发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,从已知闭锁装置出发,更可靠地实现开关在其优选位置的闭锁。
根据本发明,这样解决这一技术问题,即,在所述操纵曲柄的操纵受到阻塞时,该闭锁装置仅能转移到闭锁位置。通过这种设计,附带地阻止了对操纵曲柄的操纵。因此,以有利的方式排除了由通过操纵曲柄作用于操纵轴上的大的杠杆力对该闭锁装置造成机械结构损坏的风险。
这种新型闭锁装置的一种优选设计在于,提供一种用于查询开关位置的装置,在操纵曲柄的操纵受到阻塞时,该装置在开关处于优选位置的情况下仅能从开放位置转移到阻塞位置。
在另一种优选设计中,该闭锁装置具有下述元件:
-用于阻塞操纵轴的装置,该装置用于阻塞所述开关的移动,与所述用于查询开关位置的装置相耦连,
-可从自由位置转移到阻塞位置的操纵元件(阻塞滑块),该操纵元件用于阻塞对操纵曲柄的操纵,
-可从一个与阻塞滑块的阻塞位置相对应的第一位置转移到一个与阻塞滑块的自由位置相对应的第二位置的探测装置,该探测装置用于检测阻塞滑块的位置,以及
-利用连杆与所述探测装置相耦连的第一阻塞装置,该第一阻塞装置用于对所述用于查询开关位置的装置进行阻塞,
-其中,在阻塞滑块处于其阻塞位置时,所述第一阻塞装置仅允许所述用于查询开关位置的装置向其阻塞位置转移。
在另一种设计中,探测装置支撑在可借助于所述开关移动的滑架上。
此外,有利地设有保持装置(Rückhaltemittel),使得该探测装置在所述开关从所述插入式框架中取出的情况下保持在其与阻塞滑块的阻塞位置相对应的第一位置内。
如果将用于查询开关位置的装置锁止在其阻塞位置内,则是有利的。为此优选采用借助于拉索与所述用于查询开关位置的装置相耦连的圆柱形锁栓(Schlieβzylinder)。
一旦开关从插入式框架中取出,为了避免重新将开关插入到插入式框架内,设有第二阻塞装置,该第二阻塞装置在所述用于查询开关位置的装置被锁止在其阻塞位置内的情况下,在开关从插入式框架中取出后向沿指向优选位置的方向的开关运动轨迹内枢转。
这种新型的闭锁装置优选配属于所述插入式框架,并为此尤其利用支承板在电开关下方设置于所述插入式框架上。
具体实式方式
如图1所示,开关箱的开关盒或者开关设备内设置有插入式框架1,其中,低压功率开关2以已知的方式可移动地设置于插入式框架1内。移动到该插入式框架1内的低压功率开关2具有一个用于容纳开关极组件的壳体3以及一个固定于该壳体3前侧并形成该开关的正面的操纵台4,利用该操纵台遮盖了开关传动装置以及该开关的其它部分。在操纵台4上设置有一个过电流触发器5、控制及显示元件6至10、一个用于张紧该开关传动装置的弹簧储能器的手动提拉杆11、以及一个可沉入容纳腔12中的用于操纵传动装置15的操纵轴14的操纵曲柄13。
如图2所示,传动装置15具有壳体16,该壳体可以相宜地由两个壳状的半部组合而成,在它们之间设置传动部分以及其它部件。借助于操纵曲柄13施加的旋转运动被通过操纵轴14转换成传动轴(Fahrwelle)17的转动。为此,在操纵轴14上设置与一个传动齿轮相啮合的蜗杆。操纵轴14和传动轴17的纵向轴线彼此成直角。传动轴17并不与传动装置15固定地相连,而是可以在与传动轴17的轮廓相匹配的所述传动齿轮的轮廓开口20内移动。可以以这种方式将该传动装置15应用于不同参数的功率开关,并且不将其结合在沿传动轴17的一个确定的位置上。在传动轴17的末端以已知的方式设置传动曲柄21(参见图4),所述传动曲柄大致以例如示意性地在DE 4420580 C1或DE 4420581 C1(分别参见图1)中示出的方式与位置固定的部件相互作用。传动装置15在功率开关上的固定同样未示出,因为这是为本领域技术人员所熟知的。
如上所述,一操纵曲柄13用于转动支承在壳体16内的操纵轴14,该操纵曲柄与其它已知传动装置(参见所述DE 4420580 C1和DE 4420581 C1)不同,是不可从操纵轴14上拆下来的,而是传动装置15的组成部分。操纵曲柄13具有中空柄22,该中空柄与操纵轴14的一个自由端转动连接地(drehschlüssig)相耦连且可以在操纵轴14上移动。
中空柄22带有导向销25,该导向销与一个设置于壳体16上的导向槽26相接合。由于导向槽26与导向销25相匹配,因而柄杆22可以沿导向槽26移动但却不可能转动。当把柄杆22完全向前抽出到在壳体16内导向槽26通到环形槽内之处时,才允许发生转动。“环形槽”一词在这一语境下也应被理解为壳体16的允许柄杆22自由转动的其它形式的接收件。
除柄杆22以外,操纵曲柄13还包括一个与柄杆22相连(或者与其一体地形成)的曲柄臂27,在该曲柄臂的末端有一个用于容纳把手28的开口。所述把手28可以在所述开口内沿箭头29的方向平行于柄杆22地移动,并可以由用户从如图3所示的插入的停靠位置转移至抽出的工作位置。
在停靠位置中,操纵曲柄13齐平沉下地被置于容纳腔12内。容纳腔12属于操纵台插件(Bedienpulteinsatz)30(参见图1和图2),该操纵台插件设置于功率开关2的操纵台4的下边沿上。在操纵曲柄13插入其停靠位置时,端面31(参见图3)到达柄杆22的末端,以便安装在由止动弹簧33加载的支承环32上。该止动弹簧33是安放在操纵轴14上的螺旋压缩弹簧。接着,用户通过位于曲柄臂27内的开口将把手28一直推到与曲柄臂27齐平的位置。把手28的内部末端靠在一止挡34上。
在这种插入的停靠位置中,用户没有抓握曲柄臂的可能性,因为容纳腔12的轮廓与带有柄杆22和把手28的曲柄臂27相匹配。不过,确保了在需要时的快速接近。这是通过将容纳腔的深度设计成比安置所述部件所需尺寸大一定尺寸来实现的。因此,用户可以克服止动弹簧33的力而轻微地向容纳腔内推压曲柄臂27。不过,在进行此运动时,把手28由于安装在固定止挡34上而并不参与,并且此时从曲柄臂27中伸出同样的量。此时,用户可以抽出把手28并随后抽出带有柄杆22的曲柄臂27。
在已知传动装置的情况下,除了操纵轴13,还以类似的方式设置有一个显示窗24,在该显示窗中,用于对功率开关在其插入式框架内的运行位置进行显示的显示装置35是可见的。这些位置-运行位置、测试位置以及断开位置-公知地涉及运动的主断开触点和辅助断开触点的相对位置,并由此在给定了这些断开触点的布置的情况下涉及功率开关2在所述插入式框架1内的位置。由于传动曲柄21(参考图4)在传动轴17的末端接合到插入式框架1的位置固定的导轨中,因而传动齿轮的角位置就构成了所述位置的可靠特征。
因此,为了显示装置的这一目的,在未示出的传动齿轮的端侧设置有控制曲线,双臂式指示杆38的接触销在拉伸弹簧39的作用下靠在该控制曲线上。可绕支承螺栓40枢转的指示杆38由此将控制曲线传递到可由用户在显示窗24(参见图2)中感知的显示装置35的位置。在此重要的是,用户通过操纵所述操纵曲柄13可以很好地识别出达到了所述位置。为此,控制曲线设有不同斜率的区段,它们这样设计,使得显示装置35分别在离开所述位置之一稍后占据一个中间位置,然后在即将到达下一位置前才显示该下一位置。通过较为靠近的位于控制曲线附近的指示杆38的支承螺栓40,相对较小的偏离在显示窗24内被转换成可以很好地观察的显示装置35的运动。
通过由预应力弹簧加载的制动滑块41保护柄杆22,使其不被意外地插入到壳体16中。制动滑块41被导引在壳体16的前部并同样与在柄杆22的内部末端上的端面31相互作用。在将柄杆22抽出到其工作位置时,制动滑块41弹到端面31之后并从而阻塞柄杆22的插入。为了允许柄杆22插入,为用户提供了操纵凸起43,这样设置该操纵凸起,使得其突伸到容纳腔12之内并由此仅在操纵曲柄13抽出时才可接近。
制动滑块41在传动装置15的中间位置(测试位置)具有附加功能。与运行位置和断开位置不同,这不是通过在操纵曲柄上的可感知阻力,而是通过到达末端止挡向用户表明的。不过,为了用户仅在精确地到达测试位置时才能插入操纵曲柄13,设有带有舌状件44的制动滑块41,该舌状件在操纵凸起43起作用且设置于指示杆38中的窗开口38a与舌状件44相对设置的情况下从壳体16的侧面突伸出。
为了防止用户接近操纵曲柄13,在曲柄臂27沉入容纳腔12内时,可以由第一阻塞机构来沿轴向固定操纵轴的柄杆22。这通过将设计为阻塞杆45的第一阻塞元件与设置于操纵曲柄的柄杆22内的沿开关的轴向方向限定边界的阻塞槽46相连而实现。在此,阻塞杆45实际上与设计为阻塞滑块47的第一操纵元件相连,如DE 4420580 C1所述。这点的前提在于,用户可以无风险地操纵传动装置15,因而阻塞杆45通过阻塞滑块47相应于图1中所示的箭头47a提升,从而将阻塞杆45的阻塞凸起48从柄杆22的阻塞槽46中抽出。相反,当操纵曲柄13再次插入到其在容纳腔12内的停靠位置内并由此可以将阻塞杆45上的阻塞凸起48再次伸入阻塞槽46内时,才可能接通功率开关2。
如图3所示,传动装置15具有用于阻塞操纵轴14的操纵的第二阻塞机构。该第二阻塞机构用于防止开关在插入式框架内通过圆柱形锁栓49、50进行的位移。而且,当为进行阻塞而触发第二阻塞机构并当操纵曲柄的曲柄臂27沉入到容纳腔12内时,这种第二阻塞机构将操纵曲柄13的柄杆22固定于其轴向方向24上。这通过设计为阻塞掣子(Sperrklinke)52的第二阻塞元件以及设置于操纵曲柄的柄杆22内的第二阻塞槽53实现,所述第二阻塞槽同样在柄杆22的轴向方向24上被限定边界。阻塞掣子52设计为金属冲压件并被以可在传动装置的止挡面上沿着箭头54的方向垂直于柄杆22地移动的方式导引。该阻塞掣子除形成于朝向柄杆22一侧的阻塞凸起55之外还具有窗形开口56,从该阻塞掣子的一个内壁形成平行于阻塞掣子的移动方向54移动的用于预应力弹簧58的第一半销57。可沿阻塞掣子的移动方向54移动的保持在传动装置上的第二操纵元件60的第一臂59突伸到阻塞掣子52的窗形开口56内。操纵元件60的垂直于移动方向54延伸的内壁的圆柱销61用于将该第二操纵元件60保持在传动装置15上,以及将传动装置的与该壁位置相对的固定接片在相应的通孔的范围内贯穿地接合。为沿轴向固定所插入的销,销具有逐渐变细的区段62,在该区段内扣住操纵元件60的弹簧加载的凸起63。为了拆卸操纵元件60,利用螺丝起子或相当的细长工具将凸起63从销61的逐渐变细的区段62中拉起并由此使销可以被抽出。
在第二操纵元件60的第一臂59上形成有用于预应力弹簧58的保持销64。操纵元件60的第二臂65在支承于传送装置的半壳体之一的第一支承面67上的支持弹簧66的力的作用下靠在半壳体的第二支承面68上。为了导引支持弹簧66,为支承面67和操纵元件60分别设置有一个半销69、70。示意地示出的第一圆柱形锁栓49用于对操纵元件60进行控制。在锁闭该第一圆柱形锁栓49时,未示出的凸起沿箭头71的方向作用于所述第二臂65上,并移动操纵元件60,而通过预应力弹簧58耦连在操纵元件60上的阻塞掣子52克服支持弹簧66的力沿操纵曲柄的柄杆22的方向从断开位置移动到接通位置。在完全插入柄杆22、即在曲柄臂27沉入其容纳腔时,柄杆22的两个阻塞槽53与阻塞掣子52的阻塞凸起55位置相对,使得所述凸起可以插入到所述阻塞槽53内。在试着将曲柄臂27从容纳腔12中抽出时,阻塞槽53的一个侧面受到阻塞凸起55的止挡面72的止挡,并由此向控制人员发出信号,从而使传动装置发生阻塞。在此,为阻塞用于发出信号的传动装置,一个较小的阻力已经是足够的了。第二操纵元件60与第一阻塞机构的第一操纵元件47(阻塞滑块)不同,当曲柄臂27不或者不完全沉入容纳腔12内时,它也可以从断开位置移动到其接通位置。在柄杆22完全抽出时,阻塞掣子52在操纵元件提升时同样地提升并由此突伸到柄杆22的运动轨迹内。在轴向内移动时,柄杆22的端面31在阻塞掣子的阻塞凸起55的滑动面73上滑动,并克服预应力弹簧58的力将阻塞掣子52从轴的运动轨迹中挤压出。然后,阻塞凸起55在柄杆22的一个经平整的外壳区段74上滑动直至其接合到阻塞槽53内。
为了交替地操纵阻塞掣子52,将第二操纵元件与一个设计为双臂式杠杆的第三操纵元件75相耦连。为了进行耦连,该第二操纵元件60在其第一臂59的自由端具有U形接收件76,该双臂式杠杆的第一臂77接合于其中。该双臂式杠杆可以围绕一个未示出的位置固定的支承螺栓转动,该支承螺栓贯穿地接合第三操纵元件75。可以借助于圆柱形锁栓50的插口沿箭头80的方向操纵该第三操纵元件75的第二杠杆臂79。
如图4所示,根据本发明的闭锁装置81在低压功率开关2的下方固定于插入式框架1的底板上。
如图5和图6所示,闭锁装置81具有支承板82,该支承板在一侧与一条在图中未示出的插入式框架底板弯边贯穿地接合,而在其位置相对的另一侧则借助于螺栓形式的固定装置84固定于该插入式框架的底板83上。支承板82具有垂直于其底面85地弯折的支承面86、87、88,它们用于保持和导引该闭锁装置的其它元件。
因此,两个六角螺栓89、90以可转动的方式安装在第一和第二弯折支承面86和87上,杠杆91、92分别旋转固定地(drehfest)保持在这两个六角螺栓上。这两个杠杆91、92通过连杆93连接。拉索94通过该连杆作用在杠杆91上,可以利用另一圆柱形锁栓95操纵该拉索。连杆93受到第二支持弹簧96的作用,该支持弹簧在圆柱形锁栓95未闭锁的情况下将所述两根杠杆91、92并由此将两个螺栓89、90保持在停靠位置。
当在六角螺栓中的一个89上旋转固定地保持一个形式为两个止动杠杆92的用于查询开关位置的装置97时,所述两个杠杆中的另一个92设置有形式为凸轮盘的用于阻塞操纵轴14的装置98。在此,凸轮盘沿箭头71的方向作用在所述第二操纵元件60的第二臂65上(参见图3)。所述的用于查询开关位置的装置97位于连杆93的停靠位置,而所述的用于阻塞操纵轴14的装置98位于开放位置,该开放位置与第二操纵元件60的未被操纵的断开位置相对应。
一个U形的弯折滑架99可动地保持在弯折的第三支承面88上。为此,第三支承面88设置有细长孔100(参见图7),零工与所述滑架99相连的螺栓101、102可动地导引在该细长孔内。在此,两个螺栓中的一个101贯穿地接合U形滑架的两个平行于第三支承面地延伸的侧导引面103、104。形式为双臂式杠杆的保持装置105可枢转地安装在该螺栓101上。在此,形式为平行于U形弯折滑架的导引面地延伸的弯边的杠杆臂106(参见图8)沿插入式框架1的后壁107的方向延伸(参见图4)。沿插入式框架1的开口侧109(参见图4)的方向在一个大致平行于所述U形弯折滑架的底面110延伸的平面内延伸的第二杠杆臂108在其自由端具有指向底面110方向的弯边111(参见图8)。为了把保持装置105可枢转地安装到所述螺栓101上,采用两个平行于U形弯折滑架的导引面地延伸的安装臂112、113(参见图8),所述安装臂具有这样的间距,使得该保持装置的外部宽度与U形弯折滑架的内部宽度相匹配。在滑架99的底面110和第一杠杆臂106的自由端之间支撑有一个设计为螺栓压力弹簧的第三支持弹簧114。第二螺栓102用作用于设计为第四拉伸弹簧的支持弹簧115的第一止推轴承,而该支持弹簧的第二止推轴承则由销116构成。在此,销116以沿插入方向117安装在第一螺栓101之前的方式从向外指向的第三支承面88突伸出来。U形弯折的滑架99的与该第三支承面88位置相对的导引面103具有突伸到低压功率开关2的运动轨迹内的凸起118,该凸起用于在达到一个特定的插入位置时将滑架99与开关一起导引。
在滑架99和保持装置105之间,形式为另一个双臂式杠杆的探测装置119以可枢转的方式安装在第一螺栓101上。该探测装置119用于检测操纵元件47(阻塞滑块)的位置。为了对该探测装置119进行轴向定位而采用两个导向槽120、121,其中,第一导向槽120设置于滑架99的后弯边122内,而第二导向槽121则设置于保持装置105的第二杠杆臂108内以及其弯边111内。在探测装置119的所述的一根杠杆臂123的端部的向上指向的边沿面对所述的第一操纵元件47(阻塞滑块)的操纵面124(参见图9)时,杠杆传动装置127的曲线126靠在该另一根杠杆臂125的自由端的向上指向的边沿上。形式为U形弯折的阻塞舌片的第一阻塞装置128旋转固定地保持在杠杆传动装置127上。阻塞舌片由第五复位弹簧129保持在停靠位置中,阻塞舌片在停靠位置中接合在两个止动杠杆上面,并由此保持在其开放位置(参考图9),其中所述两个止动杠杆构成了所述用于查询开关97位置的装置。
六角螺栓89在所述用于查询开关位置的装置97之外还承载有形式为框形舌片的第二阻塞装置130,该框形舌片借助于其边沿131在第二预应力弹簧132的力的作用下靠在所述两根止动杠杆的保持凸起133、134上。
图7示出了在开关从插入式框架中取出时处于其未闭锁的释放位置的闭锁装置81。在此,所述的用于阻塞操纵轴14的装置98(凸轮盘)处于其断开位置,而所述的用于查询开关位置的装置97(止动杠杆)处于其开放位置。因此,在插入式框架内没有低压开关,也就没有第一操纵元件(阻塞滑块)作用于探测装置119的所述的一个杠杆臂123上。在此,这样设定作用于第一阻塞装置128(阻塞舌片)上的第五复位弹簧129以及作用于保持装置105上的第三复位弹簧114(参见图5)的力,使得探测装置119的第一杠杆臂123在一个与第一操纵元件47(阻塞滑块)的阻塞位置相对应的第一位置向下枢转,而所述第一阻塞装置128(阻塞舌片)则由此这样地向上枢转,使得所述用于查询开关位置的装置97被释放以转移到其阻塞位置。
图8示出了在开关从插入式框架中取出时处于其闭锁的闭锁位置的闭锁装置81。与图7所示位置不同,在此通过操纵所述圆柱形锁栓95而将所述的用于查询开关位置的装置97(止动杠杆)转移到其阻塞位置。在此,所述的第二阻塞装置130(框形舌片)从止动杠杆的保持凸起133、134释放,并由此这样地向上枢转,使得一个前边沿135突伸到开关的沿插入方向指向的运动轨迹136内。由此在从插入式框架内取出开关之后,在闭锁装置闭锁时防止开关的重新插入。在这一闭锁位置中,所述的用于阻塞操纵轴14的装置98位于这样一个位置,在该位置中,操纵元件60抬起到这样一个程度,使得阻塞掣子52位于其接通位置而柄杆22则被锁止在其轴向位置中。
替代所述第二阻塞装置,可以这样设置与用于查询开关位置的装置97相耦连的第三阻塞装置,使得在闭锁装置处于闭锁位置时也防止了从插入式框架中取出开关。此外,如图12所示,在设计为凸轮盘的所述的用于阻塞操纵轴的装置137上还另外设置有垂直于开关的运动轨迹地延伸的弯边138,所述弯边在开关在插入式框架内处于断开位置而闭锁装置处于其闭锁位置时,与第二操纵元件60的止挡面139相对,并由此阻塞了开关的取出。相同的弯边138在闭锁装置处于其闭锁位置时与开关1的传动装置15的壳体16的止挡面140(参见图3)位置相对,并由此当试图将开关1在闭锁装置处于其闭锁位置时插入插入式框架内时,可阻止插入。
图9示出了处于其释放位置的闭锁装置81,在该释放位置中,所述闭锁装置可以不被闭锁,因为低压功率开关处于优选的断开位置之外的一个中间位置。在这一中间位置,第一操纵元件47处于其自由位置、即处于其被向上移动的位置,在该处并没有达到优选位置、即开关在插入式框架内的断开位置。保持装置105的杠杆臂106由所插入的开关这样地枢转并这样地阻挡第三复位弹簧114的弹簧力,使得第一阻塞装置128和杠杆臂125在第五复位弹簧129的力的作用下保持在其停靠位置,在此情形下,所述用于查询开关位置的装置97(止动杠杆)就被锁止在其开放位置内。
在保持装置105的杠杆臂106上这样地构成有凸轮136,使得探测装置119和第一操纵元件47(阻塞滑块)与第一操纵元件47的位置无关地可靠对应。
图10示出了在开关处于断开位置时处于其未闭锁的释放位置的闭锁装置81,不过在此情形下,所述的用于查询开关位置的装置97为转移到其阻塞位置而释放。这种释放通过将第一操纵元件47(阻塞滑块)转移到其阻塞位置,即通过降低阻塞滑块而起作用。不过如上所述,阻塞滑块的这种的降低仅在曲柄臂27完全地沉入容纳腔12内并由此阻止了操纵曲柄13的操纵时才是可能的(参见图2)。
图11示出了在开关处于断开位置时处于其闭锁位置的闭锁装置81,在此情形下,所述的用于查询开关位置的装置97从其开放位置(参考图10)转移到其阻塞位置。在其阻塞位置,所述的装置97突伸到开关的运动轨迹内,使得开关沿测试和运行位置的方向越过其断开位置的进一步位移被锁止。
在此,也通过所述的用于阻塞操纵轴的装置98(凸轮盘)的转动实现了阻塞掣子52向其接通位置的转移,因此在此也阻止了柄杆22向其轴向方向的运动。