CN1914703A - 开关装置 - Google Patents
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Abstract
一种包括框架(2)的开关装置,其中致动器(6)适用于旋转驱动开关装置的主轴并且可绕旋转轴(12)转动,安装了弹簧装置,致动器(6)具有0位置、I位置以及位于0位置和I位置之间的第一死点,其中I位置相对于0位置沿第一方向成给定的角度(α6)定位。致动器(6)还具有测试位置,该测试位置相对于0位置沿第二方向成预定角度(β6)定位,所述第二方向与所述第一方向相反。
Description
背景技术
本发明涉及一种根据独立权利要求的前序部分所述的开关装置。
开关装置是用于打开和关闭电路的装置。开关装置包括至少一个极以及适用于打开和关闭所述极的控制装置。例如,开关装置包括开关和开关保险丝。
开关装置具有0位置和I位置,其中,在0位置开关装置的极打开,在I位置开关装置的极关闭。开关装置的极的位置通过旋转开关装置的主轴来改变。为了旋转主轴,开关装置具有一致动器,该致动器具有对应于开关装置的0位置和I位置的0位置和I位置。
一些开关装置还具有测试位置,在该位置开关装置的极打开,但是辅助触点的位置对应于开关装置的I位置。
已知的开关装置中存在的问题在于实现测试位置。在一些已知的开关装置中,使用单独的杠杆机构来实现测试位置,但是这种组件是复杂的。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以解决上述问题的开关装置。利用开关装置来实现本发明的目的,该开关装置的特征由独立权利要求限定。本发明的优选实施例由附属权利要求限定。
本发明基于提供一种开关装置,该开关装置具有适用于驱动主轴并且能够沿两个方向从0位置转动的致动器。
本发明的开关装置的优点是结构简单。
附图说明
以下,将参考附图结合优选实施例更加详细地描述本发明,其中
图1是根据本发明的一个实施例的开关装置的操作机构的示意图,其中该开关装置处于0位置;
图2是图1的操作机构的示意图,其中控制轴沿着它的自由路径朝向I位置转动;
图3是图1的操作机构的示意图,其中该开关装置处于I位置;
图4是图1的操作机构的示意图,其中该开关装置处于测试位置;
图5示出了从上方斜视的、根据本发明的一个实施例的开关装置的控制装置模块;以及
图6示出了未装配的图5的控制装置模块。
具体实施方式
图1至4示出了根据本发明的一个实施例的开关装置的操作机构。该操作机构包括控制轴4、致动器6以及装配在框架2中的弹簧装置7。
致动器6可绕旋转轴12旋转,并且被设置为旋转驱动开关装置的主轴。控制轴4可绕旋转轴12旋转,并适用于旋转驱动致动器6。控制轴4通过连接装置连接到致动器6,该连接装置包括螺旋弹簧装置28。图6示出了连接装置的实施连接的一个例子,这将在下面来讨论。弹簧装置7包括两个工作弹簧8和10,它们均具有可旋转地支撑到框架2的第一端14以及第二端16。因此,每个工作弹簧的第一端14都铰接到框架2,以使得工作弹簧的第二端16可以相对于第一端14周向运动。工作弹簧8和10是螺旋弹簧,并且它们足够硬而不需要在其内部设置弯曲的阻塞杆。
开关装置的操作机构在图1至4中示出,该开关装置具有0位置、I位置以及测试位置。在0位置,开关装置的极打开,在I位置,开关装置的极关闭。在测试位置,开关装置的极打开,但是辅助触点的位置对应于开关装置的I位置。控制轴4和致动器6均具有0位置、I位置以及测试位置,这些位置对应于开关装置的前述位置。
在完整的开关装置组件中,开关装置的操作柄(未示出)固定到控制轴4,从而允许使用者旋转控制轴。
在图1中,控制轴4和致动器6处于0位置。这样,工作弹簧8和10以及螺旋弹簧装置28基本上都处于静止位置,并且每个工作弹簧的第二端16位于致动器6的相应槽24中。每个工作弹簧的第二端16包括基本上平行于旋转轴12延伸的杆状部分,其在图1至4中基本上垂直于图的平面。每个槽24都适用于与相应工作弹簧的第二端的所述杆状部分匹配。
在图2中,控制轴4沿自由路径旋转,也就是相对于0位置的顺时针角度γ。这样,螺旋弹簧装置28被拉伸,但是致动器6仍然处于0位置。在附图示出的实施例中,角度γ为35度。
当控制轴4进一步从图2的位置顺时针旋转时,致动器6开始与控制轴4一起旋转,并且工作弹簧8和10开始被压缩。
一旦致动器6相对于它的0位置旋转了45度,则它就达到了它的第一死点。这样,工作弹簧8和10就达到了它们的最高张力。当致动器6位于第一死点时,控制轴相对于它的0位置的角度为80度。
当致动器6通过第一死点时,工作弹簧8和10开始解压缩。从而,致动器6开始朝向I位置快速顺时针旋转,并且螺旋弹簧装置28的拉伸程度开始降低,直到致动器6相对于它的0位置的角度为80度,此时螺旋弹簧装置28已经达到它的静止位置,并且控制轴4开始沿着致动器6旋转。一旦致动器6已经相对于它的0位置旋转了角度α6,则它达到它的I位置并且停止旋转。这样,控制轴4还位于它的I位置,相对于0位置的角度为α4。在附图示出的实施例中,角度α4和α6都为90度。
当工作弹簧8和10旋转驱动的致动器6开始旋转驱动控制轴4时,控制轴相对于它的0位置的角度为80度。从原理上说,使用者会感受到开关装置的操纵柄10°的冲程,但是由于使用者以完全相同的方向转动手柄,所以实际操作中使用者感受不到该冲程。
在图3中,控制轴4和致动器6都位于I位置。当控制轴4开始从图3的位置逆时针旋转时,致动器6立即开始与控制轴4一起旋转,并且同时工作弹簧8和10开始被压缩。一旦致动器6从图3的位置逆时针旋转了45°,那么它则达到了第一死点。当致动器6逆时针旋转通过第一死点时,则工作弹簧开始解压缩并且将致动器6转动到O位置。由于致动器6由工作弹簧逆时针旋转,因此螺旋弹簧28被拉伸。即使在致动器6逆时针通过第一死点之后,使用者立即完全松开开关装置的操纵柄,螺旋弹簧装置28还是会将控制轴4牵引到它的O位置。
图1至3示出了当致动器6位于它的O位置和I位置之间时,每个工作弹簧的第二端16位于对应的槽24中。
在附图示出的实施例中,当致动器6处于O位置和I位置之间时,工作弹簧8和10适用于完全像压缩弹簧那样操作。换句话说,工作弹簧拉伸的长度不会超过它们的静止位置长度,并且它们不承受任何基本上横向的弯曲力。
当控制轴4开始从图1的位置也就是开关装置的O位置逆时针旋转时,致动器6立即开始沿着控制轴4旋转。当致动器6逆时针旋转时,工作弹簧8和10开始横向弯曲。工作弹簧的横向弯曲由弯曲装置18产生,该弯曲装置包括位于框架2中的支承构件20以及位于致动器6中的弯曲构件22。通过将工作弹簧充分靠近框架2的壁来提供支承构件20,借此,所述壁用作支承构件20。位于致动器6中的每个弯曲构件22都是靠近于相应槽24的凸轮。
当致动器6从它的O位置逆时针旋转时,每个弯曲构件22都将侧向力施加到对应工作弹簧的第二端16,该力相对于旋转轴12向外作用。当位于框架2中的每个支承构件20同时将侧向力施加到对应工作弹簧的中间部分,也就是工作弹簧的第一和第二端之间时,该力与由弯曲构件22施加的力方向相反,其中每个工作弹簧都横向弯曲。这里,工作弹簧的横向是指垂直于第一端14和第二端16所限定的轴向的方向。
当致动器6从O位置沿逆时针充分旋转时,它达到了第二死点。当致动器6位于O位置和第二死点之间时,弹簧装置7使致动器6向O位置旋转。当致动器逆时针旋转时,致动器6可以具有小的间隙,借此,仅在致动器从它的O位置逆时针旋转了例如5°之后,弯曲装置才开始横向弯曲工作弹簧。致动器6的其它功能还可以具有小的间隙。这些间隙有助于确保例如,除非开关装置的操作位置改变,否则弹簧装置7不被拉伸。间隙的存在还可以有利于便于制造。
当致动器6逆时针超过第二死点时,由于横向的弯曲,每个工作弹簧的第二端16都与相应槽24分离。即使使用者松开开关装置的操纵柄,弹簧装置7与弯曲装置18协作也会使致动器6旋转达到它的测试位置,该测试位置已经逆时针通过第二死点。
当致动器6已经相对于它的O位置逆时针旋转了角度β6时,则它达到它的测试位置并且停止旋转。因此,控制轴4也处于它的测试位置,相对于它的O位置的角度为β4。在附图所示的实施例中,角度β4和角度β6都是-45°,负号表示相比于角度α4、α6以及γ为反方向。
当致动器6从测试位置充分顺时针旋转时,则它达到第二死点。当致动器6位于测试位置和第二死点之间时,弹簧装置7将使致动器朝向测试位置旋转。当致动器6顺时针超过第二死点时,每个工作弹簧的第二端16都进入相应的槽24。如上所述,当致动器6位于第二死点和O位置之间时,弹簧装置7将使致动器朝向O位置旋转。
当开关装置的操纵柄在致动器的O位置和测试位置之间释放时,致动器因此将根据致动器位于第二死点的哪一侧而移动到O位置或者测试位置。由弹簧装置7施加到O位置和测试位置之间的致动器6的力基本上仅仅由工作弹簧的横向弯曲而产生,也就是工作弹簧不完全被轴向压缩或拉伸。工作弹簧的横向弯曲由上述方式通过弯曲装置18的装置实现。
需要超过死点的力会受到弹簧装置7和弯曲装置18的设计的影响。在本发明的一个实施例中,超过第二死点需要的力小于超过第一死点需要的力。
本发明的开关装置可以被模块化,也就是,包括控制装置模块以及一个或多个极单元模块。图5示出了根据本发明的一个实施例的模块开关装置的控制装置模块,以及图6示出了被分解的图5的控制装置模块。图5和6所示出的控制装置模块以上述的图1至4中所描述的方式来操作。
在图6中,控制装置模块的框架被分解为盖部40、框架的上部42以及框架的下部44中。
图6示出了用于连接控制轴4的连接装置,致动器6包括位于致动器6中的狭槽30以及位于控制轴4中的对应凸出部32,其中每个所述狭槽30都适用于容纳对应凸出部32。通过将每个狭槽30的周向尺寸设置为大于对应凸出部32的周向尺寸来实现连接装置的自由路径。
致动器6和控制轴4都具有适用于容纳支柱36的孔34,该支柱36位于螺旋弹簧装置28的对应端。
图6的工作弹簧8和10包括位于第二端16的连杆,该连杆在平面上基本上延伸为大约270°的环路。
图5和6的控制装置模块包括主轴部件38,其在一个完整的开关装置中组成装置的一部分,并且适用于由致动器6旋转驱动。
本发明的基本思想可以以多种方式实现,这对于本领域的普通技术人员来说是很明显的。因此,本发明和它的实施例并不限制于上述的例子,而是可以在权利要求的范围内进行改变。
Claims (13)
1.一种包括框架(2)的开关装置,其中致动器(6)适用于旋转驱动开关装置的主轴并且可绕旋转轴(12)转动,该开关装置还安装了弹簧装置(7),所述致动器(6)具有0位置、I位置以及位于0位置和I位置之间的第一死点,其中I位置相对于0位置沿第一方向成给定的角度(α6)定位,弹簧装置(7)包括一个或多个工作弹簧(8,10),每个工作弹簧均包括支撑到框架(2)的第一端(14)和第二端(16),该弹簧装置适用于旋转驱动致动器(6),当致动器(6)位于0位置和I位置之间时,其朝向0位置还是I位置取决于致动器(6)位于所述第一死点的哪一侧,其特征在于:致动器(6)还具有测试位置,该测试位置相对于0位置沿第二方向成预定角度(β6)定位,所述第二方向与所述第一方向相反。
2.如权利要求1所述的开关装置,其特征在于,致动器(6)具有位于0位置和测试位置之间的第二死点,弹簧装置(7)适用于旋转驱动致动器(6),当致动器(6)位于0位置和测试位置之间时,其朝向0位置还是测试位置取决于致动器(6)位于所述第二死点的哪一侧。
3.如权利要求2所述的开关装置,其特征在于,第二死点由弯曲装置(18)实现,该弯曲装置(18)适用于沿横向弯曲每个工作弹簧(8,10)。
4.如权利要求3所述的开关装置,其特征在于,对于每个工作弹簧(8,10),弯曲装置(18)都包括至少一个位于框架(2)中的支承构件(20),以及位于致动器(6)中的至少一个弯曲构件(22),以使得所述弯曲构件(22)适用于将侧向力引导到工作弹簧(8)的第二端(16),并且所述支承构件(20)适用于将侧向力引导到工作弹簧(8)的第一端(14)和第二端(16)之间,该力的方向与由弯曲构件(22)引导的力的方向相反。
5.如前述权利要求的任意一个所述的开关装置,其特征在于,每个所述工作弹簧(8,10)都是螺旋弹簧。
6.如权利要求5所述的开关装置,其特征在于,当致动器(6)位于0位置和I位置之间时,每个所述工作弹簧(8,10)都作为压缩弹簧。
7.如前述权利要求之任意一个所述的开关装置,其特征在于,每个工作弹簧(8,10)的第一端(14)都可旋转地支撑到框架(2)。
8.如前述权利要求之任意一个所述的开关装置,其特征在于,对于每个工作弹簧(8,10),致动器(6)都包括适用于容纳工作弹簧的第二端(16)的槽(24),并且当致动器(6)位于它的0位置和I位置之间时,每个工作弹簧的第二端(16)始终位于相应槽(24)中。
9.如权利要求8所述的开关装置,其特征在于,开关装置被构造成,当致动器(6)从0位置向测试位置旋转时,每个工作弹簧(8,10)的第二端(16)都与相应槽(24)分离,并且当致动器(6)从测试位置向0位置旋转时,每个工作弹簧(8,10)的第二端(16)都进入相应槽(24)。
10.如前述权利要求之任意一个所述的开关装置,其特征在于,它包括适用于转动致动器(6)、并且具有0位置、I位置以及测试位置的控制轴(4)。
11.如权利要求10所述的开关装置,其特征在于,控制轴(4)通过连接装置连接到致动器(6),该连接装置具有自由路径,该连接装置包括螺旋弹簧装置(28)。
12.如权利要求11所述的开关装置,其特征在于,该连接装置适配成以使得,当控制轴(4)从0位置沿第一方向旋转对应于自由路径的角度(γ)时,螺旋弹簧装置(28)被拉伸,而致动器(6)仍然基本上保持就位,以及当控制轴(4)的转角沿第一方向超过对应于自由路径的角度(γ)时,致动器(6)随控制轴旋转,直到致动器(6)达到第一死点。
13.如权利要求10至12中任一个所述的开关装置,其特征在于,控制轴(4)适用于绕所述旋转轴(12)转动。
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