开关装置

申请号 CN200580003927.X 申请日 2005-02-02 公开(公告)号 CN1914703A 公开(公告)日 2007-02-14
申请人 ABB有限公司; 发明人 H·马特拉; A·苏塔里宁; R·科尔莫宁;
摘要 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。
权利要求

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。

说明书全文

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;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。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。

背景技术

QQ群二维码
意见反馈