CN108140498B - 用于开关设备的触发机构的双滚子阻挡装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于开关设备、尤其用于低压设备和装置、中压设备和装置和/或高压设备和装置的触发机构，其中，用于阻挡的杠杆具有两个滚子。

Description

用于开关设备的触发机构的双滚子阻挡装置

本发明涉及一种用于开关设备、尤其用于低压设备和装置、中压设备和装置和/或高压设备和装置的触发机构。

由现有技术已知例如用于真空保护器的简单连接装置。在该简单连接装置中，驱动杆通过压力弹簧被推入“断开”的开关位置。为了使开关设备不费力地保持在“闭合”的开关位置，驱动杆被机械地连接、即阻挡。为此，爪形块固定在驱动杆上。在“闭合”的开关位置，驱动杆被销钉固定。销钉是杠杆的构件，杠杆借助弹簧和由弹簧产生的弹簧力保持在连接位置。由销钉和杠杆组成的连接装置可以通过磁性线圈(触发磁体)及其磁场从连接位置被拉出，并且由此释放驱动杆，或者杠杆和销钉机械式地通过杆件从连接位置被拉出，以便释放驱动杆。

这种系统仅允许非常小的公差，以避免驱动杆的不希望的脱耦、即解锁。

在这样的系统中，即使是较小的公差也导致尤其在爪形块和销钉之间的较高的摩擦。

总体而言，在已知的系统中，对于机械式触发、即脱耦需要较高的触发力，例如在该实施方式中大约为100N。

对于电磁触发或脱耦也需要较高的力，因此触发磁体、即电磁体需要昂贵地专门制造。高触发力要求构件的坚固的结构类型和强力的弹簧。连接装置的杠杆由于较高的力也必须被焊接，这导致生产工艺耗费较大。

由于在用于机械式触发的杆件上出现横向力，因此需要附加的支承件，以便防止附加的摩擦力或使其最小化。

因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种能够简单制造且成本较低的触发机构，同时该触发机构防止例如由于振动引起的不希望的脱耦、即触发。

所述技术问题通过独立权利要求1及其从属权利要求解决。

按照本发明公开一种用于开关设备的触发机构，其具有驱动杆、适合作用于所述驱动杆的机械蓄能器和阻挡装置。所述阻挡装置优选具有在驱动杆上的第一阻挡元件、具有第一滚子和第二滚子的杠杆、第二阻挡元件和触发元件。所述第一滚子和第二滚子可转动地支承在所述杠杆旁或杠杆上。

所述第二阻挡元件在锁止位置中作用在第一滚子上，从而阻止所述杠杆朝第二阻挡元件的方向、也就是朝第三旋转中心、即第二阻挡元件的旋转中心移动。

所述第二滚子作用于第一阻挡元件，从而阻止第一阻挡元件移动离开机械蓄能器或靠近机械蓄能器。

“锁止位置”的表述既涉及阻止杠杆朝第二阻挡元件的方向移动，也涉及阻止第一阻挡元件移动离开机械蓄能器或靠近机械蓄能器。在所述锁止位置中所述第一阻挡元件被阻止离开机械蓄能器或靠近机械蓄能器，所述第二阻挡元件能够借助所述触发元件移动，使得所述第二阻挡元件从锁止位置移动离开第一滚子，并且具有第一滚子和第二滚子的杠杆移动离开锁止位置，从而所述第一阻挡元件转移越过第二滚子，并且所述驱动杆通过存储在所述机械蓄能器中的能量被移动远离机械蓄能器或靠近机械蓄能器。

这种触发机构使得开关能够可靠地保持在“闭合”位置，但是通过加载能量的机械蓄能器能快速且可靠地转移至“断开”位置，方式是，通过触发元件使连接装置脱耦、即松开并且解锁锁止装置。

优选一种用于开关设备的触发机构，其中，所述机械蓄能器是弹簧元件、进一步优选地是压力弹簧。

也优选这样一种用于开关设备的触发机构，其中，所述驱动杆可转动地支承在第一旋转中心上，并且所述杠杆可转动地支承在第二旋转中心上，并且所述第二滚子布置在第二旋转中心和第一滚子之间。所述第二阻挡元件可转动地支承在第三旋转中心上。所述第二阻挡元件在第三旋转中心的远离第一滚子的一侧且朝向触发元件的一侧上贴靠在止挡上，所述止挡阻碍第二阻挡元件的朝向第一滚子的一侧朝远离第二滚子的方向转动。所述第二阻挡元件通过所述触发元件能够转动，使得所述第二阻挡元件的朝向第一滚子的一侧从第三旋转中心观察离开第一滚子并且朝向第二滚子运动，并且如果需要也移动经过第二滚子，从而所述杠杆朝第三旋转中心的方向移动，并且所述第一阻挡元件转移越过第二滚子，并且所述第一阻挡元件被释放，使得所述驱动杆通过压力弹簧或机械蓄能器能够围绕第一旋转中心转动。

也优选这样一种用于开关设备的触发机构，其中，所述第二阻挡元件通过扭力弹簧以机械力被预紧。

另一实施例是这样一种用于开关设备的触发机构，其中，所述第二阻挡元件通过扭力弹簧以机械力附加地针对扭转被固定，并且在解锁位置中，复位力朝锁止位置的方向作用于阻挡元件，其中，解锁位置的特征在于，所述杠杆不被阻止朝向第二阻挡元件移动，并且所述第一阻挡元件不被阻止移动离开机械蓄能器或靠近机械蓄能器。

也优选这样一种用于开关设备的触发机构，其中，所述第二滚子相对于所述第一滚子朝驱动杆的方向在所述杠杆上偏移。

也优选这样一种用于开关设备的触发机构，其中，在锁止位置中，所述第二阻挡元件在远离第一滚子的一侧上相对竖直轴线、即第二阻挡元件沿竖直定向的纵轴线朝止挡的方向倾斜0.2°至0.5°。换言之：在销杆和/或第二阻挡元件贴靠在止挡上的锁止位置中，销杆和/或第二阻挡元件的轴线倾斜0.2°至0.5°，更确切地说，所述阻挡元件的从第三旋转中心观察远离第一滚子的一侧朝向第二滚子的方向偏转。第二阻挡元件相对于一条轴线倾斜，该轴线尤其也可以通过穿过第三旋转中心和第一滚子的转动中心的轴线形成。

也优选这样一种用于开关设备的触发机构，其中，所述第二阻挡元件的在锁止位置中朝向第一滚子的那些棱边是倒圆的。

在另一实施例中，所述第一滚子和第二滚子具有不同的直径。

也优选这样一种用于开关设备的触发机构，其中，所述触发元件是触发磁体、尤其电磁体或线圈、尤其磁性线圈。

也优选这样一种用于开关设备的触发机构，其中，所述触发磁体既能机械地又能电气地被操纵。

也优选这样一种用于开关设备的触发机构，其中，用于通过触发元件触发对第二阻挡元件的机械式解锁所需的力小于50N、优选小于30N、优选小于25N、进一步优选20N(+/-)2N。

在用于开关设备的触发机构的另一实施例中，所述第二阻挡元件是销杆或半轴。

以下结合各附图详细阐述本发明的技术方案：

图1示出根据现有技术的连接装置的剖面视图

图2示出用于图1所示的连接装置的杠杆和力的示意图

图3示出剖切按照本发明的连接装置和触发装置的剖面图

图4示出图3所示的连接装置和触发装置以及杠杆臂的示意图

图5示出第二阻挡元件的倾斜的示意图。

图1示出根据现有技术的连接装置和与此相关的触发机构、例如西门子3TLG真空保护器。具有驱动杆的旋转中心1的驱动杆2通过压力弹簧5被朝向“断开”的开关位置的方向的挤压。为了使驱动杆2并且由此使开关设备保持在“闭合”的开关位置，驱动杆2被机械地连接。

这种连接通过固定在驱动杆2上的爪形块8实现。该爪形块8被销钉12固定在“闭合”的开关位置。

所述销钉12是杠杆3的构件，其中，杠杆3借助扭力弹簧6的弹簧力保持在连接位置。

为了脱耦、即为了触发开关，使得开关可以进入“断开”的开关位置，则为磁性线圈7通电，其中，磁性线圈7的磁场将杠杆3从连接位置拉出并且因此释放驱动杆2，或者杠杆3被杆件10机械地从锁止位置拉出，从而销钉12又释放爪形块8并且因此释放杠杆3。

杆件10在轴承11中被导引，以便减少不希望的力。

还示出了磁性线圈下方的垫片9。

图2在上部示意性地示出根据现有技术的触发装置的原理结构。

驱动杆20可转动地支承在驱动杆的旋转中心1上。压力弹簧50作用在驱动杆20上。如果开关位于连接的“闭合”开关位置，则驱动杆20被销钉120固持在“闭合”位置。

销钉120固定在杠杆30上，并且杠杆30可旋转地支承在旋转中心40上，并且扭力弹簧60使杠杆保持在连接位置，或者将杠杆推入该连接位置。

杠杆30可以借助杆件100或磁性线圈70移动离开锁止位置，从而驱动杆20可以被释放并且被压力弹簧50移动。

图2的下方部分同样示出锁止位置中的驱动杆20，其中，示出了销钉的杠杆臂130、线圈的杠杆臂140、杆件的杠杆臂150和横向力160。

图3示出了剖切按照本发明的触发机构得到的剖面图。驱动杆112可转动地支承在驱动杆的旋转中心111上。在“闭合”的开关位置中，驱动杆112通过第一阻挡元件1116被阻挡，第一阻挡元件1116可以设计成销杆，第二滚子1110由此被阻止离开机械蓄能器、在此为压力弹簧115。阻挡元件1116与驱动杆112固定连接。第二滚子1110可转动地支承在杠杆113上。杠杆113自身可转动地支承在杠杆113的旋转中心、即第二旋转中心114上。

在锁止位置中、也就是说在开关的连接的“闭合”开关位置中，通过可转动地支承在杠杆113上的第一滚子1111，第二阻挡元件118阻止杠杆113离开第一阻挡元件1116。第二阻挡元件118位于第三旋转中心119的下方，第二阻挡元件118可转动地支承在第三旋转中心119上，并且在朝向杠杆113的旋转中心、即第二旋转中心114的一侧上贴靠在止挡1119上。原则上(此处未示出)，止挡1119也可以设置在第三旋转中心119的上方，第二阻挡元件118可转动地支承在第三旋转中心119上，并且该止挡1119可以设置在第二阻挡元件118的远离杠杆113的旋转中心、即第二旋转中心114的一侧上。

为了触发或脱耦，触发元件117可以机械式或电子式地使第二阻挡元件118移动或旋转。通过所述运动，第二阻挡元件118离开第一滚子1111并且由此释放杠杆113。尤其第二阻挡元件118的朝向第一滚子1111的端部可以离开第一滚子1111并且朝第二滚子1110靠近，并且必要时也继续移动经过第二滚子1110。被释放的杠杆113朝向第二阻挡元件118的方向移动，并且由此实现第一阻挡元件1116越过杠杆113的第二滚子1110转离。因此，被释放、脱耦或解锁的驱动杆112可以通过机械蓄能器115、此处为压力弹簧115围绕驱动杆的旋转中心111转动，并且因此使开关移至“断开”位置。

阻挡元件118的旋转中心、即第三旋转中心119上的扭力弹簧116使得，当开关转变到“闭合”位置时，第二阻挡元件118再次转回到连接位置或阻止位置，这使杠杆113能够或运动以便阻挡第一阻挡元件1116。

图4的上方部分示意性地示出图3的结构。驱动杆112可转动地支承在驱动杆的旋转中心111上。第二滚子1110阻止驱动杆112，并且阻碍弹簧115将驱动杆112推出阻挡位置。第二滚子1110通过杠杆臂113'与杠杆113的旋转中心、即第二旋转中心114连接。第一滚子1111也固定在杠杆113上，并且作用在第一滚子1111上的第二阻挡元件118阻碍杠杆113朝第二阻挡元件118的方向移动。第二阻挡元件118可转动地与扭力弹簧116和第二阻挡元件118的旋转中心、即第三旋转中心119一并可转动地支承。触发元件117设置为，使触发元件117能作用于第二阻挡元件118，并且能够通过推动第二阻挡元件118转动释放杠杆113并且由此释放驱动杆112。

图4的下方部分示出杠杆113和第二阻挡元件118一侧的杠杆臂。第一滚子1111的杠杆臂1113和第二滚子1110的杠杆臂1112同样被标出，以及第二阻挡元件118的杠杆臂1114和触发元件117的杠杆臂1115。

图5示出第二阻挡元件118的连接状态的原理草图，第二阻挡元件118为了实现自锁而倾斜或“过延伸”0.2°至0.5°。在此示出杠杆113的轴线1121和杠杆113的旋转中心、即第二旋转中心114，以及被第二阻挡元件118固持在锁止或连接位置的第一滚子1111。第二阻挡元件118在第二阻挡元件118的第三旋转中心119上如此倾斜，使得形成自锁。这种自锁通过以下方式实现，即，第一滚子1111的旋转中心位于具有第二阻挡元件118的第三旋转中心119的轴线上，并且第二阻挡元件118的止挡1119设置为，在连接或锁止位置中，销杆的轴线相对于由第一滚子1111和第二阻挡元件118的第三旋转中心119共同确定的轴线偏转0.2°至0.5°。该偏转发生在第二阻挡元件118的从第三旋转中心119观察朝向第一滚子1111的一侧上并且朝远离杠杆113的旋转中心114的方向偏转。在此也示出了力矢量1130，力矢量1130由偏转产生并且导致自锁、也就是说“过延伸”。

附图标记列表

1 驱动杆2的旋转中心

2、20 驱动杆

3 杠杆

4、30 杠杆的旋转中心

5、50 机械蓄能器、弹簧、压力弹簧

6、60 扭力弹簧

7、70 磁性线圈

8 爪形块

9 垫片

10、100 杆件

11 轴承

12、120 销钉

130 销钉的杠杆臂

140 磁性线圈的杠杆臂

150 杆件的杠杆臂

160 横向力

111 驱动杆112的旋转中心、第一旋转中心

112 驱动杆

113 杠杆

114 杠杆113的旋转中心、第二旋转中心

115 机械蓄能器、弹簧、压力弹簧

116 杠杆113的旋转中心上的扭力弹簧

117 触发元件、触发磁体、电磁体

118 第二阻挡元件、销杆

119 第二阻挡元件的旋转中心、第三旋转中心

1110 第二滚子

1111 第一滚子

1112 第一滚子的杠杆臂

1113 第二滚子的杠杆臂

1114 第二阻挡元件、销杆的杠杆臂

1115 触发元件的杠杆臂

1116 第一阻挡元件

1119 第二阻挡元件、销杆的止挡

1120 第二阻挡元件、销杆的轴线

1130 合成的力矢量

A 用于自锁的0.2°至0.5°的倾斜、过延伸

B 机械触发、脱耦的方向

Claims (14)

1.一种用于开关设备的触发机构，具有

驱动杆(112)、

适合作用于所述驱动杆(112)的机械蓄能器(115)和阻挡装置，

其特征在于，所述阻挡装置具有固定连接在驱动杆(112)上的第一阻挡元件(1116)、具有第一滚子(1111)和第二滚子(1110)的杠杆(113)、第二阻挡元件(118)和触发元件(117)，

其中，所述第一滚子(1111)和第二滚子(1110)可转动地支承在所述杠杆(113)旁或杠杆(113)上，

所述第二阻挡元件(118)在锁止位置中作用在第一滚子(1111)上，从而阻止所述杠杆(113)朝第二阻挡元件(118)的方向移动，

所述第二滚子(1110)作用于第一阻挡元件(1116)，从而阻止第一阻挡元件(1116)移动离开机械蓄能器(115)或靠近机械蓄能器(115)，

并且其中，在所述锁止位置中所述第一阻挡元件(1116)被阻止离开机械蓄能器(115)或靠近机械蓄能器(115)，所述第二阻挡元件(118)能够借助所述触发元件(117)移动，使得所述第二阻挡元件(118)从锁止位置移动离开第一滚子(1111)，并且具有第一滚子(1111)和第二滚子(1110)的杠杆(113)移动离开锁止位置，从而所述第一阻挡元件(1116)转移越过第二滚子(1110)，并且所述驱动杆(112)通过存储在所述机械蓄能器(115)中的能量被移动远离机械蓄能器(115)或靠近机械蓄能器(115)，

并且其中，所述第二滚子(1110)相对于所述第一滚子(1111)朝驱动杆(112)的方向在所述杠杆(113)上偏移，

并且其中，在锁止位置中，所述第二阻挡元件(118)在远离第一滚子(1111)的一侧上相对竖直轴线朝止挡(1119)的方向倾斜0.2°至0.5°，所述止挡阻碍第二阻挡元件(118)的朝向第一滚子(1111)的一侧朝远离第二滚子(1110)的方向转动，

并且其中，所述第二阻挡元件(118)的在锁止位置中朝向第一滚子(1111)的那些棱边是倒圆的。

2.根据权利要求1所述的用于开关设备的触发机构，其特征在于，所述机械蓄能器(115)是压力弹簧。

3.根据权利要求1所述的用于开关设备的触发机构，

其特征在于，所述驱动杆(112)可转动地支承在第一旋转中心(111)上，

并且其中，所述杠杆(113)可转动地支承在第二旋转中心(114)上，并且所述第二滚子(1110)布置在第二旋转中心(114)和第一滚子(1111)之间，

其中，所述第二阻挡元件(118)可转动地支承在第三旋转中心(119)上，

其中，所述第二阻挡元件(118)在第三旋转中心(119)的远离第一滚子(1111)的一侧上贴靠在所述止挡上，

其中，所述第二阻挡元件(118)通过所述触发元件(117)能够转动，使得所述第二阻挡元件(118)的朝向第一滚子(1111)的一侧离开第一滚子(1111)并且朝向第二滚子(1110)运动，从而所述杠杆(113)朝第三旋转中心(119)的方向移动，并且

所述第一阻挡元件(1116)转移越过第二滚子(1110)，并且所述第一阻挡元件(1116)被释放，使得所述驱动杆(112)通过机械蓄能器能够围绕第一旋转中心(111)转动。

4.根据前述权利要求之一所述的用于开关设备的触发机构，其特征在于，所述第二阻挡元件(118)通过扭力弹簧(116)以机械力被预紧。

5.根据权利要求1至3之一所述的用于开关设备的触发机构，其特征在于，所述第二阻挡元件(118)通过扭力弹簧(116)以机械力附加地针对扭转被固定，并且在解锁位置中，复位力朝锁止位置的方向作用于阻挡元件(118)，其中，解锁位置的特征在于，所述杠杆(113)不被阻止朝向第二阻挡元件(1118)移动，并且所述第一阻挡元件(1116)不被阻止移动离开机械蓄能器(115)或靠近机械蓄能器(115)。

6.根据权利要求1至3之一所述的用于开关设备的触发机构，其特征在于，所述第一滚子(1111)和第二滚子(1110)具有不同的直径。

7.根据权利要求1至3之一所述的用于开关设备的触发机构，其特征在于，所述触发元件(117)是触发磁体(117)。

8.根据权利要求7所述的用于开关设备的触发机构，其特征在于，所述触发磁体(117)是电磁体。

9.根据权利要求7所述的用于开关设备的触发机构，其特征在于，所述触发磁体(117)既能机械地又能电气地被操纵。

10.根据权利要求9所述的用于开关设备的触发机构，其特征在于，用于通过触发元件(117)触发对第二阻挡元件(118)的机械式解锁所需的力小于50N。

11.根据权利要求10所述的用于开关设备的触发机构，其特征在于，所需的力小于30N。

12.根据权利要求10所述的用于开关设备的触发机构，其特征在于，所需的小于25N。

13.根据权利要求10所述的用于开关设备的触发机构，其特征在于，所需的力为20N(+/-)2N。

14.根据权利要求1至3之一所述的用于开关设备的触发机构，其特征在于，所述第二阻挡元件(118)是销杆(118)或半轴。

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