CN114759436A - 用于电气配电盘的锁定装置 - Google Patents

Abstract

一种锁定装置，包括：‑壳体(10)，旨在安装在第一开关设备(4)和第二开关设备(6)之间的电气配电盘上，每个开关设备具有能够在对应于断开状态的下部位置和对应于闭合状态的上部位置之间移动的控制杆(24，28)；‑锁定构件(12)，其能够在以下位置之间旋转移动：‑第一锁定位置，其中锁定构件将第一开关设备的控制杆阻挡在断开位置，以及‑第二锁定位置，其中锁定构件将第二开关设备的控制杆阻挡在断开位置。

Description

用于电气配电盘的锁定装置

技术领域

本发明涉及一种用于电气配电盘的锁定装置，以及包括这种锁定装置的电气系统。

本发明尤其涉及配电领域，优选用于低电压(也就是说，低于或等于1000V交流或1500V直流的电压)。

背景技术

在配电装置中，特别是在家庭框架中或在住宅或商业建筑中，具有多种电源变得越来越普遍。例如，客户端的装置可以被设计为连接到配电网络，以及本地电源，例如发电机组、或太阳能电池板、或蓄电装置。

在许多情况下，电源连接到客户端的装置上游的电气配电盘。连接装置只允许选择其中一个电源，然后为下游的装置供电。

重要的是，用户不能同时连接两个电源，否则会对装置造成不可逆的损坏。

存在包括锁定(或互锁)系统的连接装置，该系统保证在给定时刻只能连接一个电源。

然而，这些连接装置通常体积庞大，甚至制造、安装和选择都很复杂。此外，最终用户如何处理它们并不总是简单的，这可能会增加事故的风险。

发明内容

因此，需要一种连接装置，其使用简单，设计简单，同时能够保证必要的安全性。

为此，一种用于电气配电盘的锁定装置包括：

-壳体，旨在安装在第一开关设备和第二开关设备之间的电气配电盘上，每个开关设备具有能够在对应于断开状态的下部位置和对应于闭合状态的上部位置之间移动的控制杆；

-锁定构件，所述锁定构件能够围绕与壳体的前表面基本成直角的旋转轴旋转运动，所述锁定构件包括阻挡边缘、第一接触边缘和第二接触边缘，所述阻挡边缘位于第一接触边缘和第二接触边缘之间，

所述锁定构件能够在以下位置之间可逆地移动：

-第一锁定位置，在第一锁定位置中通过阻挡边缘与第一开关设备的控制杆的配合，锁定构件将第一开关设备的控制杆阻挡在断开位置，第二接触边缘与第二开关设备的控制杆的移动方向对齐，以允许第二开关设备的控制杆移动到其闭合位置，

-第二锁定位置，在第二锁定位置中通过阻挡边缘与第二开关设备的控制杆的配合，锁定构件将第二开关设备的控制杆阻挡在断开位置，第一接触边缘与第一开关设备的控制杆的移动方向对齐，以允许第一开关设备的控制杆移动到其闭合位置。

借助于本发明，锁定装置使得在两个电气开关设备之间容易实现安全锁定功能成为可能。特别地，锁定装置的模块化设计使得它可以容易地与现有的开关设备相关联，而不需要修改这些开关设备的结构。这与已知的锁定装置形成对比，已知的锁定装置通常将锁定设备和锁定功能结合在单个设备中，这是一种更复杂且不太灵活的解决方案。

此外，对于用户来说，该锁定装置使用起来特别简单和直观，而不会损害操作的安全性，这对于旨在由非电气安全专家的用户在家庭或商业环境中使用的装置来说是重要的。

根据有利但非必要的方面，这种锁定装置可以结合一个或多个以下特征，单独地或以所有技术上允许的组合：

-锁定构件还能够移动到第一锁定位置和第二锁定位置之间的第三中间锁定位置，其中第一控制杆和第二控制杆都保持在断开位置。

-锁定构件包括允许插入锁定工具的至少一个孔口，以便将锁定构件保持锁定在至少一个锁定位置。

-锁定构件是板的形式，特别是三角形或基本三角形或蝴蝶形，阻挡边缘具有圆形或多面形，接触边缘各自具有直线形。

-锁定构件包括相对于锁定构件的主面突出的抓握部分。

-锁定装置包括至少一个传感器，该传感器被配置为测量锁定构件的位置。

-传感器是接触开关，锁定构件包括固定部分，并且固定部分包括与接触开关的移动触头配合的凸轮。

-固定部分是管状的，其在旋转轴线上延伸，并且被接收在锁定装置的壳体中形成的凹部中。

-锁定装置包括两个这样的传感器，它们以互补的方式设置，以便检测锁定构件至少在第一位置和第二位置之间的移动。

-锁定装置还被配置为检测锁定构件处于第三位置，在该第三位置，第一和第二控制杆被保持在断开位置。

-接收固定部分的凹部包括加强件，例如由塑料制成的舌部，该加强件为锁定构件在第一位置和第二位置之间的中点的旋转运动提供阻力。

-锁定装置的壳体包括对准和附接系统，该系统被配置为与第一开关设备和第二开关设备的相应壳体协作。

-锁定装置的壳体的侧壁包括一个或多个定心块，这些定心块相对于侧壁突出，并且旨在被接收在第一开关设备和第二开关设备的相应壳体的侧面上形成的对应接收孔口中。

-锁定装置的壳体的侧壁包括固定元件，例如钩，其被配置为附接到形成在第一开关设备和第二开关设备的相应壳体的侧面上的孔口或开口。

根据另一方面，本发明涉及一种电气系统，包括如上所述的锁定装置、第一开关设备和第二开关设备，锁定装置安装在第一开关设备和第二开关设备之间的电气配电盘上。

附图说明

根据下面对锁定装置的实施例的描述，将更好地理解本发明，并且本发明的其他优点将更清楚地显现出来，该描述仅通过示例并参考附图给出，其中：

图1通过分解图示意性地示出了包括根据本发明实施例的锁定装置的电气系统，该锁定装置与第一开关设备和第二开关设备相关联；

图2示意性地示出了图1的电气系统，其中锁定装置的锁定杆处于第一锁定位置；

图3示意性地示出了图1的电气系统，其中锁定装置的锁定构件处于第二锁定位置；

图4在其插入件(a)和(b)上示意性地示出了图1的锁定装置和锁定构件的两个内部视图；

图5示意性地示出了图1的锁定装置的壳体的外部视图，示出了与锁定构件配合的加强件；

图6示意性地示出了图1的电气系统，其中锁定装置的锁定构件处于中间位置，并且其中第一开关设备和第二开关设备被锁定构件锁定在断开状态；

图7示意性地示出了电气系统的变型，其中锁定构件连接到锁定工具；

图8示意性地示出了图6的电气系统的另一种状态，其中，由于第一开关设备的触头的焊接，锁定构件不能被致动；

图9示意性地示出了图7的电气系统的变型，其被示出处于例如图6所示的中间位置，并且其中锁定构件被联接到锁定工具；

图10示意性地示出了在图6和9的电气系统的变型中形成的用于接收锁定工具的孔口。

具体实施方式

图1、图2和图3表示锁定装置2，该锁定装置2例如旨在安装在第一电气开关设备4和第二电气开关设备6之间的电气配电盘中。

在实践中，优选地，当锁定装置2和开关设备4和6彼此关联时，它们沿着相同的几何轴线X对齐。

例如，锁定装置2和开关设备4和6可以安装在固定轨道上，例如“DIN”标准格式的固定轨道。在图1中，固定轨道的方向对应于轴线X的方向。

根据一个示例，第一电气开关设备4和第二电气开关设备6是开关。

作为变型，电气开关设备4和/或6可以是断路器。优选地，开关设备4和6的规格，例如极数和/或额定电流，与位于电气系统8上游的电路的规格相匹配。

第一和第二电气开关设备4和6各自能够在电断开状态和电闭合状态之间切换。在下文中，术语“位置”将能够用来指开关设备4或6的状态。

每个开关设备4、6具有能够在对应于设备断开状态的下部位置和对应于设备闭合状态的上部位置之间移动的控制杆。

例如，每个控制杆能够通过绕平行于轴线X的第二旋转轴线枢转而在其下部和上部位置之间移动。

一旦关联，锁定装置2、第一电气开关设备4和第二电气开关设备6形成电气系统8，该电气系统8可用于选择性地连接电气设备上游的两个电源中的一个或另一个。

锁定装置2特别构造成确保安全锁定功能，称为互锁，以确保开关设备4或6中只有一个在同一时刻处于闭合状态。

为此，锁定装置2包括：

-壳体10，其旨在安装在电气配电盘上，

-锁定构件12，例如锁定杆或旋钮，能够围绕旋转轴线(在图5中表示为“Y”)旋转运动，该旋转轴线与壳体的前表面基本上成直角，优选成直角。

锁定构件12包括阻挡边缘20、第一接触边缘16和第二接触边缘18，阻挡边缘位于第一接触边缘和第二接触边缘之间。

例如，第一接触边缘16和第二接触边缘18朝向朝向锁定装置2顶部的锁定构件的上点会聚，而阻挡边缘20朝向锁定构件2的底部转动。

例如，锁定构件12是板的形式。优选地，该板具有三角形或基本三角形的形式或蝴蝶的形式。优选地，该板具有相对于对称平面对称的形式，该对称平面在此对应于锁定构件12的中间平面。值得注意的是，第一接触边缘16相对于第二接触边缘18对称设置。

在图示的示例中，锁定构件12包括相对于锁定构件的主面突出的抓握部分14。

在图示的示例中，阻挡边缘20具有圆形形状，接触边缘16和18各自具有直线形状。

如前所述，第一开关设备4包括壳体22和控制杆24。

如前所述，第二开关设备6包括壳体26和控制杆28。

优选地，控制杆24和28位于壳体22和26的正面。同样，锁定构件12位于壳体10的前表面上。

锁定构件12能够在以下位置之间可逆地移动：

-第一锁定位置，其中锁定构件12将第一开关设备4的控制杆24阻挡在断开位置(即，在控制杆的下部位置)，以及

-第二锁定位置，其中锁定构件12将第二开关设备6的控制杆28阻挡在断开位置(即，在控制杆的下部位置)。

在图2中可见的第一锁定位置，锁定构件12通过阻挡边缘20与第一开关设备的控制杆的配合将第一开关设备4的控制杆24阻挡在断开位置(“断开”)，该阻挡边缘20用作抵靠控制杆的止动件。

例如，通过在箭头F1所示的旋转方向上转动锁定构件12来获得该位置。

在该位置，第二接触边缘18与第二开关设备6的控制杆28的移动方向对齐，以允许第二开关设备的控制杆移动到其闭合位置(“闭合”)。

在图3中可见的第二锁定位置，通过阻挡边缘与第二开关设备6的控制杆28的配合，锁定构件12将第二开关设备6的控制杆28阻挡在断开位置。

例如，该位置是通过沿箭头F2所示的旋转方向(与箭头F1相反的方向)转动锁定构件12而获得的。

在该位置，第一接触边缘16与第一开关设备4的控制杆24的移动方向对齐，以允许第一开关设备4的控制杆移动到其闭合位置。

因此，对于用户来说，锁定装置2的使用特别简单和直观，而不会损害操作的安全性，当锁定装置2用于家庭或商业环境中时，这对于不是电气安全专家的用户来说是重要的。

此外，前面板上的锁定构件12提供了关于设备状态的视觉指示，并且立即显示两个设备中的哪一个被锁定在断开状态。

例如，壳体10由聚合物材料制成，例如塑料材料，特别是模制塑料。壳体10可以由互补或对称形式的两个半壳组装而成。

优选地，壳体10的宽度(在图1中表示为W2)小于20mm，例如等于18mm，对应于标准宽度。

实际上，壳体10的形状和尺寸与开关设备4和6的壳体22和26的形状和尺寸是兼容的。例如，壳体10、22和26具有相同的高度和相同的深度。

优选地，壳体10包括对准和附接系统，该系统被配置为与第一开关设备和第二开关设备的相应壳体协作。

例如，锁定装置2的壳体10的侧壁可以包括一个或多个定心块30，该定心块30相对于侧壁突出，并且旨在接收在形成在壳体22和26的侧面上的对应接收孔口32中。

可选地，壳体10的侧壁还可以包括固定元件34，例如钩，旨在附接到形成在壳体22和26的侧面上的孔口或开口。

在电气系统8的组装结构中，定心块30插入壳体22和26的孔口32中。

图4的插入件(a)代表锁定装置2的内部视图。例如，壳体10的半壳之一被移除，以便露出锁定装置2的内部。

锁定构件12包括管状的固定部分40(也称为引导部分)，其在锁定构件12的旋转轴线上延伸(在该图中用“Y”表示)。

此处，固定部分40被接收在锁定装置的壳体中形成的凹部中，特别是为了允许允许锁定构件12相对于壳体10旋转的枢转链接。

例如，固定部分40与锁定构件12制成单件。因此，固定部分40可以由塑料材料或任何合适的材料制成。

有利地，锁定装置包括至少一个传感器，该传感器被配置为测量锁定杆12的位置。

优选地，锁定装置2包括两个这样的传感器，这里用50和52表示，以互补的方式设置，以检测锁定构件12至少在第一位置和第二位置之间的运动。优选地，传感器50和52使得能够检测到进入第三位置(中间位置)的运动，特别是确定锁定构件处于第三位置，其中第一和第二控制杆24、28保持在断开位置。

例如，每个传感器是接触开关，包括用作敏感部分的移动触头，能够检测物体何时压在移动触头上。

优选地，为了检测锁定构件12的位置和/或运动，固定部分40包括凸轮42，该凸轮42与传感器或每个传感器50、52的移动触头配合。

例如，凸轮42相对于固定部分在与旋转轴Y成直角的径向方向上突出地延伸。优选地，凸轮42是刚性的。例如，凸轮42由与固定部分40的其余部分相同的材料形成。

可选地，端子54和56使得连接传感器50和52的输出成为可能，以便收集测量信号供数据处理装置(未示出)分析。

图4的插入件(b)代表锁定构件12的固定部分40的实施例，这里示出为在旋转轴线Y上对齐。该实施例特别用于锁定装置2包括如上所述设置的两个接触开关50、52的情况。

凸轮42包括顶部倾斜面44和底部倾斜面46，它们优选地相对于旋转轴线Y具有相同的倾斜角度。在所示的示例中，顶部倾斜面44与第一传感器50的移动触头58配合，而底部倾斜面46与第二传感器52的移动触头59配合。

倾斜面44和46这样定向，使得当锁定构件12沿一个方向或另一个方向旋转时，移动部件58、59中的一个停止与凸轮42接触，而移动部件58、59中的另一个开始与凸轮42接触。当锁定构件12处于第一锁定位置或第二锁定位置时，移动部件58和59中只有一个或另一个与凸轮42接触。

这种布置使得不仅可以检测锁定构件12的位置，而且可以检测锁定构件12的移动方向，并且使得可以更容易地识别异常，例如传感器50或52之一的故障。

优选地但仍然可选地，如图5所示，接收固定部分40的锁定装置2的凹部包括加强件60，例如由塑料制成的舌部。加强件60被构造成当锁定构件12围绕其旋转轴线Y旋转时，在第一位置和第二位置之间的中点处对锁定构件12的旋转运动施加阻力。

这使得可以确保当用户转动锁定构件12时他或她可察觉的反馈，例如通过当锁定构件12越过所述中点时使用户感觉到“硬点”(hard point)。

例如，舌部60与壳体10的壁制成单件。

有利地，如图6所示，锁定构件12也能够移动到第一锁定位置和第二锁定位置之间的第三中间锁定位置。

在该第三锁定位置，第一控制杆24和第二控制杆28都保持在断开位置，例如，以在下游执行维护操作。

例如，锁定构件12可以定向在中间位置，在该示例中，当锁定装置2安装成其正面垂直安装时，该中间位置对应于垂直方向上的对准，使得阻挡边缘20的端部形成阻止控制杆24和28上升到它们的上部位置的止动件，这阻止设备4和6切换到它们的闭合状态。

因此，两个控制杆24和28被锁定构件12阻挡在断开位置，使得在系统中只有非常小的机械间隙，甚至没有机械间隙。

这提供了额外的安全性，并且通过保证设备4和6保持断开，并且因此电气系统2的下游连接的装置不能由位于上游的电源供电，使得能够对电气系统8的下游设备进行维护。

可选地，如图7、9和10中可见的变型8’所示，锁定构件12可以包括至少一个孔口70、71、72(并且优选几个孔口，特别是三个孔口)，允许插入锁定工具74，例如挂锁。这些孔口70、71和72例如是通孔，它们以与板平面成直角的方式穿过板。

这使得可以将锁定构件12保持锁定在至少一个锁定位置，并且优选地保持在第一、第二和第三锁定位置中的任何一个(在锁定构件12包括三个孔口70、71和72的变型中)。

例如，为了能够将锁定构件12保持锁定在第一锁定位置，在位于第二接触边缘18侧的锁定构件的一部分中形成孔口。

因此，当锁定构件12沿箭头F1的方向转动时，所述孔口72与形成在锁定装置2的壳体中的互补孔口75垂直对齐，如图10所示，这允许锁定工具阻止锁定构件的旋转。例如，当锁定工具是挂锁时，挂锁的拱形接合在两个对齐的孔口中：锁定构件的孔口70、71或72以及互补的孔口75。

作为变型，互补孔口75和/或孔口70、71和/或72可以具有不同的形式和/或不同的布置。此外，尽管互补孔口75在此仅在图10的变型8’上可见，但是应当理解，该描述可以转用于锁定装置2的其他变型，尤其是省略孔口71的变型。

可以相对于第一接触边缘16为另一孔口70提供类似的布置，以便将控制杆12阻挡在第二位置。能够将控制杆12阻挡在中间位置的第三孔口71可以设置在边缘20的中间，例如在另外两个孔口70和72之间。然而，在一些变型中可以省略该孔口71。

应当注意的是，在该图中，变型8’的元件具有与前述元件相同的参考符号，与那些元件相同或相似。因此，已经对其进行的描述可以转用于变型8’。

如果需要，锁定装置2的壳体10还可以包括一个或多个对应的孔口，用于固定所述锁定工具74，并防止当锁定构件12转动时锁定工具74移动，同时锁定工具74附接到锁定构件12。

在图示的示例中，孔口70、71、72是从阻挡边缘20形成在锁定构件12中的切口。该示例不是限制性的，其他实现也可以作为变型。

图8示出了当其中一个开关设备发生电气故障并保持在电气闭合状态时，例如在该设备内部的电触头意外焊接之后，锁定装置2的有利应用。

在这种情况下，如图8的设备4中所示，对应的控制构件(此处是控制杆24)然后处于中间位置(图8中的“断开触头被焊接”位置)，不同于但是邻近断开位置(“断开”)。值得注意的是，中间位置对应于比断开位置更高的杆位置。

然而，由于锁定构件12的尺寸，第一接触边缘16抵靠第一控制杆24，这防止锁定构件12旋转到第一锁定位置，并迫使锁定构件12保持在第二锁定位置。

换句话说，不可能解锁第二设备6，然后当第一设备4处于故障状态时，第二设备6被迫保持在断开状态。这增加了系统8的安全性，并防止两个设备能够同时处于闭合状态；即使在这些设备之一的电触头意外焊接的情况下。

应当理解，该示例不是限制性的，并且当遭受这种故障的是第二设备6时，可以获得相同的操作。

上面设想的实施例和变型可以彼此组合以创建新的实施例。

Claims (15)

1.一种锁定装置(2)，用于电气配电盘，包括：

-壳体(10)，旨在安装在第一开关设备(4)和第二开关设备(6)之间的电气配电盘上，每个开关设备具有能够在对应于断开状态的下部位置和对应于闭合状态的上部位置之间移动的控制杆(24，28)；

-锁定构件(12)，所述锁定构件能够围绕与所述壳体(10)的前表面基本成直角的旋转轴线(Y)旋转运动，所述锁定构件包括阻挡边缘(20)、第一接触边缘(16)和第二接触边缘(18)，所述阻挡边缘位于所述第一接触边缘和第二接触边缘之间，

所述锁定构件能够在以下位置之间可逆地移动：

-第一锁定位置，在第一锁定位置中，通过所述阻挡边缘与所述第一开关设备的控制杆的配合，所述锁定构件将所述第一开关设备的控制杆阻挡在断开位置，所述第二接触边缘与所述第二开关设备的控制杆的移动方向对齐，以允许所述第二开关设备的控制杆移动到其闭合位置，

-第二锁定位置，在第二锁定位置中，通过所述阻挡边缘与所述第二开关设备的控制杆的配合，所述锁定构件将所述第二开关设备的控制杆阻挡在断开位置，所述第一接触边缘与所述第一开关设备的控制杆的移动方向对齐，以允许所述第一开关设备的控制杆移动到其闭合位置。

2.根据权利要求1所述的锁定装置，其中，所述锁定构件(12)还能够移动到所述第一锁定位置和第二锁定位置之间的第三中间锁定位置，在所述第三中间锁定位置，所述开关设备的第一控制杆和第二控制杆都保持在断开位置。

3.根据权利要求1或2所述的锁定装置，其中，所述锁定构件包括允许插入锁定工具的至少一个孔口，以便将所述锁定构件保持锁定在至少一个锁定位置。

4.根据前述权利要求中任一项所述的锁定装置，其中，所述锁定构件是板的形式，特别是三角形或基本三角形或蝴蝶形，所述阻挡边缘具有圆形，所述接触边缘各自具有直线形。

5.根据前述权利要求中任一项所述的锁定装置，其中，所述锁定构件包括相对于所述锁定构件的主面突出的抓握部分。

6.根据前述权利要求中任一项所述的锁定装置，其中，所述锁定装置包括至少一个传感器，所述传感器被配置为测量所述锁定构件的位置。

7.根据前述权利要求中任一项所述的锁定装置，其中，所述传感器是接触开关，其中，所述锁定构件包括固定部分，并且其中，所述固定部分包括与所述接触开关的移动触头配合的凸轮。

8.根据权利要求7所述的锁定装置，其中，所述固定部分是管状的，其在旋转轴线上延伸，并且被接收在所述锁定装置的壳体中形成的凹部中。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的锁定装置，其中，所述锁定装置包括两个这样的传感器，它们以互补的方式设置，以便检测所述锁定构件至少在所述第一位置和第二位置之间的移动。

10.根据权利要求9所述的锁定装置，其中，所述锁定装置还被配置为检测所述锁定构件处于第三位置，在所述第三位置，所述第一控制杆和第二控制杆被保持在断开位置。

11.根据前述权利要求中任一项所述的锁定装置，其中，接收所述固定部分的凹部包括加强件，例如由塑料制成的舌部，所述加强件为所述锁定杆在所述第一位置和第二位置之间的中点的旋转运动提供阻力。

12.根据前述权利要求中任一项所述的锁定装置，其中，所述锁定装置(2)的壳体(10)包括对准和附接系统，所述系统被配置为与第一开关设备(4)和第二开关设备(6)的相应壳体(22，26)协作。

13.根据权利要求12所述的锁定装置，其中，所述锁定装置(2)的壳体(10)的侧壁包括一个或多个定心块(30)，所述定心块(30)相对于侧壁突出，并且旨在被接收在所述第一开关设备(4)和第二开关设备(6)的相应壳体(22，26)的侧面上形成的对应接收孔口(32)中。

14.根据权利要求12所述的锁定装置，其中，所述锁定装置(2)的壳体(10)的侧壁包括固定元件(34)，例如钩，其被配置为附接到形成在所述第一开关设备(4)和第二开关设备(6)的相应壳体(22，26)的侧面上的孔口或开口。

15.一种电气系统，包括根据前述权利要求中任一项所述的锁定装置、第一开关设备和第二开关设备，所述锁定装置安装在所述第一开关设备和第二开关设备之间的配电盘上。

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