用于功率開關的開關裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于功率開關的開關裝置(100)，其設計用于將功率開關(1000)從閉合狀態轉換到跳閘狀態，開關裝置(100)具有跳閘杠桿(10)，跳閘杠桿(10)布置在開關裝置(100)的兩個側板(30；30a)之間并且在閉合狀態下將預緊的鎖止元件(20)保持在鎖止位置中，其中，鎖止元件(20)在鎖止位置中阻止預緊的夾緊桿(40)沿預緊方向的運動，由此使開關裝置(100)保持在閉合狀態中，并且在從閉合狀態轉換到跳閘狀態時，鎖止元件(20)通過跳閘杠桿(10)的運動能夠從鎖止位置中釋放并且通過鎖止元件(20)的運動能夠釋放夾緊桿(40)，其中，鎖止元件(20)設計為板形或者基本板形形狀并且具有支承部段(21)，為了從閉合狀態轉換到跳閘狀態支承部段(21)能夠運動地支承在兩個側板(30；30a)的至少一個側板中。
【專利說明】
用于功率開關的開關裝置
技術領域
[0001] 本實用新型涉及一種用于功率開關的開關裝置，所述開關裝置設計用于將所述功 率開關從閉合狀態轉換到跳閘狀態，所述開關裝置具有跳閘杠桿，所述跳閘杠桿布置在開 關裝置的兩個側板之間并且在閉合狀態下將預緊的鎖止元件保持在鎖止位置中，其中，所 述鎖止元件在鎖止位置中阻止預緊的夾緊桿沿預緊方向的運動，由此使所述開關裝置保持 在閉合狀態中，并且在從閉合狀態轉換到跳閘狀態時，所述鎖止元件通過所述跳閘杠桿的 運動能夠從鎖止位置中釋放并且通過所述鎖止元件的運動能夠釋放所述夾緊桿。
【背景技術】
[0002] 在現有技術中已知功率開關那樣的機電式開關裝置，例如緊湊型功率開關并且被 廣泛使用。這種功率開關尤其實現尚電流或者尚功率的開關、例如50kA或者更尚的電流。在 此，這種功率開關通常也設計具有安全裝置，例如過載保護和/或短路保護相應的觸發開 關。已知的功率開關也以此提尚在開關這種電流時的安全性。
[0003] 其中，對這種功率開關的要求在于，從外部能見到的功率開關的部件在任何時候 都符合內部的開關狀態并且能識別地為使用者顯示。在短路或者過電流的情況下在功率開 關上位于外部的功率開關的開關杠桿跳到例如所謂的跳閘位置中。使用者可以根據這個位 置識別，在功率開關中出現斷路或者過載。要是功率開關在短路或者過電流情況下轉換到 關斷狀態，那么使用者就不能之后再從外部確定，是否出現短路或者過電流，或者是否功率 開關是有意被轉換到關斷狀態。
[0004]因此對于機電式開關裝置、例如功率開關來說同樣有必要的是，借助開關裝置、例 如熱磁開關裝置，在短路或者過電流的情況下從閉合位置轉換到跳閘位置或者關斷位置 中。在此，習慣上在功率開關中鎖止元件或者所謂的卡銷把夾緊桿暫時保持在閉合狀態中。 在出現從閉合狀態到跳閘狀態切換的信號時，開關杠桿轉換到跳閘位置。在此，通過例如由 雙金屬觸發元件(Bi-Metall-AusIdseeIement)帶動的跳閘杠桿以及其它的力傳遞元件或 者杠桿元件帶動鎖止元件，以此釋放夾緊桿和把功率開關從閉合狀態轉換到跳閘狀態。尤 其在夾緊桿上出現較高的釋放力，所述釋放力產生相應的較高的力矩，所述力矩作用于開 關裝置的組件上。在此，鎖止元件或者卡銷一般借助支承環能轉動地支承在支承栓上，所述 軸承栓支承在兩個側板之間。這導致相當復雜的開關裝置。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型所要解決的技術問題在于，至少部分式地避免開關裝置以及具有所述 開關裝置的功率開關的前述缺點。尤其本實用新型的任務在于提供一種開關裝置以及具有 所述開關裝置的功率開關，借助所述裝置在從閉合狀態轉換到跳閘狀態或關斷狀態時可以 減小出現的釋放力，并且以尤其簡便和成本有利的方式制造這種開關裝置以及具有所述開 關裝置的相應功率開關。
[0006] 所述技術問題按照本實用新型的第一個方面通過一種用于功率開關的開關裝置 解決，所述開關裝置設計用于將所述功率開關從閉合狀態轉換到跳閘狀態，所述開關裝置 具有跳閘杠桿，所述跳閘杠桿布置在開關裝置的兩個側板之間并且在閉合狀態下將預緊的 鎖止元件保持在鎖止位置中，其中，所述鎖止元件在鎖止位置中阻止預緊的夾緊桿沿預緊 方向的運動，由此使所述開關裝置保持在閉合狀態中，并且在從閉合狀態轉換到跳閘狀態 時，所述鎖止元件通過所述跳閘杠桿的運動能夠從鎖止位置中釋放并且通過所述鎖止元件 的運動能夠釋放所述夾緊桿，其中，所述鎖止元件設計為板形或者基本板形形狀并且具有 支承部段，為了從閉合狀態轉換到跳閘狀態所述支承部段能夠運動地支承在兩個側板的至 少一個側板中。所述技術問題按照本實用新型還通過一種具有前述開關裝置的功率開關解 決。本實用新型的其它的特征通過由從說明書和附圖中得出。在此，清楚的是，涉及開關裝 置時說明的特征和細節也適用于涉及按照本實用新型的功率開關的說明，并且反之亦然， 以此基于對獨立的實用新型方面的公開始終可以互相引用。
[0007] 板形的或者基本板形設計的鎖止元件可以例如借助切削過程、如激光切割尤其簡 便和成本有利地制造。省去了耗費的工藝步驟比如彎曲過程。本實用新型的其它優點在于， 所述鎖止元件通過支承部段直接支承在兩個側板的至少一個側板中，所述鎖止元件優選地 是一體式或者單件式部件。由此可以避免如現有技術那樣把不同的部件組合在一起的加工 過程，在所述加工過程中例如在支承軸定位在兩個側板中之前，將彎曲的鎖止元件借助保 持環穿引過支承軸。此外，以此可以省掉其它的支承部件，從而可以進一步節省成本。
[0008] 閉合狀態是一種功率開關具有閉合回路的狀態。跳閘狀態是一種功率開關的回路 斷開的狀態，即不再有電流流過功率開關。跳閘杠桿優選地在第一支承元件、例如支承螺栓 或者支承銷上，在兩個側板之間布置或者支承。優選地，第一支承元件能轉動地支承在兩個 側板之間。優選地，夾緊桿借助拉力彈簧(第二開關彈簧)預緊。通過鎖止元件的運動能釋放 夾緊桿，意味著，夾緊桿只要不通過鎖止元件機械地鎖止或者保持，就會被拉力彈簧的力帶 動。優選地，夾緊桿能轉動地支承在其它的支承元件例如支承螺栓或者支承銷上。
[0009] 鎖止元件設計為板形或者基本板形，意味著，鎖止元件優選不具有凸起或者具有 盡可能少的和/或僅較低的凸起。這就是說，鎖止元件不限制為完全平面的板形狀。為了從 閉合狀態轉換到跳閘狀態，支承部段可以能運動地支承在兩個側板的至少一個側板中，支 承部段在兩個側板的至少一個側板中具有間隙。在此優選地，支承部段或者鎖止元件在兩 個側板的至少一個側板中能翻動或者擺動地支承。尤其優選的是，鎖止元件在兩個側板的 至少一個側板中能以確定的角度受限制地能翻動或者擺動地支承，例如在3和20度角之間， 優選5和15度角之間，尤其優選7和10度角之間。
[0010]按照本實用新型的進一步設計的優點是，鎖止元件設計為沖壓部件或者基本為沖 壓部件。以此可以成本尤其有利地制造鎖止元件，不需要其它復雜的工藝步驟例如彎曲就 能制造。此外，按照本實用新型的優點是，兩個側板的至少一個側板也設計為沖壓部件或者 基本為沖壓部件。以此獲得和成本有利地制造鎖止元件同樣的優點。鎖止元件和/或兩個側 板的至少一個側板設計為沖壓部件或者基本為沖壓部件并不是排除能在相應部件上進行 沖壓流程以外的其它加工流程、例如去毛刺。按照本實用新型，被沖壓的部件在沖壓流程之 后不經過從根本上改變被沖壓部件的形狀或者影響功能的加工處理。
[0011]此外，按照本實用新型，鎖止元件的支承部段支承在側板缺口中，其中，側板缺口 具有用于支承部段的支承部。在此尤其有利的是，在兩個側板的至少一個側板的側板缺口 中的支承通過沖壓部件的形狀確定。以此可以用成本尤其有利的方法制造支承部。所述缺 口可以是在兩個側板的至少一個側板中的通孔或者盲孔或者凹處。所述通孔或者盲孔或者 凹處可以尤其簡便地沖壓或者壓制。
[0012] 此外，支承部段的橫截面可以具有不同于側板缺口的幾何輪廓。這就是說，支承部 段的橫截面例如形成矩形或者基本矩形并且側板缺口形成不對稱的帶有半徑的多邊形。以 此無須注意精確的配合。在此有利的是，側板缺口具有比支承部段的橫截面明顯更大的橫 截面積，例如大10%以上。無須注意精確的配合或者類似的操作，以此可以尤其成本有利地 借助沖壓工藝制造各部件。
[0013] 按照本實用新型的進一步設計，側板缺口可以具有至少一個第一凸出部，鎖止元 件的支承部段支承在所述第一凸出部上。支承部段在凸出部上僅線性接觸地或者甚至僅點 接觸地支承，以此，在從閉合狀態切換到跳閘或者關斷狀態中時，出現的摩擦力比傳統的軸 的面接觸的支承更小。以此不僅減小各部件上的釋放力而且也減小由其引起的力矩。優選 地，凸出部設計為相對缺口方向或者開口方向正交或者基本正交。所述缺口方向或者開口 方向是一個側板朝向另一個側板的方向。優選地，凸出部位于缺口內并且尤其優選地設計 為至少一個側板的單體件式部件。優選地，所述凸出部具有倒圓的尖部，不過也能設計為有 角的。
[0014] 此外按照本實用新型的優點在于，支承部段具有矩形的或者基本矩形的橫截面， 所述支承部段偏心地支承在凸出部上。通過偏心的支承可以進一步減小釋放力和與此相應 的力矩。在偏心的支承的情況下，支承部段和凸出部處在例如線性接觸或者基本處于線性 接觸，其中，所述線性接觸在支承部段的表面上偏心地延伸，優選大約在支承部段的表面的 側向三分之一或更小的位置處，以便在考慮支承部段在凸出部上可靠支承的情況下，尤其 和中心支承相比較，盡可能多地減小作用在鎖止元件上的釋放力。
[0015]按照進一步設計，側板開口具有至少一個第二凸出部用于接觸支承部段。以此，鎖 止元件的運動、尤其翻轉或者擺動可以限制在確定的范圍內并且鎖止元件的支承可以穩 定。跟第一凸出部一樣，第二凸出部具有倒圓的尖部，不過也能設計為有角的。
[0016]此外，鎖止元件具有用于支承和/或與夾緊桿有效連接的第一鎖止元件缺口。以 此，可以用簡便的方式在沖壓部件中提供用于夾緊桿的支承部或者通過沖壓部件的形狀確 定。優選地，所述缺口設計為通孔，但是也能設計為在鎖止元件中的盲孔或者凹處。按照本 實用新型相應地可以想到的是，鎖止元件具有用于支承和/或與跳閘杠桿有效連接的第二 鎖止元件缺口。以此，可以用簡便的方式在沖壓部件中提供對跳閘杠桿的支承。此外，也能 用于在開關裝置中鎖止元件的穩定。優選地，缺口設計為通孔，但是也能設計為在鎖止元件 中的盲孔或者凹處。
[0017]按照本實用新型的其它方面，提供一種具有上述開關裝置的功率開關。按照本實 用新型的功率開關具有和開關裝置相同的優點。
【附圖說明】
[0018]本實用新型其他改進措施由以下對本實用新型實施例的說明得出，該實施例在附 圖中示意地表示。所有由說明書或附圖得出的特征和/或優點包括設計細節、空間布局，可 以單獨地也可以通過各種組合體現本實用新型的實質。
[0019] 在附圖中：
[0020] 圖1示出按照本實用新型的第一實施形式的開關裝置的立體視圖，
[0021 ]圖2示出按照第一實施形式的開關裝置的局部側視圖，
[0022] 圖3示出按照本實用新型的第一實施形式的鎖止元件的立體視圖，
[0023] 圖4示出按照本實用新型的第一實施形式的開關裝置的閉合狀態，
[0024] 圖5示出按照本實用新型的第一實施形式的開關裝置的跳閘狀態，
[0025] 圖6示出按照本實用新型的第一實施形式的開關裝置的關斷狀態，
[0026] 圖7示出在閉合狀態中的按照本實用新型的第一實施形式的開關裝置的截圖，
[0027] 圖8示出在閉合狀態中的按照本實用新型的第二實施形式的開關裝置的截圖，
[0028] 圖9示出具有按照本實用新型的第一實施形式的開關裝置的功率開關。
[0029] 在圖1至9中具有相同功能和作用的元件分別標以相同的附圖標記。
【具體實施方式】
[0030] 圖1示出按照本實用新型的第一實施形式的開關裝置100的立體視圖。如圖1所示， 在此與在迄今為止現有技術中已知的鎖止元件或者插銷通過在兩個側板中的軸的組裝方 式是不同。取而代之的是，鎖止元件20直接支承在兩個側板30中。此外，按照圖1的開關裝置 具有跳閘杠桿10,所述跳閘杠桿10在開關裝置100的兩個側板30之間能轉動地支承在第一 支承元件上(此處為支承銷上)并且在閉合狀態中把預緊的鎖止元件20保持在鎖止位置中。 在鎖止位置中，所述鎖止元件20鎖止預緊的夾緊桿40在預緊方向上的運動，以此把開關裝 置保持在閉合狀態中。在從閉合狀態到跳閘狀態的切換時，通過跳閘杠桿10的運動能把鎖 止元件20從鎖止的狀態中釋放并且夾緊桿40能通過鎖止元件20的運動釋放。板形的或者基 本板形的鎖止元件20具有支承部段21，為了從閉合狀態到跳閘狀態的切換，所述支承部段 21能運動地支承在兩個側板30之間。
[0031] 此外，開關裝置100具有開關杠桿60,通過所述開關杠桿60可以在不同的狀態之間 切換或者所述開關杠桿6能在閉合狀態、跳閘狀態和關斷狀態之間的切換情況下移置或者 相應地運動。所述開關杠桿60用作外部標志，顯示開關裝置100或者功率開關1000是否處于 閉合位置、跳閘位置或者關斷狀態中。鎖止元件20通過第一開關彈簧91預緊，所述第一開關 彈簧91布置在鎖止元件20和跳閘杠桿10之間。在開關杠桿60和連接板80之間分別通過其它 的支承元件或者支承螺栓預緊第二開關彈簧92,所述連接板80連接開關裝置100和功率開 關1000的轉子殼體。在從閉合狀態到跳閘狀態或者關斷狀態的切換情況下，從例如釋放的 雙金屬元件(未示出）通過跳閘杠桿10、鎖止元件20、第一開關彈簧91、夾緊桿40、側板30、轉 向器件70以及第二開關彈簧92到開關杠桿60上進行力傳遞。按照圖1所示的第一實施形式， 所述夾緊桿40具有卡止件41，所述卡止件41可以處于和鎖止元件20的作用中。
[0032] 圖2以側面視圖示出按照第一實施形式的開關裝置100的截圖。圖2尤其示出按照 本實用新型的鎖止元件20的支承部段21的在側板的缺口 31的第二凸出部33以及第一凸出 部32上的支承。此外，圖2示出，第一凸出部支承在支承部段21的表面的側向三分之一處。 [0033] 圖3單獨示出鎖止元件20,所述鎖止元件20具有第一鎖止元件缺口 22和第二鎖止 元件缺口 23以及支承部段21。此外，在圖3中尤其示出彈簧支承部93,在所述彈簧支承部93 上布置有第一開關彈簧91的端部段。
[0034] 圖4至圖6示出在閉合狀態、跳閘狀態和關斷狀態中的按照本實用新型的開關裝 置。為了更好的使人理解和清楚地顯示開關機制，在圖4到6中不顯示附圖標記。
[0035] 圖7和圖8以側視圖示出開關裝置100的截圖。在此尤其示出起作用的釋放力 Fklink和由其產生的力矩。為了更高地理解，在圖7和8中沒有示出所有的部件。
[0036]圖7示出按照第一實施形式的開關裝置100。如圖7所示，釋放力Fklink通過跳閘杠 桿10作用在鎖止元件20上。此外，力Fl通過夾緊桿40的卡止件41施加在鎖止元件20上。所述 釋放力Fkl ink可以通過如下計算：
[0037] Fklink=Fl X a/b
[0038] 在從圖7中所示的閉合狀態到跳閘狀態的切換時，跳閘杠桿10繞第一支承元件51 逆時針方向從鎖止元件20離開，所述鎖止元件20以此在跳閘杠桿的方向向右轉動，例如轉 動8到10度角度。以此釋放卡止件41，以此夾緊桿40可以在預緊力的方向上通過第二開關彈 簧92繞另外的支承元件逆時針方向地運動并且把開關杠桿60設在跳閘位置中。所述轉動通 過兩個凸出部32、33限定。跳閘杠桿10的部段例如卡進第二鎖止元件缺口 23中并且卡止件 41支承在第一鎖止元件缺口 22中或者第一鎖止元件缺口 22上的最少一個邊緣上。就是說， 在閉合狀態中鎖止元件20處于和跳閘杠桿10、側板30和夾緊桿40的直接有效連接中。此外 如由圖7所知，所選的尺寸a越小釋放力Fklink就越小。在實踐中已知，尤其有利的是，為了 減小釋放力Fklink把凸出部32布置在支承部段21的表面約側向三分之一處。根據所使用的 部件的材料性質的不同，清楚的是可以通過凸出部32的進一步錯移實現釋放力的進一步減 小。因此，凸出部例如可以布置在側向四分之一處、五分之一處、六分之一處等等。
[0039] 圖8示出按照第二實施形式的開關裝置100。第二實施形式和第一實施形式基本相 同，區別在于，側板缺口31a在所屬的側板30a中具有另外的形狀或者橫截面形狀。按照在圖 8中所示的第二實施形式，支承部段21支承在邊緣上、準確地說支承在側板缺口 31a中的鈍 角中。在直接的比較中可以看到，在第二實施形式情況下釋放力盡管稍微大于在第一實施 形式情況，但是側板缺口 31a具有比側板缺口 31更簡單的輪廓。
[0040] 圖9示意性示出具有按照第一實施形式的按照本實用新型的開關裝置的功率開關 1000 o
[0041 ]附圖標記列表
[0042] 1〇 跳閘杠桿
[0043] 20 鎖止元件
[0044] 21 支承部段
[0045] 22 第一鎖止元件缺口
[0046] 23 第二鎖止元件缺口
[0047] 30、30a 側板
[0048] 31、31a 側板缺口
[0049] 32 第一凸出部
[0050] 33 第二凸出部
[0051 ] 40 夾緊桿
[0052] 41 卡止件
[0053] 51 第一支承元件
[0054] 60 開關杠桿
[0055] 70 轉向器件
[0056] 80 連接板
[0057] 91 第一開關彈簧
[0058] 92 第二開關彈簧
[0059] 93 彈簧支承部
[0060] 100 開關裝置
[0061 ] 1000 功率開關
【主權項】
1. 一種用于功率開關的開關裝置(100)，所述開關裝置（100)設計用于將所述功率開關 (1000)從閉合狀態轉換到跳閘狀態，所述開關裝置(100)具有跳閘杠桿(10)，所述跳閘杠桿 (10)布置在開關裝置(100)的兩個側板(30;30a)之間并且在閉合狀態下將預緊的鎖止元件 (20) 保持在鎖止位置中，其中，所述鎖止元件(20)在鎖止位置中阻止預緊的夾緊桿(40)沿 預緊方向的運動，由此使所述開關裝置（100)保持在閉合狀態中，并且在從閉合狀態轉換到 跳閘狀態時，所述鎖止元件(20)通過所述跳閘杠桿（10)的運動能夠從鎖止位置中釋放并且 通過所述鎖止元件(20)的運動能夠釋放所述夾緊桿(40)，其特征在于，所述鎖止元件(20) 設計為板形或者基本板形形狀并且具有支承部段(21)，為了從閉合狀態轉換到跳閘狀態所 述支承部段(21)能夠運動地支承在兩個側板(30; 30a)的至少一個側板中。2. 按照權利要求1所述的開關裝置（100)，其特征在于，所述鎖止元件(20)設計為沖壓 部件或者基本為沖壓部件。3. 按照權利要求1或2所述的開關裝置（100)，其特征在于，所述兩個側板(30; 30a)的至 少一個側板設計為沖壓部件或者基本為沖壓部件。4. 按照權利要求1或2所述的開關裝置（100)，其特征在于，所述鎖止元件(20)的支承部 段(21)支承在側板缺口（31;31a)中，其中，所述側板缺口（31;31 a)具有用于所述支承部段 (21) 的支承部(32)。5. 按照權利要求4所述的開關裝置（100)，其特征在于，所述支承部段(21)的橫截面具 有不同于側板缺口（31 ;31a)的幾何輪廓。6. 按照權利要求4所述的開關裝置（100)，其特征在于，所述側板缺口（31 ;31a)具有至 少一個第一凸出部（32)，所述鎖止元件（20)的支承部段(21)支承在所述第一凸出部（32) 上。7. 按照權利要求6所述的開關裝置（100)，其特征在于，所述支承部段(21)具有矩形或 者基本矩形的橫截面，所述支承部段(21)偏心地支承在凸出部(32)上。8. 按照權利要求4所述的開關裝置（100)，其特征在于，所述側板開口（31 ;31a)具有至 少一個第二凸出部(33)用于接觸支承部段(21)。9. 按照權利要求1或2所述的開關裝置（100)，其特征在于，所述鎖止元件具有用于支 承和/或與所述夾緊桿(40)有效連接的第一鎖止元件缺口（22)。10. -種功率開關(1000)，具有按照權利要求1至9之一所述的開關裝置(100)。
【文檔編號】H01H71/12GK205657028SQ201521066239
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年12月18日 公開號201521066239.5, CN 201521066239, CN 205657028 U, CN 205657028U, CN-U-205657028, CN201521066239, CN201521066239.5, CN205657028 U, CN205657028U
【發明人】M.杭扎特科, P.奈曼, M.佩特拉切克, C.韋伯
【申請人】西門子公司