CN103262199B - 闭锁装置以及具有该闭锁装置的操作机构 - Google Patents
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Abstract
一种用于电气开关装置的操作机构的闭锁装置(110、310)，该闭锁装置包括：可在至少一个将用于该操作机构的驱动构件(106)锁定到锁定位置中的第一位置与用于将该驱动构件释放的第二位置之间移动的第一构件(118)；以及反向滚轮(120)；在该第一位置中该第一构件被适配为倚靠着该反向滚轮；用于导向该第一构件的移动的导向装置；可在用于将该第一构件锁定在该第一位置的第三位置与用于将该驱动构件释放的第四位置之间移动的跳闸构件(126)。在第一位置中，该第一构件将被施加于该第一构件的该驱动构件的该力分配成施加于该反向滚轮的第一力分量和施加于该跳闸构件的第二力分量，其中，当从该第一位置向该第二位置导向该第一构件时，该导向装置在朝向该反向滚轮的第一方向中导向该第一构件的至少第一部分(142)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于电气开关装置的操作机构的闭锁装置，该操作机构被可操作地连接到该开关装置，该闭锁装置包括可在至少一个第一位置与至少一个第二位置之间移动的第一构件，在该第一位置中该第一构件被适配为将该操作机构的驱动构件锁定到锁定位置中并且该驱动构件的力被施加于该第一构件，并且在该第二位置中该第一构件被适配为将该驱动构件从该锁定位置释放。该闭锁装置进一步包括：用于限定第一轴的反向滚轮，至少在该第一位置中该第一构件被适配为倚靠着该反向滚轮；用于导向该第一构件的移动的导向装置，该导向装置被适配为相对于该反向滚轮导向该第一构件的该移动；以及可在至少一个第三位置与至少一个第四位置之间移动的跳闸构件，在该第三位置中该跳闸构件被适配为将该第一构件锁定在该第一位置中，并且在该第四位置中该跳闸构件被适配为将该驱动构件从该第一位置释放。在第一位置中，该第一构件被适配为将被施加于该第一构件的该驱动构件的该力分配成施加于该反向滚轮的第一力分量和施加于该跳闸构件的第二力分量。此外，本发明涉及一种用于电气开关装置的操作机构，该操作机构包括上述类型的闭锁装置。
背景技术
在电力传输或分配网络中，电气开关装置被合并到该网络中以响应于异常负载状况来提供自动保护或者以允许打开或关闭(切换)该网络的部分。因此可能要求该开关装置执行大量不同的操作如终端故障或短路故障的中断、小感应电流的中断、电容电流的中断、反相切换或无负载切换，全部这些操作是本领域的熟练技术人员公 知的。
在开关装置中，由可以相对于彼此移动的至少两个触头执行实际的打开或闭合操作，其中该至少两个触头中通常一个触头是静止的并且另一个触头是移动的。由操作系统和机械系统操作该移动触头，该操作系统可以包括例如受致动器控制的闭锁装置，其中，所述机械系统将该闭锁装置可操作地连接到该开关装置的移动触头。
EP2001031-A1公开了一种用于电气开关装置操作机构的闭锁构件。
US2009/0050605-A1公开了具有自动释放联动装置的断路器。
US6,008,459公开了一种包括操作机构和致动器的模制塑料限流断路器。
US5,713,459公开了一种用于电气开关装置的滚轮闭锁和释放机构。
US3,810,051公开了一种断路器跳闸和闭锁装置。
EP2246869-A1公开了一种用于电气开关装置的主驱动单元的机械闭锁单元。该闭锁单元包括可在第一位置与第二位置之间移动的第一滚轮，在该第一位置中该第一滚轮被适配为将该主驱动单元的驱动齿锁定在锁定位置中并且向该第一滚轮施加该驱动齿的力。在该第二位置中该第一滚轮被适配为从该锁定位置释放该驱动齿。该闭锁单元还包括反向滚轮，并且至少在该第一位置中该第一滚轮被适配为倚靠着该反向滚轮。该闭锁单元进一步包括用于导向该第一滚轮的移动的导向凹槽、托架以及锁定杠杆。在该第一位置中，该第一滚轮被适配为将施加于该第一滚轮的该驱动齿的该力分配成施加于该反向滚轮的主力分量和施加于该托架的辅力分量。
特别是当用于电气开关装置时，对于闭锁装置的要求是高度的可靠性、抗冲击和过载状况、抗大的温度范围、具有最低可能分散的高度可重复性以及短的并且可调整的反应时间和总机械操作时间。这些要求和操作条件通常意味着复杂的结构以及高质量并且因此高成本的系统设计。如果设计这些闭锁装置以满足低成本目标， 则通常存在质量和/或性能的折中。
发明目的
本发明的目的因此在于提供一种改进的闭锁装置。本发明的另一个目的在于提供一种相对应现有技术的闭锁装置具有更不复杂的结构的闭锁装置。本发明的另一个目的在于提供一种具有高的可靠性和短的反应/闭锁时间的闭锁装置。
发明内容
通过提供一种用于电气开关装置的操作机构的闭锁装置实现本发明的至少一个上述目的，该操作机构被可操作地连接到该开关装置，该闭锁装置包括：
可在至少一个第一位置与至少一个第二位置之间移动的第一构件，在该第一位置中该第一构件被适配为将该操作机构的驱动构件锁定到锁定位置中并且该驱动构件的力被施加于该第一构件，并且在该第二位置中该第一构件被适配为将该驱动构件从该锁定位置释放；
用于限定第一轴的反向滚轮，至少在该第一位置中该第一构件被适配为倚靠着该反向滚轮；
用于导向该第一构件的移动的导向装置，该导向装置被适配为相对于该反向滚轮导向该第一构件的该移动；
可在至少一个第三位置与至少一个第四位置之间移动的跳闸构件，在该第三位置中该跳闸构件被适配为将该第一构件锁定在该第一位置中，并且在该第四位置中该跳闸构件被适配为将该第一构件从该第一位置释放；并且
在第一位置中，该第一构件被适配为将被施加于该第一构件的该驱动构件的该力分配成施加于该反向滚轮的第一力分量和施加于该跳闸构件的第二力分量，其中，当从该第一位置向该第二位置导向该第一构件时，该导向装置被适配为在朝向该反向滚轮的第一方 向中导向该第一构件的至少第一部分。该第一构件应当被配置为被相应地导向。
通过如上文和所附权利要求1中定义的该闭锁装置的创造性的第一构件和导向装置，得到闭锁装置的较不复杂的结构，并且提供具有高的可靠性和短的反应/闭锁时间的闭锁装置。该创造性导向装置和第一构件提供以在该第一构件从第一位置的最小移动距离之后，驱动构件被从该锁定位置释放，助于缩短反应/闭锁时间。本发明的该闭锁装置仅使用具有最少数量的机械零件的一个减力级，而在现有技术闭锁装置使用两个或更多个减力级。仅需要少量的力来操作跳闸构件并且将其从第三位置移动到第四位置以便释放该驱动构件，因而可以降低用于操作跳闸构件的致动器的尺度。由于本发明，施加于跳闸构件的第二力分量可以折合该驱动构件的施加于第一构件的力的接近1％，因而，也需要该驱动构件的力的近似1％来例如借助致动器移动该跳闸构件。此外，需要更少的努力来将闭锁装置复位到它的锁定位置，即当该第一构件处于第一位置中时需要，因为仅需要复位第一构件和跳闸构件。这允许反应和操作时间的降低的分散。借助本发明，可以给予第一构件鲁棒的并且抗温度变化并且易于制造的形状和设计。借助本发明，闭锁装置的设计和性能可调整并且易于适应各种环境和应用。第一力分量可以被称为主力分量并且第二力分量可以被称为辅力分量。借助本发明，得到改进的闭锁装置。在EP2246869-A1中，当移动主滚轮以从锁定位置释放驱动齿时，没有主滚轮部分在朝向反向滚轮的方向中被导向，其中该主滚轮在锁定位置中倚靠着驱动齿和反向滚轮。
该导向装置的形式可以为至少一个导轨。该导向装置被适配为相对于该反向滚轮导向该第一构件的移动，即该导向装置被配置为使得该第一构件可相对于该反向滚轮移动。该跳闸构件可以在该第三位置和该第四位置之间相对于该第一构件移动。该跳闸构件可以被适配为被致动器例如电气操作的致动器或可以具有致动器线圈的电磁致动器操作。
上述第一位置到第四位置中的每一个位置可以是一个或多个位置即一个、两个或更多个位置。
该驱动构件被适配为可在至少一个锁定位置和至少一个释放位置之间相对于该闭锁装置移动。该驱动构件可以被适配为关于枢转轴转动，并且因此在该第一位置中该第一构件可以被适配为阻止或防止该驱动构件关于该枢转轴转动。可以将形式可为驱动齿的该驱动构件安装到驱动单元上，该驱动单元因而可以包括被配置为向该开关装置传输致动运动的旋转驱动轴。当释放该驱动构件时，可以允许该旋转驱动轴关于它的轴旋转并且因此向该开关装置传输致动运动。
根据如本发明的闭锁装置的一个有利的实施方式，当从该第一位置向该第二位置导向该第一构件时，该导向装置被适配为在基本上朝向该反向滚轮的该第一轴线的该第一方向中导向该第一构件的该第一部分。该第一构件应当被配置为相应地被导向。
根据如本发明的闭锁装置的另一个有利的实施方式，当从该第一位置向该第二位置导向该第一构件时，该导向装置被适配为关于旋转轴旋转该第一构件。所述旋转轴可以基本上与该反向滚轮的该第一轴线平行。该第一构件的该第一部分可以有利地定义所述旋转轴。因此提供具有高的可靠性和短的反应/闭锁时间的闭锁装置。
根据如本发明的闭锁装置的另一个有利的实施方式，当从该第一位置向该第二位置导向该第一构件时，该导向装置被适配为在该第一方向中导向该第一构件的该第一部分，因而降低该第一构件的该第一部分与该第一轴之间的距离。该第一构件应该被配置为被相应地导向。
根据如本发明的闭锁装置的另一个有利的实施方式，当从该第一位置向该第二位置导向该第一构件时，该导向装置被适配为在第一方向中导向该第一构件的该第一部分。该第一方向与施加在该第一构件上的该驱动构件的力的方向基本上平行或基本上相同。
根据如本发明的闭锁装置的另一个有利的实施方式，当从该第 一位置向该第二位置导向该第一构件时，该导向装置被适配为在第一方向中导向该第一构件的该第一部分，该第一方向与该第一力分量的方向基本上平行或基本上相同。该第一构件应该被配置为被相应地导向。
根据如本发明的闭锁装置的又一个有利的实施方式，该第一构件具有外表面，并且该外表面包括第一表面部分，其中当该第一构件处于该第一位置中时，该第一表面部分被适配为倚靠着该驱动构件，并且该第一构件的该第一部分包括该第一表面部分。通过该实施方式，进一步增强上述积极的效果。该第一表面部分可以有利地是凸面的。通过该实施方式，提供用于该驱动构件的有效的并且有利的接触表面，其助于该驱动构件牢固地被锁定在该锁定位置中并且还助于该驱动构件从该锁定位置的快速释放。因此提供具有高的可靠性和短的反应/闭锁时间的闭锁装置。
根据如本发明的闭锁装置的一个有利的实施方式，当从该第一位置向该第二位置导向该第一构件时，该导向装置被适配为在与该第一方向不同的第二方向中导向该第一构件的至少第二部分。该第一构件应该被配置为被相应地导向。通过该实施方式，进一步改善该第一构件从第一位置的移动，并且进一步改善该驱动构件从锁定位置的释放，助于缩短反应/闭锁时间。
根据如本发明的闭锁装置的另一个有利的实施方式，当从该第一位置向该第二位置导向该第一构件时，该导向装置被适配为在与该第二力分量基本上平行或基本上相同的该第二方向中导向该第一构件的该第二部分。通过该实施方式，进一步改善该第一构件从第一位置的移动，并且进一步改善该驱动构件从锁定位置的释放，助于缩短反应/闭锁时间。
根据如本发明的闭锁装置的另一个有利的实施方式，该第一构件具有包括第二表面部分的外表面，并且当该第一构件处于该第一位置中时该第二表面部分被适配为倚靠着该反向滚轮，该第一构件的该第二部分包括该第二表面部分。通过该实施方式，进一步增强 上述积极的效果。该第二表面部分可以有利地可以是凸面的。通过该实施方式，提供该第一构件与该反向滚轮之间的有效的并且有利的接触表面，其助于该驱动构件的该力到所述第一力分量和第二力分量的有效的分配。因此提供具有高的可靠性和短的反应/闭锁时间的闭锁装置。
根据如本发明的闭锁装置的另一个有利的实施方式，该跳闸构件被适配为通过倚靠该第一构件，将该第一构件锁定在该第一位置中。通过该实施方式，可以将该跳闸构件从该第三位置有效地移动到该第四位置以便从该第一位置释放该第一构件。
根据如本发明的闭锁装置的另一个有利的实施方式，该第一构件具有包括第三表面部分的外表面，该跳闸构件被适配为通过倚靠着该第一构件的该第三表面部分，将该第一构件锁定在该第一位置中，并且该第一构件的该第二部分包括该第三表面部分。通过该实施方式，进一步改善该第一构件从第一位置的移动，并且进一步改善该驱动构件从锁定位置的释放，助于缩短反应/闭锁时间。
根据如本发明的闭锁装置的一个有利的实施方式，该导向装置和该第一构件被配置为使得该第二力分量的量值小于施加于该第一构件的该驱动构件的该力量值的10％。
根据如本发明的闭锁装置的另一个有利的实施方式，该导向装置和该第一构件被配置为使得该第二力分量的量值小于施加于该第一构件的该驱动构件的该力的量值的5％，优选地小于施加于该第一构件的该驱动构件的该力的量值的2％，更优选地该导向装置和该第一构件被配置为使得该第二力分量的量值为施加于该第一构件的该驱动构件的该力的量值的大约1％。
该第二力分量的该量值相对于该驱动构件的该力的量值越小，则例如致动器需要越小的力来将该跳闸构件移动到该第四位置并且将该第一构件从该第一位置释放，并且因此可以使用越小的或越不强的致动器，这导致越不昂贵的低重量闭锁装置。
根据如本发明的闭锁装置的另一个有利的实施方式，该反向滚 轮可关于该第一轴旋转。通过该实施方式，进一步改善该第一构件从第一位置的移动，并且进一步改善该驱动构件从锁定位置的释放，助于缩短反应/闭锁时间。此外，通过该实施方式提供该驱动构件的该力到所述第一力分量和第二力分量的进一步改善的分配。因此提供具有高的可靠性和短的反应/闭锁时间的闭锁装置。
根据如本发明的闭锁装置的另一个有利的实施方式，该反向滚轮具有圆周形外表面，并且至少在该第一位置中该第一构件被适配为倚靠着该反向滚轮的该外表面。
根据如本发明的闭锁装置的另一个有利的实施方式，该导向装置包括至少一个导向集合，该导向集合包括至少一个导向槽和与该至少一个导向槽接合的至少一个导向构件，并且该至少一个导向槽与该至少一个导向构件可相对于彼此移动。通过该实施方式，提供进一步增强上述积极的效果的有效的导向装置。可以有利地向该第一构件和该闭锁装置的外壳提供该至少一个导向槽和该至少一个导向构件，其中该第一构件可相对于该外壳移动。该导向装置可以有利地包括两个导向集合，其中每个导向集合包括至少一个导向槽和至少一个导向构件。该闭锁装置可以包括具有两个对立的壁的外壳，其中该第一构件至少部分地被容纳在该两个对立的壁之间。然后可以向第一外壳壁和该第一构件的一个侧面提供第一导向集合，并且可以向第二外壳壁和该第一构件的另一个侧面提供第二导向集合。该导向构件或该导向槽可以在朝向该反向滚轮和/或基本上朝向该反向滚轮的该第一轴的方向中具有纵向延伸。通过该实施方式，获得该第一构件的有效的导向。
根据如本发明的闭锁装置的一个有利的实施方式，该导向集合包括间隔开的两个导向构件。通过该实施方式，获得该第一构件的进一步有效的导向。该导向集合可以包括间隔开的两个导向槽。
根据如本发明的闭锁装置的另一个有利的实施方式，该闭锁装置包括外壳，向该第一构件提供该至少一个导向构件并且该外壳限定该至少一个导向槽。可替换地，向该第一构件提供至少一个导向 槽，并且向该外壳提供该至少一个导向构件。该外壳可以包括两个对立的壁，其中在该两个对立的壁之间提供该第一构件。该反向滚轮和/或该跳闸构件可以至少部分地被容纳在外壳壁之间。
根据如本发明的闭锁装置的另一个有利的实施方式，该跳闸构件可以关于第二轴旋转，并且该跳闸构件被适配为在该第三位置与第四位置之间关于该第二轴旋转。通过该实施方式，提供该跳闸构件的有效的移动以及第一构件从第一位置有效的释放。可替换地，可以沿一轴线在该第三位置与第四位置之间移动该跳闸构件。跳闸构件的各种设计是可能的，并且在实施方式的详细描述中显示了一些替换。
根据如本发明的闭锁装置的另一个有利的实施方式，该第一轴与该第二轴基本上彼此平行。通过该实施方式，提供闭锁装置的紧凑的设计。
根据如本发明的闭锁装置的另一个有利的实施方式，该闭锁装置包括被适配为将该跳闸构件从该第三位置移动到该第四位置的致动器。该致动器可以是电气操作的致动器或者可以具有致动器线圈的电磁致动器。然而，其他致动器是可能的。本领域的熟练技术人员已知各种类型的致动器。该跳闸构件可以是相对于该致动器的独立的部分，并且该致动器可以具有被适配为控制，例如推动，该跳闸构件的操作臂例如旋转臂。可替换地，该跳闸构件可以被安装到该致动器上并且该跳闸构件可以形成该致动器的该操作臂。其他设计也是可能的。
根据如本发明的闭锁装置的一个有利的实施方式，该闭锁装置包括被适配为将该第一构件从该第二位置移动到该第一位置的第一复位装置。通过本发明，使得当由该第一构件锁定该驱动构件时在该驱动构件的释放之后该闭锁装置到初始状态的复位被容易地执行并且更不复杂，其中该第一构件到该第一位置的不复杂的复位是该闭锁装置的复位的一部分。该第一复位装置可以包括第一偏压装置。该第一偏压装置可以包括弹簧。借助该偏压装置例如弹簧，该第一 构件被有效地复位到它的第一位置。然而，其他复位装置是可能的。
根据如本发明的闭锁装置的另一个有利的实施方式，该闭锁装置包括被适配为将该跳闸构件从该第四位置移动到该第三位置的第二复位装置。通过本发明，使得当由该第一构件锁定该驱动构件时在该驱动构件的释放之后该闭锁装置到初始状态的复位被容易地执行并且更不复杂，其中该跳闸构件到该第三位置的不复杂的复位是该闭锁装置的复位的一部分。该第二复位装置可以包括第二偏压装置。该第二偏压装置可以包括弹簧。借助该偏压装置例如弹簧，该跳闸构件被有效地复位到它的第三位置。然而，其他复位装置是可能的。
根据如本发明的闭锁装置的另一个有利的实施方式，该第一构件具有包括为凹入的第四表面部分的外表面。通过该实施方式，向该第一构件提供助于该第一构件的导向的有效形状。该第四表面部分可以有利地被适配为当将该跳闸构件从该第三位置移动到该第四位置时接收该跳闸构件的至少一部分。当该跳闸构件处于该第四位置中时，该跳闸构件可以被适配为倚靠着该第四表面部分静止。该第四表面部分可以与两个侧壁一起形成凹进处，并且当该跳闸构件处于该第四位置中时，该跳闸构件的至少一部分可以被适配为接合所述凹进处。通过该实施方式，提供该跳闸构件的改善的控制。
通过用于电气开关装置的操作机构实现本发明的至少一个上述目的，该操作机构被可操作地连接到该开关装置，并且该操作机构包括该闭锁装置和可在至少一个锁定位置与至少一个释放位置之间相对于该闭锁装置移动的驱动构件，其中该闭锁装置包括权利要求1到14中的任意一个中所述的特征和/或该闭锁装置的上述实施方式中的任意一个的特征。根据本发明的操作机构以及它的实施方式的积极的技术特征对应于结合根据本发明的闭锁装置以及它的实施方式所述的上述技术效果。当开关装置包括如上所述可相对于另一个触头移动的移动或可移动触头时，该操作机构可以被可操作地连接到该开关装置的可移动触头。
还可以通过包括上述操作机构的电气开关装置实现本发明的上述目的。该电气开关装置可以具有可以相对于彼此移动的至少两个触头，并且该操作机构可以被可操作地连接到该开关装置的所述至少两个触头的可移动触头。
可以用提供进一步的有利实施方式的各种可能的方式来组合该闭锁装置和该操作机构各自的上述特征和实施方式。
从实施方式的详细描述显现根据本发明的该闭锁装置和该操作机构各自的进一步的优点和本发明的进一步的优点。
附图说明
现在将出于示例的目的通过实施方式的方式并且参考所包括的附图更详细地描述本发明，其中：
图1是根据本发明的闭锁装置的第一实施方式以及根据本发明的操作机构的一个实施方式的一部分的示意性侧视图，其中，该操作机构的驱动构件处于锁定位置中；
图2是图1的操作机构的闭锁装置的示意性部分侧视图，但是其中该驱动构件处于释放位置；
图3是图2的细节的放大视图；
图4是当图1的闭锁装置的第一构件将驱动构件锁定在锁定位置中时该第一构件的示意性透视图；
图5是图1的细节的放大视图；
图6是用于显示当锁定驱动构件时处于第一位置中的图1的闭锁装置的第一构件的示意性部分透视图；
图7是用于显示当释放驱动构件时处于第二位置中的图1的闭锁装置的第一构件的示意性部分透视图；
图8是图1中所示的第一构件的示意性侧视图；
图9是图8中所示的第一构件的示意性前透视图；
图10是图8中所示的第一构件的示意性后透视图；
图11是当第一构件处于第一位置中时图1的闭锁装置的示意性 后透视图；
图12是当第一构件处于第二位置中时图1的闭锁装置的示意性前透视图；以及
图13是根据本发明的闭锁装置的第二实施方式的示意性前透视图。
具体实施方式
图1示意性地显示了用于根据本发明的电气开关装置的操作机构的一个实施方式的一部分，该操作机构被可操作地连接到该开关装置。该操作机构可以包括驱动单元102，驱动单元102进而可以包括被配置为例如经由熟练技术人员已知的机械结构向该开关装置例如向该开关装置的移动触头传输致动移动的旋转驱动轴104。该移动触头可以移动到另一个触头以分别打开或关闭电流路径。可以向驱动单元102提供驱动构件106，可以经由枢转轴108将驱动构件106安装到驱动单元102。驱动单元102可以包括偏压装置例如加载扭转弹簧，其强制驱动单元102和驱动构件106处于关于旋转驱动轴104的第一旋转方向R1中。
此外，向该操作机构提供根据本发明的闭锁装置110的第一实施方式，其中在图1中也示意性地显示了闭锁装置110。闭锁装置110可以包括可以具有两个壁114、116的外壳112。在图1-7中，仅显示了一个壁114，而为了说明的目的去除了第二壁116。闭锁装置110包括可以在至少一个第一位置与至少一个第二位置之间移动的第一构件118。
在该第一位置中该第一构件118被适配为将该操作机构的驱动构件106锁定到锁定位置中。在图1中，第一构件118处于第一位置中并且驱动构件106处于锁定位置中并且被第一构件118阻挡或锁定。因此，通过驱动构件106与第一构件118的接触防止驱动构件106在第一旋转方向R1中旋转，并且将驱动构件106的力施加于第一构件118。由于防止驱动构件106在第一旋转方向R1中移动， 所以也防止驱动单元102在第一旋转方向R1中旋转。
在第二位置中，该第一构件118被适配为从该锁定位置释放该驱动构件106。在图2-3中，该第一构件118处于第二位置并且该驱动构件106处于释放位置并且已被第一构件118解锁。第一构件118可以被适配为定位在多个第二位置，通常是这种情况。因此，允许驱动构件106在第一旋转方向R1中旋转，并且由于允许驱动构件106在第一旋转方向R1中旋转，所以还允许驱动单元102在第一旋转方向R1中旋转，并且因此，可以允许旋转驱动轴104关于它的轴旋转并且因此向开关装置传输致动运动。
闭锁装置110包括用于限定第一轴122的反向滚轮120，并且至少在第一位置中第一构件118被适配为倚靠着反向滚轮120，即第一构件118被适配为对压着反向滚轮120，如图1中所示的。反向滚轮120可以关于第一轴122旋转并且可以具有圆周外表面124，并且至少在第一位置中第一构件118可以被适配为倚靠着反向滚轮120的外表面124。可以例如经由轴承，例如圆柱滚轮轴承或滚针轴承，将反向滚轮120枢轴地依附到外壳112。闭锁装置110包括可在至少一个第三位置与至少一个第四位置之间移动的跳闸构件126。在第三位置中跳闸构件126被适配为将第一构件118锁定在第一位置中，并且在第四位置中跳闸构件126被适配为将第一构件118从第一位置释放。在图1中跳闸构件126处于第三位置中并且将第一构件118锁定在第一位置中。在图2-3中，跳闸构件126处于第四位置中并且从第一位置释放第一构件118。跳闸构件126可以关于第二轴128旋转，并且跳闸构件126可以被适配为在第三位置与第四位置之间关于第二轴128旋转。第一轴122与第二轴128可以基本上彼此平行。跳闸构件126可以被适配为通过倚靠着第一构件118而将第一构件118锁定在第一位置中。跳闸构件126可以包括第一腿130和第二腿132。第一腿130可以被适配为当跳闸构件126处于第三位置中时倚靠或邻接第一构件118。闭锁装置110可以包括被适配为将跳闸构件126从第三位置移动到第四位置的致动器134。致动器134可以是电气操作致动器或可以具有致动器线圈136的电磁致动器。致动器134可以具有被适配为通过在图1中基本上向下推动跳闸构件126的第二腿132来控制跳闸构件126的操作臂例如旋转臂，并且因此导致第一腿130在第二旋转方向R2中关于第二轴128旋转。可以经由用于限定第二轴128的轴或销140，在一些情况中还经由轴承，将跳闸构件126枢轴地安装到外壳112。
参考图8-10，第一构件118包括第一部分142和第二部分144。第一构件118可以由具有满意的特性的材料如金属、高耐力聚合物等等制造。第一构件118具有外表面146，并且外表面146可以包括第一表面部分148。当第一构件118处于第一位置中时，第一表面部分148被适配为倚靠着驱动构件106。第一构件118的第一部分142可以包括第一表面部分148。第一表面部分148可以是凸起的。第一构件118的外表面146可以包括第二表面部分150。当第一构件118处于第一位置中时，第二表面部分150被适配为倚靠着反向滚轮120的外表面124。第一构件118的第二部分144可以包括第二表面部分150，并且第二表面部分150可以是凸起的。第一构件118的外表面146可以包括第三表面部分152，并且跳闸构件126可以被适配为通过倚靠着第三表面部分152而将第一构件118锁定在第一位置中。第一构件118的第二部分144可以包括第三表面部分152。第一构件118的外表面146可以包括凹入的第四表面部分154。第四表面部分154可以与两个侧壁158(仅显示了一个)一起形成凹进处156，并且当跳闸构件126处于第四位置中时，跳闸构件126的第一腿130的至少一部分可以被适配为接合所述凹进处156。此外，第一构件118可以具有可以为凹形的后壁160以及可能凸起的前壁162以及用于将后壁160和前壁162彼此连接的两个侧壁164、166以及可能凹形的底壁168。可以在后壁160中提供凹进处156。在与反向滚轮120的第一轴122垂直的平面中，第一构件118可以形成细长的横截面。与反向滚轮120的第一轴122垂直的平面中，第一构件118可以形成非圆形的横截面。与反向滚轮120的第一轴122垂直的平面中， 第一表面部分148与第二表面部分150之间的距离可以超过第一构件118的后壁160与前壁162之间的距离。
在如图1中所示的第一位置中，第一构件118被适配为将施加于第一构件118的、驱动构件106的力分配为施加于反向滚轮120的第一力分量和施加于跳闸构件126的第二力分量。驱动构件106的力或负载不确切地压在到反向滚轮120的第一轴122或中心的方向中，而是存在限定的(小的)偏差以导致/支持当跳闸构件126已释放第一构件118时第一构件118在朝向第三表面部分152的方向中的移动。
闭锁装置110包括用于导向第一构件118的移动的导向装置，并且该导向装置被适配为相对于反向滚轮120向第一构件118的移动。用于移动第一构件118并且允许导向装置导向第一构件的移动的力源自驱动构件106的力。当从第一位置向第二位置导向第一构件118时，该导向装置被适配为在朝向反向滚轮120的第一方向中至少导向该第一构件118的第一部分142，并且第一方向可以基本上朝向反向滚轮120的第一轴122。当从第一位置向第二位置导向第一构件118时，导向装置可以被适配为在第一方向中导向该第一构件118的第一部分142，因而降低第一构件118的第一表面部分148与第一轴122之间的距离。根据闭锁装置110的本文所示的实施方式，当从第一位置向第二位置导向第一构件118时，导向装置可以被适配为在与第一方向不同的第二方向中导向第一构件118的第二部分144，并且第二方向可以与第二力分量的方向基本上平行或基本上相同。第一构件118被配置为按如上所述被导向。
导向装置和第一构件118可以被配置为使得第二力分量的量值小于施加于第一构件118的驱动构件106的力的量值的2％。导向装置和第一构件118可以被配置为使得第二力分量的量值约为施加于第一构件118的驱动构件106的力的量值的1％。
现在参考图1-3和6-10，现在将更详细地描述导向装置的方案。导向装置包括可以彼此对立的两个导向集合。外壳112的第一壁114 和第一构件118的第一侧壁164可以具备第一导向集合并且外壳112的第二壁116和第一构件118的第二侧壁166可以具备第二导向集合。每个导向集合可以包括两个导向槽170、172、174、176和两个导向构件178、180、182、184，每个导向构件接合导向槽170、172、174、176中的一个。每个导向构件178、180、182、184可以包括用于定义轴的销。同一导向集合的两个导向槽170、172、174、176还可以被彼此连接，以形成单个导向槽。每个导向构件178、180、182、184可相对于它的导向槽170、172、174、176移动并且可以关于它的轴相对于它的导向槽170、172、174、176旋转。参考图8-10，第一构件118可以具备两个导向集合的导向构件178、180、182、184，并且可以将导向构件178、180、182、184与第一构件118一体成型或者借助连接物如螺纹、焊接等依附到第一构件118。可替换地，可以通过被插入到第一构件118的通孔中并且在第一构件的每个侧面上延伸的单个杆形成两个导向构件。可以将每个导向集合的第一导向构件178、182依附到第一构件118的第一部分142并且可以将每个导向集合的第二导向构件180、184依附到第一构件118的第二部分144。可以由空间隔开同一导向集合的第一和第二导向构件178、180、182、184。第一导向构件178、182可以被定位为彼此对立并且可以对齐它们的轴。第二导向构件180、184可以被定位为彼此对立并且可以对齐它们的轴。外壳112的第一壁114可以限定第一导向集合的导向槽170、172并且外壳112的第二壁116可以限定第二导向集合的导向槽174、176。可以由第一导向构件178、182接合每个导向集合的第一导向槽170、174，并且可以由第二导向构件180、184接合每个导向集合的第二导向槽172、176。
现在参考用于显示第一导向集合的图6-7，其中，第一构件118在图6中处于第一位置中并且在图7中处于第二位置中，可以由第一外壳壁144的第一内壁186形成第一导向槽170，并且第一内壁186可以包括用于限制第一导向构件178远离反向滚轮120的移动的第一停止器188。参考图2-3，第一导向槽170可以在朝向反向滚轮 120和/或基本上朝向反向滚轮120的第一轴122的方向中具有纵向延伸。可以由第一壳壁114的第二内壁190形成第二导向槽172，并且第二内壁190可以包括用于限制第二导向构件180在远离第一停止器188的方向中的移动的第二停止器192以及用于限制第二导向构件180在朝向第一导向槽170的方向中的移动的第三停止器194。参考图6-7，第二导向槽172可以具有关于反向滚轮120的第一轴122弯曲的纵向弯曲的延伸。可以由第一外壳壁114分隔第一导向集合的第一和第二导向槽170、180。第二导向槽172可以具有用于与第一导向槽170的纵向延伸形成至少一个角度的纵向延伸。但是，该导向槽可以具有其它形状。第二导向集合的导向槽174、176的结构对应于第一导向集合的导向槽170、172。
最初如图1中所示，驱动构件106被第一构件118锁定在锁定位置即第一位置中，并且跳闸构件126处于用于将第一构件118锁定在第一位置中的第三位置中。参考图1，为了操作驱动单元102，发生下面的步骤：首先，可以向致动器134施加控制信号并且操作臂138在箭头A的方向中移动，也在箭头A的方向中推动跳闸构件的第二腿132，并且强制跳闸构件126在第二旋转方向R2中关于第二轴128旋转。跳闸构件126在第二旋转方向R2中的旋转在箭头B的方向中移动第一腿130，并且结果，从第三位置向第四位置移动跳闸构件126。第一腿130离开与第三表面部分152的邻接，并且第一腿的一部分接合凹进处156并且沿凹进处156滑动。因此，第一构件118被释放并且不再被跳闸构件126阻碍，并且驱动构件106的力在箭头C的方向中，基本上朝向反向滚轮120的第一轴122推动第一构件118的第一部分142，并且还在箭头D的方向中，基本上在与第二力的方向基本上平行或者基本上相同的第二方向中，并且在该实施方式中基本上朝向跳闸构件126的第二轴128的方向，推动第一构件118的第二部分144。结果，导向装置从第一位置(在图1中基本上向下)导向第一构件118，并且驱动构件106从锁定位置被释放并且可以关于它的枢转轴108转动并且可以在第一旋转方向 R1中与驱动单元102一起旋转。在图2中第一构件118被导向到至少一个第二位置，并且驱动构件106被显示为在旋转。可以在一或数毫秒期间执行如上文所公开的释放步骤。在旋转之后，例如借助电动马达或弹簧等等将驱动构件106返回到第一构件118以再次被第一构件118锁定。如后文所公开的，通过将第一构件118复位到第一位置并且通过将跳闸构件126复位到第三位置，复位闭锁装置110，并且闭锁装置110准备下一个操作序列。
参考图1和3，闭锁装置110可以包括被适配为将第一构件118从第二位置移动到第一位置的第一复位装置。第一复位装置可以包括第一偏压装置，第一偏压装置包括可以围绕跳闸构件126的第二轴128提供的第一弹簧196例如螺旋扭转弹簧，并且第一弹簧196可以具有倚靠着外壳112的一个腿198和倚靠着第一构件118例如靠着第一构件118的第二部分144的另一个腿200。闭锁装置110可以包括被适配为将跳闸构件126从第四位置移动到第三位置的第二复位装置。第二复位装置可以包括第二偏压装置，第二偏压装置包括可以围绕跳闸构件126的第二轴128提供的第二弹簧202例如螺旋扭转弹簧，并且第二弹簧202可以具有倚靠着外壳112的一个腿204和倚靠着跳闸构件126例如靠着跳闸构件126的第二腿132的另一个腿206。第一复位装置可以强制跳闸构件126在与第二旋转方向R2相反的方向中旋转，以将跳闸构件126返回到第三位置。可替换地，可以由单个弹簧代替第一和第二弹簧196、202。可以使用其他复位装置。可以使用其他偏压装置。可以使用其他弹簧例如其他扭转弹簧例如扭力杆等等。不需要将反向滚轮120复位。因此，仅需要将第一构件118和跳闸构件126复位。这改善机械再初始化并且提供闭锁装置110的反应和操作时间的更低的分散，这助于总体操作机构的更高的可靠性。
参考图8，第一导向构件178可以关于它的轴201相对应第一导向槽170旋转。因此，第一构件118可以关于第一导向构件178的轴201旋转。当第一构件118在第一位置中时，第一构件118的第 一表面部分148与驱动构件106之间的接触可以被定位在203处，并且可以相对于第一导向构件178的轴201移位距离d1。因此，施加于第一构件118的驱动构件106的力也被相对于第一导向构件178的轴201移位距离d1。通过该位移d1，生成关于第一导向构件178的轴201的力矩。经过第一导向构件178的轴201定向第一构件118与反向滚轮120的外表面124之间的第一力，并且第一力不生成关于所述轴201的任何力矩。关于所述轴201生成的力矩生成所述第二力，并且当第一构件118处于第一位置中时由第一构件与跳闸构件126的第一腿130之间的接触平衡该力矩。
为了支持跳闸构件126到第三位置的返回并且为了第一构件118在第一位置中的满意的锁定，可以在跳闸构件126到第三位置的返回之后在第一构件118与跳闸构件126的第一腿130之间提供灵活转动。为了提供所述灵活转动，第一构件118可以具有允许第一构件118移动而不改变在第二表面部分150上的反向滚轮120的外表面124与第一构件118之间的力的方向的几何形状。第二表面部分150可以关于第一导向构件178的轴201弯曲并且可以在与反向滚轮120的第一轴122垂直的平面中形成相对于第一导向构件178的轴201的弧形。结果，当第一构件118关于第一导向构件178的轴201旋转时，在第二表面部分150上，第一构件118与反向滚轮120的外表面124之间的接触可以不改变。第一导向槽170可以被配置为使得第一构件118被适配为当在第二导向槽172的方向中导向第一构件118的第二部分144时，关于第一导向构件178的轴201旋转。通过如图8中所示的第一构件118的非圆形，驱动构件106可以在被从锁定位置释放之后经过第一构件118而不会被第一构件118阻碍。与现有技术相比可以降低第一构件118的重量，降低第一构件118的惯性，并且获得更短的反应/闭锁时间。通过第一构件118的创新的形状，可以提供第一导向构件178的轴201与第二表面部分150之间的大的距离d2，并且越大的尺度可以使得闭锁装置对制造变化越不敏感。通过第一构件118和该导向装置的创新的形状，闭锁 装置对第一构件118与跳闸构件126之间的接触中的任意变化更不敏感。通过第一构件118和该导向装置的该创新的形状，可以有效地控制第一构件118与驱动构件106之间的接触以及第一构件118与跳闸构件126之间的接触。
图4示意性地显示了当第二表面部分150倚靠着反向滚轮120的外表面124时处于第一位置中的第一构件118。
图5示意性地显示了跳闸构件126的第一腿130和第一构件118的第三表面部分152可以具备互补接合装置以支撑跳闸构件126靠着第三表面部分152并且因此支持第一构件118在第一位置中的更牢固的锁定，其中在图5中跳闸构件126在第三位置中并且第一构件118在第一位置中。互补接合装置可以包括在第一腿130上的凹槽208和在第一构件118上的凸起210，或者反之亦然，凸起210被适配为接合凹槽208。然而，可以排除互补接合装置。在图5中也更详细地示出了第一弹簧196的一个腿200如何倚靠第一构件118。
参考图11-12，显示了外壳112的第一壁和第二壁114、116。外壳112可以包括用将两个外壳壁114、116安装到彼此上的多个分隔器例如三个分隔器212、214、216。可以借助依附到致动器134的安装元件218将致动器134安装到外壳112并且安装到外壳112的一个壁114。第一构件118、反向滚轮120和/或跳闸构件126可以至少部分地被容纳在外壳壁114、116之间。
图13示意性地显示了根据本发明的闭锁装置310的第二实施方式，其具有相对于上述闭锁装置110的第一实施方式不同地设计的跳闸构件326和略微修改的第一构件318。第二实施方式的跳闸构件326具有三个腿330、332和333而不是两个腿。跳闸构件326的第三腿333可以与用于备份和安全原因的第二致动器(未显示)相关联。第二致动器可以按与第一致动器134对应的方式进行操作。在图13中，致动器134已经相对于闭锁装置110的第一实施方式的致动器134的位置关于线圈136的轴转动近似180度。致动器134的操作臂138被适配为通过如箭头E所指示的，在图13中基本上向上 推动跳闸构件326的第二腿332来控制跳闸构件326，并且因此导致第一腿330在第三旋转方向R3中关于第二轴128旋转，并且在由箭头F指示的方向中将第一腿330移动到第四位置。修改后的第一构件318基本上对应于第一实施方式的第一构件118但是具有略微修改的形状。
不是由致动器134而是由存储在操作机构中的能量提供用于驱动闭锁装置110、310和它的不同级的主要能量。除了第一构件118之外，(远离架子部件的)标准部件可以用于闭锁装置的组件。可以通过铸造、机器加工或切削制造第一构件118。可以由金属、耐久聚合物或任意其他合适的材料制造外壳壁114、116。可以通过铸造、机器加工或切削制造跳闸构件126并且可以由具有满意的属性的材料例如金属、耐久聚合物等等制造跳闸构件126。
本发明不应该被认为限于所示实施方式，而是可以在不脱离所附权利要求的范围的前提下，被本领域的熟练技术人员以多种方式修改并且更改。
Claims (16)
1.一种用于电气开关装置的操作机构的闭锁装置(110、310)，所述操作机构被可操作地连接到所述开关装置，所述闭锁装置包括：
可在至少一个第一位置与至少一个第二位置之间移动的第一构件(118)，在所述第一位置中所述第一构件被适配为将所述操作机构的驱动构件(106)锁定到锁定位置中并且所述驱动构件的力被施加于所述第一构件，并且在所述第二位置中所述第一构件被适配为将所述驱动构件从所述锁定位置释放；
反向滚轮(120)，限定第一轴(122)，至少在所述第一位置中所述第一构件被适配为倚靠着所述反向滚轮；
用于导向所述第一构件的移动的导向装置，所述导向装置被适配为相对于所述反向滚轮导向所述第一构件的所述移动；
可在至少一个第三位置与至少一个第四位置之间移动的跳闸构件(126)，在所述第三位置中所述跳闸构件被适配为将所述第一构件锁定在所述第一位置中，并且在所述第四位置中所述跳闸构件被适配为将所述第一构件从所述第一位置释放；并且
在所述第一位置中，所述第一构件被适配为将被施加于所述第一构件的所述驱动构件的所述力分配成施加于所述反向滚轮的第一力分量和施加于所述跳闸构件的第二力分量，其特征在于，当从所述第一位置向所述第二位置导向所述第一构件时，所述导向装置被适配为在朝向所述反向滚轮的第一方向中导向所述第一构件的至少第一部分(142)。
2.根据权利要求1所述的闭锁装置，其特征在于，当从所述第一位置向所述第二位置导向所述第一构件(118)时，所述导向装置被适配为在基本上朝向所述反向滚轮(120)的所述第一轴(122)的所述第一方向中导向所述第一构件的所述第一部分(142)。
3.根据权利要求1或2所述的闭锁装置，其特征在于，所述第一构件(118)具有外表面(146)，所述外表面包括第一表面部分(148)，当所述第一构件处于所述第一位置中时，所述第一表面部分被适配为倚靠着所述驱动构件(106)，并且所述第一构件的所述第一部分(142)包括所述第一表面部分。
4.根据权利要求1到2中的任意一项所述的闭锁装置，其特征在于，当从所述第一位置向所述第二位置导向所述第一构件(118)时，所述导向装置被适配为在与所述第一方向不同的第二方向中导向所述第一构件的至少第二部分(144)。
5.根据权利要求4所述的闭锁装置，其特征在于，当从所述第一位置向所述第二位置导向所述第一构件(118)时，所述导向装置被适配为在与所述第二力分量的所述方向基本上平行或基本上相同的所述第二方向中导向所述第一构件的所述第二部分(144)。
6.根据权利要求4所述的闭锁装置，其特征在于，所述第一构件(118)具有包括第二表面部分(150)的外表面(146)，当所述第一构件处于所述第一位置中时所述第二表面部分被适配为倚靠着所述反向滚轮(120)，并且所述第一构件的所述第二部分(144)包括所述第二表面部分。
7.根据权利要求4所述的闭锁装置，其特征在于，所述第一构件(118)具有包括第三表面部分(152)的外表面(146)，所述跳闸构件(126)被适配为通过倚靠着所述第一构件的所述第三表面部分而将所述第一构件锁定在所述第一位置中，并且所述第一构件的所述第二部分(144)包括所述第三表面部分。
8.根据权利要求1到2中的任意一项所述的闭锁装置，其特征在于，所述导向装置和所述第一构件(118)被配置为使得所述第二力分量的量值小于施加于所述第一构件的所述驱动构件(106)的所述力的量值的10％。
9.根据权利要求8所述的闭锁装置，其特征在于，所述导向装置和所述第一构件(118)被配置为使得所述第二力分量的量值小于施加于所述第一构件的所述驱动构件(106)的所述力的量值的5％。
10.根据权利要求1到2中的任意一项所述的闭锁装置，其特征在于，所述导向装置包括至少一个导向集合，所述导向集合包括至少一个导向槽(170、172、174、176)和与所述至少一个导向槽接合的至少一个导向构件(178、180、182、184)，并且所述至少一个导向槽与所述至少一个导向构件可相对于彼此移动。
11.根据权利要求10所述的闭锁装置，其特征在于，所述导向集合包括间隔开的两个导向构件(178、180、182、184)。
12.根据权利要求9所述的闭锁装置，其特征在于，所述闭锁装置包括外壳(112)，向所述第一构件(118)提供所述至少一个导向构件(178、180、182、184)并且所述外壳限定所述至少一个导向槽(170、172、174、176)。
13.根据权利要求1到2中的任意一项所述的闭锁装置，其特征在于，所述跳闸构件(126)可绕第二轴(128)旋转，并且所述跳闸构件被适配为在所述第三位置与第四位置之间绕所述第二轴旋转。
14.根据权利要求1到2中的任意一项所述的闭锁装置，其特征在于，所述闭锁装置包括被适配为将所述跳闸构件(126)从所述第三位置移动到所述第四位置的致动器(134)。
15.根据权利要求1到2中的任意一项所述的闭锁装置，其特征在于，所述第一构件(118)具有包括凹入的第四表面部分(154)的外表面(146)。
16.一种用于电气开关装置的操作机构，所述操作机构被可操作地连接到所述开关装置，并且所述操作机构包括闭锁装置(110、310)和可在至少一个锁定位置与至少一个释放位置之间相对于所述闭锁装置移动的驱动构件(106)，其特征在于，所述闭锁装置包括权利要求1到15中的任意一项中所述的特征。
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