连接的两个基本对称的侧面板形成。
装置1能够有利地包括分别形成第一连接元件7和第二连接元件8的两个传导元件,所述元件优选地被容纳在壳体6中,从而它们能够将装置1连接到待保护的电气设备上。
信号发出部件优选地包括可视指示器10,该指示器10能够定位成与设置在壳体6中的显示窗口11相对。例如,信号发出部件在保护装置1处于关闭结构时可具有与显示窗口11相对的第一绿色表面元件,而在保护装置处于打开结构时具有与窗口11相对的第二红色表面元件,以替代绿色元件。当然,信号发出部件不必限于可视信号发出,而是能够包括例如能够提供远程信号(尤其是电信号)的其它元件,例如微开关,而不超出本发明的范围。
根据本发明,信号发出部件5包括当从关闭结构变化到打开结构时能够进行转动运动的活动信号发出元件12。
有利的是,例如使用转动运动来实现被调节的滑动枢转型连接可以简化所述活动信号发出元件的引导,以消除由于卡合而引起的阻滞危险,并限制由于摩擦而引起的运动阻力。
优选的是,活动断路元件4和活动信号发出元件12将被定位成与变阻器2的同一表面相对且它们的轨迹将基本上共面。因此,有利的是可以优化装置1的体积。
另外,根据本发明的重要特征,活动断路元件和活动信号发出元件被设置为使得当从关闭结构向打开结构改变时,所述活动断路元件4与所述活动信号发出元件12配合以将所述活动信号发出元件12沿着与所述活动断路元件4所经过的第一轨迹不同的第二轨迹转动地驱动。
术语“配合”指的是活动断路元件4尤其是当从关闭结构向打开结构改变时,能够将马达能量传递给活动信号发出元件12,从而驱动活动信号发出元件12转动。更具体的说,活动断路元件4能够将尤其是马达转矩的力传输给活动信号发出元件12,所述力能够使得所述活动信号发出元件运动。
因此,活动断路元件4和活动信号发出元件12优选地具有由作用在所述活动断路元件4上的回复部件形成的公共能量源。
另外,活动信号发出元件12沿着与活动断路元件4所经过的轨迹不同的轨迹运动的情况能够有利地使信号偏移,尤其是在壳体6的可视表面的高度上,在所述壳体远离所述可视表面的位置中发生断开时。
根据优选的可选方案,断路部件3包括弹簧页片14,也被称作“断路页片”,该弹簧页片的自由端能够在从关闭结构改变到打开结构的过程中弹性弯曲。
弹簧页片14是导电的,且被设置为能够将连接元件7、8的其中一个电气连接到变阻器2的电源端子15、16的其中一个。更具体的说,当断路部件3处于关闭结构时,弹簧页片14的自由端由可熔化焊料20保持预应力,该可熔化焊料20优选地在弹簧页片的自由端和端子15、16的其中一个之间产生直接连接。预应力优选地在关闭结构中由所述弹簧页片的弹性变形获得。
下面,认为关闭结构是这样的结构,其中断路页片14连接到电源端子15,但这并不构成对本发明的限制。
另外,根据优选实施例,断路页片14连接到其上的所述电源端子15优选地大致位于变阻器2的主延伸表面的中央。
因此,如果变阻器2过度发热,则能够将足够的热能传输到可熔化焊料20以使其尤其是通过熔化裂开,从而释放弹簧页片14的自由端,而后弹簧页片14的自由端在弹性回复应力的作用下弯曲并离开变阻器的与其连接的端子15。
因此活动断路元件4有利地布置为当它从关闭结构占据的位置运动到打开结构占据的位置时能够通过将活动触点与固定触点分离而打开保护部件2的电源电路。
为了使得活动断路元件4能够将运动传输到活动信号发出元件12,这两个活动元件优选地通过在它们之间产生运动连接的传输部件接合。所述连接可以是永久的、暂时的或断续的,这些都不超出本发明的范围。当从关闭结构运动到打开结构时优选是大致连续的。
传输部件可以具体地包括用于通过连杆组件传输运动的系统、用于通过摩擦与所述活动部件直接或间接接合的系统,或齿轮系统,在齿轮系统中,例如由活动断路元件4承载的齿冠状元件与固定连接到活动信号发出元件12上的小齿轮配合。
然而,根据优选实施例,活动信号发出元件12包括凸轮21,活动断路元件4能够抵靠该凸轮21滑动,从而在从关闭结构运动到打开结构时驱动所述凸轮21转动。
有利的是凸轮型元件实际上结合了生产简单、组装容易和操作强度。
在特别有利的方式中,所述凸轮21由设在活动信号发出元件12高度处的斜坡22形成。
根据一优选实施例,弹簧页片14的自由端的点14A将与斜坡22滑动接触。
因此,根据本发明的重要特征,活动断路元件和活动信号发出元件被设置为使得在从关闭结构运动到打开结构时,活动断路元件4的一部分能够与斜坡22接触,从而当所述活动断路元件运动时,在所述斜坡的高度处产生推力,该推力涉及活动信号发出元件12的倾斜和活动断路元件4沿着斜坡22的滑动。
这种通过在活动断路元件4和活动信号发出元件12之间的接触产生的直接运动传输有利地使得可以简化装置的结构,这有利于使其总体上更加紧凑并提高其关于断路的可靠性。
斜坡22当然可以包括具有不同轮廓的多个段,这不超出本发明的范围。具体的说,斜坡段可具有在相应的空间朝向、或其曲线的凹形或凸形朝向和/或其曲率半径的值方面不同的轮廓。
因此,根据具体在图2、4、7和9中所示的优选实施例,斜坡可以包括三个连续段22A、22B、22C,第一段22A相对于弹簧页片14具有曲率半径大致增加的凹形轮廓,而第二段22B形成了朝向第三段22C的凸起过渡,第三段22C本身略呈凹形或甚至大致是直线的。
另外,根据优选实施例,活动信号发出元件12被安装为相对于保护部件2自由枢转,即其围绕轴24自由枢转,所述轴是或者不是实际的轴。
在特别有利的方式中,所述自由枢转轴24可以与壳体6形成单件。因此,可以通过以单件生产(例如通过模制)轴24和壳体6的本体而限制待组装部件的数量。另外,活动信号发出元件12可以有利地包括管状截面25,该管状截面25形成将要连接到轴24上的套筒,从而形成与壳体6的枢轴连接,该枢轴连接可以是滑动枢接。
根据本发明的装置1也可以有利地包括保持部件26,当断路部件3处于关闭结构时,该保持部件26阻碍活动信号发出元件12的运动。
因此,在断路部件处于关闭结构的同时,保持部件能够防止活动信号发出元件12特别是朝向其在打开结构通常占据的位置做出明显的运动。换言之,保持部件趋于防止活动信号发出元件的意外运动,该意外运动将导致错误指出保护装置1的实际状态。
根据优选的另选实施例,活动信号发出元件12因此包括凸起部分28,当断路部件3处于关闭结构时,凸起部分28能够抵靠活动断路元件4的一部分,以形成保持部件26。
根据如图6和图8所示的另一个实施例,保护部件26可以由弹性应力部件27形成,该弹性应力部件27在活动信号发出元件12的高度处作用,基本上与活动断路元件4相对。换言之,所述弹性应力部件27能够在活动信号发出元件12上施加与由活动断路元件4传输的马达转矩大致相反的抵抗转矩。
自然,所述弹性应力部件27的尺寸将被设定为使得所述抵抗转矩具有低于马达转矩的值,且优选地相对于所述马达转矩大致可忽略,从而不构成对断路的阻碍。
弹性应力部件27可以例如由将壳体6连接到活动信号发出元件12的回复弹簧27’形成,如图6所示,或者由与活动信号发出元件12形成单件的弹性臂27”形成,并压靠壳体6的其中一个壁,如图8所示。
值得提出的是,当活动信号发出元件12如图1至3所示包括凸起部分28时,保持部件26能够与所述活动信号发出元件12的角运动范围相对,但后者并不是必须严格固定的,因为可以在凸起部分28和活动断路元件4的凸起部分28能抵靠的部分之间留有间隙。然而,这一可能的间隙的尺寸于是被定为足够小,使得其所允许的运动的微小残留角范围的幅度将总是不足以允许活动信号发出元件朝向其在打开结构中通常占据的位置作显著运动,从而保持部件26确实防止了信号发出部件5向装置1的使用者提供关于所述装置1的结构的错误指示。
根据特别有利的另选实施例,活动信号发出元件12由称作“翻斗”的单件29形成,该单件29包括:将要与活动断路元件4配合的凹形区域;凸起延伸部28,该凸起延伸部28用于与活动断路元件4接触,从而当断路部件3处于关闭结构时阻碍所述单件29的运动;以及管状轴套25。
因此,活动信号发出元件12可以有利地由镰刀形翻斗29形成,该翻斗29大致具有钩状外观,该钩状弯曲部的凹形区域对应于斜坡22的一部分,该部分的优选为平坦或圆弧的点形成了凸起部分28,且该部分的柄部的端部支撑可视指示器10。
有利的是,翻斗29有利地具有较轻结构,并尤其可以由聚酰胺、聚碳酸酯或ABS制成,从而其惯性相对于由弹簧页片14产生的马达力可忽略。具体的说,翻斗29的重量可以在1g到5g之间,并优选地小于2克。
根据优选实施例,根据本发明的装置1包括第一防弹回部件30,第一防弹回部件30能够在断路部件3处于打开结构时,限制活动信号发出元件12朝向该元件12在断路部件3处于关闭结构时所占据位置的可能的回复运动。
在特别优选的方式中,如图5所示,正是活动断路元件4自身形成第一防弹回部件。为此,弹簧页片14在打开结构中定位成其与翻斗29在将回复到关闭结构所占据的位置时将经过的轨迹相干涉。当然,所述页片的刚度足以防止页片特别是在装置1承受机械冲击的情况下受到翻斗的单独作用而弯曲。
另外,在另选实施例中,根据本发明的装置1也可以包括第二防弹回部件,该第二防弹回部件能够在断路部件3处于打开结构时,限制活动断路元件4朝向当其处于关闭结构时所占据位置的可能的回复运动。
在特别有利的方式中,一旦断路页片14距离变阻器的端子15足够远,第二防弹回部件就能动作,从而保持所述弹簧页片和所述电源端子15之间的最小隔离距离。如果在能够使得在页片14和端子15之间打出电弧的不利的电压和电流条件下执行断路,则该动作是特别有用的。
具体的说,如果页片14的自由端在打开结构中的位置对应于所述页片的静止位置,即其中所述页片没有弹性应力的状态,则例如通过将所述第二防弹回部件放置得充分接近所述静止位置,以将任何振动的幅度降低到很低的水平,或甚至通过与所述自由端接触,能够将所述第二防弹回部件设置为基本防止弹簧页片14的自由端绕其静止位置振动。
例如,根据未示出的另选实施例,所述第二防弹回部件能够由与斜坡22形成单件的柔性弹性凸片形成,所述凸片形成棘齿,该棘齿能够弯曲和退回,从而在从关闭结构改变到打开结构的过程中给弹簧页片14的自由端让路,而后笔直伸出从而阻止活动断路元件沿相反方向的返回。具体的说,可以设想所述凸片能够在点14A的压力下在所述斜坡22中为此设置的凹陷内退回,从而所述凸片能够与斜坡22的轮廓平齐从而提供了斜坡22的轮廓的连续性,而后再次由于弹性回复向上运动从而伸出所述轮廓。
根据另一个另选实施例,如图7和图9中所示,所示防弹回棘齿能够由第二段22B和弹性应力部件27、27’、27”的组合形成,第二段22B伸出斜坡22的轮廓,弹性应力部件27、27’、27”基本上连续地将所述斜坡22推靠在点14A上。因此,如果在从关闭结构变化到打开结构的过程中所述断路页片14由其推动力带动穿过凸起段22B,则不能进行朝向其处于关闭结构中所占据位置的回复运动。
当然可以在单个装置1中组合上述第一和第二防弹回部件。因此,在特别有利的方式中,活动断路元件4和活动信号发出元件12能够被设置为,当断路部件3处于打开结构时,它们相互阻碍它们各自的运动,从而所述活动断路元件4和所述活动信号发出元件12都不能大致朝向当断路部件3处于关闭结构时它们各自占据的位置回复,因此不能回复到上述位置。
最后,根据本发明的装置1能够有利地包括止动元件32,该止动元件32例如由壳体6的肩部形成,该肩部限制了活动信号发出元件12沿着能够使其从关闭结构运动到打开结构的运动方向的运动范围。
下面详细描述根据本发明的装置的操作。
为了简洁起见,以下认为活动断路元件4的转动运动沿着顺时针方向进行,而活动信号发出元件12的转动运动沿着逆时针方向进行,如在图4、7和9中由与这些活动元件关联的箭头所指出的,其中所述活动元件大致平行于变阻器2的其中一个表面,优选是主延伸表面运动。当然,该具体的方向选择绝不构成对本发明的限制。
如图1、2、3、6和8所示,当保护装置1处于关闭结构时,弹簧页片14由可熔化焊料20保持弯曲和预应力,该焊料20将弹簧页片14的自由端连接到变阻器2的第一电源端子15。因此,第一电源端子15与第一连接元件7电连接,同时变阻器的第二端子16与第二连接元件8电连接。
在图1至图3所示的另选例的情况下,镰刀形翻斗29安装为在轴24上在其管状套筒25的高度处自由枢转,轴24与壳体6的本体形成单件,在关闭结构中,镰刀形翻斗29被放置为使得形成所述翻斗的点的凸起延伸部28能够与弹簧页片14接触。所述弹簧页片14由可熔化焊料20保持在合适位置,从而其形成了防止、或至少非常有力地限制所述翻斗29沿逆时针方向的运动的角范围的屏障。换言之,当弹簧页片14处于关闭结构时,其自由端的一部分优选地阻碍了翻斗29的凸起延伸部28的运动。
在图6和8所示的另选例的情况下,由保持部件26产生的保持作用不是通过如前一段所述的屏障获得的,而是通过由弹性应力部件27、27’、27”提供的弹性支撑获得的。
另外,在关闭结构中,点14A可以有利地处于凹形斜坡22的附近,并优选地大致压靠斜坡22。在特别有利的方式中,所述第二止动点使得可以通过大致防止翻斗29沿顺时针方向枢转而形成对保持部件26的补充。因此,当断路部件3处于关闭结构时,活动信号发出元件12由于在其运动角范围上的双重限制而大致固定不转动。
而后,有利的是,翻斗29有利地具有与观察窗口11相对的绿色表面,指示装置处于操作状态。
当在变阻器2中出现缺陷使得发热时,所述变阻器将热量传输到可熔化焊料20。
在由变阻器2释放的热量和施加在弹簧页片14上的回复应力的组合作用下,可熔化焊料20断开并释放所述弹簧页片的自由端。
如图4、7和9所示,一旦弹簧页片14已经被从由可熔化焊料20产生的阻止作用下释放,弹簧页片14就开始偏转运动,在这种情况下,其自由端沿着顺时针方向枢转。
在图4所示的实施例中,当弹簧页片14开始其转动运动时,弹簧页片14与通路被弹簧页片14阻止的凸起延伸部28分离,从而其将翻斗29从限制翻斗29的角运动范围(在这种情况下是沿着逆时针方向)的保持部件26释放。因此,在从关闭结构改变到打开结构的过程中,弹簧页片14的自由端趋于运动离开翻斗29的凸起延伸部28的轨迹。
在特别有利的方式中,弹簧页片14的偏转运动伴随着所述页片和翻斗29之间的运动传输,从而翻斗29围绕轴24枢转。
为此,翻斗29和弹簧页片14被设置为,在从关闭结构改变到打开结构的过程中,当弹簧页片14的自由端弯曲时,其一个部分,优选是其点14A在其凹入区域的高度处推动所述翻斗29,从而使其枢转。
当点14A角运动时,点14A通过沿着斜坡22滑动而行进。由于弹簧页片14的自由端的长度大致恒定且斜坡的第一段22A的未弯曲轮廓趋于接近所述自由端的静止转动中心Ω,该行进由斜坡的推动作用和翻斗29的转动中的行进驱动机械地伴随。
为了便于点14A在斜坡22高度处的滑动,所述点能够有利地具有弯曲部分,该弯曲部允许其在斜坡上的行进的和角接合,并因此限制了咬合的危险。
另外,在图4所示的另选实施例中,因为翻斗29特别轻且被安装为可自由枢转,所以其对于弹簧页片的运动仅施加微小的机械阻力,所述阻力基本上是由于在枢转销24、25的高度处出现的摩擦而引起的,该阻力导致的抵抗转矩相对于在点14A的高度处由弹簧页片14施加在斜坡22上的推力所产生的马达转矩可忽略。有利的是,对应于将轴24从弹簧页片14与斜坡22接合的区域分离的距离的杠杆臂可以增大马达转矩,即以较低的推力克服抵抗转矩。
另外,在图7和9中所示的另选实施例的情况下,弹性应力部件27、27’、27”的尺寸被定为相对于由弹簧页片14产生的马达转矩仅产生非常低的抵抗转矩。
因此,活动信号发出元件的驱动仅使用由弹簧页片为执行断路所使用的马达能量的很小一部分,因此不会实质上干扰装置1的该基本安全功能。
另外,斜坡22的轮廓可以具有不规则性,甚至是齿条形状,从而与点14A的接触涉及一系列不连续的接触,只要所述斜坡22相对于点14A的轨迹的布置成为所述页片能够通过推压翻斗29且没有在其前方遇到任何阻碍地在总体上推动翻斗29。
然而,斜坡22将优选地具有大致规则和平滑的轮廓,从而活动断路元件4和活动信号发出元件12各自的运动是流畅的,没有弹跳,且马达能量的使用是常规的。
当翻斗29在断路页片14的马达作用下枢转时,其柄部沿着由与图4、7和9中的所述翻斗相关的箭头指示的逆时针方向形成了圆形轨迹,从而可视指示器10相对于窗口11运动。在该优选的另选例中,指示器具有与绿色表面连续的第二红色表面,从而当断路部件3从关闭结构运动到打开结构时,其枢转导致了在与窗口11相对的位置处由红色指示器代替绿色指示器。
当翻斗29撞入壳体的肩部32时,翻斗29的转动运动优选地停止,这因此形成了与可视指示器的端部相对的死点止动。因此,翻斗的运动在合适的可视指示器与窗口11相对时被中断。
在特别有利的方式中,仅在断路页片14离开变阻器的端子15足够远以确保与端子15的电气隔离之后才发生翻斗29运动的中断。
在特别有利的方式中,当装置1处于打开结构中时,活动信号发出元件12被基本保持在合适位置,因为其活动的角范围在向前方向上受到止动元件32的限制,且在回复方向上受到点14A的限制。
当然,本发明不限于这种打开结构,其中弹簧页片14的位置对应于由凸起段22B的点14A的交叉,如图5所示。具体的说,当点14A处于第一段22A、第二段22B或第三段22C的高度处时,弹簧页片14的转动能够被无差别地中断。
下面简要介绍用于生产根据本发明的装置1的方法。
根据本发明的重要特征,所述方法用于生产用来保护电气设备免受过压的装置1,所述装置1包括:将要连接到所述电气设备的至少一个保护部件2,能够从保护部件2连接到电气设备的关闭结构运动到所述保护部件2与所述电气设备断开的打开结构的断路部件3,以及能够指示断路部件3的结构的信号发出部件5,其中断路部件3和信号发出部件5分别包括活动断路元件4和活动信号发出元件12,其中活动断路元件4在从关闭结构向打开结构改变时能够根据第一轨迹作转动运动,该方法包括:设置步骤(a),其中活动断路元件4相对于活动信号发出元件12设置,从而当从关闭结构向打开结构改变时,所述活动断路元件4与活动信号发出元件12配合从而驱动活动信号发出元件沿着与第一轨迹不同的第二轨迹作转动。
更具体的说,以下将认为所述生产方法应用于优选的另选实施例,如图1至图5所示,但这不构成对本发明的限制。
有利的是,用于生产根据本发明的装置1的所述方法可以在设置步骤(a)之前包括,优选通过模制生产用于形成活动信号发出元件12的单体翻斗29的步骤(b)。所述翻斗优选地大致是平坦的或镰刀形,具有管状轴套25,轴套25的轴线大致垂直于其主延伸平面,第一凹入斜坡段22A优选地形成在翻斗的部分(边缘)上并将要与活动断路元件4配合;且凸起延伸部28将要与活动断路元件4接触,且其细长臂部(柄部)的端部用作用于可视指示器10的支撑件。
优选的是设置步骤(a)包括子步骤(c),其中其自由端形成活动断路元件4的弹簧页片14定位在保护装置1中,并优选在将要容纳保护部件2的壳体6中。
根据本发明的生产方法因此可以优选在设置步骤(a)之前包括将保护部件2安装在绝缘壳体6中的步骤,绝缘壳体6设有两个用于连接到电气设备的元件7、8。
子步骤(c)包括页片安装阶段(c1),其中所述弹簧页片14被放置在壳体6中,且所述页片14的其中一个端部被连接,从而优选在所述页片和用于将壳体6连接到电气设备上的第一元件7之间形成配合连接,同时使所述页片14的其它端部保持自由。
所述子步骤(c)还优选地包括弯曲阶段(c2),其中弹簧页片14的其它自由端被强制弯曲,从而接近变阻器2的第一电源端子15的自由端,直到所述自由端大致与所述第一电源端子15接触为止。
所述子步骤(c)还优选地包括焊接阶段(c3),其中在弹簧页片14的自由端和第一电源端子15之间使用可熔化的填料材料形成连接,该填料材料优选地具有较低熔点,且更优选包含少于0.1%重量的铅。
根据本发明,设置步骤(a)还优选地包括子步骤(d),其中活动信号发出元件12被安装成相对于保护部件2自由枢转,且更优选的是其中翻斗的管状套筒25连接到与壳体6的本体形成单件的轴24上。
设置步骤(a)还优选地包括子步骤(e),其中第一凹入斜坡段22A优选在点14A的高度处与弹簧页片14的自由端相对地放置,从而所述页片和所述点能够分别与所述凹入斜坡段22A滑动接触。
另外,设置步骤(a)优选地包括子步骤(f),该子步骤(f)能够相对于子步骤(e)同时或分开执行,在子步骤(e)中翻斗29放置在壳体6中,从而可视指示器指示正常操作。
在特别有利的方式中,执行子步骤(e)和/或子步骤(f)能够同时使得凸起元件28抵靠弹簧页片14的自由端而止动。
还可以有利地利用由存在于斜坡22和弹簧页片14之间、以及凸起元件28和所述弹簧页片之间的机械间隙产生的微小角运动范围,从而便于在设置步骤(a)的过程中放置翻斗。
用于表示上述步骤、子步骤和阶段以及所指明的优选次序的标识和编号规则不构成对执行所述步骤、子步骤和阶段的顺序上的限制。
具体的说,可以考虑在壳体6以外生产一种模块,该模块包括保护部件2、弹簧页片14和翻斗29,然后将所述预组装的模块放置在所述壳体6内,而没有超出本发明的范围。
值得指出的是,使得弹簧页片14和翻斗29处于变阻器2的同一侧上并基本平行于其同一侧非常有利地使得可以执行组装的各个步骤,尤其是前述步骤(a)、(c)、(c1)、(c2)、(c3)、(d)、(e)和(f),使得对于壳体6的不同放置以及已经放置就位的部件可以有优异的可接近性。具体的说,翻斗29的接近和安装能够大致以垂直于变阻器2的主延伸平面的简单平移运动执行。因此根据本发明的装置1的结构的简单性能够使得组装操作至少部分自动化。
另外,将斜坡22的宽度、且更具体是翻斗29的厚度、和/或点14A的宽度的尺寸优选设定为使得不会发生任何错位以永久破坏活动断路元件4和活动信号发出元件12之间的功能性运动连接。具体的说,弹簧页片14的宽度在运动范围内可以大致大于尤其是在枢轴销24、25的高度处在平移中或在卡住时沿着基本平行于轴24的方向存在的任何间隙。因此,当从关闭结构运动到打开结构时,所述弹簧页片14不能离开斜坡22并在翻斗29上方或下发滑动。
因此,根据本发明的装置有利地可以实现特别可靠地发出断路部件的结构的信号。实际上,信号发出部件被恒定地机械保持在受控幅度的位置范围内,无论装置处于关闭结构、打开结构、或甚至从关闭结构运动到打开结构,从而特别是当装置1经受机械冲击时,不会发生不期望的信号发出的修改,特别是不会发生可视指示器的意外运动。
在特别有利的方式中,所述部件实施为以确保信号发出部件的稳定性,而不会对活动断路元件的运动造成制动或障碍,这是因为活动信号发出元件具有相对于移动活动断路元件的马达力很低的运动阻力。因此,在保护部件过度发热的情况下,保护部件的断路的可靠性不会受到信号发出部件的显著影响。
最后,根据本发明的装置有利地具有优化的生产成本,这是因为其包括有限数量的形状较为简单的部件,从而这些部件的生产较为廉价,且组装容易。实践中,所述装置实际上仅包括(尤其在图1至图5中示出的优选实施例中)两个运动部件,即翻斗29和弹簧页片14,无需额外的弹簧型推动元件。另外,可容易地使组装操作自动化,因为机械连接不需要复杂的接近和放置运动,且因为它们对于生产变化比较不敏感。
Claims (23)
1、一种用于保护电气设备免受过压的装置(1),所述装置包括:用于连接到所述电气设备的至少一个保护部件(2),能够从所述保护部件(2)连接到所述电气设备的关闭结构改变至所述保护部件(2)与所述电气设备断开的打开结构的断路部件(3),以及能够指示所述断路部件(3)的结构的信号发出部件(5),其中所述断路部件(3)和所述信号发出部件(5)分别包括活动断路元件(4)和活动信号发出元件(12),其中所述活动断路元件(4)在从所述关闭结构向所述打开结构运动时能够根据第一轨迹作转动运动,所述装置的特征在于,当从所述关闭结构向所述打开结构运动时,所述活动断路元件(4)与所述活动信号发出元件(12)配合从而驱动所述活动信号发出元件沿着与所述第一轨迹不同的第二轨迹作转动。
2、根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述活动信号发出元件(12)包括凸轮(21),所述活动断路元件(4)能够与该凸轮(21)滑动接触,从而在从所述关闭结构向所述打开结构运动时驱动所述凸轮(21)转动。
3、根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述凸轮(21)由设在所述活动信号发出元件(12)高度处的斜坡(22)形成。
4、根据前述权利要求中任一项所述的装置,其特征在于,该装置包括保持部件(26),当所述断路部件(3)处于所述关闭结构时,所述保持部件(26)阻碍所述活动信号发出元件(12)的运动。
5、根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述活动信号发出元件(12)包括凸起部分(28),当所述断路部件(3)处于所述关闭结构时,所述凸起部分(28)能够抵靠所述活动断路元件(4)的一部分,以形成所述保持部件(26)。
6、根据前述权利要求中任一项所述的装置,其特征在于,所述活动信号发出元件(12)被安装为相对于所述保护部件(2)自由枢转。
7、根据权利要求6所述的装置,其特征在于,该装置包括壳体(6),所述保护部件(2)安装在该壳体(6)中,且自由枢转轴(24)与该壳体(6)形成单件。
8、根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述保护部件(26)可以由弹性应力部件(27)形成,该弹性应力部件(27)在所述活动信号发出元件(12)的高度处以基本上与所述活动断路元件(4)相对的方式作用。
9、根据前述权利要求中任一项所述的装置,其特征在于,所述装置包括第一防弹回部件(30),该第一防弹回部件(30)能够在所述断路部件(3)处于所述打开结构时,限制所述活动信号发出元件(12)朝向当所述断路部件(3)处于所述关闭结构时所占据位置的可能的回复运动。
10、根据前述权利要求中任一项所述的装置,其特征在于,所述装置包括第二防弹回部件,该第二防弹回部件在所述断路部件(3)处于所述打开结构时,能够限制所述活动断路元件(4)朝向当其处于所述关闭结构时所占据位置的可能的回复运动。
11、根据权利要求9和10所述的装置,其特征在于,当所述断路部件(3)处于所述打开结构时,所述活动断路元件(4)和所述活动信号发出元件(12)能够被设置为,它们相互阻碍它们各自的运动,从而所述活动断路元件(4)和所述活动信号发出元件(12)都不能大致朝向当所述断路部件(3)处于所述关闭结构时它们各自占据的位置回复,且因此不能回复到上述位置。
12、根据前述权利要求中任一项所述的装置,其特征在于,所述活动信号发出元件(12)由称作“翻斗”的单件(29)形成,该单件(29)包括:用于与所述活动断路元件(4)配合的凹形区域;和凸起延伸部(28),该凸起延伸部(28)用于与所述活动断路元件(4)接触,从而当所述断路部件(3)处于所述关闭结构时阻碍所述单件(29)的运动。
13、根据前述权利要求中任一项所述的装置,其特征在于,所述断路部件(3)包括弹簧页片(14),当从所述关闭结构向所述打开结构运动时,该弹簧页片的自由端能够弯曲。
14、根据权利要求13所述的装置,其特征在于,当所述断路部件(3)处于所述关闭结构时,所述弹簧页片(14)的自由端由可熔化焊料(20)保持预应力。
15、根据权利要求12和13所述的装置,其特征在于,所述翻斗(29)和所述弹簧页片(14)被设置为,当所述弹簧页片(14)的自由端在从所述关闭结构改变到所述打开结构的过程中弯曲时,所述弹簧页片(14)的一部分在所述翻斗(29)的凹形区域的高度处推动所述翻斗(29),从而使所述翻斗(29)枢转。
16、根据权利要求12和13所述的装置,其特征在于,当所述弹簧页片(14)处于所述关闭结构时,其自由端的一部分阻碍所述翻斗(29)的所述凸起延伸部(28)的运动。
17、根据权利要求16所述的装置,其特征在于,在从所述关闭结构改变到所述打开结构的过程中,所述弹簧页片(14)的自由端趋于离开所述翻斗(29)的所述凸起延伸部(28)的轨迹。
18、根据前述权利要求中任一项所述的装置,其特征在于,所述保护部件(2)由变阻器形成。
19、一种用于生产用来保护电气设备免受过压的装置(1)的方法,所述装置(1)包括:用于连接到所述电气设备的至少一个保护部件(2),能够从所述保护部件(2)连接到所述电气设备的关闭结构改变至所述保护部件(2)与所述电气设备断开的打开结构的断路部件(3),以及能够指示所述断路部件(3)的结构的信号发出部件(5),其中所述断路部件(3)和所述信号发出部件(5)分别包括活动断路元件(4)和活动信号发出元件(12),其中所述活动断路元件(4)在从所述关闭结构向所述打开结构运动时能够根据第一轨迹作转动运动,所述方法的特征在于,该方法包括:设置步骤(a),其中相对于所述活动信号发出元件(12)如此设置所述活动断路元件(4),使得当从所述关闭结构向所述打开结构改变时,所述活动断路元件(4)与所述活动信号发出元件(12)配合,从而驱动所述活动信号发出元件沿着与所述第一轨迹不同的第二轨迹作转动。
20、根据权利要求19所述的方法,其特征在于,所述方法在所述设置步骤(a)之前包括,生产用于形成所述活动信号发出元件(12)的单体翻斗(29)的步骤(b),所述翻斗具有用于与所述活动断路元件(4)配合的第一凹形斜坡段(22A)。
21、根据权利要求19或20所述的方法,其特征在于,所述设置步骤(a)包括子步骤(c),在该子步骤中其自由端形成所述活动断路元件(4)的弹簧页片(14)定位在所述保护装置(1)中。
22、根据权利要求19至22中任一项所述的方法,其特征在于,所述设置步骤(a)包括子步骤(d),在该子步骤中所述活动信号发出元件(12)安装成相对于所述保护部件(2)自由枢转。
23、根据权利要求20和21所述的方法,其特征在于,所述设置步骤(a)包括子步骤(e),在该子步骤中第一凹形斜坡段(22A)与所述弹簧页片(14)的自由端相对地放置,从而所述弹簧页片与所述段能够滑动接触。
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