具有在触点熔焊时可靠显示开关位置的装置的开关设备

摘要

本发明涉及一种开关设备，具有用于在触点被熔焊时可靠地显示开关位置的装置，开关设备具有：操作机构，该操作机构具有操作元件并且经由第一传动机构与闭锁机构(11)处于连接状态，闭锁机构经由第二传动机构移动驱动滑块(15)；以及具有触点装置，该触点装置具有带有触点的、固定定位的触头载体，固定定位的触头载体与带有触点的、可运动的触头载体相对置，可运动的触头载体在接触滑块中被引导，本发明的特征在于，用于在触点被熔焊时可靠地显示开关位置的装置以锥齿轮区段(12)的形式构造在第二传动机构的内部，其中，锥齿轮区段(12)与驱动滑块(15)处于有效连接状态并且具有两个不同构造的锁定装置。

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有在触点被熔焊的情况下用于可靠的开关位置显示的装置的开关设备，其具有操作机构，该操作机构具有一个操作元件，并且经由第一传动机构与闭锁机构处于连接状态，这个闭锁机构经由第二传动机构移动驱动滑块，还具有触点装置，该触点装置具有带有触点的、固定定位的触头载体，这个触头载体与一个可运动的、带有触点的触头载体相对置，这个可运动的触头载体在接触滑块中被引导。

背景技术

开关设备、尤其是断路器主要在短路时用于安全关断并且由此保护耗电设备。此外，电的或者机械的开关单元适合于根据运行状态手动地开关耗电件，以及用于在保养作业时或者在对设备有更改时将设备与电网安全隔离。电开关单元通常以电磁的方式运行。

也就是说，这类开关单元是高技术含量的、具有用于马达、导线、变压器和发电机的集成式保护的电开关器件。在日常生活中它们用在开关频率较低的功能部位。这类开关单元除了短路保护以外还适合于过载保护。

在短路的情况下，电开关单元安全地关断电设备。于是它提供了针对过载的安全保护。每个有电流流过的导体或多或少地剧烈发热。这种发热在此依赖于电流强度与电流导体横截面的比例关系，即所谓的电流密度。电流密度不能过大，因为否则通过过高的发热可能会使让导体绝缘烧焦或者可能引发火灾。为了保护电设备不受到损坏性影响，开关单元被用作过电流保护装置。

断路器具有两个相互分开起作用的、用于过载保护和短路保护的触发机构。这两个触发件串联连接。短路时的保护工作由在时间上几乎立即起作用的电触发件承担。在短路时，电磁触发件立即打开断路器的闭锁机构。在短路电流能够达到它的最高值之前，开关锚(Schaltanker)就将开关件分开了。

公知的开关单元具有带有触点滑块和可运动的开关件的触点滑块单元。此外，所述可运动的开关件还具有电触点。此外，这类开关单元还具有与电流导线的第一触点。在接通的状态下，可运动的开关件的电触点接触开关单元的固定触点。在短路状况下，可运动的开关件的电触点从固定触点上松脱，从而中断电流。在这里，可运动的开关件从固定触点上松脱。

断路器除了作为过载及短路触发件满足它们的保护功能以外，正如上面已经提及的那样，还负责规范地断开和接通马达。为了证明这些功能，断路器按照产品标准必须能够接通十倍的马达额定电流。为了能够确保这种极限负荷，必须让断路器几乎同时地并且在跃跳功能中完成对三个电流路径的双次中断，这三个电流路径以分别一个可运动的电桥连带两个可运动的触点部位和两个固定的触点部位的形式存在。

为了实现这个功能，经由手动操作的机械装置，以操作元件、闭锁机构和操作链的形式开启由触点滑块和可运动的电桥组成的触点总成。这种开启通过所谓的快速接通完成。在这里，只有当闭锁机构已经被接通以后，所述三个触点系统才会通过一个机械装置开启。现在，弹簧存储器以触点负载弹簧的形式确定触点系统在接通时的运动。

在电桥撞击在固定开关件上以后，触点滑块加速，直到它在止挡部上被反弹。通过触点滑块的反弹和由此得出的动能，导致触点系统重新打开。这在电流路径中的电流同时提升的情况下可能导致熔焊。

为了避免接触滑块在触点闭合以后在开关杆处被反弹，并且由此使得触点再次打开，在接触滑块的周围使用了拦截弹簧，拦截弹簧以板簧的形式存在，它制动接触滑块的运动。但是为了让拦截弹簧能够正常工作，在开关杆与接触滑块之间需要延长开关杆预延伸(Schalthebelvorlauf)。然而，由于延长了开关杆预延伸，就可能导致在这种开关设备中所需要的、“在具有分离功能的设备中在触点被熔焊的情况下对主触点进行位置显示”的功能无法以常规的方式实现。这种功能说明了，在触点被熔焊时，肘杆形式的操作件不再能够回复到断开的位置。

迄今为止，应选择低的最大的设备测量值、也就是要引导的额定电流，使得不需要如上所述的开关接通。由接触滑块和可运动的电桥构成的触点总成的闭合动态因此不必像现在那样精确地近似阶跃函数，就可以确保能够接通十倍的马达额定电流。因此也没有必要使用拦截弹簧，并且在开关杆和接触滑块之间的预延伸较小的情况下也可行。这导致使用更简单的系统，其中，锥齿轮连接的一部分、即所谓的锥齿轮区段，如果其向下运动由于熔焊的触点被阻碍，那么它在转动到关断位置中时就进入驱动滑块的接片中。这由现有技术中公知的系统从图1中得出。

图1中示出了一个开关设备的、尤其是断路器的闭锁机构1，具有可转动地支承的锥齿轮区段2，锥齿轮区段与驱动滑块3处于有效连接状态。驱动滑块3与开关杆4处于有效连接状态，开关杆又与触点装置处于有效连接状态，触点装置由具有触点6的、固定定位的触头载体5和与之相对置的、具有触点8的、可运动的触头载体7组成，可运动的触头载体在接触滑块中被引导。在驱动滑块3处布置了接片10。当驱动滑块3通过熔焊的触点6、8阻碍了它的向下运动时，锥齿轮区段2在转动到关断位置中时驶入进入到接片10中。由于驱动滑块3处的接片10，使得锥齿轮区段2无法进一步传导，从而以盖罩处的肘杆的形式存在的操作元件也无法转移到它的关断位置。据此，迄今在具有分离功能和熔焊触点的开关设备中还没有对主触点的位置显示。

发明内容

据此，本发明的目的在于，实现一种具有在触点被熔焊的情况下可靠地显示开关位置的装置的开关设备。

根据本发明，该目的通过一种具有在触点被熔焊的情况下可靠地显示开关位置的装置的开关设备得以解决，装置具有操作机构以及触点装置，操作机构具有操作元件并且经由第一传动机构与闭锁机构处于有效连接，闭锁机构经由第二传动机构移动驱动滑块，触点装置具有固定定位的、带有触点的触头载体，触头载体与可运动的、具有触点的触头载体相对置，可运动的触头载体在接触滑块中被引导。在此，本发明的特征在于，用于在触点被熔焊的情况下可靠地显示开关位置的装置以锥齿轮区段的形式构造在第二传动机构的内部，其中，该锥齿轮区段与驱动滑块处于有效连接状态，并且具有两个不同构造的锁定装置。

对于高额定电流(I_N100A)以及通过标准化确定的以下情况，即必须能够接通13.5倍的马达额定电流，需要让开关的接通动态尽可能良好地接近“阶跃函数”。这通过快速接通实现。

为了避免接触滑块由于这种快速接通因为固有惯性而被进一步加速、在开关杆处反弹、并且电桥因为脉冲再次打开，所以使用拦截弹簧，拦截弹簧制动接触滑块的运动。然而，触点弹簧却需要一定的工作路径才能运行。工作路径一般而言大于2.3mm。这个工作路径是在开关杆与接触滑块之间的延伸部分。然而，通过预延伸(Vorlauf)提高无法再让老式的系统正常运作，因为驱动滑块即使在触点被熔焊的情况下也可能向下移动太多的路径。锥齿轮区段在其转动时也就不再被驱动滑块的接片制动，并且上级的肘杆因此可能转移到关断的位置上。

根据本发明的系统现在示出一种独有的构造，由此能够实现在开关杆与接触滑块之间的更大的预延伸。在正常关断时，锥齿轮不能被制动或锁定。如果开关被常规地关断，锥齿轮区段在顺时针方向上运动，并且因为触点被打开使得驱动滑块向下运动。由此，驱动滑块的捕获凸起滑入为它预设的、位于锥齿轮区段下方的留空部中，并且因此上面的所连接的肘杆也可以移动到关断的位置上。

在触点被熔焊时，锥齿轮区段必须被锁定，从而盖罩上的肘杆不能移动到它的关断位置中。在具有熔焊触点的关断过程中，锥齿轮区段首先也在顺时针方向上运动。然而，因为驱动滑块由于熔焊触点而不能向下移动，所以驱动滑块不会滑入其预设的留空部中，而是保留在锥齿轮区段的平面区域上。由此使得锥齿轮区段的锁止轮廓和驱动滑块的锁止轮廓相互卡住，并且由此使得锥齿轮区段和肘杆不再能够移动到关断位置。

通过锥齿轮区段的与驱动滑块的捕获凸起相结合的特殊造型，可以根据触点是熔焊的还是自由运动的，起到释放锥齿轮区段或者锁止锥齿轮区段的作用。锥齿轮的运动是否被锁止取决于，驱动滑块是否可以向下移动以及向下移动多久。在现有技术中，这里的空间很小，所以导致在开关杆与接触滑块之间只能实现很小的预延伸。这些预延伸小于1.5mm。这种新的构造对在开关杆与接触滑块之间的预延伸的依赖更小。在此可以实现直至2.6mm的预延伸，这对于拦截弹簧的使用来说至关重要。

本发明的一个特别的优点在于，不必偏离通常的安装过程，因为需要安装的部件和老式系统中保持一样。只是对功能进行了改变和改进。此外，新的闭锁机构更加稳定。这使得也能轻易地通过以下标准化考核，在该考核时，肘杆在触点被熔焊的情况下被加载最大的扭矩。

根据本发明的设计理念的一种推进方案可以提出，驱动滑块经由捕获凸起与锥齿轮区段处于有效连接状态。

根据本发明的设计理念的一种具体的构造方式可以提出，在锥齿轮区段中构造了第一锁定装置，它以留空部的形式存在，该留空部在几何形状上匹配于驱动滑块的捕获凸起的外形。

根据本发明的设计理念的一种有利的构造方案可以在于，锥齿轮区段具有第二锁定装置，其以拦截面和锁止轮廓的形式存在。

根据本发明的设计理念的一种有利的构造方案可以在于，在触点被熔焊时，锥齿轮区段的第二锁定装置与驱动滑块的捕获凸起处于有效连接状态。

根据本发明的设计理念的一种具体的构造方式可以在于，在锥齿轮区段在顺时针方向上转动时，驱动滑块的捕获凸起在触点未熔焊的情况下可以从锥齿轮区段的第二锁定装置旁经过，并且为了开关设备的接通状态而啮入到第一锁定装置中。

根据本发明的设计理念的一种改进方案可以在于，开关设备是一个断路器。

根据本发明的开关设备具有要手动操作的操作元件，该操作元件与配对齿轮处于有效连接状态。这是第一传动机构。配对齿轮与锥齿轮区段处于有效连接状态。锥齿轮区段可转动地布置在优选的两个彼此平行指向的板之间。锥齿轮区段与驱动滑块处于有效连接状态。这是第二传动机构。驱动滑块具有两个端部区域。驱动滑块的第一端部区域与锥齿轮区段处于有效连接状态并且构造成捕获凸起。捕获凸起构造成突起部和优选地与之呈90°夹角地构造的平面区域。

在锥齿轮区段中构造了第一锁定装置，它以留空部的形式存在，留空部在几何形状上适配驱动滑块的捕获凸起的外形。留空部具有优选地为鼻形的容纳部，其用于驱动滑块的捕获凸起的突起部和优选地与之呈90°夹角地构造的平面区域，在该平面区域处抵靠着驱动滑块的捕获凸起的平面区域。在开关设备的接通状态下，驱动滑块的捕获凸起的突起部抵靠在锥齿轮区段的留空部的平面区域处。在开关设备正常断开时，锥齿轮区段在顺时针方向上转动。此时，由驱动滑块的突起部和平面区域构成的捕获凸起滑动到锥齿轮区段的留空部中，其中，突起部在驱动滑块的第一端部区域中啮入到留空部的容纳部中，并且锥齿轮区段的平面区域和驱动滑块的平面区域相互抵靠。

开关设备此外还具有一个触点装置，它具有固定定位的、带有触点的触头载体，这个触头载体布置成与可运动的、带有触点的触头载体相对置的，可运动的触头载体在接触滑块中被引导。驱动滑块的第二端部区域与触点装置处于有效连接状态。在正常断开时，驱动滑块总体向下移动，并且打开触点。

在触点被熔焊时，锥齿轮区段必须被锁定，从而盖罩上的肘杆不能移动到它的关断位置上。在具有熔焊触点的关断过程中，锥齿轮区段首先也在顺时针方向上运动。然而，因为驱动滑块由于熔焊触点而不能向下移动，所以驱动滑块不会滑入其预设的留空部中，而是保留在锥齿轮区段的平面区域上。此外，锥齿轮区段的锁止轮廓在锥齿轮区段的平面区域附近与驱动滑块的平面区域相互卡住。由此使得锥齿轮区段和肘杆不再能够移动到关断的位置上。

附图说明

下面借助实施例以及借助附图阐述本发明的其他实施方式和优点。

图中示意性地示出：

图1用透视图示出了一个由现有技术中公知的、处于关断状态的、具有闭锁机构的开关设备，；

图2用俯视图示出了一个根据本发明的、处于接通状态的、具有闭锁机构的开关设备；

图3用俯视图示出了根据图2所示的、正在转动运动的、处于正常的关断状态下的闭锁机构；

图4示出了根据图2和3所示的、即将达到关断状态之前的闭锁机构；

图5用俯视图示出了根据图2所示的、在触点被熔焊的情况下处于断开状态的闭锁机构。

具体实施方式

在图1中示出了开关设备的、尤其是断路器的由现有技术中公知的闭锁机构1。闭锁机构1具有可转动地支承的锥齿轮区段2，锥齿轮区段与驱动滑块3处于有效连接状态。驱动滑块3与开关杆4处于有效连接状态，开关杆又与触点装置处于有效连接状态，触点装置由具有触点6的、固定定位的触头载体5和与之相对置的、具有触点8的可运动的触头载体7，可运动的触头载体在接触滑块中被引导。在驱动滑块3处布置了接片(Lasche)10。当由于熔焊的触点6、8阻碍了驱动滑块3的向下运动时，锥齿轮区段2在转动到关断位置中时驶入进入到接片10中。由于驱动滑块3上的接片10，锥齿轮区段2无法进一步被传导，从而以盖罩处的肘杆的形式存在的操作元件也无法转移到它的关断位置。据此，迄今在具有分离功能和熔焊的触点的开关设备中还没有对主触点的位置显示。

在图2中示出了一个根据本发明的、具有闭锁机构11的开关设备。闭锁机构11具有锥齿轮区段12，它可转动地布置在两个优选地相互平行地布置的板13、14之间。锥齿轮区段12与驱动滑块15处于有效连接状态。这个机构是第二传动机构。驱动滑块15具有端部区域16、17。驱动滑块15的第一端部区域16与锥齿轮区段12处于有效连接状态并且构造成捕获凸起18。捕获凸起18构造成突起部19和优选地与突起部呈90°夹角地构造的平面区域20。在锥齿轮区段12中构造了第一锁定装置，它以留空部21的形式存在，留空部在几何形状上匹配于驱动滑块15的捕获凸起18的外形。留空部21具有优选地为鼻形的容纳部22和优选地与之呈90°夹角地构造的平面区域23，容纳部用于驱动滑块15的捕获凸起18的突起部19，在平面区域23处抵靠有驱动滑块15的捕获凸起18的平面区域20。在开关设备的接通状态下，驱动滑块15的捕获凸起18的突起部19抵靠在锥齿轮区段12的留空部21的平面区域23上。在开关设备正常断开时，锥齿轮区段12沿顺时针方向转动。此时，由驱动滑块15的突起部19和平面区域20构成的捕获凸起18滑动到锥齿轮区段12的留空部21中，其中，在驱动滑块15的第一端部区域16处的突起部19啮入到留空部21的容纳部22中，并且锥齿轮区段12的平面区域20和驱动滑块15的23相互抵靠。驱动滑块15总体向下运动，并且打开触点。

图3示出了根据本发明的闭锁机构，其处于进行正常关断的第一运动中。在正常关断开关设备时，锥齿轮区段12在顺时针方向上转动。此时，由驱动滑块15的突起部19和平面区域20构成的捕获凸起18滑动到锥齿轮区段12的留空部21中，其中，在驱动滑块15的端部区域16中的突起部19被导入留空部21的容纳部22中。

在图4中示出了即将达到关断状态中的终点的、根据本发明的闭锁机构。在这个开关位置状态下，驱动滑块15的捕获凸起18的突起部19啮入锥齿轮区段12的留空部21的容纳部22中。此外，锥齿轮区段12的留空部21的平面区域23几乎抵靠在驱动滑块15的捕获凸起18的平面区域20上。

图5示出了在触点被熔焊的情况下的根据本发明的闭锁机构。在触点被熔焊时，锥齿轮区段12必须被锁定。在具有熔焊触点的关断过程中，锥齿轮区段12首先也在顺时针的方向上移动。然而，因为驱动滑块15由于熔焊触点而不能向下移动，所以驱动滑块不会滑入其预设的留空部21中，而是被锥齿轮区段12的平面区域锁定。此外，布置在平面区域23的端部区域中的锥齿轮区段12的锁止轮廓24与驱动滑块15的捕获凸起18的平面区域20相互卡住。由此，锥齿轮区段12和肘杆不再能移动到关断位置。

根据本发明的、具有在触点被熔焊的情况下用于可靠地显示开关位置的装置的开关设备的特征在于，不必偏离通常的安装过程，因为需要安装的部件和老式系统中保持一样。只是对功能进行了改变和改进。此外，新的闭锁机构更加稳定。这使得也能轻易地通过以下标准化考核，在该考核时，肘杆在触点被熔焊的情况下被加载最大的扭矩。

附图标记列表

1 闭锁机构

2 锥齿轮区段

3 驱动滑块

4 开关杆

5 固定定位的触头载体

6 触点

7 可运动的触头载体

8 触点

9 接触滑块

10 接片

11 闭锁机构

12 锥齿轮区段

13 电路板

14 电路板

15 驱动滑块

16 端部区域

17 端部区域

18 捕获凸起

19 突起部

20 平面区域

21 留空部

22 容纳部

23 平面区域

24 锁止轮廓。