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特别用于生成反馈信号位置和/或限位信号的开关器件

阅读:258发布:2021-02-09

专利汇可以提供特别用于生成反馈信号位置和/或限位信号的开关器件专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种包括第一触头(1)和第二触头(2)的 开关 器件,第一触头(1)被设计成电连接到电 力 线的第一导体(101),第二触头(2)被设计成电连接到所述线的第二导体(102),第一触头或第二触头以可移位的方式安装,使得所述第一触头和所述第二触头(1,2)交替地采取相互附着 位置 或相互缩回位置,在所述相互附着位置中,在所述电力线的所述第一导体和所述第二导体之间产生电连接,在所述相互缩回位置中,所述两个导体(101,102)彼此电断开。第一触头或第二触头具有由多个分开的 接触 区(Zi)形成的接触表面,这些接触区并联连接到与对应触头相连的导体,并且所述接触区中的每个接触区彼此独立地附着到配合的第二触头或第一触头。,下面是特别用于生成反馈信号位置和/或限位信号的开关器件专利的具体信息内容。

1.一种开关器件,所述开关器件包括至少一个第一触头、至少一个第二触头和第三活动触头,所述至少一个第一触头被设计成电连接到电线的第一导体,所述至少一个第二触头被设计成电连接到所述电力线的第二导体,所述第一触头和所述第二触头是固定的,所述第三活动触头可交替地移动至一个位置和另一个位置,在所述一个位置中,所述第三活动触头同时地附着到所述第一触头和所述第二触头,从而在所述第一触头和所述第二触头之间产生电连接,在所述另一个位置中,所述第三活动触头距至少所述第一触头和所述第二触头一距离,
其中
至少所述第一触头或所述第二触头具有接触表面,即被设计成附着到配合的所述第三活动触头用于产生导电状态,所述表面由多个分开的接触区形成,所述多个分开的接触区并联连接到与对应触头连接的所述导体,并且所述接触区中的每个接触区彼此独立地附着到配合的所述第三活动触头,
其特征在于
所述第三活动触头由凸轮组成,所述凸轮绕经过所述凸轮的中心的轴线旋转,所述凸轮具有在所述中心处相交的长轴线和短轴线,而所述凸轮在与所述长轴线的末端相对应的末端处具有电连接到彼此的接触表面,所述凸轮的所述接触表面与在所述凸轮的旋转轴线的方向上呈并排关系的多个接触区配合,并且所述凸轮的所述接触表面分别形成第一触头和第二触头的所述接触表面,所述第一触头和所述第二触头的所述接触表面被设置在关于所述凸轮的所述旋转轴线在直径上相反的位置中。
2.根据权利要求1所述的开关器件,其特征在于,所述第一触头的所述接触表面和所述第二触头的所述接触表面都由多个分开的接触区构成,所述多个分开的接触区并联连接到与对应的第一触头或第二触头连接的所述导体。
3.根据权利要求1或2所述的开关器件,其特征在于,形成所述第一触头和/或所述第二触头的所述接触表面的所述接触区的每个分开的接触区由专用支撑装置支撑,所述专用支撑装置独立于其它接触区的支撑装置,用于所述接触区的所述支撑装置被机械地校准,使得当触头附着到彼此时,由每个接触区和对应支撑装置构成的机械系统具有典型机械共振频率,所述典型机械共振频率不同于由所述其它接触区和所述对应支撑装置的全部或一部分构成的系统的机械共振频率。
4.根据权利要求3所述的开关器件,其特征在于,所述触头中的一个触头的所述接触表面的每个接触区的所述支撑装置具有弹性挤压装置,所述弹性挤压装置用于将对应接触区压靠另一个触头的所述接触表面或重合的接触区,通过设定所述弹性挤压装置的预定的不同的弹性系数或变形系数来控制由每个接触区与所述对应支撑装置构成的所述系统的所述典型机械共振频率。
5.根据权利要求3所述的开关器件,其特征在于,由每个接触区与所述对应支撑装置构成的所述系统的所述典型机械共振频率由所述接触区的质量即所述接触区的尺寸确定。
6.根据权利要求5所述的开关器件,其特征在于,每个接触区具有不同质量,即具有不同的附着到另外的触头的所述接触表面上的表面面积。
7.根据权利要求1或2述的开关器件,其特征在于所述接触区由电枢簧片形成,所述电枢簧片由导电材料制成。
8.根据权利要求7所述的开关器件,其特征在于,所述电枢簧片中的每个电枢簧片在附着到活动触头的接触表面的方向上被弹性地预加载,并且设置用于将所述簧片稳定保持在所述预加载状态下且稳定保持在与所述活动触头的所述接触表面的移位路径干涉的位置中的装置。
9.根据权利要求7所述的开关器件,其特征在于,所述簧片中的每个簧片在它朝活动触头弯曲的过程中具有不同的挠曲模量和/或不同的弹性预加载状况。
10.根据权利要求7所述的开关器件,其特征在于,每个电枢簧片具有接触区支撑端,所述接触区支撑端在从入射方向发散的方向上与活动触头的接触表面的路径成度地弯曲,从而每个接触区通过所述接触区和所述活动触头的所述接触表面的相互滑动运动而附着到所述活动触头的所述接触表面。
11.根据权利要求1或2所述的开关器件,其特征在于,设置另外的第四触头和第五触头,至少所述第四触头或所述第五触头具有接触表面,即被设计成附着到配合的所述第三活动触头用于产生导电状态,所述第四触头和所述第五触头的所述接触表面由多个分开的接触区形成,所述第四触头和所述第五触头的所述接触表面的所述多个分开的接触区并联连接到与对应触头连接的所述导体,并且所述第四触头和所述第五触头的所述接触表面的所述接触区中的每个接触区彼此独立地附着到配合的所述第三活动触头,并且所述第四触头和所述第五触头相对于所述第三活动触头且相对于所述第一触头和所述第二触头取向成与所述第一触头及所述第二触头成180°,从而当所述第三活动触头附着到所述第一触头和所述第二触头时,所述第三活动触头不附着到所述第四触头和所述第五触头,并且当所述第三活动触头附着到所述第四触头和所述第五触头时,所述第三活动触头不附着到所述第一触头和所述第二触头。
12.根据权利要求7所述的开关器件,其特征在于,每个簧片在与在所述凸轮的周边上的所述接触表面的环形路径正割的方向上延伸,而每个电枢簧片的承载着接触区的末端部分径向向外折叠且折叠到如下程度,所述程度使得:当所述接触区附着到所述凸轮的所述接触表面时,所述末端部分大致平行于所述凸轮的所述接触表面的所述环形路径的切线延伸。
13.根据权利要求7所述的开关器件,其特征在于,所述开关器件具有模化结构,提供用于将用于所述接触区的所述电枢簧片固定的电绝缘固定基座,所述固定基座具有用于将所述固定基座在相对于旋转控制轴的轴线的预定位置中固定到底板的装置,所述旋转控制轴具有凸轮,所述旋转控制轴的所述凸轮充当装配和定到所述旋转控制轴且与所述旋转控制轴一起旋转的所述第三活动触头,所述凸轮成形为板状,所述板的轴向尺寸至少等于对应触头的所述接触区的轴向延伸,为另外的触头的接触区的另外的电枢簧片提供至少一个附加的相同固定基座,所述附加的相同固定基座与所述固定基座相同,并且所述附加的相同固定基座能够在所述旋转控制轴的方向上在重叠位置中固定到所述底板,且所述附加的相同固定基座与所述固定基座全等,而附加的凸轮安装到所述旋转控制轴,并且所述附加的凸轮与所述凸轮相同且设置在与所述凸轮全等的位置中,所述凸轮或由每个凸轮承载的所述触头与和它们重叠的其它凸轮的触头电绝缘,并且所述附加的凸轮与安装到所述附加的相同固定基座的所述电枢簧片的所述接触区配合,就所述旋转控制轴的旋转轴线而言,所述附加的相同固定基座与所述附加的凸轮在轴向上重合。
14.根据权利要求13所述的开关器件,其特征在于,能够将两个堆叠的固定基座附接到所述底板,每个堆叠用于对应数目的固定触头的所述接触区的所述电枢簧片,所述固定基座相同且关于所述旋转控制轴的所述轴线彼此成180°对称地布置。
15.根据权利要求13所述的开关器件,其特征在于,每个固定基座关于经过所述旋转轴的所述轴线的中心轴线对称,并且将相对于所述轴线在直径上彼此相对设置的两个堆叠的固定基座分成两半,而且用于两个不同触头的所述接触区的所述电枢簧片关于所述中心轴线对称地固定到每个基座。
16.根据权利要求13所述的开关器件,其特征在于,所述开关器件为用于对状态反馈触头进行操作的开关,所述状态反馈触头即检查路转辙机的道岔的移位位置的触头,所述旋转控制轴用于驱动活动触头,所述活动触头动态连接到对所述道岔进行驱动的运动链
17.根据权利要求1所述的开关器件,其特征在于所述开关器件用于生成反馈信号
18.根据权利要求17所述的开关器件,其特征在于所述反馈信号包括位置信号。
19.根据权利要求17或18所述的开关器件,其特征在于所述反馈信号包括限位信号。

说明书全文

特别用于生成反馈信号位置和/或限位信号的开关器件

技术领域

[0001] 本发明涉及一种特别用于生成诸如位置信号和/或限位信号的反馈信号的开关器件,该开关器件包括至少一个第一触头和至少一个第二触头,该至少一个第一触头被设计成电连接到电线的第一导体,该至少一个第二触头被设计成电连接到所述线的第二导体,至少第一触头或至少第二触头以可移位的方式安装,使得所述第一触头和所述第二触头交替地采取所述触头的相互附着位置或相互缩回位置,在所述附着位置中,在所述电力线的所述第一导体和所述第二导体之间产生电连接,在所述缩回位置中,所述两个导体彼此电断开。
[0002] 具体地,本发明涉及上述类型的器件,这些器件作为位置传感器用于在诸如道岔转辙机的致动器或类似器件中生成位置反馈信号,并且其中反馈信号由联器件检测。

背景技术

[0003] 道岔转辙机装有公知的位置传感器并且可由开关组成,开关用于改变反馈触头的导电状况以允许生成预定的反馈信号。在现有技术道岔中,电动达或液压马达的致动动作经由运动链转移至这些道岔,运动链由诸如轴、牵引杆推杆等活动部件构成。除了用于指示道岔的推摆位置的限位位置传感器之外,每个转辙机均具有与之相关的反馈信号生成装置,该生成装置直接由运动链控制并且用来确定道岔的位置是否与运动链的工作部件的位置匹配,该反馈信号生成装置由以上限定的开关器件组成。
[0004] 然而,开关器件特别是其触头暴露出许多缺点,即例如由于污垢和/或由运动的列车产生的振动引起的触头分离振动而导致的降低的传导性。当使用静态联锁系统,即由电子设备构成的系统,以及在高速铁路线中时,这些缺点特别严重。

发明内容

[0005] 因此,本发明的目的是提供如在上文中所述的开关器件,该装置使用相对简单而便宜的布置,并且能够不受振动的影响,从而避免产生错误的反馈信号或能够被适于评估反馈信号的联锁器件错误解释的信号。
[0006] 本发明通过如在上文中描述的器件实现以上目的,在所述器件中,至少第一触头或第二触头具有接触表面,即被设计成附着到配合的第二触头或第一触头以用于产生导电状态的表面,该表面由多个分开的接触区形成,这些接触区并联连接到与对应触头连接的导体,并且其中每一个接触区彼此独立地附着到配合的第二触头或第一触头。
[0007] 通过将电触头的接触表面分成多个分开的区,例如,以具有预定图案和预定接触表面的分开的接触区的矩阵的形式的多个分开的区,该接触区并联连接到导体的接线端子,整个接触表面的总电阻Rtot由下式限定:
[0008]
[0009] 其中Rzi是接触表面的第i个接触区的电阻。
[0010] 这里,应当理解,如果由于绝缘材料的污垢或机械损坏,所述情况可能阻止接触区达到附着到配合的接触表面的状态,在该状态下产生导电,所以接触区中的任一个接触区不再导电,则会存在大的或者甚至无限大的所述接触区的电阻,并且接触表面将为总电阻提供非常小的贡献或零贡献,从而除非到可忽略不计的程度,经过其中的电流将保持基本不变且反馈信号将不会改变。
[0011] 根据进一步的改进,由于反馈触头传导性丧失的其中一个原因是由因导致配合触头彼此移动离开的振动引起的配合触头与配合触头的相关接触表面分离所导致,因此除了上述之外,形成触头的接触表面的每个接触区配有分开且独立的支撑装置,该支撑装置与所述接触区结合形成具有预定共振频率的机械系统,并且每个接触区和/或对应支撑装置使得由接触区和支撑装置构成的每个系统的共振频率被调谐至与由其它接触区和对应支撑装置构成的系统的共振频率不同的共振频率。
[0012] 通过该布置,在例如由运动的列车引起的振动的情况中,只有其系统(接触区-支撑装置)意外地具有在由运动的列车产生的振动的频带内的共振频率的某些接触区有可能移位并具有移动到不导电状态的险,而其系统(接触区-支撑装置)具有在由运动的列车引起的振动的频带以外的共振频率的所有其它接触区则不受影响,并且保持其导电状态。
[0013] 其中单独的接触区并联连接到导体的上述特征提供以下优点,即移位至不导电状况的任何接触区都对所生成的反馈信号具有可忽略不计的影响。
[0014] 本发明所教导的原理适用于各种构造。
[0015] 在第一可能构造中,第一触头的接触表面和第二触头的接触表面都由多个分开的接触区构成,这些接触区并联连接到与对应第一触头或第二触头相连的导体。
[0016] 在这种情况下,形成第一触头的接触表面的接触区和形成第二触头的表面的接触区被布置成相同的图案,并且在所述第一触头附着到所述第二触头的情况下,第一触头的接触表面的每个接触区与所述第二触头的接触表面的一个接触区重合并附着到该接触区。
[0017] 在另一个构造中,第一触头和第二触头是固定的,并且设置第三接触元件,该接触元件可交替地移动至一个位置和另一个位置,在前一位置中,所述接触元件同时地附着到所述第一触头和所述第二触头,从而在所述第一触头和所述第二触头之间产生电连接,在另一个位置中,所述第三触头至少从所述第一触头和所述第二触头间隔开。
[0018] 关于用于改变或调谐由一个接触区与对应支撑装置构成的每个振荡系统的共振频率的装置,可能有多个解决方案。
[0019] 在第一解决方案中,每个接触区的所述支撑装置具有弹性挤压装置,所述弹性挤压装置用于将对应接触区压靠另一个触头的所述接触表面或重合的接触区,通过设定所述弹性挤压装置的预定的不同的弹性系数或变形系数来控制由每个接触区与所述对应支撑装置构成的所述系统的所述典型机械共振频率。
[0020] 除了上述之外或替代地,由每个接触区与对应支撑装置构成的系统的典型共振频率可由接触区的质量即接触区的尺寸来表征。
[0021] 在这种情况下,每个接触区具有不同质量,即具有不同的附着到另外的触头的所述接触表面上的表面面积。
[0022] 通过考虑振荡系统在其基本形式上由质量和将该质量固定到静止点的弹性元件构成,可清楚地说明上述情况。该系统的共振频率由弹性元件的刚度常数和质量确定,从而可通过调节弹性装置的弹性系数、质量或两者来调节共振频率。
[0023] 可以为本发明的开关提供各种实施例
[0024] 根据提供在结构方面的优点的一个实施例,每个接触区由柔性金属电枢簧片的一个末端组成,该电枢簧片由电枢簧片的相反末端固定到承载框架。这样的电枢簧片在如下位置中朝活动接触元件悬出,在所述位置中所述电枢簧片承载接触区的末端与第二触头的接触表面的路径相交,所述活动接触元件沿所述路径由平移装置支撑。因此,当所述第二触头移动至与电枢簧片的自由端上的接触区重合的位置时,所述簧片弹性弯曲,从而导致接触区被压靠第二触头的接触表面。第一触头的总接触表面由至少两个、三个或更多个接触区构成,每个接触区由分开的电枢簧片支撑。这些电枢簧片被布置成沿电枢簧片的纵向侧面呈并排关系,而与所述第一触头配合的另一个触头的接触表面具有延伸部分,以便同时地附着到所述第一触头的所有接触区。每个电枢簧片由导电材料制成,并且将在电枢簧片的一个末端上的接触区与连接到第一电导体的端子相连,该端子是所述第一触头的所有接触区的所有电枢簧片共用的。
[0025] 由于上述原因,形成触头的接触表面的接触区的电枢簧片可大致具有相同的形状和长度,并且接触区沿着轴线对齐,所述轴线垂直于与所述第一触头配合的另一个触头的接触表面的移位路径,并且平行于所述另一个触头的接触表面。
[0026] 根据进一步的可选特性,电枢簧片中的每个电枢簧片在附着到活动触头的接触表面的方向上被弹性地预加载,并且设置装置,该装置用于将所述簧片稳定保持在所述预加载状态下并且稳定保持在干涉活动触头的接触表面的移位路径的位置中。
[0027] 通过使簧片中的每个簧片具有不同的挠曲模量和/或在簧片朝活动触头弯曲过程中不同的弹性预加载状况,或通过为与电枢簧片相关的每个接触区提供不同的质量,或通过两种布置,可调谐由接触区和对应电枢簧片构成的每个振荡系统的共振频率。
[0028] 根据又一个有利特征,每个电枢簧片具有接触区支撑端,所述接触区支撑端在从入射方向发散的方向上与活动触头的接触表面的路径成度地弯曲,从而每个接触区通过所述接触区和所述活动触头的所述接触表面的相互滑动运动而附着到所述活动触头的所述接触表面。
[0029] 这是有利的,因为它允许接触表面的自清洁。
[0030] 根据有利的变型实施例,当第三活动触头被设置成将第一触头和第二触头连接到一起时,所述活动触头由凸轮组成,所述凸轮绕经过活动触头中心的轴线旋转,该凸轮具有在所述中心处相交的长轴线和短轴线。在与长轴线的末端相对应的末端处,凸轮在与长轴线的末端相对应的末端处具有电连接到彼此的接触表面,该接触表面与在凸轮的旋转轴线的方向上呈并排关系的多个接触区配合,这些接触区分别形成第一触头和第二触头的接触表面,而第一触头和第二触头的所述接触表面则被设置在关于凸轮的旋转轴线直径上相对的位置。
[0031] 通过提供该器件的关于凸轮的旋转轴线旋转对称的构造,本发明的开关可简单地配有另外的第四触头和第五触头。这些触头形成为与第一触头和第二触头类似,并且第四触头和第五触头相对于第三触头与第一触头和第二触头取向,且相对于第一触头和第二触头成180°,从而当第三触头附着到所述第一触头和第二触头时,该第三触头不附着到第四触头和第五触头,反之亦然。
[0032] 在该变型实施例中,其中旋转凸轮为第三活动触头,每个簧片在与在凸轮周边上的接触表面的环形路径正割的方向上延伸,而承载接触区的每个电枢簧片的末端部分径向向外折叠并且达到如下程度,使得当接触区附着到所述凸轮的所述接触表面时末端部分大致平行于凸轮的接触表面的环形路径的切线延伸。
[0033] 再根据另一个构造变型,本发明的开关可容易地具有模化结构,允许大量的分开的反馈触头在同一的开关器件中结合在一起。在这种情况下,该开关具有用于固定接触区的所述电枢簧片的基座,该基座由电绝缘材料制成,并且固定基座具有用于将固定基座在相对于旋转控制轴的轴线预定的位置固定到底板的装置。该轴具有凸轮,该凸轮充当装配和锁定到旋转控制轴且与该旋转控制轴一起旋转的第三活动触头,该凸轮成形为板状,所述板的轴向延伸至少等于对应触头的接触区的轴向延伸,为另外的触头的接触区的另外的电枢簧片提供至少一个附加的相同固定基座,所述附加的固定基座与第一基座相同并且附加的固定基座能够在旋转控制轴的方向上在重叠位置中固定到底板,且附加的固定基座与第一固定基座全等。同样,附加的凸轮安装到旋转控制轴,并且附加的凸轮与第一凸轮相同且设置在与第一凸轮全等的位置中,所述凸轮或由每个凸轮承载的触头与和它们重叠的其它凸轮或触头电绝缘,并且与安装到附加的固定基座的电枢簧片的接触区配合的所述附加的凸轮关于旋转控制轴的旋转轴线与所述附加的凸轮轴向地重合。
[0034] 因此,设置呈可叠置元件的形式的固定触头和活动触头,形成固定触头和相邻的活动触头的堆叠。
[0035] 根据变型,两个堆叠的固定基座能够附接到底板,每个堆叠用于相应数目的固定触头的接触区的电枢簧片,该固定基座是相同的且关于旋转控制轴的轴线彼此隔180°对称地布置。
[0036] 根据又一个有利的实施例,每个固定基座关于经过旋转轴的轴线的中心轴线对称,并且将相对于所述轴线在直径上彼此相对设置的两个堆叠的固定基座分成两半,而且用于两个不同触头的接触区的电枢簧片关于所述对称中心轴线对称地固定到每个基座。
[0037] 在下文中将参考附图描述另外的不同结构变型。
[0038] 本发明的另外的特性将形成从属权利要求的主题。

附图说明

[0039] 从附图中所示若干实施例的以下描述,本发明的这些和其它特性和优点将更加显而易见,在附图中:
[0040] 图1是第一触头和第二触头的示意图,其中第一触头由多个分开的接触区构成。
[0041] 类似于图1,图2示出其中每个接触区与对应支撑装置结合的实施例,同样形成具有特征共振频率的振荡系统。
[0042] 图3是当在活动触头的旋转轴线的方向上看时,本发明的开关的示意性平面图,该开关包括至少两个固定触头,特别是四个固定触头,所述固定触头被设计成当活动触头采取预定的角向位置时,旋转的活动触头与关于活动触头在旋转轴线直径上相对的触头对彼此电连接,所述活动触头在图4中显示为不附着到所述固定触头。
[0043] 图4是与图3类似的视图,其中活动触头被旋转至附着到第一对直径上相对的固定触头,用于在固定触头之间产生导电连接。
[0044] 图5是与图4类似的视图,其中活动触头被旋转至附着到第二对直径上相对的固定触头,用于在固定触头之间产生导电连接。
[0045] 图6是当在与第三活动触头的旋转轴线平行的方向上看时,用于两个固定触头的固定基座的放大平面图。
[0046] 图7是在固定触头安装到固定基座时,固定触头的放大侧视图,示出了触头的竖直分离以增加触头。
[0047] 图8a至8d和9a至9d是旋转触头的不同的结构视图。
[0048] 图10至11是当在平行于旋转轴线的两个垂直平面中看时,具有多个触头的开关的两个剖视图,所述旋转轴线控制活动触头的旋转。
[0049] 图12是图10和11的开关的局部剖视俯视平面图。
[0050] 图13是如图10至12中所示的开关的另外的剖视图。
[0051] 图14是用于固定基座和旋转触头的叠板或堆叠的上夹紧板的俯视平面图。
[0052] 图15是如此前的图中所示的多极开关的变型实施例的分解视图。
[0053] 图16和17是当在平行于活动触头的旋转轴线的两个垂直剖面中看时,根据权利要求16所述的开关的两个视图。

具体实施方式

[0054] 参见图1,图中示出如本发明总体上教导的开关的结构的原理示意图。该器件包括被设计成电连接到电力线的第一导体101的至少一个第一触头1和被设计成电连接到所述电力线的第二导体102的至少一个第二触头2。如图中所示,至少以可移位的方式安装第二触头2,使得所述第一触头和所述第二触头交替地采取:
[0055] 相互附着位置(第二触头2在图1和2中用实线示出),该附着位置形成所述电力线的所述第一导体101和所述第二导体102的电连接;
[0056] 所述触头1、2的相互缩回位置,其中所述两个导体101、102彼此电断开(如用由虚线限定的第二触头2示出)。
[0057] 参见图1,至少第一触头1具有接触表面,即被设计成附着到配合的第二触头2以用于产生导电状态的表面,该表面由多个分开的接触区Zi(其中i=1,2,3,...,N)形成,这些接触区并联连接到导体101,并且当配合的第二触头2移位至附着到第一触头1时,其中每一个接触区彼此独立地附着到配合的第二触头2。
[0058] 当附着到触头2时,所述接触区Zi中的每一个接触区具有预定电阻,该电阻由Ri分量示意性地表示,其中i=1,2,3,4,...,N。
[0059] 因此,当所述触头附着到彼此以产生经过触头的导电状态时,触头1和触头2之间的总电阻由下式限定:
[0060]
[0061] 其中Rzi是接触表面的第i个接触区的电阻。
[0062] 无论何时在一个接触区处的导电状态劣化,则该接触区的电阻明显增加。然而,即使在电阻非常大或无限大(接触区Zi与触头2完全分离)的情况中,这样的接触区也对总电阻提供非常小或接近零的贡献,从而触头1和触头2之间的总接触电阻基本保持不变,并且当触头靠近时产生的信号的电流强度也基本保持不变。
[0063] 显然,如以上预料的,可以类似第一触头形成第二触头。此处,可以提供两个变型。
[0064] 在第一变型中,始终移动这两个触头1和2以直接附着到彼此,以产生导电状况。因此,在这种情况下,第二触头2应有利地具有与第一触头的接触区大致相同且布置成相同图案的接触区,从而可以移动触头的每个接触区以附着到另一触头的接触区。
[0065] 在第二变型中,如下文更详细描述的,第一触头1和第二触头2之间的电连接由呈活动触头形式的第三连接元件3产生,而第二触头2也是固定的,并且位于预定位置且在距第一触头和距第三触头的致动路径预定距离处。
[0066] 在这种情况下,第三触头有利地具有连续接触表面,类似于图1和2的第二触头。
[0067] 参见图2,图中示出对本发明的改进,其中每个接触区Zi也独立于其它接触区被支撑,并且与支撑装置结合形成振荡系统(摆)。这在图2中通过在每个接触区和触头1的基板之间插入单独的弹性元件来示出,该弹性元件由其弹性系数Ki表示,其中i=1,2,3,...N。
[0068] 在这种情况下,由接触区Zi和支撑元件构成的每个组件具有特征振荡系统或摆参数,即系统质量(特别地假设其中支撑装置没有质量的理想状况)、接触区Zi的质量和支撑装置的弹性系数Ki。通过调节所述参数中的一个或两个,可将系统调谐至特定共振频率。
[0069] 通过该布置,接触区和对应支撑装置的至少一部分可具有不同共振频率,从而在由运动的列车引起的振动的情况中,由接触区及其支撑元件构成的系统的至少一部分可被布置成具有在由运动的列车产生的频带以外的共振频率,从而接触区中的至少一些接触区免于从附着到对应触头2的状态移位,从而保持导电状态。
[0070] 结合上述效果,考虑由单独的接触区Zi构成的触头的接触表面的总电阻,应当理解,在这种情况下,如果接触区中的一些接触区变得从其它配合触头分开,从而停止导电,则总电阻不会有显著变化,总电阻将保持基本不变,因而如此产生的反馈信号也不会在很大程度上变化,即在可能导致其被判断为错误的程度上变化。
[0071] 如结合图2所示,通过设置特定的弹性系数,通过改变质量,例如接触区的质量,或者既设置特定的弹性系数又改变质量,可以分配由支撑装置和对应接触区构成的每个系统的共振频率。例如,当每个接触区Zi配有包括用于将接触区压靠相关的触头2的弹性装置的支撑装置时,可通过为每个支撑元件选择不同的弹性系数来设置由支撑装置与对应接触区Zi构成的每个振荡系统的共振频率。一个替代形式可以是提供相同的支撑元件并且通过相应地调节例如形成这些接触区Zi的平坦元件的厚度和/或表面来改变接触区的质量。
[0072] 后续附图示出了根据本发明的原理的开关的几个不同的结构实施例。
[0073] 参见图3至15,本发明的开关器件具有大致由标记1、2、4和5表示的四个固定触头。这些固定触头被设置为相对于两个垂直的对称轴线S1和S2对称的对,两对称轴线在大致由标记3表示的旋转触头的旋转轴线A处相交。
[0074] 每一对触头由共用固定基座6支撑,两个相同的固定基座被设置在相对于上述对称轴线之一S1对称的位置,而固定基座6中的每一个相对于与垂直于对称轴线S1的另一对称轴线S2重合的中心轴线对称。
[0075] 两个固定基座中的每一个形成为板状,并且具有两个在对称轴线S2的方向上取向的侧面,这些侧面朝所述对称轴线S2与对称轴线S1的交点倾斜。每个固定基座6的倾斜侧面沿其朝所述中心从而朝旋转轴线A的延伸的至少一部分会聚,并且在大致径向的方向上且相对于所述对称轴线S2对称地取向。
[0076] 对应的触头1、2、4、5由夹紧块106和夹紧螺钉7固定到所述侧面,从而每个固定基座6仅承载一对触头,即分别为1和4与2和5,如图3至6所示。
[0077] 每个触头1、2、4、5由至少两个特别是三个或更多个电枢簧片或带301形成,并且触头平行于固定基座的对应侧面延伸,触头由夹紧块106抵着对应侧面夹紧,电枢簧片或带301由导电材料制成。块106将共用末端部分夹紧,其中两个、三个或更多个电枢簧片或带301呈并排关系从该共用末端部分延伸,并且让剩余部分朝旋转触头3的旋转轴线A自由悬出。另外,在夹紧端处,所述末端部分具有朝固定基座6的对应侧面突出的附件401,并且所述附件401被设计成接合在形成在所述侧面中的对应孔中。块106由导电材料制成,并且具有用于连接电力线(未示出)的对应导体的附件201、202、204、205,从而将导体并联连接到每个电枢簧片或带301。在固定基座6的两个侧面中的一侧处的每个电枢簧片或带301的末端(用标记501表示)在相对于附接到同一固定基座6的相对侧的电枢簧片或带
301的末端501发散的方向上折叠,并且形成由同一固定基座6承载的另一触头4。簧片的所述末端部分501在距对应簧片的末端一距离处折叠,并且所述末端部分501形成或承载对应触头的相应接触区。因此,在本实施例中的每个触头由三个接触区Z1、Z2、Z3形成,每个接触区由从共用末端延伸的三个相邻的簧片中的簧片301承载,从而将这些接触区固定到固定基座6。
[0078] 应当理解,三个簧片完全全等并且在活动触头的旋转轴线A的方向上对齐。
[0079] 形成接触区Zi的发散末端部分501具有的取向和所处的位置使得:末端部分501与旋转触头3的周边接触表面103的环形路径相交,该环形路径由周边接触表面103的长半径限定。旋转触头3具有细长形状且具有长半径和短半径,从而在预定角向位置,在长半径的末端处的接触表面103抵靠触头1、2、4或5的电枢簧片301的发散末端部分501滑动,同时抵靠位于相对于活动触头3的旋转轴线A与第一触头在直径上相反的位置中的触头2、1、5、4的电枢簧片的发散末端部分滑动。
[0080] 电枢簧片301的发散末端部分501具有如下取向,使得在末端部分501与接触表面103在所述旋转触头3的末端处在旋转触头3的长半径处接触时,所述部分被布置成大致平行于周边接触表面103的切线和/或大致垂直于所述长轴线,而两个其它触头的发散部分则在距旋转触头3的周向接触表面103一距离处。该状况在图4和5中示出,其中旋转触头3分别附着到触头1和2及4和5,同时与触头4和5及1和2保持距离。
[0081] 图6示出带有触头1和4的电枢簧片301的固定基座6的放大详图;而图7则是侧视图,示出每个触头1、2、4和5由三个电枢簧片构成,这些簧片彼此平行且相邻,并且从同一共用末端延伸,从而由螺钉7和块106抵靠固定基座的侧面夹紧。此外明显的是,通过简单地使电枢簧片301的组件的总宽度(即在平行于旋转触头3的旋转轴线的维度内)内的每个电枢簧片301具有与其它簧片不同的宽度,可以容易地为每个电枢簧片301和为每个接触区Z1、Z2和Z3设置不同的共振频率,从而对于每一个电枢簧片,至少将质量参数设置为与其它电枢簧片不同的值,也可能将弹性系数设置为与其它电枢簧片不同的值,从而对于由电枢簧片301和接触区Z1、Z2、Z3构成的每个组件,将簧片和接触区系统的共振频率调节至不同值。
[0082] 应当指出的是,当旋转触头3分别在图4和5中附着到两个直径上相对的触头1、2或4、5时,簧片径向向外弯曲到预定程度,从而施加弹性回复力,该弹性回复力推动在发散端子501上的对应接触区Z1、Z2、Z3抵靠旋转触头3的周边接触表面103。
[0083] 电枢簧片可在与旋转触头相对的方向上弹性预加载,在这种情况下,为了将所述簧片保持在其中簧片具有一定的弯曲预荷载的限位状况,每个固定基座在将对应触头抵靠固定的侧面上具有限位支座306,该支座保持电枢簧片301以防止任何向内的移动,从而在向外径向弯曲方向上保持弹性预加载状况。
[0084] 这样的布置以及四个触头的设置不是严格要求的,而可以是变型实施例的题目。因此,本描述也涵盖和适用于子组合,其中仅提供四个触头1、2、4、5中的两个,例如两个触头1和2,或者不在簧片上施加弹性弯曲预荷载,并且不设置内部限位器306。
[0085] 两个固定基座6由贯穿的夹紧装置固定到共用板,该夹紧装置延伸经过所述固定基座的孔206,该孔被设计成与所述固定基座6的中央对称轴线S2重合。
[0086] 参见图8a至9d,图中示出形成旋转触头3的元件。旋转触头3安装到在图11中用标记10表示的驱动轴并随之旋转。该轴具有非圆形剖面,并且旋转触头3由板状元件形成,板状元件具有大致长斜方形的形状且相对于其中心旋转对称,旋转轴线A也经过该中心。与所述轴线A和所述中心同轴地,旋转触头3具有被设计成接合在轴10上的非圆形通孔303,所述孔303的形状与旋转控制轴10的剖面的形状相匹配。
[0087] 旋转触头具有能够装配到轴10上的紧固衬套402,并且具有形状与轴10的剖面相匹配的中央通孔303。该衬套403由绝缘材料制成,并且具有与其接合的周边框架构件203,该框架构件由导电材料制成,并且在长半径的末端处形成两个直径上相对的接触区103。这两个接触区电连接到一起,因为它们由单个构件203形成。
[0088] 旋转触头3的接触区103具有如下轴向尺寸,以便当旋转触头3在其与所述触头1、2、4、5干涉的位置处时,同时附着到由每个触头1、2、4、5的电枢簧片301的发散末端部分
501形成的所有三个接触区Z1、Z2、Z3。
[0089] 因此,应当理解,当旋转触头采取如图4和5中所示的两个角向位置中的一个角向位置时,即当旋转触头旋转至如下位置,在该位置中接触表面103分别附着到触头1和2与4和5的接触区时,各个触头1、2、4和5的接触区Z1、Z2、Z3在接线端子201、202或204和
205之间形成平行的分支。
[0090] 上述结构在特别适于生成反馈信号的开关的模块化和多极设计方面提供很大的优点。
[0091] 如图10至14所示,通过形成绝缘材料的固定基座6并且使其具有比每个触头1、2、4、5的电枢簧片301的总宽度更大的厚度,可将多个固定基座6在平行于旋转触头3的旋转控制轴10的旋转轴线A的重叠和全等的位置中安装到同一开关内,而旋转触头3则可以为每一对直径上相对的固定基座6安装到旋转控制轴。
[0092] 通过设置用于触头的相同固定基座6和相同的旋转触头3获得了简单而组装快速的模块化结构。
[0093] 两对紧固销12、14相对于用于接纳旋转控制轴10的中心孔111对称地从共用底板11延伸,旋转控制轴10驱动旋转触头3并与所述孔111同轴,所述对在经过旋转控制轴10的旋转轴线和底板11中的孔111的共用轴线S2上对齐。两对销12、13平行于旋转控制轴10的轴线延伸,并且彼此在与通孔对206间隔程度相同的程度上间隔开,所述通孔对206在用于触头的固定基座6的每一个固定基座中。因此,如图10至14所示,如参考图3至7所描述的,带有触头的各个固定基座简单地彼此叠置地装配以形成两个堆叠的全等且重叠的固定基座6,所述触头由电枢簧片301和在末端部分501上的接触区组成,该固定基座6承载触头,所述触电呈电枢簧片301和发散端子501的形式且彼此全等,这两个堆叠在直径上相对且相对于用于驱动旋转触头3的旋转控制轴的旋转轴线A对称。上板由在销12和
13的末端部分上拧紧的螺母16夹紧在两个堆叠上,如图14所示。
[0094] 旋转控制轴10由轴承110以可旋转且悬出的方式安装在底板11的孔111中,并且旋转控制轴10平行于销12和13延伸以穿过在上夹紧板15中的通孔并可旋转地接合到上旋转支撑件17内,该上旋转支撑件17安装在封闭盖14中的同轴孔中。旋转控制轴10的底板11的伸出端承载齿轮18,该齿轮18用于与传递所述轴的驱动运动的运动链啮合。这样的运动链可以是,例如连接到用于驱动铁路道岔的装置的运动链。
[0095] 多个旋转触头3装配到旋转驱动轴10上,并且如参考图8a至9d所述形成多个旋转触头3。旋转触头3的数目与每个堆叠的固定基座6的数目匹配,并且每个旋转触头被设计成与设置在关于与旋转控制轴10的轴向延伸相同轴向位置中的一对固定基座6的触头配合。在每个旋转触头3和该旋转触头上方的旋转触头之间插入绝缘构件19,从而交替旋转的触头和绝缘构件的堆叠被夹紧板15经由端子20保持在位,该端子20装配到具有倒转的杯的形状的所述夹紧板15的重合通孔内。
[0096] 如图13所示,绝缘构件19也在固定基座6之间延伸。
[0097] 以上公开导致显著的构造简单性。特别地,从图10将会理解,与每个固定基座相关的每个触头包括三个电枢簧片,这些电枢簧片从共用夹紧端延伸并且在与活动触头3干涉的区域内终止,并且具有由发散末端部分501组成的三个不同且分开的接触区。
[0098] 虽然触头在此处显示为相同的,但固定基座6中的至少一些固定基座可具有允许触头带有待固定到触头的四个或更多个簧片的结构。这或者在保持用于驱动旋转触头3的旋转控制轴的相同的轴向延伸时,或者在设置固定基座和电枢簧片301以及相关的接触区Zi的更大的轴向延伸时获得。
[0099] 图15至17示出在此前的图中所示的开关的结构变型。该构造关于本发明的总体教导和更具体的构造特性两者大体遵循相同的原理。因此,在以下描述中,相同部件或具有相同目的的部件将用与此前的实施例中所使用的相同的附图标记表示,以便突出与此前的实施例不同的特性。
[0100] 除了若干微小变化之外,如图16和17中更清楚地示出的,每个触头由四个电枢簧片301形成,这些电枢簧片从共用夹紧端延伸且彼此分开地终止,并且每个簧片承载在末端部分501上的接触区。与其中取向接触区使其与旋转触头3的旋转轴线A平行的此前的实施例不同,这里,取向簧片和接触区使其与所述轴线垂直,并且具有弯曲的形状,以产生用于压靠旋转触头3的接触表面103的预定的弹性力,也取向旋转触头3使其与旋转轴线垂直,并且由绕簧片的中心可旋转地驱动的簧片的两个直径上相对的末端形成。
[0101] 有利地,每个触头具有一对相对的电枢簧片,该对电枢簧片被设计成当旋转触头3的接触带104中的一个接触带104插入到两对电枢簧片之间且对应接触区在末端部分501上时,电枢簧片与旋转触头3的接触带104的两个表面之一配合。有利地,两对电枢簧片被布置成关于与旋转触头3的旋转轴线垂直的中间平面对称且重合。末端部分501彼此发散,以形成用于旋转触头3的接触带103的引入段。
[0102] 关于为由电枢簧片301中的一个电枢簧片承载的每个接触区选择不同共振频率的相同考虑也适用于本实施例。同样,电枢簧片的形状可产生电枢簧片抵靠旋转触头的接触带103的相对面的弹性预荷载并设置弹性系数,而电枢簧片301和/或接触区的宽度也可导致根据振荡系统的质量设置共振频率。
[0103] 类似于上文所公开和示出的实施例,可以设想其它结构变型。
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