CN103295807A - 功率开关的锁扣机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有锁扣机构（1）的功率开关，所述锁扣机构具有用于断开并且闭合与拉紧元件（4）处于作用连接之中的开关触点的开关机制（2）以及释放机制（3），通过所述释放机制在解扣信号的基础上所述拉紧元件（4）能够如此从拉紧的状态转换为至少在很大程度上未拉紧的状态，使得所述开关触点由此断开，其中所述拉紧元件（4）间接地耦合到拉紧杆（5）上，所述拉紧杆能够根据所述释放机制（3）的止动爪（8）的位置来锁定或者解扣并且所述拉紧杆具有闭锁装置，通过所述闭锁装置在所述锁扣机构（1）的切断位置中不顾解扣信号也防止所述拉紧杆（5）的解扣，其中在所述锁扣机构（1）的切断位置中所述开关断开并且所述拉紧元件（4）拉紧。所说明的技术上的解决方案的突出之处在于，所述拉紧杆（5）的闭锁装置具有摇转杆（17），该摇转杆以能够运动的方式固定在所述拉紧杆（5）上。

Description

功率开关的锁扣机构

技术领域

本发明涉及一种具有锁扣机构的功率开关。这样的锁扣机构一方面拥有用于断开并且闭合与拉紧元件处于作用连接之中的开关触点的开关机构，并且另一方面拥有释放机构，通过所述释放机构在解扣信号的基础上所述拉紧元件能够从拉紧的状态转换为至少在很大程度上未拉紧的状态，用于通过这种方式来断开所述开关触点。

背景技术

功率开关是特殊的通常为较高的电流而设计的开关。这些开关不仅可以转换工作电流和较小的过载电流，而且在出现故障时也可以接通较高的过载电流和短路电流，将这些故障电流保持预先给定的时间并且又将其切断。按实施方式，功率开关构造为单极的或者多极的结构。

这样的功率开关通常拥有所谓的锁扣机构，所述锁扣机构在出现意想不到的运行状态时尤其在出现短路时引起电路的切断。

锁扣机构代表着机械的装置，该机械的装置优选能够切断电路。为此，为了断开开关触点，通常释放拉紧的弹簧的力，所述弹簧在接通时已经通过拉紧机制来拉紧。典型的解扣标准是具有能够预先给定的电流强度的电流，通过该电流借助于电磁体或者加热的双金属片来松开锁定状态。

功率开关的锁扣机构拥有两个重要的区域。一方面设置了开关机构，通过该开关机构在加载弹力的情况下实现电气的开关触点的断开和闭合。另一方面，这样的锁扣机构拥有释放机构，该释放机构在达到解扣标准时释放储存在所述开关机构的弹簧中的能量，由此解扣所述锁扣机构并且断开所述电气的开关触点。

在这方面，从现有技术中知道一些解决方案，利用这些解决方案来应该防止所述锁扣机构在切断位置中解扣。因此，比如在DE 693 06 822 T2中说明了功率开关的一种锁扣机构，该锁机机构具有所谓的测试按键，在操纵所述测试按键之后来保证，所述锁扣机构在切断位置中也不会解扣。为此，支承在操纵杆中的拉紧螺栓在所述锁扣机构的切断位置中滑到所述拉紧杆的闭锁轮廓上，使得所述拉紧杆被锁定并且所述锁扣机构或者说开关绝不解扣。通过这种方式，可以挤压所述测试按键并且而后操纵解扣轴，而所述锁扣机构没有解扣。所述开关机构就这样在意想不到地解扣时也保持在预拉紧的状态中。

对于前面所说明的技术上的解决方案来说，重要的是，在所述拉紧杆上设置了闭锁轮廓，为了在所述锁扣机构的切断位置中将所述释放机构锁定而需要所述闭锁轮廓。所述拉紧杆的几何形状以及其旋转点由此不能自由地选择，而是更确切地说始终要考虑到设置在所述拉紧杆上的闭锁轮廓。已知的用于切断位置的锁定机制由此经常仅仅用于有限的数目的具有总是相同的锁扣机构运动特性的锁扣机构。

发明内容

从所述从现有技术中知道的解决方案和所描述的问题出发，本发明的任务是，如此改进功率开关的锁扣机构，使得所述锁扣机构在切断位置中在意想不到地解扣时也保持在拉紧的位置中。有待说明的技术上的解决方案应该可以用比较简单的结构上的措施和低廉的成本来实现。此外，所述锁定***应该能够用于几乎每种有关系的锁扣机构运动特性。

前述任务用一种按权利要求1的用于功率开关的锁扣机构得到解决。本发明的有利的实施方式是从属权利要求的主题并且在以下说明中在部分地参照附图的情况下得到详细解释。

本发明涉及一种具有锁扣机构的功率开关，所述锁扣机构拥有用于断开并且闭合与拉紧元件处于作用连接之中的开关触点的开关机构并且拥有释放机构，通过所述释放机构在解扣信号的基础上所述拉紧元件能够如此从拉紧的状态转换为至少在很大程度上未拉紧的状态，使得所述开关触点由此断开。在此所述拉紧元件间接地耦合到拉紧杆上，所述拉紧杆能够根据所述释放机构的止动爪的位置来锁定或者解扣。此外，所述拉紧杆具有闭锁装置，通过该闭锁装置在所述锁扣机构的切断位置中不顾解扣信号也防止所述拉紧杆的解扣，其中在所述锁扣机构的切断位置中所述开关断开并且所述拉紧元件拉紧。本发明的突出之处在于，所述拉紧杆的闭锁装置具有摇转杆，该摇转杆以能够运动的方式固定在所述拉紧杆上。

由此，对于按本发明构成的锁扣机构来说，重要的是，在所述拉紧杆上设置了能够运动的摇转杆，该摇转杆在切断位置中可靠地防止锁扣机构的解扣。所述摇转杆在此如此构成，使得其仅仅用于在切断位置中将所述锁扣机构闭锁。由此拥有这样的摇转杆的锁扣机构能够在很大程度上不依赖于锁扣机构运动特性的情况下灵活地使用并且尤其用于大量的锁扣机构。

一旦切断或者说断开所述电气的开关触点，那么所述功率开关的锁扣机构就转移到切断位置中，其中所述开关机构的拉紧元件一如既往地保持在拉紧的状态中。现在借助于所述以能够旋转的方式支承在拉紧杆上的摇转杆来保证，如此将所述拉紧杆锁定，从而甚至在操纵所述解扣轴时所述拉紧杆也不运动并且由此所述开关机构的拉紧元件也没有消除应力。

在本发明的一种优选的实施方式中，一旦在开关触点断开时所述锁扣机构转移到切断位置中，那么支承在操纵杆中的拉紧螺栓就滑到所述摇转杆的闭锁轮廓上。因为现在通过所述摇转杆导入到所述拉紧杆中的转矩大于通过所述开关机构的拉力弹簧导入的力矩，所以在切断位置中将所述拉紧杆优选向下挤压，使得所述止动爪的端部不再安放在所述拉紧杆的用于连接所述两个构件的止挡面上。因为所述拉紧杆在这种情况下锁定并且所述止动爪被卸荷并且该止动爪不再与所述拉紧杆处于啮合之中，所以现在可以挤压所述测试按键或者说操纵所述解扣轴，而所述锁扣机构没有解扣。

一旦已经操纵了所述释放机构的解扣轴，不管这一点是通过跳闸过程还是通过测试按键的操纵来进行，所述锁扣机构或者说所述释放机构在重新转换到接通位置中之前都必须经过复位过程。在进行这样的复位过程时，又激活解扣的锁扣机构尤其所述释放机构。

所述摇转杆以优选的方式如此能够活动地支承在所述拉紧杆上，从而一旦开始复位过程，所述拉紧杆上的复位轮廓就变得自由并且所述支承在操纵杆中的拉紧螺栓可以通过所述复位轮廓来滑动。由此又将所述解扣轴转换为拉紧的原始状态。在结束所述复位过程之后，所述锁扣机构又可以在需要时通过所述操纵杆的操纵来转换到接通位置中。

在本发明的一种特殊的实施方式中规定，所述摇转杆如此支承在所述拉紧杆上，使得所述摇转杆至少部分地翻转到所述拉紧杆的后面，从而对于所述拉紧螺栓来说可以自由地接近所述拉紧杆上的复位轮廓。

通过所述拉紧螺栓来进行所述摇转杆的强制复位，通过所述摇转杆的强制复位来保证所述构件的操作自由度/灵活性，用于在随后所述止动爪向内摆动时又将所述摇转杆置于啮合位置中。按照一种特殊的改进方案，所述拉紧杆至少构造为两个部分并且拥有两个平面平行地布置的侧面件，所述摇转杆就在复位过程之前或者开始时向里翻转到所述侧面件之间。

附图说明

下面在不限制普遍的发明构思的情况下借助于实施例参照附图对本发明进行详细解释。附图示出如下：

图1是功率开关的锁扣机构的透视图；

图2到5示出处于接通位置中的锁扣机构的不同的视图；

图6到7示出处于切断位置中的锁扣机构；

图8示出处于切断位置中的锁扣机构以及解扣轴的操纵情况；

图9示出在复位过程中的锁扣机构；

图10和11示出处于复位位置中的锁扣机构；

图12和13示出处于跳闸位置中的锁扣机构；

图14示出拉紧杆的侧面件；

图15示出摇转杆并且

图16示出拉紧杆标准组件连同以能够旋转的方式支承在其中的摇转杆。

具体实施方式

图1以透视图示出了功率开关的锁扣机构1。所示出的锁扣机构1在此拥有两个主要的标准组件，也就是开关机构2以及释放机构3。通过所述开关机构2，所述功率开关的电气的开关触点如此与用作蓄能器的弹簧4处于作用连接之中，并且在触点闭合时所述弹簧4拉紧并且在解扣所述锁扣机构1时储存在弹簧4中的能量释放出来，使得所述触点通过作用于其上面的弹力而断开。

为了一方面将所述弹簧4可靠地保持在拉紧的状态中并且另一方面能够保证所述锁扣机构的可靠且快速的解扣，设置了所述释放机构3。

所述具有拉紧弹簧4的开关机构2与所述释放机构3之间的连接通过拉紧杆5来建立，该拉紧杆可以按需要通过所述释放机构3来闭锁或者放开。一旦所述拉紧杆5被所述释放机构3所释放，那么所述弹簧4就会松弛并且所述电气的开关触点断开。

掣爪弹簧10代表着所述释放机构3的一个重要的构件，该掣爪弹簧10如此作用于所述止动爪8，使得所述止动爪8的端部朝所述拉紧杆5的为此设置的止挡面运动，用于将所述拉紧杆5锁定。此外，在所述释放机构3中设置了解扣轴9，该解扣轴在达到解扣标准时尤其一旦开关中的电流达到预先给定的电流强度时就被执行器置于旋转或者说回转运动中。通过所述解扣轴9的运动，该解扣轴如此与所述止动爪8相接触，使得所述止动爪8也回转并且就这样减小从所述止动爪8的端部作用于所述拉紧杆5的止挡面上的力。此外，由所述止动爪8作用于所述拉紧杆5的止挡面的力的减小引起这一点，即所述拉紧杆5的锁定状态松开，所述弹簧4松弛并且所述开关触点断开。

下面详细地对所述锁扣机构1的不同的开关状态进行解释。

图2到5示出了所述锁扣机构1处于接通位置中的情况，该锁扣机构的构件已经在图1中得到了详细解释。图2到3以侧视图示出了所述锁扣机构，图4和5则以透视图示出了所述锁扣机构，其中图4和5分别以剖切的视图示出了所述锁扣机构。在这些剖切的视图中，所述锁扣机构1沿着对称面划分并且相应地仅仅示出了设置在后面的部分中的构件。通过这种方式，在图3到5中能够看得见所述拉紧杆5的后面的侧面件14、支承在所述拉紧杆上的滚轮7、摇转杆17以及所述止动爪8的端部12。

在接通位置中，所述开关闭合，所述弹簧4拉紧并且所述锁扣机构1处于闭锁的状态中。

此外，所述释放机构3以及由此所述锁扣机构1也处于拉紧的状态中，其中所述止动爪8的端部12在所述止挡面13的区域中接触到以能够旋转的方式支承在所述拉紧杆5上的滚轮7的外圆周。借助于所述止动爪8，由此将所述拉紧杆5锁定在所示出的位置中，使得所述弹簧4拉紧并且所述电气的开关触点闭合。

图6和7示出了按本发明构成的锁扣机构1的侧视图，其中在图6中示出了整个锁扣机构1并且在图7中仅仅示出了后面的部分。图7由此是剖面图，在该剖面图中所述剖面沿着所述拉紧杆5的两个侧面件14、15之间的平面伸展。

为了将所述锁扣机构转移到切断位置中，所述操纵杆6已经向右运动，因而支承在所述操纵杆6中的拉紧螺栓11已经与所述摇转杆的闭锁轮廓18置于接触之中。由于所述摇转杆17，通过所述操纵杆6导入到所述拉紧杆5中的力矩大于所述开关机构2的构造为拉力弹簧4的拉紧元件的所导入的力矩。因此，稍许将所述拉紧杆5向下挤压并且给所述止动爪8的端部12与所述拉紧杆5的止挡面13之间的连接卸荷。如可以从图7中得知的一样，在所述止动爪8与所述拉紧杆5的止挡面之间构成气隙。所述拉紧杆5的止挡面13在这种实施方式中通过滚轮7的外面的圆周面来构成。在此，所述滚轮以能够围绕着轴承螺栓16旋转的方式支承在所述拉紧杆5的两个平面平行的侧面件14、15之间。

作为图6和7的补充，图8示出了在操纵所述解扣轴9时功率开关的锁扣机构1的处于切断位置中的情况。在没有设置额外的闭锁机构的情况下，在这种情况下，所述锁扣机构1会通过止动爪8与止挡面13之间的连接的松开来解扣。因为不过所述拉紧螺栓11与所述摇转杆17的闭锁轮廓18处于啮合之中，所以稍许将所述拉紧杆5向下挤压并且就这样将其锁定在其位置中。由于借助于所述摇转杆17对所述锁扣机构1进行闭锁并且由此引起所述释放机构3的止动爪8的卸荷，可以挤压所述测试按键或者说操纵所述解扣轴9，而所述锁扣机构1或者说开关没有解扣。

无所谓是已经操纵所述测试按键还是在解扣信号的基础上已经解扣所述锁扣机构1，首先必须实施复位过程，用于再次激活所述锁扣机构1以及这里尤其是所述释放机构。图9在这方面示出了功率开关的按本发明构成的锁扣机构1的在复位过程中的情况。

为了开始复位过程，用手柄使所述操纵杆6沿箭头方向向右运动。随后所述支承在操纵杆6中的拉紧螺栓11沿着所述拉紧杆5的复位轮廓19运动。所述拉紧杆5的复位轮廓19在这种情况下对于所述拉紧螺栓11来说可以自由地接近，因为所述摇转杆17向下回转到所述拉紧杆5的两个侧面件14、15之间。

通过所述拉紧螺栓11的沿着所述拉紧杆5的复位轮廓19的运动，将该拉紧杆向下挤压。作为补充，从图10和11中可以看出处于复位位置中的锁扣机构1的图示，在所述复位位置中所述拉紧螺栓11已经到达所述拉紧杆5的外面的端部。此外，通过所述构造为扭转弹簧的掣爪弹簧10来将所述止动爪8朝所述摇转杆17挤压，使得所述摇转杆处于闭锁的位置中并且所述连接一如既往地卸荷，因而在所述止动爪8的端部12与所述构造为滚轮7的止挡面13之间不存在接触。在结束所描述的复位过程之后，又可以将所述锁扣机构转移到接通位置中，因为所述释放机构3又处于拉紧的状态中。

图12和13示出了功率开关的锁扣机构1的处于锁扣的位置中的情况。锁扣机构1的这个位置也称为跳闸位置。所述拉紧杆5连同以能够旋转的方式支承在其上面的滚轮7已经向上转移到其最终位置中。在此，所述拉紧杆抵靠在所述支承在操纵杆6中的拉紧螺栓11上。只要所述锁扣机构1应该从所述跳闸位置转移到所述接通位置中，那么关于所述锁扣机构1尤其所述释放机构3又必须实施复位过程，以便所述释放机构3以及这里尤其所述掣爪弹簧10拉紧并且使所述解扣轴9复位到原始位置中。

图14示出了拉紧杆5的侧面件14、15。在所述拉紧杆的安装的状态中，尤其所述滚轮7以及所述摇转杆17的轴承处于所述两个侧面件14、15之间，其中所述滚轮的圆周面形成用于所述止动爪8的止挡面。在此，所述摇转杆17能够如此回转，使得其在复位过程中回转到所述两个侧面件14、15之间并且就这样放开所述拉紧杆5的复位轮廓19。

在复位过程中，所述与操纵杆相连接的拉紧螺栓11沿着所述复位轮廓19滑动/滚动并且就这样将所述拉紧杆5向下挤压。

图15以详细视图示出了按本发明以能够运动的方式支承在拉紧杆5上的摇转杆17。所述摇转杆17拥有轴承螺栓20，所述摇转杆17通过该轴承螺栓20以能够旋转的方式在所述拉紧杆5中支承在所述拉紧杆5的两个侧面件14、15之间。在所述侧面件14、15中，设置了相应的用于接纳所述轴承螺栓的轴套。在上面的区域中，所述摇转杆17拥有闭锁轮廓18，在所述锁扣机构1的切断位置中所述与操纵杆6相连接的拉紧螺栓11碰到所述闭锁轮廓18上并且就这样将所述拉紧杆5稍许向下挤压。通过这种方式，给拉紧杆与止动爪之间的连接卸荷。

最后，图16示出了拉紧杆5的处于装配的状态中的情况。在后面的区域中可以清楚地看出按本发明设置的摇转杆17，该摇转杆以能够在所述侧面件14、15之间旋转的方式支承在所述拉紧杆中。在所述锁扣机构的复位过程中，所述摇转杆17回转到所述拉紧杆5的侧面件14、15之间并且就这样放开所述用于拉紧螺栓11的复位轮廓19。

利用按本发明设置在锁扣机构1的拉紧杆5上的摇转杆17来可靠地保证，在所述锁扣机构1的切断位置中可以挤压或者说操纵所述测试按键，而所述锁扣机构或者说开关没有解扣。

通过在所述拉紧杆5上设置仅仅为了在所述锁扣机构的切断位置中防止解扣而需要的摇转杆17这种方式，所述旋转点的位置和所述闭锁轮廓能够自由地选择。这能够在不依赖于相应的锁扣机构运动特征的情况下用在不同的锁扣机构1中。

Claims (13)

1.具有锁扣机构（1）的功率开关，所述锁扣机构具有用于断开并且闭合与拉紧元件（4）处于作用连接之中的开关触点的开关机构（2）以及释放机构（3），通过所述释放机构在解扣信号的基础上所述拉紧元件（4）能够如此从拉紧的状态转换为至少在很大程度上未拉紧的状态，使得所述开关触点由此断开，其中所述拉紧元件（4）耦合到拉紧杆（5）上，所述拉紧杆能够根据所述释放机构（3）的止动爪（8）的位置来锁定或者解扣并且所述拉紧杆具有闭锁装置，通过所述闭锁装置在所述锁扣机构（1）的切断位置中不顾解扣信号也防止所述拉紧杆（5）的解扣，其中在所述锁扣机构（1）的切断位置中所述开关断开并且所述拉紧元件（4）拉紧，

其特征在于，

所述拉紧杆（5）的闭锁装置具有摇转杆（17），该摇转杆以能够运动的方式固定在所述拉紧杆（5）上。

2.按权利要求1所述的功率开关，

其特征在于，所述摇转杆（17）以能够旋转和/或能够回转的方式支承在所述拉紧杆（5）上。

3.按权利要求1或2所述的功率开关，

其特征在于，所述摇转杆（17）在转移到切断位置中时能够如此与所述拉紧杆（5）一起运动，从而给止动爪（8）与拉紧杆（5）之间的连接卸荷。

4.按权利要求1到3中任一项所述的功率开关，

其特征在于，所述摇转杆（17）在转移到切断位置中时能够如此与所述拉紧杆（5）一起运动，从而将所述止动爪（8）从所述拉紧杆（5）的止挡面（13）上移走。

5.按权利要求1到4中任一项所述的功率开关，

其特征在于，操纵杆（6）与拉紧螺栓（11）处于作用连接之中，其中所述锁扣机构（1）能够通过所述操纵杆（6）转移到切断位置中，并且其中所述拉紧螺栓（11）在所述锁扣机构（1）转移到切断位置中时能够与所述摇转杆（17）的闭锁轮廓（18）置于接触之中。

6.按权利要求1到5中任一项所述的功率开关，

其特征在于，所述拉紧元件（4）是拉力弹簧。

7.按权利要求1到5中任一项所述的功率开关，

其特征在于，所述摇转杆（17）如此以能够运动的方式固定在所述拉紧杆（5）上，使得所述摇转杆（17）至少能够暂时地与所述拉紧杆（5）置于至少部分的重叠之中。

8.按权利要求1到7中任一项所述的功率开关，

其特征在于，在进行在解扣所述锁扣机构（1）之后为了重新激活所述释放机构（3）而实施的复位过程时所述摇转杆（17）如此运动，从而对于操纵元件来说能够自由地接近所述拉紧杆（5）上的复位轮廓（19）。

9.按权利要求8所述的功率开关，

其特征在于，在复位过程中拉紧螺栓（11）至少能够暂时地与所述复位轮廓（19）置于啮合之中，所述复位轮廓（19）与操纵杆（6）处于作用连接之中，在此通过所述操纵杆（6）来开始所述复位过程。

10.按权利要求1到9中任一项所述的功率开关，

其特征在于，在进行在解扣所述锁扣机构（1）之后为了重新激活所述释放机构（3）而实施的复位过程时如此向所述摇转杆（17）加载力，从而不顾解扣信号地防止所述拉紧杆（5）的解扣。

11.按权利要求10所述的功率开关，

其特征在于，在此进行所述力的加载，用于通过所述止动爪（8）使所述摇转杆（17）向里摆到啮合位置中。

12.按权利要求1到11中任一项所述的功率开关，

其特征在于，所述止动爪（8）与弹簧元件（10）处于作用连接之中。

13.按权利要求12所述的功率开关，

其特征在于，所述弹簧元件（10）构造为扭转弹簧。

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