CN101604582B - 用于电开关单元的用来控制和施加接触压力的装置 - Google Patents

用于电开关单元的用来控制和施加接触压力的装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于电开关单元的用来控制和施加接触压力的装置，该单元具有至少两个位置并包括可动触点(5)，所述可动触点能通过驱动杆(9)在与第一静触点(3)接触的第一位置和与第二静触点(4)接触的第二位置之间移动。该装置特征在于，其包括压缩弹簧(14)、用于在可动触点与第一静触点接触时挤压所述弹簧第一端(14a)的称为第一机构(11)的机构、用于在弹簧第一端被挤压时执行可动触点与第一静触点的接触压力施加的称为第二机构(15)的机构、用于在可动触点与第二静触点接触时挤压弹簧第二端(14b)的称为第三机构(15)的机构、和用于在弹簧第二端被挤压时执行可动触点与第二静触点的接触压力施加的称为第四机构(11)的机构。

Description

用于电开关单元的用来控制和施加接触压力的装置
技术领域
本发明涉及用于具有至少两个位置的电开关单元的用来控制和施加接触压力的装置，该电开关单元包括可动触点，所述可动触点能在与第一静触点接触的第一位置和与第二静触点接触的第二位置之间移动。
背景技术
在已知的电开关单元中，接触压力是通过两个弹簧分别为第一静触点和第二静触点提供可动触点的接触压力而实现的。这些开关单元还使用复杂装置来测量上述两个位置中的接触压力。
发明内容
本发明通过提出一种具有简单设计的用于控制和施加接触压力的装置而解决这些问题，该装置使得通过最少的零件实现接触压力施加。本发明的另一目的是提出一种装置，其使得接触压力通过最小数目的零件而被测量。该数目较少的零件导致制造成本的降低。
为此，本发明的目的是提供一种前述类型的用于控制和施加接触压力的装置，该装置的特征在于，其包括压缩弹簧、用于在可动触点与第一静触点接触时挤压所述弹簧的第一端的称为第一机构的机构、被设计用于在弹簧的第一端被挤压时执行可动触点和第一静触点的接触压力施加的称为第二机构的机构、能在可动触点与第二静触点接触时挤压弹簧的第二端的称为第三机构的机构、和被设计用于在弹簧的第二端被挤压时执行可动触点和第二静触点的接触压力施加的称为第四机构的机构。
由于这些特征，单个弹簧被用于在两个位置提供接触压力。
根据一具体特征，称为第二机构的机构与弹簧的第二端协同操作，而称为第四机构的机构与弹簧的第一端协同操作。
根据另一特征，上述弹簧绕所述驱动杆安装。
根据另一特征，第一机构包括套管，该套管绕上述弹簧安装且沿基本上平行于驱动杆的轴线的方向可平移移动，所述套管能被致动机构致动以挤压弹簧的第一端。
根据另一特征，上述第二机构包括称为第一活塞的活塞，该活塞安装为沿基本上平行于所述杆的轴线的方向平移，所述活塞与驱动杆协同操作，以在弹簧的第一端被上述第一机构挤压时沿可动触点和第一静触点的接触压力的施加方向驱动该杆。
根据另一特征，第三机构包括称为第二活塞的活塞，所述活塞安装为沿基本上平行于杆的轴线的方向平移且被设计为在被致动时挤压弹簧的第二端。
根据另一特征，第四机构包括称为第二套管的套管，该套管与驱动杆协同操作以在弹簧的第二端被第三机构挤压时在可动触点与第二静触点的接触位置之间驱动所述杆。
根据本发明的具体实施例，称为第一活塞的活塞和称为第二活塞的活塞包括同一个单个活塞，所述单个活塞包括被设计用于在活塞的第一运动发生时执行弹簧第二端的挤压的表面，和与致动杆的称为第一挡止件的挡止件协同操作以在该杆的第二运动发生时实现驱动该致动杆并由此提供可动触点和第一静触点之间的接触压力的表面，该第二运动沿与前述方向相反的方向。
根据具体特征，称为第一机构的机构和称为第四机构的机构包括同一个单个套管，所述单个套管包括一表面和第二表面，所述表面被设计用于当套管的第一运动发生时执行弹簧的第一端的挤压，所述第二表面被设计为作用在杆的称为第二挡止件的挡止件上，以在套管的第二运动沿与前述方向相反的方向发生时驱动致动杆至可动触点和第二静触点的接触位置。
根据具体特征，套管和/或活塞被牢固地连接到操作杆的推销驱动，该操作杆安装为相对于框架旋转。
根据具体特征，推销被安装为在套管的沟槽中滑动，且交替地与套管或称为第二活塞的活塞协同操作。
根据本发明的具体特征，该装置包括用于测量上述弹簧在称为顶部位置的位置和在称为底部位置的位置中的压缩行程的机构，在该顶部位置中，可动触点与第二静触点接触，在该底部位置中，可动触点与第一静触点接触。
根据具体特征，用于测量弹簧在弹簧的称为顶部位置的位置中的压缩行程的这些机构包括用于测量套管的底部部分与活塞的底部部分分开的距离的机构。
根据另一特征，用于测量弹簧在弹簧的称为底部位置的位置中的压缩行程的这些机构包括用于测量称为第二挡止件的挡止件与套管的顶部部分分开的距离的机构。
该装置由此通过由于使用最少零件的特别经济的系统而使得弹簧的压缩行程可视化。
根据另一具体特征，在中间位置中，弹簧使套管压靠称为第二挡止件的挡止件且使活塞压靠称为第一挡止件的挡止件，推销被保持在活塞和套管之间，推销、套管、活塞、弹簧、驱动杆和可动触点则表现为单个元件，以使得当操作杆发生向下或向上的运动时，整个该子组件可被移动，直至可动触点与分别称为第一静触点或第二静触点的静触点接触。
附图说明
根据参考仅为示例目的给出的附图的以下说明，将更清楚地理解本发明的其他优点和特征，在附图中：
图1是示意图，其示出被根据本发明的用于控制和施加接触压力的装置控制的具有两个位置的电开关单元，其处于电开关单元的两个稳定位置中的一个中；
图2是与前一附图相同的示意图，根据本发明的装置处于中间位置中；
图3是与前一附图相同的示意图，根据本发明的装置处于上述两个稳定位置中的另一个中；
图4是局部横截面视图，其示出了根据本发明的装置的具体实施例，其处于上述两个稳定位置中的第二个中；和
图5是与前一附图相同的视图，根据本发明的装置处于上述两个稳定位置中的另一个中。
具体实施方式
在图1至3中，示出了电阻断筒(breaking cartridge)A，其由根据本发明的用于控制和施加接触压力的装置控制。该筒A包括容纳在由两个端板1、2封闭的基本上为圆柱形的壳体E中的：底部静触点3，称为第一静触点，具有在筒内径向延伸的基本上为环形的形状；顶部静触点4，称为第二静触点，牢固地连接至筒的两个端板中的一个1且基本上平行于筒的轴线延伸；以及可动触点5，安装为沿基本上平行于筒的轴线的方向穿过两个端板中的另一个2滑动。静触点中的一个被设计为电连接到外部电路的地线，静触点中的另一个被设计为电连接到所述电路的电源(或连接到供电器)，且可动触点5被设计为电连接到所述电路的供电器(或相应地连接到电源)。可动触点5在与静触点中的一个3接触的位置和与静触点中的另一个4接触的位置之间可移动。
顶部静触点4和可动触点5二者由安装在杆8、9的端部上的盘6、7形成。顶部静触点4的盘6安装在固定杆8的端部上，而可动触点5的盘7安装在牢固地连接到可动触点的驱动杆10的杆9的端部上。
用于控制和施加接触压力的装置包括安装为沿驱动杆10的端部10a平移的套管11，所述端部位于可动触点5的盘7的相对侧上。该杆10还包括两个盘形挡止件12、13，其中的一个12称为第一挡止件，位于驱动杆10的自由端处，其中的另一个13称为第二挡止件，位于套管11的外侧。压缩弹簧14绕驱动杆10的所述端部10a安装在套管11内，所述弹簧14经由其被称为第一端的一个端部14a压在套管11上，且经由其被称为第二端的相对端部14b压在活塞15上。该活塞15安装为沿驱动杆10的所述端部10a滑动，并且可朝向筒的顶部移动以使得所述活塞经由其一个表面15b挤压弹簧14的第二端14b，且可朝向筒的底部移动以使得所述活塞15经由其一个表面15c碰压设置在驱动杆10的自由端10a处的称为第一挡止件的挡止件12，以驱动驱动杆。
同样，套管11可沿杆朝向筒的顶部平移地移动以经由其一个表面11c压在杆的称为第二挡止件的挡止件13上，或朝向底部移动以经由相对表面11b挤压弹簧的第一端14a。
该装置还包括操作杆16，相对于框架17转动连接，所述操作杆16包括推销18，所述推销18可在套管11的沟槽19中在两个位置之间平移地移动，在一个位置中，所述销18碰压由套管11的壁11a形成的挡止件以使得所述套管11能被驱动，在另一位置中，该销18压靠活塞15的壁15a以使得当所述销发生进一步的移动时所述活塞15能被驱动。
该装置由此包括压缩弹簧14和套管11，所述套管11用于挤压弹簧14的顶部部分14a，且还包括活塞15，用于挤压弹簧14的底部部分14b。推销18的运动通过套管11挤压弹簧14的顶部部分14a或通过活塞15挤压弹簧14的底部部分14b。
根据本发明的控制装置的操作将参考附图在下面予以描述。
在图2所示的中间位置中，压缩弹簧14经由其第一端14a使套管11压靠称为第二挡止件的挡止件13，且经由其第二端14b使活塞15压靠称为第一挡止件的挡止件12。推销18则通过称为第三挡止件的挡止件15a且通过称为第四挡止件的挡止件11a被保持在活塞15和套管11之间。在该位置中，包括推销、套管、活塞、压缩弹簧、驱动杆和可动触点的组件作为单独的主体。
当操作杆16向下移动时，整个该子组件由于推销18而向下移动。套管11由此移动弹簧14，该弹簧移动活塞15，该活塞通过称为第一挡止件的挡止件12驱动驱动杆10。该子组件由此被移动，直至可动触点5接触底部静触点3。从此时起，可动触点5和活塞15被停止其运动。操作杆的持续向下运动将持续驱动套管11且由此挤压弹簧14的顶部部分14a。施加到弹簧14的力经由驱动杆10而被传递到可动触点5，以提供接触压力，如图1所示。
从图1所示的该底部位置，当操作杆16被向上操作时，如图3所示，由于压缩弹簧14的松弛效应，上升的推销18将使得套管11能向上移动，直至套管11接触称为第二挡止件的挡止件13。然后，包括推销、套管、活塞、弹簧、驱动杆和可动触点的整个组件将作为单独的元件而被驱动，直至可动触点5碰压由顶部静触点4形成的挡止件。从此时起，可动触点5和套管11停止运动。持续的向上运动将持续驱动活塞15且由此挤压弹簧14的底部部分14b。施加到弹簧14的力通过驱动杆10而被传递到可动触点5以提供接触压力，如图3所示。
在图4和5中，示出了根据本发明的用于控制和施加接触压力的装置的具体实施例。根据该实施例，套管11的挡止件11a由制作于套管11内且与推销18协同操作的孔20形成。活塞15由两个部分，即，被推销18无间隙地驱动的推杆21和牢固地连接到该推杆且位于推杆21的顶部部分处的支撑垫圈22组成。
驱动杆10在其一个端部10b处包括螺纹部分，且在其无螺纹的端部处包括形成第一挡止件12的盘，该盘与杆铸造在一起且位于套管内。带螺纹的端部10b被设计为拧入设置在杆9中的螺纹孔，杆9支撑可动触点。驱动杆10还包括绕杆10一方面安装在套管11和杆10之间、另一方面安装在杆10和活塞15的底部支撑垫圈22之间的隔离件23，称为顶部支撑垫圈的支撑垫圈24绕杆的位于套管11外侧的那部分的一部分安装，所述顶部支撑垫圈24被固定在上述隔离件23和螺母25之间，该螺母拧到杆10的带螺纹的端部10b上。
在图4所示的、称为顶部位置且对应于可动触点5与顶部静触点4接触的位置的位置中，通过测量套管11的底部表面11b与推杆15的顶部表面15b分开的距离d，弹簧的压缩行程被可视化。
以同样的方式，在称为底部位置的位置中，该位置如图5所示且对应于可动触点与底部静触点接触的位置，通过测量套管11的顶部部分11c与顶部支撑垫圈24的底部表面24a分开的距离e，弹簧的压缩行程可被可视化。
图4和5所示的装置的操作将不予描述，因为其对应于参考图1至3的装置的已描述操作。在这些附图4和5中，顶部支撑垫圈24相当于图1至3的驱动杆10的称为第二挡止件的挡止件13。推销18与设置在套管11中的沟槽20协同操作，该套管的底部部分相当于图1至3的上述挡止件11a。推销18牢固地连接活塞15。
根据本发明，用于控制和施加接触压力的装置由此得以实现，其通过交替使用弹簧的两个端部使得单个弹簧能被用于在该装置的两个稳定位置中提供接触压力。
该装置还使得在上述两个位置中弹簧的压缩行程被简单地可视化。
该装置使用最小的零件数来实现这两个功能，由此特别地降低制造成本。
应注意，该系统可通过任意类型的致动器操作，例如连杆、凸轮、电磁铁、千斤顶(jack)等。
弹簧功能可通过不同类型的弹簧实现，例如具有圆形、正方形或矩形簧丝的螺旋弹簧、弹簧垫圈等。
本发明自然不限于这里所述和所示的仅为示例目的而给出的实施例。
相反，本发明延伸以涵盖所述机构的所有技术等效物以及其组合，如果该组合是根据本发明的精神实现的。

Claims (14)

1.一种用于控制和施加接触压力的装置，用于具有至少两个位置的电开关单元，该电开关单元包括可动触点，所述可动触点能被驱动杆在与第一静触点接触的第一位置和与第二静触点接触的第二位置之间移动，其特征在于，该装置包括压缩弹簧(14)、用于在可动触点(5)与第一静触点(3)接触时挤压所述压缩弹簧(14)的第一端(14a)的第一机构(11)、被设计用于在压缩弹簧(14)的第一端(14a)被挤压时执行可动触点(5)与第一静触点(3)的接触压力施加的第二机构(15)、能够在可动触点(5)与第二静触点(4)接触时挤压压缩弹簧(14)的第二端(14b)的第三机构(15)、以及被设计用于在压缩弹簧(14)的第二端(14b)被挤压时执行可动触点(5)与第二静触点(4)的接触压力施加的第四机构(11)，其中第一机构包括第一套管(11)，该第一套管绕上述压缩弹簧(14)安装且沿基本上平行于驱动杆(9)的轴线的方向可平移移动，所述第一套管(11)能被致动机构致动以挤压压缩弹簧(14)的第一端(14a)。 
2.根据权利要求1所述的用于控制和施加接触压力的装置，其特征在于，所述第二机构(15)与压缩弹簧(14)的第二端(14b)协同操作，而所述第四机构(11)与压缩弹簧(14)的第一端(14a)协同操作。 
3.根据权利要求1所述的用于控制和施加接触压力的装置，其特征在于，上述压缩弹簧(14)绕所述驱动杆(9)安装。 
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的用于控制和施加接触压力的装置，其特征在于，上述第二机构包括第一活塞(15)，该第一活塞被安装为沿基本上平行于驱动杆(9)的轴线的方向平移，所述活塞(15)与驱动杆(9)协同操作，以在压缩弹簧(14)的第一端(14a)被上述第一机构(11)挤压时沿可动触点(5)与第一静触点(3)的接触压力的施加方向驱动所述驱动杆。 
5.根据权利要求4所述的用于控制和施加接触压力的装置，其特征在于，第三机构包括第二活塞(15)，所述第二活塞被安装为沿基本上平行于驱动杆(9)的轴线的方向平移且被设计为在被致动时挤压压缩弹簧(14)的第二端(14b)。 
6.根据权利要求1所述的用于控制和施加接触压力的装置，其特征在于，第四机构包括第二套管(11)，该第二套管与驱动杆(9)协同操作，以在压缩弹簧(14)的第二端(14b)被第三机构挤压时在可动触点(5)与第二静触点(4)的接触位置之间驱动所述驱动杆(9)。 
7.根据权利要求5所述的用于控制和施加接触压力的装置，其特征在于，第一活塞和第二活塞包括同一个单个活塞(15)，所述单个活塞包括被设计用于在所述单个活塞的第一运动发生时执行压缩弹簧的第二端(14b)的挤压的表面(15b)，和与驱动杆(9)的第一挡止件(12)协同操作以在驱动杆(9)的第二运动发生时驱动所述驱动杆并由此提供可动触点(5)和第一静触点(3)之间的接触压力的表面(15c)，该第二运动沿与前述方向相反的方向。 
8.根据权利要求6所述的用于控制和施加接触压力的装置，其特征在于，第一机构和第四机构包括同一个单个套管(11)，所述单个套管包括第一表面(11b)和第二表面(11c)，所述第一表面被设计用于在所述单个套管(11)的第一运动发生时挤压压缩弹簧的第一端(14a)，所述第二表面被设计为作用在驱动杆的第二挡止件(13)上，以在所述单个套管(11)的第二运动沿与前述方向相反的方向发生时驱动所述驱动杆至可动触点与第二静触点的接触位置。 
9.根据权利要求8所述的用于控制和施加接触压力的装置，其特征在于，所述单个套管(11)和/或活塞(15)被牢固地连接到操作杆(16)的推销(18)驱动，该操作杆安装为相对于框架旋转。 
10.根据权利要求9所述的用于控制和施加接触压力的装置，其特征在于，所述活塞包括第一活塞和第二活塞，上述第二机构包括第一活塞(15)，所述第一活塞被安装为沿基本上平行于驱动杆(9)的轴线的方向平移，所述第一活塞(15)与驱动杆(9)协同操作，以在压缩弹簧(14)的第一端(14a)被上述第一机构(11)挤压时沿可动触点(5)与第一静触点(3)的接触压力的施加方向驱动所述驱动杆；第三机构包括第二活塞(15)，所述第二活塞被安装为沿基本上平行于驱动杆(9)的轴线的方向平移且被设计为在被致动时挤压压缩弹簧(14)的第二端(14b)，推销(18)安装为在所述单个套管(11)的沟槽(19)中滑动，且交替地与所述单个套管(11)或第二活塞(15)协同操作。 
11.根据权利要求1-3中的任一项所述的用于控制和施加接触压力的装置，其特征在于，其包括用于测量上述压缩弹簧在顶部位置和底部位置中的压缩行程的机构，在该顶部位置中，可动触点(5)与第二静触点(4)接触，在该底部位置中，可动触点(5)与第一静触点(3)接触。 
12.根据权利要求11所述的用于控制和施加接触压力的装置，其特征在于，第一机构包括第一套管(11)，该第一套管绕上述压缩弹簧(14)安装且沿基本上平行于驱动杆(9)的轴线的方向可平移移动，所述第一套管(11)能被致动机构致动以挤压压缩弹簧(14)的第一端(14a)；上述第二机构包括第一活塞(15)，该第一活塞被安装为沿基本上平行于驱动杆(9)的轴线的方向平移，所述第一活塞(15)与驱动杆(9)协同操作，以在压缩弹簧(14)的第一端(14a)被上述第一机构(11)挤压时沿可动触点(5)与第一静触点(3)的接触压力的施加方向驱动所述驱动杆；第三机构包括第二活塞(15)，所述第二活塞被安装为沿基本上平行于驱动杆(9)的轴线的方向平移且被设计为在被致动时挤压压缩弹簧(14)的第二端(14b)；第四机 构包括第二套管(11)，该第二套管与驱动杆(9)协同操作，以在压缩弹簧(14)的第二端(14b)被第三机构挤压时在可动触点(5)与第二静触点(4)的接触位置之间驱动所述驱动杆(9)；第一活塞和第二活塞包括同一个单个活塞(15)，所述单个活塞包括被设计用于在所述单个活塞的第一运动发生时执行压缩弹簧的第二端(14b)的挤压的表面(15b)，和与所述驱动杆(9)的第一挡止件(12)协同操作以在驱动杆(9)的第二运动发生时驱动所述驱动杆并由此提供可动触点(5)和第一静触点(3)之间的接触压力的表面(15c)，该第二运动沿与前述方向相反的方向；第一机构和第四机构包括同一个单个套管(11)，所述单个套管包括第一表面(11b)和第二表面(11c)，所述第一表面被设计用于在所述单个套管(11)的第一运动发生时挤压压缩弹簧的第一端(14a)，所述第二表面被设计为作用在驱动杆的第二挡止件(13)上，以在所述单个套管(11)的第二运动沿与前述方向相反的方向发生时驱动所述驱动杆至可动触点与第二静触点的接触位置；用于测量压缩弹簧在压缩弹簧(14)的顶部位置中的压缩行程的机构包括用于测量所述单个套管(11)的底部部分与所述单个活塞(15)的底部部分分开的距离(d)的机构。 
13.根据权利要求11所述的用于控制和施加接触压力的装置，其特征在于，第一机构包括第一套管(11)，该第一套管绕上述压缩弹簧(14)安装且沿基本上平行于驱动杆(9)的轴线的方向可平移移动，所述第一套管(11)能被致动机构致动以挤压压缩弹簧(14)的第一端(14a)；第四机构包括第二套管(11)，该第二套管与驱动杆(9)协同操作，以在压缩弹簧(14)的第二端(14b)被第三机构挤压时在可动触点(5)与第二静触点(4)的接触位置之间驱动所述驱动杆(9)；第一机构和第四机构包括同一个单个套管(11)，所述单个套管包括第一表面(11b)和第二表面(11c)，所述第一表面被设计用于在所述单个套管(11)的第一运动发生时挤压压缩弹簧的第一端(14a)，所述第二表面被设计为作用在驱动杆的第二挡止件(13)上，以在所述单个套管(11)的第二运动沿与前述方向相反的方向发生时驱动所述驱动杆至可动触点与第二静触点的接触位置；用于测量压缩弹簧(14)在压缩弹簧的底部位置中的压缩行程的机构包括用于测量第二挡止件(24)与所述单个套管(11)的顶部部分分开的距离(e)的机构。 
14.根据权利要求9所述的用于控制和施加接触压力的装置，其特征在于，所述活塞包括第一活塞和第二活塞，上述第二机构包括第一活塞(15)，该第一活塞被安装为沿基本上平行于驱动杆(9)的轴线的方向平移，所述第一活塞(15)与驱动杆(9)协同操作，以在压缩弹簧(14)的第一端(14a)被上述第一机构(11)挤压时沿可动触点(5)与第一静触点(3)的接触压力的施加方向驱动所述驱动杆；第三机构包括第二活塞(15)，所述第二活塞被安装为沿基本上平行于驱动杆(9)的轴线的方向平移且被设计为在被致动时挤压压缩弹簧(14)的第二端(14b)；第一活塞和第二活塞包括同一个单个活塞(15)，所述单个活塞包括被设计用于在所述单个活塞的第一运动发生时执行压缩弹簧的第二端(14b)的挤压的表面(15b)，和与驱动杆(9)的第一挡止件(12)协同操作以在驱动杆(9)的第二运动发生时驱动所述驱动杆并由此提供可动触点(5)和第一静触点(3)之间的接触压力的表面(15c)，该第二运动沿与前述方向相反的方向；在中间位置中，压缩弹簧(14)使所述单个套管(11)压靠第二挡止件(13)且使所述单个活塞(15)压靠第一挡止件(12)，推销(18)被保持在所述单个活塞(15)和所述单个套管(11)之间，推销(18)、所述单个套管(11)、所述单个活塞(15)、压缩弹簧(14)、驱动杆(9)和可动触点(5)则表现为形成子组件的单个元件，以使得当操作杆(16)发生向下或向上的运动时，该子组件整体可被移动，直至可动触点(5)与分别第一静触点(3)或第二静触点(4)接触。 
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