專利名稱：帶有一個開關(guān)鎖的開關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1所述的具有一個開關(guān)鎖的開關(guān)裝置。
具有一個開關(guān)鎖的開關(guān)裝置、尤其是一個保護(hù)開關(guān)裝置例如可以作為線路保護(hù)開關(guān)使用。目前，主要使用線路保護(hù)開關(guān)(也稱為LS開關(guān)或線路保護(hù)自動裝置)來替代熔斷保護(hù)裝置。
線路保護(hù)開關(guān)是一些具有對一個開關(guān)鎖起作用的一個第一和一個第二脫扣機(jī)構(gòu)的過流保護(hù)開關(guān)。一個電磁脫扣器用于在短路時快速斷開電路。當(dāng)相關(guān)的線路危險地發(fā)熱時，一個雙金屬的熱脫扣器用于在受持續(xù)過載時實施斷開。所述開關(guān)鎖也可以借助于一個可手動操縱的開關(guān)手柄來操作，由此，所述各線路保護(hù)開關(guān)也可以用于切斷電路。
從US4,968,863已知一種這類具有一個開關(guān)鎖的線路保護(hù)開關(guān)，所述開關(guān)鎖具有一個可移動的接觸臂、一個脫扣杠桿、一個棘爪以及多個框架構(gòu)件。其中，在所述組件的各構(gòu)件之間產(chǎn)生的作用力基本在一個平面內(nèi)傳遞。其中，所述可移動的接觸臂和所述開關(guān)鎖的一個碟形彈簧可旋轉(zhuǎn)運(yùn)動地支承在一個軸上。
象線路保護(hù)開關(guān)這樣的批量產(chǎn)品要受到市場大小、成本預(yù)算等預(yù)定條件的約束，這些預(yù)定條件在很大程度上影響造壞的開關(guān)裝置構(gòu)件的數(shù)量。然而，在前面提到的現(xiàn)有技術(shù)中的線路保護(hù)開關(guān)就具有對這些預(yù)定條件產(chǎn)生不利影響的開關(guān)裝置構(gòu)件的數(shù)量。
另外，從DE1 904 731已知一種線路保護(hù)開關(guān)的減少構(gòu)件的開關(guān)鎖。這種開關(guān)鎖具有一個主要由一個可移動的接觸臂、一個脫扣杠桿和一個棘爪組合而成的組件。其中，所述可移動的接觸臂支承在一根軸上。一個線路保護(hù)開關(guān)的功能可靠性的重要標(biāo)準(zhǔn)是所述脫扣杠桿與棘爪之間的所謂的反向銜接。但是該專利文獻(xiàn)并沒有提供有利于這項功能的元件。
從DE33 39 398 A1同樣已知一種具有一個開關(guān)鎖的線路保護(hù)開關(guān)。所述開關(guān)鎖具有至少一段塑料件，但是該塑料件由于靠近所述接觸部位必須由一種持久耐用的以及進(jìn)而昂貴的材料制成。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種帶有一個開關(guān)鎖的開關(guān)裝置，通過該開關(guān)裝置可以解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題。
上述技術(shù)問題按照本發(fā)明通過一種具有權(quán)利要求1所述特征的開關(guān)裝置得以解決。
按照本發(fā)明的規(guī)定，所述開關(guān)裝置設(shè)有一個殼體和一個開關(guān)鎖，其中，-所述開關(guān)鎖具有一個帶有一個脫扣杠桿、一個棘爪和一個可移動的接觸臂的三件式組件，-所述組件基本上由一種金屬材料制成，以及-所述可移動的接觸臂借助于一個連接元件在端部處與所述棘爪一起構(gòu)成一個鉸鏈關(guān)節(jié)，-一個支持所述開關(guān)鎖反向銜接的彈簧在該彈簧的第一末端處包圍所述鉸鏈關(guān)節(jié)，該彈簧還貼靠在所述回轉(zhuǎn)軸上并以其第二末端作用在所述脫扣杠桿上，-作用在所述組件上并在所述組件的各構(gòu)件之間產(chǎn)生的力的作用線基本上在一個平面內(nèi)。
通過本發(fā)明可實現(xiàn)一個開關(guān)鎖的低成本的設(shè)計結(jié)構(gòu)，同樣會使一個開關(guān)裝置的制造成本降低。這尤其是通過所述開關(guān)鎖的三件式組件來實現(xiàn)。所述組件由簡單的、金屬的、也許是材料統(tǒng)一的、沖壓-折彎件制成。另外，所述接觸臂和脫扣杠桿的單軸支承有利于制造。所述有助于力平衡和反向銜接的彈簧這樣安置或設(shè)計，使得其既可以跟隨所述組件的運(yùn)動進(jìn)程、又以一個小的預(yù)緊力達(dá)到高效能。不需要另一個用于補(bǔ)償產(chǎn)生的顛覆力矩的構(gòu)件，因為作用在所述組件上的或者在所述組件的各構(gòu)件之間產(chǎn)生的力只作用在一個平面內(nèi)。
有利的是，所述彈簧設(shè)計為板簧或盤條彈簧，因此按照不同的用途和開關(guān)裝置類型存在特殊的選擇可能性。
有利的是，作用在所述組件上的并且在所述組件的各構(gòu)件之間產(chǎn)生的力基本上作用在所述可移動的接觸臂的平面內(nèi)。因此避免產(chǎn)生引起摩擦損失和對力平衡產(chǎn)生不利影響的顛覆力矩。
下面借助于附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明的其他優(yōu)點和細(xì)節(jié)。附圖中

圖1以側(cè)視圖表示一個處于斷開位置中的具有一個開關(guān)鎖的開關(guān)裝置，圖2表示一個圖1所示的開關(guān)裝置的正視圖，圖3表示一個圖1所示的開關(guān)裝置的俯視圖。
在以下說明書中各附圖中的相同構(gòu)件以相同的附圖標(biāo)記標(biāo)注或者含意相同的構(gòu)件以類似的附圖標(biāo)記標(biāo)注。
圖1表示一個處于所謂的斷開位置AS中的具有一個殼體2和一個開關(guān)鎖3的開關(guān)裝置1。所述開關(guān)鎖3具有一個脫扣杠桿4、一個棘爪5、一個可移動的接觸臂6以及一個固定在殼體上的回轉(zhuǎn)軸7。所述開關(guān)鎖3的構(gòu)件、亦即脫扣杠桿4和棘爪5均由一種金屬材料制成的沖壓-折彎件構(gòu)成，所述金屬材料尤其是指鋼、黃銅、銅、青銅和/或黃銅。為了組裝所述開關(guān)鎖3的構(gòu)件、尤其是所述脫扣杠桿4、棘爪5和接觸臂6，所述脫扣杠桿4和棘爪5圍夾住所述接觸臂6并且通過所述已插入的回轉(zhuǎn)軸7和所述銷釘9與該接觸臂6相連。該接觸臂6在該視圖中具有一個近似鏡反像形成的S形的形狀并且在其構(gòu)件長度上大約在中心設(shè)有一個用于在其中安裝所述回轉(zhuǎn)軸7的凹槽8。
所述凹槽8可以設(shè)計為敞開式的或封閉式的并且在關(guān)于所述接觸臂6的構(gòu)件寬度上基本上指向所述脫扣杠桿4的方向。
相對于所述回轉(zhuǎn)軸7，所述凹槽8具有一個過盈尺寸，由此達(dá)到方便地安裝所述裝置構(gòu)件的目的。該凹槽8與所述回轉(zhuǎn)軸7結(jié)合僅僅用于組裝所述裝置構(gòu)件?；剞D(zhuǎn)軸7具有極大自由度地設(shè)置在凹槽8中并且需要時作為止擋實現(xiàn)限制功能或回轉(zhuǎn)功能。
所述棘爪5在其末端借助于一個銷釘9這樣耦連在所述接觸臂6的一個第一端頭10上，使得可以形成一個鉸鏈關(guān)節(jié)。所述銷釘9本身可移動地在由殼體構(gòu)成的一個承接元件11中導(dǎo)引。所述承接元件11也可以設(shè)計為一個弓形的滑環(huán)機(jī)構(gòu)，其中，所述承接元件11以及可能是滑環(huán)機(jī)構(gòu)同樣具有一個弓形的孔12。
所述承接元件11即可以設(shè)計為所述殼體2的成型部段，也可以設(shè)計為單獨的殼體構(gòu)件。所述單獨的殼體構(gòu)件位置可變化地安置在殼體2中，因此，就產(chǎn)生多種可能結(jié)構(gòu)。在與銷釘耦連的末端側(cè)相對的另一端，所述棘爪5與一個弓形件13相連，而該弓形件13又與一個具有鎖緊手柄的輥子14(Knebelwalze)有效相連。所述可能由絕緣材料制成的殼體2可以由兩個各帶有一個承接元件11的殼體件構(gòu)成，所述銷釘9在兩側(cè)的承接元件11中導(dǎo)引。
所述銷釘9被一個支持所述開關(guān)鎖3反向銜接的彈簧15在該彈簧的第一末端16處包圍。所述反向銜接保證在斷開位置上時所述開關(guān)鎖處于一個確定的開關(guān)工作狀態(tài)中。所述彈簧15貼靠在回轉(zhuǎn)軸7上并且以其第二末端17作用在所述脫扣杠桿4的一個凸肩18上。在所述閉合位置ES中所述彈簧15作為防止所不期望的脫扣發(fā)生的防震結(jié)構(gòu)。
所述在此設(shè)計為蝶形彈簧的彈簧15可以說自由地支承在所述鉸鏈關(guān)節(jié)上并且可以跟隨所述開關(guān)鎖3的構(gòu)件一起運(yùn)動。因此由所述彈簧在閉合位置上產(chǎn)生的扭矩與其在斷開位置上產(chǎn)生的扭矩是一樣的。另外，所述彈簧15也可以設(shè)計為一個板簧或盤條彈簧形式的蝶形彈簧或螺旋彈簧或者一個等效的結(jié)構(gòu)形式。
所述接觸臂6在所述凹槽8與銷釘9之間具有一個用于在其中嵌入一根拉簧20的嚙合孔19。在此，所述拉簧20被安裝在一個支架22的一個安裝孔21中并且同時被預(yù)緊。所述支架22可以這樣在一個第一角形區(qū)域α內(nèi)安裝或調(diào)整，使得對應(yīng)于不同的接觸力有利地設(shè)置不同的拉簧位置，由此可確定可定義的開關(guān)裝置類型。在所述接觸臂6的一個第二端頭23上安置一個大約與一個第二接觸件25等高的一個第一接觸件24。所述第二接觸件25定位在一個固定觸頭支架26上，該固定觸頭支架26是一個在此未詳細(xì)說明的組件的一部分。
與一個傳統(tǒng)的開關(guān)鎖不同，所述開關(guān)鎖3除了具有回轉(zhuǎn)軸7之外，還具有作為用于所述可移動的接觸臂6的轉(zhuǎn)動和擺動元件的所述承接元件11。因此，不是通過一個由回轉(zhuǎn)軸7與凹槽8的組合結(jié)構(gòu)來導(dǎo)引所述可移動的接觸臂6，而是通過所述承接元件11、它的孔12以及導(dǎo)引在該孔中的銷釘9來導(dǎo)引所述可移動的接觸臂6。所述回轉(zhuǎn)軸7和銷釘9也可以在需要時由一種塑料制成。
按照從所述斷開位置AS切換到所謂的接通位置ES來操作所述具有鎖緊手柄的輥子14，在此只粗略地敘述一下該操作過程，所述具有鎖緊手柄的輥子14將它的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動傳遞到所述弓形件13上轉(zhuǎn)變成一種平移運(yùn)動。該弓形件13將其本身的平移運(yùn)動繼續(xù)傳遞到所述棘爪5上，在該棘爪5上借助于從屬于該棘爪的銷釘9推動所述接觸臂6進(jìn)行這樣一個擺動運(yùn)動。通過所述可變支架22形成的第一角度區(qū)域α表現(xiàn)為所述接觸件24、25的接觸點處的一個由所述開關(guān)鎖3的運(yùn)動引起的第二角度區(qū)域β。
通過所述拉簧16的力的作用，所述脫扣杠桿4同樣一起轉(zhuǎn)動并且同時被所述棘爪5逐漸遮蓋。有利的是，在這個運(yùn)動過程中不會產(chǎn)生顛覆力矩，因為作用在所述組件上的力或在所述組件的各構(gòu)件之間產(chǎn)生的力只作用在一個平面中、尤其是作用在所述可移動的接觸臂6的平面EK中。因此不需要另一個用于補(bǔ)償所產(chǎn)生的顛覆力矩的構(gòu)件。為了在一個平面內(nèi)進(jìn)行力傳遞，所述脫扣杠桿4的一個區(qū)段拐入到所述接觸臂6的所述中間平面中，在此處一個沖制的輪廓構(gòu)成了所述銜接部位。描述這個組裝的且緊湊的組件的外形厚度的結(jié)構(gòu)尺寸AM可以界于2mm至20mm之間、尤其為5mm。
圖2和圖3分別表示帶有從屬殼體2和相應(yīng)的開關(guān)鎖3的開關(guān)裝置1的正視圖和俯視圖。為了簡明起見，在示意圖中沒有表示所述承接元件11、支架22以及固定觸頭支架26。
本文開頭所提到的電磁式或熱式脫扣器在各斷開情況下產(chǎn)生一個第一作用力KE和一個第二作用力KT，這兩個作用力作用在所述脫扣杠桿4上并且使所述開關(guān)鎖3以及進(jìn)而使所述具有鎖緊手柄的輥子14回置到所述斷開位置AS中。
本發(fā)明的中心思想是，通過有利地將所述開關(guān)鎖3和開關(guān)裝置1的一些單獨的構(gòu)件組合達(dá)到明顯地節(jié)省構(gòu)件和在所述開關(guān)鎖3的整個制造過程中節(jié)約的目的。所述整個的開關(guān)鎖3可以自動化地制造并且尤其可以自動化地組裝。這種情況也涉及到將所述彈簧裝入到開關(guān)鎖3中，由此顯著地簡化了制造過程。此外，整體設(shè)計結(jié)構(gòu)的突出特點是所述開關(guān)鎖3似乎“自由懸掛”在殼體2中，因為該開關(guān)鎖3一方面僅僅貼靠在所述回轉(zhuǎn)軸7上，另一方面也可運(yùn)動地導(dǎo)引在所述孔12中。由所述彈簧15產(chǎn)生的力基本上只作用在所述開關(guān)鎖3的各構(gòu)件之間。
權(quán)利要求
1.一種帶有一個殼體(2)和一個開關(guān)鎖(3)的開關(guān)裝置(1)，-所述開關(guān)鎖(3)具有一個帶有一個脫扣杠桿(4)、一個棘爪(5)和一個可移動的接觸臂(6)的三件式組件，其中，-所述組件基本上由一種金屬材料制成，-所述可移動的接觸臂(6)借助于一個連接元件在端部處與所述棘爪(5)一起構(gòu)成一個鉸鏈關(guān)節(jié)，-一個支持所述開關(guān)鎖(3)反向銜接的彈簧(15)在該彈簧的第一末端(16)處包圍所述鉸鏈關(guān)節(jié)，該彈簧(15)還貼靠在所述回轉(zhuǎn)軸(7)上并以其第二末端(17)作用在所述脫扣杠桿(4)上，-作用在所述組件上并在所述組件的各構(gòu)件之間產(chǎn)生的力的作用線基本上在一個平面內(nèi)。
2.按照權(quán)利要求1所述的開關(guān)裝置，其特征在于，所述彈簧(15)設(shè)計為板簧或盤條彈簧。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)裝置，其特征在于，所述作用在所述組件上并在所述組件的各構(gòu)件之間產(chǎn)生的力的作用線在所述可移動的接觸臂(6)的平面(EK)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶有一個開關(guān)鎖(3)的開關(guān)裝置(1)。為了提供一種可低成本制造的且可簡便地安裝的開關(guān)裝置，按照本發(fā)明，所述開關(guān)鎖(3)基本上由一個金屬材料的三件式的組件構(gòu)成，以及具有一個支持所述開關(guān)鎖(3)反向銜接的彈簧(15)和一些在開關(guān)鎖中基本上作用在一個平面內(nèi)的作用力。
文檔編號H01H71/52GK1526150SQ02813872
公開日2004年9月1日 申請日期2002年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月12日
發(fā)明者溫弗里德·維爾林, 溫弗里德 維爾林 申請人:西門子公司