CN103107047A - 一种用于将机械位置转换成电状态的转换装置 - Google Patents

一种用于将机械位置转换成电状态的转换装置 Download PDF

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Abstract

本发明是一种用于将机械位置转换成电状态的转换装置。在该装置中，一种用于接收输入机械指令(C1)和驱动第一和第二开关(6A、6B)的机构包括杆(7)，该杆具有绕着所述杆的旋转轴(X-X′)可倾斜的第一侧臂(23A)和绕着同一旋转轴(X-X′)可倾斜的第二侧臂(23B)。第一侧臂(23A)和第二侧臂(23B)分别布置在相对于所述旋转轴(X-X′)相互对置的第一和第二侧。第一侧臂(23A)是操作第一开关(6A)的操作臂。第二侧臂(23B)是操作第二开关(6B)的操作臂。

Description

一种用于将机械位置转换成电状态的转换装置
技术领域
本发明涉及一种用于将机械位置转换成电状态的转换装置，这种类型的转换装置包括：
-可在打开和闭合状态之间起作用的第一开关，
-可在打开和闭合状态之间起作用的第二开关，以及
-用于接收输入机械指令并且根据该输入指令驱动第一和第二开关的机构。
背景技术
在法国专利申请FR-2916899中，描述了一种信号辅助装置，它的一个转换装置是上述类型的，位于包壳里。在该转换装置中，两个开关都是双触头开关并且用于驱动它们的机构包括移动时用于倾斜从而驱动开关的动触头固定架的翼板。通过板弹簧使每个动触头固定架朝着其两个位置即打开和闭合中的一个回复。而且，叉与翼板的曲柄啮合，从而能够使所述翼板倾斜。其位于摆动杆的两个臂之一上，摆动杆的旋转轴垂直于与翼板和动触头固定架的可倾斜轴。
在前面段落中提到的转换装置是复杂的。其复杂性被解释成至少部分上是为了满足各种需要，，比如由于与根据给定的空间结构而布置的外部装置相互作用的需要，以及比如由于将转换装置安装在具有设定尺寸的约化空间里面的约束。在这方面，双触头开关的选择取决于整体尺寸紧凑的需要。
发明内容
本发明的至少一个目的就是建议一种上述类型的转换装置，其在满足一个以上的具体空间约束时是更简单的。
至少该目标的实现要归功于上述类型的转换装置，该转换装置的机构包括具有第一侧臂和第二侧臂的杆，这些侧臂绕着该杆的同一旋转轴是可倾斜的并布置它们，以使得第一侧臂和第二侧臂分别在相对于所述旋转轴相互对置的第一侧和第二侧上延伸。第一侧臂是用于操作第一开关的操作臂，第一开关位于相对于所述旋转轴的第一侧。第二侧臂是用于操作第二开关的操作臂，第二开关位于相对于所述旋转轴的与第一侧相反的第二侧。
根据本发明的另一个方面，所述机构包括具有第一侧臂和第二侧臂的杆，第一侧臂绕着该杆的旋转轴是可倾斜的，也就是能够倾斜，第二侧臂绕着同一旋转轴是可倾斜的。第一侧臂和第二侧臂分别布置在相对于所述旋转轴相互对置的第一侧和第二侧。第一侧臂是用于操作第一开关的操作臂，第一开关位于相对于所述旋转轴的第一侧。第二侧臂是用于操作第二开关的操作臂，第二开关位于第二侧。该第二侧相对于所述旋转轴与第一侧相反。
根据本发明的另一个方面，所述机构包括杆，所述杆的第一侧臂绕着该杆的旋转轴是可倾斜的，且所述杆的第二侧臂绕着同一旋转轴的可倾斜的，分别将它们布置在相对于所述旋转轴相互对置的第一侧和第二侧。第一侧臂是用于操作第一开关的操作臂，第一开关位于相对于所述旋转轴的第一侧。第二侧臂是用于操作第二开关的操作臂，第二开关位于相对于所述旋转轴的与第一侧相反的第二侧。
根据本发明的转换装置可单独或联合体现一个以上的其它有利特征，特别是下面定义的那些。
最好是，第一和第二开关中的每个包括：
-静触头；
-至少在打开位置和闭合位置之间移动的动触头，在打开位置，该动触头与静触头相隔一定距离，在闭合位置，动触头和静触头接触并且建立电连接，以及
-支承动触头的可控支架，其在将所述动触头设置在打开位置的配置和将动触头设置在闭合位置的配置之间是可控制的。
优选地，第一侧臂是用于操作第一开关的可控支架的操作臂，而第二侧臂是用于操作第二开关的可控支架的操作臂。
有利地，至少在第一开关中，支撑动触头的可控支架是用于电连接该动触头至电路的导体。
有利地，至少第一开关包括用于将其动触头回复至所述动触头的打开和闭合位置之一的弹性回复元件。优选地，第一侧臂是用于克服弹性回复元件的作用推动第一开关的可控支架的臂。
有利地，弹性回复元件在第一开关的闭合方向上施加弹性回复。优选地，第一侧臂从主动保持位置、朝向中间位置、直到被动位置是可倾斜的。在主动保持位置，第一开关抵抗弹性回复元件的作用保持在打开状态。在中间位置，第一开关是闭合的。被动位置在弹性回复的方向上越过中间位置。在被动位置，在没有第一侧臂的干扰下，弹性回复产生闭合第一开关的校准力。
有利地，至少在第一开关中，支承动触头的可控支架形成用于弹性地回复该动触头的弹性回复元件。
有利地，至少在第一开关中，支承动触头的可控支架包括细长的指杆，该指杆的一端是固定的，该指杆在第一开关的动触头的打开和闭合位置之间至少局部上是弹性可弯的，并且其在与固定端一定距离处支承着动触头。
有利地，细长的指杆具有叶片的形状，相应的动触头位于其中的一面上。
有利地，叶片包括由固定安装基座延长的弹性可弯肘部，所述基座位于指杆的固定端。
有利地，杆包括沿所述旋转轴延伸并且支承第一和第二侧臂的轴。
有利地，转换装置包括曲柄，围绕所述旋转轴可倾斜的该曲柄的臂与所述杆的轴刚性地结合并且在与所述旋转轴一定距离处支承用于接收输入指令的曲柄销。
附图说明
从本发明的具体实施例的下列描述中，其它的优点和特征将更清晰地呈现出来，这些实施例用作非限制性的示例且示出在附图中，其中：
图1是电机安全装置及装备了该安全装置的信号辅助装置的部分分解的透视图；
图2是示出了用于图1中不带有封盖的信号辅助装置的盒体的透视图，并且根据本发明的第一实施例，示出了其内部，即用于将机械位置转换成电状态的转换装置；
图3是图2中示出的仅有转换装置的透视图，没有盒体盛装着该装置；
图4是一杆的透视图，该杆是图3中转换装置的构件；
图5是类似于图3的视图，其中图3中的转换装置处于第一动作状态；
图6是图3中的转换装置处于与图5中同样的第一动作状态的侧视图；
图7是类似于图3的视图，其中图3中的转换装置处于第二动作状态；
图8是类似于图3的视图，其示出了根据本发明的第二实施例的转换装置；以及
图9是杆的透视图，该杆是图8中转换装置的构件。
具体实施方式
图1示出了安全装置1，其用于连接到电动机的供电端子，从而保护所述电动机，并且该安全装置以自身公知的方式包括断路器、热继电器以及接触器。
可安装信号辅助装置3，并将其连接在安全装置1的壳体2中。该信号辅助装置3的功能是给出关于安全装置1的两个不同的信息位，比如该安全装置1的接触器是否处于可用状态以及电保护是否处于触发状态。
正如可在图2中看出的那样，信号辅助装置3包括机电式转换装置4，该转换装置安装在盒体5中，从而通过封盖将其密封，为了图示清晰，封盖未在图中示出。
根据本发明的第一实施例，图3中单独示出了装置4。更确切地说，其功能是将机械位置转换成电状态，并且其包括用于通过同样的单杆7而被驱动的两个开关6A和6B，该杆绕着轴X-X′旋转。
第一对端子8A和9A用于将开关6A连接到第一电路10A里，图5中示意性地示出了第一电路10A，其功能是传输之前提到的两个信息位中的一个。第二对端子8B和9B用于将开关6B连接到第二电路10B里，图5中也示意性地示出了第二电路10B，其功能是传输关于断路器1的状态的另一个信息位。端子8A、9A、8B和9B沿着盒体5的后面排成同一条线。
开关6A包括两个成对的接触时建立电连接的触头，即静触头11A和至少在两个位置之间移动的动触头12A，这两个位置是与静触头11A分离且断开的打开位置和接触并连接该静触头的闭合位置。在其打开位置，动触头12A与静触头11A分离且断开。而在其闭合位置，动触头12A接触静触头11A并且与后者连接。固定臂13A的自由端限定静触头11A。该固定臂13A是传导元件14A的一部分，该传导元件将静触头11A电连接至端子8A。
电传导金属指杆15形成支承或承载动触头12A的可控支架，该指杆15和传导底座16A电连接至端子9A。
指杆15具有叶状或舌状，其包括弹性可弯肘部17，并且安装基座18伸长超过该肘部17。在可控指杆15的固定端，该基座18铆接固定至底座16A。动触头12A位于指杆15的一表面上，与弹性可弯肘部17有一定距离，并且位于指杆15的移动端。肘部17往往使指杆15向着固定臂13A回到开关6A的闭合位置。
开关6B具有与开关6A同样的结构，而其相对于穿过旋转轴X-X′的平面与后者基本上是对称的。其静触头11B和其动触头12B分别电连接至端子8B和端子9B。动触头12B的支撑是另一可控指杆15。构成开关6A的指杆15的构件和构成开关6B的指杆15的构件是相同的并且采用同样的方式安装。
由绝缘材料模制的杆7是一整体构件，其在图4中单独示出。杆7包括沿旋转轴X-X′延伸的轴20，且该轴的两端中的每一端保持在盒体5的光滑支承件中，从而在其中旋转。轴20设置有曲柄21，该曲柄用于根据由该曲柄21的曲柄销22接收的输入指令来控制所述轴。
布置在开关6A和6B之间的轴20支承并刚性地结合着两个可倾斜的侧臂，侧臂在两个相反方向上相互对置延伸，并且它们是操纵开关6A的操作臂23A和操纵开关6B的操作臂23B。
在图3中，曲柄21处于没有任何意义的中立中间位置，此时信号辅助装置3未处在功能状态。静触头11A和动触头12A彼此分离相隔距离D1。对于静触头11B和动触头12B来说，距离基本上是一样的。距离D1比最小绝缘距离小，最小绝缘距离是当对电路10A和10B通电时避免出现电弧而必须要考虑的距离。
在图5和6中，已使曲柄21倾斜至第一位置，由于以在其曲柄销22上的恒常作用C1的形式的输入指令，曲柄21被保持在该位置。该曲柄21的倾斜已导致操作臂23A和操作臂23B在绕着轴X-X′的同样的方向上倾斜。在此过程中，操作臂23A已使得开关6A在由该开关6A的肘部17和限定叶片的指杆15所产生的弹性回复力的作用下自动闭合。同时，操作臂23B沿与静触头11B相反的方向推动另一开关6B的指杆15，从而抵抗由该开关6B的肘部17和限定叶片的指杆15所产生的弹性回复力。
在图5中，操作臂23B在开关6B的指杆15上施加推力P1。静触头11B和动触头12B彼此分开，相隔的距离D2大于距离D1，且至少等于当对电路10B通电时避免出现电弧而必须要考虑的最小绝缘距离。该最小绝缘距离的定义是标准EN/CEI60947-6-2、EN/CEI60947-5-1、EN/CEI60068-2-6、EN/CEI60721-4-2、EN/CEI60947-5-4和UL508的主题。
仍然参照图5，开关6A是闭合的。可在图6中看出，操作臂23A此时不再作用于该开关的指杆15上，而是与其有一段分隔距离S。因此，该指杆15仅取决于在开关6A的闭合方向上的弹性回复作用。该弹性回复于是施加一校准力将动触头12A按压在静触头11A上，也就是通常称作的“接触努力(contact effort)”，这是有利的。流经闭合电路10A的电流由箭头I标示。其可在这些箭头I指示的方向上或者在相反的方向上循环。
在图7中，已使曲柄21倾斜至第二位置，由于以在其曲柄销22上的恒常作用C2的形式的输入指令，曲柄21被保持在该位置。操作臂23A在开关6A的指杆15上施加推力P1。静触头11A和动触头12A彼此分开相隔距离D2，也就是大于或等于上述最小绝缘距离的距离。然而，开关6A因此是打开的，而开关6B是闭合的。操作臂23B与相应的指杆15相隔一定的距离。开关6B的肘部17和限定叶片的指杆15所产生的弹性回复于是施加一校准力将动触头12B固定在静触头11B上。流经闭合电路10B的电流由箭头I标示。其可在这些箭头I指示的方向上或者在相反的方向上循环。
图8中示出了根据本发明的第二实施例的转换装置104。下面，仅描述转换装置104与装置4的不同之处。此外，为了指示装置104中与装置4的相关部件类似或等同的部件，这里采用的标记是通过将在装置4里的该部件的标记加上100而得到的。
开关106B通常是倒转的，从而由于在与朝向使开关6B闭合的位移的方向相反的方向上的位移而使其闭合。开关106B的弹性可弯肘部117和开关6B的弹性可弯肘部17在相反的方向上施加弹性回复。可在图9中看出，确定杆107的操作臂123B的方向，从而在与推力P1的方向相反的方向上施加推力P2。此外，该操作臂123B相对于操作臂123A朝着静触头及动触头是轴向移动的。
在图8中，当操作臂123A123B不起作用时，开关106A和106B二者由通过形成叶片的肘部117和指杆115所产生的存在于它们每个中的弹性回复而保持闭合。
当使得曲柄121倾斜一个量Q1时，操作臂123A在开关106A的指杆115上施加推力且因此使后者保持为打开的，而操作臂123B仍然不起作用并且开关106B是保持闭合的。
当通过比量Q1更高的量Q2而使得曲柄121倾斜时，操作臂123A和123B通过推回开关106A和106B它们各自的指杆115而使得它们二者保持为打开的。
要指出的是，沿着旋转轴X-X′，通过适当地选择操作臂23A、23B、123A和123B的位置，可很容易地确定绝缘距离比如距离D2以及涉及开关控制的若干作用力，这是有利的。

Claims (11)

1.一种用于将机械位置转换成电状态的转换装置，其包括：
-可在打开和闭合状态之间起作用的第一开关(6A；106A)，
-可在打开和闭合状态之间起作用的第二开关(6B；106B)，以及
-用于接收输入机械指令(C1、C2；Q1、Q2)并且根据该输入指令驱动第一和第二开关(6A、6B；106A、106B)的机构，
其特征在于，所述机构包括具有第一侧臂(23A；123A)和第二侧臂(23B；123B)的杆(7；107)，所述第一和第二侧臂绕着该杆的同一旋转轴(X-X′)是可倾斜的并将它们布置成使得第一侧臂(23A；123A)和第二侧臂(23B；123B)分别在相对于所述旋转轴(X-X′)相互对置的第一侧和第二侧上延伸，第一侧臂(23A；123A)作为操作臂，用于操作位于相对于所述旋转轴(X-X′)的第一侧的第一开关(6A；106A)，第二侧臂(23B；123B)作为操作臂，用于操作位于相对于所述旋转轴(X-X′)的与第一侧相反的第二侧的第二开关(6B；106B)。
2.根据权利要求1所述的转换装置，其特征在于，第一和第二开关(6A、6B；106A、106B)中的每个包括：
-静触头(11A、11B)，
-至少在打开位置和闭合位置之间移动的动触头(12A、12B)，在打开位置，该动触头与静触头(11A、11B)相隔一定距离，在闭合位置，动触头(12A、12B)和静触头(11A、11B)接触并且建立电连接，以及
-支承动触头(12A、12B)的可控支架(15；115)，该可控支架在将所述动触头(12A、12B)设置在打开位置的配置和将所述动触头(12A、12B)设置在闭合位置的配置之间是可控制的，
第一侧臂(23A；123A)是用于操作第一开关(6A；106A)的可控支架(15；115)的操作臂，第二侧臂(23B；123B)是用于操作第二开关(6B；106B)的可控支架(15；115)的操作臂。
3.根据权利要求2所述的转换装置，其特征在于，至少在第一开关(6A；106A)中，支承动触头(12A)的可控支架(15；115)是用于电连接该动触头(12A)至电路(10A)的导体(15；115)。
4.根据权利要求2所述的转换装置，其特征在于，至少第一开关(6A；106A)包括用于将其动触头(12A)回复至该动触头的打开和闭合位置中的一个位置的弹性回复元件(15；115)，第一侧臂(23A；123A)是用于抵抗弹性回复元件(15；115)的作用而推动第一开关(6A；106A)的可控支架(15；115)的臂。
5.根据权利要求4所述的转换装置，其特征在于，弹性回复元件(15；115)在第一开关(6A；106A)的闭合方向上施加弹性回复，第一侧臂(23A；123A)从主动保持位置、朝向中间位置、直到被动位置是可倾斜的，在主动保持位置，第一开关(6A；106A)抵抗弹性回复元件(15；115)的作用而保持在打开状态，在中间位置，第一开关(6A；106A)是闭合的，所述被动位置在弹性回复的方向上越过中间位置，并且在被动位置，在没有第一侧臂(23A；123A)的干扰下，该弹性回复产生闭合第一开关(6A；106A)的校准力。
6.根据权利要求4所述的转换装置，其特征在于，至少在第一开关(6A；106A)中，支承动触头(12A)的可控支架(15；115)形成用于弹性地回复该动触头的弹性回复元件(15；115)。
7.根据权利要求6所述的转换装置，其特征在于，至少在第一开关(6A；106A)中，支承动触头(12A)的可控支架包括细长的指杆(15；115)，该指杆的一端(18)是固定的，该指杆在第一开关(6A；106A)的动触头(12A)的打开和闭合位置之间至少局部上是弹性可弯的，并且其在与固定端(18)一定距离处支承着动触头。
8.根据权利要求7所述的转换装置，其特征在于，所述细长的指杆(15；115)具有叶片的形状，相应的动触头(12A)位于其中的一表面上。
9.根据权利要求8所述的转换装置，其特征在于，该叶片包括由固定安装基座(18)延长的弹性可弯肘部(17；117)，该固定安装基座位于细长的指杆(15；115)的固定端。
10.根据权利要求1所述的转换装置，其特征在于，杆(7；107)包括沿所述旋转轴(X-X′)延伸并且支承第一和第二侧臂(23A、23B；123A、123B)的轴(20)。
11.根据权利要求10所述的转换装置，其特征在于，该转换装置包括曲柄(21；121)，围绕所述旋转轴(X-X′)可倾斜的该曲柄的臂与杆(7；107)的轴(20)刚性地结合并且在与所述旋转轴一定距离处支承用于接收输入指令(C1、C2；Q1、Q2)的曲柄销(22)。
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