CN101794686A - 具有操纵杆的用于开关装置的开关机构 - Google Patents

Abstract

一种用于开关装置(2)的开关机构(1)。该机构具有：可旋转安置在开关轴区段中的、在故障情况下通过该机构可自动断开的接触元件；用于手动接通和断开该元件的操纵杆；位置固定可旋转安置的、与掣子共同作用的拉紧杆；以及由用于连接接触元件的连接件、摇杆和肘杆铰链轴组成的肘杆铰链。操纵杆可占据至少一个接通位置、一个手动断开位置或自动脱扣的脱扣位置或一个在焊接的接触元件的情况下在接通位置和脱扣位置之间的中间开关位置。根据本发明操纵杆的连接片具有至少一个闭锁元件，其与连接件共同作用，从而使操纵杆在焊接的接触元件的情况下在断开操作时停留在中间开关位置上。

Description

具有操纵杆的用于开关装置的开关机构

技术领域

本发明涉及一种用于开关装置的开关机构，尤其是用于低电压断路器。该开关机构具有至少一个可旋转地安置在开关轴区段中的、在故障情况下通过开关机构可自动断开的接触元件以及一个用于手动接通和断开接触元件的操纵杆。该操纵杆具有可围绕位置固定的支点翻转的连接片(Schaltbuegel)。此外该开关机构包括：围绕位置固定的拉紧杆轴可旋转地安置的拉紧杆(Spannhebel)，该拉紧杆具有与掣子共同作用的彼此面对设置的端部以用于拉紧杆的啮合和脱扣；以及由连接件(Koppellasche)、摇杆和与连接件和摇杆相连接的肘杆铰链轴组成的肘杆铰链(Kniehebelgelenk)。一方面连接件与接触元件相连接和另一方面摇杆与拉紧杆相连接。此外，开关机构包括置入在肘杆铰链轴和操纵杆之间的弹簧部件。在此，操纵杆可占据：至少一个接通位置，在该接通位置上，弹簧部件将肘杆铰链带入伸展位置；一个手动断开位置或自动脱扣的脱扣位置，在该脱扣位置上，弹簧部件将该肘杆铰链带入弯曲位置(Ausknickstellung)；或一个在焊接的接触元件的情况下在接通位置和脱扣位置之间的中间开关位置(Zwischenschaltstellung)。

技术人员也将该脱扣位置称为TRIP位置。“自动”在这里指的是：开关触点在故障情况下，特别是在短路或者过电流的情况下，自动地在脱扣器的作用下断开。

此外，本发明还涉及一种具有容纳在绝缘材料壳体中的、双重或者单一中断的旋转触点系统的开关装置，该旋转触点系统具有两个用于连接至各一个电路的固定触点以及一个可旋转地安置在开关轴区段中的、与固定触点中的至少一个共同作用的接触元件。该接触元件在故障情况下通过这种开关机构可自动断开。

本发明尤其涉及在低电压领域中的开关装置。“低电压”典型地是指大约到1000Volt的电压。在开关隔离段的相应的结构性设计的情况下，这种开关装置也可以设计用于超过1000V的开关电压，例如直到6.3kV。此外这种开关装置尤其设计用于在过电流情况下或者短路情况下断开电路。这种开关装置可以设计成单极的或多极的，特别是三极的。

背景技术

根据欧洲专利文献EP 1 455 374 B1已知了一种低电压隔离开关，该低电压隔离开关具有：至少一个动触点，该动触点可以与一个相应的固定触点连接或者与其分离；以及一个强制断开装置。该强制断开装置具有：与该动触点相联的可移动的元件；第一传动系，该传动系依照作用与该动触点和调节装置相连接；以及第二传动系，该传动系与可移动的元件和第一传动系相连接。第一操纵杆与第一传动系相联并且第二操纵杆与第二传动系相联。第一操纵杆和第二操纵杆在断开操作期间相互交替作用。两个操纵杆都具有用于触点相互焊接的的情况的闭锁装置。

发明内容

由此出发，本发明的目的在于，提出一种具有更简单的结构并且需要更少的部件的开关机构。

本发明另一个目的在于，提出一种合适的、具有这种开关机构的开关装置。

本发明的目的利用一种具有根据权利要求1所述的特征的开关机构来实现。开关机构的有利的设计方案在从属权利要求2至6中列出。在权利要求7中给出了一种具有这种开关机构的开关装置。在从属权利要求8和9中列出了开关装置的有利的实施方式。

根据本发明，操纵杆的连接片具有至少一个闭锁元件，该闭锁元件与连接件共同作用，从而使操纵杆在焊接的接触元件的情况下在断开操作时停留在中间开关位置上。焊接的接触元件指的是：可移动的开关触点的触点元件与共同作用的固定触点的触点元件焊接或者粘合。

本发明的核心在于，开关轴区段在开关机构自动脱扣时并且同时在接触元件焊接或粘合时只能围绕与规定的接触元件相比更小的旋转角旋转，例如只旋转5°而不是旋转7.5°。因此弹簧部件“拉动”肘杆铰链到插入位置(Stecklage)中，其中连接件或者下方的肘杆被拉动到一个位置，在该位置上该连接件可以将操纵杆的连接片锁住。该操纵杆就保持在接通位置和脱扣位置(TRIP位置)之间的开关位置上。对于使用者来说可以立刻在视觉上辨认开关装置的故障状态。

根据本发明的开关机构的特别的优点在于显著的更简单的结构和减少的部件数量。与开头所述的现有技术相比这里不需要额外的第一操纵杆和第二操纵杆。

根据一个实施方式，连接件或者下方的肘杆具有布置在肘杆铰链轴的区域中的钩形件。该钩形件可以说是在焊接的接触元件的情况下“阻碍”连接片的闭锁元件。该钩形件优选地有利地“仅仅”是在连接件上微小的侧面的凸出部分。

特别有利的在于，即具有钩形件的连接件是冲压件。因此连接件的制造是特别简单的。

根据另一个实施方式，连接片是冲压件/弯件，并且该至少一个闭锁元件是冲压的、折弯的冲压弯件。因此以可理解的简单的方式可以将闭锁元件简单地集成到连接片中。特别是冲压弯件设计在连接片的切向的端部上。这里用“切向的”来表明围绕连接片或者操纵杆的位置固定的翻转轴的方向。

也有利的是，即连接片的至少一个闭锁元件和连接件的钩形件在机械方面负荷技术地设计，从而至少可以尝试通过在断开位置的方向上手动操作操纵杆来打开焊接的的接触元件。因此有利地可以紧急切断例如连接在开关装置上的用电设备。

本发明的目的进一步通过一种具有容纳在绝缘材料壳体中的、双重或者单一中断的旋转触点系统的开关装置来实现。

在双重中断的旋转触点系统中，典型地将具有两个接触臂的触点杠杆作为接触元件安置在开关轴区段中。每个接触臂在其位于外面的端部上具有可移动的开关触点，该开关触点与各一个配属的、彼此面对设置的固定触点共同作用。这两个固定触点与电路固定连接，该电路从绝缘材料壳体中向外引导并且在那里具有用于开关装置的外部连接的电接头。

在单一中断的旋转触点系统中，触点杠杆仅具有一个具有可移动的开关触点的接触臂作为接触元件。配属的固定触点又与从绝缘材料壳体中向外引导的电路相连接。取代了第二接触臂，设有布置在开关轴区段的区域中的电线接头。在该电线接头和第二电路之间铺设有电线。

根据本发明，单一或者双重中断的旋转触点系统的接触元件在故障情况下通过这样的开关机构可自动断开。

开关装置可以设计成多极的，特别是三极的。该开关装置可以对应于每个极点而具有两个或者多个并联的、可旋转的触点杠杆作为接触元件，触点杠杆具有各一个或者两个接触臂。

附图说明

本发明以及本发明的有利的实施方式将进一步借助下列附图更详细地进行描述。附图示出了：

图1以侧视图示出了根据本发明的在接通位置上的开关机构的第一个实施方式，

图2示出了在手动断开位置上的根据图1的开关机构，

图3示出了在焊接的接触元件的情况下在自动脱扣之后的根据图1的开关机构，

图4示出了与之相比当到达相同的开关位置时在规定的接触元件的情况下的根据图1的开关机构，

图5以侧视图示出了根据本发明的在接通位置上的开关机构的第二个实施方式，

图6示出了根据图5的开关机构，该开关机构在拉紧的、规定的脱开位置上并且具有闭合的接触元件，

图7示出了根据图6的开关机构，该开关机构在松弛的、规定的脱扣位置上并且具有断开的接触元件，

图8示出了根据图5的开关机构，该开关机构在焊接的接触元件的情况下在中间开关位置上，和

图9以透视图示出了根据图5的开关机构。

具体实施方式

图1以侧视图示出了根据本发明的在接通位置S1上的开关机构1的第一个实施方式。

图1示例性地示出了用于开关装置2的开关机构1。所示出的开关机构1特别是设计用于低电压断路器2并且具有安置在开关轴区段6中的、可自动断开的接触元件3。开关轴区段6的开关轴用标号7标识。接触元件3具有例如带有可移动的开关触点35的单臂触点杠杆34，其中该开关触点与用于连接至电路42的固定触点4共同作用。位于该电路42的另一端的端部典型地设计为电接头，例如设计为接线柱。此外电线接头在开关轴区段6的区域中布置在触点杠杆34上。电线用标号44标识，该电线使电线接头与另一个电路43电连接。

所示出的开关机构1、固定触点4、两个开关通路42，43以及电线44均为所示出的、例如是单一中断的开关装置2的组成部分。该开关装置像先前描述的一样也可以设计为双重地中断。出于简明的原因，开关装置2的绝缘材料壳体本身未示出。同时这样的开关装置2可以设计成多极的，特别是三极的，并且对应于每个极点也具有两个或者多个并联的、可旋转的触点杠杆34，触点杠杆具有各一个或者两个接触臂。

所示出的根据本发明的开关机构1具有用于手动接通和断开接触元件3的操纵杆10。操纵杆10或者其连接片12设计成可围绕位置固定的支点14围绕翻转轴14翻转。“位置固定”这里指的是：固定在壳体上的或者相对于开关机构1的两个相互平行布置的侧板9是固定的，其中在当前的侧视图中只能看见侧板9中的一个。连接片12设计为金属弯件/冲压件。在连接片12的上端安装有用绝缘材料制成的、用于手动操作操纵杆10的手柄11。

所示出的接通位置用S1标识，其中开关装置2的开关触点4，35是闭合的。脱扣位置或者说所谓的TRIP位置用ST标识。如果开关机构1或者闭锁机构在接通位置S1上在外部通过脱扣器脱扣，其方法是对操纵杆形式的定位装置60进行操作，则典型地该开关位置ST被占据。最后，手动断开位置用S0标识，在该位置上，开关触点4，35是断开的。

此外，开关机构1包括围绕位置固定的拉紧杆轴41可旋转地安置的拉紧杆40，该拉紧杆具有与掣子50共同作用的彼此面对设置的端部以用于拉紧杆40的啮合和脱扣。拉紧杆40的相应的啮合面用标号V标识并且掣子50的相应的掣子轮廓用E标识。在此，掣子50在脱扣的情况下通过定位装置60的棘轮止动销62脱扣。由此将预紧的拉紧杆40释放。定位装置60的位置固定的定位装置轴用标号61标识并且相应的位置固定的掣子轴用51标识。

除此之外，开关机构1具有肘杆铰链30。该肘杆铰链由简单的S形和平面形的连接件20或者下方的肘杆、摇杆31或者上方的肘杆和与之相连的肘杆铰链轴32组成。在此，一方面连接件20通过铰链螺栓8与接触元件3相连接，和另一方面摇杆31通过连接轴33与拉紧杆40铰接地连接。此外在位置不固定的肘杆铰链轴32和操纵杆10之间置入圆柱弹簧形的弹簧部件25。弹簧部件25也被称为闭锁弹簧。特别是两个弧形弹簧端部悬挂在连接片12的轴向延伸的弹簧销17和同样地轴向延伸的肘杆铰链轴32之间。在所示的接通位置S1上，弹簧部件25已经把肘杆铰链30带入预紧的伸展位置。

根据本发明，连接件20具有布置在肘杆铰链轴32的区域中的钩形件21或者闭锁件。在所示的第一种实施方式中该钩形件21位于铰链螺栓8对面的连接件端部。连接件20连同钩形件21已经设计为冲压件。为此该钩形件21设置为与连接片12的闭锁元件15如此共同作用，即在脱扣情况下并且在焊接的开关触点4，35的情况下，从接通位置S1向脱扣位置ST方向摆动的操纵杆10停留在其之间的中间开关位置SV上。例如图1中所示的闭锁元件15是冲压的，折弯的冲压弯件并且设计在连接片12的切向的端部上。此外，该冲压弯件15如此弯曲，即该弯件基本上平行对准翻转轴14。

在开关机构1的当前的接通位置S1上，钩形件21与闭锁元件15不共同作用。

图2示出了在手动断开位置S0上的根据图1的开关机构1。在该开关位置S0上，弹簧部件25将肘杆铰链30带入松弛的弯曲位置。两个开关触点4，35打开。即使在该具有规定的、也就是说具有未焊接的的接触元件3的开关位置S0上，钩形件21也不与闭锁元件15共同作用。更确切地说，该钩形件21通过开关机构1的突然的速动首先从闭锁元件15旁边经过。

图3示出了根据图1在焊接的接触元件3的情况下在自动脱扣之后的开关机构1。在这种情况下，闭锁元件15如此与连接件20或者连接件20的钩形件21共同作用，即根据本发明，操纵杆10现在在断开操作时停留在中间开关位置SV上。为此原因在于，开关轴区段6与规定的断开操作相比可以围绕较小的旋转角旋转，并且因此弹簧部件25拉动肘杆铰链30到伸展位置中。作为其结果，连接件20被拉动到所示位置，那么在该位置上连接件可以闭锁住连接片12。钩形件21与闭锁元件15现在相互啮合。

如果连接片12的闭锁元件15和连接件20的钩形件21在机械上设计的特别稳固，因此使用者一方至少可以尝试采取打开焊接的的接触元件3的操作。为此操纵杆10必须手动地从中间开关位置SV向断开位置S0方向推压，以便打开焊接的开关触点4，35。

与此相比较，图4示出了根据图1在规定的接触元件3的情况下达到相同开关位置的开关机构1。可识别地，肘杆铰链30向伸展位置拉动较少并且因此连接件20也“提升”地较少。钩形件21恰好因此不与连接片12的闭锁元件15共同作用，并且连接片12现在可以无阻碍地继续向脱扣位置ST转动。

图5示出了根据本发明的开关机构1在接通位置S1上的第二种实施方式的侧视图。与之前的根据图1到图4的实施方式相比，闭锁元件15和钩形件21相对于翻转轴14而布置在另一个切向的端部上。例如该闭锁元件15在此具有镰刀的形状。该闭锁元件15与该钩形件21不相互啮合。

图6示出了根据图5的开关机构1在规定的脱扣位置ST上处于拉紧状态，也就是说具有啮合的拉紧杆。该拉紧杆在该视图中出于简明的原因本身未示出。在拉紧状态下为了打开开关触点4，35而自动地在外部使开关机构1脱扣是可能的。像在图6中一样这里闭锁元件15和钩形件21也不相互啮合。

图7示出了根据图6的开关机构1在规定的脱扣位置ST上处于松弛状态，也就是说具有脱扣的拉紧杆。开关触点4，35现在以开关轴区段6的旋转为前提条件打开。同时闭锁元件15和钩形件21最大限度地相互远离。

图8示出了在焊接的接触元件3的情况下在脱扣情况下在中间开关位置SV上的根据图5的开关机构1。现在以肘杆铰链30的伸展位置为前提条件，钩形件21与闭锁元件15相互啮合。连接片12和因此还有操纵杆10停留在所示出的中间开关位置SV上。

图9示出了根据图5的该开关机构1的透视图。在该视图中，两个相互平行布置的并且至少通过螺栓17，51，61相互固定连接的侧板9作为根据本发明的开关装置1的位置固定的组成部分。整个开关机构1在装配之后置入开关装置的绝缘材料壳体中以用于与开关轴区段铰接地连接。

所示的开关机构1具有镜面对称的结构，其中镜面的法线平行于开关机构1的翻转轴14延伸。由于是对称的、并且由于有利的机械上的稳定的结构，所以存在两倍的数量的闭锁元件15和钩形件21或者连接件20。

尽管已经对本发明详细地通过实施例进行了进一步说明和描述，所以本发明没有受到已公开的实施例的限制并且其他的变体可以由技术人员在没有离开本发明的保护范围的情况下由此推导出。

总而言之，本发明涉及用于开关装置2的开关机构1。该开关机构具有：安装在开关轴区段6中的可旋转的、在故障情况下通过开关机构1可自动断开的接触元件3；用于手动接通和断开接触元件3的操纵杆10；位置固定的可旋转地安置的、与掣子50共同作用的拉紧杆40；以及由用于连接接触元件3的连接件20、摇杆31和肘杆铰链轴32组成的肘杆铰链30。操纵杆10可占据：至少一个接通位置S1；一个手动断开位置S0或自动脱扣的脱扣位置ST；或一个在焊接的接触元件3的情况下在接通位置S1和脱扣位置ST之间的中间开关位置SV。根据本发明的操纵杆10的连接片12具有至少一个闭锁元件15，该闭锁元件与连接件20共同作用，从而使操纵杆10在焊接的接触元件3的情况下在断开操作时保持在中间开关位置SV上。

参考标号

1开关机构，闭锁机构

2开关装置

3接触元件

4固定触点，开关触点

5触点元件

6开关轴区段，开关轴

7开关轴，旋转轴

8铰链螺栓

9基本载体，侧板

10操纵杆

11手柄

12连接片

13翻转轴

14支点

15闭锁元件，制动钩

17弹簧销

20连接件

21连接零件，连接件端部

30肘杆铰链

31摇杆

32肘杆铰链轴

33连接轴

34接触臂

35可移动的开关触点，开关触点

40拉紧杆

41拉紧杆轴

42，43电路

44电线

50掣子

51掣子轴

60定位装置

61定位装置轴

62棘轮止动销

S0断开位置

S1接通位置

ST脱扣位置，Trip位置

SV在焊接的开关触点的情况下的中间开关位置

E掣子轮廓

V啮合面

Claims (9)

1.一种用于开关装置(2)的开关机构，特别是用于低电压断路器，所述开关机构具有：

-至少一个安置在开关轴区段(6)中的、在故障情况下通过所述开关机构可自动断开的接触元件(3)；

-用于手动接通和断开所述接触元件(3)的操纵杆(10)，所述操纵杆具有可围绕位置固定的支点(14)翻转的连接片(12)；

-围绕位置固定的拉紧杆轴(41)可旋转安置的拉紧杆(40)，所述拉紧杆具有与掣子(50)共同作用的彼此面对设置的端部以用于所述拉紧杆(40)的啮合和脱扣；

-由连接件(20)、摇杆(31)和与所述连接件和摇杆相连接的肘杆铰链轴(32)组成的肘杆铰链(30)，其中一方面所述连接件(20)与所述接触元件(3)相连接和另一方面所述摇杆(31)与所述拉紧杆(40)相连接；和

-置入在所述肘杆铰链轴(32)和所述操纵杆(10)之间的弹簧部件(25)；

其中所述操纵杆(10)可占据：至少一个接通位置(S1)，在所述接通位置上，所述弹簧部件(25)将所述肘杆铰链(30)带入伸展位置；一个手动断开位置(S0)或自动脱扣的脱扣位置(ST)，在所述脱扣位置上，所述弹簧部件(25)将所述肘杆铰链(30)带入弯曲位置；或一个在焊接的接触元件(3)的情况下在所述接通位置(S1)和所述脱扣位置(ST)之间的中间开关位置(SV)，

其特征在于，所述操纵杆(10)的所述连接片(12)具有至少一个闭锁元件(15)，所述闭锁元件与所述连接件(20)共同作用，从而使所述操纵杆(10)在焊接的接触元件(3)的情况下在断开操作时停留在所述中间开关位置(SV)上。

2.根据权利要求1所述的开关机构，其特征在于，所述连接件(20)具有布置在所述肘杆铰链轴(32)的区域中的钩形件(21)。

3.根据权利要求2所述的开关机构，其特征在于，具有所述钩形件(21)的所述连接件(20)是冲压件。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的开关机构，其特征在于，所述连接片(12)是冲压件/弯件，并且所述至少一个闭锁元件(15)是冲压的、折弯的冲压弯件。

5.根据权利要求4所述的开关机构，其特征在于，所述冲压弯件(15)设计在所述连接片(12)切向的端部上。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的开关机构，其特征在于，所述连接片(12)的所述至少一个闭锁元件(15)和所述连接件(20)的所述钩形件(21)在机械方面负荷技术地设计，从而至少可以尝试通过在断开位置(S0)的方向上手动操作所述操纵杆(10)来断开焊接的的所述接触元件(3)。

7.一种具有容纳在绝缘材料壳体中的、双重或者单一中断的旋转触点系统的开关装置，所述旋转触点系统具有两个用于连接至各一个电路(41，42)的固定触点(4)以及一个可旋转地安置在开关轴区段(6)中的、与所述固定触点(4)中的至少一个固定触点共同作用的接触元件(3)，其中所述接触元件(3)在故障情况下通过根据前述权利要求中任一项所述的开关机构(1)可自动断开。

8.根据权利要求7所述的开关装置，其特征在于，所述开关装置设计成多极的，特别是三极的。

9.根据权利要求7或8所述的开关装置，其特征在于，所述开关装置对应于每个极而具有两个或者多个并联的触点杠杆(34)作为所述接触元件(3)，所述触点杠杆具有各一个或者两个接触臂。

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