CN103180925A - 用于电开关装置的开关锁 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于例如断路器、马达断路器或隔离开关等的电开关装置（10）的开关锁（100）。本发明提出了一种改进的开关锁，其可以利用较少的部件和较低的成本来实现。此外，本发明提出了一种具有根据本发明的开关锁的电开关装置。由于弹簧耦合点（160，170）的适当设置和适当的弹簧尺寸，以及接触片支架（300）的适当几何设计，根据本发明的开关锁可以在没有单独的锁止弹簧和接触压力弹簧的情况下工作，因为它们的功能合并在一个弹簧（400）中。

Description

用于电开关装置的开关锁

技术领域

本发明涉及用于例如断路器、马达断路器或隔离开关等的电开关装置的开关锁。

背景技术

从DE 10 2006 059 307 B3已知这种开关锁。该开关锁由接触系统以及在轴承中枢转的支撑杆、和挂钩杆构成，该接触系统具有至少一个固定触点和在接触支架上枢转的至少一个可移动接触片，接触支架在开关装置的接通（ON）位置使得触点靠近固定触点（210）并且在开关装置的关断（OFF）位置将触点与固定触点（210）隔离。此外，接触系统具有曲杆，在其接头应用了锁止弹簧。在接通位置，该锁止弹簧是紧绷的并且试图经由曲杆的下部从固定触点抬起接触支架以及由此抬起弹性接触片。然而，由于曲杆将自身撑在支撑杆上，所以接触支架以及由此可移动接触片保持在它们的位置。可移动接触片经由接触支架的接触压力弹簧被推进开关装置的固定触点上的接通位置。开关锁具有三个开关位置：在接通位置，曲杆被穿过；在一侧，曲杆将自身撑在支撑杆上；在另一侧，曲杆被连到接触支架。在开关装置的接通位置，把手以这样一种方式拉紧锁止弹簧：施加至弯曲接头的弹力保持弯曲接头与在穿过位置的弯曲接头挡块相互作用。如果电开关装置经由把手被关断，则锁止弹簧力的作用方向通过以将曲杆接头朝向扣合移动的方式改变把手的位置而被改变。支撑杆不移动，其使得曲杆以以下方式抬起接触支架和可移动接触片：可移动接触片的触点失去与固定触点的连接并且被提升。在电开关装置的关断位置的锁止弹簧的力防止可移动接触片退回至固定触点。

在出现诸如短路的电开关装置的不期望的工作状态的情况下，挂钩杆打开以使得在一侧枢转的支撑杆不再在轴承上枢转的另一侧上找到支撑。经由曲杆的下部，锁止弹簧现在拉动接触支架和由此拉动可移动接触片从固定触点离开。该效果通过作用的电动力被放大。即使曲杆仍然处于穿过位置，触点也相互隔离。电开关装置由此既不处于接通位置也不处于关断位置，而是处于TRIGGERED位置（被触发的位置）。

为了再次接通开关装置，必须首先将开关装置置于关断位置。这是在曲杆扣合时的位置。在关断位置，锁止弹簧将弯曲接头拉远至与穿过位置的挡块相反的后侧，以使得由于被挡块限制的接触支架的打开路径而将力施加至支撑杆，从而再次利用挂钩杆将支撑杆锁定就位。开关装置现在准备再次被接通。

具有曲杆的开关锁的上述原理还可从一系列其它文件中得知，诸如US3,614,685或WO03/009324A1。这种曲杆系统具有以下优点：可以利用相对小尺寸的杆来控制强作用力。与曲杆的特定运动学有关，与其相关联的低惯性具有在触发或关断的情况下快速打开的优点。

然而，所述的所有曲杆系统需要大量部件和复杂的结构，从而导致组件费用的增加，由此导致高成本，并且不允许期望的紧凑开关锁设计。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种在保持或改善开关动力的同时克服现有技术的上述缺点的开关锁。

本发明所基于的任务通过权利要求1的特征的组合来解决。优选实施例可以在从属权利要求中找到。

由本发明者设计的开关锁的特征在于省略了曲杆并且提出可枢转接触支架撑在支撑杆上的一种结构，其中，由于适当的尺寸和设置，仅一个弹簧执行在现有技术已知的开关锁的锁定弹簧的任务和接触压力弹簧的任务。

本发明的另一个目的是提供一种用于一个或多个电流相的电开关装置，其可以以低成本制造并且具有紧凑结构。

本发明所基于的另一个任务通过权利要求4和5的特征的组合来解决。

本发明者所设计的电开关装置的特征在于包含一个或多个具有权利要求1的特征的组合的根据本发明的电开关装置。

根据本发明，可移动接触片被安装至接触支架以使得其可旋转。弹簧作用于该接触支架。接着，该弹簧附接至可以通过把手移动来使开关装置接通或关断的组件。接触支架利用第一端部固定以使其可以旋转，而在电开关装置的接通和关断状态利用第二端部将自身支撑在固定的支撑杆上以使得其可以单向旋转。在关断位置，弹簧将可移动接触片保持在打开位置，即，可移动接触片从固定触点抬起。弹簧具有在现有技术已知的弹簧锁的锁止弹簧的功能。

如果将把手移动至接通位置，则弹簧与由把手移动的组件的耦合点改变以使得弹簧现在将可移动接触片拉至固定触点上。弹簧现在用作接触压力弹簧。

在出现诸如短路的电开关装置的不期望的工作状态的情况下，支撑杆围绕其可枢转耦合点旋转，以使得单向可枢转的接触支架不再在可枢转轴承的相对侧上找到支撑。弹簧现在拉动接触支架和由此可移动接触片离开固定触点。该效果通过作用的电动力而放大。接触支架的形状被设计并且可移动接触片以可旋转方式固定至接触支架，以使得在弹簧被触发的情况下，可枢转接触片的轴承位置落入弹簧的作用线以下。弹簧由此拉动可移动接触片更加远离固定触点。在接通和关断位置，电开关装置由此处于更远的第三开关位置，即被触发的位置。该被触发的位置的特征在于，开关装置不能立即从该位置再次进入接通位置。首先，接触支架必须被放回至可以将自身支撑在支撑杆上的位置。在没有有意识的行为的情况下，开关装置不能再次被接通。

对于根据本发明的开关锁，需要较少的部件，特别地不需要曲杆并且仅需要一个弹簧，该弹簧完成了锁止弹簧和接触压力弹簧的任务。

在优选实施例中，该弹簧是螺旋拉伸弹簧。

本发明者所设计的电开关装置的特征在于它们包含一个或多个根据本发明的电开关装置。

如果电开关装置是多相开关装置，则可以针对每个相设置根据本发明的开关锁。

该变形的优点在于分离触点所花费的较短的触发时间，这是因为移动的体积小并且相关开关锁的惯性力矩小，从而容易克服相关开关锁的惯性力矩。较短的触发时间导致较低的接触应变，这可以被认为是另外的优点。

然而，还可以针对各相将一个或几个可移动接触片固定至单个接触支架。在该情况下，相的触发将接头接触支架置于关断位置，并且所有可移动接触片几乎同时从相关固定触点抬起。

在该变形中，优点在于进一步降低所需的部件数量，从而导致进一步降低了组件费用并进一步降低成本。

附图说明

通过附图中所示的实施例更详细地说明本发明，其中：

图1是根据现有技术的开关锁的图。

图2是根据本发明的开关锁的图。

图3是处于关断位置的根据本发明的开关锁的图。

图4是处于接通位置的根据本发明的开关锁的图。

图5是触发时的根据本发明的开关锁的图。

图6是处于被触发的位置的根据本发明的开关锁的图。

具体实施方式

图1示出根据现有技术的开关锁（100）的原理。开关锁由具有固定触点（210）和可移动接触片（220）的接触系统（200）构成，可移动接触片（220）以可旋转的方式通过接触片轴承（310）固定至接触支架（300）。在开关装置的接通位置，可移动片（220）的接触板（225）和固定触点（210）的接触板（215）之间的接触闭合，如图1中的虚线所示。在图1中的实线所绘制的关断位置，可移动接触片（220）的接触板（225）和固定触点（210）的接触板（215）之间的接触打开。接触支架（300）在一侧经由下部曲杆接头（740）以可旋转方式固定至由下部曲杆（710）、曲杆接头（720）和上部曲杆（730）构成的曲杆系统（700），并且在另一侧经由可旋转接触支架轴承固定至开关锁（100）的框架。接着，曲杆接头（700）经由可旋转的上部曲杆接头（750）支撑在支撑杆（500）上。该支撑杆（500）以其第一端部通过支撑杆轴承（510）可旋转的方式固定至开关锁（100）的框架。由于曲杆系统（700），在方向z上将力施加至支撑杆（500）。在接通和关断位置，挂钩杆（600）利用其第一端部将支撑杆保持在其第二端部。挂钩杆（600）以第二端部通过挂钩杆轴承（610）可旋转的方式固定至开关锁（100）的框架。

锁止弹簧（410）作用于曲杆接头（720）。锁止弹簧（410）以其第二端部耦合至可移动传动系统（150）。传动系统（150）的弹簧耦合点可以从其接通位置（160）移动至其关断位置（170），反之亦然。如果传动系统的弹簧耦合点处于关断位置（170），则锁止弹簧（410）的力以其被拉向扣合位置的方式作用于曲杆接头（720）。这打开触点（215,225）或者将它们保持在打开位置。如果传动系统的弹簧耦合点处于接通位置（160），则锁定弹簧（410）的力以其被拉向拉紧位置抵靠挡块的方式作用于曲杆接头（720）。这闭合触点（215,225）或者将它们保持在闭合位置。在触点（215,225）的闭合位置，接触压力弹簧（420）以将可移动接触片（220）的接触板（225）推向固定触点的接触板（215）的方式，在可移动接触片（220）上在接触支架（300）和可移动接触片（220）之间动作。

在出现诸如短路的电开关装置的不期望工作状态的情况下，挂钩杆（600）通过在箭头的方向上在挂钩杆轴承（610）上枢转来打开。在支撑杆轴承（510）中在其第一端部上枢转的支撑杆（500）由此不再在其第二端部找到支撑并且在方向z上打开。经由下部曲杆（710），锁定弹簧（410）现在拉动接触支架（300）并由此拉动可移动接触片（220），从而使可移动接触片（220）的接触板远离固定触点（210）。该效果通过作用的电动力而放大。即使曲杆系统（700）仍然处于穿过位置，触点（215,225）也相互隔离。由此，电开关装置既不处于接通位置也不处于关断位置，而是处于两个其它位置之间的被触发位置。

为了再次接通开关装置，必须首先将其置于关断位置。曲杆系统（700）由此扣合。在关断位置，锁止弹簧（410）将曲杆接头（720）拉远至与该穿过位置的挡块相对的后侧，以使得由于被挡块（320）限制的接触支架的打开路径而将力施加至支撑杆（500），从而再次利用挂钩杆（600）将支撑杆锁定就位。开关装置现在准备再次被接通。

图2示出本发明者设计的开关锁（100）的原理。开关锁（100）在打开的关断位置由实线绘制，以及在闭合的接通位置由虚线绘制。在接通位置，接触系统（200）的固定触点（210）和可移动接触片（220）相互接触。弹簧（400）作用于可移动接触片（220）和弹簧耦合点（160），弹簧耦合点（160）通过传动系统（150）可移动。可移动接触片（220）经由接触支架轴承（305）与接触支架（300）连接以使得可移动接触片（220）可以旋转。接触支架（300）本身经由接触支架轴承（305）以第一端部连接至开关锁（100）的框架以使得接触支架（300）可以旋转。利用其另一端部，接触支架（300）将自身支撑在支撑杆（500）上。在弹簧耦合点的接通位置（160），弹簧（400）在锁定方向、即在朝向固定触点（210）并与z方向相反的方向上向可移动接触片（220）施加力。处于该位置（160）的弹簧（400）由此用作接触压力弹簧（420）。

如果弹簧耦合点的位置从接通位置（160）改变为关断位置（170），则弹簧（400）的作用的方向改变以使得其在打开的方向、即z方向上作用。可移动接触片（220）由此从固定触点（210）抬起并且保持在打开的关断位置。

图3在侧视图中示出处于关断位置的根据本发明的开关锁（100）的原理。弹簧耦合点（170）处于关断位置，并且弹簧（400）将可移动接触片（220）拉至打开位置，抵靠挡块（230）。接触支架（300）利用其上端部（如在z方向上所看到的）将自身支撑在支撑杆（500）上。

图4在侧视图中示出处于接通位置的根据本发明的开关锁（100）的原理。弹簧耦合点（160）在箭头的方向上被置于接通位置（图3）。弹簧（400）现在将可移动接触片（220）拉至闭合位置，抵靠固定触点（210）。

图5在侧视图中示出触发时的根据本发明的开关锁（100）的原理。弹簧耦合点（160）处于接通位置。弹簧（400）将可移动接触片（220）拉至闭合位置，抵靠固定触点（210）。支撑杆（500）如箭头所示围绕其支撑杆轴承（510）旋转，但是仍然在其上端部支撑接触支架（300），如在z方向上所看到的。

图6在侧视图中处于被触发的位置的根据本发明的开关锁（100）的原理。支撑杆（500）如箭头所示（图5）围绕其支撑杆轴承（510）旋转如此远，以至其不再支撑接触支架（300）。弹簧（400）在相反方向x上施加力，以使得支撑支架（300）利用其接触片轴承（310）倾斜至相反方向x。由于接触支架（300）的L形状和在L的短边上的接触片轴承（310）的设置，并且由于接触支架轴承的设置，可移动接触片（220）打开并且失去与固定触点（210）的接触。弹簧（400）利用其在传动系统（150）和可移动接触片（220）上的耦合点（160,240）来加强该移动。作用的电动力也在同一方向上作用，以使得触点（210,220）非常迅速地打开。可移动接触片（220）和接触支架（300）的打开移动由挡块（230,320）限制。

仅针对单相装置说明了本发明。类似地，本发明可以明显地用于多相开关装置。

附图标记的列表

100开关锁

150传动系统

160处于接通位置的弹簧耦合点的位置

170处于关断位置的弹簧耦合点的位置

200接触系统

210固定触点

215固定触点的接触板

220可移动接触片

225可移动触点的接触板

230可移动接触片的挡块

240弹簧在可移动接触片上的耦合点

300接触支架

305接触支架轴承

310接触片轴承

320接触支架挡块

400弹簧

410锁止弹簧

420接触压力弹簧

500支撑杆

510支撑杆轴承

600挂钩杆

610挂钩杆轴承

700曲杆系统

710下部曲杆

720曲杆接头

730上部曲杆

740下部曲杆接头

750上部曲杆接头

760挡块

Claims (5)

1.一种用于电开关装置（10）的开关锁（200），该开关锁具有接触系统（200）和在轴承（510）中枢转的支撑杆（500），所述接触系统（200）具有至少一个固定触点（210）和在接触支架（300）上枢转的至少一个可移动接触片（220），所述可移动接触片（220）在所述开关装置的接通位置将触点闭合至所述固定触点（210）并且在所述开关装置的关断位置将触点与所述固定触点（210）隔离，所述开关锁（200）还具有弹簧，其特征在于，

所述弹簧（400）的尺寸和安装的方式使得所述弹簧在所述接通位置生成所需的接触力，并且在关断的情况下加速所述可移动接触片（220）的关断移动。

2.根据权利要求1所述的开关锁（100），其特征在于，所述弹簧（400）被实现为螺旋拉伸弹簧。

3.根据权利要求1或2所述的开关锁（100），其特征在于，所述接触支架（300）是L形，接触片轴承（310）位于接触支架轴承（305）和从L的短边至长边的转折之间的、L的短边上。

4.一种电开关装置，其特征在于，在所述电开关装置利用多个固定触点（210）和多个可移动接触片（220）而具有多相的情况下，在各相中具有根据上述权利要求之一所述的开关锁（100），该开关锁（100）能够独立于其他开关锁（100）而触发。

5.一种电开关装置，其特征在于，在所述电开关装置利用多个固定触点（210）和多个可移动接触片（220）而具有多相的情况下，在仅具有一个根据上述权利要求之一所述的开关锁（100）的电开关装置中，所有所述可移动接触片（220）在几乎同时关断的情况下与所述可移动接触片（220）所分配的固定触点隔离。

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