CN101601115B - 电开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电开关，特别是低压开关。在开关连杆(40)与开关机构(20)的开关轴(13)之间存在用于“关断”动作和使执行机构张紧的部件(50、54)，这些部件传递开关连杆(40)对开关轴(13)的作用并且传递开关轴(13)对开关连杆(40)的作用，其方式是，在一个未定义的开关状态中闭锁开关连杆(40)到开关位置“关断”中的操作。本发明提出，使用一个可围绕一旋转轴(52)摆动的扇形段(50)和一个将该扇形段(50)复位到支架壳体(122)中的止挡(124)上的弹簧元件(54)作为闭锁部件，其中，所述扇形段具有两个角(56、58)，其中第一角(56)向着开关连杆(40)的方向，而第二角(58)向着开关轴(13)的方向。在开关连杆(40)上构造一个向着扇形段(50)方向的止挡凸起(42)并且在开关轴(13)上构造一个向着扇形段(50)方向的凸块(16)，其中，在开关连杆(40)的运动轨迹上，从一个通过所述未被定义的开关状态确定的位置起，止挡凸起(42)在运动轨迹方向“关断”上与所述扇形段(50)力锁合地接触并且该扇形段(50)摆动，直至该第二扇形段角(58)与开关轴凸块(16)形成力锁合为止，其中，在达到开关位置“关断”之前产生一个停止点。

Description

电开关装置

技术领域

本发明涉及一种电开关装置，优选多极的电开关装置。

背景技术

依据IEC 947或者EN 60947的安全要求，在不确定的功能状态下，特别是触头被熔焊的情况下，开关的操作手柄或者开关连杆不允许进入“关断”位置，由此不能进行该开关的用熔焊的触头的锁止。

电开关装置上的装置是公知的，其中闭锁装置在未按规定断开触头的情况下并且在抵抗弹簧力蓄能器的力作用进行的、强制将驱动杠杆转移到“关断”位置中时进入到开关连杆的运动轨迹中，从而符合安全要求。

DE 19500221C2所介绍的装置细节如下：在开关连杆与开关轴之间存在一些闭锁部件用于“关断”动作和执行机构张紧动作，这些闭锁部件传递开关连杆对开关轴的作用并且传递开关轴对开关连杆的作用，其方式是，在一个未定义的开关状态中(特别是在“触头附着或者被熔焊”的开关状态下)闭锁开关连杆到开关位置“关断”中的手动操作。这些闭锁部件使开关连杆与开关轴之间产生力锁合，由此进行开关连杆的运动的闭锁。但该现有技术的机械结构相对复杂。

发明内容

本发明的目的在于，为满足上述安全要求提供一种装置，该装置改善了功能并且节省了部件。

根据本发明，提出了一种电开关，包括：至少一个触头，该触头具有定触头和设置在接触元件上的动触头；一个开关轴；一个至少包括开关锁扣的开关机构，该开关机构设置在一个支架壳体上；一个装备有一个操作手柄的开关连杆；其中，在开关连杆与开关轴之间存在用于“关断”动作和使执行机构张紧的部件，这些部件传递开关连杆对开关轴的作用并且传递开关轴对开关连杆的作用，其方式是，在一个未定义的开关状态中闭锁开关连杆到开关位置“关断”中的操作，其中，使用一个可围绕一旋转轴摆动的扇形段和一个将该扇形段复位到支架壳体中的止挡上的弹簧元件作为闭锁部件；此外，在开关连杆上构造一个向着扇形段方向的止挡凸起并且在开关轴上构造一个向着扇形段方向的凸块，其中，在开关连杆的运动轨迹上，从一个通过所述未被定义的开关状态确定的位置起，止挡凸起在运动轨迹方向“关断”上与所述扇形段力锁合地接触并且该扇形段摆动，直至该扇形段与开关轴凸块形成力锁合为止，其中，在达到开关位置“关断”之前产生一个停止点；所述扇形段的旋转轴与开关连杆的旋转轴平行。本发明提出，使用属于开关锁扣的脱扣机构的棘爪杠杆的固定在壳体上的旋转轴作为扇形段的支承轴，其中，所述扇形段具有两个角，其中第一角向着开关连杆的方向，而第二角向着开关轴的方向，其中，当开关连杆在触头未附着的情况下从开关位置“关断”向开关位置“接通”进行开关运动时，止挡凸起、扇形段和开关轴凸块的几何特征和运动被这样构造，使得在该开关运动时开关连杆上的止挡凸起与第一角脱离接触，从而该扇形段由复位弹簧元件在达到翻转点“接通”之前从开关轴的旋转区域运动出来。

闭锁机构应对于触头附着时的检查过程发挥作用，该闭锁机构将不正确的开关位置予以显示。本发明的核心是，通过这些闭锁部件建立动作链。一个可围绕旋转轴摆动的扇形段和一个将该扇形段复位到支架壳体中的止挡上的弹簧元件是该动作链的部分，其中，该扇形段具有两个角，其中的第一角向着开关连杆的方向，而第二角向着开关轴的方向。此外，在该开关连杆上还构造有向着扇形段方向的止挡凸起并且在该开关轴上构造有向着扇形段方向的凸块，其中，在开关连杆的运动轨迹上，从一个通过所述未被定义的开关状态确定的位置起，开关连杆的止挡凸起在运动轨迹方向“关断”上与该扇形段形成力锁合的接触并且该扇形段抵抗弹簧元件的力偏转，直至第二扇形段角与开关轴的凸块形成力锁合为止，其中，实现了一个不可逾越的停止点(闭锁位置)。开关连杆的运动在达到开关位置“关断”之前被闭锁。

这些闭锁部件形成一个动作链，该动作链至少针对该开关的一个极而存在。在多极开关时，动作链从开关连杆的一个唯一的扇形段通过开关轴传输到所有触头上。存在一种可见和操作者可感觉到的闭锁。在继续用力的情况下——也就是在使开关连杆超过停止点向着“关断”的方向持续旋转运动的情况下，在开关轴上产生一个向着触头断开方向上的转矩。如果触头仅轻微附着，那么该转矩足以克服触头的附着并使触头松脱。在触头强附着(熔焊)的情况下，转矩不足以使触头脱开。在所述力耗费减轻或者结束的情况下，开关连杆(通过锁止弹簧)返回运动到一个单义的位置中，该位置显示开关未正确关断。操作手柄在检查过程之后的位置(在触头附着的情况下)是开关连杆的位置“接通”和一个与开关机构的部件的公差无关的稳定位置。扇形段基本上为三角形，其中，扇形段的旋转点大致处于该三角形的一个角上并且该三角形的其他角表现为所述的止挡角。扇形段的一个边用作支架壳体中的一个凸起部上的止挡。开关连杆的止挡凸起在开关连杆向着运动轨迹方向“关断”运动即将结束之前与该扇形段(第一扇形段角)接触并以小角度从静止位置旋转到闭锁位置中。几何比例可以这样确定，即该扇形段可能的角位移为几个角度(2至6°)。

在所提出的电开关的装置中，闭锁动作链的部件具有预给定的位置和运动关系。在开关连杆——在触头未附着的情况下——从开关位置“接通”向开关位置“关断”并且从开关位置“关断”向开关位置“接通”的开关运动时，闭锁部件的几何特征和运动(止挡凸起靠触在或者未靠触在开关连杆上；扇形段靠触在或者未靠触在开关轴凸块上)是这样的，即在所述开关运动的每一个时，在扇形段和开关轴的运动中不产生彼此的妨碍，正如在闭锁动作链中所设置和考虑的那样。

在从“接通”向“关断”的开关过程中(触头未附着)，开关轴(开关轴凸块)通过翻转跳跃在扇形段被操作之前从扇形段的摆动区域中运动出来。在开关连杆(止挡凸起)与扇形段(第一扇形段角)接触时，该扇形段的摆动路径已被释放。

在从“关断”向“接通”的开关过程中，开关连杆(止挡凸起)在达到翻转点之前释放扇形段并且弹簧元件的复位力使扇形段(第二扇形段角)运动到壳体止挡上。开关轴的摆动路径得到释放。

作为本发明特别的优点需要注意的是，操作者获得关于开关未按规定的工作状态和开关连杆闭锁的视觉提示。

闭锁动作链与开关是单极还是多极构成无关。在多极开关中，开关轴被构造成一体。在这种开关轴上，构造一个唯一的凸块就足够，该凸块相应地与仅一个扇形段作用连接地发挥作用。依据本发明的装置可与开关的极数无关地建立。

此外，作为本发明优选的方式提出，闭锁动作链的设置也可以在一个双断的触头系统中进行，在该触头系统中所述至少一个触头被构造为旋转触头。

作为本发明的特殊构型提出，将闭锁动作链的闭锁部件构造在一个作为隔离开关工作的开关中。

附图说明

本发明的其他细节和优点来自借助附图介绍的下列实施例。其中：

图1示出开关的位置“正常关断”，触头断开，开关锁扣脱扣；

图2示出开关的位置“关断”，开关锁扣张紧；

图3示出开关的位置“正常接通”；以及

图4示出开关处的位置“接通”，触头附着，操作手柄处于检查运动中。

具体实施方式

附图示出开关装置的主要部件，特别是翻转点机构。电开关的任何细节均未示出，像脱扣机构、消弧室、开关壳体、开关盖等未示出。重要的功能元件是支架壳体122中的止挡124，该止挡与将要描述的扇形段50(在那里为扇形段边55)相互作用。用参考标号46标注用于肘杆板22的、固定在壳体上的止挡。

翻转瞬动机构基本上由开关连杆(Schaltkulisse)40(41)、支撑杠杆35、肘杆板22、肘杆件24和开关轴13组成。开关连杆40固定在壳体上地支承在旋转点33中。在开关连杆的下端部上存在用于挂入肘杆板22的轴34′。锁止弹簧34也作用在该轴34′上。锁止弹簧34的上端部在开关连杆中固定在点34″中。也可以存在两个锁止弹簧，这些锁止弹簧安装在开关连杆的前面和后面。

肘杆板22通过轴连接26与支撑杠杆35铰接连接。支撑杠杆在右侧(轴23)固定在壳体上地被支承并且在左侧作用在棘爪杠杆38上的棘爪边36上，棘爪杠杆直接与未进一步示出的开关锁扣作用连接。在一种具体的构型中，也可以安装两个彼此平行的肘杆板。至少一个铆钉45使该机构更加稳定。肘杆板22(在轴28中和轴30中)通过肘杆件24与围绕轴14固定在壳体上地旋转的开关轴13在功能上相互联系。在开关轴中，电开关的每个极可(围绕旋转点15)旋转地支承一个接触元件12。

接触元件12承载有接触面11，该接触面与设置在接触轨20上的定触头11′形成触头10。接触元件相对于开关轴利用(未示出的)压力弹簧支承并以通过升程(Durchhub)旋转运动。图3示出开关处于位置“接通”上，其中同样可以看到接触元件12与开关轴13之间的止挡17。该通过升程旋转运动具有角位移DW。在触头被熔焊的情况下，开关轴能够以所述小角度DW提升。这两个位置之间的位置差相当于图3与图4之间开关轴13的图示中的差别。

此外，开关装置的所有固定在壳体上的旋转点(14、23、33、39、52)在附图中均采用加重的黑点标注。

图1示出处于正常“关断”位置上的开关装置。开关锁扣已脱扣，触头10断开。在点(轴)34′-26-34″处于一条线KPLE(图2)中时给出开关机构的翻转点情况。在图1中，开关连杆已经向左超过“翻转-点-线-接通”KPLE，开关杠杆机构不仅使触头10打开，而且使开关锁扣打开。随着操作手柄41向着“接通”方向的运动(图2中的箭头E)，在超过“翻转-点-线-接通”KPLE时导致开关机构的冲击式翻转，从而触头11、11′以有力的冲量闭合。

下面借助图2-4介绍闭锁装置的功能，该闭锁装置在触头未正确断开的情况下起作用。

扇形段50作为重要的闭锁部件存在。该扇形段可围绕固定在壳体上的旋转轴52摆动并由弹簧54复位到支架壳体122内的止挡124上。扇形段50的旋转轴52与开关连杆40的旋转轴平行并也与开关轴的旋转轴平行。这些在功能上共同作用的部件(扇形段、开关连杆40和开关轴)处于一个平面上。

弹簧54可以是任意的压簧或拉簧。在本装置中使用锁止板中的开关锁扣机构的轴作为旋转轴52，该轴在本案例中为棘爪杠杆38的轴。棘爪杠杆利用棘爪边36锁止在支撑杠杆35上。棘爪37属于(未详细示出的)脱扣机构。在开关锁扣脱扣的情况下，棘爪37通过左旋释放棘爪杠杆38的运动，从而棘爪边36上的锁止被解除并且可以结束“关断”过程。

扇形段50一方面利用其第一扇形段角56与开关连杆40上的止挡凸起42和开关轴13上的背离接触元件设置的凸块16共同作用。接触元件的旋转点15处于开关轴13上。接触元件和凸块具有相同旋转方向的运动。例如，该运动在闭合和断开触头时分别右旋和左旋。在开关轴(与接触元件)向着触头闭合的方向运动时，凸块16向第二扇形段角58运动，而在接触元件在断开触头运动时则远离第二扇形段角58地运动(图3中的箭头F)。在触头10断开时，开关轴凸块与第二扇形段角58保持距离。不产生接触。

在操作手柄41进行“接通”运动(从其“关断”位置出来)时，扇形段50被开关连杆的止挡凸起42推动并摆动经过凸块16。在该运动中不存在停止点。

从“脱扣”位置起开关不能被接通。为此开关锁扣必须首先张紧。开关锁扣的张紧操作在图2中示出。触头处于断开位置上。开关轴的凸块16处于其最深位置上，与第二扇形段角58保持距离。随着开关连杆向左运动，开关锁扣张紧，其中，虽然扇形段被操作(见箭头S)，但可以不受阻碍地完成全部运动。

图2示出开关连杆在张紧过程结束时的位置。该装置的几何特征这样设计，使得所述操作手柄(在该附图的视图中)可以从垂线中向左摆动约20°至25°。在该位置上，锁止弹簧的作用点34″处于翻转点“接通”的左侧上。从该位置起开关可以接通，其中，所述操作手柄(手柄41)向右运动。开关连杆40上的止挡凸起42释放扇形段50，该扇形段由弹簧54向止挡124运动。开关轴可以不与该扇形段接触地摆动到位置“接通”中。

图3示出开关的位置“接通”。触头闭合，扇形段边55靠触在止挡124上。为了“关断”，开关连杆必须向左运动。开关轴和扇形段的位置这样长时间地保持，直至开关超过“翻转-点-线”KPLA。在翻转点“关断”被超过后，开关锁扣和手柄不受阻碍地跳跃到“关断”位置中。在该摆动时开关轴凸块16离开第二扇形段角58(参见箭头F)地运动。开关轴16的摆动不受阻碍地进行。

图4示出下述情况，即触头11、11′附着而开关锁扣脱扣并需要手动转换该开关。开关连杆为此向左运动。当在该开关中没有发生脱扣并需要手动转换开关时也出现类似的情况。通过开关连杆向左的运动，如果闭锁机构未起作用的话，开关连杆可以运动到“关断”位置中。存在一个不正确的开关位置“关断”，该开关位置通过操作手柄的未被定义的中间位置显示。在这种情况下，由操作者实施检查过程，在该过程中由规定提出，将操作手柄41以与器具大小有关的力耗费例如150N压入“关断”位置10秒。在本装置中，在这种过程中使操作手柄抵抗由锁止弹簧产生的转矩向左运动约10°至15°。右旋转矩的大小等于锁止弹簧的弹簧力乘以点33-28的距离(转矩的杠杆臂)。检查运动可以继续，直至开关连杆40的止挡凸起42触到扇形段的第一扇形段角56为止。在那里扇形段被左旋(在该附图的视图中)加载。在此导致第二扇形段角58与开关轴凸块16的力锁合接触。开关轴以通过升程角DW(参见图3)向固定的接触元件旋转，直至转矩传递到动触头11上为止。接触元件在通过行程后的止挡用参考标号17标注。持续地作用在操作手柄上的力1∶1地传递到开关轴13上。由于动触头附着，达到停止点并对操作者存在可感觉到的闭锁。

如果触头仅轻微附着，那么所述力耗费足以克服触头的附着并使动触头11与定触头11′分开。在触头强附着(熔焊)的情况下，转矩就不够于此。在所述力耗费减轻或者结束时，开关连杆(通过锁止弹簧的复位力)往回运动。开关连杆的此后占据的位置又是位置“接通”。由此占据与其在开关正确的位置“接通”情况下相同的位置。

操作手柄在检查过程之后的的单义的位置(在触头附着的情况下)是开关连杆的“接通”位置和一个与开关机构的部件公差无关的稳定位置。检查过程向操作者明确表明开关未正确关断。

Claims (8)

1.一种电开关，包括：

至少一个触头(10)，该触头具有定触头(11′)和设置在接触元件(12)上的动触头(11)；

一个开关轴(13)；

一个至少包括开关锁扣(30)的开关机构(20)，该开关机构设置在一个支架壳体(122)上；

一个装备有一个操作手柄(41)的开关连杆(40)；

其中，在开关连杆(40)与开关轴(13)之间存在用于“关断”动作和使执行机构张紧的部件(50、54)，这些部件传递开关连杆(40)对开关轴(13)的作用并且传递开关轴(13)对开关连杆(40)的作用，其方式是，在一个未定义的开关状态中闭锁开关连杆(40)到开关位置“关断”中的操作，

其中，

使用一个可围绕一旋转轴(52)摆动的扇形段(50)和一个将该扇形段(50)复位到支架壳体(122)中的止挡(124)上的弹簧元件(54)作为闭锁部件；

此外，在开关连杆(40)上构造一个向着扇形段(50)方向的止挡凸起(42)并且在开关轴(13)上构造一个向着扇形段(50)方向的凸块(16)，

其中，在开关连杆(40)的运动轨迹上，从一个通过所述未被定义的开关状态确定的位置起，止挡凸起(42)在运动轨迹方向“关断”上与所述扇形段(50)力锁合地接触并且该扇形段(50)摆动，直至该扇形段(50)与开关轴凸块(16)形成力锁合为止，其中，在达到开关位置“关断”之前产生一个停止点；

所述扇形段(50)的旋转轴(52)与开关连杆(40)的旋转轴平行；

其特征在于：使用属于开关锁扣(30)的脱扣机构的棘爪杠杆(38)的固定在壳体上的旋转轴(52)作为扇形段(50)的支承轴，其中，所述扇形段(50)具有两个角(56、58)，其中第一角(56)向着开关连杆(40)的方向，而第二角(58)向着开关轴(13)的方向，其中，当开关连杆(40)在触头未附着的情况下从开关位置“关断”向开关位置“接通”进行开关运动时，止挡凸起(42)、扇形段(50)和开关轴凸块(16)的几何特征和运动被这样构造，使得在该开关运动时开关连杆上的止挡凸起(42)与第一角(56)脱离接触，从而该扇形段由复位弹簧元件(54)在达到翻转点“接通”之前从开关轴(13)的旋转区域运动出来。

2.按权利要求1所述的电开关，其特征在于，开关轴(13)上的凸块(16)背离接触元件设置。

3.按权利要求1或2所述的电开关，其特征在于，开关连杆(40)上的止挡凸起(42)构造在开关连杆(40)的处于运动轨迹方向“关断”的一侧。

4.按权利要求1或2所述的电开关，其特征在于，当开关连杆(40)从开关位置“接通”向开关位置“关断”进行开关运动时，止挡凸起(42)、扇形段(50)和开关轴凸块(16)的几何特征和运动被这样构造，使得在该开关运动时开关连杆上的止挡凸起(42)与第一角(56)只有在通过锁扣机构进行触头断开的情况下才进行接触。

5.按权利要求1或2所述的电开关，其特征在于，在开关连杆(40)的向着开关位置“关断”的方向的检查操作之后使开关连杆(40)回摆到位置“接通”中。

6.按权利要求1或2所述的电开关，其特征在于，所述至少一个触头(10)被构造为双断的旋转触头。

7.按权利要求1或2所述的电开关，其特征在于，闭锁部件被构造在一个作为隔离开关工作的开关中。

8.按权利要求1所述的电开关，其特征在于，该电开关是低压开关。

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