CN117981035A - 用于触发电气开关的装置、具有这种装置的电压触发器和欠压触发器及具有这种装置的销售单元 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于触发电气开关的装置，所述装置包括能够在中性位置和触发位置之间移动的触发杆，其中，所述装置包括致动器和控制元件，所述致动器具有第一造型和第二造型，所述控制元件通过所述致动器借助所述致动器的造型来移动，所述控制元件间接或直接移动所述触发杆，其中，所述致动器在其第一造型下将所述触发杆移动至触发位置，其中，所述致动器在其第二造型下将所述触发杆移动到中性位置，并且其中，所述致动器是形状记忆合金致动器。

Description

用于触发电气开关的装置、具有这种装置的电压触发器和欠 压触发器及具有这种装置的销售单元

技术领域

本发明涉及一种用于触发电气开关的装置、具有这种装置的电压触发器、具有这种装置的欠压触发器以及具有这种装置的销售单元。

背景技术

现今的断路器的主要任务是接通或断开设备区段中的电流和电压以及在过载或短路的情况下自动触发断路器。

附加地存在如下的客户需求，即，通过改变客户构建的电流回路中的电压状态来触发断路器。为此，在内部的断路器配件壳体中置入触发组件，这些断路器配件壳体通常位于开关操作杆(手柄)的左右两侧。将这些触发组件与客户构建的电流回路连接。在电流回路中的电压发生变化时，这些触发组件激活推杆(也称为触发杆)，该推杆通过断路器中的触发轴触发断路器，因此断开其触头。

主要区分两种类型的触发组件：

1.电压触发器：触发回路在正常状态(中性状态)下是没有电压的。只有在客户通过按钮或开关向触发回路中馈入相应的电压时，电压触发器才进行触发。

2.欠压触发器：在正常状态(中性状态)下在触发回路上施加有电压。只有在客户通过按钮或开关中断触发回路中的电压时，欠压触发器才进行触发。在这种系统中构建所谓的紧急断开电路。

在典型的触发组件中具有线圈，线圈相应地具有磁推杆，磁推杆在触发的情况下释放存储在弹簧储能器中的机械能。在典型的电压触发器和欠压触发器这两种情况下，触发组件的机械设计的宽度基本上由线圈的直径来确定。触发组件通常在相应的配件壳体中需要三个插接位置。根据断路器的设计，断路器也可以仅相应地在左侧和右侧的配件壳体中具有三个插接位置，从而在装备有触发组件时无法再装备其它配件、例如辅助开关。

由于触发组件有时安装在紧急断开回路中，因此触发组件用作与安全相关的组件，触发组件具有非常复杂的设计，这种复杂的设计具有许多构件，这些构件部分是精密构件，其相应地必须承受很大的机械应力，有时达到其承载能力的极限。现今，在生产过程中也仍然需要一定的开销来满足接口数据页的力和路径要求。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种用于触发电气开关的装置，该装置将上面描述的复杂性降低数倍，并且在紧凑以及机械和电气结构简单的情况下良好地工作。

按照本发明，上述技术问题通过按照权利要求1的用于触发电气开关的装置来解决。按照本发明的装置的有利的设计方案在从属权利要求2至5中给出。按照本发发明，上述技术问题同样通过按照权利要求6的电压触发器、通过按照权利要求7的欠压触发器和通过按照权利要求8的销售单元来解决。

按照权利要求1的用于触发电气开关的装置包括能够在中性位置和触发位置之间移动的触发杆，其中，所述装置包括具有第一造型和第二造型的致动器以及借助致动器的造型由致动器移动的控制元件，该控制元件间接地或直接地移动触发杆，其中，致动器在其第一造型下将触发杆移动至触发位置，其中，致动器在其第二造型下将触发杆移动到中性位置，并且其中，致动器是形状记忆合金致动器。

在此有利的是，按照本发明的装置例如在用于转动触发轮的蓄能器中不包括拉力弹簧，因此不存在横向于该拉力弹簧的负荷。在典型的触发组件中，拉力弹簧的该附加的负荷可能在开关频率非常高的情况下导致断裂。通过具有形状记忆合金致动器的触发组件的设计，可以代替拉力弹簧，使得拉力弹簧仅沿着拉伸方向承受负荷，从而能够避免弹簧断裂，拉力弹簧最初是针对该拉伸方向设计的。此外，通过按照本发明的装置，能够实现机械上更窄的组件，该组件在充分利用所有的力和行程储备时具有小的结构体积。能够实现大的力，该力在相应地转化时也能够实现大的行程。通过能够实现的更小并且强度更高的形状记忆合金致动器，能够设计仅占用一个配件壳体的窄的组件。由此使得能够在其余配件壳体中安设其它配件。

现今所安装的典型的线圈在其磁特性和机械特性方面在很大程度上取决于制造参数。来自同一生产批次的线圈可能具有非常不同的特性。有时必须对这些线圈进行测量，并且将这些线圈与其它特定的机械部件组合，以生产具有相同特性的触发器。通过使用形状记忆合金致动器，能够代替这些线圈。

典型的触发器必须在触发之后复位。这通常通过如下方式来实现，即，客户通过机械连接借助开关手柄再次拉动触发器。形状记忆合金致动器可以通过供电使触发器复位，而不需要复位杆。

总之，通过按照本发明的装置，可以实现具有更少的部件的更简单的设计，所述装置具有更大的力和行程储备，更稳定并且成本更低，并且可以通过更少的制造开销和研发-支持开销进行制造。

在按照本发明的装置的一个设计方案中，致动器在其第一造型下通过连接线缆供电，并且致动器在其第二造型下不通过连接线缆供电，或者致动器在其第二造型下通过连接线缆供电，并且致动器在其第一造型下不通过连接线缆供电。

在按照本发明的装置的另一个设计方案中，控制元件被构造为控制销，该控制销在触发位置和中性位置之间支承在导引部中。

在一个设计方案中，控制销在导引部中在触发位置和中性位置之间进行线性运动，控制销在触发位置作为移出的控制销，并且在中性位置作为移入的控制销，或者控制销在导引部中在触发位置和中性位置之间进行线性运动，控制销在触发位置作为移入的控制销并且在中性位置作为移出的控制销。致动器可以抵抗控制销弹簧的力移动控制销。

按照本发明的技术问题同样通过按照权利要求6的电压触发器来解决，该电压触发器包括按照本发明的装置、偏转杆和弹簧，其中，触发杆间接地由所述装置借助偏转杆驱动，并且弹簧朝向中性位置的方向作用在触发杆上。

按照本发明的技术问题同样通过按照权利要求7的欠压触发器来解决，其中，欠压触发器包括按照本发明的装置、偏转杆和弹簧，其中，触发杆直接由所述装置驱动，并且弹簧借助偏转杆朝向触发位置的方向作用在触发杆上。

按照本发明的技术问题同样通过按照权利要求8的销售单元来解决，其中，该销售单元由按照本发明的装置、弹簧、偏转杆和具有两对成对的保持点的壳体构成，其中，在第一对保持点中，一个保持点固定地布置在壳体上，并且另一个保持点布置在偏转杆上，并且在第二对保持点中，一个保持点固定地布置在壳体上，并且另一个保持点布置在触发杆上，其中，在壳体中，对于欠压触发器，弹簧悬挂在第一对保持点处，并且所述装置悬挂在第二对保持点处，或者对于电压触发器，弹簧悬挂在第二对保持点处，并且所述装置悬挂在第一对保持点处。

附图说明

结合下面对实施方式的描述，上面描述的本发明的性能、特征和优点以及其实现方式，将变得更加清晰并且容易理解，结合附图对实施方式进行更详细的说明。

在此：

图1A和图1B示出了典型的电压触发器和典型的欠压触发器；

图2A和图2B示出了按照本发明的电压触发器和按照本发明的欠压触发器；

图3示出了销售单元；

图4A和图4B示出了致动器、导引部中的控制销和用于按照标准移出的控制销的控制销弹簧；以及

图5A和图5B示出了致动器、导引部中的控制销和用于按照标准移入的控制销的控制销弹簧。

具体实施方式

在图1A中示出了电压触发器2100。电压触发器2100包括线圈2102和磁推杆2103。在触发情况下，通过电流回路中的电压升高使线圈2102磁化，并且吸引磁推杆2103。磁推杆2103拉开弹簧储能器2104的保持元件2105。弹簧储能器2104释放其能量并且将触发推杆2106推出组件，从而触发推杆2106能够触发断路器。如果弹簧储能器中的弹簧2104在触发组件2100的使用寿命期间断裂，则触发组件2100的功能失效。

图1B示出了欠压触发器2200，其中，在触发情况下，通过电流回路中的电压下降使线圈2202退磁。由此不再保持磁推杆2203。磁推杆2203释放弹簧储能器2204的保持元件2205。在弹簧储能器中可以释放存储在弹簧中的能量。将触发推杆2206推出组件，并且触发推杆2206又能够触发断路器。如果弹簧储能器中的弹簧2204在触发组件2200的使用寿命期间断裂，则触发组件2200的功能失效。

在图1A和图1B这两种情况下，触发组件2100；2200的设计的机械宽度基本上由线圈2102；2202的直径来确定。典型的触发组件2100；2200在断路器的配件壳体中需要三个插接位置。

在图2A中示出了按照本发明的用于电气开关1000的电压触发器。该电压触发器包括用于触发电气开关1000的装置100和能够在中性位置和触发位置之间移动的触发杆190。

在图4A和图4B中更详细地示出了按照本发明的该装置100。装置100包括具有第一造型和第二造型的致动器110以及由致动器110借助其造型移动的控制元件120，该控制元件120间接或直接移动触发杆190。与图4A中的图示对应，该控制元件120从导引部150伸出长度D1。在图4A中，示出了如果直接由装置100驱动触发杆190，则装置100处于用于触发电气开关1000的触发位置。致动器110处于其第一造型，因此控制元件120处于触发位置。

致动器110可以呈现如图4B所示的第二造型。与图4B中的图示对应，致动器110抵抗控制销弹簧160的力向右拉控制元件120。控制元件120处于中性位置，在中性位置，控制元件120不干涉电气开关，并且不触发电气开关。中性位置不影响电气开关1000的状态。致动器将控制元件120向右拉，从而控制元件120仅从导引部150伸出长度D2，该长度D2小于长度D1。

致动器110是形状记忆合金致动器，其能够呈现第一造型和第二造型。形状记忆合金具有在特定的较高的温度下恢复到其原始形状的特性。由此能够设计在低温下被迫变为另一位置或者长度的形状记忆合金致动器。如果使致动器达到通过合金份额调节的该特定的较高的温度，则致动器突然呈现其记忆的形状。对形状记忆合金的加热可以借助加热元件通过环境来进行，这意为间接加热，或者也可以通过使电流通过形状记忆合金本身来进行加热，这对应于直接加热。

形状记忆合金致动器可以被构造为在较高的温度下收缩的线材、在较高的温度下弯折的金属带、在较高的温度下改变其体积的立方体或者任意形状的几何体，这些几何体最佳地适配到可供其使用的结构空间中，并且在较高的温度下朝向期望的特定方向改变其体积。

与图4A和图4B对应，致动器110被构造为线材。在如图4A所示的致动器110的第一造型下，线材比在对应于图4B的致动器110的第二造型下长。

为了加热致动器110，设置有连接线缆115；116，连接线缆115；116使得能够为致动器110供电。例如，如图4A和图4B所示，致动器110可以在其第一造型下不通过连接线缆115；116供电，而在其第二造型下通过连接电缆115；116供电。同样可以采用相反的方式，即，致动器110在其第一造型下被供电，而在其第二造型下不被供电。

通过供电直接加热致动器110，同样可以通过加热元件间接地加热致动器110，借助电缆115；116为该加热元件提供电力。

如图4A和图4B所示，控制元件120可以被构造为控制销，该控制销支承在导引部150中并且能够在触发位置和中性位置之间移动。控制销在导引部150中在触发位置和释放位置之间进行线性运动，控制销在触发位置作为如图4A所示的移出的控制销，并且在释放位置作为如图4B所示的移入的锁定销。同样，在控制销移出时，装置100可以处于中性位置，并且在控制销移入时，装置100可以处于触发位置，这取决于触发杆190被按照本发明的装置100直接驱动、还是间接驱动。

与图4A中的图示对应，控制销弹簧160向左朝向触发位置的方向推动控制元件120。

在图5A和图5B中示出了按照本发明的装置100的一个替换实施方式。在对应于图5A的致动器110的第一造型下，控制元件120通过控制销弹簧160从导引部150伸出长度D2。如果致动器110现在从第一造型转变为对应于图5B的第二造型，则致动器110缩短，并且与图5A和图5B中的图示对应，使控制元件120抵抗控制销弹簧160的力向右移动。控制元件120现在具有突出长度Dl，并且例如可以触发电气开关1000。长度D1大于长度D2。

在图2A中，除了所述装置和触发杆190之外，还示出了支承在所述装置和触发杆190之间的偏转杆191；192，偏转杆191；192具有第一支脚191和第二支脚192。在触发杆190的第一端部具有保持点P4，弹簧180悬挂在该保持点P4处。弹簧180是拉力弹簧。弹簧180的另一端部在保持点P2处固定在壳体199上。弹簧180朝向中性位置的方向作用在触发杆190上，这意味着，与图2A的图示对应，触发杆190尽可能远地向左移动到壳体199中。

在偏转杆191；192上设置有保持点P3，该保持点P3与装置100配合作用。偏转杆191；192的第一支脚191支承在旋转轴R上。控制元件120悬挂在偏转杆191；192的第二支脚192的保持点P3处。装置100的另一端部在保持点P1处固定地安设在壳体199上。

通过与如图2A中的图示对应控制元件120向左移动，偏转杆191；192的第二支脚192同样向左移动，并且偏转杆191；192的第一支脚191逆时针转动。与图2A中的图示对应，由此使触发杆190向右移动至触发位置，从而触发电气开关1000。

图2B示出了用于电气开关的欠压触发器，该欠压触发器同样具有按照本发明的装置100和偏转杆191；192以及弹簧180，偏转杆191；192具有第一支脚191和第二支脚192。这里，弹簧180在保持点P1处固定地悬挂在壳体199上，并且在保持点P3处悬挂在偏转杆191；192的第二支脚192上，并且装置100在保持点P2处固定地悬挂在壳体199上，并且在保持点P4处悬挂在触发杆190上。弹簧180朝向触发位置的方向作用在触发杆190上。装置100的控制元件120将触发杆190保持在中性位置。当未通过连接线缆115；116对形状记忆合金致动器供电时，与图2B中的图示对应，使控制元件120向右移动，因此弹簧180能够使触发杆190移动至触发位置，从而触发电气开关1000。

在图3中示出了销售单元，该销售单元由按照本发明的装置100、弹簧180、偏转杆191；192和具有两对成对的保持点P1、P3；P2、P4的壳体199构成。

在第一对保持点P1、P3中，保持点P1固定地布置在壳体199上，并且另一个保持点P3布置在偏转杆191；192的第一支脚191上，并且在第二对保持点P2、P4中，保持点P2固定地布置在壳体199上，并且另一个保持点P4布置在触发杆190上。

根据具有按照本发明的装置100和弹簧180的壳体199的装备，客户可以制造欠压触发器或电压触发器。如果在第一对保持点P1、P3处悬挂弹簧180，并且在第二对保持点P2、P4处悬挂装置100，则产生欠压触发器。如果在第一对保持点P1、P3处悬挂装置100，并且在第二对保持点P2、P4处悬挂弹簧，则提供电压触发器。

Claims (8)

1.一种用于触发电气开关(1000)的装置(100)，所述装置包括能够在中性位置和触发位置之间移动的触发杆(190)，

其特征在于，

所述装置(100)包括致动器(110)和控制元件(120)，所述致动器具有第一造型和第二造型，所述控制元件通过所述致动器(110)借助所述致动器的造型来移动，所述控制元件间接或直接移动所述触发杆(190)，

其中，所述致动器(110)在其第一造型下将所述触发杆(190)移动至触发位置，

其中，所述致动器(110)在其第二造型下将所述触发杆(190)移动到中性位置，并且

其中，所述致动器(110)是形状记忆合金致动器。

2.根据权利要求1所述的装置(100)，其中，在所述致动器的第一造型下通过连接线缆(115；116)对所述致动器(110)供电，并且其中，在所述致动器的第二造型下不通过所述连接线缆(115；116)对所述致动器(110)供电，或者在所述致动器的第二造型下通过连接线缆(115；116)对所述致动器(110)供电，并且在所述致动器的第一造型下不通过所述连接线缆(115；116)对所述致动器(110)供电。

3.根据前述权利要求之一所述的装置(100)，其中，所述控制元件(120)被构造为控制销，所述控制销能够以支承在导引部(150)中的方式在触发位置和中性位置之间移动。

4.根据权利要求3所述的装置(100)，其中，所述控制销在所述导引部(150)中在触发位置和中性位置之间进行线性运动，所述控制销在触发位置作为移出的控制销，并且在中性位置作为移入的控制销；或者所述控制销在所述导引部(150)中在触发位置和中性位置之间进行线性运动，所述控制销在触发位置作为移入的控制销，并且在中性位置作为移出的控制销。

5.根据权利要求3或4所述的装置(100)，其中，所述致动器(110)抵抗控制销弹簧(160)的力移动所述控制销。

6.一种用于电气开关(1000)的电压触发器，所述电压触发器具有根据前述权利要求之一所述的装置(100)和偏转杆(191；192)以及弹簧(180)，其中，所述触发杆(190)间接地由所述装置(100)借助所述偏转杆(191；192)驱动，并且所述弹簧(180)朝向中性位置的方向作用在所述触发杆(190)上。

7.一种用于电气开关(1000)的欠压触发器，所述欠压触发器具有根据前述权利要求1至5之一所述的装置(100)和偏转杆(191；192)以及弹簧(180)，其中，所述触发杆(190)直接由所述装置(100)驱动，并且所述弹簧(180)借助所述偏转杆(191；192)朝向触发位置的方向作用在所述触发杆(190)上。

8.一种销售单元，所述销售单元由如下部件构成：

-根据前述权利要求1至5之一所述的装置(100)，

-弹簧(180)，

-偏转杆(191；192)，以及

-壳体(199)，所述壳体具有两对成对的保持点(P1、P2；P3、P4)，其中，在第一对保持点(P1、P3)中，一个保持点(P1)固定地布置在所述壳体(199)上，并且另一个保持点(P3)布置在所述偏转杆(191；192)上，并且在第二对保持点(P2、P4)中，一个保持点(P2)固定地布置在所述壳体(199)上，并且另一个保持点(P4)布置在所述触发杆(190)上，

其中，在所述壳体(199)中，对于欠压触发器，所述弹簧(180)悬挂在第一对保持点(P1、P3)处，并且所述装置(100)悬挂在第二对保持点(P2、P4)处，或者对于电压触发器，所述弹簧(180)悬挂在第二对保持点(P2、P4)处，并且所述装置(100)悬挂在第一对保持点(P1、P3)保持点处。