专利名称：用于锁定一个弹簧蓄力器的开关锁的制作方法
技术领域：
本发明涉及电开关的领域，此电开关配备有一个用于操纵一些触头的弹力驱动装置，以及本发明应用在用于锁定弹簧蓄力器的开关锁的结构设计中。
在已知的用于弹力驱动装置的开关锁中，其中所属的弹簧蓄力器借助一个旋转驱动装置和一个可伸展的肘杆系统被夹紧，可伸展的肘杆系统在弹簧蓄力器被夹紧时借助一个支承件、一个副棘爪和一个主棘爪以及一个为主棘爪配设的止挡制动。在此开关锁中，其中设计为杠杆的支承件一端铰接在肘杆系统的肘关节上和另一端铰接在副棘爪上，副棘爪可通过杠杆系统的伸展旋转。在这里，副棘爪和主棘爪有彼此对应配设的工作面，通过它们可在副棘爪旋转时影响主棘爪的位置(DE 4416088C1)。副棘爪的一个第一工作面由副棘爪的环形边的一个半圆形区段构成，该第一工作面贴靠在主棘爪的一个设计为滚轮的工作面上，以及主棘爪克服为其配设的复位弹簧的弹力保持在一个第一位置中。在此第一位置中，构成所述止挡的半轴在弹簧预紧的状态下被主棘爪制动。一个设计为反跳边的同样为滚轮配设的第二工作面在夹紧过程结束时释放主棘爪，所以一方面主棘爪在为其配设的复位弹簧的弹力作用下超行程(berhub)地旋转到所述半轴后面，以及另一方面被释放的半轴基于弹簧预紧力对其的作用在主棘爪的运动轨迹内旋转。在主棘爪通过杠杆系统与旋转驱动装置脱开在弹簧蓄力器的弹力作用下沿反方向旋转之前，上述两个旋转运动过程必须结束。因为在主棘爪上通常连接一个用于显示弹簧蓄力器状态的指示机构，考虑到指示可靠性同样恰当的是，主棘爪在杠杆系统与旋转驱动装置即将脱开前才超行程地旋转到所述半轴后面。为此，首先在采用蓄有高能量的弹簧蓄力器的情况下要求所述弹簧锁机构快速运动。因此在提及的开关锁中为主棘爪配设的复位弹簧必须提供一个比较大的复位力。这一复位力才能在设计有关其能量消耗的开关锁的机械机构时以及在设计提供释放闭锁的释放力时再加以考虑。
为了可靠地将被夹紧的弹簧蓄力器锁定，首先必须使主棘爪贴靠在止挡上的力的公差范围以及释放闭锁所必需的力的公差范围与复位弹簧的公差范围相适配。当为主棘爪配设的复位弹簧断裂时，则被夹紧的弹簧蓄力器不可能再被锁定。
以具有权利要求1前序部分特征的开关锁(DE 4416088C1)为出发点，本发明要解决的技术问题是，设计一种锁定机构，使得为了旋转所述主棘爪不再需要使用作用在主棘爪上的复位弹簧。
按照本发明上述技术问题是这样解决的所述副棘爪和主棘爪各具有至少两个工作面，其中，在副棘爪的一个第一旋转阶段，它们各自的至少两个工作面中的第一个工作面互相贴靠，以及在副棘爪的一个第二旋转阶段，它们各自的至少两个工作面中的第二个工作面齿轮状啮合地互相贴靠。
基于这样的扩展设计，保证主棘爪在夹紧过程结束时被强行控制地旋转到，在杠杆系统与旋转驱动装置脱开时在弹簧蓄力器的弹力作用下达到可靠地贴靠到所述止挡上。因为在设计锁的机械结构时首先在采用蓄有高能量的弹簧蓄力器时不需要考虑大的复位力，所以不仅可以对使主棘爪贴靠在止挡上的力规定一个小的公差范围，而且也可对释放力规定一个小的公差范围。
所述新型开关锁的一个相宜的扩展结构规定，一方面，副棘爪的第一工作面由副棘爪的一个横向于旋转平面伸出的销子构成，以及副棘爪的第二工作面由副棘爪的环形边的一个凹形区段构成；另一方面，主棘爪的第一工作面由主棘爪的一个凸鼻构成，以及第二工作面由固定在主棘爪上的一个滚轮构成。
为了使在弹簧蓄力器被夹紧时旋转驱动装置的一部分力以及在弹簧蓄力器松弛时弹簧蓄力器的一部分力在尽可能小的结构空间内均匀地传导到副棘爪上，在按照本发明的另一个扩展设计中规定，在杠杆系统处于制动位置时，构成支承件的一个装在杠杆系统的铰链栓上的滚轮贴靠在副棘爪的环形边的一个第二凹形区段上。
此外，若按本发明的另一个扩展设计，为了控制副棘爪的旋转运动，设置一个耦合在杠杆系统上的驱动销和一个可旋转的双臂形的控制杠杆，其中，该控制杠杆的第一杠杆臂伸入到驱动销的运动轨迹的端部段内，以及第二杠杆臂与副棘爪的一个传动面对应配设，则在夹紧阶段结束时，从旋转驱动装置传输到杠杆系统上的小的行程与耦合在杠杆系统上的支承件的旋转无关地转变为副棘爪的大的以及进而阶跃式的旋转运动。为了控制副棘爪，可以除了第一驱动销和控制杠杆外设置一个耦合在杠杆系统上的第二驱动销，它在杠杆系统伸展时在其运动轨迹的一个区段内贴靠在副棘爪的一个第二传动面上。
在这里可以通过下述方式保持一个尽可能小的开关锁的结构形式，即，第一驱动销由杠杆系统的铰链栓构成，其中，为该铰链栓配设所述控制杠杆的一个作为其第一杠杆臂的凸鼻状的凸肩，以及在控制杠杆的第二杠杆臂上设计一销子，该销子插入到一个设计在副棘爪的旋转点附近的长孔内，该长孔的内边构成所述第一传动面。第二驱动销可设计为销子，其构成耦合在杠杆系统上的肘杆连接装置的肘关节，在此，第二传动面由副棘爪的环形边的另一个区段构成。
图1至7表示所述新型开关锁的一种实施方式。其中图1表示在弹簧蓄力器完全松弛时的开关锁；图2至6表示所述开关锁处于夹紧过程的五个不同阶段的情况；图7表示在弹簧蓄力器被完全夹紧并锁定时的开关锁。
图1至7表示一个集成组装在一个低压断路器的驱动装置内的开关锁。用于操纵图中未示出的开关触点装置的驱动装置在这里为了提供操纵能量具有一个设计为螺旋压簧的弹簧蓄力器1。为了夹紧所述弹簧蓄力器1，在该驱动装置中设置一个可借助于一个旋转驱动装置伸展的杠杆系统，所述开关锁用于对其制动。在此，该杠杆系统由一个带有一个触轮(Abtastrolle)2的滚子杠杆3、一个铰接在弹簧蓄力器1上的夹紧杠杆4和一个连接所述滚子杠杆3与夹紧杠杆4的耦合节5构成。滚子杠杆3可旋转地安装在一个第一支承销6上以及夹紧杠杆4可旋转地安装在一个第二支承销7上。在这里，滚子杠杆3和耦合节5借助一个第一铰链栓8连接，以及夹紧杠杆4和耦合节5借助一个第二铰链栓9连接。夹紧杠杆4设计为双臂形杠杆，其中，一个臂铰接在耦合节5上，而另一个臂铰接在弹簧蓄力器1上。在图1至7所示的例如可由电动机和/或通过手动杠杆推动的旋转驱动装置中分别只表示了一根可顺时针方向旋转的夹紧轴10和一个固定安装在该夹紧轴10上的凸轮11。
一旦滚子杠杆3所带有的触轮2贴靠在凸轮11的环形边上，凸轮11便与杠杆系统3、4和5耦合以传输所述旋转驱动装置的驱动力。
所述开关锁一方面为了制动所述杠杆系统具有一个设计为滚轮12的支承件、一个可绕第三支承销13旋转的副棘爪14、一个可绕第一支承销6旋转的主棘爪16以及一个与主棘爪16对应配设的止挡17，以及另一方面为了控制所述副棘爪14的旋转运动具有一个由所述杠杆系统的第一铰链栓8构成的第一驱动销(它通过一个双臂形控制杠杆19作用在副棘爪14的一个第一传动面20上)和一个构成耦合在杠杆系统上的肘杆连接装置21的肘杆的第二驱动销22(它直接作用在副棘爪14的一个第二传动面23上)。为了在副棘爪14旋转时影响主棘爪的旋转运动，一方面在副棘爪14上设置一个由一个销子24构成的第一工作面和一个由副棘爪的一个第一凹形区段25构成的第二工作面，以及另一方面在主棘爪16上设置一个为销子24配设的由主棘爪的一个凸鼻26构成的第一工作面和一个为第一凹形区段25配设的由固定在主棘爪上的滚轮27构成的第二工作面。当副棘爪14顺时针(亦即在旋转驱动装置10和11的力作用下)旋转时，一旦首先销子24与凸块26互相贴靠以及随后副棘爪的环形边的第一凹形区段25与滚轮27齿轮状啮合地互相贴靠，主棘爪16便逆时针旋转。一旦安装在杠杆系统的第一铰链栓8上的构成所述支承件的滚轮12贴靠在副棘爪的环形边的一个第二凹形区段28上、副棘爪的第一凹形区段25贴靠在主棘爪的滚轮27上以及主棘爪16贴靠在设计成半轴的止挡17上时，杠杆系统3、4和5就被制动。在所述主棘爪上连接一个指示机构29，它用于显示弹簧蓄力器的状态。为此一个设计在主棘爪上的销子30插入到该指示机构29的一个弧形长孔31内，使得所述指示机构在副棘爪16旋转时随同旋转。
图1表示在夹紧过程开始前的开关锁。在此时刻所述凸轮11处于其原始位置中，以及滚子杠杆3所带有的触轮2贴靠在凸轮11的环形边上。杠杆系统3、4和5处于一个第一位置中，此时所述弹簧蓄力器1完全松弛。此时，主棘爪16支承在一个止挡销32上，副棘爪14借助其环形边的一个贴靠在主棘爪16的滚轮27上的直线延伸段33支承在主棘爪16上，以及耦合在杠杆系统3、4和5上的构成所述支承件的滚轮12支承在副棘爪的环形边的一个第三凹形区段34上。所述主棘爪16的环形边的一个区段35处于半轴17下面，使得可借助未详细表示的释放机构克服同样未示出的复位弹簧的弹力旋转的半轴17在弹簧预紧力作用下被固定。连接在主棘爪16上的、设有指示面36的指示机构29此时处于一个第一位置中，该指示机构的指示面36的第一分区39与一个未表示的视窗相对置。此第一分区37表示，所述弹簧蓄力器1未被完全夹紧。与之相称的标记例如是一个画成松弛的压力弹簧。在图1所示的时刻，所述第一驱动销18未贴靠在控制杠杆19上，以及第二驱动销22也未贴靠在副棘爪的第二传动面23上。
图2至6表示在夹紧过程的不同阶段的开关锁，按照图2至6，所述杠杆系统的由滚子杠杆3和耦合节5构成的杠杆连接装置通过下述方式伸展随着凸轮11的环形边与凸轮的旋转点39之间的距离增大，带触轮的销子40逆时针旋转以及因而滚子杠杆3也随之逆时针旋转。所述滚子杠杆3的运动借助耦合节5传递到夹紧杠杆4上，所以所述夹紧杠杆的铰接在弹簧蓄力器1上的臂绕第二支承销7顺时针旋转并因而夹紧该弹簧蓄力器1。在图1所示的时刻，第二驱动销22与副棘爪的第二传动面23相靠，以及副棘爪14绕第三支承销13顺时针旋转，直至按图3所示使设计在副棘爪14上的、垂直于副棘爪的旋转平面从副棘爪伸出的销子24运动到顶靠在所述设计在主棘爪16上的凸鼻26上为止。在此时刻，所述第一驱动销20运动到顶靠在一个伸入到其运动轨迹的端部段内的、设计为控制杠杆的凸鼻状的凸肩的第一臂41上，并使控制杠杆绕其由第一支承销6构成的旋转点逆时针旋转。此旋转运动通过控制杠杆的设计成比第一臂长的第二臂42传递给副棘爪。为此，在控制杠杆19设计得较长的第二臂42的端部上，安置一个横向于控制杠杆的旋转方向从该控制杠杆伸出的控制销43。此控制销43伸入到一个设计在第三支承销13(副棘爪的旋转点)附近的第二弧形长孔44内，该长孔的内边构成副棘爪的第二传动面。因为设计在副棘爪14上的工作面24和25与副棘爪的旋转点13之间的距离大于控制杠杆的控制销43与副棘爪的旋转点13之间的距离，以及除此之外还由于主棘爪的工作面26和27与第一支承销6(主棘爪旋转点)之间的距离小于副棘爪的环形边的为止挡17配设的区段45与主棘爪的旋转点之间的距离，所以按照图3至6所示在夹紧过程结束时第一驱动销8旋转运动经过的小弧形路径，转换成主棘爪的环形边的为止挡配设的区段45旋转运动经过的大弧形路径。为此，副棘爪和主棘爪的各第一工作面24和26在按图3和4所示的一个第一旋转阶段互相贴靠；当过渡到副棘爪的一个第二旋转阶段时(此时按图5和6所示第二工作面25和27齿轮状啮合地互相贴靠)所述第一工作面24和26彼此脱开。在副棘爪处于该第二旋转阶段中时，在滚子杠杆3的触轮2即将与凸轮11的环形边脱开前，主棘爪的环形边的为止挡配设的区段45超行程地到达止挡17的后面。
图7表示在完全夹紧并锁定所述弹簧蓄力器1时的开关锁，按照图7，与旋转驱动装置脱开的杠杆系统在弹簧蓄力器1的弹力作用下通过耦合在杠杆系统上的支承件12支承在副棘爪的环形边的第三凹形区段34上，副棘爪14通过第二工作面25和27支承在主棘爪16上，以及主棘爪支承在止挡17上。在此时刻，连接在主棘爪上的指示机构29处于一个第二位置中，此时，指示面36的第二分区38与所述视窗相对置。此第二分区38表示弹簧蓄力器1完全被夹紧。对此相称的标记例如是一个画成被夹紧的压力弹簧。
为了保持副棘爪与主棘爪的彼此对应的工作面之间的间隙尽可能小，可设置一个例如作用在主棘爪上的弹簧。
附图标记清单1弹簧蓄力器2触轮3滚子杠杆4夹紧杠杆5耦合节6第一支承销(主棘爪的滚子杠杆和双臂形控制杠杆的支承销)7第二支承销(夹紧杠杆的支承销或旋转点)8第一铰链栓，构成第一驱动销9第二铰链栓(夹紧杠杆与耦合节之间的铰链栓)10夹紧轴11凸轮12滚轮，其构成支承件13第三支承销(副棘爪的支承销或旋转点)14副棘爪16主棘爪17止挡19双臂形控制杠杆20副棘爪的第一传动面21肘杆连接装置22第二驱动销23第二传动面24销子(副棘爪的第一工作面)25主棘爪的环形边的第一凹形区段(副棘爪的第二工作面)26主棘爪的凸鼻(主棘爪的第一工作面)27固定在主棘爪上的滚轮(滚轮的第二工作面)28副棘爪的环形边的第二凹形区段29指示机构30指示机构的第一弧形长孔32止挡销
33副棘爪的环形边的直线延伸部段34副棘爪的环形边的第三凹形区段35设计在主棘爪的环形边上的部段36指示机构的指示面37指示面的第一分区38指示面的第二分区39凸轮的旋转点40承载触轮的销子41双臂形控制杠杆的第一杠杆臂42控制杠杆的第二杠杆臂43控制销44设计在副棘爪内的第二弧形长孔45主棘爪的环形边上的与止挡对应的部段
权利要求
1.一种开关锁，用于锁定一个电开关的一个借助于一个旋转驱动装置(10，11)和一个可伸展的杠杆系统(3，4，5)被夹紧的弹簧蓄力器(1)，其中，-所述可伸展的杠杆系统(3，4，5)在所述弹簧蓄力器(1)被夹紧时借助于一个支承件(12)、一个副棘爪(14)和一个主棘爪(16)以及一个为该主棘爪配设的止挡(17)制动，-所述副棘爪(14)可通过所述杠杆系统的伸展旋转，以及-所述副棘爪和主棘爪具有一些彼此对应的工作面，通过它们在该副棘爪旋转时可影响主棘爪的位置，其特征在于-所述副棘爪和主棘爪分别具有至少两个工作面(24，25；26，27)；-在所述副棘爪的一个第一旋转阶段，所述副棘爪和主棘爪各自的两个工作面中的第一(24，26)工作面互相贴靠，以及-在所述副棘爪的一个第二旋转阶段，所述副棘爪和主棘爪各自的两个工作面中的第二工作面(25，27)齿轮状啮合地互相贴靠。
2.按照权利要求1所述的开关锁，其特征在于所述副棘爪(14)的第一工作面(24)由该副棘爪的一个横向于旋转平面伸出的销子构成，以及该副棘爪的第二工作面(25)由该副棘爪的环形边的一个凹形区段构成；所述主棘爪(16)的第一工作面(26)由该主棘爪的一个凸鼻构成，以及其第二工作面(27)由固定在该主棘爪上的一个滚轮构成。
3.按照权利要求1或2所述的开关锁，其特征在于在所述杠杆系统(3，4，5)处于制动位置时，一个构成所述支承件(12)的安装在该杠杆系统的一个铰链栓(8)上的滚轮(12)贴靠在所述副棘爪的环形边的一个第二凹形区段(28)上。
4.按照权利要求1至3之一所述的开关锁，其特征在于为了控制所述副棘爪(14)的旋转运动，设置一个耦合在所述杠杆系统上的驱动销(8)和一个可旋转的双臂形的控制杠杆(19)，其中，该控制杠杆(19)的第一杠杆臂(41)伸入到该驱动销(8)的运动轨迹的一个端部段内，以及第二杠杆臂(42)与所述副棘爪(14)的一个传动面(20)对应配设。
5.按照权利要求4所述的开关锁，其特征在于为了控制所述副棘爪(14)的旋转运动，设置一个耦合在杠杆系统上的第二驱动销(22)，它在所述杠杆系统伸展时在其运动轨迹的一个区段内贴靠在该副棘爪的一个第二传动面(23)上。
6.按照权利要求4或5所述的开关锁，其特征在于所述第一驱动销由所述杠杆系统的铰链栓(8)构成，其中，所述控制杠杆的一个作为其第一杠杆臂(41)的凸鼻状的凸肩与该铰链栓(8)对应配设，以及，在该控制杠杆的第二杠杆臂(42)上设计一个销子(43)，该销子(43)插入到一个设计在所述副棘爪的旋转点附近的长孔(44)内，该长孔的内边构成所述第一传动面(20)。
7.按照权利要求5或6所述的开关锁，其特征在于所述第二驱动销(22)设计为一个销子，它构成了耦合在所述杠杆系统上的一个肘杆连接装置(21)的肘关节；以及，所述第二传动面(23)由所述副棘爪的环形边的另一个区段构成。
全文摘要
本发明涉及一种开关锁，其用于锁定一个电开关的一个借助一个旋转驱动装置(10和11)和一个可伸展的杠杆系统(2，3和4)被夹紧的弹簧蓄力器(1)，其中，所述可伸展的杠杆系统在弹簧蓄力器被夹紧时借助一个支承件(12)、一个副棘爪(14)和一个主棘爪(16)以及一个为该主棘爪(16)配设的止挡(17)制动，在此，所述副棘爪可通过所述杠杆系统的伸展旋转，以及主棘爪(16)的位置在副棘爪(14)旋转时可通过彼此对应的工作面来影响。为了将闭锁机构设计为，为了旋转主棘爪(16)不再需要使用一个作用在主棘爪上的复位弹簧，所述副棘爪(14)和主棘爪(16)各具有至少两个工作面(24，25或26，27)；其中，在副棘爪的第一旋转阶段，两个工作面中的各第一工作面(24和26)互相贴靠，以及在副棘爪的第二旋转阶段，所述各第二工作面(25和27)齿轮状啮合地互相贴靠。
文档编号H01H33/28GK1503979SQ02808694
公开日2004年6月9日 申请日期2002年3月26日 优先权日2001年4月23日
发明者乔尔格-尤维·达尔, 路德维克·戈德萨, 拉尔夫·霍恩伯格, 马克·利布特鲁思, 霍恩伯格, 乔尔格-尤维 达尔, 克 戈德萨, 利布特鲁思 申请人:西门子公司