CN1133186C - 具有瞬动闭和功能的开关 - Google Patents

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Abstract

开关包含至少两个相互作用的触点(1，2)和一个闭合弹簧(5，11，15，21)，后者用于将触点移动到闭合位置；一个操作钮，其可以用于启动闭合弹簧(5，11，15，21)的一个预受力状态；以及一个锁定装置(6)，其用于在闭合开关时锁定触点(1，2)，直至一个预定时刻，此时预应力闭合弹簧(5，11，15，21)的作用将释放到触点上。锁定装置(6)被设计得用于在预受力状态下将相互作用的触点(1，2)锁定在一个触点距离。该锁定触点距离小于触点(1，2)在断开位置的触点距离。

Description

具有瞬动闭合功能的开关
本发明涉及一种开关，其包含至少两个相互作用的触点，一个闭合弹簧用于将触点移动到闭合位置，一个操作钮可以用于使闭合弹簧初始具有一个预受力状态，以及一个锁定装置用于在闭合开关时锁定触点，直至一个预定时刻，此时预应力闭合弹簧将力释放到触点上。
上述类型开关中的一种见于国际专利申请WO 96/17368中。
这种现有开关具有两个相互作用的触点，即固定触点和活动触点，活动触点通过触点臂杆而固定在开关轴杆上。该开关轴杆在一个预应力闭合弹簧的作用下旋转，以将上述触点移动到闭合位置。为此，闭合弹簧首先通过操作钮的旋转而预受力。在这个过程中使用了一个闭锁动作，包括使一个膝装置移动超过死点。这将导致一个瞬时动作，其中弹簧会在触点释放之前完全预受力。闭合弹簧还用于保持一个触点力。对于这种类型的开关，目的是将它们设计得能够以相对于操作者独立的方式闭合，即触点压力和闭合速度尽可能与操作人员对开关的操作无关。这个特性是很重要的，因为需要防止开关的触点受损，受损的原因一方面是闭合太快，这样会因回跳而导致触点烧毁，另一方面是闭合太慢，这样可能会因触点压力建立得太慢而导致触点被焊接就位。
这种现有开关中还装有一个锁定装置，其用于将触点锁定在超过理论闭锁反转点处，以确保闭合弹簧充分预受力。然而，存在一个问题，特别是在使用对接触点时，触点回跳的可能性仍很高，因而在出现短路时会被烧毁或焊接就位。
在美国专利4,687,891中描述了一种上述类型的开关，其中锁定装置被设计得能够在预受力状态下将相互作用的触点锁定在一个触点距离，该锁定触点距离小于触点在断开位置时的触点距离。
本发明的目的是提供一种在前叙部分中所述类型的开关，以避免上述问题。
根据本发明的第一个方面，这个目的可以通过下面的事实而实现，即在活动触点的触点臂杆上的远离固定触点的一侧安置着一个控制杆，其可以在一个位于其两端之间的点处回转并且在一端毗邻触点臂杆，该端的轮廓使得，通过在预应力闭合弹簧的作用下旋转该控制杆，活动触点可以移动至接触固定触点，而且，锁定装置包含一个可释放锁紧元件，其在闭合弹簧的预受力状态下将控制杆锁紧在一个位置上，此时活动触点位于与固定触点相距锁定触点距离处。
根据本发明的第二个方面，上述目的可以通过下面的事实而实现，即在活动触点(2)的触点臂杆(3)上的远离固定触点的一侧安置着一个第一杆(16)，其可以在一个位于其两端之间的点(17)处回转，而且其中一端指向触点臂杆(3)并以可回转的方式(19)连接着一个第二杆(18)的一端，而另一端以可回转的方式连接着一个触点臂杆(3)，而且，锁定装置包含一个可释放锁紧元件(20)，其在闭合弹簧(5，21)的预受力状态下将第一杆(16)锁紧在一个位置上，此时活动触点位于与固定触点(1)相距锁定触点距离处。
其结果是，在闭合/触点力弹簧的预受力过程中，触点将彼此相向着移动至相距一个选定距离处，该距离使得触点间没有任何火花放电的可能。在闭合/触点力弹簧充分预受力后，闭合/触点力弹簧的作用将释放到触点上。同传统开关闭合方式相比，聚集的弹簧能量只有一小部分会从闭合/触点力弹簧系统转换到触点上成为动能。利用本发明可以显著减少回跳以及触点出现焊接现象的危险。
应当指出，在国际专利申请WO 95/29499中描述了一种阻挡装置，其用于防止开关轴杆从断开位置回跳，即跳向触点闭合位置。然而，这种装置是用于在开关断开时抑制回跳现象的。
美国专利4,687,891中的锁定装置装于预应力弹簧与触点臂杆之间。与之相反，本发明的开关的锁定装置是单独安置的。因此，可以转换更高的动力，这是美国专利4,687,891中的现有开关作不到的。
本发明的各实施例描述于从属权利要求中。
下面将通过参考附图而更详细地解释本发明，图1-6简要显示了本发明的各实施例。
开关包含一组触点，但在图1-6中只显示出两个相互作用的触点，即一个固定触点1和一个活动触点2。活动触点2固定在一个触点臂杆3上。活动触点2的闭合驱动器是通过一个膝装置而形成的，膝装置包含膝杆4和闭合/触点力弹簧5。上述膝装置作用在活动触点2的触点臂杆3上。开关还包含一个锁定装置6，用以锁定触点以使它们不易从断开位置闭合上。
各图中所示的开关位于断开位置。断开弹簧未在图1中示出。
当开关需要闭合时，一个操作钮用于将力F沿着箭头方向施加到包含膝杆4和闭合弹簧5的膝装置的膝关节上。为了清楚起见，操作钮以及位于操作钮与膝装置的膝关节之间的连杆未示出，但它对于本领域的普通技术人员来说显然是容易设计的。当力F施加到膝装置4、5的膝关节上时，触点臂杆3的自由端以及触点2将向右移向固定触点1。闭合力F使得闭合/触点力弹簧启动并持续一个预受力状态。在这个预受力状态下，在经过了一个初始阶段后，活动触点2被锁定装置6锁定。在初始阶段结束时，活动触点2已经移动到距固定触点1这样一个距离处，该距离使得两个触点之间没有火花放电的可能。活动触点2被保持在这个锁定触点距离处，该距离小于触点在断开位置时的触点距离。在这个初始阶段之后，闭合/触点力弹簧进一步预受力，直至到达足以闭合两个触点1、2的预应力级别。一旦到达这个级别，锁定装置6即释放。
应当指出，在预受力状态的初始阶段，活动触点通过力F而移动到上述距相关固定触点较短的锁定触点距离处，而活动触点2尚未被锁定。然而，很容易设想，这个较短触点距离也可以通过其它方式，如机械式而到达。
在图1所示的实施例中，锁定装置6包含一个锁紧元件7，在闭合弹簧5的预受力状态下，当上述较短锁定触点距离到达后，该锁紧元件将锁紧活动触点2。显然，可以采用多种锁紧元件，而且可以想象，作为实例，可以将一个棘爪装置安置在触点臂杆3的另一侧，该棘爪装置可以通过，例如，使触点臂杆3顶靠着一个棘爪(未示出)而将活动触点锁紧，而当该棘爪旋转开后，可以释放触点臂杆3。
图1中的锁紧元件为夹持杆的形式，夹持杆在其一端通过枢轴固定着。通过一个预应力弹簧(未示出)，该夹持杆7在所示位置上预受力。夹持杆7的自由端上装有一个钩子8，在触点1、2的断开位置，该钩子将咬合在一个钩子9的后面，钩子9固定在活动触点2的触点臂杆3上。在图1所示的开关断开位置，钩子8、9上的相互面对着的抓持面彼此相隔一个距离，该距离等于断开位置的触点距离减去锁定触点距离。
在经过了闭合/触点力弹簧5的初始阶段而上述弹簧充分预受力后，夹持杆7沿着箭头A的方向，即相对于它的预应力弹簧的力的方向回转，其结果是，钩子8和触点臂杆3以及相关活动触点2被释放。释放后的触点2将以相对于操作者独立的方式接触固定触点1，而回跳的可能性被最小化。
应当指出，夹持杆7沿方向A的旋转可以通过开关操作钮(未示出)而以未示出的方式实现。
此外，显然夹持杆和/或固定钩子8是以这样的方式连接的，即它们在触点臂杆3从触点的闭合位置移向断开位置时，将自动彼此滑过对方，直至到达图1所示位置。
图2所示实施例中的开关包含固定触点1、带触点臂杆3的活动触点2以及锁定装置7、8、9，如图1所示实施例那样。出于这个原因，这些部件不再描述。
本图中还显示了断开弹簧10。
在图2所示实施例中，活动触点2通过触点臂杆3而被一个卷簧11驱动。卷簧11通过一个力矩M而预受力，该力矩可以通过简单的方式而从开关操作钮(未示出)获得，这种获得方式对于本领域的普通技术人员来说是一个标准程序。
上述力矩将带动活动触点2移向固定触点1，而这个运动将被夹持杆7锁定。在闭合弹簧充分预受力后，夹持杆7沿箭头A的方向旋转而释放活动触点2，而各触点将以相对于操作者独立而且不会回跳的方式闭合。
在图3所示开关中，活动触点2被一个控制杆12驱动，该控制杆可以在一个点13处回转。控制杆12的一端与触点臂杆3相互作用。这个特定端部的轮廓使得，通过控制杆12的旋转，触点臂杆3以及触点2将移向固定触点1。这里，也提供了一个预应力闭合弹簧5。控制杆12通过锁定装置6而被锁定，在本实施例中，锁定装置6包含一个可释放锁紧元件14。在闭合弹簧5的预受力状态下，该锁紧元件14可以将控制杆12锁紧在这样一个位置上，即活动触点12停靠在相对于固定触点1锁定的触点距离处。
为了闭合开关，闭合弹簧5通过一个力F而预受力，该力是因开关操作钮的运动而获得的。在闭合弹簧5的预受力状态初始阶段，控制杆12沿箭头B的方向旋转，而且通过控制杆12上顶靠着触点臂杆3的那一端的轮廓，活动触点2将向右移动一小段距离，直至触点距离等于上述锁定触点距离。一旦到达这个触点距离，控制杆12将被锁紧元件14锁紧，在本实施例中锁紧元件被设计成可回转爪14。在预受力状态的其余部分中，闭合弹簧5进一步预受力，直至到达一个预定的预应力级别，此后，锁紧元件14将沿箭头A的方向旋转。这个旋转可以从开关操作钮(未示出)的运动而获得。还应指出，锁紧元件14预受力于图3所示位置。
在开关的断开位置，锁紧元件14的自由端与控制杆12上的对置表面间的距离等于断开位置的触点距离减去锁定触点距离。
应当指出，锁紧装置的爪14也可以与控制杆12右侧段的顶面相互作用。
在图4所示的本发明开关的实施例中，还显示了断开弹簧10。在本实施例中，控制杆12被卷簧15驱动。通过一个可以从操作钮获得并作用在闭合弹簧3上的力矩M，控制杆12将沿箭头B的方向旋转，其结果是触点1、2将彼此移向对方。触点臂杆3的运动将通过锁紧元件14或爪锁紧控制杆12而被临时中断。触点臂杆3以及活动触点2的位置被保持住，而卷簧15进一步预受力。当卷簧15充分预受力后，锁紧元件14将沿箭头A的方向旋转，如果合适的话，这个旋转可以通过开关操作钮的运动而获得。其结果是，控制杆12被释放，而且在预应力卷簧15的作用下，触点1、2将以相对于操作者独立的方式闭合，其回跳的可能性最小。
在图5和6所示的实施例中，活动触点2，特别是触点臂杆3被杠杆组驱动，杠杆组中包含可以绕着一个点17回转的第一杆16。第一杆16的右侧端以可回转的方式连接着第二杆18的一端。第二杆18的另一端以可回转的方式连接着触点臂杆3。在这种情况下，锁紧装置6包含可释放锁紧元件20，该锁紧元件为可回转爪的形式。
在图5所示实施例中，两个触点，即固定触点1和活动触点2被闭合弹簧5驱动，该弹簧通过一个力F而预受力。闭合弹簧5作用在两个杆16和18之间的膝关节上。显然，弹簧也可以在不同位置作用在杠杆组上，只要预应力作用在正确方向上即可。
通过施加力F，第一杆16将以这样的方式旋转，即触点臂杆3以及触点2将在第二杆18的作用下而移向固定触点1，直至这个运动被锁紧元件20临时中断。一旦闭合弹簧5充分预受力，锁紧元件20将沿箭头A的方向旋转，以将第一杆16释放，而预应力弹簧5将通过杆16、18的组合系统而驱动触点臂杆3以及触点2移向固定触点，而各触点将以相对于操作者独立的方式闭合，其回跳的可能性最小。
在图6所示实施例中，卷簧21用作闭合弹簧。闭合弹簧21通过一个力矩M而预受力，该力矩可以从开关操作钮获得。通过这个力矩M，第一杆16将在闭合弹簧21的作用下而以这样的方式旋转，即触点臂杆3以及触点2将在第二杆18的作用下而移向固定触点1，直至这个运动被锁紧元件20临时中断。一旦卷簧21充分预受力，锁紧元件20将沿箭头A的方向旋转，以将第一杆16释放。随着第一杆16被释放，触点1、2将通过第二杆18和触点臂杆3而在卷簧21的预应力作用下以相对于操作者独立的方式闭合，其回跳的可能性最小。
还应指出，锁紧元件或爪21也可以在回转点12右侧，甚至是在连接位置与第一或第二杆相互作用。在后面的情况下，爪必须被拖走以释放杠杆组。

Claims (8)

1.开关，其包含：至少一个固定触点(1)和一个活动触点(2)，它们彼此相互作用；一个闭合弹簧(5，11，15，21)，其用于将触点移动到闭合位置；一个操作钮，其可以用于使闭合弹簧(5，11，15，21)初始具有一个预受力状态；以及一个锁定装置(6)，其用于在闭合开关时锁定触点(1，2)，直至一个预定时刻，此时预应力闭合弹簧(5，11，15，21)的作用将释放到动触点上，其中锁定装置(6)被设计得用于在预受力状态下将相互作用的触点(1，2)锁定在一个触点距离，该锁定触点距离小于触点(1，2)在断开位置的触点距离，其特征在于，在活动触点(2)的触点臂杆(3)上的远离固定触点(1)的一侧安置着一个控制杆(12)，其可以在一个位于其两端之间的点(13)处回转并且在一端毗邻触点臂杆(3)，该端的轮廓使得，通过在预应力闭合弹簧的作用下旋转该控制杆，活动触点(2)可以移动至接触固定触点(1)，而且，锁定装置(6)包含一个可释放锁紧元件(14)，其在闭合弹簧(5，15)的预受力状态下将控制杆(12)锁紧在一个位置上，此时活动触点(2)位于与固定触点(1)相距锁定触点距离处。
2.根据权利要求1所述的开关，其特征在于，锁紧元件(14)包含一个可回转爪(14)，该爪的自由端面对着控制杆(12)，该爪以这样的方式安置着，即它在预受力状态下将锁定控制杆，而在触点(1，2)的断开位置，爪与控制杆上的相互面对着的表面位于彼此相距一个距离处，该距离等于触点在断开位置的触点距离减去锁定触点距离。
3.根据权利要求1或2所述的开关，其特征在于，闭合弹簧是一个环绕着控制杆(12)的回转点(13)布置的卷簧(15)，其一端作用在控制杆(12)上，另一端连接着用于使卷簧(15)预受力的操作钮。
4.根据权利要求1或2所述的开关，其特征在于，闭合弹簧是一个作用在控制杆(12)上的拉伸或压缩弹簧(15)。
5.开关，其包含：至少一个固定触点(1)和一个活动触点(2)，它们彼此相互作用；一个闭合弹簧(5，11，15，21)，其用于将触点移动到闭合位置；一个操作钮，其可以用于使闭合弹簧(5，11，15，21)初始具有一个预受力状态；以及一个锁定装置(6)，其用于在闭合开关时锁定触点(1，2)，直至一个预定时刻，此时预应力闭合弹簧(5，11，15，21)的作用将释放到动触点上，其中锁定装置(6)被设计得用于在预受力状态下将相互作用的触点(1，2)锁定在一个触点距离，该锁定触点距离小于触点(1，2)在断开位置的触点距离，其特征在于，在活动触点(2)的触点臂杆(3)上的远离固定触点(1)的一侧安置着一个第一杆(16)，其可以在一个位于其两端之间的点(17)处回转，而且其中一端指向触点臂杆(3)并以可回转的方式(19)连接着一个第二杆(18)的一端，而另一端以可回转的方式连接着一个触点臂杆(3)，而且，锁定装置包含一个可释放锁紧元件(20)，其在闭合弹簧(5，21)的预受力状态下将第一杆(16)锁紧在一个位置上，此时活动触点位于与固定触点(1)相距锁定触点距离处。
6.根据权利要求5所述的开关，其特征在于，锁紧元件(20)包含一个可回转爪(20)，该爪的自由端指向第一或第二杆(16，18)，该爪(20)以这样的方式安置着，即它锁定了上述杆，而在触点(1，2)的断开位置，爪与一个杆(16，18)上的相互面对着的表面位于彼此相距一个距离处，该距离等于触点(1，2)在断开位置的触点距离减去锁定触点距离。
7.根据权利要求5或6所述的开关，其特征在于，闭合弹簧是一个环绕着第一杆(16)的回转点(17)布置的卷簧(21)，其一端作用在第一杆(16)上，另一端连接着用于使卷簧(21)预受力的操作钮。
8.根据权利要求5或6所述的开关，其特征在于，闭合弹簧是一个作用在第一或第二杆(16，18)上的拉伸或压缩弹簧(5)。
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