CN102498538A - 远程控制装置和包括远程控制装置的远程控制断路器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有带至少一个主表面并的绝缘壳体(41)的远程控制装置,包括具有可动部分的促动器(21)、与可动部分相互作用的驱动装置(22)和耦合到所述驱动装置用于促动切断装置(2)的旋转远程控制轴(23),所述远程控制轴(23)在大致垂直于所述主表面的方向延伸通过主表面。在远程控制装置中,驱动装置(22)包括双稳态驱动机构(137),其基本上为机械的并耦合到促动器的可动部分,所述双稳态驱动机构(137)包括能够沿着单一驱动轴平动运动并能够绕所述轴转动运动的可动元件。本发明还涉及包括远程控制装置的远程控制断路器。
Description
技术领域
本发明涉及电气装置领域,特别是安全电气设备单元例如断路器的领域,并尤其是这样的设备单元的遥控装置的领域。特别地,本发明涉及能够与邻接到所述壳体的主面板的至少一个开关装置相关联的绝缘壳体遥控装置的领域。
更确切地说,本发明涉及带绝缘壳体的远程控制装置,该绝缘壳体提供至少一个主面板,该远程控制装置操控抵靠着所述主面板安置的至少一个开关装置,所述远程控制装置包括装备有活动部分的机电促动器、与所述活动部分协同操作的驱动装置,和耦合到所述驱动装置的旋转远程控制轴以促动至少一个开关装置,所述远程控制轴在基本垂直于所述主面板的方向穿过所述主面板。
背景技术
电气装置通常包括远程控制设备单元,例如远程控制开关、接触器或者远程控制断路器。这种类型的远程控制设备单元一般装备有至少一个集成的或者可分离的开关装置,其机械地耦合到所述单元的远程控制装置。远程控制装置和开关装置之间的机械耦合可以依靠远程控制轴完成。
欧洲专利申请EP1487002描述一种这样的远程控制装置,包括经由驱动装置促动远程控制轴的电机。在这个远程控制装置中,驱动装置包括活动元件例如蜗杆和蜗轮,所述驱动装置为远程控制轴提供具有足够力和速度的机械冲击,以促动至少一个开关装置。
现有技术的远程控制装置的一个缺点在于,它们具有通常复杂且低耐久性的驱动机构,并且它们在多次切换后变得有缺陷。
发明内容
本发明的目的是通过提出一种远程控制装置解决现有技术的远程控制装置的技术问题,该远程控制装置具有提供至少一个主面板的绝缘壳体以操控抵靠着所述主面板安置的至少一个开关装置,所述远程控制装置包括:装备有活动部分的机电促动器、与所述活动部分协同操作的驱动装置以及耦合到所述驱动装置以促动所述至少一个开关装置的旋转远程控制轴,所述远程控制轴在基本垂直于所述主面板的方向通过所述主面板,所述远程控制装置的特征在于,所述驱动装置包括耦合到所述促动器的所述活动部分的实质上机械的双稳态驱动机构,所述双稳态驱动机构包括能够沿着单一运动驱动轴平动运动和围绕所述轴转动运动的可动元件。
机电促动器的活动部分优选地为能够在大致平行于双稳态驱动机构的驱动方向的促动方向运动的柱塞芯。柱塞芯的促动方向大致相同于双稳态驱动机构的驱动方向。
双稳态驱动机构优选地包括作用于操作杆的推杆,所述推杆能够在至少两个稳定轴向位置之间平动运动。有利地,推杆依靠通过远程控制轴施加的偏压力保持在稳定轴向位置
根据一个实施例,双稳态驱动机构的活动元件包括与活动部分协同操作的轴向传动凸轮和耦合到推杆的凸轮随动件,所述凸轮和所述凸轮随动件分别包括用于将凸轮向着凸轮随动件的轴向平动转变为所述凸轮随动件的转动的第一和第二凸轮表面
凸轮随动件优选地与推杆一体。
根据一个实施例,双稳态驱动机构包括用于容纳和平动以及转动地导引凸轮随动件的凸轮主体。有利地,凸轮主体沿着驱动运动轴线包括:
-第一部分,其包括在其内表面上的至少一个轴向凹槽以容纳凸轮随动件的至少一个径向突起,从而使得当所述凸轮随动件处于所述第一部分中时所述凸轮随动件的转动能够得以防止;以及
-第二部分,其具有与第一部分的更窄的通道横截面相比放大的通道横截面以允许当所述凸轮随动件处于所述第二部分中时所述凸轮随动件转动。
双稳态驱动机构优选地进一步形成在凸轮主体上并用于与凸轮随动件的第二凸轮表面协同操作的第三凸轮表面,第二和第三凸轮表面用于将凸轮在与凸轮随动件相反方向的轴向平动转变为所述凸轮随动件的转动。
有利地凸轮主体的第三凸轮表面安置在由所述凸轮主体的第一和第二部分之间的通道横截面差异形成的边上,凸轮随动件的第二凸轮表面形成在凸轮随动件的至少一个径向突起的端面上。
有利地,凸轮和凸轮随动件分别包括与第一和第二凸轮表面互补的第四和第五凸轮表面,以有利于将凸轮向着凸轮随动件的轴向平动转变为所述凸轮随动件的转动。
有利地,第一和第二凸轮表面分别处于第四和第五凸轮表面的径向延伸中。
根据一个实施例,凸轮表面具有不对称的锯齿状凸轮轮廓。有利地,凸轮轮廓的每个齿包括具有小于70度的小倾角的第一坡道和具有超过70度的高倾角的第二坡道,所述角度关于垂直于驱动方向的平面限定。
根据一个实施例,凸轮和凸轮随动件是大致相同的部分。
根据特定实施例机电促动器装备有具有减少运动的部分和励磁线圈,所述活动部分能够沿着大致垂直于所述具有减少运动的部分的支承表面平动运动以通过贯穿所述支承表面的通孔展开,驱动装置与所述活动部分协同操作以平动驱动用于耦合到所述开关装置的活动触头的可移动传动元件,所述驱动装置用于在分别对应所述活动触头的闭合和打开的第一和第二稳定轴向位置之间移动可移动传动元件,绝缘壳体容纳阻尼装置以减弱当所述活动部分展开到展开位置时所述活动部分在所述具有减少运动的部分上的冲击。阻尼装置优选地安置在壳体的第一支撑装置和具有减少运动的支承表面之间以使得通过挤压所述阻尼装置,所述具有减少运动的部分能够沿着促动轴的运动,以使得所述具有减少运动的部分的运动有利于驱动可移动传动元件从一个稳定轴向位置到另一个稳定轴向位置。
根据另一个特定实施例,远程控制装置包括远程控制禁用装置。所述开关装置装备有能够在电触头的打开位置和闭合位置之间操作的手柄以及使得所述电触头能够在电气故障之后打开的脱扣杆,所述禁用装置包括可缩进部分,以防止当所述可缩进部分处于展开位置时所述电触头闭合,所述远程控制禁用装置进一步包括用于耦合到所述脱扣杆的促动杆,所述促动杆与所述可缩进部分协同操作以当可缩进部分移动到它的展开位置时指令至少一个开关装置的脱扣。
根据另一个特定实施例远程控制装置包括用于指示至少一个开关装置的状态和/或故障的装置,所述用于指示的装置包括用于检测操作手柄的位置的第一检测装置,所述远程控制装置包括安置成检测远程控制轴的位置的第二检测装置,该远程控制轴围绕大致垂直于所述主面板的远程控制轴线旋转安装,所述远程控制轴使得至少一个开关装置的电触头能够被促动。
本发明还涉及远程控制断路器,包括装备有耦合到至少一个开关装置的远程控制轴的远程控制装置,所述远程控制断路器的特征在于,所述远程控制装置是如前面描述的远程控制装置,所述远程控制装置依靠远程控制轴耦合到所述开关装置。
本发明还涉及用于指令至少一个开关装置的活动触头的打开和闭合的远程控制装置,所述远程控制装置包括:
-机电促动器,其装备有具有减少运动的部分、装备有励磁线圈、并装备有沿着大致垂直于所述具有减少的运动的部分的支承表面的促动轴平动运动以通过所述支承表面的通孔展开的活动部分,
-驱动装置,其与所述活动部分协同操作以平动驱动用于耦合到所述活动触头的可移动传动元件,所述驱动装置用于在分别对应所述活动触头的闭合和打开的第一和第二稳定轴向位置之间移动可移动传动元件,和
-绝缘壳体,其用以容纳包含阻尼装置的所述远程控制装置,该阻尼装置减弱当所述活动部分移动到展开位置时所述活动部分在所述具有减少运动的部分上的冲击,
根据本发明的远程控制装置的特征在于,阻尼装置安置在壳体的第一支撑装置和具有减少运动的支承表面之间,以允许通过挤压所述阻尼装置,所述具有减少运动的部分沿着促动轴运动,以使得所述具有减少运动的部分有利于驱动可移动传动元件从一个稳定轴向位置到另一个稳定轴向位置。
壳体优选地包括第二支撑装置,该第二支撑装置与第一支承表面相对地与具有减少的运动的部分的第二支承表面协同操作,使得所述具有减少运动的部分保持在壳体中。
可移动传动元件优选地沿着大致平行于促动轴的驱动轴平动运动。
根据一个实施例,驱动装置设计用于使可移动传动元件通过穿越过极限轴向位置而在两个稳定轴向位置之间运动,所述极限轴向位置越过所述稳定轴向位置,阻尼装置安置为以使得所述具有减少的运动的部分伴随所述活动部分到它的展开位置的运动会驱动所述可移动传动元件超过所述极限轴向位置。阻尼装置有利地具有大于或者等于极限轴向位置和第二稳定轴向位置之间的距离的挤压厚度,所述挤压厚度关于活动部分在具有减少的运动的部分上的冲击的力进行限定。
第一支撑装置优选地包括阻尼装置安置在其中的凹陷。
优选地,阻尼装置基本上由柔性材料形成。有利地,柔性材料选自腈和硅树脂化合物。
根据一个实施例,阻尼装置包括安置在具有减少运动的部分的支承表面的通孔的每个侧面上的两个圆柱形垫圈。
本发明还涉及远程控制断路器,其包括装备有耦合到至少一个开关装置的远程控制轴的远程控制装置,所述断路器的特征在于,所述远程控制装置是如前面描述的远程控制装置,所述远程控制装置包括连同所述远程控制轴操作的可移动的传动元件。
本发明还涉及用于至少一个开关装置的远程控制禁用装置,所述至少一个开关装置装备有可在电触头的打开位置和闭合位置之间操作的手柄以及使得所述电触头在电气故障之后能够打开的脱扣杆,所述禁用装置包括可缩进部分以防止当可缩进部分展开在展开位置中时所述电触头闭合,所述远程控制禁用装置的特征在于,它进一步包括耦合到所述脱扣杆的促动杆,所述促动杆与所述可缩进部分协同操作以在当可缩进部分操作到它的展开位置时操控至少一个开关装置的脱扣。
远程控制优选地包括旋转远程控制轴以促动至少一个开关装置和牢固地联合到远程控制轴的控制臂,所述控制臂包括凸出部,其用于与可缩进的突起协同操作以在当远程控制轴处于对应开关装置的电触头的闭合的位置时禁止所述可缩进部分到它的展开位置的运动。
根据一个实施例,远程控制禁用装置包括装备有具有能够占据分别代表所述手柄的打开位置和闭合位置的两个位置的手柄的耦合装置的连接部分,所述连接部分与可缩进部分的机械阻挡构件协同操作以当所述手柄处于它的打开位置时机械地阻挡所述手柄。
可缩进部分优选地能够在平动方向运动。有利地,连接部分围绕旋转轴旋转地安装。优选地,可缩进部分的阻挡构件包括插销,连接部分包括滑动架以在当连接部分处于代表手柄的打开位置的位置并且可缩进部分操作到它的展开位置时接收所述插销。优选地,连接部分的滑动架定向为沿着在支承可缩进部分的阻挡构件的平动轴线的平面中绘制的轴线定向。
根据一个实施例,连接部分的滑动架沿着基本垂直于所述连接部分的旋转轴的轴定向。有利地,连接部分的滑动架沿着关于所述连接部分的旋转轴径向偏置的轴定向。
根据一个实施例,可缩进部分包括至少一个开口,用于当所述部分处于它的展开位置时挂锁的镣铐和/或铅封的缆线通过。
根据一个实施例,促动杆包括用于耦合脱扣杆的脱扣凸出部。有利地,促动杆包括装备有连同可缩进部分的驱动臂操作的插销的杠杆作用臂以在当可缩进部分操作到展开位置时产生至少一个开关装置的脱扣。
本发明还涉及用于操控至少一个开关装置的远程控制装置,所述至少一个开关装置装备有使得所述开关装置的电触头能够在电气故障后打开的脱扣杆,所述远程控制装置包括远程控制禁用装置,远程控制装置的特征在于,所述远程控制禁用装置是如前面描述的装置并包括用于耦合到所述脱扣杆的促动杆。
本发明还涉及具有带至少一个主面板的绝缘壳体的远程控制装置,用于操控装备有操作手柄并抵靠所述主面板安置的至少一个开关装置,所述远程控制装置包括用于指示至少一个开关装置的状态和/或故障的装置,所述用于指示的装置包括使得所述手柄能够被检测的第一检测装置,所述远程控制装置的特征在于,它包括第二检测装置,其安置成检测远程控制轴的位置,所述远程控制轴围绕基本垂直于所述主面板的远程控制轴旋转地安装,所述远程控制轴使得至少一个开关装置的电触头能够被促动。
根据本发明的远程控制装置优选地包括装备有用于建立与至少一个开关装置的手柄的耦合的耦合装置的连接部分,所述连接部分能够占据分别代表所述手柄的打开位置和闭合位置的至少两个位置,第一检测装置安置成检测所述连接部分的所述位置。有利地,连接部分可以占据代表与至少一个开关装置的电触头的焊接相关联的手柄的中间位置的第三位置,第一检测装置安置成将连接部分的所述第三位置与代表手柄的闭合位置的位置区分开。
第一检测装置优选地包括第一非接触位置传感器以检测连接部分的位置。有利地,第一检测装置进一步包括第一机电装置以检测连接部分的位置。
第二检测装置优选地包括第二非接触位置传感器以检测远程控制轴的位置。有利地,第二检测装置进一步包括第二机电装置以检测远程控制轴的位置。
根据一个实施例,第一检测装置连接到处理装置以当至少一个开关装置的手柄处于打开位置时提供第一故障信号。
根据一个实施例,第二检测装置连接到处理装置以提供至少一个开关装置的电触头的闭合状态的第二信号。处理装置包括连接到第二检测装置的计数器以对预定期间内电触头的闭合或者打开状态的变化次数进行计数,处理模块连接到所述计数器以当状态变化的所述次数超过预定极限时提供过热信号。
处理装置优选地连接到当地的或者远程的显示装置。有利地,当地显示装置包括能连续或者以不同时间间隔的间断方式发出具有两个不同颜色的光的灯。
附图说明
其它的优点和特征将从以下在附图中示出、仅以非限制性例子目的给出的本发明的特定实施例的描述变得更加清楚明显。
图1和2是根据本发明的远程控制断路器的透视图。
图3是使得远程控制单元和电气保护单元能够得以区别的所述远程控制断路器的部分分解视图。
图4是使得每个单元的内部结构能够被看到的所述远程控制断路器的部分分解视图。
图5是远程控制装置的电磁体和相关开关装置的电触头之间的运动链的示意性视图。
图6A和6B是远程控制单元的横截面视图,其中驱动装置的可移动的传动元件分别位于第一稳定轴向位置和第二稳定轴向位置。
图7A-7D是远程控制装置的横截面视图,其示出当发生从可移动的传动元件的第一稳定轴向位置到第二稳定轴向位置的运动时电磁体的和驱动装置的功能。图8和9是包括安置在柱塞芯通过其中的电磁体的轭的支承表面上的电磁促动器的示意性视图。
图10和11是与图8和9相同类型的电磁促动器的示意性视图,除此之外,它包括安置在与第一支承表面相对的第二支承表面上的阻尼装置。
图12A和12B是与图10和11的相同类型的电磁促动器的示意性视图,除此之外,它包括在具有V形轮廓的轭上的柱塞芯的冲击区。
图13-15是电磁促动器的三个不同的位置的示意性视图,其中促动器的活动部分包括轭的一部分。
图16是形成远程控制装置的驱动装置的一部分的双稳态驱动机构的凸轮主体、凸轮和凸轮随动件的分解透视图。
图17是根据一个实施例的双稳态驱动机构的凸轮或者凸轮随动件的透视图,在该实施例中这两个部分基本相同。
图18是凸轮或者凸轮随动件的凸轮表面的视图。
图19A-25A和图19B-25B分别是在不同的操作步骤中的双稳态驱动机构的横截面和透视视图。
图19C-25C对应根据在这些步骤的每一个中的圆周C8(比较图16)展开的横截面。
图26是远程控制单元的内部结构的一部分的透视图,其示出远程控制禁用装置。
图27是示出远程控制禁用装置的连接部分和可缩进部分以及远程控制的驱动装置和与所述远程控制相关联的开关装置的远程控制机构的透视图。
图28是示出与图27中的相同的元件的视图,其中可缩进部分到它的展开位置(deployed position)的操作被禁用。
图29是示出与图27中的相同的元件,其中可缩进部分已经展开到它的展开位置。
图30是远程控制断路器的内部结构的一部分的透视图,示出远程控制禁用装置和用于指示状态和故障的装置的各元件。
图31是远程控制单元的内部结构的透视图,主要示出用于指示状态和故障的装置。
图32示意性地示出通过指示装置实施的处理操作的一部分。
图33是示出远程控制断路器的运动链的示意性视图。
图34是在远程控制装置的电磁体和与所述远程控制装置相关联的开关装置的活动触头之间的运动链的部件的透视图。
图35是远程控制断路器的远程控制和电气保护单元的分解视图。
图36A和36B分别示出电气保护单元和处于触头打开位置的开关装置的操作机构的一部分的横截面视图,其中所述打开位置经由所述开关装置的手柄电气实现。
图37A和37B对应图36A和36B,其中开关装置的手柄处于闭合位置,并且所述开关装置的电触头通过远程控制装置闭合。
图38A和38B对应图36A和36B,其中开关装置的手柄处于闭合位置,所述开关装置的电触头通过远程控制装置打开。
具体实施方式
参照图1-3,远程控制断路器包括远程控制单元1,其装备有与四个单极开关装置2相关联的远程控制装置。这四个开关装置具有单独的绝缘壳体并形成电气保护单元。远程控制装置容纳在与开关装置的壳体单独的壳体中。开关装置包括枢转安装在它们各自的壳体中的手柄3。这些手柄通过系杆4彼此耦合,该系杆4自身耦合到远程控制装置1。远程控制装置和开关装置经由它们各自的壳体的主面板5牢固地彼此邻接。具有扇形形状的孔6安置在开关装置2的每个主面板5上以允许接近所述装置的脱扣装置。远程控制断路器还包括可经由可缩进部分7操作的远程控制禁用装置或者挂锁装置。远程控制装置1进一步包括连接到用于指示电气状态和故障的光亮显示装置8。远程控制装置进一步包括220V的远程指示终端或者连接器9,以及未示出的容纳在开口10中的220V的远程指示终端或者连接器。这些指示连接器执行状态和/或电气故障的远程指示。远程控制断路器可以由控制按钮11本地促动,或者从220V的控制终端或者连接器12远程促动。远程控制断路器还包括220V的供电端子或者连接器13。
参照图3-5,远程控制装置包括电磁促动器,尤其是电磁体21,以及耦合到促动器的活动部分的驱动装置22。远程控制装置1还包括耦合到驱动装置22并使得开关装置的切换装置能够得以促动的旋转远程控制轴23。开关装置包括操作机构25、静触头26、脱扣装置和由触头臂支撑的活动触头27。更确切地说,开关装置的操作机构包括作用于触头臂上的远程控制机构,所述远程控制机构装备有围绕基本垂直于主面板的远程控制轴旋转安装的远程控制杆28。远程控制杆耦合到远程控制装置的远程控制轴23,开关装置的操作机构25因此能够通过远程控制装置1经由远程控制轴23促动。或者,操作机构25可以通过可旋转地安装在壳体上的操作手柄3促动。
参照图3和4,远程控制断路器以部分分解视图示出,其中能够区分开装备有远程控制装置的远程控制单元1和装备有至少一个开关装置装置2的电气保护单元。远程控制装置容纳在远程控制单元的壳体41中。该壳体的形状和大小是标准化的,这使得壳体能够以模块安装的方式安装。特别地,远程控制单元和至少一个开关装置包括在后表面43上的固定部分42,其使得能够安装在配电盘的导轨(rail)上。远程控制装置1使得开关装置2能够远程控制,开关装置2的壳体经由它们的主面板邻接。如在所示实施例中,远程控制装置集成到与电气保护单元一体的远程控制单元中。或者,远程控制装置1可以从开关装置2分离并且为可以处于从它被关联的电气保护单元分离的远程控制单元的形式。
远程控制装置电磁促动器(远程控制单元):
参照图6A和6B,远程控制装置1以平行于壳体41的主面板的横截面平面示出。远程控制装置1的电磁促动器或者电磁体21装备有活动部分,在这一情况下,为柱塞芯45,其能够沿着促动轴46平动运动。电磁体通过在未示出的励磁线圈中流动的励磁电流或者控制信号促动,所述励磁电流或者控制信号使得柱塞芯能够展开和保持在该展开位置,只要所述励磁电流在线圈中流动。在图6A和6B所示的实施例中,柱塞芯45处于缩进位置。
如图6A和6B所示,远程控制装置1设置有旋转远程控制轴23以促动抵靠着壳体41的主面板位于远程控制单元外面的至少一个开关装置。该远程控制轴23定向在基本垂直于壳体41的主面板的方向。电磁体21和远程控制轴23之间的耦合通过驱动装置执行。远程控制装置的驱动装置和电磁体容纳在绝缘壳体41中。
远程控制装置的电磁体21进一步包括:由铁磁材料制成的部分,该部分是固定的或者具有减少的运动,在该情形下为轭51;以及未示出的励磁线圈。减少的运动是指通过挤压阻尼装置获得的小振幅的运动。换句话说,轭51的运动与柱塞芯45的运动相比相对减小。柱塞芯45可以响应励磁线圈中的励磁电流或者控制信号平动运动。柱塞芯45安置为以使得通过轭51的支承表面55的通孔53沿着基本垂直于所述支承表面55的促动轴46展开和平动运动。支承表面使得轭51能够保持在形成在壳体中的第一支撑装置58上。
远程控制装置的驱动装置,其执行电磁体21和远程控制轴23之间的耦合,与促动器的柱塞芯45协同操作以平动驱动可移动的传动元件,该传动元件标记为151并用于耦合到至少一个开关装置2的活动触头27。如在描述中进一步地更加详细地解释的,远程控制装置驱动装置用于沿着驱动轴47在第一稳定轴向位置和第二稳定轴向位置之间平动移动所述可移动的传动元件151,所述第一稳定轴向位置和第二稳定轴向位置分别对应所述至少一个开关装置2的活动触头27的闭合和打开。可移动传动元件151的第一和第二稳定轴向位置分别示出在图6A和6B中。如可以从图5理解的,远程控制轴23的角位置、操作杆28的角位置和活动触头27的闭合或者打开位置对应这些稳定轴向位置的每一个。
在如图6A和6B所示的实施例中,壳体41包含安置在所述壳体的第一支撑装置58和轭51的支承表面55之间的阻尼装置57以通过所述阻尼装置的挤压而允许所述轭沿着促动轴46的减少的运动。这些阻尼装置进一步防止与远程控制装置相关联的至少一个开关装置2的任何假脱扣。
阻尼装置57布置在第一支撑装置58和支承表面55之间以使得轭51的运动有助于将可移动的传动元件从一个稳定轴向位置向另一个稳定轴向位置驱动。以这种方法,当所述柱塞芯抵达它的展开位置时,在轭51的冲击区上在所述柱塞芯的冲击中消耗的能量的一部分被用于沿着促动轴46移动轭51以及将可移动传动元件151从一个稳定轴向位置向另一个稳定轴向位置驱动。远程控制装置的能量效率因此得以优化。而且,远程控制单元占据的空间从而也得以优化。
当柱塞芯展开在其行程末端时,阻尼装置57减弱在轭的支承表面55上柱塞芯的振动。壳体41还包括与轭51的第二支承表面60协同操作的第二支撑装置59,所述第二支承表面相对于第一支承表面55基本相对。第一和第二支撑装置这样使得电磁体能够保持在壳体41中。它们还限制电磁体轭51沿着促动轴46的减少或者减震的运动。
在所示实施例中,驱动装置设计为以使得可移动传动元件151通过移动超过极限轴向位置而在两稳定轴向位置之间运动,该极限轴向位置越过所述两稳定轴向位置。保证可移动传动元件的稳定轴向位置的装置可以是行业中的技术人员知晓的任何装置,通过该装置,在稳定轴向位置之间的该运动通过一强制通道(compulsory passage)经由超过所述可移动传动元件的极限轴向位置的瞬间位置而得以执行,所述极限轴向位置越过稳定轴向位置。例如,如在描述中进一步地以更详细的方式描述的,驱动装置可以包括双稳态驱动机构137,其中可移动传动元件151是经由凸轮主体162中的轴向传动凸轮161作用的凸轮随动件。
与该驱动装置构型平行,阻尼装置57安置为以使得伴随柱塞芯41到它的展开位置的运动的轭51的运动驱动可移动传动元件151超过极限轴向位置。
由于该构型,第一稳定轴向位置和第二稳定轴向位置之间的可移动传动元件151的运动包括以下步骤。最初,可移动传动元件151处于如图7A所示的第一稳定轴向位置P1,所述位置对应活动触头27的闭合。柱塞芯45对于它的部分处于它的缩进位置。通过使得励磁电流在线圈中流动,柱塞芯45将开始展开并将抵达如图7B所示的位置。此刻,驱动装置将开始沿着驱动轴驱动可移动传动元件151。在如图7B所示的这个位置,凸轮161因此与可移动传动元件或者凸轮随动件151形成接触。然后,柱塞芯45继续展开并驱动可移动传动元件或者凸轮随动件151。在行程的末端,柱塞芯45撞击由轭51的第一支承表面55支承的冲击区,其将通过阻尼装置57的挤压导致所述轭的运动。如图7C所示,可移动传动元件或者凸轮随动件151从而抵达对应极限轴向位置的位置L。励磁电流然后中断并且柱塞芯45缩进以抵达它的初始的缩进位置。同时,可移动传动元件或者凸轮随动件151在相反方向上运动以抵达如图7D所示的第二稳定轴向位置P2。该第二稳定轴向位置P2对应活动触头27的打开。
阻尼装置57可以呈现大于或等于极限稳定轴向位置L和第二稳定轴向位置P2之间的距离的挤压厚度。挤压厚度是相对于当柱塞芯45撞击到轭51时所述柱塞芯45的冲击或者振动的力而限定的。第一支撑装置58包括凹陷62,阻尼装置57安置在凹陷62中以保持阻尼装置在适当的位置。阻尼装置57一般大致由选自腈或者硅树脂化合物的柔性材料形成。在所示实施例中,阻尼装置57包括安置在轭51的支承表面的通孔53的每个侧面上的两个圆柱垫圈。
在如图8和9所述的实施例中,促动器21包括由铁磁材料制成的轭51。电磁促动器的阻尼装置70包括第一支承表面55的可分开的部分71。阻尼装置还包括弹性装置,在这一情况下为由柔性材料制成的垫圈72,其安置在一侧上的轭51或者壳体(未示出)的支撑装置和在另一侧上的可分开的部分71之间。可分开的部分71关于轭51可移动地安置以使得安置在第一支承表面55上的冲击区上的柱塞芯45的振动临时地使得可分开的部分71关于轭51在接触位置和分开位置之间相对运动。在其中冲击区位于可分开的部分71上的该情形下相对运动是指该可分开的部分71相对于轭51运动。在其中冲击区位于可分开的部分的外面的在描述中进一步提及的另一情形中,相对运动是指轭相对于所述可分开的部分的运动。
如可以在图8和9中看出的,可分开的部分71和轭51包括互补接触表面75、76以使得当可分开的部分处于接触位置时,所述接触表面之间的气隙最小。可分开的部分的以及轭51的接触表面75、76进一步形成使得可分开的部分71能够保持在接触位置的止停部。更确切地说,在可分开的部分71的接触位置,柔性垫圈72施加偏压力在可分开的部分71上,并且由接触表面75、76形成的止停部施加与该偏压力相反的反作用力。
在下文中描述如图8和9所示的电磁促动器的阻尼装置70的操作。当促动器处于如图8所示的稳定状态中时,可分开的部分71处于接触位置,并且由接触表面75、76形成的气隙最小。可分开的部分71通过由柔性垫圈72施加的偏压力和通过形成在接触表面75、76上的止停部施加的反作用力而保持在它的接触位置。当柱塞芯45移动到行程末端,也就是它的展开位置,并且所述芯撞击冲击区也就是可分开的部分71时,可分开的部分71临时移动到如图9所示的分开位置。
在如图10和11所示的实施例中,电磁促动器包括与轭51的第二支承表面60协同操作的阻尼装置80。如在图8和9中所示的实施例,阻尼装置包括关于轭51可移动地安装的支承表面60的可分开的部分81,以及包括安置在轭51和所述可分开的部分81之间的片簧82。在这个实施例中,当柱塞芯45移动到它的缩进位置并接触和撞击安置在第二支承表面60上的轭的冲击区时,阻尼装置80作用。如在图8和9所示的实施例,可分开的部分81和轭51包括互补的接触表面85、86,其形成使得可分开的部分81能够保持在接触位置的止停部。
如图10和11所示的电磁促动器的阻尼装置80的操作基本上与以前描述的实施例相同。当促动器处于如图10所示的稳定状态时,可分开的部分81处于接触位置并且由接触表面85、86形成的气隙最小。当柱塞芯45移动到缩进位置并且所述芯撞击冲击区时,可分开的部分81临时移动到如图11所示的分开位置。
在如图8-11所示的实施例中,可分开的部分71、81沿着促动轴方向的尺寸基本等于支承表面55、60的厚度。以这种方法,当可分开的部分71、81处于它的接触位置时,包括所述可分开的部分的支承表面55、60的一部分具有均一厚度。这个实施例的一个优点是它的工业生产的简单性。而且,在这个实施例中,线圈的插入可以在可分开的部分81配合之前或者之后执行。
相反,在如图12A和12B所示的实施例中,阻尼装置90的可分开的部分91沿着促动轴方向的尺寸大于支承表面60的厚度。该构型使得具有V形轮廓的冲击区能够安置在轭51的中心部分中,从而当柱塞芯45处于展开位置时使磁损耗最小化。而且,活动部分45的尺寸与图8-11的实施例相比减小,其使得它的重量能够降低,从而使得它更易于设置在运动中。而且,V形状还使得磁力根据气隙值的变化能够优化在某一极限中。
在如图8-12所示的实施例中,轭51的冲击区安置在支承表面55、60的可分开的部分71、81、91上。在这些实施例中,在冲击区上的柱塞芯45的振动临时导致可分开的部分相对于轭运动。
在如图13-15所示的实施例中,促动器包括由一方面形成在具有固定或者减少的运动的部分93中另一方面形成在活动部分95中的铁磁材料形成的轭。具有固定或者减少的运动的部分93具有支承表面94。具有固定或者减少的运动的部分93和活动部分95二者都具有E形轮廓。轭的具有固定或者减少的运动的部分93包括安置在E的分支的末端表面上的三个冲击区96。阻尼装置包括形成在结合E的分支的具有固定或者减少的运动的部分93的各部分中可分开的部分97。阻尼装置包括大致由安置在支承表面94上的柔性材料条形成的柔性装置92。在该构型中,冲击区因此形成在支承表面94的可分开的部分97的外面。
在下文中描述如图13-15所示的电磁促动器阻尼装置的操作。图13示出当活动部分95处于初始状态中的促动器。当励磁电流在未示出的线圈中流动时,活动部分95平动运动并撞击具有固定或者减少的运动的部分93的冲击区96。在冲击区上活动部分95的冲击由此临时导致轭的具有固定或者减少的运动的部分93相对于可分开的部分的运动。如可以在图14中看出的,可分开的部分97保持固定,具有固定的或者减少的运动的部分的其它部分运动,从而临时挤压在柔性条92上。然后,如可以在图15中看出的,轭的具有固定或者减少的运动的部分93通过柔性材料条98返回到稳定位置。可分开的部分97由此处于相对于轭的具有固定或者减少的运动的部分接触的位置。在这个稳定位置,由可分开的部分97的以及轭的具有固定的或者减少的运动的部分的接触表面形成的气隙最小。
远程控制装置驱动装置(远程控制单元):
如图5-7所示,执行电磁体21的柱塞芯45和远程控制轴23之间的耦合的驱动装置22包括双稳态驱动机构137,该双稳态驱动机构137包括可移动的传动元件151。该驱动机构137的双稳态属性是指可移动的传动元件151可以在至少两个稳定轴向位置之间促动。可移动传动元件的第一稳定轴向位置P1示出在图6A和7A中。第二稳定轴向位置P2对于它的部分示出在图6B和7D中。因为驱动机构形成远程控制装置驱动装置的一体部分,该驱动机构的双稳态属性可以延伸到所有的所述驱动装置。可移动传动元件151的两个稳定轴向位置P1、P2由此对应远程控制轴23的两个稳定角位置。
驱动机构137的双稳态属性使得能够使用单稳态类型的电磁体21。单稳态类型的电磁体是指,由于励磁电流的流动,电磁体的柱塞芯45从缩进位置移动到展开位置,并通过停止所述励磁电流而从展开位置移动到缩进位置,或者反之亦然。在所示实施例中,励磁电流的流动使得柱塞芯45展开并且可移动传动元件151从一个稳定轴向位置移动到另一个稳定轴向位置。励磁电流的流动因此仅在瞬间阶段过程中实施,并且保持可移动151的每一稳定轴向位置并不需要任何电流。因此与电磁体的线圈中的励磁电流相关的电消耗和任何电噪声得以降低。
如图3所示,远程控制轴23通过远程控制装置的壳体41的主面板141。如图4所示,该远程控制轴23经由远程控制杆28耦合到开关装置2的操作机构25。远程控制轴23因此可以在两个稳定的角位置之间促动,这些位置的每一个对应与远程控制装置相关联的至少一个开关装置2的活动触头27的打开和闭合。
有利地,与远程控制装置相关联的至少一个开关装置2的操作机构25包括在远程控制轴23和单稳态类型的活动触头27之间的远程控制机构。这通过远程控制装置1的驱动机构137的双稳态属性成为可能,从而使得活动触头27的打开或者闭合以稳定的方式得以保持。结果,双稳态类型的远程控制装置的以及单稳态类型的至少一个开关装置的远程控制机构的驱动机构137的利用使得活动触头27能够通过开关装置的操作机构25而切换,后者从而得以简化。例如,装备有至少一个开关装置2的操作机构的远程控制机构可以处于对应活动触头的闭合位置的稳定状态和对应活动触头的打开位置的不稳定状态。在这种情况中,双稳态驱动机构137用于允许经由远程控制轴23施加足够的力以保持至少一个开关装置的活动触头打开。应该注意到,远程控制装置1也可以与装备有包括双稳态类型的远程控制机构的操作机构的开关装置相关联。装备有至少一个开关装置的操作机构25的该远程控制机构在描述中进一步地详细描述。
如可以在图4-7中看出的,双稳态驱动机构137的可移动传动元件151牢固地附着到作用于形成驱动装置的一部分的控制臂152上的推杆151。在以下,在相同的附图标记151下,可移动传动元件这样表示或者表示为推杆并非不同地限定。控制臂152关于壳体41枢转安装。控制臂152被固定到远程控制轴23以转动地驱动后者。为此,远程控制轴23包括十字形状的横截面,并且控制臂152包括具有相同横截面的开口,所述臂可插入其中。能够在至少两稳定轴向位置P1、P2之间平动运动的推杆151从而使得远程控制轴23能够转动地驱动。
双稳态驱动机构137包括可动元件,可动元件包括推杆或者可移动传动元件151。作用于推杆151上的偏压力可以通过远程控制轴23,或者更确切地通过作用于所述远程控制轴上的偏压装置获得。这些偏压装置使得推杆151能够保持在每一稳定轴向位置P1、P2,从而通过远程控制轴23施加偏压力。这些偏压装置一般传递到远程控制装置外部。在这种情形中,这些偏压装置形成与远程控制装置相关联的至少一个开关装置2的一部分,并将进一步详细描述。在未示出的其它的实施例中,该偏压力可以通过集成到远程控制装置中的偏压装置施加。
双稳态驱动机构137总的来说(generally)实质上为机械机构,也就是,它并不要求任何的电力或者任何流体或者气态液体来进行操作。双稳态驱动机构137大致由可动元件形成,该可动元件能够沿着驱动轴47平动移动,并能够绕所述轴47转动运动。在所示实施例中,驱动轴47与促动轴46基本相同,并且基本平行于壳体41的主面板。
如图5-7所示,并且如在图16-18中以更详细地方式示出的,双稳态驱动机构137包括与电磁体21的柱塞芯45协同操作的轴向传动凸轮161。轴向传动凸轮是指能够平动运动的凸轮,为此在基本上与凸轮随动件的旋转轴相同的平动方向上发生平动运动。这种类型的凸轮通常称作“圆柱凸轮”。在这种情形中,轴向传动凸轮161能够沿着驱动轴47平动运动。
如可以在图16中看出的,双稳态驱动机构137还包括圆筒或者凸轮主体162,其包括第一部分163,凸轮161安置在第一部分163中以沿着驱动轴滑动。该凸轮主体162一般具有管状形状。凸轮161在凸轮主体162中的平动运动可以通过安置在凸轮主体162的第一部分163的内表面上的轴向凹槽164获得。轴向凹槽164设计成接收安置在凸轮161的横向外表面上的径向突起165。轴向凹槽164和径向突起165从而不仅沿着驱动轴47导引凸轮161平动,还防止所述凸轮161围绕该轴转动。
凸轮161的端面166与柱塞芯45协同操作。第一凸轮表面安置在凸轮161的另一端面上,更确切地,安置在该另一端面的径向突起165的表面上。换句话说,该第一凸轮表面通过径向突起165的每个边支撑。更确切地说,第一凸轮表面167大致由围绕凸轮的圆周定位的一系列的齿182形成,或者更确切地,通过所述齿的端面形成。
双稳态驱动机构137还包括耦合到推杆151的凸轮随动件171,所述凸轮随动件171在该情形下与所述推杆一体。与凸轮161的方式相同,凸轮随动件171包括设计来接合凸轮主体162的轴向凹槽164的径向突起175。
如可以在图17中看出的,凸轮和凸轮随动件是基本一致的部件。这简化制造并降低相关成本。凸轮随动件171的,也就是推杆151的端面176与驱动装置的控制臂152协同操作。在面对第一凸轮表面167的另一个端面上,凸轮随动件171包括设计来与该第一凸轮表面167协同操作的第二凸轮表面177。以与第一凸轮表面相同的方式,第二凸轮表面177安置在径向突起175的端面上。换句话说,该第二凸轮表面177实质上由径向突起175的每个边支撑。更确切地说,第二凸轮表面大致由一系列的齿182形成,更确切地,由所述齿的端面形成。
第一和第二凸轮表面167、177用于将凸轮向着凸轮随动件171的轴向平动转换为所述凸轮随动件的转动。为了允许凸轮随动件171的转动,凸轮主体162的第二部分169相对于第一部分163的更窄的横截面具有放大的横截面。凸轮主体162的第二部分169的该横截面有利地具有与包围凸轮随动件171的径向突起175的圆的直径相等的直径,给出或考虑间隙。
在图16中,凸轮主体162的第一部分163已经以分解的方式示出以看到凸轮主体162的两个部分163和169。一方面宽的横截面的管状的包络体184具有对应凸轮主体162的第二部分169的横截面,另一方面,插入件185具有对应更窄横截面的第一部分163的横截面的横截面,包络体184和插入件因此能够被看到。在图16中所示的插入件185因此仅使得凸轮主体162的两个部分163、169能够被看到,并对应与管状的包络体184形成单块单元的部分。
凸轮161和凸轮随动件171分别具有轴向孔168、178,其在分别承载第一和第二凸轮表面167、177的端面上向外开口。该轴向孔168、178容纳弹簧装置179,在这一情况下,弹簧装置179为压缩弹簧,用于提供与凸轮161向着凸轮随动件171的轴向平动相反的偏压力。
凸轮主体162包括安置在由凸轮主体162的第一和第二部分163、169之间的横截面差形成的台肩或者边193上的第三凸轮表面192。凸轮主体162的该第三凸轮表面192用于当凸轮161缩进时与凸轮随动件171的第二凸轮表面177协同操作。第二和第三凸轮表面177、192因此用于将凸轮161在凸轮随动件171的相反方向的轴向平动转换为所述凸轮随动件的转动。
凸轮161和凸轮随动件171的径向突起165、175的径向距离总的来说基本等于由凸轮主体162的第一和第二部分163、169之间的横截面差形成的边193的宽度,给出或考虑间隙。该构型给予使得双稳态驱动机构137能够经得起更高的应力的更好强度。
除第一和第二凸轮表面之外,凸轮161和凸轮随动件171分别包括分别标为191、194的第四和第五凸轮表面,其有助于将凸轮向着凸轮随动件的轴向平动转变为凸轮随动件的转动的功能。这些第四和第五凸轮表面191、194形成在支承第一和第二凸轮表面167、177的凸轮161的和凸轮随动件171的端面的环形部分上。特别地,第四和第五凸轮表面191、194分别处于第一和第二凸轮表面167、177的延伸中。换句话说,第一和第四凸轮表面167、191以及第二和第五凸轮表面177、194具有半径连续性,其有利于凸轮和凸轮随动件的制造。
如图17所示,凸轮表面167、177、192、191、194一般具有不对称的轮廓,例如狗牙齿状轮廓。换句话说,凸轮表面的轮廓包括定向在相反方向并具有不同倾角的第一和第二坡道195、196的交替。这些非对称轮廓使得当凸轮随动件的和凸轮主体的凸轮表面接触时接触表面能够最大化。双稳态驱动机构137的强度从而得以提高。
如图19C所示,凸轮轮廓的齿一方面包括具有小于70度的小倾角ALPHA1的第一坡道195,该角度是关于垂直于驱动轴47的平面限定的。凸轮轮廓的齿还包括具有超过70度的大倾角ALPHA2的第二坡道196,该角度同样地关于垂直于驱动轴47的相同平面限定的。第一坡道195的小倾角ALPHA1有利地包括在20和70度之间,优选地在25和35度之间,例如基本等于28度。
如可以在图19C中看出的,高倾斜的坡道196具有有利地包括在70和90度之间,优选地在75和85度之间,例如基本等于78°的倾角ALPHA2。这防止当凸轮远离凸轮随动件移动时凸轮的粘附,这是由于这样的事实所致:所述凸轮随动件的齿在凸轮的齿上的挤压力包括这样的分量,即该分量在凸轮随动件移动到凸轮主体162的齿上的时刻参与到凸轮的排出中。在未示出的其它实施例中,高倾斜的坡道196可以具有基本等于90度的倾角ALPHA2。
第一、第二和第三凸轮表面167、177、192的轮廓是不连续的,也就是,它们包括凸轮随动件171的或者凸轮主体162的围绕凸轮161的周边定位的一系列的齿状部分和空间或者凹陷。对于凸轮161和凸轮随动件171,每个齿状部分对应径向突起165、175的端面。对于凸轮主体,每个齿状部分对应两个轴向凹槽164之间的边193的一部分。第四和凸轮表面191、194的轮廓对于它们的部分是连续的,也就是,它们包括围绕凸轮161的或者凸轮随动件171的圆周连续安置的一系列的齿。
彼此协同操作的凸轮表面有利地具有互补的轮廓。这最大化凸轮表面之间的接触表面,从而提高机械强度。
第一或者第二凸轮表面167、177的总的齿数一般等于第四或者第五凸轮表面191、194上的齿数的一半。该总数有利地等于轴向凹槽164的数量或者径向突起165、175的数量的多倍。在所示实施例中,围绕第四或者第五凸轮表面191、194的圆周安置的齿数是10。至于涉及第一和第二凸轮表面167、177,由径向突起165、175的端面支撑的每个齿状部分包括半齿,也就是,齿具有对应第四和第五凸轮表面191、194的整个齿的宽度的一半的宽度。至于涉及第三凸轮表面192,两个轴向凹槽164之间的每个齿状部分包括完整的齿和半齿。
由于凸轮表面的该构型,驱动装置使得超过0.02Nm,或者甚至超过0.05Nm,例如0.1Nm的扭矩能够施加到远程控制轴23。该扭矩对应施加以打开与远程控制装置相关联的至少一个开关装置的触头的力。该力一般适合(gear)至少一个开关装置的电极单元的数量。
在以下,参照图19-25以更加详细的方式介绍驱动机构的操作。
当柱塞芯45处于缩进位置时,凸轮随动件171通过接触压力弹簧A3(图33)保持在第一稳定轴向位置P1。凸轮随动件171的该第一稳定轴向位置示意性地在图19A-19C中示出,
在第一阶段,凸轮161在电磁体柱塞芯45的冲击下将接触到凸轮随动件171,然后将轴向推动所述凸轮随动件171,如图20A-20C所示的。只要凸轮随动件171至少部分地在凸轮主体162的第一部分163中,所述凸轮随动件171的径向突起175和凸轮主体162的轴向凹槽164防止所述凸轮随动件的任何转动,并且由于由凸轮施加的止推,凸轮随动件仅能够平动运动。在其中凸轮随动件171的转动被防止的这个阶段期间,第一和第二凸轮表面167、177通过与最大接触位置相反而处于部分接触位置,在所述最大接触位置中大多数或者甚至全部的凸轮表面处于接触中。在凸轮161和凸轮随动件171之间的该部分接触位置,所述凸轮和所述凸轮随动件之间的轴向距离不是最小的。一旦凸轮随动件171处于凸轮主体162的第一部分163之外,所述凸轮随动件的转动不再被防止。
如图21A-21C所示,推动凸轮随动件171的凸轮161的平动运动通过第二凸轮表面177在第一凸轮表面167上的滑动以及第五凸轮表面194在第四凸轮表面191上的滑动导致所述凸轮随动件的第一转动ROT1。该第一转动ROT1已经通过凸轮的表面167、191的坡道195与凸轮随动件177、194的凸轮表面的各坡道195对齐而已经成为可能。此外,在凸轮的凸轮表面上的齿一超越凸轮主体的第三凸轮表面192上的齿顶,该第一转动ROT1就已经成为可能。该第一转动ROT1持续直到第一和第二凸轮表面167、177以及第四和第五凸轮表面191、194处于对应凸轮和所述凸轮随动件之间的最小轴向距离的最大接触位置。此刻,凸轮随动件的凸轮表面177、194的坡道196碰到由凸轮的凸轮表面167、191的坡道形成的止停部。在该第一转动ROT1完成时,驱动机构137处于在图22A-22C中示意性地示出的状态。应该注意到,凸轮随动件171的径向突起175不再对齐凸轮主体162的轴向凹槽164并且所述凸轮随动件已经执行对应齿的宽度的一半的转动。
如图23A-23C所示,当凸轮161在相反方向相对于凸轮随动件171缩进或者运动时,所述凸轮随动件的径向突起175,其不再与凸轮主体162的轴向凹槽164对齐,接触并挤压在所述凸轮主体的边上,从而防止凸轮随动件在相反方向上的任何平动。形成在径向突起175的末端表面上的凸轮随动件171的第二凸轮表面177因此与形成在凸轮主体162的边上的第三凸轮表面192协同操作。
在借助远程控制轴23施加的偏压力的冲击下,凸轮随动件171的第二凸轮表面177在凸轮主体162的第三凸轮表面192上滑动,从而在与第一转动相同方向上驱动所述凸轮随动件成第二转动ROT2。以这种方法,第二和第三凸轮表面177、192将凸轮161相对于凸轮随动件171在相反方向的轴向平动转变为所述凸轮随动件的第二转动ROT2。该第二转动持续直到第二和第三凸轮表面177、192处于对应所述凸轮随动件的第二稳定轴向位置P2的最大接触位置。该第二转动ROT2的结果是,凸轮随动件171的径向突起175仍未对齐凸轮主体162的轴向凹槽164。凸轮随动件171的该第二稳定轴向位置示意性地示出在图23A-23C中。应当注意到,凸轮随动件171的径向突起175仍未对齐凸轮主体162的轴向凹槽164,并且所述凸轮随动件已经执行对应齿的宽度的一半的转动。
总起来说,为了从如图19A-19C所示的第一稳定轴向位置P1切换到如图23A-23C所示的第二稳定轴向位置P2,在第一阶段,柱塞芯45展开以通过第二凸轮表面177在第一凸轮表面167上的滑动以及第五凸轮表面194在第四凸轮表面191上的滑动而驱动凸轮随动件171和牢固地地附着到该随动件的推杆151成第一转动。该第一转动的结果是,凸轮随动件171处于如图22A-22C所示的位置。在第二阶段,柱塞芯45缩进,从而使得弹簧179在与所述柱塞芯相同的方向平动驱动凸轮161。这通过第二凸轮表面177在第三凸轮表面192上的滑动使得凸轮随动件171和牢固地附着到该凸轮随动件的推杆151被驱动成第二转动。就在该第二转动之前,凸轮随动件171处于如图22A-22C所示的位置。该第二转动的结果是,凸轮随动件171的径向突起175并未对齐凸轮主体162的轴向凹槽164,所述凸轮随动件因此保持在凸轮主体162的第二部分169中以及如图23A-23C所示的第二稳定轴向位置P2。
该第二稳定轴向位置P2可以对应远程控制杆28的角位置,该角位置自身对应与远程控制装置相关联的至少一个开关装置2的电触头的打开位置。这样,在单稳态类型的电磁体的优选情形中,柱塞芯处于缩进位置,不需要励磁电流以保持相关联的开关装置的电触头在打开位置。
为了从第二稳定轴向位置P2移动到第一稳定轴向位置P1,过程是基本相同的。在第一阶段,柱塞芯45展开以通过第二凸轮表面177在第一凸轮表面167上的滑动和第五凸轮表面194在第四凸轮表面191上的滑动而驱动凸轮随动件171和牢固地附着到所述凸轮随动件的推杆151成第三转动ROT3。该第三转动通过这样的事实而被允许,即,第一和第二凸轮表面167、177以及第四和第五凸轮表面191、194初始时并不位于最大接触位置。该第三转动ROT3的结果是,凸轮随动件171处于如图24A-24C所示的位置。应该注意到,凸轮随动件171的径向突起175仍未对齐凸轮主体162的轴向凹槽164。在第二阶段,柱塞芯45缩进,从而使得弹簧179以与所述柱塞芯相同方向地平动驱动凸轮161。这通过第二凸轮表面177在第三凸轮表面192上的滑动导致凸轮随动件171和牢固地附着到所述凸轮随动件的推杆151被驱动成第四转动ROT4。就在该第四转动ROT4之后,凸轮随动件161处于如图25A-25C所示的位置。该第四转动的结果是,凸轮随动件171的径向突起175对齐凸轮主体162的轴向凹槽164,凸轮随动件因此在凸轮主体162的第一部分163中平动驱动直到如图19A-19C所示的第一稳定轴向位置P1。
一方面在第一和第二转动ROT1、ROT2之间,另一方面在第三和第四转动ROT3、ROT4之间,凸轮随动件171和牢固地附着到所述凸轮随动件的推杆151可以被驱动超过了越过第一和第二稳定轴向位置P1、P2的极限轴向位置。该极限轴向位置和第二稳定轴向位置P2之间的距离基本对应凸轮表面的齿的高度。
电磁体21有利地用于在没有促动电流的情形下保持柱塞芯45和凸轮161在缩进位置。以这种方法,凸轮随动件171和该凸轮随动件耦合到其上的推杆151的第一和第二稳定轴向位置P1、P2的保持独立于凸轮161的位置以及与该凸轮协同操作的柱塞芯45的位置。保持凸轮随动件171和凸轮随动件171耦合到其上的推杆151在稳定轴向位置P1、P2因此并不要求任何的励磁电流,其优化功率消耗并最小化与励磁电流的流动相关的故障。
而且,在两个方向上在第一和第二稳定轴向位置P1、P2之间的运动通过促动电流进行,该促动电流的强度能够被选取以施加足够的扭矩到远程控制轴以打开与远程控制装置相关联的至少一个开关装置的触头。
在所示的远程控制装置中,双稳态机构137的活动元件,也就是实质上凸轮161和凸轮随动件171,能够沿着基本与柱塞芯45的促动轴46相同的单一驱动轴47平动运动。这些活动元件同样能够绕该相同轴46、47转动运动。由于其中活动元件的运动沿着单一轴平动执行或者绕该相同轴转动执行的该构型,双稳态驱动机构137从而简单化并且不是大体积的。该简化给予远程控制装置特别高的耐受性,也就是,它可以促动许多次,同时保持良好水平的可靠性。该耐受性同样是因为这样的事实:双稳态机构的驱动力分布在凸轮和凸轮随动件的数个齿上。远程控制装置一般用于使得能够进行大量的切换,也就是,超过20,000次切换,或者甚至超过40,000次切换,例如50,000次切换。
远程控制禁用装置(远程控制单元)
如可以在图1和2中看出的,远程控制断路器包括能够经由可缩进部分7操作的远程控制禁用装置或者挂锁装置。在这种情形中,可缩进部分7是能够在壳体41上平动运动地安装的滑动架。在所示实施例中,远程控制禁用装置实质上安置在远程控制装置中。
远程控制装置1和与远程控制装置相关联的至少一个开关装置2经由它们的主面板141、5并列。在如图26所示的远程控制禁用装置中,至少一个开关装置并列抵靠的远程控制装置的主面板已经移除,以为了看到远程控制禁用装置。为了更好地区分该远程控制禁用装置的元件,远程控制装置的驱动装置22和电磁体21同样已经从该图26移除。
参照该图26,远程控制禁用装置包括可平动运动地安装在壳体41上的可缩进部分7。该可缩进部分7的主要功能是禁用与远程控制装置相关联的至少一个开关装置的电触头的闭合。该可缩进部分7还使得当它处于它的展开位置时电触头的打开能够得以保持。为此,可缩进部分7包括开口200,当所述部分处于它的展开位置时其用于挂锁的镣铐通过。更确切地说,开口的尺寸限定为以使得挂锁镣铐的存在可以将可缩进部分7保持在它的展开位置。
在未示出的另一个实施例中,可缩进部分可以包括用于铅封通过的开口。它还可以包括两个开口,一个用于挂锁的镣铐,另一个用于铅封。
远程控制禁用装置进一步包括用于耦合到与远程控制装置相关联的至少一个开关装置的脱扣杆的促动杆201。位于可缩进部分和脱扣杆之间的该促动杆将可缩进部分的平动运动转变为脱扣杆的旋转运动。更确切地说,促动杆201包括用于与脱扣杆协同操作的脱扣凸出部202。该脱扣凸出部202可以是能够插入脱扣杆的孔中的针。
如可以在图1-3中看出的,与远程控制相关联的至少一个开关装置2的脱扣杆能够经由安置在所述开关装置的主面板5上的孔6接近。该孔6一般位于开关装置2的两面板上。孔6一般具有以脱扣杆的轴线为中心的扇形的形状。该孔从而允许借助促动杆201的脱扣凸出部202接近脱扣杆。
如可以在图26中看出的,促动杆201经由与所述促动杆的杠杆作用臂205的插销204协同操作的所述可缩进部分7的驱动臂203耦合到可缩进部分7。促动杆201包括安置在所述促动杆的凸出部208后面并基本垂直于主面板的心轴,其不可见。该心轴与壳体的不可见的轴承协同操作以允许促动杆201转动。如可以在图27中看出的,可缩进部分7包括凹陷207以允许该心轴通过。该心轴的存在使得促动杆201的脱扣凸出部202能够以圆弧运动被导引以使得邻接远程控制装置的开关装置的脱扣杆旋转。
这样,通过在可缩进部分7上拉动以使得可缩进部分移到它的展开位置,所述可缩进部分的驱动臂203以大致平动的运动驱动促动杆201的插销204。在插销204的运动过程中,促动杆201被转动驱动以移动脱扣凸出部202随着孔6而通过圆弧,并驱动邻接远程控制装置的开关装置的脱扣杆。
更确切地说,当可缩进部分7处于在初始或者缩进位置和它的展开位置之间的第一中间位置时,也就是在可缩进部分7抵达它的展开位置之前,邻接远程控制装置的开关装置的脱扣杆的旋转得以获得。
在其中远程控制装置与数个开关装置相关联的情形中,并不邻接所述远程控制装置的开关装置通过它们各自的机械地互连的脱扣杆脱扣。开关装置的触头也能够通过牢固地配合在开关装置组的手柄3上的系杆4手动打开。
远程控制禁用装置进一步包括用于阻挡可缩进部分7的装置以使得当开关装置的电触头焊接时远程控制不能被禁用。这些阻挡装置与远程控制装置的驱动装置,特别是与牢固地附着到旋转远程控制轴23的控制臂152,相互作用,所述旋转远程控制轴的角位置取决于至少一个开关装置的活动触头的位置。更确切地说,这些阻挡装置包括牢固地附着到到控制臂152的凸出部206和牢固地附着到可缩进部分7的突起209,该情形下为插销。当远程控制轴23处于对应电触头的闭合的位置时,凸出部206用作停止可缩进部分7到它的展开位置的运动的止停部,所述可缩进部分的突起209从而用作止停部。这些阻挡装置独立于用于耦合至少一个开关装置的脱扣杆的促动杆201。因此可以想到,这些阻挡装置可以利用其它的禁用装置的任何的远程控制禁用装置来实施,例如经由开关装置的手柄。
远程控制禁用装置包括装备有与至少一个开关装置2的手柄3耦合的装置的连接部分211。这些耦合装置实质上包括连接部分211的驱动凸出部213,其插入到牢固地附着到手柄3组的系杆4的凹槽215中。连接部分211由此牢固地附着到与远程控制装置相关联的所有开关装置的手柄3中。
连接部分211用于占据代表所述手柄的打开位置和闭合位置的至少两个位置以及有可能的如下描述的中间位置。在所示实施例中,连接部分211安装为绕基本相同于与远程控制装置相关联的至少一个开关装置的手柄3的枢转轴的旋转轴旋转。
如可以在图28和29中看出的,连接部分211包括阻挡装置,在该情形下为滑动架217。这些连接部分阻挡装置与可缩进部分7的机械阻挡构件,在该情形下为插销218,协同操作以当它处于它的代表手柄的打开位置的位置时以及可缩进部分7展开到它的展开位置时机械地阻挡所述连接部分。
在所示实施例中,连接部分211的滑动架217定向在基本垂直于所述连接部分的旋转轴的方向。无论连接部分211的位置如何,滑动架217的轴线位于支承插销218的平动轴的平面中。插销218在滑动架217中的滑动因此仅在当连接部分211处于它的代表手柄3的打开位置的角位置以及其中滑动架217的轴线基本上相同于插销218的平动轴线时才可能。
这样,当连接部分211处于它的代表至少一个开关装置2的手柄3的打开位置时,以及当可缩进部分7展开到它的展开位置时,插销218沿着滑动架217的轴线平动运动,并且在所述滑动架中滑动,其防止所述连接部分的任何转动。与远程控制装置相关联的至少一个开关装置的手柄3牢固地附着到连接部分211,所述连接部分211的阻挡伴随所述手柄3的阻挡。当可缩进部分抵达它的展开位置时,开口200被充分清开,挂锁镣铐插入到开口200中变得可能。可缩进部分7的夹子219阻挡所述部分在它的位于壳体41(图26)的凹口中的展开位置,以使得挂锁镣铐可以被安装。第二凹口使得它能够保持在缩进位置。通过该构型,用户的双手可以腾出来安装挂锁镣铐并将其闭合。
在其中与远程控制装置1相关联的至少一个开关装置2的手柄3初始处于触头的闭合位置的情形中,可缩进部分7到它的展开位置的操作在第一阶段经由第一中间位置通过,从而使得至少一个开关装置能够脱扣。至少一个开关装置的手柄3因此从触头的闭合位置移到到打开位置,从而转动地驱动连接部分211到它的代表所述打开位置的位置。此刻,可缩进部分7的插销218的平动不再被防止,并且可缩进部分可以展开到它的展开位置,其中挂锁镣铐插入开口200中从而成为可能。
在其中开关装置的电触头焊接例如在电气故障之后的情形中,所述装置的手柄3不能移动回到打开位置。只要每个开关装置的手柄3和连接部分211之间的机械耦合是完美的,也就是,通过在系杆4上的任何地方施加力,手柄以相同方式移动,连接部分211总是处于防止插销218平动的位置并且不可能展开可缩进部分7到它的展开位置。而且,远程控制轴23处于角位置,对于该角位置控制臂152的凸出部206阻挡可缩进部分7的突起209,其加强了所述可缩进部分到它的缩进位置的任何操作的不可能性。在其中每个开关装置的手柄3和连接部分211之间的机械耦合不完美的情形中,仅远程控制轴23的角位置借助于凸出部206和突起209阻挡可缩进部分7展开到它的展开位置。这样,无论每个开关装置的手柄3和连接部分211之间的机械耦合的牢固性如何,开关装置的一对触头的焊接可以系统地防止可缩进部分7展开到它的展开位置,并从而通过挂锁镣铐在开口200中的插入而禁用所述远程控制装置。
出于例子的目的,考虑具有四个开关装置2的图1的实施例,如果第四开关装置具有触头焊接的问题,邻接远程控制装置的第一开关装置的触头可以通过在系杆4上在所述第一开关装置的程度(level)处施加力以及通过部分地相对于手柄3组解开系杆而被打开。在这种情况中,连接部分211不再处于防止插销218的平动的位置,并且仅远程控制轴23的角位置借助于凸出部206和突起209防止可缩进部分7展开到它的展开位置。
在一对触头焊接的所有情形中,可缩进部分7可以操作到它的第一中间位置,其使得另一个开关装置能够脱扣。
更确切地说,在该第一中间位置和展开位置之间,存在可缩进部分7的第二中间位置,其中插销218的平动通过滑动架217与所述突出部的平动轴线的未对齐而得以防止。至少一个开关装置的手柄3因此处于在手柄的打开位置和闭合位置之间的中途位置,并且连接部分211的滑动架217并不对齐插销218的平动轴线。这样,在电触头焊接的情形下,它不可能展开可缩进部分7到它的展开位置,挂锁镣铐在开口200中的插入得以防止。
根据本发明的远程控制禁用装置的一个优点在于,它并不依赖于可缩进部分的机械强度或者所述可缩进部分和与远程控制装置相关联的至少一个开关装置的手柄之间的任何耦合装置的机械强度。
用于指示状态和电气故障的装置(远程控制单元)
远程控制断路器,特别地所述断路器的远程控制装置1,包括用于一方面指示与远程控制装置相关联的至少一个开关装置2的电触头的打开或者闭合状态且另一方面指示电气故障的存在的装置。指示装置连接到本地显示装置8、指示连接器9和在开口10后面的不可见的连接器,所述连接器使得能够远程监控。
指示装置包括第一检测装置,其被布置成检测与远程控制装置相关联的至少一个开关装置2的手柄3的位置;并包括第二检测装置,其被布置成检测绕远程控制轴旋转地安装的远程控制轴23的位置。在所示实施例中,指示装置安置在断路器的远程控制单元1中。指示装置包括一方面安置在第一和第二检测装置之间且另一方面本地显示装置8和远程监控连接器之间的处理装置280。
在如图30和31所示的实施例中,第一检测装置使得能够获得代表存在任何电气故障以及将所述装置的手柄3定位在打开位置的第一信号SD,所述电气故障趋于连续地使得至少一个开关装置2脱扣。这样的电气故障可以是存在短路或者存在过大的电流强度。而且,第一检测装置使得能够获得代表即便没有电气故障所述装置的手柄3定位在打开位置的第一信号SD。
第一检测装置还可以使得获得代表与开关装置的电触头的焊接有关的故障的信号。实际上,在所示实施例中,与远程控制装置1相关联的至少一个开关装置2设计为以使得在其中装置的电触头焊接的情形下所述开关装置2的手柄3能够移动到打开位置和闭合位置之间的中间位置。当发生电触头焊接时,定位手柄3在该中间位置一般在试图经由远程控制装置1或者经由手柄3打开所述触头之后;或者在由于电气故障开关装置脱扣之后获得。第一检测装置因此可以用于检测手柄的该中间位置。在所示实施例中,第一检测装置用于简单将手柄3的该中间位置从它的闭合位置区别出来。
在图30和31所示的实施例中,第一检测装置安置来检测连接部分211的位置。该连接部分围绕基本相同于手柄3的枢转轴的轴可旋转地安装。该连接部分211具有用于耦合与远程控制相关联的至少一个开关装置2的手柄3的装置。用于耦合的这些装置包括在前面描述的驱动凸出部213。更确切地说,手柄3和连接部分211之间的耦合通过将该驱动凸出部213插入到牢固地附着到至少一个开关装置2的手柄3的系杆4的凹槽215中而获得。第一检测装置由此用于检测对应手柄3的打开或者闭合位置的所述连接部分211的角位置。连接部分211因此可以占据分别代表手柄3的打开位置和闭合位置的至少两个位置以及代表在电触头焊接的情形中手柄处于中间位置的第三位置。在如图30和31所示的实施例中,第一检测装置因此用于将代表手柄的闭合的连接部分211的位置与它的代表手柄的打开位置的位置以及它的代表手柄的中间位置的第三位置区分出来。
第一检测装置包括第一传感器241,在该情形下为非接触位置传感器或者接近传感器。在如图30和31所示的实施例中,该第一传感器241是安置在电子电路242,在该情形下为印刷电路,上的霍尔效应传感器,从而支持处理装置280以及所有的用于远程控制能够工作的电子装置。但是,本领域技术人员能够获得的任何非接触的位置检测器也可以用于替代该霍尔效应传感器。连接部分211对于它的部分包括关于所述连接部分的旋转轴偏心并向着第一传感器241延伸的第一定位元件243。在如图30和31所示的实施例中,该第一定位元件243为圆柱形状,其主轴以平行于远程控制轴的方式延伸。不可见的永久磁体安置在第一定位元件243的面对支撑第一传感器241和处理装置280的电子电路242的末端。该永久磁体一般由稀土制成以能够发射高磁场强度。该磁体通常安装在定位元件243内部并通过未示出的夹子和模制支撑件固定在所述元件中。
当手柄3驱动连接部分211从代表手柄闭合的位置到代表所述手柄打开的位置时,支撑永久磁体的第一定位元件243的末端移动以离开面对传感器241的位置,其使得能够产生代表手柄打开以及存在电气故障的第一信号SD。
第一检测装置进一步包括与连接部分211,特别地安置在所述连接部分的第一定位元件243上的横向突起252协同操作的第一机电装置251。这些第一机电装置251基本上由装备有与第一定位元件243的横向突起252协同操作的促动元件253的开关形成。
当连接部分211处于代表手柄3的闭合的角位置时,横向突起252接触并挤压在促动元件253上,其使得第一机电装置能够提供代表手柄的所述闭合位置以及因此存在电气故障的另一信号SD。当连接部分211处于代表手柄3的打开的角位置时,横向突起252不再挤压在促动元件253上,另一信号SD代表手柄的所述打开位置以及因此代表存在电气故障。
电子电路242和第一机电装置251的电路电隔离,也就是它们存在电流阻断。第一传感器241由电子电路242使用以在容纳在开口10(图2)中的远程指示连接器产生24伏的电压信号。第一机电装置251直接连接远程指示连接器9(图1)以产生220伏的电压信号。这使得在电子电路242上可能不具有任何220V的电压。以这种方法,绝缘距离减小,其使得电子电路及其部件的尺寸最小化。
在如图30和31所示实施例中,第二检测装置使得能够获得代表与远程控制装置相关联的至少一个开关装置2的电触头的闭合的信号OF。更确切地说,这些第二检测装置安置成检测直接关联电触头的打开和闭合状态的远程控制轴23的角位置。
在与远程控制装置相关联的至少一个开关装置2中,远程控制轴23事实上牢固地附着到所述开关装置的远程控制机构,从而使得活动触头27能够促动。如在说明书的其余部分更加详细地描述的,开关装置2的该远程控制机构包括远程控制杆351和牢固地附着到远程控制杆351和支撑活动触头27的支撑杆317二者的驱动装置。而且,这些驱动装置安置成使得远程控制杆351的转动抵抗由接触压力弹簧施加的阻力。通过该构型,活动触头的运动直接关联远程控制轴23的转动。通过该远程控制轴23探测电触头的状态因此比通过驱动装置22或者远程控制装置1的电磁体21的柱塞芯45所能够实现的更加直接且更加可靠。
如可以在图31中看出的,第二检测装置包括第二传感器261,在这一情况下为非接触位置传感器或者接近传感器。在这个实施例中,第二传感器261是安置在支撑处理装置280的电子电路242上的霍尔效应传感器。但是,本领域技术人员能够获得的任何非接触位置检测器都可以用于替代霍尔效应传感器。如可以在图31看出的,远程控制轴23对于它的部分包括关于远程控制轴偏心并向着第二传感器261延伸的第二定位元件263。在所示实施例中,该第二定位元件263是圆柱形式的,其轴线平行于远程控制轴延伸。不可见的永久磁体安置在面对支撑传感器261和处理装置280的电子电路242的第二定位元件263的末端上。该磁体一般由稀土制成,并且以与第一定位元件243相同的方式安装在第二定位元件263中。
当远程控制轴23从代表触头打开的位置移动到代表所述触头闭合的位置时,支撑永久磁体的第二定位元件263的末端移动以面对传感器261,其使得能够产生代表所述触头闭合的第二信号OF。
如可以在图31中看出的,第二检测装置进一步包括经由传动装置,在该情形下为柔性叶片272与远程控制轴23协同操作的第二机电装置271。这些第二机电装置271实质上由装备有与柔性叶片272的末端协同操作的促动元件273的开关形成。当远程控制轴移动到代表电触头闭合的位置时,第二定位元件263挤压在柔性叶片272上,所述叶片的末端相应地挤压在促动元件273上,其使得第二机电装置能够提供代表所述电触头闭合的另一信号OF。
电子电路242和第二机电装置271的电路是电隔离的,也就是,它们具有电流阻断。第二传感器261由电子电路242使用以在容纳在开口10(图2)中的远程指示连接器上产生24伏的电压信号。第二机电装置271直接连接远程指示连接器9(图1)以产生220V的电压信号。这使得可能在电子电路242上不具有任何220V电压。以这种方法,绝缘距离可以减小,其使得电子电路及其部件的尺寸能够最小化。
在所示实施例中,检测装置是紧凑的并由具有数个功能的元件实现。这使得它们能够容易地集成到拥挤的环境中。
如图32所示,处理装置280包括连接到第二检测装置261的计数器281以为了计算在给定时间过程中切换的次数。当该数量超过对应远程控制装置开始过热的预定极限时,连接到该计数器281的处理模块282发送指示存在过热的信号到本地显示装置8或者到任何其它的远程显示装置。
在所示实施例中,当地显示装置8是能够发出不同颜色的光的灯的形式,在该情形中为红色或者绿色的光,其能够连续或者以不同时间间隔地间断地点亮。
例如,当与远程控制装置1相关联的至少一个开关装置2电触头26、27打开并且手柄处于它的闭合位置时,灯8发出具有长的时间间隔的绿闪光,从而指示所述触头准备好借助远程控制装置1闭合。在通过远程控制装置1进行的触头的闭合之后,灯8发射连续绿灯。在具有电气故障的情形下或者当手柄3移动到它的打开位置,灯8发射具有中等时间间隔的红闪光。在其中触头焊接并且手柄3被操作到它的打开位置而停止在它的中间位置的情形下发出一直的红光信号。最后,在由于超过远程控制的促动的极限次数而远程控制装置1加热或者远程控制装置1过热的情形下,灯8发射具有短时间间隔的红闪光。
电触头的闭合状态的指示与电气故障的指示不相关,以这种方法指示的信息的不正确解释的风险降低。
开关装置(电气保护单元)
如图33和图35-38所示的远程控制断路器包括在电气保护单元中的至少一个开关装置2。如可以在图35中看出的,该开关装置2包括静触头26、由触头臂303支撑的活动触头27、操作机构25和容纳在绝缘壳体301中的脱扣装置。
在示出开关装置2的运动链的图33中,操作机构25的每个部件由一个或多个标有数字的线条表示,罩体或者壳体由具有阴影线的矩形表示,连接处用圆表示。直的箭头和弯曲的箭头分别表示力和扭矩。
参照图33和35,开关装置2的操作机构25用于促动触头臂303,触头臂303的自由端支撑活动触头27。触头臂303可以由用户8借助手柄3直接促动。开口布置在壳体301的前面板中用于手柄3通过,安装为具有在枢转销312上有限旋转。手柄3能够在闭合位置和打开位置之间操作,在闭合位置中,触头26、27通过远程控制打开或者闭合,所述打开位置对应所述触头的分离。手柄3具有耦合到传动装置,在该情形下为传动杆313的内部底座。在手柄3的底座和杆313之间的连接部314关于所述手柄的固定的枢转销312偏心,以使得所述杆形成肘节装置。
手柄3在反时针方向通过复位弹簧A1偏压到打开位置。静触头26牢固地附着到磁性脱扣单元305的外壳上。触头臂303固定到由绝缘材料制成、铰接在转动板319的枢转销318上的支撑杆317。在触头26、27的闭合位置中,插入在枢转销318上的接触压力弹簧A3允许在板319和支撑杆317之间的小振幅的相对旋转运动。
触头臂303还可以通过开关装置的电极单元的或者该相同开关装置的其它电极单元A9、A10的热脱扣装置304和电磁脱扣装置305直接促动。通过电磁脱扣装置305的撞针316、A7和热脱扣装置304的双金属条322、A5操作的脱扣杆321枢转安装在由板319支撑的枢转销323上,具有相对于支撑杆317的枢转销318预定的偏移量。
可破坏的机械连接部325安置在传动杆313和驱动触头臂303的板319之间。在锁定位置,连接部325允许通过手柄3手控操作机构25。脱扣杆321由于脱扣装置的动作到脱扣位置的运动导致可破坏机械连接部325的瞬间破坏,从而导致操作机构25独立于手柄地自动脱扣。脱扣杆与复位弹簧A6,在这个例子中为扭力弹簧,相关联,该弹簧用于在出现电气故障时操作机构25脱扣后当手柄3被促动到打开位置时执行可破坏机械连接部325的自动再建立。
更确切地说,可破坏机械连接部325包括枢转安装在板319的枢转销332上的锁定钩331。与枢转销332相对,锁定钩的鼻状部在可破坏机械连接部325的锁定位置与位于脱扣杆321的顶部臂上的固定凹口相协同操作。
当发生脱扣时传动杆313在能够在板319的孔337中运动的铰接点336处耦合到锁定钩331。孔337是盲孔或者开口的,并且为以枢转销332为中心的圆形的或者复杂形状的形式。中间铰接点336位于枢转销332和锁定钩331的鼻状部之间。可破坏机械连接部组成在操作机构25的运动链中的减速级,从而提供由热磁脱扣单元提供的脱扣力的降低。
热脱扣装置304的双金属条322、A5依靠具有单向传递的旋转滑动架341与脱扣杆321协同操作。滑动架341通过连接杆形成,该连接杆的一端在铰接点342自由地耦合到脱扣杆321的底部臂。滑动架341的弯曲的中间部分挤压在壳体的凸出部343上以当在电极单元中流动过载电流的情形下双金属条322、A5发生向右侧偏斜时驱动凸出部到脱扣位置。在该热脱扣阶段,滑动架341组成双金属条322、A5和脱扣杆321之间的刚性的运动链。在滑动架341和脱扣杆321之间没有令人讨厌的摩擦使得由双金属条322、A5传递的脱扣力能够明显减小。
开关装置操作机构25进一步包括作用于支撑杆上的远程控制机构。该远程控制机构在图34中与操作机构的其余部分分开地示出。
如可以在图34和35中看出的,远程控制机构具有绕基本垂直于壳体301的主面板的远程控制轴线352旋转安装的远程控制杆351,所述远程控制杆用于耦合到远程控制装置。在这些主面板的至少一个上,壳体包括用于接收远程控制装置的远程控制轴23的轴承353。该轴承使得能够不阻碍远程控制轴23的转动地执行远程控制轴23以远程控制轴线352为中心。
参照图34和35,远程控制杆351包括用于接收远程控制轴23的开口354以耦合所述远程控制轴23到所述杆。远程控制杆351由此被远程控制轴23驱动转动。该开口354,以及远程控制轴23,有利地具有十字形状的横截面,从而使得能够获得在这两个元件之间更好的耦合。压花可以有利地用于十字形截面的分支上以提高远程控制轴23和远程控制杆351之间的耦合。
由于该构型,通过远程控制轴的传递对于所述轴以及因此对于所有电极单元也就是所有的开关装置2始终是刚性的。这保证所有的电极单元也就是所有的开关装置2的同时控制。这进一步保证触头之间的开口距离对于每个电极单元是足够的并且一致的。
用于容纳远程控制轴23的开口354可以调节到所述轴的外径以便保证通过电弧产生的气压最小,以限制所述气体泄漏到相邻的开关装置中,并防止在不同的开关装置之间的电弧跳火。
如图34和35所示,远程控制机构包括牢固地附着到远程控制杆351和支撑杆317的驱动装置。换句话说,驱动装置的每个元件牢固地附连到远程控制杆351或者支撑杆317,并且所述元件彼此配合以经由所述远程控制杆驱动所述支撑杆。这些驱动装置包括牢固地附着到远程控制杆351的指状件357,所述远程控制杆351与支撑杆317的坡道358协同操作。更确切地说,指状件357在其一个自由端上装备有与坡道358协同操作的接触表面。坡道358对于它的部分沿着支撑杆317的臂359布置。远程控制机构的驱动装置由此安置为以使得远程控制杆的任何的转动抵抗由在图33中可见的接触压力弹簧A3施加的阻力。
该配置给予远程控制机构单稳态的属性,也就是,该机构包括单一稳定位置,在这个例子中对应触头的闭合位置。保持开关装置装置2的触头26、27在打开位置的机械力对应由接触压力弹簧A3施加的力或者在多个电极单元或者开关装置装置2的情形下多个接触压力弹簧施加的力。这些力因此经由远程控制装置1一体传递。而且,远程控制机构的单稳态的属性使得开关装置的内部结构以及集成该一个开关装置或者该多个开关装置的远程控制断路器的内部结构简单化。这有利于使得运动远程控制链更弹性。
当手柄3处于打开位置时,支撑杆317处于如图36A和36B所示的位置。在这个位置,远程控制轴23的任何的转动使得远程控制杆351在空的空间中旋转,也就是,支撑杆317的坡道358足够远离指状件357以便所述指状件不能促动支撑杆317。通过手动打开控制是经由手柄3执行,活动触头的打开角度一般大于当执行远程控制打开时获得的打开角度。可分离触头之间的足够的分离距离以这种方式获得,从而使得当所述可分离触头打开时能够完成断开并保证操作者安全。因此,在手柄3的该打开位置,远程控制机构不能作用于支撑杆317上并且触头26、27保持打开。为了促动远程控制机构,手柄3因此必须定位在它的闭合位置。
当手柄处于闭合位置时,支撑杆317处于如图37A和37B所示的位置。在这个位置,支撑杆317的坡道358更靠近牢固地附着到远程控制杆351的指状件357。远程控制轴23的任何的反时针方向旋转因此使得指状件能够与支撑杆317的坡道358协同操作并且驱动所述支撑杆到如图38A和38B所示的触头的打开位置。远程控制装置的促动抵抗由每个电极单元的接触压力弹簧施加的压力。触头的该远程控制打开依靠远程控制装置,特别地通过该远程控制装置的驱动机构得以保持,所述驱动机构设计为经得起至少等于通过每个开关装置2或者每个电极单元的接触压力弹簧A3施加的压力的机械力。
Claims (15)
1.一种远程控制装置,具有提供至少一个主面板(141)的绝缘壳体(41),以指令抵靠着所述主面板布置的至少一个开关装置(2),所述远程控制装置包括:装备有活动部分(45)的机电促动器(21)、与所述活动部分协同操作的驱动装置(22)以及耦合到所述驱动装置以促动所述至少一个开关装置(2)的旋转远程控制轴(23),所述远程控制轴(23)在基本垂直于所述主面板的方向通过所述主面板(141),其特征在于,所述驱动装置(22)包括耦合到所述促动器的所述活动部分(45)的实质上机械的双稳态驱动机构(137),所述双稳态驱动机构(137)包括能够沿着单一驱动轴(47)平动运动并围绕所述轴转动运动的可动元件。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述机电促动器(21)的活动部分(45)是能够沿着基本平行于所述双稳态驱动机构(137)的驱动轴(47)的促动轴(46)平动运动的柱塞芯。
3.如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述柱塞芯(45)的所述促动轴(46)与所述双稳态驱动机构(137)的所述驱动轴(47)基本上一致。
4.如权利要求1至3中任一项所述的装置,其特征在于,所述双稳态驱动机构(137)包括作用于控制臂(152)上的推杆(151),所述推杆能够在至少两个稳定轴向位置(P1,P2)之间运动。
5.如权利要求4所述的装置,其特征在于,依靠由远程控制轴(23)施加的偏压力,所述推杆(151)保持在所述稳定轴向位置(P1,P2)中。
6.如权利要求4或5所述的装置,其特征在于,所述双稳态驱动机构的所述活动元件包括具有与所述活动部分(45)协同操作的轴向传动的凸轮(161)和耦合到所述推杆的凸轮随动件(171),所述凸轮和所述凸轮随动件分别包括设计用于将所述凸轮(161)向着所述凸轮随动件(171)的轴向平动转变为所述凸轮随动件的转动的第一和第二凸轮表面(167,177)。
7.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述凸轮随动件(171)牢固地附着到所述推杆(151)。
8.如权利要求6或7所述的装置,其特征在于,所述双稳态驱动机构(137)包括凸轮主体(162)以容纳和导引所述凸轮随动件(171)的平动和转动。
9.如权利要求8所述的装置,其特征在于,所述凸轮主体(162)沿着所述驱动轴(47)包括:
第一部分(163),其包括在其内表面上的至少一个轴向凹槽(164)以容纳所述凸轮随动件(171)的至少一个径向突起(175),从而使得当所述凸轮随动件处于所述第一部分中时防止所述凸轮随动件的转动,以及
第二部分(169),其具有与所述第一部分(163)的更窄的通道横截面相比放大的通道横截面以当所述凸轮随动件(171)处于所述第二部分中时允许所述凸轮随动件(171)转动。
10.如权利要求6至9中任一项所述的装置,其特征在于,所述凸轮(161)和凸轮随动件(171)是基本相同的部分。
11.如权利要求1至10中任一项所述的装置,其特征在于,所述机电促动器(21)装备有具有减少的运动的部分(51)以及励磁线圈,所述活动部分(45)能够沿着基本上垂直于所述具有减少的运动的部分的支承表面(55)的促动轴(46)平动运动以通过所述支承表面的通孔(53)展开;
所述驱动装置与所述活动部分协同操作以平动驱动用于耦合到所述开关装置(2)的可移动触头(27)的可移动传动元件(151),所述驱动装置设计成在分别对应所述可移动触头(27)的闭合和打开的第一和第二稳定轴向位置(P1,P2)之间移动所述可移动传动元件;以及
所述绝缘壳体(41)包含阻尼装置(57)以减弱当所述活动部分移动到展开位置时所述活动部分在所述具有减少的运动的部分上的冲击。
12.如权利要求11所述的装置,其特征在于,所述阻尼装置布置在所述壳体(41)的第一支撑装置(58)和所述具有减少的运动(51)的所述支承表面(55)之间,以通过所述阻尼装置(57)的挤压,允许所述具有减少的运动的部分沿着所述促动轴(46)运动,使得所述具有减少的运动的部分的所述运动有利于驱动所述可移动的传动元件(151)从一个稳定轴向位置到另一个稳定轴向位置。
13.如权利要求1至12中任一项所述的装置,其特征在于,它包括远程控制禁用装置,所述开关装置(2)装备有能够在电触头的打开位置和闭合位置之间操作的手柄(3)以及使得所述电触头能够在电气故障之后打开的脱扣杆,所述禁用装置包括可缩进部分(7),以在所述可缩进部分处于展开位置时禁止所述电触头的闭合,所述远程控制禁用装置进一步包括设计成耦合到所述脱扣杆上的促动杆(201),所述促动杆(201)与所述可缩进部分(7)协同操作以当所述可缩进部分(7)展开到它的展开位置时指令所述至少一个开关装置的脱扣。
14.如权利要求1至13中任一项所述的装置,其特征在于,它包括用于指示所述至少一个开关装置(2)的状态和/或故障的装置,所述用于指示的装置包括用于检测操作手柄(3)的位置的第一检测装置(241,251),所述远程控制装置包括布置成检测所述远程控制轴(23)的位置的第二检测装置(261,271),所述远程控制轴围绕基本垂直于所述主面板(141)的远程控制轴线旋转安装,所述远程控制轴使得所述至少一个开关装置(2)的电触头(26,27)能够被促动。
15.一种远程控制断路器,包括装备有耦合到至少一个开关装置(2)的远程控制轴(23)的远程控制装置,其特征在于,所述远程控制装置是如前述权利要求中任一项所述的装置,所述远程控制装置依靠所述远程控制轴耦合到所述开关装置。
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