用于电气开关设备的开关机构以及电气开关设备

摘要

用于电气开关设备的开关机构以及电气开关设备。本发明涉及一种用于电气开关设备尤其用于低压断路器的开关机构（30）以及一种具有开关机构（30）的电气开关设备尤其低压断路器。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电气开关设备尤其用于低压断路器的开关机构以及一种具有开关机构的电气开关设备尤其低压断路器。

本发明涉及电气开关设备尤其低压范围内的断路器。“低压”典型地是指高达大约1000伏特的电压。如果开关分离距离相应地结构设计，这样的开关设备也可设计用于超过1000伏特比如高达6.3kV的开关电压。尤其这样的电气开关设备比如低压断路器构造用于在过电流情况下或者在短路情况下中断电流路径。它们可以构造为单极、多极尤其三极的结构。

背景技术

从欧洲的专利申请EP 0 555 158 A1中公开了一种用于低压断路器的开关机构。该开关机构具有活动触头，该活动触头的手动的接通和断开以及由于故障比如短路而进行的自动的断开通过所述开关机构来控制。此外，所述开关机构具有铰接在位置固定的轴上并且具有凸轮面的张紧杆。此外，所述开关机构包括肘杆铰链，该肘杆铰链包括肘杆铰链轴、一方面与所述活动触头相连接并且另一方面与所述肘杆铰链轴相连接的耦合轴以及一方面铰接到所述张紧杆上并且另一方面铰接到所述肘杆铰链的轴上的摇杆。此外，所述开关机构具有弹簧，该弹簧一方面支承在所述肘杆铰链的轴上并且另一方面支承在用于断开并且接通触头的开关杆上。所述开关机构包括锁闩，该锁闩用于与所提到的张紧杆共同作用，用于将其保持在闭锁位置中。此外，所述开关机构包括凸轮滚轮，该凸轮滚轮通过所述开关杆来驱动并且用于与所述张紧杆的凸轮面共同作用，用于将所述张紧杆置于闭锁位置中，其中所提到的开关杆可以占据三个不同的位置。也就是接通位置、手动断开和再张紧位置以及脱扣位置，其中在所述接通位置中所述弹簧朝伸直位置的方向向肘杆铰链加荷，其中在所述手动断开和再张紧位置中所述弹簧朝所述弯折位置的方向向肘杆铰链加荷并且所述张紧杆处于闭锁位置中，并且其中在所述脱扣位置中所述张紧杆解锁并且所述肘杆铰链弯折。所述凸轮面具有一个限定了两个彼此先后相随的区段的斜坡转向点，其中第一区段几乎相应于所述开关杆的在脱扣位置与再次张紧位置之间的位移并且第二区段相应于再次张紧位置，所述第一区段的斜坡如此构成，使得来自由所述弹簧施加的并且作用于开关杆的力的合力朝所述脱扣位置的方向向所述开关杆加荷，并且所述第二区段的斜坡如此构成，从而朝再次张紧位置的方向向所述开关杆加荷，所述再次张紧位置代表着稳定的位置，在所述稳定的位置中将所述张紧杆保持住。这样的用于电气开关设备的开关机构的缺点是，在所述张紧杆处于闭锁位置中并且所述开关杆处于断开位置中时会出现所述开关机构的意外的脱扣。因此在不正确地运输所述电气开关设备时会出现这样的情况，即所述电气开关设备的脱扣机构作用于所述锁闩，使得所述张紧杆放弃其闭锁位置并且由此脱扣所述电气开关设备。

从DE 693 06 822 D2中公开了一种用于断路器的开关机构。对于该开关机构来说，在意外地脱扣时可以将开关杆和张紧杆保持在张紧位置中。在此所述开关机构的突出之处在于，张紧杆的凸轮面轮面具有一个限定着两个彼此先后相随的区段的斜坡转向点，其中第一区段几乎相应于所述开关杆的在脱扣位置与再次张紧位置之间的位移并且第二区段相应于再次张紧位置，所述第一区段的斜坡如此构成，使得来自由所述弹簧施加的并且作用于开关杆的力的合力朝所述脱扣位置的方向向所述开关杆加荷，并且所述第二区段的斜坡如此构成，从而朝再次张紧位置的方向向所述开关杆加荷，所述再次张紧位置代表着稳定的位置，在所述稳定的位置中将所述张紧杆保持住。通过所述凸轮面的曲线，所述开关杆的再次张紧位置变为稳定的位置，在该稳定的位置中所述开关杆在不取决于所述锁闩的位置的情况下将所述张紧杆保持住。脱扣机构的释放所述锁闩的脱扣操作虽然不能得到阻止，但是保持不起作用，因为所述张紧杆被所述开关杆保持住。通过这种方式，来排除所述脱扣及闭锁系统毁坏的每种危险，其中在所述系统为阻止不希望的卸载操作而被机械地阻塞时可能出现所述危险。

发明内容

本发明的任务是，提供一种用于电气开关设备的开关机构，其中所述开关机构的张紧杆和锁定元件在所述电气开关设备的开关杆处于断开位置中时可以可靠地保持在张紧位置中。所述张紧位置尤其当比如通过外部的影响至少部分地操纵所述电气开关设备的脱扣机构时应该得到保持。

该任务按本发明通过一种具有按权利要求1所述特征的用于电气开关设备的开关机构并且通过一种具有按权利要求17所述特征的电气开关设备得到解决。本发明的其它特征和细节从从属权利要求、说明书和附图中获得。在此结合所述按本发明的开关机构所描述的特征当然也适用结合所述按本发明的电气开关设备，并且相应地反之亦然，从而关于有关各个发明方面的专利申请说明书始终可以相互参照。

按照本发明的第一方面，所述任务通过一种用于电气开关设备尤其用于低压断路器的开关机构得到解决，该开关机构具有用于使活动触头运动的铰链机构、用于通过所述铰链机构来手动断开并且接通所述活动触头的开关杆、以能够围绕着位置固定的张紧杆轴旋转的方式得到支承的并且拥有张紧曲线的张紧杆、张紧辊、用于将所述开关杆张紧的张紧元件、脱扣机构以及传力元件，其中所述开关杆具有手柄和能够围绕着位置固定的支承点翻转的开关架，其中所述张紧杆具有与所述开关机构的锁定元件共同作用的用于使所述张紧杆在所述锁定元件上锁定和解锁的端部，其中所述张紧杆为了通过所述铰链机构使所述活动触头运动而与所述铰链机构处于作用接触之中，其中所述张紧辊可以如此通过所述开关杆来驱动，从而在所述开关杆运动时该张紧辊通过沿着所述张紧杆的张紧曲线进行的滚动来与所述张紧杆处于作用接触之中，其中所述脱扣机构为了使所述锁定元件运动而能够与该锁定元件置于作用接触之中，其中所述传力元件布置在所述锁定元件与所述脱扣机构之间并且将其挤压分开，其中所述传力元件朝所述张紧杆的端部的方向向所述锁定元件加载力。所述开关机构的特征在于，所述张紧杆具有支承部位和滑槽导引机构，旋转元件支承在所述支承部位上并且沿着所述滑槽导引机构得到导引，其中所述旋转元件的旋转运动受到所述滑槽导引机构的限制，所述旋转元件如此构成，从而能够将其一方面与所述张紧辊并且另一方面与所述锁定元件置于作用接触之中并且其在结束所述开关杆的张紧过程之后将所述张紧杆和所述锁定元件保持在张紧位置中。此外，所述张紧杆、旋转元件和锁定元件如此构成，使得所述锁定元件在所述开关杆的张紧过程中进入到所述锁定元件的空隙中，从而所述锁定元件可以朝所述张紧杆的端部的方向运动并且离开所述脱扣机构，因而在所述张紧位置中在所述锁定元件与所述脱扣机构之间存在着间隙。

如此构成的用于电气开关设备尤其用于低压断路器的开关机构能够实现这一点，即在所述开关杆处于断开位置中时所述张紧杆和所述锁定元件在意外地脱扣时保持在张紧位置中。在所述张紧杆和锁定元件的张紧位置中，在所述锁定元件与所述脱扣机构之间存在间隙，从而在意外的脱扣过程中所述脱扣机构不会碰到所述锁定元件并且所述张紧杆和所述锁定元件保持在所述张紧位置中。通过所述开关机构的这种特殊的设计方案，所述张紧杆和锁定元件的张紧位置变为稳定的位置，在该稳定的位置中可以防止比如通过对所述电气开关设备的碰撞引起的意外的脱扣。也就是说，所述脱扣操作（在脱扣操作时所述脱扣机构会运动）虽然无法得到阻止，但是保持不起作用，因为由于所述锁定元件与所述脱扣机构之间的间隙所述脱扣机构不会碰到所述锁定元件。由此可以防止所述电气开关设备的开关机构的损坏的危险。

如此构成的用于电气开关设备的开关机构能够在所述开关机构的开关杆处于断开位置中时将所述张紧杆和所述锁定元件保持在张紧位置中。所述开关机构的这样的定位尤其在电气开关设备由制造商交付给客户时是值得追求的。客户可以通过手动将开关杆从断开位置转移到接通位置中这种方式又将所述脱扣机构与所述锁定元件置于作用接触之中，使得所述电气开关设备在连接到供电电网上的状态中在故障情况下可以可靠地保护负载。

通过所述铰链机构，可以使所述开关机构的至少一个活动触头运动。可以将所述至少一个活动触头与所述电气开关设备的至少一个固定触头置于接触之中，因而能够使电流流过所述电气开关设备。为了中断电流，所述活动触头可以借助于所述铰链机构与所述固定触头分开。所述开关机构的开关杆与所述铰链机构处于作用接触之中。所述开关杆具有能够围绕着位置固定的支承点翻转的开关架以及手柄。所述手柄可以由所述电气开关设备的使用者握住，用于手动地在断开位置与接通位置之间切换所述开关杆。所述开关机构的张紧杆为了使所述活动触头运动而通过所述铰链机构与所述活动触头处于作用连接之中。所述张紧杆以能够围绕着位置固定的张紧杆轴旋转的方式得到支承。在此所述张紧杆轴可以布置在所述张紧杆的端部上或者不过也可以布置在所述张紧杆的中心或者靠近中心的地方。所述张紧杆具有与所述开关机构的锁定元件共同的作用的端部。通过这个端部，所述张紧杆能够与所述锁定元件锁定。也就是说，在锁定的状态中也就是在所谓的张紧位置中，所述张紧杆的端部抵靠在所述锁定元件上并且被其固定住。在解锁的状态中，所述锁定元件释放所述张紧杆的运动，使得所述张紧杆由于作用在其上面的力而围绕着所述位置固定的张紧杆轴旋转。此外，所述张紧杆具有张紧曲线。所述张紧曲线通过所述张紧杆的轮廓在一侧本身上构成。在所述张紧杆的这个张紧曲线上抵靠着张紧辊，所述张紧辊可以通过所述开关杆来驱动，从而在所述开关杆运动时所述张紧辊沿着所述张紧杆的张紧曲线滚动并且由此使所述张紧杆摆转。所述张紧辊有利地以能够旋转运动的方式布置在所述开关杆上，尤其布置在所述开关杆的能够翻转的开关架上。在所述张紧杆由于所述张紧辊在所述张紧杆的张紧曲线上滚动而运动时，所述开关机构的张紧元件张紧或者卸载。也就是说，按所述张紧辊沿着所述张紧杆的张紧曲线朝哪个方向滚动，将所述张紧元件张紧或者使其卸载。在所述张紧杆和锁定元件的张紧位置中，所述张紧元件被张紧，从而在所述张紧杆从所述锁定元件上解锁时使所述张紧杆返回运动到其卸载位置中。所述张紧元件因此与所述张紧杆处于作用接触之中。所述开关机构的脱扣机构可以为了使所述锁定元件运动而被与其置于作用接触之中。在此以机械的方式使所述脱扣机构运动。在所述脱扣机构与所述锁定元件之间，布置了传力元件，该传力元件将所述两个元件彼此挤压分开。也就是说，所述传力元件朝所述张紧杆的端部的方向向所述锁定元件加载力。

对于所述开关机构来说，有利地设置了旋转元件，该旋转元件支承在所述张紧杆的支承部位上并且额外地沿着所述张紧杆的滑槽导引机构得到导引。通过所述旋转元件在所述支承部位上或者在所述滑槽导引机构内部的支承和导引，所述旋转元件的相对于张紧杆的旋转运动受到限制或者被预先给定。在此所述旋转元件如此构成，使得其能够一方面与所述张紧辊并且另一方面与所述锁定元件置于作用接触之中。也就是说，在所述张紧辊沿着所述张紧杆的张紧曲线进行滚动的过程中，所述张紧辊与所述旋转元件相接触并且使其相对于所述张紧杆转动。通过所述张紧杆的摆转运动和所述旋转元件的形状，此外所述旋转元件可以与所述锁定元件进行作用接触。在所述开关杆的张紧过程结束之后，所述旋转元件将所述张紧杆和所述锁定元件保持在张紧位置中。在此，所述张紧杆、旋转元件和锁定元件如此构成并且彼此协调，从而在所述开关杆的张紧过程中所述旋转元件进入到所述锁定元件的空隙中，使得所述锁定元件可以朝所述张紧杆的端部的方向运动并且离开所述脱扣机构，从而在所述张紧位置中在所述锁定元件与所述脱扣机构之间产生间隙。换句话说，所述旋转元件在所述张紧杆的张紧过程中首先沿着所述锁定元件得到导引。一旦所述旋转元件到达所述锁定元件的空隙处，所述锁定元件就由于所述传力元件施加到所述锁定元件上的预加应力而朝所述张紧杆的端部的方向运动，由此所述锁定元件从所述开关机构的脱扣机构上离开并且产生所述间隙。所述旋转元件的进入在此在本发明的意义上意味着，不是所述旋转元件主动地通过自身的运动朝所述锁定元件的方向进入到所述锁定元件的空隙中，而是被动地也就是说通过所述锁定元件的朝所述旋转元件或者所述张紧杆的端部的方向的运动来进入到所述锁定元件的空隙中。在此所述锁定元件由于作用到其上面的力而沿着所述旋转元件或者沿着所述旋转元件的轮廓滑动。

在所述电气开关设备的张紧过程中也就是说在所述开关杆的从“脱扣（TRIP）”到“复位（RESET）”的运动过程中，所述张紧辊将所述旋转元件挤开或者使所述旋转元件旋转。在此所述旋转元件如此构成，从而在到达所述张紧位置时所述张紧辊释放所述旋转元件，使得所述旋转元件在所述锁定元件的力的作用下跳回到其原始位置中。在所述旋转元件的原始位置中，所述旋转元件与所述张紧杆的张紧曲线搭接。在所述张紧杆的张紧位置中，所述旋转元件由于作用到所述锁定元件上的力而保持在所述原始位置中。在此所述旋转元件、张紧杆和锁定元件如此彼此协调，从而在松开所述开关杆或者所述开关杆的手柄之后所述旋转元件将所述张紧辊并且由此将所述张紧杆保持在所述张紧位置中。也就是说，如果松开所述开关杆的手柄，那么所述张紧辊就在压力下处于所述旋转元件或者所述旋转元件的截止面上。在此所述旋转元件处于其原始位置中，在所述原始位置中其与所述张紧杆的张紧曲线搭接。因而如此设计所述旋转元件或者所述旋转元件上的截止面，使得在整个开关机构中起作用的力在所述张紧辊抵靠在所述旋转元件上时处于平衡之中，由此所述手柄或者所述开关杆必然停止在这个位置中。在这个张紧位置中，可以操纵所述脱扣机构，而脱扣过程由于所述张紧杆的运动而没有得到完成。由于所述锁定元件与所述脱扣元件之间的在所述张紧位置中存在的间隙，而不会由所述脱扣机构将压力施加到所述锁定元件上。在所述张紧位置中，所述旋转元件将所述开关杆保持在其断开位置中。由此保证，所述电气开关设备的开关机构尤其所述电气开关设备的触头比如在所述电气开关设备的运输的过程中不会受损。

在此，所述电气开关设备的开关机构如此构成，从而在通过使用者通过所述开关杆的手柄的手动操纵而使所述开关杆从断开位置运动到接通位置时将所述张紧杆从所述旋转元件上分开，由此所述张紧杆会在所述张紧元件的作用下进行摆转。但是，所述张紧杆的这种摆转运动通过所述张紧杆与所述锁定元件之间的接触而受到限制。也就是说，在所述开关杆从断开位置转移到接通位置中之后也就是所述电气开关设备的所谓的接通过程之后，所述锁定元件不仅与所述张紧杆的端部而且与所述脱扣机构处于作用接触之中。在所述开关杆的接通位置中，所述锁定元件直接抵靠在所述脱扣机构上，使得其在所述脱扣机构运动时可以释放所述锁定元件与所述张紧杆之间的锁定，使得所述电气开关设备可以实施脱扣过程中，在所述脱扣过程中由于所述张紧杆的运动所述活动触头从所述电气开关设备的固定触头上分开并且由此中断通过所述电气开关设备流往负载的电流。

按照本发明的一种优选的拓展方案，对于开关机构来说可以规定，所述旋转元件具有截止面并且在所述张紧杆及锁定元件的张紧位置中所述张紧辊抵靠在所述截止面上。所述旋转元件可以构造为不同的类型。在此所述旋转元件有利地如此布置在所述支承部位和所述张紧杆的滑槽导引机构上，使得所述旋转元件可以平行于所述张紧杆沿着该张紧杆得到导引。所述旋转元件的截止面通过所述旋转元件的在所述旋转元件的原始位置中与所述张紧杆的张紧曲线搭接的部分构成。在此如此设计所述旋转元件的截止面，从而在所述张紧辊在压力下抵靠在所述截止面上时将所述力也就是张紧辊与截止面之间的摩擦力以及所述张紧元件施加到所述张紧杆上的力保持在平衡之中。通过所述张紧辊抵靠在所述旋转元件的截止面上这种方式所述开关杆停止不动。在这个位置中，也就是说在所述张紧杆的张紧位置和所述开关杆的断开位置中，所述开关机构保持原状。所述旋转元件的截止面尤其如此构成，使得所述截止面克服所述张紧元件的作用于所述张紧杆上的力阻止所述张紧辊沿着所述张紧杆的张紧曲线滚动。所述旋转元件有利地如此构成并且如此保持在所述支承部位与所述滑槽导引机构上，从而在结束所述开关杆的张紧过程之后至少所述旋转元件的截止面与所述张紧杆的张紧曲线搭接用于使所述张紧辊抵靠在所述截止面上。所述旋转元件的截止面有利地具有平坦的或者几乎平坦的走向。由此保证，在所述张紧杆的张紧位置中在所述张紧辊与所述旋转元件的截止面之间存在着足够大的摩擦。

尤其有利的是一种开关机构，对于该开关机构来说所述旋转元件如此与所述锁定元件处于作用接触之中，从而在结束所述开关杆的张紧过程之后，也就是在所述张紧杆的由于所述开关杆的手动的运动而运动之后，所述锁定元件将所述旋转元件挤压到原始位置中，在所述原始位置中至少所述旋转元件的截止面与所述张紧杆的张紧曲线搭接用于使张紧辊抵靠。也就是说，一旦在所述开关杆以及由此所述张紧杆的张紧过程中首先使所述旋转元件从其原始位置中摆转出来的张紧辊失去与所述旋转元件之间的接触，所述旋转元件就在所述锁定元件的力的作用下又跳回到其原始位置中，从而在所述张紧辊沿着所述张紧杆的张紧曲线进行相反的运动时所述张紧辊在所述旋转元件上或者在所述截止面上由于所述所存在的力的平衡而停止。也就是说，在松开所述开关杆的手柄之后所述张紧辊在所述张紧杆的张紧曲线上在所述张紧元件的作用下再次返回并且在压力下停在所述旋转元件的截止面上。

按照本发明的一种优选的拓展方案，对于开关机构来说可以规定，如此向所述开关杆加载了所述张紧元件的力，从而在结束所述开关杆的张紧过程并且在随后松开所述开关杆之后所述张紧辊在所述张紧元件的作用下可以沿着所述张紧杆的张紧曲线滚动，直到其在所述开关机构中的起作用的力的平衡中抵靠在所述旋转元件的截止面上。也就是说，在所述张紧辊与所述旋转元件之间在所述截止面上产生的摩擦力反作用于所述张紧元件的施加到所述张紧杆上的力，从而在所述旋转元件的截止面上接触所述张紧辊时所述旋转元件将所述手柄或者所述开关杆保持在所述断开位置中并且所述张紧杆和所述锁定元件被张紧。

所述张紧杆不仅具有支承部位而且具有用于所述旋转元件的滑槽导引机构，所述滑槽导引机构用于相对于所述张紧杆来导引所述旋转元件。在此所述支承部位可以布置在所述张紧杆的朝向所述锁定元件的端部的上面或里面。优选所述支承部位通过所述张紧杆的端部上的折弯部或者释放槽来构成。所述旋转元件额外地支承在所述滑槽导引机构中，该滑槽导引机构仅仅允许所述旋转元件相对于所述张紧杆进行特定的相对的运动。在此所述滑槽导引机构、支承部位和旋转元件如此构成，使得所述旋转元件在其原始位置中至少以其截止面与所述张紧杆的张紧曲线搭接。在所述旋转元件的这种原始位置中，所述旋转元件或者所述旋转元件的销碰到所述滑槽导引机构的端部。所述滑槽导引机构可以构造为不同类型。优选所述滑槽导引机构构造为所述张紧杆的朝向锁定元件的端部中的弯曲的槽缝。

所述旋转元件有利地围绕着其旋转轴线具有同心的轮廓，该同心的轮廓在功能方面在脱扣过程中作为辊子起作用。在张紧过程结束时，所述锁定元件或者所述锁定元件的空隙上的棱边沿着所述旋转元件的同心的轮廓滑动。通过这种锁定或者锁定方式，可以在微小的脱扣力的情况下实现良好的防松脱安全性。

所述旋转元件本身可以构造为不同的类型。因此所述旋转元件可以在所述张紧杆的一侧上以能够平行或者几乎平行于所述张紧杆运动的方式得到导引。所述旋转元件有利地具有平坦的基体，该基体通过销以能够得到导引的方式保持在所述张紧杆的支承部位上并且通过另一个销以能够导引的方式保持在所述张紧杆的滑槽导引机构中。所述两个销有利地在垂直于所述旋转元件的基体的情况下从所述基体中伸出来。作为替代方案，所述旋转元件可以具有刀刃支承结构（Schneidenlagerung）。

按照本发明的一种作为替代方案的优选的拓展方案，对于开关机构来说可以规定，设置了具有两个基体的旋转元件，其中第一基体以可以活动的方式布置在所述张紧杆的第一侧上并且所述第二基体以可以活动的方式布置在所述张紧杆的另一侧上。所述旋转元件的两个基体通过两个支承在所述张紧杆的滑槽导引机构中和支承部位上的销得到导引。对于开关机构来说也可以设想，设置了两个完全分开的旋转元件。所述张紧杆有利地布置在所述两个旋转元件之间。

按照本发明的另一种优选的拓展方案，对于一种可选的开关机构来说可以规定，设置了两个张紧杆，在所述两个张紧杆之间以可以活动的方式布置了旋转元件。

所述用于将所述开关机构的开关杆张紧的张紧元件可以构造为不同的类型。所述张紧元件有利地构造为弹簧元件尤其构造为拉力弹簧或者压力弹簧。其它类型的弹簧元件比如蝶形弹簧（Schenkelfeder）可以设想用作张紧元件。此外对于开关机构来说，有利地规定，所述布置在所述开关机构的锁定元件与脱扣机构之间的传力元件可以构造为弹簧元件。该弹簧元件有利地构造为蝶形弹簧。但是也可以设想，所述传力元件构造为螺旋弹簧尤其构造为拉力弹簧或者压力弹簧。

所述开关机构的旋转元件可以构造为冲压件或者构造为弯板件。在此所述旋转元件可以由金属或者由塑料构成。

所述铰链机构布置在活动触头与张紧杆之间，用于在所述张紧杆运动时如此使所述活动触头运动，从而可以将所述活动触头与所述电气开关设备的固定触头连接起来或者从后者上面松开，所述铰链机构可以构造为肘杆铰链。

所述锁定元件优选如此构成，使得其具有表面，所述张紧杆的朝向锁定元件的端部以及所述旋转元件尤其所述旋转元件的同心的轮廓在所述开关机构的张紧过程中可以沿着该表面运动，并且所述锁定元件具有空隙，所述旋转元件可以在所述张紧过程结束时进入到所述空隙中。优选所述锁定元件具有U形形状的板。

所述开关机构的脱扣机构可以构造为不同的类型。优选的是一种开关机构，对于该开关机构来说所述脱扣机构具有脱扣轴。通过所述脱扣机构或者脱扣轴的运动，可以触发所述电气开关设备的脱扣过程，从而将所述电气开关设备的活动触头从其固定触头上分开。如果所述张紧杆及锁定元件处于所述张紧位置中并且所述开关杆处于所述断开位置中，那么所述脱扣轴就以间隙与所述锁定元件相距。由此所述脱扣轴的运动不会导致所述电气开关设备的脱扣过程，因为通过所述脱扣轴不会将压力施加到所述锁定元件上。如果所述张紧杆及锁定元件处于张紧位置中并且所述开关杆处于接通位置中，那么所述脱扣轴就直接抵靠在所述锁定元件上，从而在所述脱扣轴运动时该脱扣轴使所述锁定元件运动，由此所述锁定元件释放所述张紧杆的锁定并且触发脱扣过程。也可以取代脱扣轴而设置脱扣闩等等。

按照本发明的第二方面，所述任务通过一种电气开关设备尤其低压断路器得到解决，所述电气开关设备具有至少一个活动触头和至少一个固定触头以及用于连接并且分开所述至少一个活动触头和所述至少一个固定触头的开关机构，其中所述开关机构按照本发明的第一方面来构成。这样的电气开关设备比如低压断路器相应地具有和详细地按照所述第一方面关于所述开关机构已经解释的相同的优点。

附图说明

下面参照附图对本发明进行详细解释。在此附图示范性地示出如下：

图1是电气开关设备的开关机构，所述开关机构按照按本发明的设计原理来构成，其中所述开关设备的开关杆处于接通位置中；

图2是按图1的开关机构连同在所述锁定元件与所述开关机构的脱扣机构之间的传力元件的图示；

图3是按图1的开关机构的在张紧过程中的示意图；

图4是按图1的开关机构的在张紧过程结束时的示意图；

图5是所述张紧辊的在张紧过程中在所述开关机构的旋转元件上接触的示意图；

图6是所述张紧辊以及所述张紧杆的张紧曲线及所述旋转元件的放大的图示；

图7是按图1的开关机构的处于张紧位置中的示意图，其中所述开关杆保持在断开位置中。  

图8是所述旋转元件、锁定元件及脱扣机构的处于所述开关机构的张紧位置中的放大的图示；

图9是按图1的开关机构的在所述开关杆的接通过程中的示意图；

图10是所述按照按本发明的设计原理构成的开关机构的一部分的透视图；并且

图11是按图10的开关机构的另一张透视图连同所述开关杆的图示。

具有相同的功能及作用原理的元件在图1到11中分别用相同的附图标记来表示。

附图标记列表：

1         张紧杆

2         支承部位

3         滑槽导引机构

4         旋转元件

5         搭接

6         张紧曲线

7         锁定元件

8         传力元件

9         张紧过程

10       张紧辊

11       原始位置

12       张紧元件

13       截止面

14       手柄

15       间隙

16       旋转元件

17       电极单元的或者张紧元件的力

18       脱扣机构

19       作用到脱扣机构上的力

20       铰链机构

21       开关杆

22       空隙

23       开关架

24       张紧杆轴

25       张紧杆的端部

26       脱扣轴

27       旋转元件上的同心的轮廓

30       开关机构

GS      张紧杆/锁定元件的张紧位置

EIN     开关杆的接通位置

AUS   开关杆的断开位置。

具体实施方式

在图1到9中示意性地示出了电气开关设备尤其低压断路器的开关机构30，该开关机构30按照按本发明的设计原理构成。该开关机构30具有用于使未示出的活动触头运动的铰链机构20。所述铰链机构20可以构造为肘杆铰链。所述铰链机构20与所述开关机构30的张紧杆1处于作用接触之中。也就是说，通过所述张紧杆1的运动来操纵所述开关机构30的铰链机构20，从而在所述张紧杆1的第一位置中也就是所述张紧杆1的所谓的脱扣位置中所述铰链机构20如此运动，使得与所述铰链机构20相耦合的活动触头与所述电气开关设备的同样未示出的固定触头分开。在这种状态中，所述电气开关设备将负载从供电电网上分开。在所述张紧杆1的第二位置中也就是所谓的张紧位置GS中，所述铰链机构20通过所述张紧杆1如此旋转，使得所述活动触头与所述固定触头相接触，从而所述电气开关设备允许流往负载的电流。

所述张紧杆1以能够围绕着位置固定的张紧杆轴24旋转的方式得到支承。在此，所述张紧杆轴24如在图1到9中示出的一样布置在所述张紧杆1的一个端部上。作为替代方案可以将所述张紧杆轴24布置在所述张紧杆1的中心处或者接近中心处。此外，所述张紧杆1此外具有张紧曲线6。此外，所述开关机构30具有用于通过铰链机构来手动断开并且接通活动触头的开关杆21。所述开关杆21具有手柄14以及能够围绕着位置固定的支承点翻转的开关架23。在所述开关杆21上设置了尤其构造为弹簧元件的形式的张紧元件12，该张紧元件在所述开关杆21以及由此所述张紧杆1运动时张紧，使得其将力施加到所述张紧杆1上。也就是说，所述张紧元件12如此布置在所述开关杆21和张紧杆1上，使得该张紧元件在所述开关杆21从接通位置运动到断开位置中时张紧并且由此将力施加到所述张紧杆11上。可以通过所述开关杆21来驱动的张紧辊10在所述开关杆21运动时沿着所述张紧杆1的张紧曲线6滚动。也就是说，所述张紧辊10与所述张紧杆1处于持续的作用接触之中。在所述开关杆21的在图1中示出的位置中，也就是说在所述开关杆21的接通位置中，所述张紧杆1处于上面的位置中，在该上面的位置中所述张紧杆卸载。所述张紧辊10以能够旋转运动的方式固定在所述开关杆21的开关架23上。

所述张紧杆1具有与所述开关机构30的锁定元件7共同作用的端部25，该端部用于使所述张紧杆1在所述锁定元件7上锁定和解锁。在此所述张紧杆1或者所述张紧杆1的端部25可以锁止在所述锁定元件7上。

此外，所述开关机构30具有尤其构造为脱扣轴的形式的脱扣机构18，该脱扣机构为了使所述锁定元件7运动而能够与其置于作用接触之中。在所述锁定元件7与所述脱扣机构18之间布置了尤其构造为蝶形弹簧的形式的传力元件8。该传力元件将所述脱扣机构18与锁定元件挤压分开，其中所述传力元件8朝所述张紧杆1的端部25的方向向所述锁定元件 7加载力。

此外，所述开关机构30具有旋转元件4，该旋转元件以能够活动的方式保持在支承部位2以及张紧杆1的滑槽导引机构3上。在此所述旋转元件4可以在所述支承部位2上围绕着旋转轴线旋转。在所述旋转运动的过程中，所述旋转元件4在所述滑槽导引机构3中得到导引。所述张紧杆1内部或者所述张紧杆1的端部25内部的滑槽导引机构3在此限制了所述旋转元件4的旋转运动。所述旋转元件4如此构成，使得其能够一方面与所述张紧辊10并且另一方面与所述锁定元件7置于作用接触之中。

所述张紧杆1或者所述张紧杆1的端部25、所述旋转元件4、所述锁定元件7以及所述张紧辊10在所述张紧杆1的张紧过程中共同作用。

在图2中示出了所述传力元件8，该传力元件布置在所述锁定元件7与所述脱扣机构18之间。在此所述传力元件8将所述锁定元件7朝所述张紧杆1的端部25挤压或者按所述张紧杆1的位置朝所述旋转元件4挤压。

在所述开关机构30的在图1和2中示出的位置中，所述传力元件8将所述锁定元件7朝所述张紧杆1或者朝所述张紧杆1的端部25挤压。在这个位置中，所述开关杆21处于接通位置。

图3示出了按图1的开关机构30的在张紧过程9也就是说在所述开关杆21从接通位置运动到断开位置中的过程中的情况。这种运动相当于用于将所述张紧杆1和锁定元件7转移到张紧位置GS中的张紧过程9。在这种张紧过程9中，所述张紧辊10沿着所述张紧杆1的张紧曲线6滚动并且使所述张紧杆杆向下运动。所述张紧曲线6也就是所述张紧杆1的朝向张紧辊10的轮廓预先给定所述张紧杆1的运动的程度。也就是说，在开关杆21从“TRIP”到“RESET”的张紧过程9中，所述张紧辊10在所述张紧曲线6上向上运动。在此所述旋转元件4可以被张紧辊10挤压回去。这在图5中示出。在所述张紧辊10在所述张紧杆1的张紧曲线6上向上运动时，所述张紧辊10将所述旋转元件4挤压到所述张紧曲线6的线条下面。在到达所述开关杆21的断开位置（“RESET”）时，所述旋转元件4在力的作用下通过所述锁定元件7跳回到其原始位置11中，参见图4。在所述旋转元件4的这个原始位置11中，所述旋转元件4与所述张紧杆1的张紧曲线6搭接。也就是说在这个也称为中性位置的原始位置11中，所述旋转元件4的至少一部分尤其所述旋转元件4的截止面13与所述张紧杆1的张紧曲线6搭接。在此必然通过所述锁定元件7的压紧来到达这个原始位置11，通过所述传力元件8向所述锁定元件7加了载荷。

图6示意性地示出了所述张紧辊10、张紧曲线6、张紧杆1以及旋转元件4的放大的图示。所述旋转元件4在一个端部上具有功能面，也就是所谓的截止面13。如果所述张紧辊10一直运动到所述张紧曲线6的端部，则结束所述张紧过程9。所述张紧辊10不再与所述旋转元件4接触，使得该旋转元件由于所述锁定元件7施加到所述旋转元件4上的预加应力而跳回到其原始位置11中，在所述原始位置中至少所述旋转元件4的截止面13与所述张紧杆1的张紧曲线6搭接。这种搭接位置也就是说所述旋转元件4的原始位置11在图4和7中示出。在松开所述开关杆21的手柄14之后，所述张紧辊10在所述张紧曲线6上在所述张紧元件12在张紧杆1上的力的作用下又返回，并且在压力下停止在所述旋转元件4的截止面13上。如此设计所述旋转元件4或者所述旋转元件4的截止面13，使得所述力也就是所述张紧辊10与所述旋转元件4的截止面13之间的摩擦力以及所述张紧元件12的力处于平衡之中，由此所述开关杆21停止在所述断开位置中并且同时到达所述张紧位置GS。

图8示意性地以放大的图示示出了所述张紧杆1或者锁定元件7的张紧位置GS。所述锁定元件7具有空隙，所述旋转元件4的一部分进入到所述空隙中。也就是说，所述旋转元件4的同心的轮廓27沿着所述锁定元件7滑动，直至这个同心的轮廓27到达所述锁定元件7的空隙处。在到达所述空隙之后，所述旋转元件4不朝所述锁定元件7的方向运动，而是所述锁定元件7朝所述旋转元件4的方向运动。在此在所述锁定元件7与所述脱扣机构18之间产生间隙15。也就是说，在所述旋转元件4或者所述旋转元件4的截止面13将所述张紧辊10并且由此将所述开关杆21保持在所述断开位置中的过程中，在所述锁定元件7与所述脱扣机构18之间存在着间隙15。在所述张紧杆1及锁定元件7的这个张紧位置GS中，可以操纵所述脱扣机构18，而没有实施所述开关机构30的脱扣过程，因为不会由所述脱扣机构18将压力施加到所述锁定元件7上。因此，可以在所述张紧杆1及锁定元件7的这样的张紧位置GS中并且在所述开关杆21的断开位置中由制造商将所述电气开关设备交付给客户，其中保证，这些位置即使在脱扣机构动18意外地运动时也保持不变。所述张紧辊10在压力下保持在所述旋转元件4的截止面13上。在此在所述开关机构30中起作用的力尤其所述张紧辊10与所述截止面13之间的摩擦力以及所述张紧元件12的作用于张紧杆1的力处于平衡之中。

在所述开关杆21从断开位置运动到接通位置中时，其中所述运动通过所述电气开关设备的使用者手动触发，所述有利地以能够旋转运动的方式布置在所述开关杆21的开关架23上的张紧辊10从所述旋转元件4的截止面13上提起来，由此所述张紧杆1在所述张紧元件12的作用下向上运动。这种运动通过所述张紧杆1的端部25的在所述锁定元件7上的接触受到限制。也就是说，在所述开关机构30或者开关杆21的接通过程之后，来自所述电气开关设备的至少一个电极单元以及来自所述张紧元件12的力作用于所述锁定元件7。这些力17在所述锁定元件7的支承部位中产生旋转力矩16，由此可以产生作用于所述脱扣机构18的所定义的力19，其中随后能够实现脱扣过程。也就是说，在所述张紧辊10已经从所述旋转元件4上离开之后，所述张紧杆1或者所述张紧杆1的端部25锁定在所述锁定元件7上，因而所述张紧杆1继续保持在张紧位置GS中。如果现在所述脱扣机构18通过所述电气开关设备的未示出的脱扣器来操纵，那么所述脱扣机构18由于与所述锁定元件7之间的直接的接触而使其运动，从而释放所述张紧杆1的在所述锁定元件7上的锁定，使得所述电气开关设备可以脱扣并且所述活动触头通过所述开关机构30和所述电气开关设备的固定触头分开。

在图10中示意性地以透视图示出了电气开关设备尤其低压断路器的开关机构30。所述旋转元件4构造为双部分式的结构。也就是说，所述旋转元件4上具有布置在所述张紧杆1的第一侧上的第一基体以及布置在所述张紧杆1的另一侧上的第二基体。所述旋转元件4的两个基体通过两个销彼此相连接。在此销在所述张紧杆1上支承在未示出的支承部位2上并且所述第二销导引在所述张紧杆1的滑槽导引机构3中。所述旋转元件4的一部分进入到所述锁定元件7的空隙中。在所述旋转元件4的这个位置中，所述旋转元件4的所述部分与所述张紧杆1的张紧曲线6的截止面13搭接。所述锁定元件7由于所述蝶形弹簧8的弹力而朝所述旋转元件4挤压，从而在所述旋转元件4与所述脱扣机构18之间产生间隙15，参见图8。

在图11中以另一张透视图示出了按图10的开关机构30。作为图10的补充而示出了所述开关杆21。