CN1034303C - 开关操作机构 - Google Patents

Abstract

开关操作机构包括一个用于操作开关的操作杠杆33，一个用于使操作杠杆向把开关保持在第一状态的第一摆动位置或把开关保持在第二状态的第二摆动位置摆动的致动弹簧35，一个用于选择操作杠杆的摆动方向的选择杠杆36，一个保持装置，以及一个调节装置。

Description

开关操作机构

本发明涉及一种开关操作机构，更确切地说涉及一种用来操作至少有三个不同开关状态的开关的弹簧式开关操作机构。

一种普通类型的开关操作机构利用储存在弹簧里的能量来得到快速开关动作并把由电弧带来的危险减至最小。

图12中所示的一种普通的机构701有一个开关702和一个用来操作开关702的机构703。机构703直接装在开关702的下方。机构703包括一个位于装在第一销轴710上的第一弹簧杠杆712与装在第二销轴711上的第二弹簧杠杆713之间的压缩螺旋弹簧714，和一个靠储存在弹簧714中的能量来转动的操作杠杆715。操作杠杆715有靠第一和第二连杆718和721与第一和第二弹簧杠杆712，和713连接的第一臂715a，和靠机械连杆708与开关702的可动接点707连接的第二臂715b。每个弹簧杠杆712和713有个支撑弹簧714一端的第一臂，和与连杆718或721的右端铰接的第二臂717或720。每个连杆718或721有制成带有可滑动地包容固定于操作杠杆715的第一壁715a的销子716的槽719或724的左端。还设置了挡块723、726、727和728来限制第一和第二弹簧杠杆712和713的摆动。

第二弹簧杠杆713的逆时针转动引起从可动接点707处于图12中实线所示位置的开路状态，到可动接点707把第二端子706与第一端子704连接的闭合状态的开关动作。在逆时针转动时，第二弹簧杠杆713通过压缩弹簧714而在弹簧714中储存能量，同时槽724允许第二连杆721向左运动而不推动操作杠杆715。第二弹簧杠杆713的弹簧支撑臂刚一摆过预定的死点722继续转动，弹簧714就释放所储存的能量并迫使第二杠杆713有力地摆动，直到挡块723使其停止，如图13中所示。另一方面，槽724的右端靠在销子716上并使操作杠杆715突然而快速地转到一个角位置，以便把开关带到闭合状态。开关702靠相反的过程返回开路状态。

第一弹簧杠杆712的逆时针转动引起从开路状态到接地端子705与第二端子706连接的接地状态的开关动作。第一弹簧杠杆712通过沿逆时针方向的转动在弹簧714中储存能量。在此期间，销子716在槽719内滑动，并且允许连杆718的向右运动而操作杠杆715却保持不动。当到达预定的死点725时，弹簧714释放所储存的能量并使第一弹簧杠杆712继续有力地转动到挡块726，靠槽719的一端急拉操作杠杆715到一个角位置，以便把开关带到接地状态。开关702可以靠相反的过程再次切换到开路。

然而，在这一普通的机构中，为了减小第一与第二连杆718和721之间的摩擦力并保证平滑性，需要通过使第一和第二连杆718和721近似互相平行来减小槽719与724之间的夹角。因而，在包含主轴709和第一销轴710的两个轴线的一个假想平面与包含第一和第二销轴710和711的两个轴线的另一个假想平面之间的夹角必须是钝角(约130°)，且主轴709与第二销轴711之间的距离必须比主轴709与第一销轴710之间的距离大得多。结果，第二连杆721必须以紧凑性为代价而做成很长。

第二连杆721与弹簧714的轴线交叉，如图12中所示。因而，这一普通的机构除了操作杠杆715外还需要在两个不同位置的两个大的双臂杠杆712和713。这一普通的机构无法避免使结构复杂化、加大尺寸并增加所需的零件数。而且，连杆718和721都是倾斜的。所有这些结构都倾向于使得确定零件之间的角度关系和空间关系，以及通过精密地调整带槽的连杆的行程而把零件装配起来很困难。

因此，本发明的目的在于提供一种开关机构，该机构有利于减小尺寸；结构简单可靠；易于装配；并且制造成本低。

按照本发明的一种开关机构包括：

一个操作杠杆，它与一个开关连接以便操作该开关，而且它可以在主轴线上沿第一摆动方向从中间姿态摆动到把开关保持在第一开关状态的第一摆动位置，及沿第二摆动方向从中间姿态摆动到把开关保持在第二开关状态的第二摆动位置，当操作杠杆处于中间姿态时，操作杠杆把开关保持在第三开关状态；

一个致动弹簧，它用于使操作杠杆沿着第一和第二摆动方向的每一个摆动，该弹簧有由操作杠杆的摆动端保持的一个第一弹簧端，及一个第二弹簧端；

一个调节装置，它用于使致动弹簧的第二弹簧端移动以便在致动弹簧中储存能量；

一个选择装置，它用于选择操作杠杆的第一和第二摆动方向之一；以及

一个保持装置，它用于把操作杠杆保持在第一和第二摆动位置及中间姿态的每一个。

在附图中：

图1A、1B、2A和2B是表示按照本发明的第一实施例的开关机构处于四种不同状态时的简图；

图3A、3B、4A和4B表示处于四种不同状态的按照本发明的第二实施例的开关机构；

图5是表示按照本发明的第三实施例的开关机构的图；

图6A和6B是表示按照本发明的第四实施例的开关机构的图；

图7A和7B是表示按照本发明的第五实施例的开关机构的图；

图8是按照本发明的第六实施例的开关机构的主视图；

图9是沿图8的IX-IX线所取的剖视图；

图10是表示从图8中箭头X所示的方向画出的开关机构的视图；

图11是沿图8的XI-XI线所取的剖视图；

图12是表示一个开关和一个用于操作该开关的普通机构的视图；

图13和14是用于说明该普通机构的工作的图。

图1A-2B表示按照本发明的第一实施例的开关机构。

图1中所示的开关机构的一种调节装置(或调节装置)包括一个电动机29；一个装在电动机29的输出轴上的小伞齿轮30；一个与小伞齿轮30啮合的大伞齿轮31；以及一个可动的调节件。在此例中，调节件是带有与在大伞齿轮31的中心孔中形成的内(阴)螺纹啮合的外(阳)螺纹的丝杠32。大伞齿轮31由电动机29通过小伞齿轮30来驱动，并使丝杠32上下轴向运动，如图1A中所示。

一个用于操作开关的操作杠杆33装在主轴9上(主轴9的轴线是主轴线)。操作杠杆33有一个固定于主轴9的基端和一个摆动端。

操作杠杆33与开关连接以便操作该开关，而且它可以绕着主轴9的主轴线，沿第一摆动方向(在图1A和1B中看时的顺时针方向)从中间(或中立)姿态摆动到把开关保持在第一开关状态的第一摆动位置，及沿第二摆动方向(在图1A和1B中看时的逆时针方向)从中间姿态摆动到把开关保持在第二开关状态的第二摆动位置。当操作杠杆33处于中间姿态时，操作杠杆33把开关保持在第三开关状态。

一个致动弹簧35设计成使操作杠杆33绕主轴9的(主)轴线摆动。弹簧35位于调节丝杠32和操作杠杆33之间。弹簧35有个通过固定于操作杠杆33的摆动端的销子34与操作杠杆33的摆动端可转动地连接的第一(下)弹簧端；和一个通过设在丝杠32下端的弹簧支撑销83与丝杠32的一(下)端可转动地连接的第二(上)弹簧端。

一个选择装置是用于选择操作杠杆33的摆动方向的装置。此例子的选择装置包括作为主要构件的一个选择件，在此例中该选择件是摆动杠杆36。选择杠杆36可在第一和第二选择位置之间摆动。选择杠杆36有第一和第二凹槽。由压缩弹簧38加力的止动销37通过被适当地收入第一凹槽而把选择杠杆36保持在第一选择位置，而通过被收入第二凹槽把选择杠杆36保持在第二选择位置。

一个保持装置(或保持装置)被设置以便把操作杠杆33保持在第一和第二摆动位置的每一个及保持在中间姿态。保持装置可能包括棘爪(或保持器或勾子)和挡块以便把操作杠杆33保持在四个不同的角位置。此例子的保持装置包括一个用于把操作杠杆33保持在第一中间(或中立)位置的第一内棘爪39；一个用于把操作杠杆33保持在第一摆动位置的第一外棘爪40；一个用于限制操作杠杆33沿第一摆动方向的摆动运动的第一挡块41；一个用于把操作杠杆33保持在第二中间(或中立)位置的第二内棘爪42；一个用于把操作杠杆33保持在第二摆动位置的第二外棘爪43；以及一个用于限制操作杠杆33沿第二摆动方向的摆动运动的第二挡块44。在此例中，第一和第二内棘爪39和42构成一个用于把操作杠杆33保持在中间(或中立)姿态的中立保持装置。

在此实施例中，这些棘爪和挡块是以这样一种左右对称的方式布置的，以致于保持装置可以被一个假想的中间(或中央)平面分成第一内外棘爪39和40及第一挡块41的第一组，与第二内外棘爪42和43及第二挡块44的第二组。第一组和第二组的每一个大体上互成镜像。在此例中，假想的中间平面通过主轴9的轴线、选择杠杆36的摆动轴线及丝杠32的轴线。在假想的中间平面内，选择杠杆36的摆动轴线平行于主轴9的轴线，而丝杆的轴线垂直于主轴9的轴线。在图1A中所示的状态，第一内棘爪39把操作杠杆33保持在第一中立位置，在该位置操作杠杆33的销子34稍微偏离中间平面而位于中间平面的第一侧(即图1A中的右侧)。在图1B中所示的状态，第一外棘爪40把操作杠杆33保持在第一摆动位置；而第一挡块41靠在操作杠杆33上并防止操作杠杆33沿第一摆动方向即如图1B中所见的顺时针方向继续摆动。

此例子的开关大体上与图12中所示的开关702相同。就是说，开关包括第一端子704、第二端子706、如像接地端子之类的第三端子705、以及一个可动接点(开关元件)707。此开关702取第一和第二(闭合)状态及第三(开路)状态中的一个。在第三(开路)状态，可动接点707位于第一和第三端子704和705之间的中点，如图12中的实线所示，而第二端子706既不与第一端子704连接也不与第三端子705连接。在第一开关闭合状态，第二端子706靠可动接点707与第一端子704连接，如图12中的单点划线所示，而第二端子706与第三端子705分离。在第二开关状态，第二端子706与第一端子704分离，而靠可动接点707与第三端子705连接，如图12中的双点划线所示。此例的可动接点707靠机械连杆708与图1A中所示操作杠杆33的第二臂45连接。在此例中，当操作杠杆33处于由第一外棘爪40保持的第一摆动位置时开关702处于第一开关状态；当操作杠杆33处于由第二外棘爪43保持的第二摆动位置时处于第二开关状态；以及当操作杠杆33处于第一或第二中间(中立)位置时处于开路状态。

按照本发明的第一实施例的开关机构按如下工作：

在图1A所示的状态，选择杠杆36被止动销37保持在第一选择位置，止动销37由弹簧38加力进入选择杠杆36的第一凹槽；而操作杠杆33被第一内棘爪39保持在第一中立位置。开关被操作杠杆33保持在开路状态。在第一选择位置，选择杠杆36防止操作杠杆33从第一中立位置沿第二摆动方向(即如图1A中所见的逆时针方向)摆动。第一内棘爪39防止操作杠杆33沿第一摆动方向(或顺时针方向)摆动。

当第一内棘爪39运动而释放操作杠杆33时，则操作杠杆33靠弹簧35的力沿第一摆动(顺时针)方向转动到操作杠杆33靠在第一挡块41上为止，如图1B中所示。在图1B所示的状态，操作杠杆33靠第一外棘爪40和第一挡块41保持在把开关702保持在第一开关状态的第一摆动位置。在此状态，丝杠32如图2A所示以一个向上的方向，即致动弹簧35的拉伸方向运动，且弹簧35储存能量。

通过把第一外棘爪40从操作杠杆33脱开，开关702从第一端于704与第二端子706连接的第一开关状态切换到开路状态。当操作杠杆33被释放时，操作杠杆33靠弹簧35的力从第一摆动位置沿第二摆动(逆时针)方向转动到操作杠杆33靠在选择杠杆36上为止，如图2B中所示。在操作杠杆33被第一内棘爪39保持在第一中立位置的状态，丝杠32以一个向下的方向，即致动弹簧35的压缩方向运动，且弹簧35储存能量，如图1A中所示。

为形成和中断开关702的第二端子706与第三端子705之间的连接，选择杠杆36从图1A所示的第一选择位置沿逆时针方向摆动到第二选择位置。操作杠杆33被第二内棘爪42保持在把开关702保持在开路状态的第二中立位置。在第二选择位置，选择杠杆36防止操作杠杆33从第二中立位置沿第一摆动(顺时针)方向摆动。

当第二内棘爪42摆动到释放操作杠杆33的位置时，操作杠杆33从第二中立位置沿第二摆动(逆时针)方向转动到到达第二摆动位置为止。在第二摆动位置，第二挡块44限制操作杠杆33沿第二摆动方向继续摆动运动。第二外棘爪43把操作杠杆33保持在第二摆动位置。丝杠32向上运动，通过使弹簧35的上端向上移便弹簧35储存能量。

通过使第二外棘爪43摆动到释放操作杠杆33的位置，使开关702切换到开路。弹簧35使操作杠杆33从第二摆动位置沿第一摆动(顺时针)方向摆动。当达到第二中立位置时，操作杠杆33靠在处于第二选择位置的选择杠杆36上。操作杠杆33被第二内棘爪42保持在第二中立位置，而丝杠32向下运动以便再次在弹簧35中储存能量。

通过消除普通结构中的弹簧工杆712和713及连杆718和721，第一实施例的开关机构被显著简化。此实施例使得可以减小机构的尺寸和所需构件的数量，并使装配过程容易。单电动机29足以在所有的操作状态下驱动致动弹簧35的一端。相反，普通机构需要两个电动机来驱动第一和第二弹簧杠杆712和713，以及一个特殊的联轴器，该联轴器在储存能量时传递转矩而在释放能量时打滑。第一实施例既使在需要电驱动力时也仅需要一个电动机，而且不需要特殊的联轴器。选择杠杆36使选择操作非常容易。棘爪的对称性装置可以简化结构、方便操作并使开关机构更可靠。

图3A-4B表示按照本发明的第二实施例的开关机构。

第二实施例的调节装置与第一实施例的调节装置不同。

图3A中所示的调节装置包括一个带有曲柄销(弹簧支撑销)283的旋转圆盘(或旋转杠杆)229形式的可动调节件，一个止动器231，以及一个压缩弹簧232。旋转圆盘229适合于用手动或用电动加以旋转。旋转圆盘229是个在圆盘229的外围有两个槽229a的圆形盘。两个槽229a相对于旋转圆盘229的轴线对称布置。如图3A中所示，两个槽229a分别在限定圆形旋转盘229外围的圆的一个直径的两端形成。止动器231由弹簧232加力，并设置成通过进入槽229a之一把旋转圆盘229保持在预定的角位置。曲柄销283与旋转圆盘229的轴线平行并离开旋转圆盘229的轴线。第二实施例的调节件229可减小机构的垂直尺寸。

图3A中所示的机构包括操作杠杆233和致动弹簧235，它们基本上与图1A中所示的操作杠杆33和致动弹簧35相同，只是致动弹簧235的上(第二)端与旋转圆盘229的曲柄销283可转动地连接。

图3A中所示的开关机构还包括靠由弹簧238加力的止动销237保持的选择杠杆236；以及有第一内外棘爪239和240、第一挡块241、第二内外棘爪242和243及第二挡块24A的保持装置。这些件基本上以与图1A中所示的机构相同的方式构成和工作。

按照本发明的第二实施例的开关机构按如下工作：

在图3A所示的状态，选择杠杆236被止动销237保持在第一选择位置，止动销237由弹簧238加力进入选择杠杆236的第一凹槽；而操作杠杆233被第一内棘爪239保持在第一中立位置。开关被操作杠杆233保持在开路状态。

当第一内棘爪239运动而释放操作杠杆233时，则操作杠杆233靠致动弹簧235的力沿第一摆动(顺时针)方向转动到操作杠杆233靠在第一挡块241上为止，如图3B中所示。

在图3B所示的状态，操作杠杆233靠第一外棘爪240和第一挡块241保持在把开关702保持在第一开关状态的第一摆动位置。在此状态，由操作人员或电气装置退出止动器231并使旋转圆盘229转动180°，如图4A中所示。在图3B所示的状态，曲柄销283处于离操作杠杆233主轴209最近的最低位置。在旋转圆盘229转过半圈之后，曲柄销283位于离主轴209最远的最高位置，如图4A中所示。这样一来，致动弹簧被曲柄销283拉长，并通过储存能量为下一个动作作准备。

通过把第一外棘爪240从操作杠杆233脱开，开关702从第一开关状态切换到开路状态。当操作杠杆233被释放时，操作杠杆233靠弹簧235的力从图4A中所示的第一摆动位置返回到操作杠杆233靠在选择杠杆236上为止，如图4B中所示。在操作杠杆233被第一内棘爪239保持在第一中立位置的状态下，止动器231后拉而释放旋转圆盘229，而且旋转圆盘229转过半圈到图3A中所示的角位置而弹簧235被压缩以储存供下一切换动作所使用的能量。

为了允许朝向第二摆动位置的摆动运动，选择杠杆236从图3A中所示的第一选择位置摆动到第二选择位置。

当第二内棘爪242摆动到释放操作杠杆233的位置时，操作杠杆233从第二中立位置沿第二摆动方向转动到到达第二摆动位置为止。第二外棘爪243把操作杠杆233保持在第二摆动位置。旋转圆盘229转过180°以引起曲柄销283上拉致动弹簧235的上端，然后被止动器231保持位置。

通过使第二外棘爪243摆动到释放操作杠杆233的位置，使开关702切换到开路。致动弹簧235使已释放的操作杠杆233从第二摆动位置沿第一摆动(顺时针)方向摆动。当达到第二中立位置时，操作杠杆233通过靠在处于第二选择位置的选择杠杆236上而停止。操作杠杆233被第二内棘爪242保持在第二中立位置，然后旋转圆盘229的半圈再次压缩致动弹簧235。

图5表示按照本发明的第三实施例的开关机构。

图5中所示的开关机构几乎与图3A-4B中所示的机构相同。然而，按照第三实施例的机构还包括用于释放操作杠杆233的释放装置。在图5所示的例子中，释放装置包括四个电磁铁，即用于把第一内棘爪239摆动到其释放位置的第一内电磁铁246，用于把第一外棘爪240摆动到其释放位置的第一外电磁铁247，用于第二内棘爪242的第二内电磁铁248，以及用于第二外棘爪243的第二外电磁铁249。棘爪239、240、242和243中每个都是个杠杆，杠杆有用于保持操作杠杆233的第一臂和面对相应的电磁铁的第二臂。当附近的电磁铁通电吸引第二臂时，每个棘爪向释放位置摆动。

图6A和6B表示按照本发明的第四实施例的开关机构。

图6A和6B中所示的开关机构几乎与图1A和1B中所示的第一实施例的机构相同。图6A和6B中所示的开关机构还包括释放装置(或释放装置)以便释放保持装置的保持力。

在图6A和6B所示的例子中，相应于图1A所示的棘爪39、40、42和43的四个棘爪339、340、342和343中每个都是摇杆形式，有用于挡住操作杠杆333的摆动端的第一短臂和在销轴处与第一臂会合的第二长臂。在此例中，第一内棘爪杠杆339和第二内棘爪杠杆342中每个部是基本上直的，以致第一和第二臂从销轴沿相对方向延伸。第一外棘爪杠杆340和第二外棘爪杠杆343中每个都形如钟捶。四个棘爪杠杆339、340、342和343中每个都有固定在第二臂端部的滑动销361、362、370或371。

释放装置包括四个释放带槽杆(或连杆)363、364、372和373，如图6A和6B中示意地画出的。每个杆有第一(下)端和第二(上)端。每个带槽杆363、364、372或373的第二(上)端通过弹簧支撑销(或杆)383与相应于图1A和1B中所示丝杠32的丝杠332的下端可转动地连接。每个杆363、364、372或373的第一(下)端制成带有一个沿杆的纵向延伸的槽(加长孔)365、366、374或375。这些槽365、366、374和375分别可活动地包容四个棘爪杠杆339、340、342和343的滑动销361、362、370和371。这样一来，第一内棘爪杠杆339经第一内释放带槽杆363与丝杠332相连接。第一外棘爪杠杆340经第一外释放带槽杆364与丝杠332相连接。在第二(左)侧的棘爪杠杆342和343以这样一种对称的方式与丝杠332相连接，即第二内棘爪杠杆342和第二内释放杆372对是第一内棘爪杠杆339和第一内杆363对的镜像，而第二外棘爪杠杆343和第二外杆373对是第一外棘爪杠杆340和第一外杆364对的镜像。

按照本发明的第四实施例的开关机构按如下工作：

在图6A所示的状态下，选择杠杆336被止动销337保持在第一选择位置，止动销337由弹簧338加力进入选择杠杆336的第一凹槽；而操作杠杆333被第一内棘爪339保持在第一中立位置。开关702被操作杠杆333保持在开路状态。丝杠332处于上位置。

丝杠332从图6A所示的状态下降而在致动弹簧335中储存能量。靠丝杠332的这一向下运动，致动弹簧335被压缩直到第一内释放杆363的槽365的上端靠在第一内棘爪杠杆339的滑动销361上，而第一内释放杆363通过下推滑动销361使第一内棘爪杠杆339从操作杠杆333脱开。操作杠杆333一从第一内棘爪杠杆339上释放就通过得到压缩的致动弹簧335的力迅速摆动到图6B中实线所示的第一摆动位置。

在图6B所示的状态下，操作杠杆333靠第一外棘爪杠杆340和第一挡块341保持在把开关702保持在第一开关状态的第一摆动位置。在此状态下，丝杠332向上运动，通过拉伸弹簧335而在弹簧335中储存能量。当能量储存在弹簧335中时，第一外释放杆364的槽366的下端上拉第一外棘爪杠杆340的滑动销362，因而第一外棘爪杠杆340释放操作杠杆333。操作杠杆333刚一释放，致动弹簧335就通过拉动操作杠杆333的销子334使操作杠杆333向图6A中实线所示的第一中立位置摆动。

为了使操作杠杆333朝向第二摆动位置转动，选择杠杆336从第一选择位置沿逆时针方向摆动到第二选择位置。操作杠杆333靠第二内棘爪杠杆342保持在把开关702保持在开路状态的第二中立位置。

当丝杠332朝向主轴309下降时，致动弹簧在其中储存能量。然后，第二内释放杆372的槽374的上端下推滑动销370，而第二内棘爪杠杆342允许操作杠杆333沿第二(逆时针)方向摆动到第二摆动位置。

然后，丝杠332背离操作杠杆333的主轴309向上运动，而弹簧335储存能量直到槽375的下端上拉滑动销371，而第二外棘爪杠杆343允许操作杠杆333返回到第二中立位置。

在第四实施例中，丝杆332形式的调节件不仅用于使致动弹簧335的上端移动，而且用于操作释放装置。单个电动机329既为致动弹簧335又为释放装置提供驱动力。第四实施例可以减小所需构件数量并简化结构。

图7A和7B表示按照本发明的第五实施例的开关机构。

图7A和7B中所示的开关机构几乎与图6A和6B中所示的机构相同。与第四实施例不同的是，第五实施例的开关机构包括四个位置探测器(或位置探测开关)378、379、380和381，这些探测器由固定在丝杠332下端的件382来操作。探测器378设置在最高位置以便探测丝杠332的下端件382的上限位置。探测器379设置在最低位置以便探测丝杠332的下端件382的下限位置。探测器380和38 1的高度在探测器378与379之间的中部。探测器380设置成探测已在拉伸的弹簧335中完成能量储存的拉伸位置，而探测器381设置成探测已在压缩的弹簧335中完成能量储存的压缩位置。拉伸位置探测器380布置得高于压缩位置探测器(开关)381。

在图7A所示的状态下，丝杠332处于压缩位置，因而丝杠332的下端件382把压缩位置探测器(开关)381保持在闭合状态，并使电动机329停止。电动机329响应于第一开关闭合信号进一步从此状态降低丝杠332，把开关702带入第一开关状态。丝杠332的此进一步向下运动使第一内杆363的槽365的上端下推滑动销361并使第一内棘爪杠杆339从操作杠杆333脱开。因而，操作杠杆333突然迅速沿顺时针方向转动直到达到第一摆动位置。另一方面，当丝杠332达到下限位置时，下限位置探测器379动作，而电动机329沿相反方向旋转，使丝杠332向上运动。因而，弹簧储存能量，而当丝杠332达到拉伸位置且拉伸位置探测器380闭合时电动机329停止，如图7B中所示。

电动机329旋转使丝杠332响应于第一开关开路信号从图7B所示的状态继续向上运动。因而，第一外释放杆364用槽366的下端上拉滑动销362，使第一外棘爪杠杆340从操作杠杆333脱开，并允许致动弹簧335使操作杠杆沿逆时针方向转动到第一中立位置。当丝杠332向上运动到上限位置时，上限位置探测器378动作并使电动机329沿相反方向旋转而使丝杠332下降。丝杠332下行而弹簧335在压缩下储存能量，直到压缩位置探测器381闭合，电动机329停止，而达到图7A所示的状态。

当选择杠杆336处在第二选择位置仅允许操纵杠杆在第二侧的摆动运动时，位置探测器和电动机329以相同的方式工作。

在第五实施例中，致动弹簧可以自动进入充分储存能量的备用状态。因而，下一个开关动作可以立即开始。

图8-11表示按照本发明的第六实施例的开关机构。

图9中所示的机架结构包括一个上支撑件564，及第一(后)和第二(前)连接机架件565和566，后二者固定在上支撑件564的下侧并互相平行地向下延伸。

致动弹簧435和丝杠432设置在第一和第二连接机架件565和566之间。致动弹簧435设在上下弹簧定位器(或弹簧支座)483和591之间。上弹簧定位器483为支撑销(或杆)的形式，它可滑动地收容在分别在第一和第二机架件565和566中形成的竖向槽567和568中。弹簧定位支撑销483可在竖向槽567和568中上下滑动。

操作杠杆433固定地安装在主轴409的前段，主轴409由第一和第二连接机架件565和566可转动地支撑。主轴409的前段从第二(前)连接机架件566向前(如图9中所见的左边)伸出。如图9中所见，第二(前)机架件566左操作杠杆433与第一(后)机架件565之间。一个从动滚轮434′装在销子434上，后者固定于操作杠杆433的摆动端并与主轴409平行。

选择杠杆436可转动地装在主轴409的前段。就是说，操作杠杆433与选择杠杆436的转动轴线在此例中是重合的。选择杠杆436可以相对于主轴409转动。选择杠杆436在操作杠杆433与第二(前)机架件566之间，如图9中所见。选择杠杆436有带有第一凹槽436a和第二凹槽436b的外形，一个像一段圆弧在第一和第二凹槽436a和436b之间延伸的凸形圆弧段436c，以及用于操作行程开关的第一和第二外部段436d和436e。

用于保持选择杠杆436的止动销(或杆)437以这样一种可滑动的方式支撑在第一和第二机架件565和566上，以致于止动销437可向后或向前(如图9中所见的向右和向左)轴向滑动。止动销437有大直径段437a。回程弹簧438装在止动销437上，并位于第二机架件566与止动销437之间，以便沿向后方向(图9中的向右)给止动销437加力。在图8所示的状态下，止动销437的大直径段437a配入第二凹槽436b而把选择杠杆436保持在第二选择位置。为了把选择杠杆436转到第一选择位置，向外(图9中的向左)拉止动销437使大直径段437a离开第二凹槽436b，如图9中双点划线所示。然后，把手柄596装到主轴409上，如图11中所示，并转动手柄以便沿图8中的顺时针方向转动主轴409和选择杠杆436，直到选择杠杆436的第一凹槽436a达到刚好在止动销437上方的位置。在此位置，大直径段437a配入第一凹槽436a并把选择杠杆436保持在第一选择位置。

释放装置包括四个带槽杆(或带槽连杆)463、464、472和473。弹簧定位支撑销468有支撑致动弹簧435的上端的后段，和可转动地支撑带槽杆463、464、472和473的上端的前段。

四个棘爪杠杆439、440、442和443每个都有一个滑动销461、462、470和471，这些滑动销以与图6A-7B中所示的棘爪杠杆339、340、342和343相同的方式可滑动地包容在四个带槽杆463、464、472和473中相应的一个的槽里。在此例中，第一侧棘爪杠杆439和440可转动地安装在固定于机架件566的销轴569上。第二侧棘爪杠杆442和443可转动地安装在固定于机架件566的销轴571上。另外，也可以设四个销轴而把四个棘爪杠杆439、440、442和443分别单独安装在四个销轴上。每个棘爪杠杆由装在销轴569和571之一上的回程弹簧573沿预定方向(例如沿管制方向)加力。

图8、9和10所示的调节装置包括被动正齿轮574、内螺纹件575、小齿轮577、手柄轴578、电动机529、减速器579、主动正齿轮580以及竖直延伸的丝杠432。被动正齿轮574以这样一种方式支撑在支撑件564上，以致于被动正齿轮574可以旋转，但不能沿竖直方向运动。内螺纹件575这样固定于被动正齿轮574，以致它们一起在同一轴线上旋转。内螺纹件575有个制有内螺纹的中心孔。有外螺纹的螺杆432旋入内螺纹件575中。被动正齿轮574与主动正齿轮580啮合，后者本身又经减速器579与电动机529连接，内螺纹件575有个与小齿轮(或小伞齿轮)577啮合的伞齿轮576。小齿轮577固定安装在适合于手动操作的水平延伸的手柄轴578的一端。因而，可以通过用手柄手动地转动手柄轴578或通过控制电动机529使丝杠432上下运动。

还设置一个根据主轴409的转动运动来操作的辅助开关581。当丝杠432上下运动时，辅助开关581探测操作的结束，发出停止信号去停止电动机529。

在所示的例子中，电动机529设置在丝杠432的右侧，如图8和10中所见。然而，也可以把电动机529布置在左侧。本例的第一和第二机架件565和566每个都有一个带有用于安装电动机529和减速器579的左法兰和右法兰的上部。在此例中，电动机529和减速器579布置在主动正齿轮580的下方，在上支撑件564之下。图9所示的结构还包括一个外机架件582、一个盖件583和一个通断指示器584。

在此实施例中，弹簧支承座591可以看成是操作杠杆433的部分。在此情况下，操作杠杆包括主轴409、固定安装于主轴409的外侧前段的操作臂433、以及固定安装于主轴409的内侧后段并有个支撑致动弹簧435的下端的摆动端的弹簧支承座591。

Claims (37)

1.一种开关机构，它包括：

一个开关；

一个操作杠杆，它与该开关连接以便操作该开关，而且它可以在主轴线上摆动，沿第一摆动方向从中间姿态到把开关保持在第一开关状态的第一摆动位置，及沿第二摆动方向从中间姿态到把开关保持在第二开关状态的第二摆动位置，当操作杠杆处于中间姿态时，操作杠杆把开关保持在第三开关状态；

其特征在于：

一个致动弹簧，它用于使操作杠杆沿着第一和第二摆动方向的每一个摆动，该弹簧有与操作杠杆连接的第一弹簧端及一个第二弹簧端；

一个调节装置，它用于使致动弹簧的第二弹簧端移动以便在致动弹簧中储存能量；

一个选择装置，它用于选择操作杠杆的第一和第二摆动方向之一；以及

一个保持装置，它用于把操作杠杆保持在第一和第二摆动位置及中间姿态的每一个，

其中所述调节装置包括一个与所述致动弹簧的所述第二弹簧端连接的可动调节件；

选择装置包括一个选择件，其可在第一选择位置和第二选择位置之间移动，第一选择位置用于使操作杠杆仅以第一摆动方向从中间姿态摆动，第二选择位置用于使操作杠杆仅以第二摆动方向从中间姿态摆动，并且

保持装置包括用于将操作杠杆保持在第一摆动位置的第一外制动件、用于将操作杠杆保持在第二摆动位置的第二外制动件和用于将操作杠杆保持在中间姿态的中立保持装置。

2.如权利要求1所述的一种开关机构，其中当操作杠杆保持在中间姿态时，调节装置的可动的调节件，沿压缩致动弹簧的压缩方向和拉伸致动弹簧的拉伸方向之一运动而在致动弹簧中储存能量，当操作杠杆保持在第一或第二摆动位置时，该调节件沿压缩和拉伸方向的另一方向运动而在致动弹簧中储存能量。

3.如权利要求2所述的一种开关机构，其中致动弹簧是个螺旋弹簧，当操作杠杆处于中间姿态时该弹簧被调节装置压缩而储存能量，当操作杠杆处于第一或第二摆动位置时该弹簧被调节装置拉伸而储存能量。

4.如权利要求3的一种开关机构，其中调节装置包括一个与所述致动弹簧的所述第二弹簧端连接的可动调节件；选择装置包括一个选择件，该选择件可在只允许操作杠杆从中间姿态沿第一摆动方向摆动的第一选择位置与只允许操作杠杆从中间姿态沿第二摆动方向摆动的第二选择位置之间运动；以及保持装置，它包括可在把操作杠杆保持在第一摆动位置的第一外制动件，可在把操作杠杆保持在第二摆动位置的第二外制动件，以及可在把操作杠杆保持在中间姿态的中立保持装置。

5.如权利要求4所述的一种开关机构，其中操作杠杆与可动开关元件连接，当操作杠杆处于第一摆动位置时该开关处于把开关的第一和第二端子连接在一起的第一开关闭合位置，当操作杠杆处于第二摆动位置时该开关元件处于把开关的第二端子与第三端子连接的第二开关闭合位置，以及当操作杠杆处于中间姿态时该开关元件处于使第一和第三端子每个都与第二端子分离的开关开路位置。

6.如权利要求4所述的一种开关机构，其中保持装置的中立保持装置包括可在把操作杠杆保持在第一中间位置的第一内制动位置与允许致动弹簧通过释放储存在压缩的致动弹簧中的能量使操作杠杆从第一中间位置向第一摆动位置摆动的第一内释放位置之间运动的第一内棘爪件，及可在把操作杠杆保持在第二中间位置的第二内制动位置与允许致动弹簧通过释放储存在压缩的致动弹簧中的能量使操作杠杆从第二中间位置向第二摆动位置摆动的第二内释放位置之间运动的第二内棘爪件，中间姿态包括第一和第二中间位置，以致当操作杠杆处于第一中间位置时和当操作杠杆处于第二中间位置时，操作杠杆都处于中间姿态。

7.如权利要求6所述的一种开关机构，其中保持装置相对于通过操作杠杆主轴线的一个假想的中间平面大体上是对称的，以致第一内、外棘爪件大体上分别是第二内、外棘爪件的镜像。

8.如权利要求6所述的开关机构，其中调节装置的可动调节件包括一个有一端与致动弹簧的第二弹簧端可转动地连接的丝杠，而调节装置还包括一个内螺纹啮合件，该件有与丝杠啮合的内螺纹并通过接受旋转运动使丝杠轴向运动。

9.如权利要求8所述的一种开关机构，其中丝杠的轴线位于假想的中间平面内并且大体上与中间平面内的操作杠杆的主轴线垂直。

10.如权利要求6所述的一种开关机构，其中调节装置的可动调节件包括一个旋转圆盘，该圆盘包括一个与旋转圆盘的轴线错开并可转动地支撑致动弹簧的第二弹簧端的外部，而调节装置还包括用于把旋转圆盘保持在预定的角位置的止动器。

11.如权利要求10所述的一种开关机构，其中旋转圆盘的轴线大体上与操作杠杆的主轴线平行。

12.如权利要求6所述的一种开关机构，其中调节装置至少包括一个用于使致动弹簧的第二弹簧端电动运动的电动机，和一个用于使致动弹簧的第二弹簧端手动运动的手柄件。

13.如权利要求6所述的一种开关机构，其中选择件是个可在与操作杠杆的主轴平行或一致的摆动轴上摆动的选择杠杆，而选择装置还包括一个用于把选择杠杆保持在第一和第二选择位置的第一个的止动销。

14.如权利要求6所述的一种开关机构，其中开关机构还包括一个用于使保持装置释放操作杠杆的释放装置。

15.如权利要求14所述的一种开关机构，其中释放装置包括一个用于使第一内棘爪件向第一内释放位置运动的第一内释放件、一个用于使第一外棘爪件向第一外释放位置运动的第一外释放件、一个用于使第二内棘爪件向第二内释放位置运动的第二内释放件、以及用于使第二外棘爪件向第二外释放位置运动的第二外释放件。

16.如权利要求15所述的一种开关机构，其中每个释放件包括一个电磁铁。

17.如权利要求15所述的一种开关机构，其中每个释放件是个有制成带槽的第一端和与调节装置的可动调节件可转动地连接的第二端的带槽杆，而每个棘爪件是个有用于保持操作杠杆的第一臂和有可滑动地包容在相应的释放件之一的槽里的滑动销的第二臂的棘爪杠杆。

18.如权利要求17所述的一种开关机构，其中每个带槽杆的槽从第一槽端沿带槽杆的纵向延伸到较接近带槽杆的第二端的第二槽端，第一和第二内释放件的每个都布置成当调节装置的可动调节件从预定的近能量储存位置沿朝向操作杠杆的主轴线的压缩方向向预定的近极限位置轴向运动时，用第二槽端推相应的第一和第二内棘爪杠杆的第二臂，而第一和第二外释放件每个都布置成当调节装置的可动调节件从预定的远能量储存位置沿背离操作杠杆的主轴线的拉伸方向向预定的远极限位置轴向运动时，用第一槽端拉相应的第一和第二外棘爪杠杆的第二臂。

19.如权利要求18所述的一种开关机构，其中开关机构还包括用于探测调节装置的可动调节件的位置的位置探测装置。

20.如权利要求19所述的一种开关机构，其中当可动调节件达到每个近和远极限位置时调节装置使电动机反转，而当可动调节件通过沿压缩方向的运动达到近能量储存位置时或当可动调节件通过沿拉伸方向的运动达到远能量储存位置时调节装置使电动机停止。

21.如权利要求15所述的一种开关机构，其中选择件可在操作杠杆的主轴线上摆动并制成带有第一和第二凹槽，而选择装置还包括一个用于通过与选择件的第一或第二凹槽啮合把选择件保持在第一或第二选择位置的止动器。

22.如权利要求21所述的一种开关机构，其中选择装置的止动器是个与操作杠杆的主轴线大体平行并可沿该主轴线运动的止动杆，该止动杆包括一个适合于配入选择件的第一和第二凹槽的第一个的大直径段。

23.如权利要求1至22的任一项所述的一种开关机构，其中开关机构还包括一个机架结构，该结构包括其间布置致动弹簧和调节件的第一和第二机架件。

24.如权利要求23所述的一种开关机构，其中操作杠杆固定安装于一个主轴上；该主轴由第一和第二机架件可转动地支撑并且包括布置在第一和第二机架件之间的内侧轴段和从第一和第二机架件之一向外伸出的外侧轴段；操作杠杆固定到主轴的外侧轴段并且可与每一制动件啮合；一个支撑致动弹簧的第一端的弹簧保持部分固定于主轴内侧段。

25.如权利要求24所述的一种开关机构，其中用于支撑致动弹簧的第二端的弹簧支撑杆支撑在调节件上并收容在分别在第一和第二机架件上形成的两个平行槽里，而弹簧支撑杆包括布置在第一和第二机架件之间并支撑致动弹簧的第二端的内侧杆段和从第一和第二机架之一向外伸出并可转动地支撑释放件的外侧杆段。

26.如权利要求25所述的一种开关机构，其中每个释放件可转动地支撑在一个销轴上，这些销轴固定于第一和第二机架件之一并从第一和第二机架件之一与主轴平行地向外伸出，而且每个释放件都由一个回程弹簧沿预定的旋转方向加力。

27.如权利要求26所述的一种开关机构，其中销轴仅包括第一和第二销轴，此二者都固定于第二机架件，第一内、外释放杠杆分别安装于第一销轴的第一和第二段，而第二内、外释放件分别安装于第二销轴的第一和第二段。

28.如权利要求27所述的一种开关机构，其中第一和第二机架件竖直延伸，主轴水平延伸，而调节装置的调节件布置在主轴上方，并设置成竖直运动以便压缩和拉伸致动弹簧。

29.如权利要求28所述的一种开关机构，其中机架结构还包括一个上支撑件，此件固定于第一和第二机架件的顶端，而调整装置的电动机安装于上支撑件。

30.如权利要求29所述的一种开关机构，其中调节装置还包括一个齿轮系，该齿轮系把调节件与调节装置的电动机连接起来以便从电动机向调节件传递旋转。

31.如权利要求30所述的一种开关机构，其中齿轮系包括含与丝杠的外螺纹啮合的内螺纹的部分和限定被动正齿轮的部分的内螺纹件，及由电动机驱动并与被动正齿轮啮合的主动正齿轮。

32.如权利要求31所述的一种开关机构，其中内螺纹件和主动正齿轮二者都装在机架结构的上支撑件上。

33.如权利要求31所述的一种开关机构，其中电动机布置在主动正齿轮的下方并固定于每个第一和第二机架件的左侧和右侧之一。

34.如权利要求33所述的一种开关机构，其中第一和第二机架件的第一个包括左上法兰部分和右上法兰部分，每部分都适合于支撑电动机，以致电动机可以固定于第一和第二机架件的右侧或左侧。

35.如权利要求34所述的一种开关机构，其中调节装置还包括一个手柄轴形式的手柄件，该件与丝杠不平行，通过伞齿轮与内螺纹件可驱动地连接、并且适合于手动转动。

36.如权利要求35所述的一种开关机构，其中手柄轴布置在上述支撑件的上方并大体上与主轴平行地延伸。

37.如权利要求36所述的一种开关机构，其中操作杠杆至少包括一个装在固定于操作杠杆的第一臂的摆动端的轴销上的从动滚轮。

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