CN103165352B

CN103165352B - 电气开关

Info

Publication number: CN103165352B
Application number: CN201210540931.1A
Authority: CN
Inventors: L.戈德萨
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2017-03-01
Anticipated expiration: 2032-12-14
Also published as: US20130153382A1; DE102011088501A1; US9236210B2; DE102011088501B4; CN103165352A

Abstract

本发明涉及一种电气开关（10），其具有张紧杆（30），所述张紧杆在开关的接通状态中通过弹簧应力占据张紧的张紧杆位置；并且所述电气开关具有连接装置（40），所述连接装置能够在张紧的张紧杆位置中连接张紧杆（30）。按照本发明规定，所述连接装置（40）包括摇杆（50），所述摇杆围绕旋转铰链（D2）可转动地固定在张紧杆（30）上；并且所述连接装置（40）包括可围绕回转点（SP）摆动的卡爪（60），所述卡爪在连接状态中支撑在所述摇杆（50）上并且由此防止所述张紧杆（30）的摆动，并且在解锁所述连接装置（40）之后，所述卡爪从摇杆（50）摆离，并且在此围绕所述旋转铰链（D2）转动或者至少能够转动所述摇杆（50）。

Description

电气开关

技术领域

本发明涉及一种具有根据权利要求1的前序部分所述的特征的电气开关。

背景技术

这种开关例如由西门子公司以Sentron 3VL的产品名称销售。所述电气开关具有张紧杆，所述张紧杆在开关的接通状态中通过弹簧应力占据张紧的张紧杆位置。此外存在连接装置，所述连接装置可以连接在张紧的张紧杆位置中的张紧杆。

发明内容

本发明的任务在于提供一种开关，对所述开关来说即使在连接装置磨损的情况下仍保证连接装置的可靠的解锁（Entklinken）。

按照本发明，该任务通过具有根据权利要求1所述特征的开关得到解决。按照本发明的开关的有利的设计方案在从属权利要求中进行说明。

接着按照本发明规定，所述连接装置包括摇杆，所述摇杆围绕旋转铰链可转动地固定在张紧杆上；所述连接装置包括围绕回转点可摆动的卡爪，所述卡爪在连接状态中支撑在所述摇杆上并且由此防止所述张紧杆的摆动，并且在解锁所述连接装置之后，所述卡爪从摇杆摆离并且在此围绕所述旋转铰链转动或者至少能够转动所述摇杆。

按照本发明的开关的主要优点在于：连接装置的解锁即使在摇杆的表面的磨损和/或摇杆的支撑在其上的接触面的磨损的情况下仍然实现容易的和快速的解锁，所述卡爪支撑在所述接触面上。即使当由于摩擦或者形状配合连接不能实现卡爪在摇杆上的滑动时，所述卡爪仍可以从摇杆摆离，因为摇杆能够在张紧杆上转动并且能够被卡爪转动，从而即使在保持卡爪和摇杆之间的接触点时（例如通过形状配合连接或者静摩擦），仍可以实现卡爪的摆离、连接装置的解锁以及张紧杆的释放。

视为尤其有利的是，穿过所述旋转铰链和接触点的假想的直线相对于所述可摆动的卡爪的回转点具有间距，在所述接触点上，所述可摆动的卡爪支撑在所述摇杆上，从而所述摇杆将转矩施加到所述可摆动的卡爪上，所述转矩使所述可摆动的卡爪从所述摇杆摆离。当卡爪不再通过所述开关的其他部件保持在其支撑在摇杆上的位置中时，能够通过所述转矩保证卡爪的自动摆离。

能够如此获得所述摇杆的外表面，从而通过形状配合连接或者静摩擦防止所述可摆动的卡爪在所述外表面上滑动，并且当解锁时总是引起所述摇杆的、围绕所述旋转铰链的旋转运动。

考虑到所述卡爪在其支撑在摇杆上的位置中的锁定（Arretieren）视作有利的是，所述开关具有触发轴，所述触发轴在连接装置的连接状态中利用止挡贴靠在所述卡爪上，并且防止所述卡爪从所述摇杆摆离。

优选在所述摇杆上安装销，在所述张紧杆的引导滑槽中引导所述销，其中所述引导滑槽限定所述摇杆的围绕所述张紧杆的摆角。所述引导滑槽优选通过孔或者长孔构造。

同样视作有利的是，所述连接装置具有弹簧，所述弹簧利用一个弹簧端部支撑在所述触发轴上，并且利用另一个弹簧端部放置在所述卡爪上并且产生转矩，所述转矩反作用于所述摇杆施加到所述卡爪上的转矩。这样的弹簧可以例如用于，在张紧杆张紧时将卡爪送到限定的位置。

所述弹簧的弹力优选如此分配，从而通过所述弹簧产生的转矩小于由所述摇杆产生的转矩。

为了操作所述开关优选具有开关杆，所述开关杆能够通过操作人员实现开关的接通和断开，并且与张紧杆相连接。

此外，本发明涉及一种用于电气开关的连接装置，正如以上所描述的那样。按照本发明对此规定，所述连接装置包括摇杆，所述摇杆围绕旋转铰链可转动地固定在张紧杆上；并且所述连接装置包括围绕回转点可摆动的卡爪，所述卡爪在连接状态中支撑在所述摇杆上并且由此防止所述张紧杆的摆动，并且在解锁所述连接装置之后，所述卡爪从摇杆摆离并且在此围绕所述旋转铰链转动或者至少能够转动所述摇杆。

关于按照本发明的连接装置的优点参照上述与按照本发明的开关有关的实施方式，因为所述按照本发明的连接装置的优点基本上相当于按照本发明的开关的优点。

此外，本发明涉及一种用于连接和解锁电气开关的连接装置的方法。按照本发明关于这种方法规定，为了连接所述连接装置，使围绕回转点可摆动的卡爪摆动到一个位置中，在所述位置中所述卡爪支撑在可围绕安装在所述张紧杆上的旋转铰链转动的摇杆上，并且由此防止所述张紧杆的摆动；并且为了解锁所述连接装置，能够实现所述可摆动的卡爪从所述摇杆的摆离，其中在所述可摆动的卡爪摆离的过程中，所述可摆动的卡爪围绕安装在所述张紧杆上的旋转铰链转动所述摇杆。

关于按照本发明的方法的优点参照上述与按照本发明的开关有关的实施方式，因为所述按照本发明的方法的优点基本上相当于按照本发明的开关的优点。

附图说明

接着根据实施例对本发明进行详细阐述；在此示例性地示出：

图1是按照本发明的、具有用于连接装置的实施例的电气开关的实施例的三维斜俯视图，其中示出了所述开关的接通和连接状态；并且

图2至图6为根据图1的开关的不同的横截面，根据所述不同的横截面进一步阐述连接装置的工作原理。

为简明起见，在图中对于相同的或者类似的组件总是使用同样的附图标记。

具体实施方式

图1 示出了电气开关10的实施例的组成部分，所述电气开关例如能够是电气断路器。所述电气开关10在根据图1的示图中处于其接通状态，在所述接通状态中连接所述开关机构。

在图1中看出开关杆20，所述开关杆与张紧杆30相连接。此外，开关弹簧35的弹力作用到所述张紧杆30上，所述开关弹簧在根据图1的示图中将按照逆时针方向向上摆动所述张紧杆。所述张紧杆30的这样的摆转在所述电气开关10处于接通的和连接的状态中时通过连接装置40被防止，由所述连接装置在图中仅能够清楚地看出摇杆50。

图2示出了所述开关10的横截面。可以看出，所述张紧杆30围绕旋转铰链D1可以摆动地支承。所述开关弹簧35产生转矩M，所述转矩M使张紧杆30围绕所述旋转铰链D1向上摆动。所述张紧杆30的摆转通过连接装置被防止，所述连接装置此外包括卡爪60。所述卡爪60的上卡爪端部61可摆动地支撑在摆动点SP上，从而使得卡爪60可以围绕所述摆动点SP摆动。

所述卡爪60的下卡爪端部62在接通和连接状态中支撑在摇杆50上。

图2示出，所述摇杆50借助旋转铰链D2可转动地固定在张紧杆30上。所述摇杆50围绕旋转铰链D2的旋转运动或者说摆动运动由长孔70的限定，所述长孔构造在张紧杆30中。在长孔70中插入销80，所述销与摇杆50固定地连接、例如铆接。即如果摇杆50围绕旋转铰链D2转动，则只能够转动直到销80达到长孔70的相应的孔端部那么远。

此外，图2还示出了开关10的其他组成部分，即上铰接杆90以及耦合接片（Koppellasche）95，但是所述上铰接杆和耦合接片对于连接装置的工作原理的进一步解释不起作用。

在图3中详细示出所述连接装置的细节。可以看出卡爪60，其上卡爪端部61可摆动地固定在回转点SP上。此外，在图3中可以清楚地看到，所述下卡爪端部62放置在位于摇杆50上的接触点K上并且支撑在其上。正如已经提到的那样，所述摇杆50可以围绕旋转铰链D2在通过销80和长孔70限定的最大摆角区域的范围内转动。

因为转矩M作用到张紧杆30上，所述转矩使图3中的张紧杆30向上摆动，摇杆50对卡爪60施加转矩M1。转矩M1由摇杆50产生，因为力矢量F沿着所述回转点SP伸展，所述力矢量沿着在旋转铰链D2和接触点K之间的连线延伸。

在根据图3的示图中，尽管有转矩M1，但是不会造成卡爪60的摆转，因为卡爪60被所述开关的触发轴的、未在图3中示出的止挡保持住。

图4以另一个横截面示出了所述开关，所述横截面示出了开关的触发轴100以及所述触发轴的止挡110。可以看到，在开关10接通和锁定的位置中，所述止挡110防止卡爪60的按照逆时针方向的摆动。

此外，图4示出了弹簧120，所述弹簧利用弹簧端部121支撑在配合件上。另一个弹簧端部122放置在卡爪60上并且产生转矩M2，所述转矩将使得卡爪60围绕回转点SP按照顺时针方向转动。所述弹簧产生的转矩M2因此反作用于摇杆50施加到卡爪60上的转矩M1。

所述弹簧120的弹力如此分配，从而使得转矩M2小于摇杆50施加的转矩M1。即如果触发轴100的止挡110未贴靠在下卡爪端部62上并且防止卡爪60的摆动，那么卡爪60将由于转矩M1按照逆时针方向围绕回转点SP摆动，解锁所述连接装置并且实现所述开关的开关杆的切断。

如果现在切断开关，触发轴100因此必须仅围绕其旋转轴130按照逆时针方向摆动，因此止挡110可以与卡爪60的下卡爪端部62脱离啮合。也就是说如果止挡110按照逆时针方向向下摆动，那么摇杆50利用其转矩M1使卡爪60摆转，因此可以解锁连接装置并且切断开关。

图5详细地示出了下卡爪端部62放置在所述摇杆50的外表面52上的细节。在下卡爪端部62和外表面52之间的接触点利用附图标记K标明。

如果在图4中根据图4的止挡110向下摆动，从而释放所述卡爪60，那么摇杆50施加到卡爪60上的转矩M1将导致卡爪60相对于摇杆50的摆转。这时根据外表面52的设计方案可能出现以下不同的情况。

变形方案1：

如果所述外表面52足够光滑，因此下卡爪端部62可以在外表面52上滑动或者说滑行，从而在没有与摇杆50共同作用的情况下或者说在摇杆50不旋转的情况下就可以实现卡爪60的摆转。由此实现闭锁装置的解锁，方法是接触点K在外表面52上滑离（weggleiten）。

变形方案2：

然而如果所述外表面52不足够光滑，或者说例如由于开关10或者说外表面52的磨损而摩擦过大，那么可能出现，下卡爪端部62不能够在外表面52上滑动进而在接触点K和外表面52之间不能发生相对运动。在所述情况中尽管如此仍然会出现卡爪60的摆转，也就是说因为摇杆50围绕旋转铰链D2可转动地、优选可低摩擦地转动地支承。于是转矩M1导致卡爪60按照逆时针方向摆动，并且在此沿着箭头方向P按照顺时针方向转动摇杆50。在下卡爪端部62和外表面52之间的接触点K在此保持不变，因为下卡爪端部62在外表面52上不滑动，而是使外表面52进而使摇杆50一起转动。因为摇杆50在长孔70和销80（参见图2）预先确定的范围内可以转动，即摇杆50可以按照顺时针方向沿着箭头方向P转动进而实现卡爪60围绕回转点SP（参见图3）的转动。即对于变形方案2来说，由于在接触点K处的静摩擦造成了卡爪60的转动，并且造成了摇杆50的、由于转矩M1产生的转动。

变形方案3：

如果外表面52与下卡爪端部62形成形状配合连接，从而使得下卡爪端部62固定在外表面52上，那么下卡爪端部62使摇杆50转动，正如与变形方案2相关地阐述的那样。即由于摇杆50的转离实现闭锁装置的触发。

图6再次以另一个示图详细地示出卡爪60与摇杆50之间的共同作用。可以看出，所述卡爪60施加在摇杆50上的力矢量F穿过接触点K和旋转铰链D2的中心。在接触点K和旋转铰链D2之间的连线相对于回转点SP具有间距D，所述卡爪60围绕回转点SP可转动地保持。由于该间距D，摇杆50或者说摇杆50的外表面可以产生转矩M1，所述转矩在通过触发轴100（参见图4）释放之后转动卡爪60并且解锁连接装置40。只要卡爪60摆转，则卡爪60不再防止张紧杆30在图6中按照逆时针方向向上摆动并且切断所述开关。

综上所述，连接装置的连接基于所述弹簧120、止挡110、卡爪60以及摇杆50（参见图4）的共同配合，其中所述连接装置40的安全和可靠的解锁通过以下方式得到保证：能够通过在摇杆50的外表面52上的滑动和/或通过摇杆50围绕旋转铰链D2的转动实现卡爪60的摆动。也就是说，即使当由于外表面52的磨损所述卡爪60在外表面52上的滑动不再可行并且卡爪60因此能够卡紧或者被卡紧时，可靠的解锁仍然得到保证，也就是说，因为代替滑动实现了在摇杆50的外表面52上的滚动，其中在所述滚动时摇杆50围绕旋转铰链D2摆动并且连接装置40被解锁。

尽管通过优选的实施例详细地说明和描述了本发明的细节，本发明不限于公开的实施例并且其他的变形方案能够被本领域技术人员推导出来而并未脱离本发明的保护范围。

附图标记列表：

10 开关

20 开关杆

30 张紧杆

35 开关弹簧

40 连接装置

50 摇杆

52 外表面

60 卡爪

61 卡爪端部

62 卡爪端部

70 长孔

80 销

90 铰接杆

95 耦合接片

100 触发轴

110 止挡

120 弹簧

121 弹簧端部

122 弹簧端部

130 旋转轴

D 间距

D1 旋转铰链

D2 旋转铰链

F 力矢量

K 接触点

M 转矩

M1 转矩

P 箭头方向

SP 回转点

Claims

1.电气开关（10），

- 其具有张紧杆（30），所述张紧杆在开关的接通状态中通过弹簧应力占据张紧的张紧杆位置；并且

- 其具有连接装置（40），所述连接装置能够在张紧的张紧杆位置中连接所述张紧杆（30），其特征在于，

- 所述连接装置（40）包括摇杆（50），所述摇杆围绕旋转铰链（D2）可转动地固定在所述张紧杆（30）上；并且

- 所述连接装置（40）包括可围绕回转点（SP）摆动的卡爪（60），所述卡爪在连接状态中支撑在所述摇杆（50）上并且由此防止所述张紧杆（30）的摆动，并且在解锁所述连接装置（40）之后，所述卡爪从摇杆（50）摆离并且在此围绕所述旋转铰链（D2）转动或者至少能够转动所述摇杆（50）。

2.按权利要求1所述的电气开关，其特征在于，穿过所述旋转铰链（D2）和接触点（K）的假想的直线相对于所述可摆动的卡爪（60）的回转点（SP）具有间距（D），在所述接触点上所述可摆动的卡爪（60）支撑在所述摇杆（50）上，从而所述摇杆（50）将转矩（M1）施加到所述可摆动的卡爪（60）上，所述转矩使所述可摆动的卡爪（60）从所述摇杆（50）摆离。

3.按上述权利要求中任一项所述的电气开关，其特征在于，

如此获得所述摇杆（50）的外表面（52），从而在所述摇杆（50）摆离时通过形状配合连接或者静摩擦防止所述可摆动的卡爪（60）在所述外表面（52）上滑动，并且引起所述摇杆（50）的、围绕所述旋转铰链（D2）的旋转运动。

4.按上述权利要求1或2所述的电气开关，其特征在于，所述开关具有触发轴（100），所述触发轴在连接装置（40）的连接状态中利用止挡（110）贴靠在所述卡爪（60）上，并且防止所述卡爪（60）从所述摇杆（50）摆离。

5.按上述权利要求1或2所述的电气开关，其特征在于，在所述摇杆（50）上安装销（80），在所述张紧杆（30）的引导滑槽（70）中引导所述销，其中所述引导滑槽（70）限定所述摇杆（50）的围绕所述张紧杆（30）的摆角。

6.按权利要求5所述的电气开关，其特征在于，所述引导滑槽（70）通过孔或者长孔构造。

7.按上述权利要求1或2所述的电气开关，其特征在于，所述连接装置（40）具有弹簧（120），所述弹簧利用一个弹簧端部（121）支撑在所述触发轴（100）上，并且利用另一个弹簧端部（122）放置在所述卡爪（60）上并且产生转矩（M2），通过所述弹簧（120）产生的转矩（M2）反作用于所述摇杆（50）施加到所述卡爪（60）上的转矩（M1）。

8.按权利要求7所述的电气开关，其特征在于，所述弹簧（120）的弹力如此分配，从而通过所述弹簧（120）产生的转矩（M2）小于由所述摇杆（50）产生的转矩（M1）。

9.按上述权利要求1或2所述的电气开关，其特征在于，

- 所述开关（10）具有开关杆（20），所述开关杆能够通过操作人员实现所述开关（10）的接通和断开；

- 所述开关杆（20）与张紧杆（30）相连接。

10.用于按上述权利要求中任一项所述的电气开关（10）的连接装置，所述连接装置能够在张紧的张紧杆位置中连接所述开关（10）的张紧杆（30），其特征在于，

11.用于连接和解锁所述电气开关（10）的连接装置（40）的方法，其中，

- 为了连接所述连接装置（40），使可围绕回转点（SP）摆动的卡爪（60）摆动到某一位置中，在所述位置中所述卡爪（60）支撑在可围绕安装在所述张紧杆（30）上的旋转铰链（D2）转动的摇杆（50）上，并且由此防止所述张紧杆（30）的摆动；并且

- 为了解锁所述连接装置（40），能够实现所述可摆动的卡爪（60）从所述摇杆（50）的摆离，其中在所述可摆动的卡爪（60）摆离的过程中，所述可摆动的卡爪（60）围绕安装在所述张紧杆（30）上的旋转铰链（D2）转动所述摇杆（50）。