CN103247464A - 开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电气开关、特别是电气断路器的开关装置（10），该开关装置包括：具有手柄部段（22）的开关头部（20）；和与开关头部（20）相连接的开关框架（30），其中，在开关框架（30）上，至少一个弹簧元件（40）的支承端部（42）支承在至少一个支承件（32）上，其中，用于至少一个弹簧元件（40）的支承端部（42）的开关头部（20）在开关头部（20）的、与手柄部段（22）对置的侧面上具有至少一个定位凹部（50），该定位凹部设计用于支承端部（42）的侧向定位。

Description

开关装置

技术领域

本发明涉及一种用于电气开关、特别是电气断路器的开关装置。

背景技术

用于电气开关的开关装置是已知的。其通常具有一个或多个弹簧元件，以便在这种开关装置内部提供用于单独的切换过程的力。通常，这种弹簧元件设计为螺旋弹簧，其在一个或者两个侧面上具有支承端部并且适合于在这种开关装置中存储和释放力。该支承端部例如可以是弹簧环。为了将弹簧元件支承在开关装置的相应的机械组件上，通常设有支承件。该支承件在已知的开关装置中例如固定在开关框架中，从而在该开关框架和弹簧元件之间可以进行力传递。同样地在这种开关框架上通常设有开关头部，该开关头部通过手柄部段可在不同的位置之间、特别是接通位置和断开位置之间运动。

在已知的开关装置中，弹簧元件相对于开关框架的定位通过开关框架上的相应的几何构造来实现。因此例如在开关框架上在材料中设有固定销或缺口，其将弹簧元件定位或额外地固定在开关框架上。由于应用额外的固定销，提高了这种开关装置的复杂性和进而提高了其成本。如果在开关框架上设有缺口以用于定位，则以这种方式实现了开关框架的机械阻尼，从而该开关框架在其它位置上必须额外地加固。弹簧元件的定位是必需的，以便能以精确且预先定义的方式在这种开关装置的内部预先给定期望的力比例。此外在已知的开关装置中不利的是，这种弹簧元件的弹簧长度受到限制。因此如果弹簧元件需要更长的有效弹簧长度，则对于已知的开关装置来说必须增大整个开关装置的尺寸。

发明内容

本发明的目的是：至少部分地消除用于电气开关、特别是断路器的已知开关装置的前述缺点。特别是，本发明的目的在于，提供一种用于电气开关、特别是断路器的开关装置，该开关装置特别是在开关装置的机械稳定性较高的同时以成本经济且简单的方式提供了延长的有效的弹簧长度。

前述目的通过一种具有独立权利要求1的特征的开关装置来实现。本发明的其它特征和细节由从属权利要求、说明书和附图中得出。在此结合按本发明的开关装置描述的特征和细节当然也适用于结合按本发明的从属权利要求并且相应地反之亦然，从而关于有关各个发明方面的公开内容始终相互参照或者说可以相互参照。

根据本发明的、用于电气开关、特别是电气断路器、如紧凑型断路器的开关装置具有开关头部。该开关头部配有手柄部段，该手柄部段用于移动开关头部。此外设有开关框架，该开关框架与开关头部相连接，也就是可以和开关头部一起移动。在开关框架上，至少一个弹簧元件的支承端部支承在至少一个支承件上。这种支承件例如可以是销子或支承轴，其支承在开关框架中。在本发明的框架中也可以考虑支承件与开关框架和/或开关头部的一体构造。

根据本发明的开关装置的特征在于，用于至少一个弹簧元件的支承端部的开关头部具有至少一个定位凹部。该定位凹部布置在开关头部的关于手柄部段对置的侧面上。此外，该定位凹部设计用于支承端部的侧向定位。侧向定位在本发明的范畴中理解为特别是横向于至少一个弹簧元件的弹簧方向的定位。如果例如弹簧元件设计为螺旋弹簧的形式，则因此其优选地可以具有弹簧环作为支承端部。该弹簧环可以支承在设计为轴的支承件上。在此，在本发明的范畴中，支承件可以设计为没有定位辅助，从而原则上弹簧元件、特别是支承端部可以在支承件上自由运动。在支承件中的机械阻尼的缺口以这种方式被避免。

定位通过开关头部与开关框架的连接实现，例如通过将开关头部插在开关框架上并将其锁定来实现。因此通过将支承端部接合到定位凹部中实现了支承端部的定位并且进而弹簧元件的定位。换句话说，弹簧元件利用其支承端部至少部分地延伸到开关头部中、即它的定位凹部中。通过定位凹部因此使得开关装置中的弹簧元件的最大可能的长度延长，而不必改变开关装置的整个几何尺寸。因此，除了机械稳定性之外，无需额外的部件也获得了提高的有效弹簧长度。

根据本发明的开关装置可以设计为可移动的。这意味着，开关装置、即开关头部与开关框架一起可以在两个或多个位置之间可运动地支承。为了可以通过弹簧元件产生期望的弹簧力或者说储存在其中，可以将弹簧元件的第二个、优选地对置的支承端部支承在电气开关的其它构件上，从而弹簧元件的长度并且进而弹簧元件的相应储存的弹簧力根据开关装置的位置或者说开关头部的位置改变。

通过应用定位凹部，可以省略开关框架的、机械的或结构的变化。更确切地说，用于机械稳定性的开关框架可以基于机械方面的要求设计。所述定位通过没有进一步机械加载的部件、如开关头部、特别是手柄部段来实现。开关头部例如可以由塑料制成，这是因为用于定位的力比通过弹簧元件施加到支承件上的弹簧力小了很多倍。因此能实现弹簧元件在支承件上特别简单的安装。因此可以和支承部分开地进行定位。支承可以通过下述方式产生：弹簧元件利用其支承元件在第一步骤中简单地支承在支承件处或者说上。在将开关头部与开关框架组装在一起时，特别是作为第二步骤，弹簧元件的定位通过至少一个弹簧元件的支承端部接合到定位凹部中来实现。定位凹部优选至少在一个、特别是在两个方向上以其几何尺寸与支承端部的几何尺寸相关联地设计。因此优选地实现了支承端部滑动进入定位凹部中，从而可以对支承端部进行自动定位。可替换地，对于这种功能来说也可以考虑斜边或其它引导轮廓。支承端部可以在这种运动中特别是通过定位凹部的壁来引导。

根据本发明的开关装置的另一个优点在于，由于弹簧元件的支承端部通过定位凹部的定位，对于弹簧元件必需的凹槽（Freisparung）可以这样设计，使得可以从上方进行安装。因此再次减少了安装的成本和投入。

在下述情况下可能是有利的：在根据本发明的开关装置中，定位凹部具有宽度和/或长度，该宽度和/或长度与弹簧元件的支承端部的相应的尺寸相符合。各自的几何尺寸的符合应理解为，支承端部或者说定位凹部的宽度和/或长度彼此相应或者仅具有较小的几何尺寸差别（小间隙）。

优选地，定位凹部在尺寸符合方面设计为间隙配合，从而可简单地将支承端部插入定位凹部中。宽度例如可理解为设计为弹簧环的支承端部在弹簧丝的直径方面的宽度。该长度优选地是横向于、特别是垂直于该宽度的延伸长度。通过这种设计方式，优选地减小了在定位凹部和支承端部之间的摩擦面的数量或大小。因此，摩擦在相对运动时或者说在支承端部和定位凹部的内壁之间的可能的相对运动时减少，从而同样降低了磨损或为了克服该摩擦力产生的力损耗。

在下述情况下同样是有利的，在根据本发明的开关装置中，至少一个支承件具有：轴部段，在该轴部段上支承了弹簧元件的支承端部。此外优选地设有支承部段，通过该支承部段，支承件可旋转地支承在开关框架中。该实施方式在支承件方面涉及到一种单独的部件。该单独的部件优选地可多次在根据本发明的开关装置中使用，从而能进一步降低根据本发明的开关装置的复杂程度。此外，通过应用单独的部件能成本尤其经济且快速地实现安装弹簧元件，特别是形成支承端部在支承件的支承部段上的支承。

在该实施方式中，优选地仅实现在支承件和开关框架之间的相对运动。换句话说，在弹簧元件的支承端部和支承件之间的相对运动完全地或基本上完全地被避免。因此可以降低或避免在支承件的轴部段和弹簧元件的支承端部之间的摩擦，从而实现了以定义的方式并且特别是以摩擦减少的方式相对地在支承件和开关框架之间的、特别是在支承部段和开关框架之间的相对运动。这例如可以由此实现，即轴部段的直径大于支承部段的直径。这由于减小的摩擦半径导致了，基本上仅在支承件的支承部段和开关框架之间进行相对旋转。

在下述情况下同样可以是有利的，在根据本发明的开关装置中，定位凹部具有深度，该深度大于弹簧元件的支承端部的相应的高度。各个部件的高度或者说深度可以理解为一种延伸长度，其在两种情况下在开关装置的已安装的状态中基本上指向相同的方向，特别是指向插入定位凹部中的插入方向。换句话说，支承端部接合到定位凹部中的接合高度小于该定位凹部在弹簧元件的支承端部的接合方向上的深度。因此避免了构件在该方向上、也就是说特别是在定位凹部的基面上的接触。以这种方式避免了另一种摩擦面，从而能够减少摩擦力和磨损。换句话说，除了侧面的定位之外，还可以提供在延伸方向上的缝隙或间隙，其存在于定位凹部的基面和弹簧元件的支承端部之间。

在下述情况下是进一步有利的：在根据本发明的开关装置中，定位凹部具有外轮廓。该外轮廓具有至少一个第一轮廓部段，该第一轮廓部段与弹簧元件的支承端部的第一形状的几何尺寸相符合。此外，该外轮廓具有第二轮廓部段，第二轮廓部段与弹簧元件的支承端部的第二形状的几何尺寸相符合。在此，弹簧元件的支承端部的两个不同的形状优选在不同的弹簧元件的情况下存在。所述符合以根据本发明的方式意味着，外轮廓具有不同的轮廓部段，该轮廓部段设计成分别相应于不同的弹簧元件、特别是相应于其不同的支承端部。这意味着，同一个定位凹部可以用于弹簧元件的不同的实施方式。与分别不同地设计的弹簧元件的各个支承端部相符合的轮廓部段也可以设计为定位轮廓。其作为定位部用于不同的弹簧元件，从而在这样设计的开关装置中，相同的定位凹部可以用于定位不同的弹簧元件的不同设计的支承端部。各个轮廓部段在此可以补充或者优选地甚至可以叠加。因此轮廓部段的部件可以与两个或多个弹簧元件的尺寸相符合，从而借助于也用于不同的弹簧元件的这种定位凹部可以实现足够稳定且准确的定位。

在下述情况下是同样有利的：在根据本发明的开关装置中，开关头部在手柄部段的侧面上具有加高部。在该加高部下方布置有至少一个定位凹部。该加高部用于，在开关头部上提供了额外的材料，特别是作为背包设计方案（Rucksackkonzept）。该加高部允许，定位凹部还进一步插入到开关头部的材料中、也就是说可以设计得更深，从而提高了有效的弹簧长度。当必须为开关装置覆盖较大的开关接合开口时，该加高部特别是与周围的覆盖部、例如周围的覆盖板齐平。因此能以期望的方式增大弹簧元件的有效弹簧长度。

在下述情况下是进一步有利的：在根据本发明的开关装置中，定位凹部基本上恰好与开关头部的手柄部段对置。优选地，定位凹部因此位于手柄部段的内部。手柄部段例如设计具有增大的材料强度，从而定位凹部可以完全延伸到手柄部段的、例如部分地设计为空心的部件中。因此还进一步增大了弹簧元件的有效弹簧长度，而不必提高开关装置的、特别是开关头部的复杂度。在此，定位凹部可以特别准确地相对于手柄部段并且相应地在该手柄部段的内部中布置。

在下述情况下是同样有利的：在根据本发明的开关装置中，定位凹部延伸到手柄部段的内部。如已经在前面描述，这是特别有利的，因为由此可以使得弹簧元件的有效弹簧长度最大化。

附图说明

借助附图对本发明进行详细阐述。在此所使用的概念“右侧”和“上侧”涉及具有可正常阅读的附图标记的附图的取向。其中示意性地示出：

图1示出了根据本发明的开关装置的第一种实施方式，

图2示出了在部分拆卸的状态中图1的实施方式，

图3示出了根据图1的实施方式的开关头部，

图4示出了定位凹部的一种实施方式，和

图5示出了定位凹部的另一个实施方式。

附图标记列表

10  开关装置

20  开关头部

22  手柄部段

24  加高部

30  开关框架

32  支承件

32a 轴部段

32b 支承部段

40  弹簧元件

42  支承端部

50  定位凹部

52  外轮廓

52a 第一轮廓部段

52b 第二轮廓部段

60  覆盖部

B 定位凹部的宽度

L 定位凹部的长度

T 定位凹部的深度

H 支承端部的高度

具有相同的功能和作用方式的元件在图1至5中分别具有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中示出了根据本发明的开关装置10的第一种实施方式。其配有两个基本部件、即开关头部20和开关框架30。图1示出了已安装的状态、即一种状态，其中开关头部20插装到、特别是锁定在开关框架30上。

根据图1的实施方式的开关头部20具有手柄部段22。手柄部段22可以通过手柄面由手握住，从而能够实现手柄部段22并且进而开关头部20以及以这种方式整个开关装置10的运动。通过手柄部段22实现的运动优选地是整个开关装置10的旋转。

此外，开关装置10具有弹簧元件40。在该实施方式中设有两个形式为螺旋弹簧的弹簧元件40。这两个弹簧元件40中的每个弹簧元件都配有支承端部42。支承端部42是弹簧元件40的上端部并且设计为支承端部42形式的弹簧环。在图2中可清晰地看出，在弹簧元件40之间的力传递如何通过各自的支承端部42在开关框架30上实现。因此在图2中可看出，支承件32以支承轴的形式设置。支承件32具有轴部段32a和支承部段32b。在轴部段32a上支承着支承端部42的弹簧环。力传递进一步通过支承部段32b上的支承面来实现。支承部段32b的直径小于轴部段32a的直径，从而在开关装置10整体运动时在支承件32和开关框架30之间的相对运动在支承部段32b的接触面上实现。

未示出弹簧元件40的对置的固定部。因此在弹簧元件40的下方端部上同样设有环，该环可以固定在开关机构上或者固定在电气开关的接触杆上。在该开关机构上可以通过开关装置10的运动来改变弹簧元件40的当前的弹簧长度，从而可以改变所存储的力在弹簧元件40中的力情况。

弹簧元件40的有效弹簧长度通过开关装置10的根据本发明的设计来延长。因此在图2中可清晰地看出，在开关头部20的、与手柄部段22对置的一侧设有两个定位凹部50。两个定位凹部50与相应的弹簧元件40的、特别是相应的支承端部42的预定义的且期望的位置相符合地设计。图1示出了锁定位置，其中在开关头部20中在图2中右上方可看到的两个位于止动凸出部利用开关框架30来锁定。在将开关头部20锁定在开关框架30上时，同时实现将弹簧元件40的支承端部42插入到分别所属的定位凹部50中。

两个定位凹部50例如这样设计，如其在图4和图5中所示。定位凹部50具有宽度B、深度T和长度L。特别地，宽度B在此与弹簧元件40、特别是该弹簧元件40的支承端部42的宽度相应。因此在将各个支承端部42插入到定位凹部50中时，在该宽度B的方向上、即横向于各个弹簧元件40的弹簧作用方向实现定位。

深度T优选大于支承端部42的相应的高度，从而在定位凹部50的基面和支承端部42之间保留有间隙。

如在图1和图2中可看出，在开关框架30的支承件32上未设有额外的定位件。因此在那里尽管在支承件32的简单的轴形式的设计方式的情况下仍然可以提供足够的机械稳定性。特别地，不需要为了固定弹簧元件的支承端部的位置而设置凹槽。

例如在图1中可进一步看出，可以设有加高部24，定位凹部50在该加高部下方延伸。因此可以在整个开关装置10的几何长度未发生变化的情况下还进一步增大了用于弹簧元件40的有效弹簧长度。

在图3中或在图4中以较大的细节示出，开关头部20也可以设计用于不同的弹簧元件40的不同形式的支承端部42。因此该实施方式的这种定位凹部50例如设计带有外轮廓52，该外轮廓可以分为多个轮廓部段、特别是第一轮廓部段52a和第二轮廓部段52b。两个轮廓部段52a和52b相应于不同的弹簧元件40的不同大小的支承端部42。因此第一轮廓部段52a可以具有较小的长度L，该长度比外轮廓52的第二轮廓部段52b的情况更小。因此可以利用同一个定位凹部50实施特别是具有不同长度和/或支承端部42环直径的不同支承端部52的定位。

所述实施方式的前面的解释仅在实施例的范围内对本发明进行说明。不言而喻，所述实施方式的各个特征只要在技术上有意义都可以自由地彼此组合，而不脱离本发明的范围。在本发明的范畴中包括电气开关、特别是电气断路器、例如紧凑型断路器。

Claims (9)

1. 一种用于电气开关、特别是电气断路器的开关装置（10），所述开关装置包括：具有手柄部段（22）的开关头部（20）；和与所述开关头部（20）相连接的开关框架（30），其中，在所述开关框架（30）上，至少一个弹簧元件（40）的支承端部（42）支承在至少一个支承件（32）上，

其特征在于，

用于所述至少一个弹簧元件（40）的所述支承端部（42）的所述开关头部（20）在所述开关头部（20）的、与所述手柄部段（22）对置的侧面上具有至少一个定位凹部（50），所述定位凹部设计用于所述支承端部（42）的侧向定位。

2. 根据权利要求1所述的开关装置（10），其特征在于，所述至少一个定位凹部（50）具有宽度（B）和/或长度（L），所述宽度和/或长度与所述弹簧元件（40）的所述支承端部（42）的相应的尺寸相符合。

3. 根据前述权利要求中任一项所述的开关装置（10），其特征在于，所述至少一个支承件（32）具有：轴部段（32a），在所述轴部段上支承了所述弹簧元件（40）的所述支承端部（42）；和支承部段（32b），通过所述支承部段，所述支承件（32）能旋转地支承在所述开关框架（30）中。

4. 根据前述权利要求中任一项所述的开关装置（10），其特征在于，所述至少一个定位凹部（50）具有深度（T），所述深度大于所述弹簧元件（40）的所述支承端部（42）的相应的高度（H）。

5. 根据前述权利要求中任一项所述的开关装置（10），其特征在于，所述至少一个定位凹部（50）具有外轮廓（52），所述外轮廓具有：至少一个第一轮廓部段（52a），所述第一轮廓部段与所述弹簧元件（40）的所述支承端部（42）的第一形状的几何尺寸相符合；和至少一个第二轮廓部段（52b），所述第二轮廓部段与所述弹簧元件（40）的所述支承端部（42）的第二形状的几何尺寸相符合。

6. 根据前述权利要求中任一项所述的开关装置（10），其特征在于，所述开关头部（20）在所述手柄部段（22）的侧面上具有加高部（24），在所述加高部之下布置所述至少一个定位凹部（50）。

7. 根据前述权利要求中任一项所述的开关装置（10），其特征在于，所述弹簧元件（40）的所述支承端部（42）设计为弹簧环，所述弹簧环布置在作为支承件（32）的轴上。

8. 根据前述权利要求中任一项所述的开关装置（10），其特征在于，所述至少一个定位凹部（50）基本上恰好与所述开关头部（20）的所述手柄部段（22）对置。

9. 根据权利要求8所述的开关装置（10），其特征在于，所述至少一个定位凹部（50）延伸到所述手柄部段（22）的内部。

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